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문제 정의
- 따라서 본 연구는 임도가 개설된지 약 10 - 15년 정도 지난 임도의 절토비탈면을 대상으로 붕괴 및 토양침식과 각종 산림환경인자와의 관계를 조사하고 비탈면의 안정성에 관여하는 주요 산림환경인자의 영향을 파악하여 환경친화적 임도건설에 적절하게 응용할 수 있는 기초적 자료를 제공하고자 한다.
제안 방법
- 조사시에는 각 임도노선의 설계도․서와 지형도(1/50,000, 1/25,000) 및 지질도(1/50,000) 등을 이용하였으며, 각 임도에 대한 조사구는 측량의 기본 단위인 20m를 1개의 조사구로 하여 전구간을 조사하였다. 비탈면 전체가 경암 및 발파사면인 지역과 비탈면 길이가 2.
- 절토비탈면의 붕괴정도, 표면 침식정도 및 측 구의 침식여부에 따라 안정구(2)와 불안정구(1)로 나누었다. 그 기준은 누구침식이나 구곡침식의 발생과 사면붕괴가 없고 앞으로도 침식 및 붕괴의 위험성이 없는 경우를 안정구, 표면침식 또는 붕괴가 발생하여 사면하부로 토사가 퇴적하여 측 구가 매몰된 경우는 불안정구로 구분하였다.
- 임도 절토비탈면의 각 조사구에서 누구 및 구곡침식이 발생한 지점의 길이(m)×너비(m)×깊이(m)를 측정하여 임도비탈면의 침식량(㎥)을 산출하였다.
- 임도비탈면의 토양침식과 비탈면안정에 영향을 미칠 것으로 예상되는 입지인자와 토양인자, 기상인자 등 주변환경인자를 12개 항목(22인자)으로 구분하여 조사하였다.
- ② 비탈면의 위치(Position of slope)：산정 (Upper), 산복(Middle), 산록(Lower)으로 구분하였다.
- ⑥ 비탈면길이(Length of slope)：비탈면의 직선거리(m)를 측정하였다.
- ⑦ 식생피복도(Coverage)：비탈면 상, 중, 하 지점에서 소방형구(1m×1m)를 설정한 후 식생 피복도(%)를 조사하였다.
- ⑧ 토성(Soil texture)：비탈면 상, 중, 하지점에서 400g을 채취한 뒤 미농무성분류법에 따라 사질식양토(Sand clay loam), 미사질양토(Silty loam), 미사질식양토(Silty clay loam)로 구분하였다.
- ⑨ 토양경도(Soil hardness)：토양경도계를 이용하여 비탈면 상, 중, 하지점에서 각각 3회씩 반복하여 토양경도(kg/cm2)를 측정하여 그 평균값을 이용하였다.
- ⑩ 경과연수(Passage year)：임도개설 후 조사일까지의 경과연수를 해당 임도 설계서를 참고 하여 조사하였다.
- ⑪ 20mm/일 이상 강우횟수(Daily precipitation ≥20mm)：임도 시공일부터 조사일까지의 20mm/일 이상 강우횟수를 각 조사지와 인접한 측후소 및 관측소의 기상자료를 이용하여 조사하였다.
- ⑫ 80mm/일 이상 강우횟수(Daily precipitation ≥80mm)：임도 시공일부터 조사일까지의 80mm/일 이상 강우횟수를 각 조사지와 인접한 측후소 및 관측소의 기상자료를 이용하여 조사하였다.
- 임도 절토비탈면의 각 조사구를 토양침식 및 붕괴발생의 발생 유무에 따라 안정구(2)와 불안정구(1)의 두 그룹으로 양분하고 사면안정에 영향을 미치는 인자를 도출하여 상관관계를 분석하고, 절토비탈면의 안정성에 대한 판별분석을 실시하였다.
- 임도의 절토비탈면의 각 조사구를 토양침식및 붕괴발생의 발생 유무에 따라 안정구와 불안정구로 구분하고 절토비탈면의 안정에 영향을 미치는 인자를 도출하여 비탈면의 안정성을 평가한 결과는 다음과 같다.
- ③ 비탈면 형태(Shape of slope)：비탈면의 형태를 Convex(凸)형, Concave(凹)형, Straight(□)형, Compound(凹凸)형으로 구분하여 조사하였다.
대상 데이터
- 본 연구대상지는 1987년부터 1993년 사이에 개설된 임도로서 조사가 이루어진 임도의 총연장은 42.7km이며, 조사지의 위치 및 현황은 Figure 1 및 Table 1과 같다.
성능/효과
- 절토비탈면의 각 조사구인 안정구 및 불안정구에서 발생한 침식토사량과 각종 인자와의 관계를 상관분석한 결과, 토양침식은 표고, 상부(사면위치), 볼록사면(凸), 비탈면경사, 비탈면길이, 사질식양토(SCL)와는 1% 수준에서, 남쪽 (South)사면과는 5% 수준에서 정의 상관관계를 보였다.
- 침식토사량과 식생피복도와는 1% 수준에서, 평형사면(□), 미사질식양토(SiCL)와는 5% 수준에서 부의 상관관계를 나타내었다. 박문수 등 (1995), 小橋 등(1979)은 임도비탈면에서 식생피 복도의 증가가 침식량을 줄일 수 있는 요인으로 작용하며, 식생은 동상, 동결, 융해와 같은 동상침식, 풍침식 등 지표에서 발생할 수 있는 재해를 감소․방지하고, 식생피복이 완성되면 우적침식 및 표면침식은 완전히 방지된다고 하였다.
- 05보다 크면 집단간의 차이가 없다는 것으로 간주한다. 본 연구지역에서 임도비탈면의 안정성에 영향을 미치는 인자는 토양경도, 식생피복도, 비탈면경사, 표고, 미사질양토(SiL), 볼록사면(凸), 복합사면(凹凸)등으로 나타났다. 특히, 비탈면길이는 토양침식에는 높은 상관이 있었으나 사면안정에는 유의적이지 못하여 기여하는 영향은 적은 것으로 나타났다.
- 본 연구지역에서 임도비탈면의 안정성에 영향을 미치는 인자는 토양경도, 식생피복도, 비탈면경사, 표고, 미사질양토(SiL), 볼록사면(凸), 복합사면(凹凸)등으로 나타났다. 특히, 비탈면길이는 토양침식에는 높은 상관이 있었으나 사면안정에는 유의적이지 못하여 기여하는 영향은 적은 것으로 나타났다. 그리고 판별분석에 의하여 추정되어진 표준화된 판별 함수(standardized canonical discriminant functions) 와 표준화되지 않은 판별함수(unstandardized canonical discriminant functions)를 나타낸 결과는 Table 4와 같다.
- Table 4에서와 같이 정준상관계수는 0.759였으며, 242개의 자료로부터 구한 표준화된 정준판별함수를 근거로 한 상대적 기여도는 식생피복도, 토양경도, 비탈면경사, 표고, 미사질양토, 볼록사면, 복합사면 순으로 나타났으며, 식생피 복도가 0.848로 가장 기여도가 높았고, 복합사면이 0.196으로 가장 낮았다.
- 정준판별함수의 Wilk's Lambda는 0.424, X2값은 201.838, p값은 0.000이므로 판별분석에 의해 선택되어진 7개 인자의 정준판별함수는 유의적인 것으로 판별되었다.
- 이상에서 보는 바와 같이 각 임도사면의 연구에서 판별적중률은 각각 86.8%, 72%, 90.1% 및 97.44%로 나타났다. 小橋(1974)는 사면붕괴위험도 분석에서 판별적중율이 60% 이하는 불량, 70% 이상은 보통, 80% 이상은 양호하다고 보고한 내용과 비교할 때 본 연구의 경우 90.
- 전체 242개의 조사구에서 불안정구는 총 125개 중 117개가 판별됨으로서 93.6%의 적중율을 보였고, 안정구는 117개의 조사구 중 102개를 판별시킴으로서 87.2%의 적중율을 보였으며, 이들 불안정구, 안정구 양 그룹의 전체적인 판별능력은 90.4%였다.
- 1. 절토비탈면에서 발생한 토양침식량은 표고, 상부(사면위치), 볼록사면(凸), 사면경사, 비탈면길이, 사질식양토(SiL), 남쪽(South)사면과는 정의 상관을, 식생피복도, 평형사면(□), 미사질식양토(SiCL)와는 부의 상관관계를 보였다.
- 2. 절토비탈면의 안정성 판별에 대한 상대적 기여도는 식생피복도, 토양경도, 사면경사, 표고, 미사질양토, 볼록사면, 복합사면의 순으로 나타났다.
- 3. 절토비탈면에서 안정구(2)와 불안정구(1)의 중심값은 각각 -1.194와 1.127로 나타났으며, 이때 판별구분치는 -0.072이었다.
- 4. 절토비탈면 조사구의 불안정구와 안정구에 대한 판별능력의 적중율은 불안정구는 125개 중 117개가 판별됨으로서 93.6%의 적중율을, 안정구는 117개의 조사구 중 102개를 판별시켜 87.2%의 적중율을 보였으며 두 그룹의 전체 판별능력은 90.4%였다.
후속연구
- 그러나 신설임도의 물량은 점점 적어질 전망이므로 임업경영적 측면과 지역교통의 개선 측면 등과 함께 환경보전적 측면을 고려하여 합리적으로 임도가 개설되어야 할 것이다. 앞으로 임도는 비탈면의 안정성을 유도할 수 있는 적절한 임도 노선의 선정과 친환경적인 녹화 및 비탈면관리 기술이 더욱 필요하게 될 것이다.
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