하천제방 붕괴 및 대책

하천제방의 정의

하천제방은 홍수 때 하천 물이 넘쳐 들어오지 않도록 양안에 흙으로 쌓은 둑이다.

제방은 하천 쪽과 보호 대상 쪽을 나누는 구조물이다.

제방이 무너지면 피해가 커지므로 붕괴 원인과 대책이 반복해서 출제된다.

제방의 구성과 안정 조건

하천제방은 제체, 기초지반, 비탈면 보호공, 배수·차수 시설로 구성된다.

제체는 다짐된 흙으로 쌓고, 기초지반은 제체 하중을 지지한다.

제체가 월류되지 않고, 침투수에 흙이 빠져나가지 않으며, 비탈면이 활동하지 않아야 한다.

이 세 조건이 제체 안정의 기본 원리다.

붕괴 원인 네 가지

제방 붕괴는 월류, 누수, 비탈면 활동, 침하의 네 가지 기구로 일어난다.

월류는 계획 수위를 넘어 마루를 넘는 물에 의해 일어난다.

누수는 침투 후 하류 출구에서 흙이 빠져나가는 파이핑으로 이어진다.

홍수 시 비탈면 활동은 안전율을 떨어뜨려 일어난다.

침하는 연약 기초에서 생기며, 네 기구는 서로 연쇄적으로 일어난다.

파이핑과 동수경사

제방 기초의 동수경사 i는 수두차 Δh를 침투 길이 L로 나눈 값이다.

가상의 예로 수두차 3.0 m, 침투 길이 30 m를 대입해 본다.

침투 길이를 두 배로 늘리면 i는 0.05가 되어 파이핑 위험이 낮아진다.

따라서 침투 경로 연장은 파이핑 방지에 유효하다.

직접 구해 보자.

정답 확인과 원인별 대책

앞 문제의 답은 i = 0.1이다. 3.0을 30으로 나눈 값이다.

붕괴 원인마다 대책을 짝지어 써야 한다.

누수에는 차수벽, 배수 시설, 하류 측 필터를 쓴다.

세굴에는 호안이나 비탈면 보호공을 쓰고, 침하에는 연약지반 개량을 쓴다.

시험 포인트와 정리

누수와 파이핑을 같은 현상으로 쓰는 것은 흔한 실수다.

누수는 제체를 통과하는 침투 흐름이고, 파이핑은 하류 출구에서 흙이 침식되는 현상이다.

공동이 커지면 유로가 짧아져 동수경사가 더 커지고 파괴가 진행된다.

답안은 정의에서 원인, 대책 순서로 쓰고, 원인마다 대책을 짝짓는다.