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문제 정의
- 따라서 본 연구에서는 상기의 문제점에 착안하여 강원대학교 학술림 임도노선중에서 지금까지 임도복구사업을 실시하지 않은 노선을 대상으로 임도횡단배수구(관암거)의 피해 유무 및 위치인자 등의 10개 인자를 조사하여, 유출구 피해발생비를 산출하여 피해특성을 파악하였다. 또한 교차분석을 통한 피해유무와 관련된 인자를 도출한 후, 판별함수를 이용하여 피해유무 판별식을 도출하였다.
- 본 연구는 임도재해, 특히 횡단배수구 유출구 피해에 의한 성토사면의 붕괴를 방지하고, 견고한 임도를 시공하기 위한 자료를 제공하기 위하여 강원도 춘천시에 위치한 강원대학교 학술림 임도 6개 노선을 대상으로 임도 횡단배수구 유출구 피해요인 10개 인자를 선정하여 피해 특성 및 평가를 실시하였다.
제안 방법
- 05)에서 교차분석을 실시하여 임도횡단배수구 피해에 관련된 인자를 선정하였다. 그리고 선정된 인자를 이용, 식 2와 같이 판별함수식을 도출하여 어떠한 요인이 피해에 영향을 미치는가에 대한 예측을 실시하였다. 통계프로 그램은 SPSS PC+(20.
- , 2016). 그리고 수량화 Ⅱ류 및 퍼지함수로 임도구조 및 입지요인을 이용하여 임도성토사면의 붕괴요인 평가 및 예측을 실시하였으며(Cha et al., 2000; Cha and Ji, 2001, 2002), 이 결과를 활용하여 붕괴위험판정표를 제작하였다 (Ji et al., 2003). 그리고 Kim et al.
- 이상의 10개 요인을 임도횡단배수구의 피해군과 미피해군으로 구분하여 각 요인별 카테고리를 Table 2와 같이 각 카테고리별 상대빈도율(%)을 산출하였다. 식 1에 의해 임도횡단배수구 피해발생비로 산출하여 횡단배수구 피해특성을 검토하였다(Cha and Ji, 2001).
대상 데이터
- 연구대상지는 강원도 춘천시 동산면에 위치한 강원대학교 학술림내의 임도 총 8개 노선, 총임도길이 41.26 km 중에서 임도구조개량사업 및 산사태 복구사업이 실시되지 않은 6개 노선, 총 임도길이 18.65 km를 대상으로 임도횡단배수구 총 135개소를 조사하였다(Table 1).
- 임도횡단배수구 피해유무 조사개소는 총 135개소로서 피해지는 47개소, 미피해지는 88개소로서, 피해유무는 유출구에서 침식, 세굴 및 붕괴 등이 발생되면 피해로 조사하였다.
- 조사항목은 Table 2와 같이 횡단배수구의 종단위치, 횡단 위치, 토질, 집수정 크기(㎥), 관암거높이(집수정 저면 에 대한 관암거 위치)(cm), 관암거 직경(㎜), 관암거 경사 (%), 유출구 위치, 물받이 재료 및 도수로 유무 등 총 10 개 요인을 선정하였으며, 배수구 피해의 직접적 원인인 강우는 임도노선이 전부 동일지역으로 판단되어 해석요인으로부터 제외하였다.
데이터처리
- 따라서 본 연구에서는 상기의 문제점에 착안하여 강원대학교 학술림 임도노선중에서 지금까지 임도복구사업을 실시하지 않은 노선을 대상으로 임도횡단배수구(관암거)의 피해 유무 및 위치인자 등의 10개 인자를 조사하여, 유출구 피해발생비를 산출하여 피해특성을 파악하였다. 또한 교차분석을 통한 피해유무와 관련된 인자를 도출한 후, 판별함수를 이용하여 피해유무 판별식을 도출하였다.
- 또한 임도 횡단배수구 피해인자와 피해유무와의 연관성을 파악하기 위하여 5%의 유의수준(p< 0.05)에서 교차분석을 실시하여 임도횡단배수구 피해에 관련된 인자를 선정하였다.
- 상기의 교차분석을 이용하여 피해와 연관성 있는 6개 인자를 이용하여 Fisher의 선형 판별예측함수를 이용하여 판별함수식을 도출하였다.
성능/효과
- 이것은 산지경사가 급한 지역에서는 관암거를 산지사면과 동일한 경사로 설치하는 것으로 피해가 예상되었으나, 반대의 결과가 도출되어, 좀 더 신중한 검토가 이루어져야 할 것으로 판단된다. 관암거 경사와 피해유무 간의 관계에는 통계적으로 유의미한 차이가 있어 연관성이 있다는 것으로 나타났다(p=0.014) (Table 11).
- 47로 가장 낮게 산출되어 직경이 작으면 작을 수록 피해발생비가 높게 나타나, 피해위험도가 높은 것으로 나타났다. 관암거 직경과 피해유무 간의 교차 분석 결과는 유의미한 차이가 있는 것으로 나타났다(p=0.004) (Table 10).
- 25로 가장 높게 발생되어 피해위험이 높은 것으로 나타났다. 교차분석 결과, 토질과 피해유무 사이에는 통계적으로 연관성이 없는 것으로 나타났다(p=0.336) (Table 5).
- 6%(5개소) 순으로 피해가 나타났다. 그러나 피해 발생비를 살펴보면, 400 mm에서 3.51로 가장 높게, 1,000 mm에서 0.47로 가장 낮게 산출되어 직경이 작으면 작을 수록 피해발생비가 높게 나타나, 피해위험도가 높은 것으로 나타났다. 관암거 직경과 피해유무 간의 교차 분석 결과는 유의미한 차이가 있는 것으로 나타났다(p=0.
- 대부분 계곡과 사면에 위치하고 있으며, 피해발생비를 검토하면, 계곡부보다는 사면부에 위치하고 있는 횡단배수구에서 피해발생위험도가 높은 것으로 예측되었다. 이것은 사면부에서는 유출구 위치가 원지반보다는 성토사면에 위치하고 있는 이유로 사면붕괴현상이 발생되는 것으로 사료되며, 계곡에서의 피해는 소계곡 위주의 침식 및 세굴 현상이 발생되고 있다.
- 따라서 상기의 물받이 재료와 연계하여 사면에서도 분산 배수하는 방법을 강구해야 할 것이다. 도수로 유무와 피해유무 간의 교차 분석한 결과는 통계적으로 매우 연관성이 있다는 것으로 나타나(p=0.000), 도수로 미시공 개소에서는 피해가 발생되는 것으로 나타났다(Table 9).
- 이것은 물받이 재료로서 찰붙이기 공법만으로는 유출구의 피해가 예상되므로, 사면으로 분산 침투되는 메붙이기 공법 등과 연속적으로 시공하는 것이 유출구 피해를 감소시킬 것으로 예상된다. 또한 관암거 직경은 작으면 작을수록 피해 위험도가 높은 것으로 나타났으며, 유역 크기 등 다양한 인자에 의해서 배수관의 크기가 결정되지만, 가능한 관 암거직경이 800 mm 이상을 시공하는 것이 바람직한 것으로 판단된다.
- 집수정 저면과 암거 위치에 대한 단차는 옆도랑에서 흘러오는 유수의 낙차로 인하여 와류가 발생되므로서 유속의 감속을 도모하고자하는 의미로 설정되었으나, 현지조사결과로는 별다른 영향을 미치지 않는 것으로 판단된다. 또한 관암거의 높이와 피해 유무에는 통계적으로 연관성이 없는 것으로 나타났다 (p=0.869)(Table 12).
- 이들 5개 인자의 관계를 살펴보면, 집수정 크기가 클수록 관암거 직경은 크게 시공되고 있으며, 피해위험도는 낮게 산출되어 임도설계에 적극적으로 반영되어야 할 것으로 판단된다. 또한 유출구 위치는 원지반에 시공하는 것이 피해발생이 적었으며, 성토사면에 유출구가 위치한다면 반드시 도수로를 시공하여 원지반까지 배수를 유도하는 것이 피해를 줄이는 것으로 사료된다. 관암거 경사는 일반적으로 성토사면에 위치하면 경사는 완만하게 시공되며, 원지반에 위치한 경우에는 관암거 경사가 급함에도 불구하고 피해발생이 적은 것으로 분석되었다.
- 따라서 성토사면에서의 유출구 피해를 방지하기 위해서는 원지반까지 도수로 등을 설치하여 배수해야 할 것이다. 또한 유출구 위치와 피해 유무간의 교차 분석은 통계적으로 매우 연관성이 있다는 것으로 나타났다(p=0.000)(Table 7).
- 이것은 사면부에서는 유출구 위치가 원지반보다는 성토사면에 위치하고 있는 이유로 사면붕괴현상이 발생되는 것으로 사료되며, 계곡에서의 피해는 소계곡 위주의 침식 및 세굴 현상이 발생되고 있다. 또한 횡단 위치와 피해유무 간의 교차 분석 결과는 유의성이 없는 것으로 나타났다(p=0.058) (Table 4).
- 물받이 재료와 피해유무의 관계 간에는 통계적으로 유의미한 차이가 있어 연관성이 있다는 것으로 나타났다 (p=0.004)(Table 8).
- 사면을 구성하고 있는 재료는 역질 토사와 경암이 주로 구성되어 있으며, 피해지는 역질 토사사면이 30개소, 경암사면이 15개소 조사되었으며, 붕괴발생비도 역질토사에서 1.25로 가장 높게 발생되어 피해위험이 높은 것으로 나타났다. 교차분석 결과, 토질과 피해유무 사이에는 통계적으로 연관성이 없는 것으로 나타났다(p=0.
- 유출구 피해 47개소 중에서 물받이가 있는 개소에서 83.0%(39개소)가 발생되었으며, 그중에서도 특히 물받이가 돌찰붙임인 경우가 27개소(57.5%)로서 가장 많이 점유하고 있으며, 피해발생비도 1.95로서 피해위험도가 가장 높은 것으로 나타나, 물받이의 돌찰붙임은 적극적으로 고려해야 할 것으로 사료된다. 또한 게비온 시공도 피해발생비가 1.
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7) 도수로 유무
유출구 피해지 47개소 중에서 46개소(97.9%)가 도수로가 없는 사면에서 발생하였으며, 피해발생비도 1.37로서 피해위험도가 높게 산출되었다. 도수로는 일반적으로 사면부위의 암거배수에서 원지반보다는 성토사면에 유출 구가 위치하는 관계로 원지반까지 수로를 시공하여 배수 하는 것이 일반적인 배수체계이지만, 사면길이가 긴 경우에는 이를 만족시키지 못하는 경우가 발생될 수 있다.
- 유출구 피해지 관암거 직경은 800 mm에서 18개소 (38.3%)로서 가장 많은 피해를 입었으며, 400 mm에서 31.9%(15개소), 600 mm관에서 19.1%(9개소), 1,000 mm 에서 10.6%(5개소) 순으로 피해가 나타났다. 그러나 피해 발생비를 살펴보면, 400 mm에서 3.
- 36으로 높게 나타났다. 이 개소를 살펴보면 대부분 유출구가 성토사면에 위치하는 관계로 피해를 입었으며, 반면에 암거경사가 급한 개소에서는 피해발생비가 0.47 로서 가장 낮게 나타났다. 이것은 산지경사가 급한 지역에서는 관암거를 산지사면과 동일한 경사로 설치하는 것으로 피해가 예상되었으나, 반대의 결과가 도출되어, 좀 더 신중한 검토가 이루어져야 할 것으로 판단된다.
- 이 판별함수예측식을 이용한 소속집단의 분류 결과는 전체 135개소에서 피해지 47개소 중 38개소(80.9%)가 정분류 되었고, 9개소(19.1%)가 오분류 되었으며, 피해가 없는 88개소 중 정분류와 오분류는 각각 53개소(60.2%) 와 35개소(39.8%)로 분류되었으며, 전체 대상지에 대한 분류 정확도는 68.8%로 나타났다(Table 14). 이 결과는 기존 연구보다는 낮은 값을 보이고 있어서 추후 자료를 보완하여 검토해야 할 것이다(Cha et al.
- 이상의 총 10개의 인자를 교차분석한 결과, 횡단배수구 유출구 피해와 연관성 있는 인자는 집수정 크기, 유출구 위치, 물받이 재료, 도수로 유무, 관암거 직경, 관암거 경사로 분석되었다.
- 집수정 크기는 5m2 이하에서 피해가 35개소수(74.5%)로서 가장 많이 발생되었으며, 또한 피해발생비도 1.77로서 피해위험도가 매우 높은 것으로 나타났다.
- 피해가 발생된 곳은 대부분 관암거 직경 400 mm의 집수정이며, 종단위치로는 산복에서, 횡단위치로는 사면에서 발생되었 다. 집수정 크기와 피해유무 간의 교차 분석결과는 유의미한 차이가 있는 것으로 나타났다(p=0.015)(Table 6).
- 집수정의 크기는 5 m3 이하의 피해 위험도가 가장 높으며, 크기가 작을수록 피해가 발생하는 것으로 나타났으며, 유출구의 위치는 성토사면에 위치하는 경우, 관암거 경사는 낮을수록 피해위험도가 높은 것으로 나타났다. 이것은 관암거 경사가 낮다는 것은 성토사면 길이가 짧고, 산지지형이 완만하다는 것을 의미한다.
- 횡단배수구 유출구 피해에 가장 영향을 미치는 인자는 유출구 위치, 도수로 유무, 관암거 직경, 관암거 경사, 집 수정 크기의 순으로 나타났으며, 판별함수식의 분류 정 확도는 68.8%로 산출되었다. 이들 5개 인자의 관계를 살펴보면, 집수정 크기가 클수록 관암거 직경은 크게 시공되고 있으며, 피해위험도는 낮게 산출되어 임도설계에 적극적으로 반영되어야 할 것으로 판단된다.
- 횡단배수구는 산록부 1개소를 제외하고 대부분 산복부에 위치하고 있으며, 피해발생비는 1.01로서 상대적으로 피해유무에 영향이 그다지 미치지 않은 것으로 판단되며, 또한 교차 분석 결과에서도 종단위치와 피해유무간에는 통계적으로 연관성이 없는 것으로 나타났다(p=0.463) (Table 3).
후속연구
- 관암거 경사는 일반적으로 성토사면에 위치하면 경사는 완만하게 시공되며, 원지반에 위치한 경우에는 관암거 경사가 급함에도 불구하고 피해발생이 적은 것으로 분석되었다. 따라서 대규모 사토장에 서 관암거를 시공하는 경우, 기존의 성토사면에 유출구가 위치시켜 도수로로서 원지반까지 유도하는 방법과, 관경사가 급하고 길이가 길어도 원지반에 시공하는 방법도 검토해야 할 것으로 판단된다. 이렇게 시공되면, 급경 사지에의 관암거의 길이는 수십 m로 길어지는 경향이 나타지만, 메붙이기 등의 물받이를 활용하여 유수를 분산 시키면 침식 및 세굴현상 등의 피해발생이 없을 것으로 판단되며, 추후 연구검토가 필요할 것으로 사료된다.
- 47 로서 가장 낮게 나타났다. 이것은 산지경사가 급한 지역에서는 관암거를 산지사면과 동일한 경사로 설치하는 것으로 피해가 예상되었으나, 반대의 결과가 도출되어, 좀 더 신중한 검토가 이루어져야 할 것으로 판단된다. 관암거 경사와 피해유무 간의 관계에는 통계적으로 유의미한 차이가 있어 연관성이 있다는 것으로 나타났다(p=0.
- 따라서 대규모 사토장에 서 관암거를 시공하는 경우, 기존의 성토사면에 유출구가 위치시켜 도수로로서 원지반까지 유도하는 방법과, 관경사가 급하고 길이가 길어도 원지반에 시공하는 방법도 검토해야 할 것으로 판단된다. 이렇게 시공되면, 급경 사지에의 관암거의 길이는 수십 m로 길어지는 경향이 나타지만, 메붙이기 등의 물받이를 활용하여 유수를 분산 시키면 침식 및 세굴현상 등의 피해발생이 없을 것으로 판단되며, 추후 연구검토가 필요할 것으로 사료된다.
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