Project Report 상가천자연형소하천정비시범사업 Pilot Project for Improvement of Sangga Stream in Nature-friendly Way 박승기 * Park, Seung Ki 1. 머리말자연형소하천정비시범사업은국내소하천특성에적합한치수안정성을갖추면서소하천의환경기능을향상시킬수있는소하천정비공법을개발하기위하여지속적이고일관성있는수리 수문자료의축적과하천환경개선을위한기초자료확보하기위한목적으로충남예산군상가천을비롯하여전국 8개소하천을대상으로수행중이다. 2. 자연형소하천시범사업가. 추진배경및목적 (1) 국내의자연형하천정비기법의실무적용성검증미흡 1) 지형적, 수리, 수문학적특성을고려한적용사례부족 2) 다양한공법적용미흡 3) 국가및지방하천에적용결과의직접적용미흡 (2) 하천설계및관리를위한적용성검토자료확보필요 (3) 시범적용을통한기존공법의실무적용성검토 1) 시범지역선정및시범하천설치운영 2) 하천특성변화에따른지속적인자료수집분석 (4) 치수안정성을갖는자연형소하천정비가이드라인제시나. 사업추진절차 (1) 사업기간 : 2002. 1~2006. 12( 예정 ) (2) 사업비재원 : 지방양여금 + 지방비다. 대상소하천선정대상소하천의선정은해당시 군별로기술적고려사항을참고로하여해당시 군에서 2~3곳의후보지를물색하여유역여건이대상하천및본류에크게영향을미칠수있다는것을염두에두고적지를표 1과같이선정하였다. * 공주대학교산업과학대학 (skpark@kongju.ac.kr)
116 한국관개배수제 11 권제 2 호 표 1. 대상소하천선정을위한기술적고려사항 구분해당시 군특성대상소하천의추천유형선정하천 안성시예산군 농경지가많으므로농경지소하천특성에알맞은유형고려 - 농경지소하천중심 - 하상재료고려 ( 암돌출, 자갈, 모래 ) 당왕천 ( 안성시 ) 상가천 ( 예산군 ) 괴산군장수군 급변하는경사지역이많으므로하상경사에알맞은유형고려 - 급경사, 준경사, 완경사소하천등 이동천 ( 괴산군 ) 상동천 ( 장수군 ) 강진군함안군 남해안의서로다른기상특성과완만한유역을고려하여유로형태의유형배려 - 직선형, 준만곡형, 만곡형소하천등봉황천 ( 강진군 ) 영담천 ( 함안군 ) 상주시 도시하천특성에알맞은유형고려 - 도시소하천 - 청정, 준청정, 오염소하천등 남장천 평창군 강원도의지형특성과기상상태에알맞은유형을고려 - 하폭규모 ( 세천, 중천, 대천 ) - 수량상태 ( 풍부, 미량, 건천 ) 큰골천 3. 상가천자연형소하천정비시범사업 가. 대상하천의유역개황 본과업의대상하천은충남예산군덕산면상가리의상가천이며덕산면소재지에서북서쪽에위치하고있다. 상가천의유역경계는해발약 678m의가야산을중심으로석문봉 (635m), 옥양봉, 일낙산, 원효봉이있어비교적험준한산지지형을이루고있으며, 북쪽으로는예산군 봉산면과서산시운산면이, 서쪽으로는서산시해미면이, 남쪽으로는예산군덕산면대치리가위치하며유역도는그림 1과같다. 옥계저수지상류상가천유역은유역면적이 10.969km2, 유로연장이 2.88km로덕산천총유역면적 84.76km2의약 11% 에해당된다. 상가천의하천폭은 15m~24m이며상가리와옥계리경계에있는그림 2의석문담 ( ) 을기준으로하천의특성이크게변화된다. 대상하천상류부의가야산은 1973년 3월 6일에도립공원으로지정되었으며풍광이수려한 그림 1. 대상하천의유역도 그림 2. 석문담
준으로하류 1공구 566m와상류 2공구 400m 로나누어총 966m이며 1, 2공구에대한공사개요는표 2와같다. 계획평면도는그림 5, 그림 6과같으며대상하천의소하천정비공사는 2003년 10 월에착공하여 2004년 6월에완공하였고산지와접해있는보덕교상류의좌안약 120m 구간은자연상태로보존하였다. 그림 3. 남연군의묘 다. 적용호안공법과시공 그림 4. 옥병계 (1) 전석및자연석쌓기전석과자연석쌍기는도로에인접한구간과수충부구간에 1,178m를시공하였다. 특히 2공구는하상의표토가매우얕기때문에침수방틀, 환경블럭 A형으로계획했던구간까지모두전석쌓기로시공하였으며시공및완공사진은그림 7, 그림 8과같다. 전석및자연석쌓기는주위환경과잘조화되며빠른유속에도적용이가능하고어류의서식표 2. 상가천소하천정비시범사업공사개요 가야산, 원효봉, 석문봉등의이름난명산으로이루어져있으며상가저수지가위치해있다. 중류부는남연군묘 ( 南 君 : 그림 3), 상가리미륵상, 보덕사등의유적지가산재해있고, 하류부는석문담, 옥병계 ( 溪 : 그림 4) 등의소 ( ) 가있어다수의관광객과등산객이방문하는곳으로잠재적인관광가치가매우높은지역이다. 나. 자연형소하천정비사업구간소개대상하천의시범사업구간은보덕사입구를기 축제연장 토 공 배수공 호안공 교량공 ( 라멘교 ) 구조물공 부대공 L = 966m 흙쌓기 7,938m3, 흙깍기 17,511m3 흄관 D600 = 39본, D1,000 = 11본 적용공법전석쌓기 계획 (m) 802 실시 (m) 1,072 P.E. 침수방틀 327 207 환경블럭 A형 310 160 게비온 215 215 보덕교가야1교 B = 5.0m, L = 29m B = 4.7m, L = 17m 낙차공 (H = 1.0m, B = 22m) 3개소 1 식
118 한국관개배수제 11 권제 2 호 그림 5. 1 공구계획평면도 그림 6. 2 공구계획평면도 그림 7. 전석쌓기시공 그림 8. 전석쌓기완공
처및자연스러운육상식생활착을유도할수있는장점이있다. (2) 게비온게비온 (Gabion) 은지반상태가견고하지않아도시공이가능하며시공후자연친화성이높으며시공이간편하고자연배수가이루어지고지지력을동시에지니고있는구조체로 215m가시공되었으며시공및완공사진은그림 9, 그림 10과같다. (3) 침수방틀침수방틀은폐합성수지 PE를주재료로하고석분등을첨가한플라스틱콘크리트 (Prastic Concrete) 로제조한 PE 생태방틀과 PE 고정봉으로현장에서조립설치하였다. PE 생태방틀의규격은 1300mm 150mm 150mm이며 PE 고정봉의규격은지름이 40mm, 길이는 300~1,000mm이다. 침수방틀은수충부와같이유속이빠른구간에도적용이가능하여호안의안정성을확보할수있으며어족자원의서식처를제공하고자연스런수변식생을유도할수있다. 상가천에는 207m가시공되었으며시공및완공사진은그림 11, 그림 12와같다. (4) 환경블럭 A형환경블럭 A형은자연석에가까운외형을가지며생물서식공간확보와녹화등을유도하여자연적인경관을유도하면서호박돌형돌기로조도계수를증가시켜유속감소효과를발휘할수있다. 상가천에는 160m가시공되었으며시공및완공사진은그림 13, 그림 14와같다. (5) 그린매트그린매트는호안법면의침식방지와식생대조성을용이하게하기위하여게비온, 침수방틀및환경블럭상단에부분적으로포설하였다. 그린매트의두께는 18mm로하였으며복토후거적을덮어자연적인식생을유도하였다. 라. 수리구조물과시공어류의이동을원활하게유도하고관개용수를확보및하상을보호하기위하여 2개소의어도식보와 1개소의어도식낙차공을설치하였다. 어도식보는중앙에퇴적된토사를배출하기위한배사토와우안에농업용수용취수문을설치하였고시공및완공사진은그림 15, 그림 16과같다. 그림 9. 게비온시공 그림 10. 게비온완공
120 한국관개배수제 11 권제 2 호 그림 11. 침수방틀시공 그림 12. 침수방틀완공 마. 친수공간부대시설자연형소하천정비시범사업의효과를홍보하고지역주민및관광객들의휴식공간을확보하기위하여그림 17, 그림 18과같이가로공원을조성하였다. 대상하천의유량과수질조사지점선정은하천시설기준 ( 건설교통부, 2002), 접근성, 안전성, 지속측정가능지역및오염원발생량등을고려하여상류 1개소, 공사구간 3개소, 하류 1개소를선정하였으며조사지점위치도는그림 19 와같다. 4. 상가천자연형소하천정비시범사업모니터링체계구축 가. 유량및수질조사분석 (1) 조사지점의선정기준 (2) 유량및수질조사항목강우량조사는덕산면사무소에설치된자기우량자료를사용하였으며수위조사는 2개소에자기수위계를설치하여 10분단위로관측하였고 3개지점은수위표를설치하여조사하였다. 수질조사는수위조사지점에서대기온도, 수온, 그림 13. 환경블럭시공 그림 14. 환경블럭완공
그림 15. 어도식보시공 그림 16. 어도식보완공 ph, Do는현장에서채수와동시에측정하였고, BOD, SS, T-N, T-P 및클로로필 (Chlorophyll-a) 은시료를실험실로신속히운반하여공해공정시험법에의거하여실시하였으며, 농약성분인말라티온, 파라티온, 톨루엔, 벤젠은농어촌연구원에의뢰하여분석하였다. 나. 생태계모니터링 (1) 식물상조사 1) 조사지점의선정하천식물상조사지점은하천시설기준 ( 건설교통부, 2002), 현지지형, 토지이용특성및적용 된자연형하천공법등을고려하여그림 20과같이정하였으며횡적조사구역은하천식생에직접영향을줄수있는주변구역을포함하였다. 선정된조사지점은총 19 개소이며공사구간상류지역 3개소, 공사구간 10개소및공사하류지역 6개소이며공사시점부터하류 150m 구간은폭포 ( 석문폭 ) 가있어조사가불가능한구간이다. 2) 조사방법및조사시기식물상조사는그림 21와같이대상법중띠대상법 (Belt transect) 을적용하였고, 군도와피도등을조사하기위하여그림 22와같이띠대상법조사구간중 1m 1m 방형구를이용한측구법을 그림 17. 공사시점의가로공원 그림 18. 공사종점의가로공원
122 한국관개배수제 11 권제 2 호 우다람쥐, 청솔모등을제외하고는낮에발견하기는어려우나식생조사, 현황측량및유량조사중다수의종을발견할수있었으며, 먹이흔적, 배설물및논두렁에나타난족적에의하여확정할수있다. 그림 19. 유량및수질조사지점의위치도병용하여실시하였으며식생분포도를작성하기위해서조사구간에대해하천단면측량을실시하였다. (2) 동물상조사대상하천구역의표유류조사는현지조사와탐문조사를병행한다. 일반적으로포유류의경 (3) 조류상조사대상하천구역의조류상조사는제방을따라시속 2km정도로보행하면서하천과주변농경지및산에서관찰되는조류를육안과쌍안경 (8 10) 을이용하여관찰했으며시각으로확인되지않는종은소리에의해서확인한다. 유량, 수질조사및식생조사시관찰되는조류를정리하였으며, 야행성조류는유량및수질조사지점에서울음소리에의해서확인한다. (4) 어류및수서곤충상조사대상하천구역의어류상조사를위한어류의채집은족대 (5 5mm) 를사용하며가능한한정량적조사를실시하며, 채집된어류는현장에서즉시 : 식물상조사지점, : 식물상및어류조사지점 그림 20. 식물상및어류조사지점위치도
그림 21. 식물상조사 그림 22. 식물피복도조사 10% 포르말린고정한다. 수서곤충의채집은방형구 (50 50cm) 를이용하여방형구내에있는돌과모래등을지점당 3회씩채집하여수서곤충의동정하고목록을작성한다. 다. 하천수리모니터링 (2) 하천수리모니터링의대상하천수리모니터링은적용공법과시공으로인한수리적대응도를관찰하고, 주요구조물의수리적영향을조사하며, 호안및각종환경시설물의수리적대응도와하안침식및퇴적사항등을조사 분석한다. (1) 하천수리모니터링의목적하천수리모니터링은자연형소하천정비사업으로인한하천수리인자의변화를관찰하고하천수리의변화와생태계의관계를규명하며예측하여향후의하천환경정비사업의지침으로활용하기위하여실시한다. (3) 상가천의하천수리모니터링상가천의시범공사구간에서호안공법에따라홍수로인한퇴적과침식변화를조사하기위하여그림 23 과같이 10~30m 간격으로총 65 단면의기준점과 TM좌표와레벨의 CP 측점을 5 개소에확보하였다. NO. 50 CP-4 NO. 40 NO. 1 NO. 60 CP-5 NO. 30 NO. 20 NO. 10 CP-1 NO. 65 CP-3 CP-2 그림 23. 상가천수리모니터링을위한기준점현황
124 한국관개배수제 11 권제 2 호 5. 맺는말상가천자연형하천정비시범사업은 1차년도인 2003년 6월부터공사전모니터링사업을시작하였고, 2003년 10 월에하천정비사업을착공하여 2004년준공되었다. 2003년에는공사전, 공사중모니터링사업을수행하였으며 2004 년에는공사중, 공사후모니터링사업을수행하였다. 상가천자연형하천정비사업이후계획홍수위이상의홍수가발생되지않아적용된호안공법 과자연형하천정비사업으로인한하상의변화등은파악하기어려웠다. 그러나식물상의활착과어류상의복원이빠르게진행되고있으며자연형하천정비사업에대한주민및관광객의호응은매우크게나타나고있다. 자연형소하천정비사업전, 중, 후소하천의제반특성변화에대한지속적인자료구축및분석을통하여우리나라소하천정비사업을위한하천공학및환경학적인기준을제시할수있을것으로기대한다.