저탄소 녹색성장, 목재사용이 해답이다
Ⅱ 숲가꾸기 산물을 이용한 하천건설
■바자얽기 하상방틀
바자얽기 하상방틀 공법은 국내에서는 거의 사용되고 있지 않기 때문에 매우 생소한 공법일지 모르겠다. 19세기 네덜란드로부터 일본에 전래된 기술로 숲 가꾸기 산물을 친환경적으로 활용하기 위해 사용하는 공법이다.
커다란 돌이나 콘크리트 구조물을 하상에 설치하면 연약지반에서는 바닥으로 가라앉기 때문에 주변의 하안구조물까지 붕괴되며, 홍수 시에는 재해로 이어진다. 그러나 잔가지를 이용해 하상에 매트리스를 만들고 그 위에 돌을 올려놓으면 하상에 대한 반발력이 커지기 때문에 쉽게 가라앉지 않는다. 바자얽기는 이러한 원리를 이용한 하천 토목구조물의 축조공법으로 유럽 등에서는 자연하천 등에 널리 사용되고 있다.
바자얽기는 유연성이 좋기 때문에 하상의 변화에 잘 어울리고 설치 후에는 하천바닥이 세굴 되더라도 그 형상을 따라서 휘어지면서 변형된다. 즉 하상이 변동하면 그에 따라서 지형에 적합하게 변동되는 등, 굴요성(屈撓性)이 우수하기 때문에 완류하천의 하상방틀, 호안방틀 및 수제*공에 적당한 공법이다. 특히 바자 소재간의 틈새모양이 다양하기 때문에 유속의 변화 폭이 달라서 어류, 새우, 게 등이 매우 좋아하는 생식지가 되며, 비회유성 생물이 살아가기 좋은 환경이 된다. 그러므로 작은 어류나 바닥에 사는 생물 등 다양한 수생생물의 생식공간이 되고 있다.
*수제(水制, spur dike, groin): 물 흐름을 완화하거나 하신(河身, riverchannel)을 정정하기 위하여 하안으로부터 하신을 향하여 설치하는 공작물
바자얽기 하상방틀 공법은 국내에서는 거의 사용되고 있지 않기 때문에 매우 생소한 공법일지 모르겠다. 19세기 네덜란드로부터 일본에 전래된 기술로 숲 가꾸기 산물을 친환경적으로 활용하기 위해 사용하는 공법이다.
커다란 돌이나 콘크리트 구조물을 하상에 설치하면 연약지반에서는 바닥으로 가라앉기 때문에 주변의 하안구조물까지 붕괴되며, 홍수 시에는 재해로 이어진다. 그러나 잔가지를 이용해 하상에 매트리스를 만들고 그 위에 돌을 올려놓으면 하상에 대한 반발력이 커지기 때문에 쉽게 가라앉지 않는다. 바자얽기는 이러한 원리를 이용한 하천 토목구조물의 축조공법으로 유럽 등에서는 자연하천 등에 널리 사용되고 있다.
바자얽기는 유연성이 좋기 때문에 하상의 변화에 잘 어울리고 설치 후에는 하천바닥이 세굴 되더라도 그 형상을 따라서 휘어지면서 변형된다. 즉 하상이 변동하면 그에 따라서 지형에 적합하게 변동되는 등, 굴요성(屈撓性)이 우수하기 때문에 완류하천의 하상방틀, 호안방틀 및 수제*공에 적당한 공법이다. 특히 바자 소재간의 틈새모양이 다양하기 때문에 유속의 변화 폭이 달라서 어류, 새우, 게 등이 매우 좋아하는 생식지가 되며, 비회유성 생물이 살아가기 좋은 환경이 된다. 그러므로 작은 어류나 바닥에 사는 생물 등 다양한 수생생물의 생식공간이 되고 있다.
*수제(水制, spur dike, groin): 물 흐름을 완화하거나 하신(河身, riverchannel)을 정정하기 위하여 하안으로부터 하신을 향하여 설치하는 공작물
최근 일본에서는 모래사장 해안침식 방지에 시공하는 이안제(離岸堤)의 기초 외에도 방파제의 기초로도 사용하고 있다. 주로 호안의 세굴방지나 모래를 쌓아서 지반고를 높일 목적으로 하상이나 해저에 설치하고 있다.
세굴된 곳의 가운데에 바자얽기 침상을 설치해 세굴된 곳을 복원하는 경우에도 사용된다. 바자얽기 침상에는 모래가 채워지므로 시간이 지나면 흙과 자연스럽게 일체가 된다. 흙에서는 하천식생이 군락을 이루게 되므로 물을 필요로 하는 모든 생물의 서식지이자 생태통로의 역할을 하게 된다.
‘바자’란 원래 대, 갈대, 수수깡, 싸리 따위로 발처럼 엮거나 결어서 만든 물건을 지칭 하나 일반적으로 가지치기, 어린나무 가꾸기 및 맹아갱신 등의 숲 가꾸기 작업에서 나오는 생잡목의 가지를 묶은 다발의 총칭이다. 바자의 재질은 밤나무, 상수리나무, 참나무류 등과 같이 견고하면서 인성이 좋은 생나무 가지의 수목이나, 눈 속에서도 자라는 때죽나무, 마가목, 목련, 단풍나무, 벚나무, 매화오리, 버드나무 등과 같이 잘 휘는 수종으로 유연성이 풍부하면서 붙임이 있는 많은 활엽수 잡목이 사용되고 있다. 또 낙엽송도 잘 썩지 않으며 휘어지기 쉬우므로 바자의 재료로 이용하고 있다.
세굴된 곳의 가운데에 바자얽기 침상을 설치해 세굴된 곳을 복원하는 경우에도 사용된다. 바자얽기 침상에는 모래가 채워지므로 시간이 지나면 흙과 자연스럽게 일체가 된다. 흙에서는 하천식생이 군락을 이루게 되므로 물을 필요로 하는 모든 생물의 서식지이자 생태통로의 역할을 하게 된다.
‘바자’란 원래 대, 갈대, 수수깡, 싸리 따위로 발처럼 엮거나 결어서 만든 물건을 지칭 하나 일반적으로 가지치기, 어린나무 가꾸기 및 맹아갱신 등의 숲 가꾸기 작업에서 나오는 생잡목의 가지를 묶은 다발의 총칭이다. 바자의 재질은 밤나무, 상수리나무, 참나무류 등과 같이 견고하면서 인성이 좋은 생나무 가지의 수목이나, 눈 속에서도 자라는 때죽나무, 마가목, 목련, 단풍나무, 벚나무, 매화오리, 버드나무 등과 같이 잘 휘는 수종으로 유연성이 풍부하면서 붙임이 있는 많은 활엽수 잡목이 사용되고 있다. 또 낙엽송도 잘 썩지 않으며 휘어지기 쉬우므로 바자의 재료로 이용하고 있다.
바자얽기에 사용하는 가지의 굵기는2~3cm, 길이 약 270cm 전후의 생나무 잡목이다. 가지 약 8~13본을 같이 묶어서 격자모양으로 조합해 넓게 판을 짠 것이다. 그 위에 돌을 넣어서 무겁게 한 뒤 해저나 하상에 가라앉힌 것을 바자얽기침상이라 한다. 이때 침상의 밑부분이 3cm이하 1m당 0.3~0.5속(1속은 25본)으로 하며 두께는 약 90cm로 하고 있다.
바자얽기 침상의 특징으로는 바자가 잘 썩지 않는다는 점을 들 수 있다. 일본에서 1945년에서 1950년경에 설치한 바자얽기 침상이 60년이 지난 지금까지 건전한 목재의 상태로 남아있다는 보고가 있다. 그러나 바자얽기는 산소가 부족한 물속에서 사용될 때 수명이 길지만, 뭍으로 올라와 공기와 접하면 썩기 시작한다. 바자얽기가 건조한 장소에서는 썩으므로 내용 연수는 5~10년 정도라고 생각한다. 또한 바자얽기는 굴요성이 있기 때문에 비탈면이 60˚인 사면에서도 채움돌이 거의 떨어지지 않고 버텨주는 등 하상세굴에 순응성이 우수하다. 이러한 현상은 하중을 하상에 밀착하면서 넓게 분산해 전달할 수 있으므로 세굴에 의해 발생되는 침상의 불균형을 방지할 수 있고, 채움 돌 전체를 강고하게 해 전락방지에도 효과적이다. 또한 운반이 용이하다는 점을 들고 있다. 바자얽기 침상을 해역에 설치할 때 유의해야 하는 점은 바자얽기가 파랑에 파손되지 않도록 규모를 크게 해야 한다는 점이다. 침상을 가라 앉히기 위한 돌은 파랑등을 생각해 큰 돌이 좋다. 바다의 경우는 모래가 미세하므로 모래가 빠져나가지 않도록 합성소재의 매트를 바닥에 깔아주는 것이 좋다.
바자얽기 침상의 특징으로는 바자가 잘 썩지 않는다는 점을 들 수 있다. 일본에서 1945년에서 1950년경에 설치한 바자얽기 침상이 60년이 지난 지금까지 건전한 목재의 상태로 남아있다는 보고가 있다. 그러나 바자얽기는 산소가 부족한 물속에서 사용될 때 수명이 길지만, 뭍으로 올라와 공기와 접하면 썩기 시작한다. 바자얽기가 건조한 장소에서는 썩으므로 내용 연수는 5~10년 정도라고 생각한다. 또한 바자얽기는 굴요성이 있기 때문에 비탈면이 60˚인 사면에서도 채움돌이 거의 떨어지지 않고 버텨주는 등 하상세굴에 순응성이 우수하다. 이러한 현상은 하중을 하상에 밀착하면서 넓게 분산해 전달할 수 있으므로 세굴에 의해 발생되는 침상의 불균형을 방지할 수 있고, 채움 돌 전체를 강고하게 해 전락방지에도 효과적이다. 또한 운반이 용이하다는 점을 들고 있다. 바자얽기 침상을 해역에 설치할 때 유의해야 하는 점은 바자얽기가 파랑에 파손되지 않도록 규모를 크게 해야 한다는 점이다. 침상을 가라 앉히기 위한 돌은 파랑등을 생각해 큰 돌이 좋다. 바다의 경우는 모래가 미세하므로 모래가 빠져나가지 않도록 합성소재의 매트를 바닥에 깔아주는 것이 좋다.
하천공법은 하천생태계의 자정능력을 되살리고 생태계의 복원을 위해 공사 시 자연석이나 목재 등의 자연재료를 사용하고 바자얽기침상과 같은 하상구조물의 설치가 필요하다. 이는 단조로운 하천단면에서 자연생태계를 되살릴 수 있고 하천주변을 다자연 환경으로 변모시키며, 나아가 하천주변의 공원과 연계해 자연과 인간이 공존하는 공간으로 탈바꿈 될 수 있다.
숲 가꾸기 작업에서 건전한 숲을 만드는데 꼭 필요한 어린나무 가꾸기 및 가지치기 등의 산물은 대부분 현장에서 방치하고 있다. 또 도시 가로수가지치기 등에서 나오는 산물은 거의 대부분 수거해 소각하고 있다. 이러한 산물도 모두 대기중의 이산화탄소를 먹고 자란 것이다. 썩거나 타면 축적된 탄소가 대기중으로 날아가기 때문에 온실효과 가스의 원인인 탄소배출저감에는 도움이 되지 않는다. 이를 바자얽기 침상으로 이용하면 침상의 내구연한만큼 40~50년간 탄소를 하천에 고정 할 수 있다. 숲가꾸기 효과를 극대화하면서 다자연형 하천조성의 확대로 쾌적한 국토조성에 크게 기여 할 수 있을 것으로 생각한다.
숲 가꾸기 작업에서 건전한 숲을 만드는데 꼭 필요한 어린나무 가꾸기 및 가지치기 등의 산물은 대부분 현장에서 방치하고 있다. 또 도시 가로수가지치기 등에서 나오는 산물은 거의 대부분 수거해 소각하고 있다. 이러한 산물도 모두 대기중의 이산화탄소를 먹고 자란 것이다. 썩거나 타면 축적된 탄소가 대기중으로 날아가기 때문에 온실효과 가스의 원인인 탄소배출저감에는 도움이 되지 않는다. 이를 바자얽기 침상으로 이용하면 침상의 내구연한만큼 40~50년간 탄소를 하천에 고정 할 수 있다. 숲가꾸기 효과를 극대화하면서 다자연형 하천조성의 확대로 쾌적한 국토조성에 크게 기여 할 수 있을 것으로 생각한다.
■간벌재 이용 하상방틀
최근 도시공간에서 하천은 지표면의 불투수층화, 오폐수를 관을 통해 하수처리장으로 직접 유송하므로 유량의 감소 등으로 비온 후 수일동안 만물이 흐르고 평소는 물이 흐르지 않는 건천(乾川)으로 변하고 있다. 또 농업용 하천의 경우에도 관정으로 퍼 올리는 지하수의 과다 수량으로 점차 건천화가 진행되고 있다. 이로 인해 하천 수서생태계의 종이 절멸하거나 매우 단순화되고 있음을 우려하지 않을 수 없다. 이에 대한 근본적인 대책은 될 수 없지만, 하천 구조물의 재료나 형태 등이 건천으로 변해도 당분간 생물체가 살아갈 수 있는 대피공간을 필요로 하고 있다. 대도시 주변의 하천은 건천(乾川)이 많고, 일년에 물이 흐르는 날이 절반도 되지 않는 곳이 많다. 이러한때 청계천복원은 우리나라 하천의 이미지를 일신하는 계기가 되었다. 맑은 물이 흐르고, 물고기가 살고, 새들이 찾아오는 하천생태계가 복원됐기 때문이다. 또 서울의 중랑천, 양재천, 안양천 등의 한강지류가 하천생태공원으로 이용되고 있으며, 대도시 주변의 하천개발이 생태공원으로 변모하고 있다. 지자체들은 콘크리트 호안을 자연석과 식생블록을 이용한 친환경 호안으로 교체하고, 갈대·갯버들·달뿌리풀과 억새 등의 수변식물을 심고 있다.
일본의 경우는 오래전부터 하천생태계 복원을 위해 많은 노력을 했다. 도심에 맑고 깨끗한 물이 흐르고 우거진 수초 사이로 물고기가 떼를 지어 다니는 것이 일본을 여행하면서 누구나 부럽게 생각한 부분의 하나일 것이다. 현재 하천에서 필요로 하는 것은 다양한 생물체가 살아갈 수 있는 ‘생물 다양성’이 풍부한 공간으로 식물 플랑크톤을 증식시키는 것이 매우 중요하다. 천연소재인 화강암이나 목재는 식물플랑크톤의 증식을 도와주는 조건을 갖추고 있다. 천연소재는 인공소재보다 부착 생물막이 많으며, 식물플랑크톤의 증식이 쉬운 환경을 제공한다. 목재가 물속에서 생산하는 식물 플랑크톤은 물고기들이 매우 좋아하는 먹이이므로 하천에서는 1차 생산이 일어나며, 그 생산이 활발해지면 다양한생물종이 하천에 출현하므로 ‘생물다양성’을 실현할 수 있는 계기가 된다.
최근 도시공간에서 하천은 지표면의 불투수층화, 오폐수를 관을 통해 하수처리장으로 직접 유송하므로 유량의 감소 등으로 비온 후 수일동안 만물이 흐르고 평소는 물이 흐르지 않는 건천(乾川)으로 변하고 있다. 또 농업용 하천의 경우에도 관정으로 퍼 올리는 지하수의 과다 수량으로 점차 건천화가 진행되고 있다. 이로 인해 하천 수서생태계의 종이 절멸하거나 매우 단순화되고 있음을 우려하지 않을 수 없다. 이에 대한 근본적인 대책은 될 수 없지만, 하천 구조물의 재료나 형태 등이 건천으로 변해도 당분간 생물체가 살아갈 수 있는 대피공간을 필요로 하고 있다. 대도시 주변의 하천은 건천(乾川)이 많고, 일년에 물이 흐르는 날이 절반도 되지 않는 곳이 많다. 이러한때 청계천복원은 우리나라 하천의 이미지를 일신하는 계기가 되었다. 맑은 물이 흐르고, 물고기가 살고, 새들이 찾아오는 하천생태계가 복원됐기 때문이다. 또 서울의 중랑천, 양재천, 안양천 등의 한강지류가 하천생태공원으로 이용되고 있으며, 대도시 주변의 하천개발이 생태공원으로 변모하고 있다. 지자체들은 콘크리트 호안을 자연석과 식생블록을 이용한 친환경 호안으로 교체하고, 갈대·갯버들·달뿌리풀과 억새 등의 수변식물을 심고 있다.
일본의 경우는 오래전부터 하천생태계 복원을 위해 많은 노력을 했다. 도심에 맑고 깨끗한 물이 흐르고 우거진 수초 사이로 물고기가 떼를 지어 다니는 것이 일본을 여행하면서 누구나 부럽게 생각한 부분의 하나일 것이다. 현재 하천에서 필요로 하는 것은 다양한 생물체가 살아갈 수 있는 ‘생물 다양성’이 풍부한 공간으로 식물 플랑크톤을 증식시키는 것이 매우 중요하다. 천연소재인 화강암이나 목재는 식물플랑크톤의 증식을 도와주는 조건을 갖추고 있다. 천연소재는 인공소재보다 부착 생물막이 많으며, 식물플랑크톤의 증식이 쉬운 환경을 제공한다. 목재가 물속에서 생산하는 식물 플랑크톤은 물고기들이 매우 좋아하는 먹이이므로 하천에서는 1차 생산이 일어나며, 그 생산이 활발해지면 다양한생물종이 하천에 출현하므로 ‘생물다양성’을 실현할 수 있는 계기가 된다.
▶ 어소(魚巢) 블록
어류의 생식환경을 고려해 수생동물이 살아가는 집을 만들 목적으로 목재나 돌과 같은 자연소재를 이용해 조성하는 호안공사를 말한다. 어소 블록은 물이 들어오기도 하고 빠지기도 하는 투수성 구조물이기 때문에 수서 생물의 생식 및 생육환경에 적당하다. 또 내부의 공간이 크고 넓으므로 토사 유입이 비교적 용이하며, 어소로서 안성맞춤이다. 블록 내에는 물빠짐이나 태양광선이 들어오므로 수초, 조류 및 플랑크톤도 잘 자란다. 블록내부로 자연환경과 조화를 이루면서 다환경적인 자연환경에 근접한 어패류의 어소가 형성되므로 생물의 활동이나 산란 등에 적당한 환경이 된다. 또 블록 하부의 공간은 하천이 건천으로 변한 후 당분간 어패류의 대피장소가 될 수 있다. 한편 블록을 구성하는 목재의 내구성에 대해 염려를 하지 않을 수 없으나, 물속에 잠기는 부분에 대해서는 산소의 부족으로 목재가 잘 썩지 않는다. 그러므로 내구성 감소를 크게 걱정하지 않아도 된다. 어소블록은 조립식으로 만들어진 틀재 블록이고, 내부에는 자연석으로 채우고 하부로 자연석이 빠져나가지 못하게 만든 중력구조체의 토목구조물이다. 또 목재로 만든 구조물과 구조물은 서로 물린 상태에서 연결돼 있으므로 전체가 하나로 구성된 어패류의 보금자리가 된다. 하부에 방틀과 연결이 쉽고, 일체화되므로 하안의 세굴을 방지할 수 있다.
어류의 생식환경을 고려해 수생동물이 살아가는 집을 만들 목적으로 목재나 돌과 같은 자연소재를 이용해 조성하는 호안공사를 말한다. 어소 블록은 물이 들어오기도 하고 빠지기도 하는 투수성 구조물이기 때문에 수서 생물의 생식 및 생육환경에 적당하다. 또 내부의 공간이 크고 넓으므로 토사 유입이 비교적 용이하며, 어소로서 안성맞춤이다. 블록 내에는 물빠짐이나 태양광선이 들어오므로 수초, 조류 및 플랑크톤도 잘 자란다. 블록내부로 자연환경과 조화를 이루면서 다환경적인 자연환경에 근접한 어패류의 어소가 형성되므로 생물의 활동이나 산란 등에 적당한 환경이 된다. 또 블록 하부의 공간은 하천이 건천으로 변한 후 당분간 어패류의 대피장소가 될 수 있다. 한편 블록을 구성하는 목재의 내구성에 대해 염려를 하지 않을 수 없으나, 물속에 잠기는 부분에 대해서는 산소의 부족으로 목재가 잘 썩지 않는다. 그러므로 내구성 감소를 크게 걱정하지 않아도 된다. 어소블록은 조립식으로 만들어진 틀재 블록이고, 내부에는 자연석으로 채우고 하부로 자연석이 빠져나가지 못하게 만든 중력구조체의 토목구조물이다. 또 목재로 만든 구조물과 구조물은 서로 물린 상태에서 연결돼 있으므로 전체가 하나로 구성된 어패류의 보금자리가 된다. 하부에 방틀과 연결이 쉽고, 일체화되므로 하안의 세굴을 방지할 수 있다.
▶ 하상방틀
하상방틀은 간벌재를 대량으로 이용하면서도 하천의 건강성을 회복할 수 있고 장기간 탄조저장을 할 수 있는 유일한 환경제품이다. 별다른 목재가공과 방부처리가 필요 없고, 다시 물속에서 사용하기 때문에 목재를 건조시킬 필요가 없다. 그러므로 간벌 현장에서 얻은 박피한 생원목을 사용하거나 그대로 이용할 수 있으므로 경제적이다. 또 콘크리트를 전혀 사용하지 않고 채움 돌을 주변에서 얻을 수 있으므로 공사로 인한 환경변화를 최소한으로 줄일 수 있다.
방틀의 구조는 매우 간단하다. 숙련된 목공 기술자를 요하지도 않으며 간단한 설명만으로도 현장에서 손쉽게 조립할 수 있으므로 시공에 저비용의 인건비로 설치 할 수 있다. 최근 이동식제재기가 산지에서 운용되고 있다. 이동식 제재기를 이용해 야적된 간벌재를 하상방틀의 벽체재높이 12cm가 되도록 2면 제재하고, 제재단면의 양단에 안쪽 10cm 및 20cm부위에 전산볼트 구멍을 천공해 적재한다. 또 바닥재의 높이 9cm로 2면 제재를 하고 적재한다.
하상방틀의 조립은 목재하상방틀이 위치 할 장소의 바닥을 편평하게 고른 후, 벽체 2면 제재를 둥근면이 바닥을 보도록 설치할 바닥 면에 종방향으로 깔고, 바닥으로 전산볼트가 빠지지 않도록 단으로부터 10cm 및 20cm 안쪽구멍에 각각 관통시켜서 2면 제재한 평활한 면이 바닥을 향하도록 바로 세운다. 횡방향의 2면 제재를 양단의 10cm 및 20cm 부위의 각 구멍에 전산볼트를 관통시키면서 미리 종방향의 2면 제재에 꽂아 둔 전산볼트에 끼워서 ‘口’자형이 되도록 하고, 口자형 블록 2개를 기준으로 대각선상의 길이가 일정하도록 간격을 조정한다. 그 위에 바닥재를 2면 제재의 높이 간격으로 가지런히 횡방향으로 깔고, 이어지는 블록 위에 올 바닥재가 그 틈 사이에 끼이도록 횡방향으로 전 바닥 면에 깔며, 두 걸침 바닥재가 바닥 면의 종방향재와 결합되도록 철선 또는 직결 나사못으로 고정한다. 이어서 종방향의 2면 제재를 전산볼트에 끼우고, 그 위에 다시 횡방향의 2면 제재를 꽂으면서 하상방틀의 설계에서 요구하는 높이까지 반복해서 쌓아 올린다. 목표로 하는 높이까지 2면 제재 쌓기가 끝나면 위로 올라온 여분의 전산볼트를 굽혀서 결체를 완결한다. 자연석 채움은 설치 완료 후 자연석이 빠져 나오지 않는 범위에서 공극을 감안해 자연석 또는 쇄석을 채운다. 내부 채움 자연석은 ø150~200㎜ 정도의 것을 사용하며, 상부의 누름 자연석은 ø400㎜ 정도의 것을 사용한다. 자연석 포설 후 하상방틀의 목재사이로 사석의 이탈 여부를 검사해야 한다.
하상방틀은 간벌재를 대량으로 이용하면서도 하천의 건강성을 회복할 수 있고 장기간 탄조저장을 할 수 있는 유일한 환경제품이다. 별다른 목재가공과 방부처리가 필요 없고, 다시 물속에서 사용하기 때문에 목재를 건조시킬 필요가 없다. 그러므로 간벌 현장에서 얻은 박피한 생원목을 사용하거나 그대로 이용할 수 있으므로 경제적이다. 또 콘크리트를 전혀 사용하지 않고 채움 돌을 주변에서 얻을 수 있으므로 공사로 인한 환경변화를 최소한으로 줄일 수 있다.
방틀의 구조는 매우 간단하다. 숙련된 목공 기술자를 요하지도 않으며 간단한 설명만으로도 현장에서 손쉽게 조립할 수 있으므로 시공에 저비용의 인건비로 설치 할 수 있다. 최근 이동식제재기가 산지에서 운용되고 있다. 이동식 제재기를 이용해 야적된 간벌재를 하상방틀의 벽체재높이 12cm가 되도록 2면 제재하고, 제재단면의 양단에 안쪽 10cm 및 20cm부위에 전산볼트 구멍을 천공해 적재한다. 또 바닥재의 높이 9cm로 2면 제재를 하고 적재한다.
하상방틀의 조립은 목재하상방틀이 위치 할 장소의 바닥을 편평하게 고른 후, 벽체 2면 제재를 둥근면이 바닥을 보도록 설치할 바닥 면에 종방향으로 깔고, 바닥으로 전산볼트가 빠지지 않도록 단으로부터 10cm 및 20cm 안쪽구멍에 각각 관통시켜서 2면 제재한 평활한 면이 바닥을 향하도록 바로 세운다. 횡방향의 2면 제재를 양단의 10cm 및 20cm 부위의 각 구멍에 전산볼트를 관통시키면서 미리 종방향의 2면 제재에 꽂아 둔 전산볼트에 끼워서 ‘口’자형이 되도록 하고, 口자형 블록 2개를 기준으로 대각선상의 길이가 일정하도록 간격을 조정한다. 그 위에 바닥재를 2면 제재의 높이 간격으로 가지런히 횡방향으로 깔고, 이어지는 블록 위에 올 바닥재가 그 틈 사이에 끼이도록 횡방향으로 전 바닥 면에 깔며, 두 걸침 바닥재가 바닥 면의 종방향재와 결합되도록 철선 또는 직결 나사못으로 고정한다. 이어서 종방향의 2면 제재를 전산볼트에 끼우고, 그 위에 다시 횡방향의 2면 제재를 꽂으면서 하상방틀의 설계에서 요구하는 높이까지 반복해서 쌓아 올린다. 목표로 하는 높이까지 2면 제재 쌓기가 끝나면 위로 올라온 여분의 전산볼트를 굽혀서 결체를 완결한다. 자연석 채움은 설치 완료 후 자연석이 빠져 나오지 않는 범위에서 공극을 감안해 자연석 또는 쇄석을 채운다. 내부 채움 자연석은 ø150~200㎜ 정도의 것을 사용하며, 상부의 누름 자연석은 ø400㎜ 정도의 것을 사용한다. 자연석 포설 후 하상방틀의 목재사이로 사석의 이탈 여부를 검사해야 한다.
설치 시 하상이 고르지 못하므로 블록의 상부를 하천의 저수위이하가 되도록 하는 것에 유념해야 한다. 또 바닥을 가능하면 고르게 해줘야 유속에 대한 저항을 줄일 수 있다. 하상방틀의 높이는 수심에 따라서 2층에서부터 6층정도로 다양하게 설치 할 수 있으며, 수세가 급한 곳에서는 채움 자갈이 탈출해 유실되는 경우가 있으므로 이러한 경우는 상부를 목재로 막아 주거나 표면에 누름돌을 올릴 필요가 있다. 최상단의 원목걸침 방향이 물 흐름 방향에 수직이 되도록 설치하는 것도 내부채움자갈의 유실을 방지하는 방법이 될 수 있다.
하상방틀의 구조적인 보완과 가공의 용이성을 위해 사용하는 간벌재는 전면과 후면의 높낮이를 일정하게 2면 제재를 해줄 필요가 있다. 부재와 부재간의 체결은 직결 나사못을 이용해 결체하거나 전산볼트 등을 이용해 한번에 적층할 수도 있다. 방틀의 블록과 블록 간의 연결은 횡부재가 교호로 겹치도록 해 상호보완적으로 구조강도를 높여주는 것이 좋다. 횡부재에 수직하는 바닥의 깔림 부재도 인근하는 블록과 교호로 결체해 결합력을 높여주고, 틈새로 채움 자갈이 빠지지 않을 정도로 간격을 조정해야한다.
하상방틀의 구조적인 보완과 가공의 용이성을 위해 사용하는 간벌재는 전면과 후면의 높낮이를 일정하게 2면 제재를 해줄 필요가 있다. 부재와 부재간의 체결은 직결 나사못을 이용해 결체하거나 전산볼트 등을 이용해 한번에 적층할 수도 있다. 방틀의 블록과 블록 간의 연결은 횡부재가 교호로 겹치도록 해 상호보완적으로 구조강도를 높여주는 것이 좋다. 횡부재에 수직하는 바닥의 깔림 부재도 인근하는 블록과 교호로 결체해 결합력을 높여주고, 틈새로 채움 자갈이 빠지지 않을 정도로 간격을 조정해야한다.
하상방틀은 물에 잠기게 설계돼 목재의 방부처리를 필요로 하지 않는다. 그러므로 대량으로 생산은 되지만 방부제의 주입이 어려워 목재옹벽이나 사방댐 자재로 기피했던 낙엽송 간벌재도 사용할 수 있다. 실제로 조선총독부 건물의 해체 당시 연약지반에 박았던 낙엽송 피어(기초말뚝)의 내구성을 저자의 연구실에서 조사한 바있으나, 약 100여 년이 경과 된 시점에서 천공 저항시험을 통한 목재의 강도 감소가 거의 없고 외관상 뚜렷한 부후의 흔적을 찾을 수 없었다.
▶ 1200년 전에도 실시된 공법
목재가 썩는데는 적당한 산소와 수분, 온도 및 영양분이 필요하다. 이중 하나라도 부족하면 목재는 잘 썩지 않는다. 물속에 잠기는 목재는 수분이 과도하게 많기 때문에 상대적으로 균이 이용할 산소가 부족하므로 썩을 수 없다. 그러므로 방부처리를 하지 않아도 오랫동안 사용할 수 있다. 실제로 통일신라 경덕왕 19년(서기 760년)에 만들어진 월정교의 국립경주문화재연구소에 의한 발굴조사에서 옛왕궁인 월성의 남단통로의 교대 및 교각하부구조에 석재와 더불어 사용한 하천바닥의 목재 방틀(하상방틀)이 발견됐다. 보고서에 의하면 “목재로 엎을 장과 받을장으로 격자로 틀을 짜고 그 사이에 크고 작은 냇돌 등을 채워서 상면을 대체로 바르게 맞췄다. 이는 하상세굴을 방지하기 위한 하상보호시설로 판단된다. 단면 250~350㎜ 정도 되는 각재를 사용해 짠 격자구간은 모두 24구간으로 구획했다. 1구간의 크기는 2.6m×2.7m 정도로 동서방향보다 남북방향이 조금 길다”고 기술돼 있다. 이 격자로 된 목재방틀은 무려 1200여 년이 지난 1987년 발굴 당시의 사진에서 그 흔적이 비교적 명확했으며 건전한 상태를 유지하고 있었다.
친환경 하천 만들기의 하상방틀은 주로 최근 일본에서 실시되고 있는 하천 살리기 토목공법이다. 그러나 이러한 공법은 상술과 같이 우리조상들이 과거 1200여 년 전에 사용했던 공법으로 전혀 새로운 것이 아니다. 다만 그동안 콘크리트 등에 밀려서 그 사용을 잊고 있었던 기술이라고 생각하고, 이제부터라도 조상들의 훌륭한 자연하천 만들기의 공법을 계승시킬 필요성이 있다고 생각한다.
목재가 썩는데는 적당한 산소와 수분, 온도 및 영양분이 필요하다. 이중 하나라도 부족하면 목재는 잘 썩지 않는다. 물속에 잠기는 목재는 수분이 과도하게 많기 때문에 상대적으로 균이 이용할 산소가 부족하므로 썩을 수 없다. 그러므로 방부처리를 하지 않아도 오랫동안 사용할 수 있다. 실제로 통일신라 경덕왕 19년(서기 760년)에 만들어진 월정교의 국립경주문화재연구소에 의한 발굴조사에서 옛왕궁인 월성의 남단통로의 교대 및 교각하부구조에 석재와 더불어 사용한 하천바닥의 목재 방틀(하상방틀)이 발견됐다. 보고서에 의하면 “목재로 엎을 장과 받을장으로 격자로 틀을 짜고 그 사이에 크고 작은 냇돌 등을 채워서 상면을 대체로 바르게 맞췄다. 이는 하상세굴을 방지하기 위한 하상보호시설로 판단된다. 단면 250~350㎜ 정도 되는 각재를 사용해 짠 격자구간은 모두 24구간으로 구획했다. 1구간의 크기는 2.6m×2.7m 정도로 동서방향보다 남북방향이 조금 길다”고 기술돼 있다. 이 격자로 된 목재방틀은 무려 1200여 년이 지난 1987년 발굴 당시의 사진에서 그 흔적이 비교적 명확했으며 건전한 상태를 유지하고 있었다.
친환경 하천 만들기의 하상방틀은 주로 최근 일본에서 실시되고 있는 하천 살리기 토목공법이다. 그러나 이러한 공법은 상술과 같이 우리조상들이 과거 1200여 년 전에 사용했던 공법으로 전혀 새로운 것이 아니다. 다만 그동안 콘크리트 등에 밀려서 그 사용을 잊고 있었던 기술이라고 생각하고, 이제부터라도 조상들의 훌륭한 자연하천 만들기의 공법을 계승시킬 필요성이 있다고 생각한다.
▶ 물에 잠긴 목재는 잘 썩지 않는다
물속이나 땅속에 묻힌 목재는 방부처리를 하지 않아도 썩지 않는다. 이를 지구 환경적 측면에서 생각하면 목재에 축적된 탄소의 저장기간을 오랫동안 연장해서 보존하는 것이 된다. 용도가 없어 산지에서 방치하고 있는 간벌재를 토목 건설공사에 적극적으로 사용하는 것은 탄소를 땅속에 장기간 고정하는 것이 된다. 이러한 효과는 온실가스 삭감에 공헌하므로 탄소저장 기술의 구체적인 실천 방법의 하나라고 생각한다. 목재의 토목용재 이용은 이산화탄소의 장기간 저장에 의한 온실효과가스의 삭감을 동시에 실현 할 수 있다. 지구온난화 방지대책의 하나로 목재를 지중에 매설하는 토목용재 이용을 제안한다. 이는 수목이 대기 중의 이산화탄소를 흡수 고정하는 것과 같이 목재를 지중에 매립함으로써 이산화탄소를 지중에 저장하고, 온실효과가스 삭감에 기여하기 때문이다.
최근 우리 주변의 하천은 콘크리트로 채워진 살풍경에서 자연석을 쌓는 호안으로 변모해가고 있다. 그러나 제방과 접하는 호안의 하상은 그대로 방치하고 있는 경우가 대부분이다. 토사의 퇴적으로 하상이 높아지면 준설을 해야 하고 이때 준설은 제방의 구조물을 침하 또는 붕괴 등의 문제점을 야기한다. 또 호안의 파도 등에 의해 구조물에 손상이 오는 경우도 있다. 이러한 토압 또는 파도 등에 의한 저항능력을 향상시키기 위해서는 하상방틀이 필요하다. 또 하상이 콘크리트로 된 보, 하구언의 경우에는 낙차지점 또는 콘크리트가 끝나는 지점은 유속에 의해 세굴이 예상되므로 이를 보호
하기 위한 하상방틀이 필요하다.
국내에서 가장 많은 자원이 축적된 낙엽송 간벌재를 별도의 특별한 가공공정을 거치지 않고도 대량으로 유효 이용 할 수 있는 하상방틀은 금후 기후변화대응의 탄소저장 실천수단이 될 수 있을 것으로 확신한다. 또한 이러한 일련의 과정은 산림의 순환이용에 순응하면서 친환경적으로 하천의 건강성을 회복하는 하천 생태계 복원의 핵심자원이 될 수 있다. 이러한 특성을 산림분야가 주도적으로 국토해양부 건설수자원정책분야 및 환경부 물환경 정책분야와 협력체계를 마련한다면 기후변화대응 탄소흡수원의 저장은 물론 수생태계 건강성 회복과 훼손 하천 복원을 기할 수 있고 산림자원 육성에도 크게 기여 할 수 있을 것을 것으로 전망한다.
물속이나 땅속에 묻힌 목재는 방부처리를 하지 않아도 썩지 않는다. 이를 지구 환경적 측면에서 생각하면 목재에 축적된 탄소의 저장기간을 오랫동안 연장해서 보존하는 것이 된다. 용도가 없어 산지에서 방치하고 있는 간벌재를 토목 건설공사에 적극적으로 사용하는 것은 탄소를 땅속에 장기간 고정하는 것이 된다. 이러한 효과는 온실가스 삭감에 공헌하므로 탄소저장 기술의 구체적인 실천 방법의 하나라고 생각한다. 목재의 토목용재 이용은 이산화탄소의 장기간 저장에 의한 온실효과가스의 삭감을 동시에 실현 할 수 있다. 지구온난화 방지대책의 하나로 목재를 지중에 매설하는 토목용재 이용을 제안한다. 이는 수목이 대기 중의 이산화탄소를 흡수 고정하는 것과 같이 목재를 지중에 매립함으로써 이산화탄소를 지중에 저장하고, 온실효과가스 삭감에 기여하기 때문이다.
최근 우리 주변의 하천은 콘크리트로 채워진 살풍경에서 자연석을 쌓는 호안으로 변모해가고 있다. 그러나 제방과 접하는 호안의 하상은 그대로 방치하고 있는 경우가 대부분이다. 토사의 퇴적으로 하상이 높아지면 준설을 해야 하고 이때 준설은 제방의 구조물을 침하 또는 붕괴 등의 문제점을 야기한다. 또 호안의 파도 등에 의해 구조물에 손상이 오는 경우도 있다. 이러한 토압 또는 파도 등에 의한 저항능력을 향상시키기 위해서는 하상방틀이 필요하다. 또 하상이 콘크리트로 된 보, 하구언의 경우에는 낙차지점 또는 콘크리트가 끝나는 지점은 유속에 의해 세굴이 예상되므로 이를 보호
하기 위한 하상방틀이 필요하다.국내에서 가장 많은 자원이 축적된 낙엽송 간벌재를 별도의 특별한 가공공정을 거치지 않고도 대량으로 유효 이용 할 수 있는 하상방틀은 금후 기후변화대응의 탄소저장 실천수단이 될 수 있을 것으로 확신한다. 또한 이러한 일련의 과정은 산림의 순환이용에 순응하면서 친환경적으로 하천의 건강성을 회복하는 하천 생태계 복원의 핵심자원이 될 수 있다. 이러한 특성을 산림분야가 주도적으로 국토해양부 건설수자원정책분야 및 환경부 물환경 정책분야와 협력체계를 마련한다면 기후변화대응 탄소흡수원의 저장은 물론 수생태계 건강성 회복과 훼손 하천 복원을 기할 수 있고 산림자원 육성에도 크게 기여 할 수 있을 것을 것으로 전망한다.
국립산림과학원 이동흡 연구관
[2009년 12월 16일 제 238호]