CSG 재료를 이용한 친환경 식생 블록 내 초본식물 및 한지형 잔디의 식생 특성
Planting Properties of Herbaceous Plant and Cool-season Grass in Environmentally Friendly Planting Block Using CSG Materials
김영익*․연규석*․김용성*,†
Kim, Young Ik*․Yeon, Kyu Seok*․Kim, Yong Seong*,†
ABSTRACT
The cemented sand and gravel (CSG) method is a construction technique that adds cement and water to rock-like materials, such as rivered gravel or excavation muck which that can be obtained easily at areas adjacent to dam sites. This study was performed to evaluate the planting properties of herbaceous plant and cool-season grass in CSG blocks that were manufactured by using CSG materials to develop environmentally friendly CSG method. The two types of CSG-0 without cement and CSG-100 with 100 kg/m3 of cement were designed to evaluate compaction, unconfined compressive strength and growth of plants with cement content by using modified E compaction. To analyze growth properties of plants, germination ratio, visual cover, plant height and root length were measured in 4 weeks and 8 weeks after sowing. As the results, the germination regardless kinds of plants started within 5~7days and the germination ratio were in the range of 50~60 %. The visual cover of kinds of plants by visual rating system were in the range of 7~8 and the visual cover of tall fescue and perennial ryegrass was higher than that of lespedeza cuneata. The plant height and root length for tall fescue and perennial ryegrass in 8 weeks after sowing were in the range of 22~26 cm, 12~15 cm and 4~6 cm, 3~5 cm, respectively.
Keywords: Planting, CSG, Herbaceous plant, Cool-season grass, Planting block
I. 서 론*
C.S.G (cemented sand and gravel) 재료는 댐 수몰지로부 터 쉽게 얻을 수 있는 하상자갈과 원지반으로부터 채취된 굴 착토를 물, 시멘트와 함께 혼합한 재료를 총칭하며 주로 댐 분 야에서 사용되어 왔으나, 최근에는 도로 및 호안 등의 건설재 료로 그 활용성이 점차 증가하고 있다 (Kim et al., 2003;
Bae, 2006). 또한 CSG 공법은 사력재 및 터널 발파암 등의 현지 발생 골재를 최소한의 분류를 통하여 시멘트를 혼합한 CSG 재료를 현장에서 진동 롤러 등과 같은 다짐작업을 통해 성토체를 연속적으로 축조해 나가는 공법으로, 현장에서 발생 되는 재료의 활용 및 시공의 간소화 등에 의한 공사비 절감이 가능할 뿐만 아니라 석산 개발 등의 환경훼손 요소를 최소한 으로 할 수 있는 경제성과 환경성 측면에서 매우 유리한 공법
* 강원대학교 지역건설공학과
† Corresponding author. Tel.: +82-33-250-6463 Fax: +82-33-251-6463
E-mail address: [email protected] 2009년 12월 21일 투고
2010년 1월 14일 심사완료 2010년 1월 14일 게재확정
이다 (Bae, 2006; Choi, 2007; Kim et al., 2003; Kim, 2006).
CSG 공법은 1992년 일본에서 나가시마댐 상류가물막이에 최초로 적용된 이래 미야가세댐 및 도쿠야마댐 등 많은 시공 실적들이 축척되어 왔다. CSG 공법은 주로 댐 건설을 위한 가 물막이나 성토구조물의 보호공 및 저수지 내 사면의 보호공, 제체 진입로 등의 임시 및 영구구조물의 시공에 사용되고 있 다 (Kim et al, 2005; Bae, 2006; Choi, 2007).
한편 CSG 공법을 위한 CSG 재료는 단위시멘트량, 재령, 입 도분포, 함수비 그리고 입도 형상 등 다양한 요인에 의하여 강 도 특성이 달라지는 것으로 보고되고 있다. Yamaguchi et al.
(2003)은 도쿠야마댐 대하여 CSG 공법에 의해 일시적 구조물 의 건설 방법에 대한 연구를 진행하였으며, Kongsukprasert et al. (2003)은 시멘트가 혼합된 자갈에 대한 응력-변형 거동 에 관하여 노후화에 따른 점성의 영향에 대하여 연구하였다.
또한 국내에서 배경운 (2006)은 CSG의 실내 및 현장배합설계 를 실시하여 화북댐 시험성토 구간에 적용하였으며, 김기영 (2006)은 CSG 재료에 대해 재령, 함수비, 입도 및 단위시멘트 량에 따른 일축압축강도 시험을 실시하고 일축압축강도에 미치 는 영향인자를 분석하였다. 또한 최희섭 (2007)은 CSG 재료
에 대한 경제성 분석 및 동결융해저항성 등과 같은 내구성 시 험을 실시하고 CSG 댐 콘크리트의 내구 특성을 구명한 바 있 다.
한편 최근에는 환경문제가 크게 대두되면서 건설분야에서도 친환경 건설재료 및 시공법에 대한 개발이 요구되고 있으며, 특히 호안 및 사면 등에 녹화 공법의 적용에 의한 자연친화적 이면서 동‧식물의 서식처 제공 등의 생태 및 환경보호가 가능 한 친환경 시공이 많이 이루어지고 있다 (Han, 2007; Park, 2006; Sung et al., 2002; Sung et al., 2003; Youn et al., 2009).
따라서 본 연구는 토사, 조립재 및 시멘트로 구성되는 CSG 재료를 혼합 및 다짐하여 축조하는 CSG 공법에 식생이 가능 한 친환경 CSG 공법을 개발하고 사방댐 및 하천 호안공 등에 적용하기 위한 연구 중의 일부로서, CSG 재료를 이용한 식생 블록을 제작하고, 한지형 잔디 및 초본식물의 식재를 통한 식 생 블록 내에서의 식물의 초기 및 장기 생장 특성에 대한 기 초 자료를 제공하고자 한다.
II. 재료 및 방법
1. 사용재료
CSG 재료를 이용한 친환경적 식생 블록 제작을 위한 재료는 굴착토를 선별기를 이용하여 40~25, 20~10, 10~4.76 mm 그 리고 4.76 mm 이하로 분리하여 사용하였으며, 4.75 mm 이하 및 이상의 골재의 비중은 각각 6.71 및 6.58을 나타내었다.
시멘트는 비중 3.15의 국내 H사의 보통 포틀랜드 시멘트를 사 용하였다. Fig. 1은 사용된 굴착토의 입도 분포를 나타낸다.
또한, 식생 적용을 위한 품종은 녹화시 피복 밀도가 높으며, 초기 생육속도가 우수하여 우리나라의 비탈면 시공에 많이 사
Fig. 1 Distribution curve of size
용되는 잔디와 자생식물을 적용하였다. 잔디로는 내한성과 내 서성이 우수하여 광범위한 토양 조건에 잘 적응하는 한지형 잔 디로서 Tall fescue와 Perennial ryegrass를 선정하였고, 자 생식물로는 산기슭이나 강가의 모래 땅에서 자라는 다년 초본 식물로서 난지형 자생 식물인 비수리를 선정하였으며, 각각 단 일 파종한 3 배합과 3 품종을 함께 혼합한 혼파 1 배합으로 하였다.
2. 배합설계 및 제작
식생 블록 제작을 위한 CSG 재료의 배합은 시멘트의 혼입 유무에 따른 식생 특성을 평가하기 위하여 시멘트를 전혀 혼 입하지 않은 배합 (CSG-0)과 100 kg/m3의 단위시멘트량을 혼 입한 배합 (CSG-100) 등 2종류로 하였다. 블록 제작을 위한 함수비는 CSG 재료에 대한 다짐 시험 방법 및 시공법에 관한 명확한 기준이 아직까지 제시되어 있지 않기 때문에 최대허용 입경을 37.5 mm로 제한하고 있는 수정 E 다짐방법 (KS F 2319)에 의하여 도출된 최적함수비를 사용하였다. Table 1은 블록 제작을 위한 CSG 재료의 배합설계를 나타낸다.
식생 블록의 단면은 식생 후 발아율, 피복도 및 식물의 성장 특성 등의 평가가 용이하도록 20×20 cm의 크기로 하였으며, 블록의 높이는 식생 후 식물의 뿌리가 고착되어 성장할 수 있 는 공간을 확보할 수 있도록 5 cm로 하였다. 식생 블록의 제 작을 위한 재료의 혼합은 가경식 믹서기를 사용하여 1분간의 예비혼합을 실시하고 가수한 후 3분간 재혼합을 실시하였다.
블록 제작은 혼합된 CSG 재료를 블록용 몰드에 투입하여 재 료분리가 발생하지 않도록 3층으로 나누어 수정 E 다짐시험과 동일한 다짐에너지가 발현될 수 있도록 다짐을 실시하였다. Fig.
Table 1 Mix designs of planting block using CSG materials (Unit: kg/m3)
Type Cement Aggregate Water
CSG-0 - 2,204 187
CSG-100 100 2,114 188
(a) Compaction view (b) Block for planting Fig. 2 Mold and Block for planting application
2(a) 및 (b)는 친환경 식생 블록 제작을 위한 다짐 방법 및 완 성된 블록의 모습을 나타낸다.
3. 식생 적용
식생블록 위에 배양토를 1 cm로 포설하여 씨앗 파종시 씨앗 의 유실을 방지하고 발아가 원활히 진행될 수 있도록 하였으 며, 파종량은 발아율 및 식물의 성장에 따른 피복도를 고려하 여 블록 한 개당 Tall fescue 및 Perennial ryegrass는 1.2g, 비수리는 0.9g으로 하였다. 식생 적용 후 온도 및 외부 환경 조절을 위하여 비닐 하우스 내에서 생육이 진행될 수 있도록 하였으며, 씨앗의 발아 및 생육을 촉진하기 위하여 충분한 수 분을 공급하였다. 씨앗의 발아 및 초기 생육 상태를 육안으로 매일 관찰하여 초기 발아율, 생장량 및 피복도를 측정하였으 며, 파종 후 8주가 경과한 시점에 뿌리길이를 측정하였다. 파종 시점부터 8주가 경과하는 동안의 비닐하우스 내 온도 분포는 25~32 ℃의 범위를 보였으며, 실외 온도는 23~35 ℃의 범 위를 보였다. 한지형 잔디의 파종이 4월과 5월의 봄 및 9월과 10월의 가을에 이루어지는 것이 조기발아 및 피복율이 높다는 연구를 고려할 때 다소 높은 온도에서 파종 및 성장이 이루어 졌기 때문에 비닐하우스 내 온도 및 관수에 각별한 주의를 하 였다 (Shim et al., 2004). Fig. 3은 비닐하우스 내 식생 블록 설치 전경을 보여준다.
4. 시험방법
가. 압축강도 시험
시멘트의 혼입 유무에 따른 CSG 재료의 압축강도 특성을 분석하기 위하여 수정 E 다짐 시험과 동일한 수준의 다짐에너 지를 나타낼 수 있도록 직경 15 cm, 높이 30 cm의 콘크리트 몰드에 CSG 재료를 투입하고 재료분리가 발생하지 않도록 5 층으로 나누어 다짐을 실시하여 공시체를 제작하였으며, 재령
Fig. 3 Planting block view in plastic house
7일 및 28일의 양생을 실시하였다. 소정의 기간 동안 양생한 후 200 ton 용량의 Instron사의 만능시험기를 사용하여 1 mm/
min의 속도로 하중을 재하하여 압축강도를 측정하였다.
나. pH
시멘트의 혼입 유무에 따른 CSG 재료의 식생 적용을 위한 pH 특성을 분석하기 위하여 식생 블록에 씨앗을 파종한 시점 으로부터 4주 및 8주에 Toaddk사의 휴대용 pH 측정기인 HP- 20P를 사용하여 pH를 측정하였다.
다. 식생 특성 시험
CSG 재료를 이용한 식생 블록내 식물의 성장 특성을 분석 하기 위하여 발아율, 피복도, 생장량 및 뿌리길이 등을 파종 후 8주 동안 측정하였다. 발아율 및 피복도는 육안으로 관찰하 여 시멘트의 혼입 유무 및 식물의 종류에 따른 생육 특성을 분석하였으며, 특히 피복도는 시각적 평가방법(visual rating system)을 이용하여 생장 후기(파종 후 8주)에 조사하였고, 시 각적 평가방법에 의한 가시적 피복도 평가 시 점수는 발아 직 전 피복이 전혀 되지 않은 나지 상태를 1점, 피복이 가장 양호 한 상태를 9점으로 하여 1~9점 사이에서 피복도를 평가하였 다 (Kim et al., 2003). 또한, 생장량 및 뿌리길이는 식물의 성장에 따른 초장의 길이와 뿌리길이를 직접 측정하여 정성적 평가를 실시하였다.
5. CSG 재료의 특성
가. 다짐
CSG-0 및 CSG-100 배합에 대한 다짐시험 결과 CSG-0 및 CSG-100 배합의 최적함수비는 각각 8.3 % 및 8.4 %로서 시 멘트의 혼입에 따른 최적함수비의 차이는 거의 없는 것으로 나 타났으며, 최적함수비에서의 최대건조밀도는 각각 2.08 g/cm3 및 2.1 g/cm3으로 CSG-100 배합에서 최대건조밀도가 약간 높 은 것으로 나타났다. 이러한 결과는 CSG 재료를 이용한 다짐 시험에서 단위시멘트량에 따른 최적함수비의 변화는 거의 없는 반면에 최대건조단위중량은 단위시멘트량이 증가함에 따라 증 가한다는 김기영 (2006)의 연구 결과와 유사한 경향을 보여준 다.
나. 압축강도
시멘트를 혼입하지 않은 CSG-0 배합의 재령 7일 및 28일 의 압축강도는 0.08 MPa 및 0.29 MPa로 나타났으며, CSG- 100 배합의 재령 7일 및 28일의 압축강도는 2.6 MPa 및 5.2 MPa로 나타나 시멘트를 혼입한 배합의 압축강도가 크게 나타
났다. 또한 CSG-100 배합에서 재령 28일에 대한 재령 7일의 압축강도는 50 %로 나타나 화북댐의 하상재료를 이용한 CSG 재료의 재령 28일에 대한 재령 7일의 강도 발현율이 75 % 수 준을 나타내었다는 김기영 (2006)의 연구 결과보다 강도 발현 율이 다소 작게 나타났다. 이러한 결과는 CSG 재료의 압축강 도가 시멘트량 뿐만 아니라 굴착토의 물리적 특성에 따라 압축 강도의 차이가 크기 때문인 것으로 판단된다.
다. pH
식물이 생육하기 위한 pH는 식물의 품종에 따라 다르지만 일 반적으로 중성 토양 부근에서 식물의 생육이 유리한 것으로 알 려져 있다. 한편, 시멘트의 주성분인 C2S, C3S로 불리는 calcium silicates상과 C3A, C4AF로 불리우는 calcium aluminates상에 의해 수화반응시 CSH 겔과 수산화칼슘을 생성하게 되며, 이 때 생성된 수산화칼슘에 의해 높은 pH를 나타내게 된다.
시멘트를 혼입하지 않은 CSG-0 배합과 단위시멘트량 100 kg/m3을 혼입한 CSG-100 배합에서 제작 후 4주 및 8주가 경과한 시점에서 pH는 각각 5.2~5.4 및 6.7~8.2의 범위로 나 타났으며, 시멘트를 혼입한 배합에서 보다 높은 pH를 나타내 었다. 이러한 결과는 시멘트의 혼입에 따라 재령이 증가하면서 수화반응에 의한 약간의 수산화칼슘이 생성되었으나 시멘트의 사용량이 많지 않기 때문에 pH의 증가 규모가 작았을 뿐만 아 나라 원지반 토양의 pH가 약산성을 나타냄으로서 pH가 크게 증가하지 않음에 따른 것으로 판단된다.
따라서 한지형 잔디 및 초본식물의 경우 약산성 및 중성 토 양에서 성장이 이루어지기 때문에 시멘트를 혼입한 CSG-100 배합에서도 식물의 성장이 가능할 것으로 판단되었다. 반면에 시멘트의 혼입에 의하여 장기적으로 시멘트 성분의 용출에 의 해 CSG 블록내에서 pH 변화가 심화될 수 있기 때문에 보다 장기적인 식생 특성의 연구가 이루어져야 할 것으로 판단된다.
III. 결과 및 고찰
1. 발아율
톨훼스큐 및 페레니얼 레이그라스를 파종한 경우 CSG 블록 에 관계없이 약 5~7일 사이에 초기발아가 시작되었으며, 초기 발아율은 약 60 %를 나타내었다. 시멘트 혼입에 따른 CSG-0 배합과 CSG-100 배합에서 모두 높은 초기발아율을 나타낸 것은 CSG 블록 위에 배양토를 포설함으로서 일반 토양에 비 해 표면경도가 높은 CSG 지반의 발아 조건을 개선하였을 뿐 만 아니라 초기 발아가 파종 후 1주일 이전에 진행되었기 때 문에 CSG 지반의 아직 완전하게 경화하지 않은 상태였기 때
문으로 판단된다. 시멘트를 혼입하지 않은 CSG-0 배합과 마찬 가지로 CSG-100 배합에서도 식물의 종류에 관계없이 발아가 이루어지는 것을 고려할 때 시멘트를 혼입한 CSG 재료의 식 생 적용이 가능한 것으로 나타났다. 한편, 이러한 결과는 일반 토양에서 톨훼스큐 및 페레니얼 레이그라스를 파종한 경우 품 종, 발아조건 및 생육환경에 따라 각각 6~9일 및 5~6일에서 초기발아율이 약 70 % 이상 도달한다는 김경남 등 (2003)의 연구 결과와 거의 유사한 경향을 나타낸다. 따라서, 톨훼스큐 및 페레니얼 레이그라스가 켄터키 블루그라스 및 츄잉훼스큐와 같은 국내에서 사면 녹화에 많이 사용되는 잔디에 비하여 발 아속도 및 발아율이 높기 때문에 CSG 공법을 적용한 댐 및 사면 녹화에 매우 유리할 것으로 판단된다 (Joo, 1995).
초본식물인 비수리를 파종한 경우 CSG 블록에 관계없이 약 6일에 초기발아가 시작되어 한지형 잔디인 톨훼스큐 및 페레니 얼 레이그라스와 유사한 초기 발아시점을 나타내었으며, 초기 발아율은 CSG-0 배합 및 CSG-100 배합에서 각각 60 % 및 50 %의 발아율을 나타내었다. 한편, 한지형 잔디와 비수리를 혼합 파종한 경우 초기발아는 각각의 식생 품종을 파종한 경 우와 마찬가지로 약 5~7일 사이에 시작되었고, 초기발아율 또 한 60 % 이상으로 나타났다. 초본식물인 비수리의 경우 성장 속도가 잔디 종류에 비하여 낮은 반면에 일정 기간 이상 성장 할 경우 줄기 및 잎의 성장에 따른 피복 면적이 증가하므로 초기 성장속도가 우수한 한지형 잔디와 혼합하여 파종할 경우 녹화 공법 적용시 초기 및 장기적 관점에서 피복도 증가에 매 우 유리한 것으로 판단된다.
한편, 파종 후 2주가 경과한 시점에서는 CSG 배합 및 품종 에 관계없이 발아율이 80 % 이상을 나타내어 CSG 재료에 대 한 식생 활착이 가능한 것으로 나타났다.
2. 피복도
식생에 따른 블록의 피복도는 시각적 평가방법(visual rating system)을 이용하여 파종 후 8주에 조사하였으며, 시각적 평 가방법에 의한 가시적 피복도 평가 시 점수는 발아 직전 피복 이 전혀 되지 않은 나지 상태를 1점, 피복이 가장 양호한 상태 를 9점으로 하여 1~9점 사이에서 피복도를 평가하였다 (Kim et al., 2003).
Fig. 4 및 Fig. 5는 CSG 배합 및 식생 종류에 따른 파종 후 8주가 경과한 시점에서의 피복 모습을 나타낸다. Fig. 4(a), 4(b) 및 5(a), 5(b)에서 보는 바와 같이 톨훼스큐 및 페레니얼 레이그라스를 파종한 경우의 피복도는 CSG-0 배합의 경우 가 장 양호한 상태로 9점을 나타내었으며, CSG-100 배합에서는 8점으로 우수한 피복 특성을 나타내었다. 이와 같이 CSG 배
합에 관계없이 파종 후 8주가 경과한 시점에서 한지형 잔디의 피복도가 우수하게 나타난 것은 잔디의 초기 성장속도가 빠를 뿐만 아니라 생육형 (growth habit)이 주형 (bunch-type, B- type)이라서 직립경으로 자라므로 초장이 크기 때문인 것으로 판단된다. 한편, 톨훼스큐는 질감이 거칠은 광엽 특성(coarse- textures)과 함께 신초가 나올 때 엽신의 전개 각도가 넓은 편 이어서 잔디면이 북더기 모양 (clumpy appearance)으로 조성 되기 때문에 페레니얼 레이그라스에 비해 균일도가 떨어질 수
(a) Tall fescue (b) Perennial ryegrass
(c) Lespedeza cuneata (d) Mixed seeds Fig. 4 Cover view of kinds of plant(CSG-0)
(a) Tall fescue (b) Perennial ryegrass
(c) Lespedeza cuneata (d) Mixed seeds Fig. 5 Cover view of kinds of plant(CSG-100)
있으므로 이에 대한 고려가 수반되어야 할 것으로 판단된다 (Kim, 2003; Shim et al., 2004).
Fig. 4(c) 및 Fig. 5(c)은 CSG 배합에 따른 파종 후 8주가 경과한 시점에서의 비수리의 피복도를 나타낸다. CSG-0 배합 에서 비수리의 피복도는 양호한 8점을 나타내었으며, CSG-100 배합에서는 CSG-0 배합에서의 피복도보다 낮은 7점을 나타내 었다. 이러한 결과는 CSG 배합에 관계없이 초기발아율은 거의 유사하지만 비수리의 성장 특성의 경우 뿌리가 땅속으로 깊이 내리는 직근성을 가지고 있어 CSG-0 배합에 비하여 원지반의 강도가 큰 CSG-100 배합에서 뿌리의 성장이 제한을 받기 때 문인 것으로 판단된다. 한편, 파종 후 8주가 경과한 시점에서 비수리의 피복도가 한지형 잔디인 톨훼스큐 및 페레니얼 레이 그라스보다 낮게 나타났으나, 일반적으로 잔디 종류는 파종 후 약 3개월이면 초장의 성장이 완전하게 이루어져 피복 면적의 증가율이 둔화되는 반면에 자생 식물인 비수리는 다년생 식물 로서 오랜 기간 동안 성장이 계속 이루어지기 때문에 초기 피 복도는 낮게 나타났지만 장기 피복도는 매우 우수할 것으로 판단된다.
또한, Fig. 4(d) 및 Fig. 5(d)는 혼합 파종한 경우의 CSG 배 합에 따른 피복도를 보여준다. 혼합 파종의 경우 CSG 배합에 관계없이 가장 양호한 9점을 나타내어 성장 특성이 다른 잔디 와 자생 식물을 적절히 혼합하여 파종할 경우 녹화 공법 적용 시 매우 유리할 것으로 판단된다.
3. 생장량
Fig. 6은 파종 후 식생 기간 동안의 CSG 배합 및 식생 종 류에 따른 지상부의 생장량을 나타내며, Fig. 7 및 Fig. 8은 식물의 종류에 따른 식생 블록내에서 생장 모습을 보여준다.
파종 후 4주 경과한 시점에서 CSG-0 배합 및 CSG-100 배 합의 톨훼스큐에 대한 생장량은 각각 13 cm 및 14 cm로 높 은 생장 특성을 나타내었다. 또한 Fig. 7(a) 및 Fig. 8(a)에서 보는 바와 같이 8주가 경과한 시점에서는 각각 22 cm 및 26 cm로 시멘트의 혼입 유무에 관계없이 CSG-0 배합 및 CSG- 100 배합에서 모두 높은 생장 특성을 나타내었다. 또한, 파종 후 4주가 경과한 시점에서 CSG-0 배합 및 CSG-100 배합의 페레니얼 레이그라스에 대한 생장량은 각각 10 cm 및 9.5 cm로 나타났으며, Fig. 7(b) 및 Fig. 8(b)에서 보는 바와 같이 8주가 경과한 시점에서는 각각 15 cm 및 12 cm로 톨훼스큐 의 생장량 보다 낮게 나타났다. 페레니얼 레이그라스가 톨훼스 큐와 거의 유사한 초기 발아율 및 생장속도를 가짐에도 불구 하고 8주가 경과한 시점에서 생장량이 낮게 나타난 것은 6월 에 파종을 함으로서 초기생육기간이 1개월에 불과해 완전히
(a) CSG-0 block
(b) CSG-100 block
Fig. 6 Growth length with kinds of plant in block
활착되지 않은 상태에서 고온기를 맞이함에 따라 고온에 대한 내성이 톨훼스큐보다 떨어졌기 때문으로 판단된다. 또한, 초기 발아 및 생육이 우수한 페레니얼 레이그라스의 경우 개체 줄 기 조직이 약해서 병이나 스트레스에 쉽게 약해지는 특성을 가지기 때문에 이에 대한 영향을 고려해야 할 것으로 생각된 다.
파종 후 4주가 경과한 시점에서 CSG-0 배합 및 CSG-100 배합의 비수리에 대한 생장량은 각각 3.5 cm 및 6 cm로 나타 났으며, Fig. 7(c) 및 Fig. 8(c)에서 보는 바와 같이 8주가 경 과한 시점에서는 각각 8 cm 및 10 cm로 배합에 관계없이 거 의 유사한 경향을 나타내었다. 초본식물인 비수리는 초기발아 및 발아율은 한지형 잔디와 거의 유사한 경향을 나타내지만 다년생 식물로서 생장 속도가 한지형 잔디에 비하여 늦기 때 문에 식생 기간에 따른 생장량이 낮은 것으로 판단된다.
파종 후 4주가 경과한 시점에서 CSG-0 배합 및 CSG-100 배합의 혼합 파종에 대한 생장량은 가장 많이 성장한 톨훼스 큐를 기준으로 각각 17 cm 및 16 cm로 나타났다. 또한 Fig.
7(d) 및 Fig. 8(d)에서 보는 바와 같이 8주가 경과한 시점에서
(a) Tall fescue (b) Perennial ryegrass
(c) Lespedeza cuneata (d) Mixed seeds Fig. 7 Growth properties with kinds of plant in block
(CSG-0)
(a) Tall fescue (b) Perennial ryegrass
(c) Lespedeza cuneata (d) Mixed seeds Fig. 8 Growth properties with kinds of plant in block
(CSG-100)
는 각각 22 cm 및 19 cm로 나타나 배합에 관계없이 거의 유 사한 경향을 나타내었다. 혼합 파종의 경우 톨훼스큐, 페레니 얼 레이그라스 및 비수리를 단파한 경우와 거의 유사한 성장 특성을 나타내었다. 한편, 비수리는 줄기와 잎으로 구성되기 때문에 직립형의 초장만을 가지는 한지형 잔디에 비하여 피복 면적을 증가시킬 수 있으므로 장기적 측면에서 한지형 잔디와 혼합하여 사용할 경우 녹화 공법에 유리할 것으로 판단된다.
4. 뿌리 길이
CSG-0 배합 및 CSG-100 배합의 톨훼스큐에 대한 뿌리 길 이는 각각 6 cm 및 4 cm로 높은 생장 특성을 나타내었으며, CSG-0 배합에서 뿌리의 생장이 약간 높은 것으로 나타났다.
CSG-0 배합 및 CSG-100 배합의 페레니얼 레이그라스에 대 한 뿌리 길이는 각각 5 cm 및 3 cm로 나타났으며, 톨훼스큐 와 마찬가지로 CSG-0 배합에서 뿌리에 대한 생장이 약간 높 은 것으로 나타났다. 한편, 비수리를 파종한 경우 뿌리 길이는 배합에 관계없이 6cm로 나타나 한지형 잔디와 거의 유사하거 나 약간 증가하는 경향을 나타내 지상부의 생장 특성과는 다 른 모습을 나타내었다. 또한, CSG-0 배합 및 CSG-100 배합 의 혼합 파종에 대한 뿌리 길이는 각각 6 cm 및 5 cm로 나 타났으며, 비수리의 뿌리에 대한 생장 특성이 우수하여 배합에 관계없이 거의 유사한 경향을 나타낸 것으로 판단된다. 한편, 이러한 결과는 대부분 한지형 잔디들은 초기 조성속도는 빠르 지만 뿌리의 발달이 저조하여 뿌리가 외부의 물리적 힘에 견 딜 수 있는 힘이 작은 반면에 비수리 등과 같은 자생 식물들 은 생육 기간이 증가함에 따라 뿌리의 근계력이 증대되어 이 들이 혼합된 혼파구가 사면 등에서 토사가 일시에 붕괴되는 것을 막아주는데 효과적이라는 김남춘 (1990)의 연구와 유사 한 것으로 판단된다.
IV. 결 론
본 연구는 식생이 가능한 친환경 CSG 공법을 개발하기 위 한 것으로, CSG 재료를 이용한 식생 블록을 제작하고 한지형 잔디 및 초본식물의 식재를 통하여 식생 블록 내에서의 식물 의 초기 및 장기 생장 특성에 대해 고찰한 것으로, 본 연구를 통해 얻어진 결론은 다음과 같다.
1. CSG-0 및 CSG-100 배합에 대한 최적함수비는 각각 8.3 % 및 8.4 %로서 시멘트의 혼입에 따른 최적함수비의 차 이는 거의 없는 것으로 나타났으며, CSG-0 및 CSG-100 배 합에 대한 재령 28일의 압축강도는 0.29MPa 및 5.2MPa로 나타나 시멘트의 혼입에 의해 CSG 재료의 압축강도가 증가하 는 경향을 나타내었다.
2. CSG-0 배합 및 CSG-100 배합에서 제작 후 4주 및 8주 가 경과한 시점에서 pH는 각각 5.2~5.4 및 6.7~8.2의 범위로 나타났으며, 시멘트를 혼입한 배합에서 보다 높은 pH를 나타 내었으나 중성 및 약알카리성의 범위로 식물의 생육에는 큰 영향을 미치지는 않을 것으로 판단된다.
3. 톨훼스큐 및 페레니얼 레이그라스를 파종한 경우 CSG 블 록에 관계없이 약 5~7일 사이에 초기발아가 시작되어 약 60
%의 초기발아율을 나타내고, 파종 후 2주가 경과한 시점에서 는 CSG 배합 및 품종에 관계없이 발아율이 80 % 이상을 나 타내었다.
4. 톨훼스큐 및 페레니얼 레이그라스를 파종한 경우의 피복 도는 CSG-0 배합 및 CSG-100 배합에서 8점 이상으로 우수 한 피복 특성을 나타내었으며, 비수리의 경우 7점 이상으로 나 타난 반면에 혼합 파종한 경우 가장 양호한 9점을 나타내었다.
5. 8주가 경과한 시점에서 톨훼스큐에 대한 생장량은 22 cm
~26 cm로 나타나 페레니얼 레이그라스에 대한 생장량 15 cm
~12 cm 보다 우수한 것으로 나타났으며, 비수리의 생장량은 8 cm~10 cm로 배합에 관계없이 거의 유사한 경향을 나타내 었다.
6. CSG-0 배합 및 CSG-100 배합의 톨훼스큐에 대한 뿌리 길이는 각각 6 cm 및 4 cm로 페레니얼 레이그라스의 뿌리 길이에 비하여 다소 높게 나타났으며, 비수리의 뿌리 길이는 배합에 관계없이 6 cm로 나타나 한지형 잔디와 거의 유사하 거나 약간 증가하는 경향을 나타내었다.
7. CSG 재료를 활용한 식생 블록 내 초본식물 및 한지형 잔 디를 식재할 경우 초기발아, 발아율 및 피복도 등이 우수한 것 으로 나타나 댐, 사면 및 호안 등에 친환경 CSG 공법을 적용 할 경우 자연친화형 수변 공간 창출 및 생태보전에 크게 기여 할 수 있을 것으로 기대된다.
본 연구는 소방방재청 자연재해저감기술개발사업 [과제번 호: C1006558-02-01] 연구비 지원 및 강원대학교 석재복 합건설신소재연구소의 기자재를 이용하여 수행되었으며 이 에 감사드립니다.
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