공학적 분석에 의한 고대 수리시설 제방 원형복원

Engineering Approach to Original Shape Restoration of Ancient Water Reservoir Embankment

국내에는 고대에 지어진 김제 벽골제, 제천 의림지, 밀양 수산제 등 많은 저수지 제방이 오랜 세월을 견디며 현재까지 남아있다. 이처럼 수리시설이 오랜 세월을 견디며 무너지지 않게 유지하기 위해서는 축조 및 유지 관리를 위한 측량, 성토, 다짐, 수문 설치, 그리고 계측 등 높은 수준의 토목기술이 필요하다. 따라서 고대에도 현대의 중·소형 댐과 비슷한 규모의 수리시설을 축조할 수 있는 경험에 기초한 토목기술이 있었을 것으로 판단된다. 본 논문에서는 고대 수리시설의 축조기술을 평가하기 위해 자료가 상대적으로 풍부한 울산 약사동 제방과 함안 가야리 제방 유적 자료를 공학적으로 분석하고 그 결과를 기술하였다. 또한 현대의 중소형 저수지의 제체구조를 조사하여 고대 저수지와 어떠한 차이점이 있는지에 대해서 비교분석하였다. 이번 연구에서는 인류의 생존에 있어 매우 중요한 토목구조물인 수리시설에 대해 토목공학적 연구를 통해 고고학과 토목공학이 융합된 고대 유적 복원 연구모델을 제시하고, 고대 저수지 제방의 축조기술에 대해 공학적으로 분석하였다. 함안 가야리 제방과 울산 약사동 제방의 고고학적 자료를 분석하여 지반의 토층을 토목공학적으로 분류하였다. 분류된 토층으로 모델링을 하여 컴퓨터 수치해석을 수행하였으며, 그 결과를 바탕으로 두 고대 수리시설 제방의 특성을 분석하였다. 고고학적으로 추정한 저수지 제방 사면에 대한 침투해석 및 사면안정성 분석 결과,함안 가야리 제방과 울산 약사동 제방 모두 침투 침윤선이 제내지 사면 경사면에 위치하고 사면파괴 가능성을 보였다. 이는 가야리 제방과 약사동 제방 모두 원래의 제내지측 사면이 현재 고고학적으로 추정한 것보다 상당히 완만했을 가능성을 시사한다. 이에 보다 완만한 사면경사에 대한 수치해석을 추가로 수행하여 함안 가야리 제방과 울산 약사동 제방의 원형복원을 시도하였다.

There are many water reservoir embankments like Gimje Byokgoljae, Jecheon Uirimji, Miryang Susanje which still remained after a long time after being built. The reasons that these structures have been surviving for such a long time are civil engineering technologies such as survey, embankment, compaction, sluice installation, and monitoring. It is, thus, supposed that there were experience-based civil engineering technologies in ancient time for constructing irrigation facilities similar to modern small and medium dams. This study analyzes the archeological excavation data of Haman Gayari and Ulsan Yaksadong reservoir embankment ruins by using engineering approaches. The embankment structures of ancient reservoirs and modern small and medium size reservoirs were compared. This research tried to suggest a new original shape restoration model of ancient ruins based on the combinational approach of archaeological and civil engineering methods. In this research, archaeological excavation soil data of Haman Gayari and Ulsan Yaksadong ruins are analysed, and are classified by the civil engineering classification system. Reservoir embankments are numerically analysed and seepage and slope stability characteristics are presented. These results shows that seepage lines of both reservoirs reach inland slope surfaces. This finding implies that the original slopes might be considerably gentler than the slope angles currently suggested by the archaeological investigation. Finally, this study presents the original forms of reservoir embankments of Haman Gayari and Ulsan Yaksadong ruins based on further numerical analyses on a variety of gentler slopes.