Development of Stability Evaluation Indicators on Revegetated Cut-slopes of Mountainous Terrain of Korea

Abstract

비탈면 녹화는 생태복원의 일환으로서 훼손된 비탈면을 안정화하기 위한 수단 중 하나이다. 우리나라의 비탈면 녹화에서는 토양을 기반으로 한 식생기반재 뿜어붙이기가 많이 이용되고 있다. 그러나 녹화 이후에도 침식 또는 붕괴는 현재까지 계속적으로 나타나고 있다. 이와 같은 이유는 비탈면 녹화공사 시, 사면 안정 해석 및 사방 공학 등 구조적인 안정성 검토는 이루어지고 있으나 환경적 이해를 통한 비탈면 녹화에 대한 안정성은 고려되지 못하고 있기 때문이다. 따라서 본 연구의 목적은 비탈면 녹화 이후 비탈면의 안정화를 위한 안정성 평가 지표를 개발하여 토양을 기반으로 한 비탈면 녹화의 안정성 평가 체계를 고안하는 것이다. 비탈면 붕괴와 관련된 변수들은 선행연구에서 상당히 많이 나와 있다. 하지만, 비탈면 녹화와 관련된 안정성 변수들은 부분적으로만 연구되거나 대부분 물리적 환경 변수들에 초점을 두고 있다. 본 연구는 위와 같은 변수들과 더불어 비탈면 녹화 이후의 안정성을 종합적으로 검토할 수 있는 변수들을 찾고자 하였다. 변수 선택은 여러 변수들 중 사방 안정 해석, 사방공학, 비탈면 녹화의 분야에서 69개의 변수들을 우선 추출하였다. 그 다음 전문가 설문을 통해 23개의 변수들을 선택하였다. 변수는 총 세 개의 카테고리로 분류하였다. 첫 번째는 물리적 환경 변수인데 경사, 향, 비탈면 형태, 비탈면 폭, 비탈면 높이, 건수 터짐, 경과년도, 기반층 형태, 그리고 배수시설 상태로 총 9개였다. 두 번째는 토양 변수로서 공극률, 토양 경도, 수분함량, 토성, 인장강도, 투수계수, 토심, 토양 산도(pH), 염분농도, 그리고 유기물 함량으로 총 10개였다. 마지막 세 번째는 식생 변수로서 식생 군락 형태, 식생 피복률, 목본 종수, 그리고 초본 종수로 총 4개였다. 연구대상지역 총 10 곳을 선정하여 현장조사를 실시하고 23개 변수들에 해당하는 자료를 수집하여 통계분석하였다. 모든 연구대상지역은 비탈면 녹화 시공 이후 2년 이상이 경과 된 비탈면으로 붕괴된 비탈면이 다섯 곳, 안정한 비탈면이 다섯 곳이었다. 붕괴된 곳은 이미 확연히 붕괴 된 지점(failure)과 잠재적인 붕괴위험을 가진 지점(potential risk) 으로 나뉘어 조사하였다. 각 변수들의 상관성을 분석하기 위해 Spearman correlation analysis를 실시하였다. 또한, 각 변수가 붕괴된 비탈면과 안정한 비탈면을 구분 짓는 변수인지를 확인하기 위하여 비모수적 검정 방법인 Mann-Whitney U test를 실시하였다. 마지막으로, 두 통계적 분석에서 유의미한 수준을 통과한 변수들에 대하여 판별분석을 실시하였다. 유의미한 수준을 통과한 변수들은 총 9개로 공극률, 수분함량, 인장강도, 토심, 염분농도, 유기물 함량, 식생 군락 형태, 식생 피복률, 그리고 목본 종수였다. 판별분석은 9개의 변수 중 명목척도인 식생 군락 형태를 제외한 8개 변수에 대해 단계별 분석 방법을 실시하였고, 식생 군락 형태는 차후에 판별 분석된 결과인 판별점수와 함께 비교 분석하였다. 판별분석 결과 총 4개의 변수로 이루어진 판별식이 구해졌다. 4개의 변수는 공극률, 인장강도, 유기물 함량, 그리고 식생 피복률이었다. 4개의 변수를 통해 나타난 판별점수와 식생 군락 형태에 대하여 상자 도표를 그려 비교 분석하였다. 최종적으로 총 5개의 변수가 비탈면 녹화 이후 비탈면에 대한 안정성 평가 지표로 선정되었다. 마지막으로 5개 지표를 이용한 비탈면 녹화 안정성 평가체계와 그 적용성에 관하여 제안 및 고찰하였다.