사력댐 사석 보호공의 붕괴 지연 효과에 대한 실험 연구

Experimental Study of Collapse Delay Effect of Riprap on Dam Slope

국내 중소규모 저수지의 99.1%는 흙댐으로, 건설비용이 저렴하여 용이한 시공성을 갖고 있다. 그러나 흙댐은 월류에 취약하기 때문에, 홍수 시 급격한 붕괴 가능성이 있다. 이러한 붕괴가 발생할 경우 급격한 홍수량 증가로 이어지기 때문에, 하류 치수 안전성이 위협 받을 가능성이 크다. 이에 본 연구에서는 흙댐 사면에 포설한 사석의 붕괴 지연효과를 실험을 통 해 검토하였다. 실험은 사각단면의 직선형 개수로에서 수행하였으며, 보호공 사석의 크기를 3가지로 결정하였다. 선행 연구 들과 차이점은 부정류로 실험을 수행한 것이며, 대상은 일반적인 형태의 가물막이로 결정하였다. 실험결과 차원해석 및 선 행연구를 이용하여 서석보호공이 포설된 흙댐 붕괴 시간에 대한 새로운 공식을 제시하였다. 또한 사석 보호공이 설치된 경우 실험을 통해 붕괴 지연효과에 대해 검토한 결과 포설된 사석의 2배 이상의 효과가 있는 것으로 확인되었다. 본 연구 결과는 EAP (Emergency Aciton Plan) 수립 및 제방 설계와 같은 하천 계획에 도움이 될 것으로 판단된다.

The 99.1% of small dam and most of the levees in Korea are soil dam which can be constructed with lower cost and less effort compared with ones made of concrete. However, they are so vulnerable to overflow. Sudden collapses of these strucrues lead to increase flow rate rapidly, which may cause catastrophic problems in downstream regions. In this study, the experimental study on the collapse delay effect of riprap that was laid on slope of soil levee was carried out. A prismatic rectangular open channel was used and three different sizes of the riprap were installed on slope of a scaled earth dam. A new formula for the collapse time of the levee with the installation of riprap was presented, using the previous researches and the dimensional analysis. In this process, an unsteady flow condition was considered to derive the deviation time of the riprap. And additional experiments were conducted to understand the effect of reinforcement of riprap, and it was found that the reinforcement of riprap was more effective than twice sizing of intial riprap. If the collapse time is delayed, EAP (Emergency Action Plan) and forecasting can greatly reduce the degree of flood damage. Also, it will be meaningful that the results of this study are used for river design.