토석류

토석류의 정의

토석류는 산사태 토사가 물과 섞여 흐르는 산지 재해다.

토석과 나무가 물과 섞여 계류를 따라 빠르게 유출되는 현상으로 정의된다.

홍수와 달리 흙과 돌의 비율이 높아 무게와 충격력이 매우 크다.

발생 원리

토석류는 집중호우가 지표 토층에 침투하면서 시작된다.

침투가 계속되면 간극수압이 올라 유효응력이 줄고 저항이 약해진다.

토사는 전단 파괴되어 붕괴하거나 계류 바닥에서 침식된다.

파괴된 토사는 물과 섞여 유동화되고 계곡을 따라 빠르게 흐른다.

발생 조건은 전단력이 전단저항력보다 클 때다.

전단저항과 유효응력

저항강도는 수직응력, 내부마찰각, 점착력으로 정해진다.

간극수압 u가 생기면 수직응력 대신 유효응력 σ′ = σ − u를 써야 한다.

따라서 강우로 간극수압이 오르면 저항강도가 직접 낮아진다.

고형물 농도로 구분

토석류와 과농도 홍수는 고형물 체적농도로 구분한다.

토석류는 고형물 체적농도가 약 40~50% 이상인 흐름이다.

토석류는 자갈과 거석을 포함하고, 머드플로우는 대부분 모래보다 작은 입자다.

발생 형태와 대책

토석류는 발생 형태에 따라 붕괴형과 계류비탈 침식형으로 나뉜다.

붕괴형은 사면 붕괴토가 곧바로 토석류가 되므로 사면 보강과 배수가 중요하다.

계류비탈 침식형은 계류 바닥 토사를 흐르며 침식해 커지므로 계류 내 사방댐이 중요하다.

보강대책은 사방댐, 배수공, 사면 보강, 계류 정비를 함께 쓴다.

사방댐 설치 위치

사방댐은 토석류의 에너지를 줄이고 토사를 포착하는 구조물이다.

상·중류에 설치하면 속도 감소가 크고, 하류에 설치하면 깊이 감소가 크다.

댐 높이와 간격은 상류와 하류 영향을 함께 고려해 최적화한다.

정리

정리하면 토석류는 토석과 나무가 물과 섞여 빠르게 유출되는 산지 재해다.

발생 조건은 전단력이 전단저항력보다 클 때이고, 고형물 농도는 약 40~50% 이상이다.

답안에서는 발생 형태, 보강대책, 조기경보와 대피체계를 함께 적는다.