기존 흙‧식생 제방 비해 6시간 이상 제방 붕괴 지연
[건설이코노미뉴스] 한국건설기술연구원(원장 김병석, 이하 건설연) 수자원하천연구본부 연구팀(팀장 안홍규 박사, 강준구 박사)은 바이오폴리머(Biopolymer, BP)를 이용해 제방표면을 강화함으로써 제방 붕괴를 방지하고 지연시킬 수 있는 새로운 제방 보강 기술을 개발했다고 최근 밝혔다.
바이오폴리머란, 식물에서 축출한 접착성을 가진 친환경성 재료를 말한다. 개발된 기술은 바이오폴리머와 골재를 섞은 혼합재를 제방표면에 코팅해 보강하는 방식이다. 바이오폴리머가 접착제와 코팅제 역할을 해 강도를 확보하는 원리이며, 현장에서 간편하게 시공할 수 있다는 장점이 있다.
바이오폴리머를 골재와 혼합하면, 획기적으로 물 흐름에 대한 저항 강도를 향상시켜 홍수 시 높은 수압과 빠른 유속조건에서도 표면토의 침식과 소재의 이탈 없이 제방을 안전하게 보호할 수 있다. 또한, 친환경성 재료를 활용하기 때문에 식생 조기 활착과 생장이 가능하므로 하천 생태기능 회복과 내구성을 극대화할 수 있다는 장점이 있다.
연구팀에서는 개발된 기술 검증을 위해 실제 홍수를 재현하는 실규모 제방 월류 실증 실험을 수행했다. 스케일 적용을 통한 축소실험으로는 제방 붕괴에 따른 원인과 과정을 평가하고 기술의 신뢰성을 확보하는 데 한계가 있기 때문이다. 5차례 수행된 실규모 실증 실험을 통해 기술의 실효성을 분석 및 입증하고, 현장 적용성 및 안정성을 확인했다.
저수지 범람 실험 결과 기존 제방은 흙제방이 약 15분, 식생제방이 약 30분을 버텼지만, 개발된 제방보강 기술은 범람 후 4시간 이상 버티는 것으로 확인됐다.
또한, 하천과 동일한 형태의 상황을 재현한 하천 범람 실험에서는 6시간 동안 붕괴가 일어나지 않아 제방 붕괴 방지 효과를 확인했다. 이와 같은 결과는 제방의 물이 범람했을 때, 대피와 보수를 위한 충분한 시간을 확보해 시민의 생명과 재산을 안전하게 보호할 수 있다는 점을 시사한다.
김병석 원장은 “개발된 친환경 바이오폴리머 재료를 활용한 제방 붕괴 방지 기술은 홍수 피해를 예방할 수 있는 안전기술일 뿐만 아니라 탄소중립 등 환경적 이슈에도 대응할 수 있는 융합적 연구성과라는 점에서 의의가 있다”라고 밝혔다.
