1. 서 론
2. 국내외 비탈면 상태평가 기준 비교
2.1 국내외 비탈면 현장조사 및 평가 기준
2.2 비탈면 평가항목의 가중치 비교
3. 현장조사 데이터를 통한 상태평가 기준의 재검토 및 분석
3.1 연구지역의 비탈면 현장조사 데이터
3.2 비탈면 상태평가 기준 적용을 위한 전제조건
3.3 비탈면 DB 및 전제조건을 고려한 비탈면 상태평가절차
4. 깎기비탈면 상태평가 등급의 재분류 적합성 검토
5. 결 론
1. 서 론
이상기후의 영향과 도로 인프라 확장으로 비탈면은 더욱 증가하고 있기 때문에 종합적인 관리대책이 요구되고 있다. 비탈면은 크게 자연비탈면과 인공비탈면으로 구분하고, 인공비탈면은 조성목적에 따라 쌓기 또는 깎기 방식으로 형성되며, 노후화에 대비한 보수·보강이 요구된다. 국내에서는 구조물의 재해 및 재난을 예방하고자 「시설물의 안전 및 유지관리에 관한 특별법(시설물안전법)」을 통해 시설물을 제 1·2·3종으로 구분하여 안전점검 및 유지관리를 시행하도록 규정하고 있다. 특히 절토사면은 ‘연직 높이 30m 이상, 단일 수평연장 100m 이상’의 경우 제2종 시설물로 지정되며, 등급에 따라 일정 주기마다 안전점검 또는 정밀안전진단을 실시해야 한다. 일반적인 정기점검은 외관관찰을 중심으로 이루어지는 반면, 정밀점검은 면밀한 조사와 간단한 측정을 통해 상태평가와 안정성 평가로 등급을 결정한다. 상태평가는 전문가의 육안을 통해 손상상태를 평가하며, 사면 파괴요인 항목은 지질용 해머, 클리노컴파스, 거리측정기, 슈미트해머 등을 사용해 점검한다(Fig. 1). 최종적으로 평가 점수를 종합하여 결함지수 및 상태등급을 산정하고, 이에 따른 대처방안을 결정한다(Korea Authority of Land & Infrastructure Safety, 2024).
Fig. 1
Condition evaluation method of cut slope (Korea Authority of Land & Infrastructure Safety, 2024)
비탈면 평가 및 유지 관리하기 위해서는 사전에 붕괴요인을 규명할 필요가 있으며(Kwon et al., 2010), 객관적인 평가 기준과 방법론을 확립하는 것이 필요하다. 그러나 현행 기준에는 상대적 중요도를 나타내는 가중치의 설정 근거가 불명확하며, 일부 평가항목은 전문가의 주관적 판단에 의존하는 경향이 있어 신뢰성 확보가 필요한 실정이다(Byun et al., 2018; Seong & Byun, 2016; Song et al., 2012; Suk, 2015). 기존 평가 기준과 항목을 보완하기 위한 다수의 선행연구에서는 현장 데이터베이스를 활용하여 비탈면을 분류하고, 위험성을 예측하는 연구가 수행되고 있다(Nasir et al., 2016; Pantha et al., 2010; Lee et al., 2021; Zhou et al., 2003). 그 중 비탈면 평가단계에서 조사 우선순위를 결정하기 위해 비탈면 유형과 사면붕괴 사례를 기반으로 평가항목의 가중치를 비교하는 연구가 수행되었다(Shin & Lee, 2008). 특히 토사 및 혼합비탈면은 집중강우, 인장균열, 사면경사 등의 항목이 높은 가중치를 가지는 반면, 암반비탈면에서는 불연속면의 방향성, 충진물, 낙석가능암블록이 주요 평가항목으로 작용하는 것으로 나타났다. 이러한 결과는 비탈면 유형에 따라 주요 평가항목을 차별적으로 구별하여 적용해야 함을 강조한다. 이외에도 비탈면 위험평가 체계는 현장 데이터를 정규화하여 가중치와 중요도를 종합적으로 고려하는 연구가 수행되었다. Byun et al.(2018)은 계층분석기법(Analytic Hierarchy Process, AHP)과 통계적 기법인 엔트로피(Entropy) 방법을 혼합한 가중치 산정방법을 통해 일부 평가항목(인장균열, 보호 및 보강상태)이 기존 상태평가와 달리 하향 평가되는 경향을 확인하였다.
국내 비탈면은 관리 주체에 따라 고려하는 평가항목이 달라 통일성과 신뢰성 확보에 한계가 있는 것으로 보인다(Song et al., 2012; Kim et al., 2017; Cha, 2019). 이를 위해 Song et al.(2012)는 비탈면의 지질특성과 붕괴 관련 평가항목을 추가하여 평가방법의 신뢰성과 타당성을 개선하고자 하였다. 특히 육안조사만으로 객관적 평가가 어려운 항목이 존재하고, 인위요인과 손상 상태(지반변형, 구조물 변형 등)의 경우에는 점수산정 기준을 구체화할 필요성이 있다. 이는 현행의 비탈면 상태평가가 전문가의 정성적 판단에 상당 부분 의존하고 있음을 의미하며, 이에 따라 보다 객관적이고 신뢰성 있는 평가 체계가 필요하다.
따라서 본 연구에서는 국내외 비탈면 상태평가 방법의 문제점을 분석하고, 기존 상태평가를 재분류하여 보다 객관적이고 신뢰성 있는 평가절차를 제안하고자 한다. 비탈면을 평가하는 관리 주체마다 다양한 평가항목이 존재하기 때문에 이를 상위 개념으로 범주화한 가중치를 비교하여 주요 문제점을 도출하였다. 또한, 비탈면 상태평가 항목과 기준을 개선하기 위해 현장 비탈면 상태평가 결과를 다른 기관의 평가 기준과 비교하여 제안된 평가절차의 적합성을 검증하였다.
2. 국내외 비탈면 상태평가 기준 비교
2.1 국내외 비탈면 현장조사 및 평가 기준
비탈면 위험성은 지형 및 환경 조건에 기초하여 붕괴 발생 가능성을 평가한 결과로, 붕괴를 유발하거나 불안정을 초래하는 변수를 선정하고 종합하는 과정을 거쳐 결정된다. 이때 변수의 선정은 연구기관이나 연구자에 따라 수문학적, 지질학적, 형태학적, 토지 유형 등의 관점에서 잠재적 위험성을 중심으로 검토되며, 이를 바탕으로 개선대책을 수립한다.
국내에서 비탈면 상태를 평가하는 방법은 급경사지 재해위험도 평가기준(Ministry of the Interior and Safety, 2023)에 제시되어 있다. 행정안전부(MOIS)는 급경사지를 비탈면 유형에 따라 자연비탈면 또는 산지, 인공비탈면, 옹벽 및 축대로 구분한다. 재해위험도 평가는 붕괴 위험성(지형, 지반·지질, 시설, 강우)과 사회적 영향도(주요 보호대상시설, 급경사지와 인접 보호대상시설과의 거리), 그리고 보정점수의 합계를 기준으로 등급을 결정한다. 국토안전관리원(KALIS)은 비탈면 유지관리를 목적으로 깎기비탈면의 위험성을 평가하며, 육안조사와 간단한 시험을 통해 기능적 상태를 점검한다. 비탈면은 토사사면(Soil Like Mass, SLM), 암반사면(Rock Like Mass, RLM)은 연약암반사면(Massive Rock Mass, MRM), 파쇄암반(Highly fractured Rock Mass, HRM) 그리고 절리암반(Joint Rock Mass, JRM)으로 크게 4가지로 구분한다. 손상상태는 파괴징후(인장균열, 지반변형, 구조물 변형), 파괴현황(발생규모)으로 구분되고, 파괴요인은 지반상태, 사면형상, 자연요인, 인위요인으로 각각 구분하여 결함지수 결과에 따라 보수 및 보강 여부를 판단하고 있다.
국외에서도 목적에 따라 평가방법 및 항목을 구분하여 수행하고 있으며, 특히 미국의 경우에는 지방 행정구역마다 그 방법이 상이하다(Huang et al., 2009). 오하이오주는 교통부 산하의 지질공학 사무소(The Office of Geotechnical Engineering, OGE)에서 영향을 미치는 6가지 영향(산사태 발생에 따른 구조물 및 인명에 미치는 영향, 평균 일 교통량, 과거 산사태로 인한 사고이력, 유지관리 빈도)으로 구분하였다. 평가항목에 대한 총합이 250점보다 크면 붕괴 위험성이 높으며, 150~250점은 보통, 150점 미만이면 낮음으로 결정하였다. 뉴욕주는 FHWA(Federal Highway Administration)의 NYSDOT 2007을 기반으로 비탈면 위험평가를 결정한다. 비탈면 붕괴 가능성보다는 낙석에 의한 차량사고 발생 가능성에 초점을 맞춰 지질요인, 단면계수, 인체노출 인자로 크게 3가지로 구분하여 상대적인 위험을 결정한다. 그 중 지질은 지질학, 암석 크기 및 표면상태, 표면 유출량, 낙석여부, 비탈면 상부 상태로 구분하여 평가하였다. 워싱턴주는 WSDOT(The development of the Washington State Department of Transportation)에서 고속도로의 불안정한 비탈면을 사전에 관리하기 위해 비탈면을 평가하였다. 붕괴 인자에는 비탈면의 위치, 유형, 붕괴 빈도 및 유지관리 비용으로 구분하여 주관적으로 평가한다. 홍콩은 GEO(Geotechnical Engineering Office)에서 비탈면 위험등급을 결정하기 위해 크게 깎기 비탈면, 암반 비탈면, 옹벽으로 구분하였다. 비탈면 붕괴 인자(지형, 과거 발생기록, 강우침투 여부, 배수시설 상태 등)에 따라 점수로 측정하였고, 총점에 따라 위험등급을 산정한다(Wong & Ko, 2005). 유럽에서는 노르웨이 지반연구소(NGI)에서 산사태 위험도 평가 및 예측 기술 등 다양한 연구를 수행하였다. 산사태 위험도 평가를 위해 크게 3가지를 제시하였고, 분석방법에 따라 ICG(International Centre for Geohazards), JRC(Joint Research Centre), UNIL(University of Lausanne) model로 구분하였다. ICG Model은 자연적 재해와 경제적 손실 위험지역에 관한 데이터베이스를 통해 회귀 분석하여 평가항목과 위험등급을 분류 및 평가하였다(Nadim et al., 2006). 비탈면 붕괴를 유발하는 인자는 경사, 지질학적 특성, 토양수분지수, 강우유발요인으로 크게 4개로 구분하였다. NASA에서 제공하는 SRTM30을 통해 취득된 표고를 경사로 데이터를 변환하였고, 지질학적 특성은 세계지질지도(CGMW2000)를 통해 퇴적암, 화산암, 변성암으로 구분하였다. 토양수분지수는 1년 동안 평균 습도로 Moisture index archive을 통해 5가지 등급으로 분류하였고, 강우유발요인은 독일 기상청(Deutscher Wetterdienst, DWD)의 100년 재현주기를 갖는 월 강우량을 사용하였다. JRC 모델은 로지스틱 회귀분석을 통해 영향인자의 민감도를 추정하여 100년 기간 내 월 최대 강수량에 따라 위험등급을 추정한다. JRC 모델은 산사태 붕괴 영향인자로 경사, 암반, 암반 생성시기, 지반 유형, 피복, 토양수분으로 구분하였다. UNIL 모델은 SAI(Slope Activity Index) 방법을 통해 30도 이상에서 낙석의 잠재적 가능성이 생긴다는 이론을 사용하여 SAI 범위에 따른 산사태 위험등급을 산정하고 있다(Safeland, 2010). 이와 같이 국가 또는 기관에서는 고유한 목적과 지역 고유의 지형 및 지질특성에 맞게 비탈면 안정성에 영향을 미치는 불안정 요인에 대한 가중치를 선정하여 위험도를 평가하는 결정론적 방법을 이용한 평가법이 폭넓게 사용되고 있다.
2.2 비탈면 평가항목의 가중치 비교
국내외 상태평가 기준을 비교하기 위해 항목별 중요도를 나타내는 점수인 가중치로 상호비교하였다. 그러나 개별 항목 간 단순비교는 기준과 항목의 차이가 있어 일대일 대응이 어려워 보다 상위 개념으로 범주화하여 비교 및 분석하였다. Fig. 2는 국내외 비탈면 관리기관의 평가항목을 지형조건 및 환경변수로 구분하여 비교한 결과이다.
형태학적 조건은 경사, 사면방향, 곡률, 표고와 같은 지형조건이며, 지질학적 조건은 지질, 단층으로부터의 거리, 지형구조로 구분하였다. 그 외는 수문학과 토지유형, 지반공학, 강수, 기타인 총 7가지 요소로 분류하였고, 국내외 기관별 평가표에서 제시하고 있는 점수를 100점 만점으로 환산하여 가중치를 평가하였다(Table 1).
Table 1.
Comparison of slope risk assessment through domestic and foreign standards
국내 인공비탈면을 평가하고 있는 행정안전부는 토질유형(30%), 지질학적(25%), 형태학적(19%) 등을 주요 요인으로 선정하고 있다. 국토안전관리원은 비탈면 유형(토사, 연약/파쇄/절리 암반)에 따라 주요 평가항목과 가중치를 구분하고 있다. 특히 파쇄 및 절리암반 비탈면은 지질학적 요인이 각각 58%, 63.2%로 높은 비중으로 중요하게 다루고 있다. 미국은 주마다 자체적으로 비탈면을 관리하고 있어 평가기준 및 항목을 다르게 평가하고 있지만, 지질학적 요인과 도로 관리 및 교통상황과 관련된 요인을 고려하고 있다. 반면에 홍콩과 유럽(ICG Model)은 형태학적 요인(33.4%, 27.8%)과 강수의 영향(20%, 27.8%)을 중요하게 고려하고 있다. 이와 같이 국외기관은 강수나 도로 관리 등 외부 환경요인을 중점적으로 반영하는 반면, 국내 기관은 지형·지질학적 요소를 세밀하게 구분하는 특징이 있다. 그러나 국내 비탈면 평가 기준은 항목 선정에 있어 근거가 불명확할뿐더러 국외에 비해 세부 요인이 많아 인자 간의 상관분석을 통해 다각도로 개선할 필요가 있다. 또한, 국토안전관리원은 강우와 지하수를 별도로 구분하지 않고 있어 지반 특성을 고려하여 정밀하게 평가할 필요가 있으며, 보다 체계적인 평가 기준을 정립하여 국내 실정에 적합한 상태평가 방법을 마련하는 것이 중요하다.
3. 현장조사 데이터를 통한 상태평가 기준의 재검토 및 분석
비탈면 상태평가는 각 기관 및 평가모델에 따라 여러 항목과 방법론을 적용하고 있다. 기관별 평가항목은 지형조건 및 환경변수에 맞게 범주화하여 가중치로 비교한 결과, 주요 평가항목이나 조건이 상이한 것으로 나타났다. 보다 체계적인 기준을 정립하기 위해 동일한 비탈면을 다른 평가 기준(행정안전부의 인공비탈면 평가표, ICG Model)을 통해 비교·분석 및 고찰하였다.
3.1 연구지역의 비탈면 현장조사 데이터
국내 비탈면의 상태평가를 보다 체계적인 기준으로 재정립하고, 개선방안을 도출하기 위해서는 현행의 평가 지침에 따라 관리되는 비탈면의 상태평가 결과 데이터를 바탕으로 이를 분석하는 것이 선행되어야 한다. 전국 10,000개소로 분포하고 있는 비탈면 중에서 재해 붕괴 발생빈도가 가장 많은 연구 대상지역을 선정하였다. 대상지역은 우리나라 전역(2023년 기준)에서 재해 붕괴가 약 19% 발생로 가장 많은 구간이며, 토사 및 암반비탈면이 각각 40개소, 84개소가 B~C등급으로 구성되어 있다(Table 2).
Table 2.
Slope risk assessment database for research
| Grade | SLM | RLM | Sum | |
| HRM | JRM | |||
| B | 32 | 6 | 47 | 85 |
| C | 8 | 15 | 16 | 39 |
| Sum | 40 | 21 | 63 | 124 |
3.2 비탈면 상태평가 기준 적용을 위한 전제조건
연구지역 내 깎기비탈면은 국토안전관리원의 평가 기준에 맞는 평가항목과 점수를 나타내는 상태평가표와 높이, 경사 등과 같은 데이터를 가진 깎기현황정보를 바탕으로 국내 행정안전부의 급경사지(인공비탈면) 재해위험도 평가표와 ICG Model을 활용하여 비탈면 등급을 재산정하여 비교 및 분석하였다.
동일한 비탈면을 다른 평가 기준과 통합적으로 비교하기 위해 두 가지 전제조건을 설정하였다. 첫 번째는 한정된 데이터베이스 내에서 다른 기관의 평가방법(행정안전부, ICG Model)과 공통적으로 만족하는 국토안전관리원의 항목을 선정 및 재정립하여야만 일관된 평가와 평가기준 간 비교를 할 수 있다. 기존 평가결과인 상태평가에는 항목별 점수만으로 구성되어 있어 정량적인 지표를 사용하기 위해 깎기현황정보의 데이터베이스를 추가 활용하였다. 기존 상태 평가의 12개 항목에 비해 행정안전부의 평가 기준에는 붕괴 위험성을 나타내는 기하학적 특성(경사, 높이 등)과 사회적 영향도(주변환경, 교통량 등)와 같은 15개 항목을 고려하고 있으며, ICG Model에는 Slope, Land cover index, Lithology, Precipitation trigger와 같은 4개의 항목에 의해 비탈면 상태를 평가하고 있다(Table 3).
Table 3.
Prerequisite 1 for comparison of slope evaluations
이를 평가항목으로 활용하기 위해서는 기존 데이터베이스에서 동일한 항목과 배점은 그대로 적용하였고, 그 외 상이한 부분은 새로운 지표를 추가하거나 기존 항목을 변형하여 평가의 일관성을 유지하도록 조정하였다. 단, 행정안전부 평가 기준에서 조사자 보정점수는 객관적인 분석을 위해 평가절차에서 제외하였다.
두 번째 전제조건은 평가 기준에서 정의하고 있는 위험 등급개념의 차이를 조정하여 동일한 수준에서 비교할 수 있도록 통일하였다. 국토안전관리원과 행정안전부의 위험등급 및 수준은 동일하여 기존에 제시된 총 5단계(A~E)로 정의하였다. ICG Model은 Table 4와 같이 총 9단계를 구분하여 안전한 A등급은 0, 경미한 B등급은 1~2, 보통의 C등급은 3~4, 일정 위험 수준인 D등급은 5~6, 심각한 위험인 E등급은 7~8등급으로 조정하였다(Table 4).
Table 4.
Prerequisite 2 for comparison of slope evaluations
3.3 비탈면 DB 및 전제조건을 고려한 비탈면 상태평가절차
체계적인 비탈면 상태평가와 개선 방향을 도출하기 위해 기존 비탈면 현황데이터와 전제조건을 기반으로 Fig. 3과 같은 비탈면 상태평가절차를 제시하였다. 또한, 기존 상태평가 결과와 다른 기관 평가 기준에 의해 재평가된 비탈면 등급을 상호비교하여 국토안전관리원의 상태평가의 문제점과 개선방향을 도출하고자 하였다.
전제조건을 고려하여 국토안전관리원과 동일한 항목(경사, 높이, 강우 및 지하수 등)의 배점은 각 기준에 맞게 변환하였고, 기존과 다른 항목(급경사지의 인접시설물 거리, 지반변형·균열, 비탈면 풍화도 등)의 경우 기존 데이터베이스 내에서 항목 간 조합하여 배점을 결정하였다. 그 외 항목 중 주변 환경은 도로 인근 깎기비탈면이기 때문에 5점으로 통일하였고, 지질요인(Lithology factor, S1)의 경우 한국지질자원연구소에서 제공하고 있는 수치 지질도(1:250,000)를 통해 결정하였다. 또한, 일부 행정안전부 비탈면 평가항목(비탈면 경사각, 절리방향/흙의 강도)은 기존 국토안전관리원과 동일하게 토사와 암반 비탈면을 구분하여 평가하였다. 제시한 평가절차를 통해 결정된 각 평가항목의 총점과 등급은 각 기준에서 제시된 합산 방식으로 등급을 재산정하였다.
4. 깎기비탈면 상태평가 등급의 재분류 적합성 검토
연구지역의 비탈면 124개소를 바탕으로 기존 국토안전관리원의 상태평가 결과와 제안한 평가절차에 따라 다른 기관의 기준으로 재분류된 등급을 상호비교하였다(Table 5). 기존 상태평가의 암반과 토사 비탈면은 각 53개소(63%)와 32개소(80%)로 위험성이 낮은 B등급으로 구성되어 있다. 그러나 기존 결과와 다르게 행정안전부와 ICG Model로 재분류한 대부분 비탈면은 일정 위험 수준인 C등급과 높은 위험 수준인 D등급으로 재평가되었다. 동일한 비탈면임에도 불구하고 비탈면의 상태평가와 재분류된 등급은 상이한 결과로 나타났다. 기존 상태평가의 B등급 중에서 약 83~100%의 비탈면이 다른 기관으로 재평가됨에 따라 일정 위험 수준 이상으로 하향 평가되었다. 특히 행정안전부의 기준으로 재분류된 일부 비탈면에서는 1단계 또는 2단계 하향 평가되어 높은 위험 수준인 D등급으로 결정되었다. 이는 평가기관에 따라 동일한 비탈면을 평가하더라도 등급 산정 결과에 차이가 발생할 수 있음을 의미한다. 기존 상태평가 기준이 실제 비탈면의 위험성을 과소평가하거나 충분히 반영하지 못할 가능성이 있으며, 항목 간 가중치나 기준 설정의 차이로 인해 위험등급이 달라질 수 있다.
Table 5.
Comparison of reassessed grade
| Grade | RLM | Grade | SLM | ||||
| MOIS | KALIS | ICG Model | MOIS | KALIS | ICG Model | ||
| B | 1 | 53 | 0 | B | 0 | 32 | 7 |
| C | 75 | 31 | 84 | C | 33 | 8 | 33 |
| D | 8 | 0 | 0 | D | 7 | 0 | 0 |
| Sum | 84 | Sum | 40 | ||||
비탈면의 상태평가 등급의 재분류를 통해 위험 수준이 기존과 달라진 원인을 분석하고, 평가 기준의 개선 방향을 모색하기 위해 항목별 점수 분포를 비교하였다. 이 과정에서 위험 수준이 높은 D등급까지 재분류된 행정안전부 평가 결과를 적용하여 점수분포를 비교하였고, 데이터의 변동성을 효과적으로 파악할 수 있는 상자 수염(Box and whisker plot)을 통해 분석하였다. ICG Model은 유럽 내 비탈면 데이터베이스만으로 평가항목과 위험등급 체계를 단순 분류한 모델로, 항목 간 점수분포 차이가 크지 않아 분석 대상에서 제외하였다. 비탈면 124개소에서 국토안전관리원의 상태평가와 동일한 수준으로 평가된 것이 아닌 C 또는 D등급으로 하향평가된 92개소(암반 58개소, 토사 34개소)를 선정하였고, 행정안전부 평가 기준에 따라 재분류된 비탈면 항목별 점수분포는 Fig. 4와 같다.
Fig. 4에서 점수 데이터의 중간 50%는 사분위 범위(Interquartile range), 상·하위 25% 범위는 수염(whisker)으로 나타내었다. 또한, 중앙값(Median)과 ×표시인 평균값(Mean)을 통해 항목별 데이터 분포를 비교하였다. 평가항목별로 최고점수(Peak line)가 다르며, 경사(F4), 지반 변형·균열(F5), 절리방향 및 흙의 강도(F6), 표면보호공 시공상태(F9)는 비교적 점수분포가 낮은 값으로 형성되어 있다. 반면에 붕괴·유실이력(F8)과 지하수 상태(F10)는 점수 변동성이 크고, 일부 이상치가 확인되었다. 또한, 동일항목에 대한 암반 및 토사비탈면의 점수분포 차이는 경사(F1), 절리방향 및 흙의 강도(F6), 붕괴·유실이력(F8)에서 나타났고, 이는 비탈면 유형에 따라 점수 산정 방법의 차이로 발생한 것으로 보인다. 일부 항목에서 점수 변동성이 나타나지 않고 점수가 집중되어 있으며, 주변 환경(F12), 교통량(F14), 인접 시설물의 거리(F15)와 같이 상대적으로 높은 점수에 밀집해 있다.
Table 6은 평가항목의 평균, 표준편차, 첨도(Kurtosis), 왜도(Skewness)를 나타낸 것으로 데이터 간의 편차를 통해 밀집 정도를 평가할 수 있다. 암반과 토사비탈면의 평균 및 점수분포는 대부분 일정하나 일부 항목에서 비탈면 유형에 따라 차이가 발생하였다.
Table 6.
Statistical analyses of reclassified factors
토사비탈면의 경사(F1)와 풍화도(F7)의 평균은 각 3.6점과 6.5점이며, 암반비탈면의 절리방향/흙의 강도와 지하수 상태(F10)는 각 4.4점과 4.1점으로 상대적으로 높은 결과를 보인다. 또한, 첨도와 왜도는 데이터의 분포를 확인할 수 있는 척도로 점수의 양·음수와 절대적인 값을 통해 밀집 정도와 분포의 비대칭성을 확인할 수 있다. 첨도가 0에 가까운 경사각, 절리방향/흙의 강도, 풍화도, 붕괴·유실이력, 지하수 상태는 여러 점수에 산포되어 있는 반면에 높이, 종단형상, 지반 변형·균열, 표면보호공 시공상태, 주변 환경, 도로 차로수, 교통량, 인접 시설물의 거리는 점수가 밀집해 있다. 특히, Table 6의 왜도(skewness)와 Fig. 4를 통해 높이와 주변 환경, 교통량, 인접 시설물의 거리는 각 평가요인의 최고점수에 집중되어 있어 최종 산정되는 등급에 영향을 많이 받은 것으로 판단된다. 그러나, 현장조사에서 객관적으로 평가하기 어렵거나 도로 인근 비탈면 특성으로 인해 밀집화된 것으로 보인다. 특정 점수 구간(F2, F5, F9)에 집중되어 있거나 점수 편차가 큰 항목(F8, F10)은 신뢰성을 높이기 위해 세부적인 평가 기준을 조정해야 할 필요성이 있다.
5. 결 론
이상기후의 영향과 비탈면의 증가로 인해 지속적인 안전 및 유지관리가 필수적이다. 그러나 관리 주체마다 적용하는 기준이 상이하여 일관된 관리가 어려운 실정이다. 따라서 체계적인 비탈면 상태평가 방법을 마련하기 위해 국내외 기준을 비교 및 분석할 필요가 있다. 본 연구에서는 서로 상이한 항목으로 구성된 국내 및 국외 평가 기준을 상위 개념으로 분류하여 항목별 가중치를 일괄적으로 비교하였다. 또한, 동일한 현장조사 데이터를 활용하여 대표적인 국내외 3가지 비탈면 상태평가 기준을 상호비교하여 분석하였다. 이를 바탕으로 국내외 기준과 가중치를 종합적으로 고려하여 기존 평가 기준의 개선 방향을 도출하고자 하였다.
(1) 비탈면 상태평가는 안전 및 유지관리를 위해 지형과 환경 조건을 고려하여 외관을 조사하는 평가과정이다. 그러나 평가 기준의 항목은 관리 주체마다 상이하여 지질학, 형태학, 수문학, 토지유형, 지반공학, 강수, 기타와 같은 상위 개념으로 분류하고 가중치를 활용하여 비교하였다. 국외기관은 지질학적 요인과 도로 및 교통상황과 같은 기타요인을 중점으로 고려하는 반면, 국내기관은 다양한 세부 항목을 포함하고 있음에도 불구하고 항목별 가중치의 근거가 불명확하여 개선이 필요함을 확인하였다.
(2) 국내 상태평가 기준의 문제점을 분석하고 개선방안을 도출하기 위해 동일한 비탈면을 대상으로 행정안전부, ICG Model의 평가 기준으로 재분류하였다. 연구지역의 비탈면 124개소를 대상으로 비교한 결과, 기존 국토안전관리원의 상태평가와 달리 다른 평가기관에서는 대부분 C~D등급으로 하향평가되어 위험성이 더 높은 것으로 나타났다. 기관마다 평가방법과 항목이 다르기 때문이며, 이는 기존 상태평가 기준이 비탈면의 위험성을 충분히 반영하지 못할 가능성을 시사한다.
(3) 행정안전부 기준에서 하향평가된 비탈면 92개소를 대상으로 항목별 점수분포를 비교하여 실효성을 분석하였다. 전체적으로 대부분 항목별 점수분포는 유사하나, 일부 항목에서 토사와 암반비탈면에 따라 분포 차이가 뚜렷하게 나타났다. 특히 경사, 풍화도, 절리방향/흙의 강도, 지하수 상태에서 항목별 분포의 차이가 나타났고, 특정 점수 구간에서 밀집된 항목(F2, F3, F12~F15)이 최종등급 결정에 큰 영향을 미친 것으로 분석되었다. 이는 기존 상태평가 기준이 일부 요소에 편중되어 있거나 특정 조건에서 평가 신뢰성이 낮을 수 있음을 의미한다.
(4) 동일한 비탈면임에도 다른 평가 기준에서 하향평가된 것은 기존 상태평가 기준이 실제 비탈면의 위험성을 충분히 반영하지 못한 것으로 보인다. 객관적인 평가결과를 위해서는 평가항목과 점수산정을 보다 체계적으로 분석할 필요가 있다. 단순히 인자-등급 평가 방식이 아닌 다인자 간의 상관관계를 고려한 통계론적 접근으로 적용해야 한다. 추후 연구에서는 비탈면 상태평가 항목의 가중치 분석을 통해 평가 기준의 신뢰성을 높이고, 보다 정량적이고 실효성 있는 상태평가 기준을 개선할 필요가 있다.
