201125 SOC 종합설계 상세설계보고서 발표

1) 안녕하세요 사면태양광패널설치로인한 산사태방지대책 상세설계 보고 발표를 맡은 오조심해조의 000입니다.

2) 저희의 상세설계안을 발표하기 이전에 이해를 돕기 위해 이전의 발표내용들을 짧게 먼저 소개한 후 설계안을 발표하도록 하겠습니다.

3) 먼저 개발과제의 요약입니다.

4) 저희가 주목한 것은 산림을 벌목한 후 태양광 패널을 설치한 사면이 여름철 집중강우를 버티지 못하고 무너져 피해를 입히고 있다는 것입니다. 하지만 되풀이되는 농가 피해와 쓸 수 없게 되어버린 폐 태양광패널의 처리문제 등이 있음에도 이렇다 할 명확한 대책이 없는 것이 현재 상황입니다.

저희 조는 앞선 종류의 산사태를 방지할 수 있는 보강대책을 위한 프로젝트를 진행했습니다.

5) (넘기며)

6) 앞선 문제들에 관한 현재 관련기술 및 시장의 예시로 산사태 예보시스템, 산사태 피해저감대책, 패널설치 가이드라인 세가지를 들 수 있습니다.

각각의 설명은 생략하고, 저희가 보강대책을 세운다는 것 자체가 이들에 비해 어떤 경쟁력이 있는지 말씀드리겠습니다.

먼저 산사태 예보시스템의 경우 이를 활용하여 피해를 막거나 대피하는 많은 경우들도 있었지만, 위험도가 없음으로 분류되거나 낮더라도 피해가 많이 발생한 것으로 밝혀져 유명무실하다는 평가를 받은 바가 있습니다.

산사태 피해 저감대책은 기존 사면 안정화 기법으로, 태양광 패널 설치 이후 시공하기에 시공용이성이 뛰어나지 않다는 단점이 있습니다.

현재 사면 태양광 설치 가이드 라인은 사면의 경사도, 고도, 환경성 등 주변환경을 주로 다루고 있고, 태양광패널이나 시공방식에 대한 가이드는 없는 것이 한계라고 할 수 있습니다.

저희는 세 가지 관련 기술에 비해 산사태의 직접적인 원인이 되는 패널 및 시공방식에 대한 보강대책을 세움으로써 경쟁력을 가지고 있다고 할 수 있습니다.

7) 이에 개념 설계를 진행했습니다.

8) 저희가 도출한 세가지 문제점은 산사태의 주요요인인 강우에 대해 배수는 외곽에만 치중되어있다는 점, 지반에 고정하는 것에만 급급한 기초, 산림파괴로 인한 산사태 억제효과 감소로 보았습니다.

9) 저희는 설계의 주요목표를 강우시 배수관리, 주동토압저감방안, 친환경적 보강대책 세가지로 보았고, 그에 따라 다음과 같은 아이디어를 냈습니다.

10) 첫째는 기존 선적인 배수시스템을 패널모듈을 활용해 면적인 배수시스템으로 바꾸는 것입니다.

11) 둘째는 뿌리말뚝을 기원으로하는 마이크로파일을 태양광 패널 기초에도 도입하는 것입니다.

12) 마지막으로, 식생 보강토옹벽을 활용하여, 지지력을 높이고, 미관개선 및 친환경적 대책을 실현하고자했습니다.

13) 이에따라 상세설계를 진행했습니다.

14) 상세설계는 시뮬레이션을 통해 저희가 만들어낸 보강대책의 유효성을 검증해야 했기에 평가하기 위해 산사태 발생요인들 중 핵심 지표를 설정하고자했습니다.

강우특성을 활용한 산사태 위험지 평가기법에 대한 연구 와 산사태 발생 예측을 위한 유발강우기준 두가지의 논문을 참고해보았을 때, 핵심지표로 강우, 고도, 경사, 지형 및 지질, 식생등을 볼 수 있었습니다.

15) 하지만 이 모든지표를 평가하기에는 어려움이 있었고, 태양광패널 사면의 특성을 고려해보았을 때 몇 가지 인자를 제외할 수 있었습니다.

먼저 경사요인의 경우 20~40도에서 산사태가 주로 발생한다 평가한 것에 비해 사면태양광패널 설치 가이드라인에선 15도이하로 규제하고있기에 경사요인은 고려하기 어렵습니다.

둘째, 태양광패널 설치 지역은 특정지을 수 없기 때문에 고도 및 지형 지질조건을 특정지을 수 없습니다. 따라서 대상지를 15도의 반무한사면으로 가정했고, 이 요인들도 고려하기 어렵다고 판단했습니다.

마지막으로 사면의 식생은 벌목되어 파괴되므로 이 또한 핵심인자로 고려할 수 없습니다.

따라서 저희는 시뮬레이션의 평가를 강우조건을 조절하여 진행했습니다.

16) 앞선 분석을 거쳐 저희는 상세설계를 진행했고, 4가지로 나누어 설계안을 소개하도록 하겠습니다.

17) 먼저 시뮬레이션을 진행 할 대상지 및 태양광 패널의 제원을 정하였습니다.

사면모델은 가이드라인의 최대치인 15도, 경사길이는 실제 사면태양광 발전시설 평균면적의 축소모형으로 일부를 사용해 500mm, 토사는 점착력이 없는 균질입경의 표준사를 사용했습니다.

태양광패널은 실제 규격 2000x1000mm의 2대1비율을 고려하여 1/25 스케일로 사면에 3행3열로 제작 및 배치했습니다.

18) 두 번째로, 포괄적 사면배수 시스템입니다. 기울어진 태양광패널모듈을 타고흐르는 물을 사면으로 침투하게 하지않고, 관을 통해 외곽 배수로에 연결하는 방식입니다.

이는 기존 설치되어있던 태양광패널 모듈에도 적용할 수 있는 방법입니다.

19) 세 번째로 마이크로파일입니다. 기존에 50cm가량 그라우팅된 말뚝은 지반을 잡아주기에 어려움이있었습니다. 40cm의 마이크로파일을 개념도와 같이 추가시공하는 방식을 취합니다.

20) 마지막으로 강우조건입니다. 강우강도는 호우주의보와 호우경보를 기준으로 실험했습니다.

이 두가지 모두 최소 3시간의 기준을 가지고 있으며, 3시간가량 물을 분사하기에 어려움이있어 1/9인 20분의 지속시간을 두고 실험했습니다. 이에 20분간 호우주의보의 경우 6.67mm 경보의 경우 10mm 기준으로 하였고, 이는 분무기 개수로 조절했습니다.

사용한 분무기는 1회분무량이 0.6ml였고, 용량은 600ml였기에 모델 제원을 고려해보았을 때, 호우주의보는 1.0L 호우경보는 1.5L의 물을 분사했습니다.

결국 저희가 시뮬레이션하는 방향은 폭우 시 산사태 골든타임이 10시간이라는 점과 최근 발생한 산사태에 대피하지 못한 경우가 많다는 것을 미루어, 보강대책을 통해 사면붕괴가 발생하는 속도 및 시간을 지연하는 방식으로 진행했고, 이를 위해 20분간 흙의 변위를 측정했습니다.

21) 이러한 설계안과 조건을 통해 시뮬레이션한 결과입니다.

22) 실험은 총 4번 모델은 현 상황을 대표하는 대조군과 보강대책의 효과를 평가하는 실험군 두 개로 나누어 진행했고, 강우강도를 2가지로 나누어 진행했습니다.

23) 저희의 보강대책을 모델로 실현한 사진들입니다. 강우강도는 분무기 개수로 2개 / 4개로 조절하였고, 배수시스템은 원형관을 반으로 잘라 붙여 배수로에 연결했으며, 마이크로파일은 철사를 활용해 기초당 8개의 철사를 추가했습니다.

24) 그렇게 나온 결과입니다. 아래 보이는 사진은 경보상황 시이고, 보이는 것과 같이 붕괴시간 및 흙의 변위에서 큰 차이를 보여주었습니다.

25) 그렇게 나온 저희의 결론으로 두 가지 대책 모두 유효하다고 판단했습니다.

26) 발표 들어주셔서 감사합니다. 질문 해주시면 답변드리도록 하겠습니다.