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문제 정의
- 따라서 본 연구에서는 효과적·효율적 유지관리를 위한 모니터링 방안을 다음과 같이 제안하였다.
- 기능 손상이 토사 등 이물질에 의해 발생한 경우에는 간단한 정비를 통해 기능이 회복될 수 있으나, 파손이나 변형으로 경사도나 선형의 변화가 발생한 경우에는 구조적인 보수를 실시해야 한다. 따라서 우수배제시설에 대해서는 기능의 유지 여부 및 기능 손상의 정도에 따라 평가가 이뤄지도록 하였다.
제안 방법
- 유진광산은 배수로 부재로 복토층이 유실되고 있으며, 이로 인해 식생상태를 지적하였다. 거풍광산은 석축파손 및 그로인한 침출수 발생을 지적하였으며, 쌍전광산은 배수로 파손 및 지하수위 상승으로 인한 침출수 발생을 지적하였다. 영대광산은 세류현상으로 인한 복토층 유실을 지적하였다.
- 침하, 활동, 전도, 세굴 등의 변위가 발생할 경우, 해당 구조물의 안정성에 큰 영향을 미치므로 변위발생 여부에 대한 면밀한 점검이 필요하다. 그 외 파손, 손상, 균열 등의 변상과 콘크리트 마모/침식, 재료분리 등의 재질열화 항목에 대해서도 면밀한 점검을 통해 구조물의 안정성을 평가할 수 있는 기초자료를 획득하도록 평가항목을 수립하였다. 옹벽구조물에 대해서는 구조물과 기초지반에 발생할 수 있은 변위/변상/재질열화 등과 이에 의한 기능의 손상이나 상실 여부를 기준으로 평가가 이루어지도록 하였다.
- 기존 모니터링 수행대상 광물찌꺼기 적치장(총 20개소)에 대해 개선안에 따른 모니터링 항목을 기준으로 현장조사를 통해 그 적용성을 평가하였다.
- 둘째, 개선안에 따라 조사된 모니터링 결과에 대해 항목별 상태평가를 수행하여 매우양호에서 매우불량까지 총 5등급으로 평가하도록 계획하였다. 또한 등급별로 배점을 주어 점수화를 수행할 경우, 적치장별 종합 평가점수를 산출하여 체계적인 유지관리가 될 수 있도록 하였다(Table 10, Table 11).
- 광물찌꺼기는 핵심적인 오염원으로서 복토층과 차수층에 의해 보호되나 이들 상위 시설물이 훼손될 경우 노출될 수 있으며, 비산이나 유실에 의해 주변으로 오염을 확산시킬 수 있다. 따라서 광물찌꺼기는 노출 여부와 비산/유실 발생 유무를 기준으로 평가가 이루어지도록 하였다.
- 또한 표면상태도 평활성을 유지해야 우수가 당초 조성된 구배를 따라 자연스럽게 배수됨으로써 연못화 현상 등에 의해 차수층에 가해질 수 있는 부담을 감소시킬 수 있다. 따라서 기존 토사유실 여부에 대한 모니터링에서 세굴, 침식 등을 추가하여 평가가 이루어지도록 하였다.
- 사후관리 기준에 따라 수행한 기존 모니터링은 광물찌꺼기, 복토층/사면, 구조물(옹벽/배수로), 유도배수로, 침출수, 식생으로 구분하였으며, 평가항목을 각 시설물에 대해 노출, 비산, 유실, 파손, 막힘 등으로 설정하여 하자발생 「있음/없음」, 「양호/불량」과 같이 단순평가를 수행하도록 되어있다. 또한 사후모니터링 항목에 대해 조사의견 및 특이사항을 기재하여 정성적인 평가가 가능하도록 하였다(Table 6).
- 모니터링 결과는 관리 대상이 준공 또는 보수한 상태를 유지하는지와 기능이 정상적으로 유지되는지를 평가하여 상태에 따라 5단계의 등급을 설정하고 등급별로 배점을 하여 정량적 평가가 가능하도록 하였다(Table 11).
- 본 연구에서는 기존 모니터링 항목을 바탕으로 각 시설물에 대한 모니터링 평가항목을 재정립하였다(Table 9, 11).
- 본 연구에서는 현장 모니터링에서 확인된 평가결과를 기준으로 적치장별, 모니터링 항목별 상태평가를 수행하여 항목별 등급, 배점을 부여할 수 있도록 하였다. 상태평가 결과는 광물찌꺼기 적치장의 정량적 평가에 활용할 수 있으며, 정량적 평가결과에 따라 적치장별 모니터링 주기설정, 항목별 및 광물찌꺼기 적치장별 유지관리 우선순위 선정 등에 활용할 수 있다.
- 상태평가는 광물찌꺼기 적치장 조성당사의 원상태를 유지하는 매우양호(1등급)에서 파손 및 손상이 발생하여 주변 환경으로 악영향을 미치는 매우불량(5등급)으로 구분하였으며, 등급별 배점을 부여하여 평가항목별 점수 및 적치장별 점수를 부여하였다(Table 11).
- 식생은 활착 유무가 가장 중요한 점검항목이므로 생육불량 상태를 면적기준으로 정량화하여 평가가 이루어지도록 하였다.
- 거풍광산은 석축파손 및 그로인한 침출수 발생을 지적하였으며, 쌍전광산은 배수로 파손 및 지하수위 상승으로 인한 침출수 발생을 지적하였다. 영대광산은 세류현상으로 인한 복토층 유실을 지적하였다.
- 그 외 파손, 손상, 균열 등의 변상과 콘크리트 마모/침식, 재료분리 등의 재질열화 항목에 대해서도 면밀한 점검을 통해 구조물의 안정성을 평가할 수 있는 기초자료를 획득하도록 평가항목을 수립하였다. 옹벽구조물에 대해서는 구조물과 기초지반에 발생할 수 있은 변위/변상/재질열화 등과 이에 의한 기능의 손상이나 상실 여부를 기준으로 평가가 이루어지도록 하였다.
- 차수층의 상태에 대한 기존 모니터링 평가방법은 현장적용 시 모호한 개념이므로 차수층의 역할(광물찌꺼기 적치장 내로 내리는 우수의 침투를 차단함으로써 침출수의 발생을 억제하는 역할)에 따라 노출 및 훼손상태를 기준으로 평가가 이루어지도록 하였다.
- 첫째, 모니터링 항목을 옹벽구조물(콘크리트 옹벽, 석축, 돌망태) 및 일반시설물(차수층, 복토층, 사면, 광물찌꺼기, 우수배제시설, 침출수, 식생)으로 점검항목을 세분하고 각 항목별 평가항목을 제시하였다(Table 9, 10).
- 침출수는 유출여부, Yellow-boy 등 오염징후 및 하류수계를 따라 오염 확산 범위에 대한 모니터링이 수행될 수 있도록 구성하였으며, 침출수 유도관이 설치되었을 경우, 유도관 상태에 대한 모니터링도 추가하였다.
- 토사유실에 대해서만 모니터링을 수행한 사면은 파괴징후와 파괴발생 여부를 기준으로 평가가 이루어지도록 하였다.
대상 데이터
- 본 연구에서는 한국광해관리공단에서 조성한 광물찌꺼기 유실방지사업지 21개소 중 무해화 시범사업지인 호남권 1개소(SMC 은성광산)을 제외한 경인권 3개소, 강원권 4개소, 영남권 6개소, 충청권 5개소, 호남권 3개소 등 총 20개 광물찌꺼기 적치장을 연구지역으로 선정하여 모니터링 및 평가를 수행하였다(Table 4).
성능/효과
- 1%). 15개 적치장에 적용된 사면은 덕곡, 거풍, 동보, 화천 및 대두광산 등 5개소에서 하자가 발생한 것으로 평가되었으며(33.3%), 광물찌꺼기는 여수, 거풍, 화천 및 서점광산 등 4개소에서 하자가 발생한 것으로 평가되었다(20.0%). 우수배제시설은 화천광산을 제외한 19개소에서 하자가 발생한 것으로 평가되었다(95.
- 16개 적치장에 적용된 차수층은 거풍, 동보, 쌍전 및 영대광산 등 4개소에서 하자가 발생한 것으로 평가되었으며(25.0%), 19개 적치장에 적용된 복토층은 여수, 유진, 거풍, 동보, 옥동, 화천, 대두 및 영대광산 등 8개소에서 하자가 발생한 것으로 평가되었다(42.1%). 15개 적치장에 적용된 사면은 덕곡, 거풍, 동보, 화천 및 대두광산 등 5개소에서 하자가 발생한 것으로 평가되었으며(33.
- 개선안에 따른 현장 적용성 평가 결과, 기존 모니터링에 비해 최대 16건(우수배제시설)의 하자 발생 건수가 추가로 확인되는 등 기존 모니터링에 비해 세부적인 평가가 가능한 것으로 확인되었다. 광물찌꺼기 적치장별 종합점수는 금장광산이 89.
- 0%)로 확인되었다(Table 8). 공사가 끝난 후 모니터링 결과 하자가 발생하여 이를 보수한 광산은 20개 사업대상지 중 7개소로 35.0%에 달한다.
- 광물찌꺼기 적치장 안정성평가 및 유지관리기술 개발(한국광해관리공단, 2014)에서 수행된 광물찌꺼기 적치장 모니터링 결과에 의하면, 광물찌꺼기는 여수광산, 복토층은 여수, 유진, 영대광산, 사면은 용석광산, 옹벽구조물은 여수, 거풍광산, 배수로는 여수, 용석, 쌍전광산, 침출수는 거풍, 댐골, 직내골, 옥동, 쌍전, 화천광산, 식생은 용석, 유진광산에서 불량한 것으로 평가되었다. 그 외 식재, 석축, 사면, 배수로 등에 대하여 불량이 확인되어 하자보수 공사이력이 있는 것으로 확인되었다(Table 7).
- 개선안에 따른 현장 적용성 평가 결과, 기존 모니터링에 비해 최대 16건(우수배제시설)의 하자 발생 건수가 추가로 확인되는 등 기존 모니터링에 비해 세부적인 평가가 가능한 것으로 확인되었다. 광물찌꺼기 적치장별 종합점수는 금장광산이 89.3점으로 가장 양호한 것으로 확인되었으며, 거풍광산이 22.2점, 화천광산이 27.8점으로 불량한 것으로 확인되었다. 이상과 같이 모니터링 개선안을 적용한 결과 현장조사에서 보다 상세한 모니터링을 수행할 수 있는 것으로 평가되었으며, 또한 현장조사 결과를 바탕으로 각각의 항목에 대한 정량적인 평가가 가능하였다.
- 둘째, 개선안에 따라 조사된 모니터링 결과에 대해 항목별 상태평가를 수행하여 매우양호에서 매우불량까지 총 5등급으로 평가하도록 계획하였다. 또한 등급별로 배점을 주어 점수화를 수행할 경우, 적치장별 종합 평가점수를 산출하여 체계적인 유지관리가 될 수 있도록 하였다(Table 10, Table 11).
- 상태평가 결과, 콘크리트 옹벽은 용석, 거풍, 화천광산에서, 석축(자연석)은 화천광산에서 매우불량(5등급)으로 평가되었다. 차수층은 쌍전광산, 복토층은 여수, 화천, 영대광산, 사면은 덕곡, 거풍, 동보, 대두광산, 광물찌꺼기는 여수, 거풍, 화천, 서점광산, 우수배제시설은 유진, 옥계, 서점광산, 침출수는 거풍, 동보, 쌍전, 화천, 영대광산, 식생은 동보광산에서 매우 불량한 상태인 5등급으로 평가되었다.
- 0%). 식생은 유진, 동보, 옥동, 쌍전 및 대두광산 등5개소에서 하자가 발생한 것으로 평가되었다(25.0%)(Table 12, Table 13).
- 0%). 우수배제시설은 화천광산을 제외한 19개소에서 하자가 발생한 것으로 평가되었다(95.0%).침출수는 거풍, 무극, 댐골, 직내골, 동보, 쌍전, 화천, 대두 및 영대광산 등 9개소에서 하자가 발생한 것으로 평가되었다(45.
- 8점으로 불량한 것으로 확인되었다. 이상과 같이 모니터링 개선안을 적용한 결과 현장조사에서 보다 상세한 모니터링을 수행할 수 있는 것으로 평가되었으며, 또한 현장조사 결과를 바탕으로 각각의 항목에 대한 정량적인 평가가 가능하였다. 이러한 정량적 평가는 향후 광물찌꺼기 적치장의 보수 우선순위를 결정하고 중점관리항목 선정, 유지보수 계획수립에 활용될 수 있다.
- 차수층은 쌍전광산, 복토층은 여수, 화천, 영대광산, 사면은 덕곡, 거풍, 동보, 대두광산, 광물찌꺼기는 여수, 거풍, 화천, 서점광산, 우수배제시설은 유진, 옥계, 서점광산, 침출수는 거풍, 동보, 쌍전, 화천, 영대광산, 식생은 동보광산에서 매우 불량한 상태인 5등급으로 평가되었다. 적치장별 종합점수는 거풍광산이 8/36점(22.2점), 화천광산이 10/ 36점(27.8점)으로 낮은 점수군에 해당하며, 금장광산 25/28점(89.3점), 유진광산 21/24점(87.5점) 및 청양광산 24/28점(85.7점)으로 높은 점수군을 형성하였다(Table 14, Fig. 2).
- 상태평가 결과, 콘크리트 옹벽은 용석, 거풍, 화천광산에서, 석축(자연석)은 화천광산에서 매우불량(5등급)으로 평가되었다. 차수층은 쌍전광산, 복토층은 여수, 화천, 영대광산, 사면은 덕곡, 거풍, 동보, 대두광산, 광물찌꺼기는 여수, 거풍, 화천, 서점광산, 우수배제시설은 유진, 옥계, 서점광산, 침출수는 거풍, 동보, 쌍전, 화천, 영대광산, 식생은 동보광산에서 매우 불량한 상태인 5등급으로 평가되었다. 적치장별 종합점수는 거풍광산이 8/36점(22.
- 0%).침출수는 거풍, 무극, 댐골, 직내골, 동보, 쌍전, 화천, 대두 및 영대광산 등 9개소에서 하자가 발생한 것으로 평가되었다(45.0%). 식생은 유진, 동보, 옥동, 쌍전 및 대두광산 등5개소에서 하자가 발생한 것으로 평가되었다(25.
- 평가항목별 하자발생률은 침출수 발생이 30.0%로 가장 높게 나타났으며, 배수로 파손 및 막힘(15.8%), 복토층 유실(15.0%), 식생불량(10.0%), 사면유실(7.1%) 및 광물찌꺼기 노출, 옹벽 구조물 파손(각 5.0%)로 확인되었다(Table 8). 공사가 끝난 후 모니터링 결과 하자가 발생하여 이를 보수한 광산은 20개 사업대상지 중 7개소로 35.
- 현장 적용성 평가 결과, 7개 적치장에 적용된 콘크리트옹벽은 용석, 거풍, 옥동 및 화천광산 등 4개소에서 하자가 발생한 것으로 평가되었으며(57.1%), 8개 적치장에 적용된 석축(자연석 포함)은 금왕, 여수, 거풍, 옥계, 진곡, 쌍전 및 화천광산 등 7개소에서 하자가 발생한 것으로 평가되었다(87.5%).
- 현장 적용성 평가결과의 항목별 불량건수를 기존 모니터링 결과와 비교한 결과, 옹벽구조물 7건, 차수층 4건, 복토층 5건, 사면 4건, 광물찌꺼기 3건, 우수배제시설 16건, 침출수 3건, 식생 3건의 하자발생 사항을 추가적으로 확인하였다. 이와 같이 다양한 하자요인이 기존 모니터링 대비 추가로 확인되는 것은 모니터링 시점차이에 의한 영향을 배제할 수는 없다.
후속연구
- 그러나 주요 원인은 모니터링 항목 재정립에 따라 점검 및 평가항목을 세분화하고 정성적 판단 외 정량적 측정을 추가함으로써 보다 상세한 평가가 이루어졌기 때문으로 판단된다. 따라서 재정립된 평가항목을 적용하여 광물찌꺼기 적치장 모니터링을 수행할 경우, 기존 모니터링에 비해 상세하고 객관적이며, 표준화된 모니터링이 수행될 수 있을 것으로 사료된다.
- 그러나 기존 모니터링은 모니터링 결과에 대한 정량화, 객관화가 어렵고 근본적인 해결방안을 제시하는데도 한계가 있다. 따라서 현재 정기적인 현장(육안)조사 위주로 관리되고 있는 광물찌꺼기 적치장에 대하여 세부적인 검토 및 분석을 통한 체계적인 모니터링 및 안정성평가방안이 도출되어야 하며, 궁극적으로 효율적이고 효과적인 유지관리를 위한 모니터링 방안 및 평가기법 개발이 필요하다.
- 이러한 각 모니터링 항목별 가중치를 적용한 적치장종합점수는 적치장별 모니터링 주기를 결정하거나 대책을 수립하는데 활용성이 클 것으로 판단된다. 또한 모니터링 결과분석을 통해 적치장의 하자원인을 체계적으로 분석할 수 있고 이를 설계에 Feedback함으로써 설계내용이 개선되고 향후 시공되는 적치장의 하자발생을 최소화할 수 있는 자료로도 활용될 수 있을 것으로 판단된다.
- 또한, 항목별 하자발생률을 보면, 87.5%의 석축(자연석)이 파손 및 손상 가능성이 잠재되어 있는 3등급 이상으로 평가되었으므로 향후 광물찌꺼기 유실방지 사업에서는 석축을 배제하거나 적용할 경우에도 추가적인 보강대책이 필요함을 의미한다. 우수배제시설의 경우, 95.
- 본 연구에 더하여 계층적 분석과정(Analytic Hierarchy Process, AHP)를 적용하여 모니터링 항목별 중요도를 평가하고 이에 대한 가중치를 부여하여 종합점수를 산출할 계획이다. 이러한 각 모니터링 항목별 가중치를 적용한 적치장종합점수는 적치장별 모니터링 주기를 결정하거나 대책을 수립하는데 활용성이 클 것으로 판단된다.
- 본 연구에 더하여 계층적 분석과정(Analytic Hierarchy Process, AHP)를 적용하여 모니터링 항목별 중요도를 평가하고 이에 대한 가중치를 부여하여 종합점수를 산출할 계획이다. 이러한 각 모니터링 항목별 가중치를 적용한 적치장종합점수는 적치장별 모니터링 주기를 결정하거나 대책을 수립하는데 활용성이 클 것으로 판단된다. 또한 모니터링 결과분석을 통해 적치장의 하자원인을 체계적으로 분석할 수 있고 이를 설계에 Feedback함으로써 설계내용이 개선되고 향후 시공되는 적치장의 하자발생을 최소화할 수 있는 자료로도 활용될 수 있을 것으로 판단된다.
- 이상과 같이 모니터링 개선안을 적용한 결과 현장조사에서 보다 상세한 모니터링을 수행할 수 있는 것으로 평가되었으며, 또한 현장조사 결과를 바탕으로 각각의 항목에 대한 정량적인 평가가 가능하였다. 이러한 정량적 평가는 향후 광물찌꺼기 적치장의 보수 우선순위를 결정하고 중점관리항목 선정, 유지보수 계획수립에 활용될 수 있다.
- 이와 같이 모니터링 결과에 따른 상태평가를 수행할 경우, 적치장별 관리항목과 중점 관리대상 적치장을 선별할 수 있으며, 이는 광물찌꺼기 적치장 유지관리에 있어 매우 유용하게 활용될 수 있을 것으로 판단된다.
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