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과제기본정보

피마자유 기반 바이오폴리머를 활용한 하천 호안 및 하상보호 기술의 현장적용성 강화를 위한 응용기술개발2년차

사업개요
사업개요에 대한 사업명, 분류코드(기술분류), 과제명, 주관연구기관, 총괄연구 책임자(성명, 소속, 전화번호), 총 연구기간, 당해연도 연구기간 정보제공
사업명 국토교통기술사업화지원 과제번호 22TBIP-C160822-02
국가과학표준분류 1순위 원자력 | None | None 적용분야 건설업
2순위 원자력 | None | None 실용화대상여부 실용화
3순위 원자력 | 노심 핵설계 기술 | None 과제유형 개발
과제명 피마자유 기반 바이오폴리머를 활용한 하천 호안 및 하상보호 기술의 현장적용성 강화를 위한 응용기술개발
주관연구기관 에스비비(주)
총괄연구 책임자 성명 전호성
소속 에스비비(주) 직위 -
전화번호 055-724-0204 FAX -
총 연구기간 2021-04-01 ~ 2023-12-31
당해연도 연구기간 2022-01-01 ~ 2022-12-31

(단위:원)

년도별 정부출연금, 기업부담금, 계 정보제공
년도 정부출연금 기업부담금
현금 현물 소계
2차년도 446,500,000 17,860,000 160,740,000 178,600,000 625,100,000
과제기본정보의 연구개발개요, 최종목표, 연구내용 및 범위 정보제공
연구개발개요 본 기술은 홍수로부터 하천의 호안과 하천바닥을 침식으로부터 안전하게 보호하기 위한 기술로서, 피마자유에서 추출한 바이오폴리머 접착소재와 건조된 골재를 혼합하고, 혼합된 골재를 하천호안에 설치하는 호안사면 조성기술과 하천의 보 및 낙차공 구조물 하단에 설치하는 다층다공성 형태로 하상을 보호하기 위한 기술임
해당기술은 2가지의 기술로 이루어져 있으며, 각 기술의 개요는 다음과 같음
1) 일체형 호안사면 보호 기술
- 하안 또는 제방을 유수로 인한 파괴와 침식으로부터 직접 보호하기 위하여 비탈면에 설치되는 구조물에 해당하는 호안과, 이러한 호안을 시공하는 방법으로, 블록
이나 사석, 또는 돌망태와 같이 개별구조가 아닌 일체형 구조로 구성되어, 분리/이탈이 일어나지 않아 대규모의 홍수 등과 같이 큰 유수 에너지가 작용하더라도
호안사면을 안전하게 보호하는 기술임. 본 기술은 호안침식을 억제하고 토사의 자연스러운 퇴적을 유도하면서도 하천 생물의 서식공간(biotope)을 제공하게 됨
2) 다층다공성 하상보호 기술
- 하천 횡단구조물의 하류에 조성되는 물받이공(apron)의 하류단에서 유수에 의하여 하상침식이 발생하는 것을 방지하기 위한 하상보호공과 그 시공방법에 관한
것으로서, 웅덩이에 의해 유수에너지를 일차적으로 감쇄시켜 하상침식을 억제함과 더불어 골재 사이의 공극에 의해 유수의 흐름을 약화시켜 유수 에너지를 추가적으로
감쇄시키고, 다층구조에 의하여 하상이 유수의 힘에 의하여 유출되지 않도록 억제할 뿐만 아니라, 하상 및 호안세굴을 동시에 막아서 하천 횡단구조물의 보호 및 하상의
보호에 만전을 기할 수 있게 하는 기술임
최종목표 피마자유 기반 바이오 폴리머를 활용한 기능/성능/안전성이 확보된 하천호안 및 하상보호 응용기술의 개발

1.응용기술의 성능향상을 위한 수리적 안전성 확보

2. 기능/성능/안전성이 확보된 응용기술 개발 및 응용기술의 시범적용

<주관기관(에스비비(주))>
● 기능/성능향상 응용기술개발
- 호안기술의 식생피복 응용기술, 하상보호기술의 수질정화 응용기술
● 응용기술의 시범적용
- 호안 조기녹화 시범적용
● 표준 시공기법 개발
- 바이오폴리머 호안조성 기술의 표준 시공기법 개발

<공동연구기관(한국건설기술연구원)>
● 성능향상을 위한 수리적 안전성 검토
- 설계 유속 및 허용소류력 실험
● 시범적용 기술의 현장적용성(모니터링) 검토
- 수리/수질/생물 모니터링
● 표준설계기법개발
- 바이오폴리머 호안조성 기술의 표준설계기법 개발

3. 시범적용기술의 현장적용성 검토 및 표준 설계 및 시공기법 개발

<주관기관(에스비비(주))>
● 기능/성능 향상 응용기술개발
- 하상보호기술의 어류 이동성 향상기술
● 응용기술의 시범적용
- 하상보호기술의 수질정화 능력향상 및 어류 이동성 향상기술 검증(생물모니터링 연계)
● 표준시공기법개발
- 바이오폴리머 하상보호 기술의 표준 시공기법 개발 (2,3차년도)

<공동연구기관(한국건설기술연구원)>
● 성능향상을 위한 수리적 안전성 검토
- 개발기술 수질정화 능력평가 실험
● 시범적용 기술의 현장적용성(모니터링) 검토
- 수리/수질/생물 모니터링
● 표준설계기법개발
- 바이오폴리머 하상보호 기술의 표준설계기법 개발 (2,3차년도)
연구내용 및 범위 기능/성능/안전성이 확보된 응용기술 개발 및 응용기술의 시범적용

<주관기관(에스비비(주))>
● 기능/성능향상 응용기술개발
- 호안기술의 식생피복 응용기술, 하상보호기술의 수질정화 응용기술
● 응용기술의 시범적용
- 호안 조기녹화 시범적용
● 표준 시공기법 개발
- 바이오폴리머 호안조성 기술의 표준 시공기법 개발

<공동연구기관(한국건설기술연구원)>
● 성능향상을 위한 수리적 안전성 검토
- 설계 유속 및 허용소류력 실험
● 시범적용 기술의 현장적용성(모니터링) 검토
- 수리/수질/생물 모니터링
● 표준설계기법개발
- 바이오폴리머 호안조성 기술의 표준설계기법 개발

<주관기관(에스비비(주))>
○ 개발기술 적용의 현황 및 문제점 분석
- 개발기술의 적용 한계점 분석
- 기술적 문제점
- 개발기술 적용을 위한 정부 정책 분석(환경부 수생태계 연속성 확보 사업 등)
○ 개발기술의 기능 및 응용기법 개발
- 바이오폴리머 호안기술의 식생 피복기법(호안사면 조기녹화기법)
1) 국내외 사면 녹화기술 현황분석
2) 적용 및 활용 가능 기법 분석
- 바이오폴리머 하상보호기술의 수질정화 능력 기법
1) 국내외 하상활용 수질 정화 기법 분석
2) 적용 및 활용 가능 기법 분석
○ 응용기술의 시범사업
- 시범적용 site 선정 및 지자체 협의
1) 바이오폴리머 호안 및 하상보호 기술의 적용 가능지 분석 및 선정
2) 시범사업을 위한 지자체 행정적 업무 협의(하천점용 등)
- 응용기술의 시범적용
1) 바이오폴리머 호안 조성 기술의 시범적용(1차년도)
2) 바이오폴리머 하상보호 수질정화 능력 및 어류이동성 향상 기술의 시범적용(2차년도)
○ 표준 시공기법개발
- 표준 시공기법 조사 및 분석
- 개발기술의 표준 시공기법 개발
1) 바이오폴리머 호안조성 기술의 표준 시공기법

<공동연구기관(한국건설기술연구원)>
○ 성능향상을 위한 수리 안전성 검토
- 바이오폴리머 호안 및 하상보호기술의 한계 유속 및 허용소류력 실험(2,3차년도)
1) 고유속 수리실험 수로 설치 및 실험
- 바이오폴리머 하상보호기술의 수질정화 능력평가 실험(2,3차년도)
2) 실규모 하천 실험 수로 설치 및 실험
○ 표준 설계기법개발
- 표준 설계기법 조사 및 분석
- 개발기술의 표준 설계기법 개발
1) 바이오폴리머 호안조성 기술의 표준 설계기법
○ 시범적용기술의 현장 적용성 검토
- 시범적용 기술의 수리/생태적 모니터링
1) 수리 : 홍수전후 강우 및 홍수량, 하상변동 등 검토
2) 생태 : 적용기술에 따른 생물(어류/저서무척추동물/식생/ 부착돌말)의 선택적 모니터링

시범적용기술의 현장적용성 검토 및 표준 설계 및 시공기법 개발

<주관기관(에스비비(주))>
● 기능/성능 향상 응용기술개발
- 하상보호기술의 어류 이동성 향상기술
● 응용기술의 시범적용
- 하상보호기술의 수질정화 능력향상 및 어류 이동성 향상기술 검증(생물모니터링 연계)
● 표준시공기법개발
- 바이오폴리머 하상보호 기술의 표준 시공기법 개발 (2,3차년도)

<공동연구기관(한국건설기술연구원)>
● 성능향상을 위한 수리적 안전성 검토
- 개발기술 수질정화 능력평가 실험
● 시범적용 기술의 현장적용성(모니터링) 검토
- 수리/수질/생물 모니터링
● 표준설계기법개발
- 바이오폴리머 하상보호 기술의 표준설계기법 개발 (2,3차년도)

<주관기관(에스비비(주))>
○ 개발기술의 기능 및 응용기법 개발
- 바이오폴리머 하상보호기술의 어류 이동성 향상 기법
1) 국내 어류이동성을 위한 기존 기술 분석 및 문제점 분석
2) 개발 기술의 활용 및 개선 방안

○ 응용기술의 시범사업(어류이동성 검증)
- 적용된 바이오폴리머 하상보호 어류이동성 향상 응용기술의 어류이동성 검증

<공동연구기관(한국건설기술연구원)>: 시범사업을 통한 현장 적용성 검토(모니터링)
○ 성능향상을 위한 수리 안전성 검토
- 바이오폴리머 호안 및 하상보호기술의 한계 유속 및 허용소류력 실험(2,3차년도)
1) 고유속 수리실험 수로 설치 및 실험
- 바이오폴리머 하상보호기술의 수질정화 능력평가 실험(2, 3차년도)
1) 실규모 하천 실험 수로 설치 및 실험
○ 표준 설계기법개발
- 개발기술의 표준 설계기법 개발
- 바이오폴리머 하상보호 기술의 표준 설계기법
○ 시범적용기술의 현장 적용성 검토
- 시범적용 기술의 수질/수리/생태적 모니터링
1)수질 : 상하류 하상 저니질 및 수질 특성 분석
2)수리 : 홍수전후 강우 및 홍수량, 하상변동 등 검토
3)생태 : 적용기술에 따른 생물(어류/저서무척추동물/식생/ 부착돌말)의 선택적 모니터링
건설기술연구개발사업 주요내용
건설기술연구개발사업 주요내용의 구분, 연구개발목표, 연구개발 내용 및 방법 정보제공
구분 연구개발목표 연구개발 내용 및 방법
2차년도 기능/성능/안전성이 확보된 응용기술 개발 및 응용기술의 시범적용 1. 개발기술적용의 현황 및 문제점 분석
- 개발기술의 적용 한계점 분석
- 기술적 문제점
- 개발기술 적용을 위한 정부 정책 분석

2. 개발기술의 기능 및 응용기법 개발
- 바이오폴리머 호안기술의 식생 피복기법(호안사면 조기 녹화기법)
1) 국내외 사면 녹화기술 현황분석
2) 적용 및 활용 가능 기법 분석

3. 응용기술의 시범사업
- 시범적용 site 선정 및 지자체 협의
1) 바이오폴리머 호안 및 하상보호 기술의 적용 가능지 분석 및 선정
2) 시범사업을 위한 지자체 행정적 업무 협의(하천점용 등)
- 응용기술의 시범적용
1) 바이오폴리머 호안 조성 기술의 시범적용(1차년도)

4. 성능향상을 위한 수리 안전성 검토
- 바이오폴리머 호안기술의 한계유속 및 허용소류력 실험
1) 고유속 수리실험 수로 설치 및 예비실험

5. 표준 설계기법개발
- 표준 설계기법 조사 및 분석
- 개발기술의 표준 설계기법 개발
1) 바이오폴리머 하상보호 기술의 표준 설계기법

6. 표준 시공기법개발
- 표준 시공기법 조사 및 분석
- 개발기술의 표준 시공기법 개발
1) 바이오폴리머 호안조성 기술의 표준 시공기법

7. 시범적용 기술의 현장 적용성 검토
- 시범적용 기술의 수리/생태적 모니터링
1) 수리 : 홍수전후 강우/홍수량, 하상변동 등 검토
2) 생태 : 적용기술에 따른 생물(식생) 모니터링
연구성과 기술적 기대성과 ○ 기술적 파급효과
- 개발된 기술을 보급함으로써 국가 정책방향으로 설정된 환경조성 실현을 위한 요소기술 기반확보
- 친환경적 소재를 활용한 기술개발로 생태적 기능을 복원할 수 있는 기술을 개발하여 실용화
- 하천복원 소재 관련 산업계의 활성화 유도
- 공법의 수리적 안정성 평가 기술 개발을 통해 상용화 되는 공법 및 제품의 수리적 안정성 향상
- 개발 기술 및 소재의 안정성 검인증을 위한 수리적 안정성 평가 검증 원천 기술을 확보하며, 개발된 기술과 더불어 평가 검인증 기술의 해외 진출 도모
사회 경제적 파급효과 ○ 경제/산업적 파급효과
- 자연재료 사용의 절감을 통해 자연훼손 저감에 기여
- 폐기물이 발생하지 않아 폐기물처리로 인한 공사비가 감소하며 공사기간이 단축되어 경제적
- 하천 복원을 위한 원천소재 응용기술 확보 및 상용화로 관련 소재산업 활성화에 기여함으로써 산업발전에 따른 일자리창출에 기여
- 개발된 기술의 상용화로 해외진출을 위한 기반 마련

○ 사회적 파급효과
- 독성을 방출하지 않는 친환경 소재를 활용함으로써 주변 생태계에 영향을 미치지 않는 환경친화적 기술개발 마련
- 기존의 콘크리트 제품 대신 홍수에 안전하며 식생 활착이 가능한 대체 환경기술로 활용이 가능하며, 탄소저감 등 그린뉴딜 정책반영이 가능
- 야생생물의 서식이 가능한 비오톱 조성기술을 제공함으로써 도시화 진행에 따를 환경기능 저하를 최소화
- 이러한 친환경적 기술의 적용은 지역주민에게는 안전하며 건강한 생태계를 제공하여 쾌적한 도시경관의 제공 및 자연친화적인 공간을 제공하여 시민에게
생태계 서비스를 제공함과 동시에 도시생태계에서 다양한 문화 창출에 기여
활용방안 - 홍수와 같은 기후변화로 인한 호안 및 하상보호공의 유실에 대비한 기술로 타 기술대비 시공이 빠르고 환경적으로 안전하여 하천복원 및 제방에 사용이
가능할 것으로 판단됨

- 특히 하천미관을 해치는 콘크리트 제방을 자연적인 식생 유도를 통해 자연 제방 혹은 하변림의 복원을 대체하고 하천 수로에 의한 사행화를 유도하는 등의
소하천 제방의 자연화가 가능함
- 콘크리트를 사용하지 않고 자연에서 유래한 바이오폴리머 소재를 사용함으로서 탄소배출을 줄이며, LID(Low Impact Development)사업에 활용하여 하천
이외 산책로 및 자전거도로 조성, 투수성블록 등 조경업계 활용이 가능함

- 최근 선진국은 환경을 위하여 탄소 저감 등을 위한 산업적 대안으로 바이오플라스틱 등 다양한 화이트바이오 산업을 주목하고 있는 상황에서, 기존 화학
산업에서 사용하였던 소재를 식물 등 재생 가능한 자원을 이용하거나 미생물, 효소 등을 활용해 바이오기반으로 대체하는 산업 (연료, 플라스틱, 개인 생활
용 제품 등)이 확대되고 있음

- 본 기술의 소재는 기존 콘크리트 제품의 기술 대신 식물에서 유래한 바이오 소재를 활용하여 하천복원을 진행하는 것으로 향후 하천복원 이외에도
화이트바이오 산업기술로 육성이 가능할 것으로 판단됨
핵심어
핵심어의 구분, 핵심어, 핵심어1~핵심어5 정보제공
핵심어 핵심어1 핵심어2 핵심어3 핵심어4 핵심어5
국문 제방호안 보호 친환경 신소재 하상 보호 생태하천 바이오 폴리머
영문 levee revetment protection Eco-friendly new material river bed protection ecological river biopolymer
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