[논문]다공성 황토블록을 이용한 친환경 배수로공법 개발연구

최경영; 성현제; 은재기; 양영철; 김채수; 엄대호; 김선주

문제 정의

3) 시공된 다공성 황토블록을 이용한 친환경 배수로공법의 생태학적 변화에 대한 모니터링을 실시하고자 한다. 본 연구는 배수로의 요구특성에 적합한 친환경적인 시공재료를 개발하고, 이를 배수로에 적용하기 위한 제품 설계 및 적용성 평가를 통하여 친환경적인 배수로 개보수 기술의 활용모델을 개발하는데 있다.
실시하고자 한다. 본 연구는 배수로의 요구특성에 적합한 친환경적인 시공재료를 개발하고, 이를 배수로에 적용하기 위한 제품 설계 및 적용성 평가를 통하여 친환경적인 배수로 개보수 기술의 활용모델을 개발하는데 있다.
환경친화적인 배수로 조성 및 개보수에 적합한 친환경 배수로공법을 개발하기 위하여 본 연구를 다음과 같이 구성하였다. 1) 배수로의 특성 및 시공재료의 요구특성을 파악하여, 이에 부합하는 성능을 지니며 생태적으로 유리한 기능을 가지는 시공재료를 개발하고, 2) 개발한 다공성 황토블록을 이용한 배수로의 시공방법을 고안하여 농어촌연구원 내 배수로에 시험적으로 시공하고, 3) 시공된 공법의 생태학적 변화에 대한 모니터링을 실시하였다.

제안 방법

1 구간은 식생 제어형 공법으로 A Typee 바닥부에는 식생을 억제하고(8~13mm 골재를 사용한 블록 시공) 사면부에는 식생을 유도할 수 있도록(20~25mm 골재를 사용한 블록 시공) 설계하였고, B Typee 바닥부, 사면부 모두 식생을 억제할 수 있도록 설계하였으며, C Typee 바닥부, 사면부 모두 식생을 유도할 수 있도록 설계하였다. 또한, B Type 과 C Type의 사면부에(B Type 블록 골재 : 8~ 13mm, C Type 블록 골재 : 20~25mm) 시공된 블록에는 블록 공극 충진, 복토 및 녹화를 실시하여 블록 공극의 차이에 의하여 식생의 활착 및 성장변화를 관찰하도록 계획하였다.
2구간은 생태계 보전형 공법으로 수충부에는 수서곤충 및 물고기의 서식공간을 제공하는 황토어소블록과 식생 경관을 조성할 수 있는 식물 식재포트를 지니는 황토옹벽블록을 시공하고, 연결되는 사면부에 지오그린 황토셀을 시공하여 셀 충진, 복토 맟 녹화를 실시하였다.
시험적으로 시공하고, 3) 시공된 공법의 생태학적 변화에 대한 모니터링을 실시하였다. 본 연구를 통해 추정된 결과를 요약하면 다음과 같다.
또한, 식재 부를 지니는 생태옹벽블록과 물고기 및 수서곤충의 서식지를 제공할 수 있는 생태어소블록 등은 친환경적인 경관 및 기능 확보 뿐만 아니라, 수리학적 안정성이 크게 요구되는 수충부에 적합하도록 아연도 강봉으로 일체화 시공하도록 설계하여 제조하였다. 그리고 황토 기초블록은 기초콘크리트를 대신할 수 있도록 강도를 배가시킨 황토모르타르블록으로 제조하여 철근으로 일체화 시공이 가능하도록 설계하여 제조하였다.
C Typee 바닥부, 사면부 모두 식생을 유도할 수 있도록 설계하였다. 또한, B Type 과 C Type의 사면부에(B Type 블록 골재 : 8~ 13mm, C Type 블록 골재 : 20~25mm) 시공된 블록에는 블록 공극 충진, 복토 및 녹화를 실시하여 블록 공극의 차이에 의하여 식생의 활착 및 성장변화를 관찰하도록 계획하였다.
이 제품들은 와이어로 일체화 시공하도록 설계하여 배수로의 수리학적 안정성을 부여하였다. 또한, 식재 부를 지니는 생태옹벽블록과 물고기 및 수서곤충의 서식지를 제공할 수 있는 생태어소블록 등은 친환경적인 경관 및 기능 확보 뿐만 아니라, 수리학적 안정성이 크게 요구되는 수충부에 적합하도록 아연도 강봉으로 일체화 시공하도록 설계하여 제조하였다. 그리고 황토 기초블록은 기초콘크리트를 대신할 수 있도록 강도를 배가시킨 황토모르타르블록으로 제조하여 철근으로 일체화 시공이 가능하도록 설계하여 제조하였다.
본 연구의 다공성 황토블록을 이용한 배수로공법 시험수로는 2003년 5월말에 시공하였으며, 대상 수로의 모니터링은 공법 적용구간에 방형구법을 이용하여 lm*lm 각각 2개씩 설치하고 Braun-Blanquet(1964) 방법에 의거하여 2003년 9월말에 식생부문을 중심으로 1회에 걸쳐 현재 출현하는 식물의 종류, 우점도와 군도를 조사하였다.
본 연구의 제품들에 사용된 재료인 황토투수콘크리트와 황토모르타르는 시공 재료로서의 요구성능을 평가하기 위하여 다음의 Table 1에 나타낸 바와 같이 배합하여 제조하고 그 물성을 기존의 시멘트 콘크리트와 비교 분석하였다.
중성에 가까운 pH를 지니는 황토 바인더를 이용하여 제조하는 것이다. 사면부에 시공되는 제품은 친환경적인 경관 및 기능을 갖추기 위하여 20~25mm 입도의 골재를 사용하여 식물의 정착이 가능하도록 설계하였고, 바닥부에 시공되는 제품은 배수로의 통수 기능을 확보하기 위하여 8~ 13mm 입도의 골재를 사용하여 식물의 과다한 번식을 억제할 수 있도록 하면서 통수, 통기는 가능하여 배면의 토양환경 개선에 기여하도록 설계하여 제조하였다. 이 제품들은 와이어로 일체화 시공하도록 설계하여 배수로의 수리학적 안정성을 부여하였다.

대상 데이터

본 연구의 다공성 황토블록을 이용한 배수로공법은 농어촌연구원 내에 위치한 배수로에 시험시공을 실시하였다. 시험수로의 시공 전후의 모습은 Fig.

성능/효과

1. 다공성 황토블록의 강도는 보통 호안용 블록에서 요구되는 수준(lOOkgf/mU 일본 에코 콘크리트연합회 기준) 이상으로 적합한 적용성을 지니는 것으로 판단된다.
3. 공법 적용구간 조사 대상지의 식생조사 결과, 식생 출현종은 총 16과 31종으로 조사되었으며, 이 중 식재종이 2종, 녹화종이 5종으로 나머지는 주변에서 이입된 종으로 판단된다. 녹화 유무에 따라서 초기 피복도의 차이가 크지만 시간이 지남에 따라 점차적으로 다공성 블록의 공극에 식생기반이 충진되어 주변식생 및 수변식물이 정착하면서 피복도의 증가가 이루어질 수 있을 것으로 판단된다.
공법 적용구간 조사 대상지의 식생조사 결과, 총 16과 31종으로 조사되었는데, 이 중 식재 종은 2종, 녹화종은 5종으로 나타났고 나머지는 주변에서 이입된 종으로 판단된다. 세부적으로는 1, 2구간의 녹화를 실시한 구간에서는 피복도도 현저히 높고 출현종 또한 11과 21종으로 조사되었는데 이 중 5종은 녹화 파종된 종이고 나머지는 이입된 종이었다.
세부적으로는 1, 2구간의 녹화를 실시한 구간에서는 피복도도 현저히 높고 출현종 또한 11과 21종으로 조사되었는데 이 중 5종은 녹화 파종된 종이고 나머지는 이입된 종이었다. 그리고 녹화공법을 적용하지 않은 구간에서는 출현종이 8과 11종으로 조사되었는데 녹화를 실시한 구간에 비하여 피복도 및 출현율이 현저히 낮게 나타났다. 하지만 조사시점이 시공 후 4개월인 점을 감안한다면 점차적으로 주변의 식생이 이입될 것으로 판단된다.
공법 적용구간 조사 대상지의 식생조사 결과, 식생 출현종은 총 16과 31종으로 조사되었으며, 이 중 식재종이 2종, 녹화종이 5종으로 나머지는 주변에서 이입된 종으로 판단된다. 녹화 유무에 따라서 초기 피복도의 차이가 크지만 시간이 지남에 따라 점차적으로 다공성 블록의 공극에 식생기반이 충진되어 주변식생 및 수변식물이 정착하면서 피복도의 증가가 이루어질 수 있을 것으로 판단된다.
하지만 조사시점이 시공 후 4개월인 점을 감안한다면 점차적으로 주변의 식생이 이입될 것으로 판단된다. 또한, 3 구간의 식재 방법을 적용한 구간에서는 10과 17종으로 이 중 2종은 식재된 종으로 나머지는 주변에서 이입된 종이었다.
세부적으로는 1, 2구간의 녹화를 실시한 구간에서는 피복도도 현저히 높고 출현종 또한 11과 21종으로 조사되었는데 이 중 5종은 녹화 파종된 종이고 나머지는 이입된 종이었다. 그리고 녹화공법을 적용하지 않은 구간에서는 출현종이 8과 11종으로 조사되었는데 녹화를 실시한 구간에 비하여 피복도 및 출현율이 현저히 낮게 나타났다.
시공재료의 형태별로 각 재료에 대하여 시험을 실시한 결과는 다음의 Table 2에 나타낸 바와 같이 황토투수콘크리트 재료가 기존의 시멘트 콘크리트 재료에 비교하여 강도는 약간 떨어지나 보통 호안용 블록에 요구되는 수준(lOOkgf/crrU 일본 에코콘크리트연합회 기준) 이상을 나타냄을 알 수 있었다. 그리고 재료의 pH도 중성에 가까운 값을 나타내는 것으로 보아 식물의 생육에 적절한 조건을 제공해 주므로써 보다 친환경적인 기반을 제공할 수 있을 것으로 판단되었다.

후속연구

2- 다공성 황토블록은 pH가 중성에 가까운 값을 나타내어 식물의 생육에 적절한 조건을 제공하므로써 보다 친환경적인 기반을 제공할 수 있으면서도 통수 및 통기가 가능하여 배면의 토양환경 개선에도 기여할 수 있을 것으로 판단된다.
이상을 나타냄을 알 수 있었다. 그리고 재료의 pH도 중성에 가까운 값을 나타내는 것으로 보아 식물의 생육에 적절한 조건을 제공해 주므로써 보다 친환경적인 기반을 제공할 수 있을 것으로 판단되었다. 또한, 통수 및 통기가 가능하여 배면의 토양환경 개선에도 기여할 수 있을 것으로 판단되었다.
그리고 재료의 pH도 중성에 가까운 값을 나타내는 것으로 보아 식물의 생육에 적절한 조건을 제공해 주므로써 보다 친환경적인 기반을 제공할 수 있을 것으로 판단되었다. 또한, 통수 및 통기가 가능하여 배면의 토양환경 개선에도 기여할 수 있을 것으로 판단되었다.
그리고 녹화공법을 적용하지 않은 구간에서는 출현종이 8과 11종으로 조사되었는데 녹화를 실시한 구간에 비하여 피복도 및 출현율이 현저히 낮게 나타났다. 하지만 조사시점이 시공 후 4개월인 점을 감안한다면 점차적으로 주변의 식생이 이입될 것으로 판단된다. 또한, 3 구간의 식재 방법을 적용한 구간에서는 10과 17종으로 이 중 2종은 식재된 종으로 나머지는 주변에서 이입된 종이었다.
있었다. 향후 지속적인 모니터링을 통하여 체계적인 보완을 실시할 계획이다.

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