• Title/Summary/Keyword: 붕괴예측

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Applying Methodology of Physical-Based Dam Breach Model (물리기반 댐 붕괴 모형 적용 방안)

  • Kim, Keuk-Soo;Kim, Ji-Sung;Kim, Yong-Jeon;Kim, Won
    • Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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    • 2011.05a
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    • pp.428-428
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    • 2011
  • 댐은 우리사회에 다양한 이익을 제공하는 반면 과거의 댐 붕괴 사례에 비추어 볼 때 붕괴로 인한 피해 규모는 막대하다. 세계 각국에서는 기존 댐들에 대한 잠재적 붕괴에 대비하기 위해 비상대처계획(Emergency Action Plan, EAP)과 같은 대책을 수립하여 붕괴로 인한 피해를 최소화하기 위한 노력을 기울이고 있다. 댐붕괴 모델링은 크게 댐 결괴부에 대한 예측과정과 댐 붕괴로 인한 하류부 홍수추적 과정으로 분류할 수 있다. 결괴부 예측과정은 댐붕괴로 인한 저수지 유출량에 가장 큰 영향을 미치는 부분이며 하류부 영향지역의 평가에도 매우 중요한 요소이다. 댐붕괴 예측모형은 결괴부에 대한 예측에 따라 매개변수 기반 모형과 물리기반 모형으로 분류된다. 매개변수 기반모형은 결괴형성과정을 단순 시간에 의한 함수로 고려하고 있으며 결괴부를 통한 흐름은 위어흐름으로 가정하고 있다. 이 모형은 현재 댐 붕괴 실무에서 가장 널리 이용되고 있으며 대표적인 모형은 FLDWAV/ DAMBRK 모형, HEC-RAS 모형 등이 있다. 물리기반 모형은 댐 붕괴진행 과정의 상세한 이해를 위해 시작되었으며 결괴부 흐름상황, 제체 침식, 제체가 불안정해지는 과정을 수리실험과 수리학, 토질역학, 구조역학 등의 이론을 통합하여 예측하는 기법으로 댐붕괴 과정을 좀 더 현실적으로 예측할 수 있으며 기존 붕괴된 댐들에 대한 붕괴 원인 및 진행과정을 규명할 수 있는 장점을 가진다. 최근 개발된 물리기반 댐 붕괴 모형은 HR-BREACH 모형, WINDAM 모형, FIREBIRD 모형 등이 있으며 지속적으로 연구되고 있다. 본 연구에서는 현재 진행 중에 있는 물리기반 댐 붕괴 모형들을 검토하고 현재 USDA, ARS에서 개발 중에 있는 WINDAM 모형을 이용하여 물리기반 모형의 수행에 요구되는 입력변수, 수행과정, 결과물에 대한 검토를 통해 댐 붕괴 관련 연구의 발전 방향을 모색하고 국내에서 물리기반 댐 붕괴 모형을 적용하기 위해 요구되는 사항과 한계점을 파악하여 댐 붕괴 실무로의 적용 방안을 마련하는 데 그 목적이 있다.

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Review of Peak Breach Outflow Predictors in Dam-Failure Modeling (댐붕괴 모델링을 위한 첨두붕괴유출량 예측식 검토)

  • Kim, Keuk-Soo;Kim, Ji-Sung;Kim, Won
    • Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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    • 2010.05a
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    • pp.1846-1851
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    • 2010
  • 댐붕괴 모델링에 관한 연구가 활성화된 시기는 미국 Baldwin Hills 댐(1964)과 Lower Van Norman(San Fernando) 댐(1971) 붕괴 사고 이후이며 1970년대 발생한 Buffalo Creek 댐(서부 버지니아, 1972), Teton 댐(아이다호, 1976), Laurel Run 댐/Sandy Run 댐(펜실바니아, 1977), Kelly Barnes 댐(조지아, 1977) 붕괴 사고로 인해 미국 댐 안전 관리 프로그램의 포괄적 재검토의 필요성이 제기되었다. 국내에서도 연천댐 붕괴(1996년)와 장현저수지와 동막저수지의 붕괴(2002년)로 하류에 위치한 가옥 및 농경지 침수로 인해 재산피해가 발생한 바 있으며, 2005년 비상대처계획 수립을 의무화하는 제도가 도입되었다. 오늘날 댐 붕괴와 붕괴로 인한 유출 수문곡선을 분석하는데 이용 가능한 수많은 도구들이 존재하고 있다. 가장 잘 알려져 있으며 가장 널리 이용되는 모형은 NWS Dam-Break Flood Forecasting Model(DAMBRK; Fread, 1977)이며 국내 댐 저수지 비상대처계획 수립을 위해 많이 이용되고 있다. DAMBRK 모형의 입력자료는 붕괴지속시간, 결괴부측면경사, 최종결괴부바닥표고, 댐붕괴시작수위 등이 요구되며, 이 중 결괴형성과정에 관련된 매개변수의 선정을 위해서는 댐붕괴 사례연구 자료가 활용되고 있다. 모형으로부터 도출된 붕괴유출수문곡선에 대한 적정성 평가는 과거 경험, 공학적 판단, 첨두유량 예측식에 의해 수행되고 있으며 가장 객관적인 기준이라 판단되는 첨두유출량 예측식은 사례연구 자료의 부족으로 인해 높은 불확실성을 안고 있다. 본 연구는 최근까지 개발된 댐결괴 첨두유출량 예측식을 기반으로 국내 건설된 댐의 대다수를 차지하는 필댐에 대해 댐높이, 댐형식별로 예측식의 적정성을 평가하였다.

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Applicability of AE for the Prediction of Rock Slope Failure (암반비탈면 붕괴시 예측가능한 AE의 적용성에 관한 연구)

  • Lee, Dong-Keun;Kim, Yeon-Joong;Kim, Seok-Chun;Chun, Byung-Sik
    • Journal of the Korean Geotechnical Society
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    • v.27 no.1
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    • pp.25-34
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    • 2011
  • In general, many instrumentations of slope rely on theory or experience because on-site accessibility and long term instrumentation are difficult to conduct the instrumentation of slopes. Also the prediction of disaster is very difficult. Therefore experimental research was conducted about an effective method to predict collapse of slope and on-site applicability in this study. The collapse of slope was able to be predicted by applying AE sensor which we call WEAD to the failure criteria. The parameters of AE generated during the collapse of slope were secured through bending shear test. Test construction was applied to the slope with a history and a possibility of collapse. As a result, it is shown that AE parameters do not exceed the failure criterion and is found to be stable slopes. As the real symptoms of collapse did not appear, AE was found to have excellent applicability.

A Basic Study on the Prediction of Collapse of Tunnels Using Artificial Neural Network (인공신경망 기법을 이용한 터널 붕괴 예측에 관한 기초 연구)

  • Kim, Hong-Heum;Lim, Heui-Dae
    • Journal of the Korean Geotechnical Society
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    • v.32 no.2
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    • pp.5-17
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    • 2016
  • Collapse of a tunnel can occur anytime, anywhere due to the special characteristics of tunnel structures and unexpected geological conditions during construction. Tunnel collapse will lead to economic losses and casualties. So various studies are continually being conducted to prevent economic losses, casualties and accidents. In this study, we analyzed data from 56 domestic construction tunnel collapse sites, and input factors to be applied to the artificial neural network were selected by the sensitivity analysis. And for the artificial neural network model design studies were carried out with the selected input factors and optimized ANN model to predict the type of tunnel collapse was determined. By using it, in 12 sites where tunnel collapse occurred applicability evaluation was conducted. Thus, the tunnel collapse type predictability was verified. These results will be able to be used as basic data for preventing and reinforcing collapse in the tunnel construction site.

Recommendation of I-D Criterion for Steep-Slope Failure Estimation Considering Rainfall Infiltration Mechanism (강우침투 메커니즘을 이용한 급경사지 붕괴예측 I-D 기준식 제안)

  • Song, Young-Karb;Kim, Young-Uk;Kim, Dong-Wook
    • Journal of the Korean Geotechnical Society
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    • v.29 no.5
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    • pp.65-74
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    • 2013
  • The natural disaster occurrences and the loss of lives caused by the steep-slope failures in Korea were investigated in this study. The investigation includes the frequency rate of the steep-slope failures with respect to the characteristics of precipitation, underlying bedrock, and weathered soils. Analysis on the problems in the existing estimation methods of steep-slope failure was also undertaken, and a new model using unsaturated infinite slope stability was developed for the better slope failure estimation. The slope analyses by the newly developed model were performed considering unsaturated infinite slope, the gradient of slope, and hydro/mechanical properties of soils. Steep-slope failure estimation criterion is proposed based on the analysis results. In addition, the precipitation amount corresponding to warning stages against steep-slope failure is provided as an equation of Intensity-Duration criterion.

Development of model for prediction of land sliding at steep slopes (급경사지 붕괴 예측을 위한 모형 개발)

  • Park, Ki-Byung;Joo, Yong-Sung;Park, Dug-Keun
    • Journal of the Korean Data and Information Science Society
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    • v.22 no.4
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    • pp.691-699
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    • 2011
  • Land sliding is one of well-known nature disaster. As a part of effort to reduce damage from land sliding, many researchers worked on increasing prediction ability. However, because previous studies are conducted mostly by non-statisticians, previously proposed models were hardly statistically justifiable. In this paper, we predicted the probability of land sliding using the logistic regression model. Since most explanatory variables under consideration were correlated, we proposed the final model after backward elimination process.

A Study on Development of Downstream Flood Damage Prediction Model by Dam-Break of Small Agricultural Reservoir (농업용 소규모 저수지의 붕괴에 따른 하류부 피해예측모델 개발에 관한 연구)

  • Park, Jong-Yoon;Jung, Wan-Sue;Lee, Joo-Heon;Kang, Boo-Sik;Kim, Seong-Joon
    • Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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    • 2010.05a
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    • pp.1832-1835
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    • 2010
  • 본 연구는 이상홍수와 급속한 도시화로 인하여 설계 및 축조 당시의 수문, 기상환경이 변화함에 따라 해마다 증가하는 저수지관련 홍수피해에 효율적으로 대처하기 위하여 국내 농업용 저수지 17,649개 중 14,154개(80.2%)에 해당하는 30만$m^3$ 이하의 소규모 저수지를 대상으로 댐 붕괴에 의한 저수지 하류의 피해 규모 및 피해양상을 정량화 할 수 있는 피해예측모델을 개발함으로써 저수지 하류하천 위험기준을 수립할 수 있는 방안을 제시하고자 한다. 이를 위해 경기도 용인시에 위치한 창리저수지(20.0만$m^3$)를 대상으로 댐 붕괴 시나리오를 작성하고 빈도별홍수량 및 가능최대홍수량(Probable Maximum Flood, PMF)을 산정하여 HEC-HMS 모형을 이용한 댐 붕괴 모의를 실시하였다. 하류부 홍수해석은 창리저수지 직하류 화곡천(1.12km) 구간에 대해 HEC-RAS 모형을 이용하여 댐 붕괴 홍수파 수문곡선에 따른 홍수범람도를 작성하였다. 또한 홍수범람구역에 해당되는 행정구역의 자산DB를 구축하고 홍수피해산정 방법으로 널리 사용된 다차원법(Multi - Dimensional Flood Damage Analysis, MD-FDA)과 기존 간편법의 장점을 살려 댐 붕괴에 따른 하류부 홍수피해액을 산정하였다.

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The Development of Landslide Predictive System using Measurement Information based on u-IT (u-IT기반 계측정보를 이용한 급경사지붕괴 예측 시스템 개발)

  • Cheon, Dong-Jin;Park, Young-Jik;Lee, Seung-Ho;Kim, Jeong-Seop;Jung, Do-Young
    • Journal of the Korea Academia-Industrial cooperation Society
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    • v.14 no.10
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    • pp.5115-5122
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    • 2013
  • This paper has studied about the development and application of landslide collapse prediction real-time monitoring system based on USN to detect and measure the collapse of landslide. The rainfall measuring sensor, gap water pressure sensor, indicator displacement measuring sensor, index inclination sensor, water content sensor and image analysis sensor are selected and these are applied on the test bed. Each sensor's operation and performance for reliability verification is tested by the instrument which is installed in the field. As the result, u-IT based real-time landslide monitoring system which is developed by this research for landslide collapse detection could minimize life and property damages because it makes advance evacuation with collapse risk pre-estimate through real-time monitoring on roadside cut and bedrock slopes. This system is based on the results of this study demonstrate the effect escarpment plan are spread throughout.

A Forecasting Model for the Flooded Area Fesulting from Breached Levee (하천제방의 붕괴로 인한 제내지의 침수예측 모형)

  • 이종태;한건연
    • Water for future
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    • v.22 no.2
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    • pp.223-231
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    • 1989
  • A dynamic levee breach model is demonstrated which can be applied to various types of breach such as overtopping, breaking, and piping. Through a hypothetical simulation the sensitivity of brach width and duration in the result are discussed. the breach width has more important effect than the failure duration upon a side discharge owing to levee breach.

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Failure Predict of Standard Sand Model Slope using Compact Rainfall Simulation (소형 인공강우 장치에 의한 표준사 모형사면의 붕괴 예측)

  • Moon, Hyo Jong;Kim, Dae Hong;Jeong, Ji Su;Lee, Seung Ho
    • Journal of Korean Society of Disaster and Security
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    • v.8 no.2
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    • pp.21-26
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    • 2015
  • This study analyzes the failure predict of model slope due to changes in ground condition followed by heavy rainfall with a simulated rainfall system. the movement of a slope from the rainfall penetrating the unsaturated soil is investigated with respect to various conditions of pore-water pressure, earth pressure and moisture content, considering rainfall duration and permeability.