제방 누수
제방 누수는 홍수 때 제외 수위가 올라가 침투수가 제체나 지반을 통해 빠져나가는 현상이다. 제방 파괴의 주원인이 되므로 하천 안전관리의 핵심으로 다뤄진다. 먼저 침투수, 침윤선, 파이핑 같은 핵심 용어부터 정리해 두자. 홍수 때 외수위가 높아지면 침투수가 제체나 기초…
주요 장면
대본
제방 누수란
제방 누수는 홍수 때 제외 수위가 올라가 침투수가 제체나 지반을 통해 빠져나가는 현상이다.
제방 파괴의 주원인이 되므로 하천 안전관리의 핵심으로 다뤄진다.
먼저 침투수, 침윤선, 파이핑 같은 핵심 용어부터 정리해 두자.
누수 발생 과정 1
홍수 때 외수위가 높아지면 침투수가 제체나 기초지반을 통과하기 시작한다.
수압을 받은 물은 흙 속으로 스며들며 침투수가 된다.
침투가 진행되면 제체 내부의 침윤선이 위로 올라간다.
침윤선이 제내측 비탈면에 닿으면 누수와 비탈면 활동이 함께 일어날 수 있다.
누수 발생 과정 2
침투 유속이 한계치를 넘으면 토립자가 떨려 나가며 통로가 넓어진다.
이 현상을 파이핑이라 하며, 제체 내부에 수로가 생기는 것이 특징이다.
내부에 공동이 커지면 제체의 강도가 떨어지고 지지력을 잃는다.
결국 붕괴로 이어진다. 파이핑은 누수가 붕괴로 발전하는 대표 경로다.
계산 예제
침투 유량은 Q = k·i·A로 구한다. k는 투수계수, i는 동수경사, A는 침투 단면적이다.
예로 점토 코어의 투수계수는 1×10⁻⁷ m/s다. 수두차와 침투 길이로 동수경사를 구한다.
수두차 3.0m를 침투 길이 30m로 나누면 동수경사 i는 0.1이다.
단면적 10㎡를 대입하면 침투 유량은 1×10⁻⁷㎥/s다. 극히 작아 차수 기능이 충분하다.
누수와 월류 구분
헷갈리기 쉬운 것이 누수와 월류다. 월류는 제방 마루를 넘는 현상이다.
누수는 제체나 기초지반을 통해 물이 스며드는 현상이다.
누수는 위치에 따라 제체 내부, 기초지반, 제외측 표면의 세 유형으로 나뉜다.
제체 내부는 재료와 시공, 기초지반은 지반 조사, 제외측은 표토 세굴이 원인이다.
방지 대책과 정리
누수 방지 대책은 차수, 배수, 보강의 세 기능으로 나뉜다.
차수는 물을 막고, 배수는 물을 빼내며, 보강은 지반을 바꾼다.
대책은 어떤 원인에 대응하는지 짝지어 써야 하고, 세 기능은 함께 계획한다.
누수 원인을 위치별로 나누고 대책을 짝지어 쓰는 것이 핵심 채점 포인트다.