1. 서 론
홍수소통을 원활히 하고 하천환경을 개선하기 위하여 하천의 본류를 과도하게 준설하면, 본류와 지류의 하상고가 급격하게 차이 나는 단차가 발생한다. 또한 기능을 상실한 보나 소규모 댐을 철거하면 댐 상류에 퇴적된 유사(sediment)에 의하여 종방향으로 급한 하상경사가 형성된다. 이와 같이 하상의 경사가 불연속적으로 급격하게 변하는 구간이 발생하면, 흐름은 상류(subcritical flow)에서 사류(supercritical flow)로 변하고, 급경사에서 완경사로 변하는 하류 구간에서는 도수가 발생한다(Jang, 2012). 완경사에서 급경사로 급격하게 변하는 천급점(kinckpoint) 상류(upstream) 구간에서 하상이 침식되고, 급경사에서 완경사로 변하는 하류(downstream) 구간에서는 상류에서 침식된 유사가 퇴적된다(Fig. 1)(Brush and Wolman, 1960; Jang, 2012). 이때 상류에서 침식이 계속되면서 천급점은 상류로 이동하고, 국부적으로 하상이 저하되어 수리구조물의 안전에 악영향을 주거나, 하안이 침식되어 치수적으로 문제를 일으키므로, 이를 정확하게 예측하는 것은 하천을 관리하거나 계획하는데 매우 중요하다. 또한 기능을 상실한 보나 댐을 철거할 때, 보 상류에서 유사가 퇴적되어 형성된 삼각주(delta)는 흐름의 전면부에 급경사가 형성되고, 흐름에 침식되면서 하류로 급격하게 유사가 이송되어 여러 가지 문제가 발생하기 때문에, 이를 공학적으로 평가해야 한다(Cantelli et al., 2004; Cui et al., 2006a). KICT (2008)는 국내에 기능을 상실한 곡릉2보와 고탄보를 철거하여 물리적으로 하천의 연속성을 회복하고, 수질과 생태환경적으로 개선 효과를 정량적으로 모니터링하여 평가하였으며, 보의 철거 혹은 개선을 통해 하천환경복원 방안을 제시하였다. 댐이나 보의 철거로 하천의 종방향 연속성을 회복하기 위한 복원 사업을 수행할 때, 하천의 지형 변화로 발생하는 일시적인 교란은 하천의 유지·관리에 중요하므로, 이에 대한 연구가 필요하다(KICT, 2008). 더욱이, 하도의 단면적 변화뿐만 아니라, 하상 세굴위치, 세굴심의 변화, 사주의 이동과 변화 등은 하천의 지형변화를 파악하는 중요한 자료이므로, 이에 대한 연구도 필요하다.
Fig. 1
Sketch of a knickpoint and transient flow in the oversteepened reach (Cui and Wilcox, 2008; Jang, 2012)
이러한 중요성 때문에 국외에서는 이와 관련된 연구가 진행되어 왔다. 특히, Brush and Wolman (1960)은 이 분야에서 선구적으로 연구를 수행하였으며, 비점착성 하상토로 구성된 하도에서 두부침식에 의한 천급점의 거동 특성을 실내실험을 통하여 정량적으로 파악하였다. 수치해석 기법이 발달하면서 Bhallamudi and Chaudhry (1991)는 1차원 하상변동 예측 모형을 개발하여 Brush and Wolman (1960)의 실험결과를 재현하고, 천급점의 이동과정을 모의하였다. Vasquez et al. (2006)은 River2D 모형을 수정하여, 두부침식에 의한 천급점의 이동 특성을 모의하였으며, Brush and Wolman (1960)의 실험결과와 비교하였다.
그러나 본 연구에서는 상류와 사류가 혼재한 흐름에서 하상고의 급격한 변화 과정을 정교하게 모의하는 것은 한계가 있다. Jang (2012)은 상류와 사류가 혼재한 흐름과 하상고의 급격한 변화를 안정적으로 해석할 수 있는 고정도 수치해석 기법인 CIP 기법을 적용한 2차원 하상변동 수치모형을 적용하여, 두부침식에 의한 천급점의 거동 특성, 하천의 종방향 및 평면변화 과정을 정량적으로 분석하였다. 그러나 본 연구는 단차가 형성된 구간에서 사주의 거동을 고려한 하도의 적응과정을 파악하는데 한계가 있다.
Cantelli et al. (2004)은 댐의 철거에 의하여 급격한 침식과 퇴적에 의하여 지형이 변화되어 가는 과정을 실내실험을 통하여 파악하였다. 댐 철거 초기에 단차가 형성된 삼각주의 상류에서 급격한 두부침식이 발생하며 천급점이 상류로 빠르게 이동하고, 하폭은 좁아지는 특성을 보이며, 짧은 시간에 많은 양의 유사가 상류에서 하류로 유입되어 하상경사가 완만해 졌다. Cui et al. (2006a, 2006b)와 Cui and Wilcox (2008)은 1차원 하상변동 모형(DREAM-1과 DREAM-2)을 개발하여, 댐의 철거 후에 댐 상류에 형성된 삼각주의 발달과정, 즉 두부침식에 의해 천급점이 상류로 이동하고 하류는 하상고가 상승하여 평형한 상태를 이르는 과정을 잘 모의 하였다. 그러나 이들 모형은 1차원 모형이므로 짧은 구간에서 불연속적으로 발생한 급격한 흐름의 변화와 하도의 평면적 변화 과정을 정량적으로 모의하는데 한계가 있다.
Lee et al. (2019)은 보 상류에서 유사가 퇴적되는 과정과 보 하류에서 발생하는 지형변화를 정량적으로 분석하고, 보 상류에서 발달한 교호사주의 영향이 보 하류에 미치는 영향을 실내실험을 수행하여 규명하였다. 보 상류와 하류에서 사주의 이동속도, 사주의 파고, 사주의 파장 등의 특성을 분석하고, 사주의 파고가 클수록 하류에서 미치는 영향이 큰 것을 파악하였다.
이와 같이, 기존 연구는 수리구조물 철거로 인한 흐름특성 분석과 상류 천급점의 거동 등 종방향 하상고의 변화에 대한 연구가 주로 수행되어 왔으나, 보 철거 후에 하도의 적응과정에서 사주가 하천의 평면변화에 어떻게 영향을 미치는 지를 정량적으로 분석한 연구가 없는 실정이다. 이러한 하천의 평면변화는 치수적 안정성뿐만 아니라, 서식처 형성 등 하천환경에 중요한 영향을 주기 때문에, 본 연구에서는 실내실험을 통하여 기능을 상실한 보 철거로 인하여, 급경사가 형성된 짧은 구간에서 천급점 변화와 교호사주의 거동을 고려한 하도의 적응과정을 정량적으로 분석하였다.
2. 실험조건 및 방법
보 철거에 의한 하류 하천의 적응과정 분석을 위하여, 길이 10 m, 폭 0.6 m, 높이 0.5 m인 가변형 경사수로를 이용하였다(Fig. 2). 수로 유입구에서 국부세굴이 발생하지 않도록 길이 0.4 m의 고정상 하상을 설치하였다. 하상토는 중앙입경 1.5 mm의 균일사를 사용하였다. 수로의 유입구에 흐름을 교란시켜서 교호사주(alternate bars)가 발달하도록 흐름의 횡방향으로 판(transverse plate)을 설치하였다(Crosato et al., 2011)(Fig. 2). 설치되는 판의 길이에 따라 교호사주의 파장과 파고에 영향을 주며, 이는 하류의 지형변화에 영향을 준다(Lee et al., 2019). 실험조건은 수로의 유입구에서 돌출부의 길이 변화에 따른 교란정도에 따라 교호사주의 발달이 없을 조건(Run-1), 교호사주의 파고가 작은 조건(Run-2)과 교호사주의 파고가 상대적으로 큰 조건(Run-3)에 대하여 실험을 하였다(Table 1). 교호사주는 하류로 이동하여 수로 중간에 설치한 보까지 도달하고, 유사가 퇴적되었으며, 이러한 과정은 Lee et al. (2019)의 논문에 잘 설명되었다. 보 상류에 유사가 퇴적된 후, 보를 철거하였으며, 이때, 상류와 하류의 하상고가 크게 차이가 나는 단차가 형성된다. 이때부터, 본 연구의 목적인 보 철거 후, 하도의 적응과정을 파악하기 위한 실험을 하였다. 실험이 진행되는 동안에 수로 유입구에서 국부적인 세굴이 발생하지 않도록 유사를 공급하였다. 사주는 하천의 규모에 비해 크고, 하천의 지형변화에 영향을 준다. 사주는 교호사주와 복렬사주로 구분되며, 그 형태는 하폭 대 수심의 비로 결정된다. 교호사주는 Kuroki and Kishi (1984)가 제안한 영역구분의 기준에 따라 하상경사를 고려한 하폭 대 수심의 비가 4 ~ 30 범위에서 교호사주가 발생하며(Jang and Shimizu, 2010), 이 조건을 충족시키기 위하여 유량(Q)은 0.0045 m3/s로 결정 하였다. 수로경사(i)는 주어진 유량 조건에 대하여 소류사는 발생하지만, 부유사는 발생하지 않은 조건이 되도록 예비실험을 통해 1/100으로 결정 하였다. 유사의 이동을 결정하기 위한 매개변수는 무차원 소류력(dimensionless tractive force)이며 다음과 같다.
여기서, 는 하상의 전단응력이며, d는 하상토의 입경, 와 는 유사와 물의 밀도이다. s는 유사의 수중 비중(1.65)이고, h는 수심이며, i는 수면경사이다. 그리고 g는 중력가속도이다.
일반적으로 유사의 이동이 시작되는 무차원한계소류력은 0.04 ~ 0.06이상이며, 본 연구에서 무차원소류력은 0.072이다. 조도계수 n은 사주의 영향을 고려한 Strickler 공식()을 적용하여 추정하였으며, 0.018이었다. 보 상류에서 프루드 수(Fr)는 0.87이며, 흐름의 영역은 상류(subcritical flow)이다(Table 1). 하상고는 실험초기에 통수 2 ~ 3 min 간격으로 측정하고, 10 min 후부터 하상고는 5 min 간격으로 측정하였다. 이 때 상류에서 유입되는 흐름을 중단시키고 흐름이 없는 상태에서 레이저 프로파일러를 이용하여 하상 단면을 측정하였다. 측정범위는 흐름 및 하상의 교란이 발생할 수 있는 수로의 입구부분과 출구부분 각 1 m씩을 제외하고, 1 m지점부터 9 m지점까지 8 m를 측정하였다. 측정간격은 실험수로 종방향으로 0.2 m이며, 횡방향으로 0.02 m였다. 30 min 후, 하상고의 단차가 없고, 수면과 평형을 이루는 상태가 되었다.
Table 1.
Hydraulic conditions for laboratory experiments
3. 실험결과 및 분석
Fig. 3은 Run-1에서 보 철거 후, 시간의 변화에 따른 하도의 적용과정을 보여주는 실험결과이며, Fig. 4는 각 실험조건에 대하여 시간에 따른 하도의 종단변화를 보여주고 있다. 실험 초기에 가장 높은 하상고는 순간적으로 하류로 침식되어 내려가고, 두부침식(headcut)이 발생한다. 이때 하류에서는 상류에서 급격하게 유입되는 유사량에 의하여 하상고는 상승한다(Fig. 4(a)). 시간이 증가할수록, 상류에서 하상고는 저하되며, 경사가 급격하게 변하는 천급점은 상류로 이동한다(Fig. 4(a)의 ①). 시간이 지난 후, 천급점은 상류의 이동이 멈추고, 전체적으로 하상이 저하되었다(Fig. 4(a)의 ②). 보 하류에서 하상고는 상류에서 유입되는 유사에 의하여 하상고가 상승하며, 하상고는 완만해 진다. 두부침식은 상류로 전파되고, 하상고는 상대적으로 완만하게 적응해 갔다. 두부침식이 발생하여 하류로 적응해 가는 과정은 짧은 시간에 발생하였다. 이러한 현상은 단차가 형성된 구간에서 유수력과 무차원소류력이 증가하여 발생한 것이다(Jang, 2012).
Fig. 5는 각 실험조건에 대하여 시간에 따른 하도의 평면변화를 보여주고 있다. 실험 초기에는 하상이 지속적으로 침식되며 상류로 그 영향이 전파되었다. 사주의 발생이 없는 Run-1에서, 하상고는 지속적으로 저하되고 천급점은 상류로 이동하였다(Fig. 5(a)). 그러나 교호사주가 발생하는 Runs-2와 3은 15 min까지 하상은 저하되었으나, 그 이후에는 상류에서 유입되는 유사에 의하여 하상은 저하되지 않고 일정하게 유지되었다(Figs. 5(b) and 5(c)).
실험초기에 보 직하류에서 세굴된 웅덩이는 순간적으로 되메우기가 진행되었다. 교호사주가 발생하지 않을 조건인 Run-1에서 시간이 증가하면서 하류에서 형성된 교호사주는 하류로 이동하였다(Fig. 5(a)). 교호사주가 발생할 조건은 Run-2에서, 실험 시작 후 3 min까지 사주는 하류로 빠르게 이동하지만, 7 min 후에 그 이동이 멈추었다. 이 때 교호사주의 크기는 작고, 형상은 뚜렷하지 않았다. 15 min 후에는 상류에서 유입되는 유사와 교호사주의 이동에 의하여 하류에서 형성된 사주가 다시 하류로 이동하였다(Fig. 5(b)). Run-3에서 실험 초기에 사주의 거동은 Run-2와 같았다. 그러나 5 min 후부터 15 min 까지 교호사주는 하류로 크기와 형상을 유지하며 느리게 이동하였다. Run-2에서 보여준 과정과 마찬가지로, 15 min 후에 상류에서 유입되는 유사와 교호사주의 이동에 의하여 하류에서 형성된 사주는 다시 하류로 이동하였다(Fig. 5(c)). 하류에서 교호사주의 거동이 다른 것은 상류단에서 설치된 횡방향 판에 의해서 교란된 흐름과 사주의 특성에 의하여 영향을 받는 것으로 판단된다. 즉, 상류에서 유입되는 사주는 하류 하천이 새로운 환경에 적응하는데 영향을 주는 것으로 판단된다.
3.1 보 상류에서 침식과 하도변화
보 직상류에 퇴적된 삼각주는 보가 철거되면서, 흐름에 의하여 급격하게 하류로 유실되었다. 이때, 삼각주는 흐름의 전면부에서 급경사를 유지하면서 침식되었고, 시간이 증가하면서 경사는 완만해 졌다. 삼각주 정상부는 흐름의 방향으로 하상경사가 급격하게 변하는 불연속점이 형성되면서 천급점이 형성되었다. 천급점 직하류인 삼각주 전면부는 흐름의 방향으로 급경사를 이루었으며, 흐름에 의해 급격하게 침식되었다. 시간이 증가하면서 삼각주 전면부 경사는 완만해 졌으나, 동시에 두부침식이 발생하면서 천급점은 상류로 빠르게 이동하였다. 시간이 증가하면서 침식 속도는 감소하였다(Fig. 6). 두부침식에 의한 천급점의 이동속도는 실험초기인 3 min에 47.7 cm/min이었으며, 15 min에는 22.7 ~ 26.7 cm/mim로 점차 감소하였다(Fig. 7). 실험초기에 천급점의 이동속도는 각 실험조건 별로 큰 차이가 없었다. 그러나, Run-1은 실험 시작 후 30 min에 각각 천급점이 상류에 도달 한 후에 정지되었다. 상류에서 교호사주가 발생하는 Runs-2와 3은 천급점이 15 min 후에 상류에서 이동이 정지되었다. 따라서, 상류에서 교호사주가 발달한 조건에서 사주가 발생하지 않은 조건에서보다 천급점의 이동속도가 빠른 것을 알 수 있다(Fig. 7).
3.2 보 하류에서 하도변화 과정
보에 의해서 단차가 발생한 지점에서 하류로 하상고와 사주의 변화를 파악하여 하도의 적응과정을 분석하였다. 실험초기 하류에서 하상고의 변화 과정을 분석하기 위하여 교호사주에 의해 흐름이 집중되어 하상이 침식된 세굴심의 위치, 세굴심의 이동속도, 세굴깊이 등을 분석하였다. Figs. 8 and 9는 보 철거로 상하류의 급격한 단차가 형성된 지점의 하류에서 최대세굴심(maximum scour depth, Dmax)의 위치와 이동속도를 보여주고 있다. 여기서 최대세굴심은 보 철거 전에 실험수로 상류에서 교호사주가 형성되어 보 하류에 영향을 주어 발달한 것이며, 보 철거 후에서 사주의 변화과정을 파악하는 데 중요한 인자이다. 시간이 증가할수록 최대세굴심은 하류로 이동하였으며, 최대세굴심의 이동속도(celerity of maximum scour depth, CS)는 감소하였다.
Fig. 8은 시간의 변화에 따른 최대세굴심이 발생하는 위치를 보여주고 있다. Run-1에서 실험 시작 후 30 min에 최대세굴심은 8 m 지점에서 발생하였다. Run-2는 7.6 m지점에서 발생하였고, Run-3은 6.8 m지점에서 발생하였다. 최대세굴심이 5 m에서 6 m지점까지 이동하여 도달하는데 Runs-1과 2는 7 min 정도 소요되었으나, Run-3은 10 min 정도 소요되었다.
Fig. 9는 최대세굴심의 이동속도를 보여주고 있으며, 세굴심의 이동속도는 시간에 증감함에 따라 감소하였다. 상류에서 사주의 발생이 없는 Run-1에서 세굴심의 이동속도는 가장 빠르며, 상류에서 교호사주가 발생하는 Run-3에서 세굴심의 이동속도가 가장 느렸다. Run-1에서 이동속도는 12.7 ~ 33.3 cm/min이었다. 이동속도는 실험시작 후 7 min까지 급격하게 감소하였으나, 이동속도는 상대적으로 완만하게 감소하였다. 이러한 원인은 실험 초기에 상류에서 두부침식에 의하여 유입되는 유사가 하류에서 형성된 세굴심에 공급되고 되메우기가 진행되어, 세굴심은 빠르게 이동하지만, 상류에서 유사공급이 없을 때 세굴심은 느리게 하류로 이동하기 때문으로 판단된다. Run-2에서 세굴심의 이동속도는 10.8 ~ 33.3 cm/min이며, 실험시작 후 7 min까지 급격하게 감소하였으나, 그 후에 완만하게 감소하였다. Run-3에서는 8.7 ~ 26.7 cm/min이며, 실험 초기에 세굴심의 이동속도는 급격하게 감소하였으나, 15 min 후에 이동속도가 상대적으로 완만하게 감소하였다(Fig. 9).
Fig. 10은 시간의 변화에 따라 최대세굴심의 이동을 보여주고 있다. Run-1에서 실험 초기에 최대세굴심은 -4.6 cm 이었으나, 하류로 6 m까지 이동하였을 때 -0.2 cm로 급격하게 얕아졌다. 이러한 원인은 실험 초기에 상류에서 두부침식에 의하여 유입되는 유사가 하류에서 형성된 세굴심에 공급되어 되메우기가 진행되면서 하류로 이동하기 때문이다. 6 cm 이후로는 최대세굴심이 상대적으로 완만하게 상승하였다. Runs-2와 3에서도 비슷한 경향을 보여주고 있으나, Run-2는 6.8 m 지점에서 평형상태를 유지하고, Run-3은 6.2 m 지점에서 하상경사와 수면경사가 거의 평형상태를 유지하였다. 이러한 원인은 상류에서 발생한 사주가 영향을 주는 것으로, 사주의 파고가 클수록 새로운 평형상태에 빠르게 적응하는 것을 의미한다.
두부침식에 의하여 유입되는 유사에 의해 하류에서 하상이 되메워지는 과정을 분석하기 위하여 실험시작 전 최대세굴심이 발생하였던 4.2 m지점에서 하상고 변화, 되메우기 속도를 분석하였다. 또한 단차가 형성된 구간에 대한 하도의 적응과정을 의미하는 무차원 최대세굴심(), 무차원 되메우기 속도(), 무차원 최대세굴심 이동속도()를 분석하였다. 무차원 변수들은 다음과 같이 정의된다.
여기서, y는 단차가 형성된 급경사 구간의 상류수심이며, 는 하상토에 대한 한계마찰속도로써, Shield 곡선으로부터 구할 수 있다.
Fig. 11은 실험시작 전 최심세굴심이 발생하였던 4.2 m지점에서의 하상고(D4.2m)의 변화를 보여주고 있다. 이곳에서 실험 초기에 모든 실험조건에서 하상고는 급격하게 상승하였다. 그러나 Run-1에서 최대세굴심은 20 min이 지나서야 일정하게 유지되었으며, Runs-2와 3에서 최대세굴심은 5 min 후 거의 일정하게 유지되며 하상고와 수면이 거의 평행한 상태에 도달하였다. Run-1에서 실험초기에 하상고가 -4.53 m이었으나, 30 min이 지난 후, -0.39 m까지 상승하였다. Run-2는 실험초기에 하상고가 -2.76 m이었으나 3 min 후 0.05 m까지 상승하였으며, 5 min 후 부터 하상고는 0.3 ~ 0.4 m정도로 일정하게 유지되었다. Run-3은 실험초기에 하상고가 -2.46 m이었으나, 3 min 후 0.11 m까지 상승하였고, 7 min부터 0.4 ~ 0.8 m정도로 일정하게 유지되었다.
실험초기에 4.2 m지점에서 발생한 최대세굴심의 되메우기 속도(Cb, backfilling celerity of maximum scour hole)는 Run-1에서 0.14 ~ 1.30 cm/min로 가장 빨랐으며, Run-2에서 0.11 ~ 0.94 cm/min이고, Run-3에서 0.02 ~ 0.86 cm/min으로 되메우기 속도가 느린 것으로 나타났다(Fig. 12).
실험초기 5 min까지 최대세굴심의 이동속도(CS)가 가장 빠를 때, 4.2 m지점에서 되메우기 속도(Cb)도 빠른 것으로 나타났다. 하상에 되메우기가 끝난 후 5 min부터 최대세굴심의 이동속도는 급격하게 감소하지만, 4.2 m지점에서 하상의 되메우기 속도는 0.13 cm/min이하로 일정하게 유지되는 것으로 나타났다(Figs. 12 and 13).
Fig. 14는 무차원 최대세굴심의 이동속도()에 대한 무차원 최대세굴심()의 관계를 보여주고 있으며, 무차원 최대세굴심의 이동속도가 증가할수록 무차원 최대세굴심은 감소하였다. 이러한 현상은 상류에서 유입되는 유사가 하상이 깊게 세굴된 곳에서 포착되고, 되메우기가 진행되면서 세굴심 이동속도가 작아지기 때문이다(Jang and Jung, 2010).
Fig. 15는 무차원 되메우기 속도()에 대한 무차원 최대세굴심()의 관계를 보여주고 있다. 무차원 되메우기 속도가 증가할수록 무차원 최대세굴심()은 감소하였다. 이는 초기에 최대세굴심이 깊은 곳에서 되메우기가 빠르게 진행되며, 최대세굴심이 얕은 곳에서는 되메우기가 느리게 진행되는 것을 의미한다. 그러나 무차원 되메우기 속도가 5이하에서 무차원 최대세굴심이 급격하게 감소하지만, 그 이후부터 완만하게 감소하였다. 이것은 무차원 최대세굴심이 -70 보다 작은 곳에서 되메우기는 상대적으로 빠르게 진행되지만, 무차원 세굴심이 10에서 -70 인 구간에서 되메우기가 느리게 진행되기 때문이다. 이는 실험 초기에 보 상류에서 유입되는 유사가 보 하류에서 깊게 세굴된 곳에서 되메우기가 빠르게 진행되는 것을 의미한다.
4. 결 론
본 연구에서는 실내실험을 통하여 기능을 상실한 보 철거로 인하여, 급경사가 형성된 짧은 구간에서 두부침식과 천급점 변화, 그리고 교호사주의 거동을 고려한 하도의 적응과정을 정량적으로 분석하였으며, 그 결과는 다음과 같다.
1) 보 상류에서 발달한 삼각주는 보 철거 직 후 흐름에 의하여 급격하게 하류로 유실되고, 천급점은 상류로 전파되었다. 상류에서 교호사주가 발달한 조건에서 천급점의 이동속도는 사주가 발생하지 않은 조건에서보다 빨랐다. 또한 두부침식은 실험초기에 빠르게 발생하지만, 시간이 증가하면서 침식속도가 감소하였다. 보 상류에서 교호사주가 잘 발달할수록 보 하류에서 사주의 형상은 잘 유지되며, 이동하였다.
2) 보 철거 후에서 최대세굴심의 깊이는 시간이 증가할수록 감소하고, 최대세굴심의 이동속도도 감소하였다. 상류에서 사주의 발생이 없는 Run-1에서 세굴심의 이동속도는 가장 빠르며, 상류에서 교호사주가 크게 발생하는 Run-3에서 세굴심의 이동속도가 가장 느렸다. 이러한 원인은 실험 초기에 상류에서 두부침식에 의하여 유입되는 유사가 하류에서 형성된 세굴심에 공급되어 되메우기가 진행되어 세굴심이 하류로 빠르게 이동하기 때문이다.
3) 하류에서는 시간이 증가할수록 최대세굴심(Dmax)은 하류로 이동하며, 최대세굴심 깊이와 이동속도(CS)는 시간이 지날수록 감소하였다. 하상의 되메우기 속도(Cb)는 실험초기에 빠르게 진행되었지만, 하상의 되메우기가 끝난 후부터 급격하게 감소하지만, 시간이 증가하면서 0.13 cm/min로 일정하게 유지되었다.
4) 무차원 최대세굴심의 이동속도()가 증가할수록 무차원 최대세굴심()은 감소하였다. 이는 상류에서 유입되는 유사가 깊게 세굴된 곳에 포착되고 되메우기가 진행되면서 세굴심이 상대적으로 느리게 이동하기 때문이다.
5) 무차원 되메우기 속도()가 증가할수록 무차원 최대세굴심()은 감소하였다. 초기에 최대세굴심이 깊은 곳에서 되메우기가 빠르게 진행되며, 최대세굴심이 얕은 곳에서는 되메우기가 느리게 진행되었다. 특히, 무차원 되메우기 속도가 5이하에서는 무차원 최대세굴심이 급격하게 감소하며, 그 이후에서는 완만하게 감소하였다.
본 연구에서는 균일사로 이루어진 하상에 소류사 이송만을 고려하여 보 철거 후에 사주의 거동에 의한 하도의 적용과정을 파악 하였으며, 소류사가 지배적인 실제하천에서 하천의 지형변화를 고려한 적응과정을 파악하는 곳에 본 연구결과가 중요한 자료로 활용될 수 있을 것으로 판단된다. 그러나 본 연구를 수행함에 있어서 실제하천에 대한 보와 사주의 축척(scale), 그리고 정상류의 흐름조건은 실제하천의 상황과 차이가 있으며, 본 연구결과를 실무에 적용하는데 한계가 있다. 따라서, 향후에 이러한 실제하천의 현황, 수리학적 조건, 하상토의 혼합사 특성, 그리고 부유사의 이송확산 특성을 고려한 추가적인 연구가 수행되어야 할 것이다.
