산사태 위험도 추정을 위한 간극수압 예측에 관한 연구(I) -지하수 유입량의 비교 연구-

Porewater Pressure Predictions on Hillside Slopes for Assessing Landslide Risks(I) -Comparative Study of Groundwater Recharge-

얇은 토층을 가지는 가파른 산사면에서 발생하는 산사태는 흔히 호우, 폭우, 태풍 등의 강우 사상 발생으로 초래된 지하수위 증가가 그 원인이 되며, 결국 산사면에서의 지하수위를 예측하는 것이 산사태 발생 위험도를 추정하는데 중요한 요소가 된다. 본 눈문에서는 산사면에서 지하수 유입량을 예측할 수 있는 비포화대 흐름 모델들 중 Sloan 등이 제안한 모델, Reddi가 제안한 모델, Thomas abcd 모델들을 선택하여 서로 비교 연구를 수행하였다. 또한, 포화투수계수와 모델변수들에 대하여 매개변수분석 연구를 수행하였다. 포화대 흐름에 대해서는 Sloan등이 개발한 Kinematic Storage Model(KSM)을 선택하여 한국의 산사면에 대한 적용 가능성을 연구하였다. 이들 모델들은 한국의 두 산사태 발생 지 역에 적용하였고, 그 적용 가능성 에 대한 연구가 이루어 졌다. 그 결과, Sloan 등과 Reddi가 제안한 두 모델들은 포화투수계수와 같은 불확실성을 지닌 실험 상수들의 영향을 많이 받으며, abcd모델은 지하수위 변동에 대하여 고려할 수 있도록 수정하고 적절한 최적화 기법을 사용하여 모델변수들을 구한다면, 비포화대 모델로서 현장 지역에 적용 가능하다는 결론을 얻었다. 또한, KSM은 포화대에서의 시간 지체 효과를 고려해 줄 수 있도록 수정되어야 한다는 결론을 얻었다. 본 논문의 결과는 가파른 산사면 에서의 산사태 발생 위험도를 추정하기 위한 지하수위 예측 모델 을 개발하는 데 이용할 수 있다.

Landslides on hillside slopes with shallow soil cover over a sloping bedrock are frequently caused by increases in porewater pressures following of heavy rainfall and it is one of the most important factors of assessing the risk of landslide to predict the groundwater level fluctuations in hillslopes. This paper presents the comparative study of three unsaturated flow models developed by Sloan et al., Reddi, L.N., and Thomas, H.A., Jr., respectively, which are used to predict the increase of groundwater levels in hillside slopes. The parametric study for each of models is also presented. The Kinematic Storage Model(KSM) developed by Sloan et at. is utilized to predict the saturated groundwater flow. They are applied to the two sites in Korea so as to examine the possibility of use in the groundwater flow model. The results show that two unsaturated models developed by Sloan et al. and Reddi, L. N. are largely affected by the uncertain parameters like saturated permeability and saturated water content : the abed model has the potential of use in unsaturated flow model with the optimal estimates of model parameters utilizing available optimization techniques. And it is also found that the KSM must be modified to account for the time delay effect in the saturated zone. The results of this paper are able to be utilized in developing the predictive model of groan dwater level fluctuations in a hillslope.