한국산림공학회지, (2024)
pp.12~12
- 포화토층 침식의 실험적 재현 및 흐름 특성 분석 -
토석류는 물과 토사의 혼합물이 연속적인 유체처럼 산지 계류를 빠르게 흘러내리는 현상이 다. 토석류는 막대한 인명 및 재산 피해를 초래할 수 있으므로, 흐름 특성에 대한 연구는 필수 적이다. 본 연구는 지표유출에 의한 토석류를 수로 내에서 재현하고, 흐름 특성을 분석하고자 하였다. 수로에 평균 입경 3 mm의 자갈을 적층한 후 일정 유량의 물을 지속 공급하여 토석류 를 유도하는 수로실험을 진행하였다. 수로의 경사와 공급 유량에 따른 토석류의 유심, 유속, 토 사부피농도(sediment volumetric concentration)를 측정하였다. 또한 수로실험을 통해 재현된 토 석류가 실제 자연의 토석류와 상사(similarity)를 만족하는지 판단하기 위해, 수로실험 결과를 바 탕으로 다양한 무차원수를 계산하였다. 토석류의 유심과 토사부피농도는 공급 유량보다는 수로 경사의 영향을, 유속은 수로의 경사보다는 공급 유량의 영향을 받았다. 계산된 무차원수의 범위 는 선행 연구의 수로실험 및 실제 토석류로부터 도출된 무차원수 범위와 유사하였다. 따라서 역학적 상사를 만족하는 토석류가 재현되었다고 판단하였다. 본 연구는 토석류 발생기작을 고 려한 기초 실험 연구이며, 이러한 경험은 추후 다양한 목적을 가지는 토석류 수로실험 설계에 활용될 수 있을 것으로 생각된다.