earticle

영어

The objective of this study were to examine function of flat-board debris-flow breaker (hereafter FDB), which is one of new methods for reducing damages by sediment-related disasters in residential piedmont areas, and to derive an optimal slit aperture of FDB for catching driftwood and debris flows. We dealt with the cases of which (i) the FDB was not installed, and (ii) the FDB with 3-mm wide slit aperture (i.e., equal to the mean grain-size of bed-materials), (iii) the FDB with 9-mm wide slit aperture (i.e., similar with those maximum grain-size) and (iv) the FDB with 15-mm wide slit aperture were installed; and then quantitatively examined storages of bed-materials through the experimental flume. The results showed that driftwood and debris flows (including driftwood) were momentarily divided from water body by the FDB, and thus the kinetic energy of those materials was rapidly reduced, thereby inducing their storage. We found that 90% of the driftwood supplied was trapped on the upper surface of FDB on experimental flume with FDB, regardless of slit aperture size, whereas the whole driftwood was exported on experimental flume without FDB. In addition, the driftwood belonging to debris flows were occupied fore-end of debris flows due to its own lower specific gravity, and so more early stored on the surface of FDB, compared to large boulders composing of main body of debris flows. However, the driftwood was broken away from the surface of FDB due to impact of following the boulders, resuling in its lower storage. Meanwhile, the optimum slit aperture for trapping debris flows, supplied with driftwood in this experiment, was 3 mm, unlike that other transmission-type check dams having the slit aperture similar to the maximum grain-size of bed-materials. However, the volume of the materials stored was at best only 37% of total bed-material’s volume. The reason should be because of interaction between driftwood and boulders stored on the upper surface of FDB, and then the flow direction of the materials arriving at the heels of the pile was changed to both sides of FDB.

한국어

이 연구에서는 유목 및 토석의 포착에 대한 바닥스크린의 효과를 파악하고, 동시에 바닥스크린의 적정 순간격을 도출하기 위한 목적으로, 모형실험을 통해 바닥스크린의 순간격을 3mm(계상재료의 평균입경), 9mm(계상재료의 최대입경) 및 15mm로 설정하여 공급재료의 포착률을 정량적으로 해석하였다. 그 결과, 공급재료가 바닥스크린에 포착 하게 되면 유수와 이동물질이 순간적으로 분리하여 그 에너지를 감소됨으로써 유목 및 토석이 포착되는 특성이 확인되었다. 이에 따라, 무시설시 유수에 의하여 전량 유출 되는 유목이 바닥스크린의 설치로 인해 부재의 순간격에 관계없이 90%이상의 높은 포착률이 나타났다. 그러나 유목과 토석을 함께 공급한 경우의 유목은 자체의 비중이 낮아 바닥스크린에 먼저 도달하면서 후속되는 토석의 충격력에 의해 상대적으로 먼 구간까지 이동되거나 이탈함으로써 결국 포착량은 감소하였다. 한편, 유목과 함께 공급된 토석은 공급재료의 평균입경에 해당하는 바닥스크린의 순간격이 3mm인 경우에 가장 높은 포착률을 나타냈으며, 이는 기존의 투과형 사방댐 부재간격이 계상재료의 최대 입경으로 한다는 보고와 차별되는 결과를 보였다. 또한 토석의 포착률은 전체 공급량의 37.3%에 불과하였으며, 이는 바닥스크린 상에서의 체류과정에서 유목과 토석의 상호 작용에 의해 후속류의 흐름이 바뀌면서 다량의 토석이 측면부로 이탈하였기 때문으로 사료된다.