농지보전 설계

그림입니다. 원본 그림의 이름: 워터마크_국토부.jpg 원본 그림의 크기: 가로 787pixel, 세로 787pixel 사진 찍은 날짜: 2016년 08월 05일 오후 2:03

건설기준 코드 제・개정 연혁

∙ 이 기준은 KDS 67 70 20 : 2018 으로 2018년 04월에 제정하였다.

∙ 이 기준은 건설기준 코드체계 전환에 따라 기존 건설기준 간 중복 ․ 상충을 비교 검토하여 코드로 통합 정비하였다.

∙ 이 기준의 제･개정 연혁은 다음과 같다.

일반사항

목적

농지보전을 위한 올바른 토지작용은 농지보전을 위한 가장 기본적인 대책이며, 적절한 영농방안 및 공학적 대책들을 적용한 설계는 농지보전을 위한 기초가 된다.

적용 범위

내용 없음

참고 기준

농림수산부, 1975, 농지개량사업계획 설계기준 농지보전 편

용어의 정의

내용 없음

기호 정의

내용 없음

조사 및 계획

토양침식의 종류

여기서 취급하는 토양침식은 인위적 또는 강우, 바람등의 자연적 간섭에 의해서 토양의 정상적인 작형을 깨트리므로써 발생하는 토양의 이동 또는 비산을 가르킨다. 토양침식을 대별하면 그 발생원인에 따라 풍식과 수식으로 나눈다. 다시 수식은 다음 2가지로 볼수 있다.

(1) 강우에 의한 경우

(2) 동결 및 융해에 의한 경우

일반으로 수식은 침식상태에 따라서 면상침식(Sheet erosion)과 걸리침식(Gully Erosion)의 두 형태로 분류한다.

토양침식과 그 원인

수식을 지배하는 인자는 기상, 지형, 대대, 토성, 식생 및 인위적작용 등이다. 이들 중에서 직접침식에 가장 관계가 깊은 것을 기술하면 다음과 같다.

(1) 강우

(2) 경사

(3) 사면장

(4) 토질, 지질

(5) 지면피복도

토양침식량의 예측

년 평균유실토량을 구하는 실험식은 다음 식 (2.3-1)과 같다.

(2.3-1)

여기서, A : 예측되는 년 평균유실토량

R : 강우계수로 의 일년 간의 합계치이다.

K : 토양계수로

(2.3-2)

: 사면장계수로

(2.3-3)

L:사면장(m), S:()에 의해서 구한다.

C :작물계수로 다음 표에서 구한다.

P : 보전계수로 다음 표에서 구한다.

재료

내용 없음

설계

농지보전농법

윤작

올바른 토지작용은 농지보전을 위한 가장 기본적인 대책이며, 적절한 윤작은 농지보전을 위한 경작의 기초가 된다. 윤작이란 동일 경지에 서로 다른 작물을 연작하는 것을 가르킨다. 윤작에는 명백히 좋은 방법과 좋지 못한 방법이 있다. 그러므로 농지보전의 목적을 달성하고자 하면 반드시 목초류와 곡물류를 윤작재배해야 한다.

등고선경작

밀생한 식물을 경지면에 피복하여 토양보전의 효과를 얻는 것과 마찬가지로 경사면을 등고선상으로 경작하는 일은 경사도가 중위에서 고위로 방지하는 중요한 침식방지농법이다.

등고선이랑은 물을 저류하여 지중에 침투시키고 강우가 급속히 흐르는 것을 방지하여 물의 유출량과 토양유실을 감소할 뿐 아니라 보수력이 증가하여 작물의 생육을 도와서 수량이 증가하며 농사작업이 수평으로 이루어지기 때문에 노력이 종휴(상하 방향작물)나 사휴 보다 덜 드는 이점이 있으며 종휴는 횡휴에 비해서 유출수량이 약 10배, 토양침식량이 약 2.5배나 많았다. 그리고 완경사지는 사면의 길이가 짧으면 등고선이랑(횡휴)과 종휴 사이에 물과 토양의 유실량에 그다지 차가 없으나, 사면이 길어지면 양자 사이의 차가 점점 뚜렷하게 나타난다. 또한 완경사지는 등고선이 일 때 사면장의 장단이 침식에 그다지 영향을 미치지 않으나 종휴에서는 차가 심하다.

(1) 기준등고선

(1)

(1)

(1)

(1)

(1)

(2) 등고선경운의 한계

(1)

(1)

(3) 등고선경작과 테러스

(1)

(1)

(1)

대상재배

(1) 대상재배의 종류

(1)

(1)

(2) 등고선 대상재배계획설계

(1)

① 등고선 간격을 대상폭으로 결정하는 방법

② 기존등고선에 평행히 대상폭을 일정하게 고정하는 방법

③ 상기 두가지 방법을 응용하는 방법

(3) 대상폭의 결정

(1)

(4) 전지대상지, 방풍대상지 및 완충대상지의 설계

(1)

(1)

등고선대상재배

등고선에 따라서 작물대와 목생대를 서로 번갈아 바꾸어 대상으로 배열하여 재배하는 방법이다. 즉 토양보전효과가 초생대와 비교적 보전력이 적은 작물대를 번갈아 둠으로서 유실하는 물과 토양을 초생대에서 걸리게 하는 재배방식이다.

석회이용과 시비

습윤지대에서 대상재배의 효과는 목초지의 질에 따라 크게 좌우된다. 잘자란 다년생목초와 보과목초는 침식방지의 효과가 크며 또 토양을 개량하여 작물의 생산을 증가시킨다. 생산을 증가시키기 위하여 다년생목초류를 도입하는 윤작은 필요에 따라 석회나 비료를 시비하여야 한다. 그리고 대상재배를 하면 규칙적인 계획하에 각대에 대해서 비료 및 석회를 시비하므로 연중을 통해서 수입지출의 예정을 세우기 쉽다.

피복경작법

대상재배는 토지를 경운하여 그 위에 작물의 뿌리나 그루를 덮어서 토양침식을 억제하고 수분을 보전하는데 비해서 피복경작법은 휴한상태에 있는 토양의 수분을 보전하여 잡곡, 경조작물 등을 재배할 차기작물의 준비기간에 있는 토지를 보호하는 방법이다.

초생수로

대상재배조직의 일부분으로 경작구획 내에 설치하는 수로는 야초, 목초, 잔디 등 밀생하는 식물로 피복 보호되어야 한다. 따라서 전지에 대상재배를 실시할 경우 중요한 수로는 모두 파종하도록 계획하여야 한다. 대상재배를 시작하는 초기는 야초를 남겨둔다. 초생수로의 파종공이나 잔디공은 목초지나 경지의 종자파종과 동시에 실시하는 것이 가장 효과적이나 별도로 파종하여도 좋다. 수로가 심한 침식을 받았거나 붕괴되었으면 그것을 어느 정도 고른 다음 파종상을 만들어야 한다. 종자 파종 후 식생이 고르게 될 때까지 건초나 짚으로 덮어서 보호하고 파종한 종자나 심은 잔디가 유수로 유실된 부분은 보식할 것이다.

대상재배의 유지관리

대상재배를 면밀하게 계획하여 전지에 정확하게 실시하면 영구적으로 유지하기 쉽다. 일반적으로 경운작업 그 자체는 대상지에서나 보통 전지에서 별차가 없으나 대상지의 경우는 윤작의 유지, 경운과 식부등에 약간의 주의가 필요하다.

소류지(farm ponds)

팜폰드는 중요한 토양보전시설의 하나이다. 가축용수, 관개용수, 약제살포용수, 방화용수 및 걸리를 안정시키는데 쓰인다. 농장배면에 소유지를 설치하면 메마른 땅을 윤작초지로 이용할 수 있게 되어 생산지나 보전지로 전환할 수 있다. 그리고 소유지는 주변에 야생동물의 서식처를 제공한다. 후암 폰드의 설계는 토양, 강우, 유역상황, 물의 이동 등에 대한 지식과 기지 설치지점에서 이들 자료를 적용할 수 있는 기술과 경험이 필요하다.

소유지 설치에 필요한 사항들은 다음과 같다.

(1) 부지선정

(2) 위치선정

(3) 유역조사

(4) 여수토

(5) 파이프 수여토

(6) 부지정리

(7) 중심점토

(8) 축제

기타 자세한 내용은 KDS 67 10 20 (농업생산기반정비사업 계획설계기준 - 농업용댐 : 필댐편) “설계”에 준한다.

보전관개(conservation irrigation)

보전관개란 물이나 흙을 유실시키지 않고 영속적으로 높은 생산력을 지속할 수 있게 농우경관개 하는 것을 의미한다. 보전관개는 용수의 확보 침식의 억제 생산비의 인하 및 생산성의 지속을 약속하고 나아가서 산성토양의 중화, 저습지의 개선은 물론 조훌등 광범한 지역에서 볼 수 있는 경종상의 조건을 해결하는 최종의 수단이라 말할 수 있다.

보전관개에 에 필요한 사항들은 다음과 같다.

(1) 관개방법의 결정

(2) 각종 관개방법

(3) 보전관개의 준비

(4) 경작지의 관개조직

기타 자세한 내용은 KDS 67 40 10 논관개 설계기준, KDS 67 40 30 밭관개 설계기준에 준한다.

경사지 논의 보전

논의 보전에서 문제가 되는 것은 경사지에 조성한 계단논의 침식과 붕괴이다. 논은 밭과 달라서 한 단구가 수평으로 만들어져 주위가 휴반으로 둘러 쌓여 있으므로 호우 때 강우는 논 내부에 모인다. 그러므로 이것이 휴반을 넘쳐 흐르지 않으면 수식이나 붕괴를 일으킬 위험은 비교적 적다. 그러나 경사가 급하여 계단고가 2~3m나 되는 지대는 때로는 지하수면이 휴반의 비탈 끝에 나타나서 그 부분이 약하다.

객토공법

객토공사는 경지의 토성개량을 위하여 주로 경지 외부에서 흙을 반입하여 경토에 혼합(흙넣기)하는 작업으로 최근에는 건설기계의 급속한 발전에 따라 불도져, 굴삭기 등 건설용 기계를 이용하는 방식이 주를 이루며, 흙(객토)을 이수(니수)화하여 유송하는 이수객토공법도 있다.

기계객토(중기객토)

기계객토는 트럭, 불도져, 기관차, 삭도 혹은 콘베어 등의 기계로서 객토를 운반하는 모든 방법을 총칭하는 것이나 본 절에서는 트럭 및 불도져 등의 중기를 이용하는 중기객토법을 다루는 것으로 한다.

(1) 중기운반용량 및 경제거리

(1)

(2) 트럭계 운반중기

(1)

(3) 트랙터계 운반중기

(1)

유수객토

유수객토는 객토를 운반함에 있어 흙을 이수로 만들어 기존의 용수로를 유송로로 이용하여 객토하는 방식이다. 이 객토방법을 적용할 때에는 이수의 유송중에 토립자의 침전이 일어나지 않아야 하므로 수로의 기울기가 상당히 커야하는 조건이 따른다.

그러므로 용수로가 급경사를 이루고(1/200～1/300) 방사선상으로 분포되어 있는 경우의 유수객토는 규모의 대소와 운반거리의 원근에 불구하고 경제성이 높으며 대량의 흙을 운반하는 데는 다른 방법보다 능률이 높다.

유수객토는 취토→(미립화)→유송→흙넣기의 공정으로 이루어진다. 다만 각개 공정이 긴밀히 연관되어 있으므로 국부적인 차질이 있어도 전체 공정에 영향을 준다.

(1) 취토

➀ 사수법(사수법)

①

①

①

①

①

①

①

② 기계굴삭법

①

①

①

①

③ 세굴법

①

①

①

①

①

①

①

(2) 흙의 미립화

(2)

(2)

(2)

(2)

(2)

(2)

[그림 — 원문 이미지]

(2)

① 그림(a) : 사수취토의 경우의 미립화

가. 사수로 조성된 이수를 트론멜에 도입한다. (공정 A1)

나. 트론멜에서 선별된 3mm이하의 토립자를 직접 연결수로에 유송한다. (공정 A2)

다. 트론멜에서 잔류된 3mm이상의 토립자는 임펠라브레이커에 투입하여(공정 A3) 여기서 분쇄된 이수를 연결수로에 도수한다. (A2), 임펠라브레이커 중 흙탕이 기계에 부착되어 효율이 저하되는 것을 방지하기 위하여 세제용 물을 끊임없이 공급하여야 한다.

라. 3mm이하로 분쇄된 토립자를 더욱 미립화 필요가 있을 때는(연결수로가 역경사를 이루어 싸이폰등으로 유송하게 되는 경우) 임펠라브레이커에서 분쇄된 이수를 다시 볼밀에 유도하여 (A4) 미립화한 다음 연결수로로 유송한다. (A2)

② 그림(b) : 기계취토의 경우의 미립화

가. 불도져등의 기계로 굴삭한 때에는 흙을 직접 트론멜에 넣지 않고 임펠라브레이커에 넣어 건식분쇄한 후에 미립화 된 흙을 연결수로에 투입하여 이수화한다. 기타의 공정은 그림(a)의 경우와 동일하다.

(2)

(3) 유송

(2)

(2)

(2)

➀ 토사의 유송기구

①

①

①

①

여기서, : 수면에서의 깊이

: 수심

: 깊이 y에서의 농도

: 난류계수로서 0.2-0.3, 맑은 물은 0.3

: 수로 기울기

: 토립자 침강속도

①

①

①

①

② 유송수로의 관리

①

①

가. 토사퇴적에 대한 대책

가.

가.

가.

가.

나. 토사퇴적의 예방

나.

나.

다. 세굴대책

다.

(4) 흙넣기

(2)

➀ 이수를 수로에서 경지에 도수하는 방법

①

①

[그림 — 원문 이미지]

①

①

② 이수의 침전방법

①

①

[그림 — 원문 이미지]

③ 함토율의 현장측정

①

펌프객토

유수객토는 니수를 용수로(개수로)를 이용하여 유송하는데 비하여 펌프객토는 이수를 관로를 통해 압송한다.

펌프객토의 공정은 취토→조니→압송→흙넣기의 4 공정으로 요약할 수 있다. 송니용 펌프로는 왕복펌프(reciprocating or power pump)와 원심펌프(Centrifugal pump)의 2종이 있으며, 이들 펌프는 중량함토율 최고 35%까지 유송할 수 있어 펌프선에 비하면 약 3배의 고농도 수송도 가능한 것으로 알려져 있다. 펌프유송을 위한 유송관의 실용구경은 100㎜ 정도가 하한치이며 이보다 구경이 작으면 마찰저항이 커져 실용성이 없게 된다. 100㎜구경의 유송관의 수송토량은 20㎥/hr, 125㎜ 구경관은 약 40㎥/hr정도 이다.

(1) 취토

(1)

(1)

(2) 조니

(1)

① 기계적 방법에 의한 조니법

①

①

①

①

①

② 사수법

①

①

[그림 — 원문 이미지]

①

①

[그림 — 원문 이미지]

③ 침전지로 이수(니수)를 농축하는 방법

①

①

①

[그림 — 원문 이미지]

①

[그림 — 원문 이미지]

①

그러나 침전 농축법을 이용하는 데에는 여러 가지의 문제점이 있으며 이를 요약하면

가. 미립자를 함유하는 월류수를 재이용하는데 따른 노즐 분사구의 마모

나. 노즐 분사구의 마모에 따라 노즐 분사류의 유속 긴밀성이 줄어 원거리까지의 고압유지가 어려운 점

다. 침전지에서 뽑아낸 유송을 송니 펌프로 유송함에 있어 적당한 함토율로 조정하는 일이 까다로운 점 등

①

(3) 유송니(유송니)

① 유송관

①

가. 왕복펌프

가.

② 원심펌프

①

[그림 — 원문 이미지]

①

①

③ 유송관의 실용(관내)유속

①

①

①

④ 유송관내의 유동저항(압력강하)

①

가. 어떤 특정의 입경범위를 갖는 고체(입군)를 혼합하는 물의 흐름, 예컨대 유량입경 0.075mm이하의 입자군을 혼합하고 있는 균질혼합액의 흐름

나. 현실적인 펌프객토의 유송수와 같이 크고 작은 모래와 자갈을 함께 혼합하는 불균질 혼합액의 흐름

①

①

①

=+

①

여기서, = 압력손실()

= 관 길이(ft)

D= 관 안지름(inch)

V = 관내 평균유속(ft/sec)

= 동점성계수(c․p)

= 항복치(1/100ft2)

r = 혼합액 단위체중량(1b/100ft3)

f = 마찰계수로서 Re=에 의하여 Re를 계산하고 <그림 4.5-9>에서 의해 f를 구함(Re : 난류에 있어서의 Reynolds number)

[그림 — 원문 이미지]

①

①

Vc =

①

①

여기서, = 혼합액의 관내 압력손실(/in2)

= 물의 관내 압력손실(/in2)

= 체적함토율

= 실험에 의해서 정하는 계수로서 V/ 또는 V/의 함수로 표시함(G는 고체 토립단의 비중)

①

①

①

[그림 — 원문 이미지]

⑤ 곡선의 저항

①

(4) 흙넣기

(4)

(4)

(4)

(4)

[그림 — 원문 이미지]

벤토나이트 객토

벤토나이트(bentonite)는 물을 흡수하여 팽윤하는 성질을 가지는 몬모리오나이트(montmorionite) 족의 특수 점토암이여서 벤트나이트객토는 벤트나이트의 팽윤성과 염기치환특성을 이용하여, 소량으로 객토목적을 달성하려는 것이다. 이 객토법에 의하면 토양의 여러 가지 이화학적 특성을 개량할 수 있을 뿐 아니라 경작토의 투수성이 현저하게 억제되며 이것이 벤트나이트객토의 특징이 되고 있다. 벤트나이트의 시용량은 객토 대상지의 토양의 형태에 따라 다르나 대체적인 표준은 7～10 ton/㏊이며 경작토의 투수성이 클 때에는 20ton/㏊, 투수성이 약한 때에는 4 ton/㏊의 시용량으로도 충분한 경우가 있다. 벤토나이트객토는 타 객토법에 비하여 시용량이 소량이고 재료도 시판되는 것이 있으므로 객토시행에 있어서도 대량의 흙을 운반하는 타 객토공사와 달라 운반수단이 큰 문제가 되는 것은 아니며 객토목적에 부합한 적정 시용량의 추정과 흙넣기 작업의 시공계획에 만전을 기하는 것이 중요한 과제로 된다.

(1) 벤토나이트객토의 실시방법

(4)

➀ 작토혼입법

①

② 층상법

①

(2) 벤토나이트객토의 적용 범위와 적정 시용량

(4)

➀ 작토의 투수계수를 기준으로 한 벤토나이트의 적용범위

①

② 작토의 세립토함량을 기준으로 한 벤토나이트객토의 적정 시용량

①

[그림 — 원문 이미지]

①

①

[그림 — 원문 이미지]

①

가. 작토를 입도분석하여 <그림 4.5-13>에서 Kk를 구한다.(점토 0.01㎜를 기준으로 함)

나. 목표로 하는 적정 삼투량의 값에 대한 투수계수를 k로 하여 Pk = 를 계산한 다음 <그림 4.5-13>에서 B의 값을 구한다.

다. <그림 4.5-13>의 B～Q 곡선에 의하여 Q를 구하면 단보당(10a)의 벤토나이트 시용량(㎏)을 얻을 수 있다.

①