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미래 농업을 위한 농업생산 인프라 패러다임 전환

농어촌과 환경 2024년 하반기호

◈ 목차

• 1.기획주제 ❘︎ 미래 농업을 위한 농업생산 인프라 패러다임 전환
  01 기후변화에 따른 재난대응 생산기반 구축
  02 디지털기반 스마트 물관리 기술 새발 동향
  03 농업인력 축소에 따른 농지 규모화 및 법인화 방안
  04 첨단 스마트팜 생산성 개선 방안: 인공조명 활용 기술

• 2.기술정보

• 3.해외연구동향

• 4.부록

◈본문

기획주제 01 기후변화에 따른 재난대응 생산기반 구축

박찬기 국립공주대학교 지역건설공학과

1. 머리말

 2022년 태풍 힌남노에 의한 집중호우(6일 누적강우량 378.7mm)로 경주·포항 지역 3,800ha의 농경지가 침수되었으며, 왕신 저수지 등 농업용 저수지에서 댐 마루 월류, 하류 사면 침식, 사면 슬라이딩의 피해가 발생하였다. <그림 1>은 농업용 저수지 제체의 월류 파괴에 대한 과정을 보여준다. 

 국내에서 발생하는 기후변화에 따른 자연 재해 및 그에 따른 피해량은 매해 증가하고 있는 추세이다. 또한 홍수 조절 측면에서 수문이 설치되어 있지 않은 대부분의 농업용 저수지는 붕괴에 매우 취약하다. 국내 필댐의 붕괴 원인을 살펴보면 월류(35.9%)와 파이핑(30.5%)이 주요 원인으로 분석되고 있으며 월류는 기후변화에 의한 집중호우 등의 기상조건에 의해 발생하며, 파이핑은 시간 경과에 따른 제체의 내구성 저하로 인해 발생한다. 따라서 국내의 농업용 저수지 제체의 노후화와 기후변화에 관련된 문제는 월류와 파이핑을 중요하게 고려하여 대응해야 한다. 

 현재 농업용 저수지의 86.6% 이상이 준공된 지 50년 이상 경과한 노후 시설물이며, 과거에 축조된 저수지들의 시설 기준이 기후변화에 따른 재난 대응 생산기반 구축 기획 주제 01 박찬기 국립공주대학교 지역건설공학과 006• 2024 농어촌과 환경 현재 설계 기준에 못 미치는 실정으로 잠재적 위험에 노출되어 있다. 농업용 저수지의 보강 공법으로는 그라우팅 공법과 치환 공법, 압성토 공법, 말뚝 공법, 아스팔트 지수 공법, 시트파일 공법, 점토 지수 공법 등 다양하게 검토되고 있다. 최근에는 월류에 의한 붕괴를 방지하기 위한 공법으로 둑마루를 콘크리트와 아스팔트 포장으로 보강하는 방법, 차수 시트로 둑마루를 긴급 포장하는 공법, 하류 사면을 Gabion 옹벽을 설치하여 붕괴를 억제하는 방법 등에 대한 연구가 진행되고 있다. 

[그림 1] 월류현상에 의한 제체 붕괴 메커니즘

 해외에서는 댐 축조 방법으로 CSG (Cemented Sand and Gravel) 공법 및 유연성을 가진 콘크리트 차수 시트를 이용하여 표면을 보강하는 보강 공법 등이 새롭게 적용되고 있다. 특히 CSG 공법은 기존 필댐의 표면 보강 공법 및 신규 제체의 긴급 축조 기술로도 적용 가능성이 높다. CSG(Cemented Sand and Gravel) 공법은 기존의 RCD (Roller Compacted Concrete Dam) 또는 RCC (Roller Compacted Concrete) 공법과 유사하게 콘크리트 댐의 안전성과 필댐의 시공성을 확보한 댐 공법으로 RCD 및 RCC의 빈 배합 설계 개념과 시공 절차를 따르고 있다. CSG 공법은 대형 기계에 의한 기계화 시공을 가능하게 하는 콘크리트 댐 시공 공법이다. CSG 공법은 재료, 설계, 시공의 합리화를 실현하기 위한 새로운 개념의 급속 축조 공법으로 소량의 시멘트량으로도 강도 증가와 차수성을 확보할 수 있어 댐뿐만 아니라 제방 등 다양한 구조물의 축조 시공공법으로 그 활용도가 증가하고 있다. CSG 재료란 댐 수몰지로부터 쉽게 얻을 수 있는 하상자갈과 원지반으로부터 채취된 골재를 물, 시멘트와 함께 혼합한 재료를 총칭하며, 재료를 현장에서 혼합한 뒤 운반, 포설, 정지 작업 그리고 진동 롤러를 이용한 다짐 작업을 통해 연속적으로 축조해 나가는 공법이다. CSG 공법은 미국이나 일본, 중국 등 해외 여러 국가에서 사용되고 있으며 댐이나 제방, 도로, 저수지 사면보호공 등 매우 다양한 형태의 구조물로 활용되고 있다. <그림 2>는 CSG 공법 적용 과정 및 사다리꼴형 CSG댐 형상을 나타낸 것이다.

...................(계속)

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