한국건설기술연구원은 친환경 바이오 폴리머를 이용한 보강재와 골재 혼합물을 활용해 제방의 붕괴를 방지할 수 있는 보강공법을 개발했다고 8월 23일 밝혔다.

수자원학회의 수해조사에 따르면 수년간 전국을 휩쓴 폭우로 호남과 중부내륙에서 많은 피해가 발생했으며 이는 상당 부분 하천 제방의 붕괴로 인한 것으로 밝혀졌다.

홍수로 인한 하천의 범람이 제방 붕괴의 주요 원인으로 전체의 40%를 차지한다. 

하천제방 붕괴와 이에 따른 홍수는 인명 및 재산에 대한 직접적인 피해를 발생시킬 뿐 아니라 하천환경 및 수생태계 변화에도 복합적으로 영향을 미친다. 

또한 제방의 축조 높이는 하천 조건에 따라 설계빈도 홍수량에 의해 결정된다. 80년 홍수 빈도로 설계된 제방은 100년, 200년 빈도의 홍수가 왔을 때는 제방이 버티지 못하고 월류할 수 있다. 

이에 건설연 수자원하천연구본부 연구팀은 바이오폴리머를 이용해 제방표면을 강화함으로써 제방 붕괴를 방지하고 지연시킬 수 있는 새로운 제방 보강 기술을 개발했다.

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. 

바이오폴리머와 골재를 섞어 혼합재를 제조하는 장면

혼합재를 제방표면에 코팅해 보강하는 장면

연구팀에서는 개발된 기술 검증을 위해 실제 홍수를 재현하는 실규모 제방 월류 실증 실험을 수행했다. 

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 효과도 나타났다.

건설연 김병석 원장은 “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”고 말했다.