제방 누수

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.