• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2023.05a
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• pp.139-139
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• 2023

산사태는 사면에서 발생하는 대표적인 토사재해이다. 그리고 산사태가 발생하여 사면이 붕괴하였을 때 동반되어 나타나는 토석류는 지형 변화의 중요한 원인으로 간주한다. 산사태와 토석류가 도시나 농촌 등 인구가 밀집된 지역에서 발생할 경우 직접적인 인명 피해와 재산 피해를 발생시키며, 댐이나 저수지가 위치한 유역에서 발생할 경우 댐/저수지에 토사가 유입되어 유효저수량을 감소시킴으로써 시설물의 기능을 저하할 수 있다. 댐/저수지의 지속적인 운영과 관리하고 이러한 피해를 최소화하기 위해서는 수치 모형을 활용하여 현상을 이해하고, 분석하는 것이 필수적이다. 하지만 한국은 국토 70%의 산지에 약 18,000개의 댐과 저수지가 설치되어 있으나, 댐과 저수지 유역에서 발생하는 산사태와 토석류에 대한 연구는 미흡한 실정이다. 이에 본 연구는 댐이나 저수지 유역에서 발생하는 산사태-토석류로 인해 해당 시설물에 발생하는 피해를 집중적으로 분석하고자 수치모형을 활용하였다. 또한 산지에서 발생하는 토사재해의 특성을 반영하고자 식생을 고려하기 위한 분포 시나리오를 구축하여 사면 안정성 및 토석류 유동에 있어서 식생의 영향을 파악하였습니다.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2019.05a
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• pp.262-262
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• 2019

2011년 7월 27일 서울 지역에 내린 시간당 100mm가 넘는 집중호우로 우면산 일대에 산사태가 발생하였고, 그 결과 많은 인명과 재산 피해가 야기되었다. 이러한 토석류로 인한 피해를 저감하기 위한 여러 연구가 이루어진 바 있으나, 대부분의 연구는 연행작용에 대해서 고려하지 못하고 있거나, 인명과 재산 피해의 큰 비중을 차지하는 건물은 모의 분석에 제외되어 있다. 본 연구에서는 연행작용을 고려할 수 있는 Deb2D 모형을 이용하여 하류부에서 토석류의 유동을 건물의 유/무를 구분하여 분석하였다. 우면산 북측사면의 산사태 전 후의 항공 LiDAR DEM을 활용하여 DB를 확보하였고, 추가적으로 수치지형도를 통해 얻은 피해지역 건물들의 형상을 Deb2D 모형에 적용하여 실제 환경과 가까운 모의를 수행하였다. 이러한 자료들을 바탕으로 Deb2D 모형을 이용한 토석류 유동의 분석 및 모의실험을 진행하였고, 발생 지역의 정보가 부족하다는 점을 고려하여 지질특성에 따른 매개변수를 다양한 값으로 산정하여 토석류의 유동을 비교 분석하였다. 건물의 유/무에 따른 토석류 유동의 차이는 유역 하류부인 피해지역에서 모의실험을 통해 나타났다. 이러한 결과를 통하여 연행작용과 건물의 정보를 분석 모형에 추가함으로써 실질적인 인명과 재산 피해를 예측하고, 예방할 수 있을 것으로 기대된다.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2007.05a
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• pp.345-349
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• 2007

삽교천 홍수예보시스템은 1999년에 개발되어 현재까지 운영되고 있으나, 개발 이후 유역특성의 변화를 반영한 모형 개선이 이루어지지 않았고, 삽교천 하구둑의 영향을 고려한 모형은 개발되어 있지 않은 실정이다. 이 지역 중에서 특히 천안/아산지역은 급격한 인구증가와 산업화 및 도시화에 의해 면적당 자산의 고도화가 증가하며, 이에 따라 홍수시 피해잠재능은 점점 증가하고 있는 상황이다. 홍수예보 정확도 향상을 위하여 삽교천 유역내 수위관측소 증설에 따른 소유역을 재분할하여 유역특성변화에 따른 수문학적 모형을 재구축하였다. 따라서, 삽교천유역에 신설 및 T/M화된 수문관측소에 대한 소유역 분할과 저류함수법을 이용하기 위한 저류상수를 산정하기위해 기존의 일반 종이지도로 제작된 지형도(1:50,000), 녹지자연도, 지질도, 개략토양도 등을 이용하는 대신 수치지도를 이용하여 저류상수를 산정하였다. 변화된 유역 조건을 가지고 삽교천 유역의 전체 유역 및 하도유출계산을 수행한 후, 측정 결과가 있는 지점의 수문곡선과 비교하여 모형상수가 적절히 산정되었는지 검토하고, 개선된 모형상수를 제시하였다. 또한 홍수예보지점인 원평지점의 선행예보시간을 확보하기 위하여 원평지점 상류의 예당저수지 방류량과 원평지점 수위간의 통계학적모형을 구축하였고, 2시간 이상의 선행예보시간을 확보하였다.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2022.05a
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• pp.262-262
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• 2022

토석류는 산지 사면에서 발생하여 지형변화에 큰 영향을 미치는 대표적인 자연재해 중 하나로 국내에서 발생하는 토석류는 홍수, 태풍 등 타 재해에 비하여 상대적으로 매우 짧은 시간에 발생하며, 사후대응이 어려우므로 사전대비가 필수적이다. 토석류로 인한 피해를 효과적으로 대비하기 위해서는 국내의 지질, 지형 그리고 강우에 따라 발생하는 토석류에 대한 보다 체계적인 정밀현장조사를 통한 자료 구축과 이를 분석한 토석류의 발생원인, 이동경로와 침식 및 퇴적에 관한 연구가 필요하다. 최근의 토석류 연구에서는 침식-퇴적 및 연행작용에 의한 효과를 반영한 수치모의 연구들이 있으나, 모형의 검증을 위한 침식-퇴적 거동에 대한 자료는 현재까지 매우 부족한 실정이다. 토석류 발생에 따른 침식-퇴적 거동특성은 그 자체로도 공학적으로 중요한 요소이며, 수치해석 모의에 필요한 매개변수 추정에도 필요한 항목이다. 토석류 모의의 검증자료로 활용될 수 있는 토석류에 대한 실험적 연구는 토석류의 확산 형태 및 확산 길이에 대한 내용이 대부분으로 흐름수로에서의 침식 및 퇴적에 대한 연구는 찾아보기 어려운 상태이다. 본 연구에서는 토석류 발생에 따른 흐름부에서의 침식 및 퇴적에 대한 거동 특성을 분석하기 위하여 함수비, 흐름수로 경사, 상부 붕괴토조의 토사깊이, 흐름수로 침식가능 깊이 등 다양한 조건으로 실내모형실험을 수행하였다. 상부 토조의 토사 함수비가 30~80% 실험에서는 퇴적 현상이 탁월하였고, 100% 이상인 실험에서는 침식 현상이 확연하게 나타나 토사의 함수비가 높아지면 집중호우 등 선행강우로 인한 산지 지역에서 발생되는 토석류 현상과 유사하고, 함수비가 낮으면 토석류(Debris flow)가 아닌 입상유동(Granular flow)으로 보는 것이 적절한 것으로 판단된다. 상부 토조의 함수비를 100% 이상으로 변화하여 침식이 발생한 실험에서 상부 토조의 액화 된 토사는 빠른 속도로 흐름이 진행되면서 함수비와 붕괴 체적이 증가할수록 흐름수로 상류부에 침식이 크게 나타나고, 상류부의 토사를 중류부를 거쳐 하류부까지 연행(Entrainment)하는 것으로 판단된다.

• The Journal of Engineering Geology
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• v.9 no.2
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• pp.161-176
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• 1999

The objectives of this study are to analyze the changes of geo-surface topography in the Siwha embankment and the Ahsan city area by the image processing of Landsat Thematic Mapper data, and to estimate the reclaimed amount of the exposed tidal flat in the Siwha area using the GIS. False color composite, Tasseled cap, NVDI(normalized difference vegetation index), and supervised classification techniques were used to analyze the distribution of sediments and the aspect of topographical variations caused by artificial human actions. The total amount of the exposed tidal flat was estimated on the basis of the database snch as aerial photography, hydrographic chart, geological map, and scheme drawing in the Siwha area. The possible excavation regions for a seawall were predicted analyzing the supervised classification image of Landsat TM data. Tasseled cap images were used to observe the distribution of sediments. The difference of the NDVI images between spring and summer seasons indicates that deciduous and coniferous forests were distributed over the whole areas. The total fill-volume of the exposed Siwha tidal flat and the fill-volume of the construction planning seawall were calculated as $581,485,354\textrm{m}^3{\;}and{\;}3,387,360\textrm{m}^3$, respectively, from the digital terrain analysis. Daebu Island, Sunkam Island, and the part of Songsan-myeon were chosen as the cut area to make the seawall, and their cut-volumes were estimated as $5,229,576\textrm{m}^3,{\;}79,227,072\textrm{m}^3,{\;}and{\;}47,026,008\textrm{m}^3$, respectively. Therefore, the cut-volume of Daebu Island alone among three areas was sufficient to make the seawall.

• Journal of The Geomorphological Association of Korea
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• v.19 no.2
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• pp.81-98
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• 2012

This research aims 1) to analyse the spatial occurrence of red soils, in Korea 2) to predict their spatial distribution using terrain analyses, and 3) to interpret results from the perspective of pedogeomorphological processes. Red soils (often called red-yellow soils) in Korea are frequently found on welldrained plains and gently sloping areas. These soils are widely believed paleo-soils that were formed under hot and humid climatic conditions in the past. The spatial distribution of red soils was derived from the soil map of Korea, and a DEM based soil prediction was developed, based on a continuity equation to depict water and material flows over the landscape. About 64.5% of the red soil occurrence can be explained by the prediction. Close examinations between surveyed and predicted red soil maps show few distinctive spatial features. Granitic erosional plains at the inland of Korea show comparatively low occurrence of red soils, which might indicate active geomorphological processes within the basins. The occurrence of red soils at limestone areas is more abundant than that of the predicted, indicating the influence of parent materials on the formation of red soils. At and around lava plateau at Cheulwon and Youncheon, the occurrence of red soils is underestimated, which might partly be explained by the existence of loess-like surface deposits. There are also distinctive difference of prediction results between northern and southern parts of Korea (divided by a line between Seosan and Pohang). The results of this research calls for more detailed field-based investigations to understand forming processes of red soils, focusing on the spatial heterogeneity of pedological processes, the influence of parent materials, and difference in uplift patterns of the Korean peninsula.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2011.05a
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• pp.282-286
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• 2011

토양침식 및 유사유출로 인한 피해를 예방하고 대응방안을 수립하기 위해서는 침식의 발생원인과 규모에 대한 정량적 평가가 필요하다. 이를 위해서는 지속적인 계측에 의한 토양침식량 산정이 가장 바람직하지만 실질적으로 유역규모의 지속적인 모니터링은 불가능하므로 유역의 수문/지형/지질학적 특성을 고려한 수치모형을 사용하여 토양침식량 및 유사유출량을 산정하는 것이 일반적이다. 이러한 수치모형을 이용한 수문모의의 경우 모형의 구조, 모델링에 사용되는 자료, 매개변수 등에 포함된 다양한 불확실성 요인에 의해 계산결과에 상당한 불확실성을 포함하고 있다. 본 연구에서는 매개변수의 불확실성 전이에 따른 수문모의결과의 불확실성의 정량적인 평가를 위해 서로 다른 두가지 수문량(유출량, 유사유출량)을 제공하는 강우-유사-유출 모형을 선택하고, 다중최적화기법인 MOSCEM-UA을 이용하여 매개변수 상호작용에 의한 Pareto 최적해 군 및 균형최적해를 산정하고, 이에 따른 수문예측결과의 불확실성을 평가하였다.

• Economic and Environmental Geology
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• v.36 no.4
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• pp.313-320
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• 2003

Slope disaster is one of the repeated occurring geological disasters in rainy season resulting in about 23 human losses in Korea every year. The slope disaster, however, mainly depends on the spatial and climate properties. such as geology, geomorphology, and heavy rainfall, and, hence, the prediction or hazard analysis of the slope disaster is a difficult task. Therefore, GIS and various statistical methods are implemented for slope disaster analysis. In particular, GIS technique is widely used for the analysis because it effectively handles large amount of spatial data. The GIS technique. however, only considers the statistics between slope disaster occurrence and related factors, not the mechanism. Accordingly. an infinite slope model that mechanically considers the balance of forces applied to the slope is suggested here with GIS for slope disaster analysis. According to the research results, the infinite slope model has a possibility that can be utilized for landslide prediction and hazard evaluation since 87.5％ of landslide occurrence areas have been predicted by this technique.

• Geophysics and Geophysical Exploration
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• v.2 no.4
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• pp.191-201
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• 1999

The interpretation of resistivity data has, so far, mainly been made under the assumption that the earth is of relatively simple structure and then using one or two-dimensional inversion scheme. Since real earth structure and topography are fully three-dimensional and very complicated In nature, however, such assumptions often lead to misinterpretation of the earth structures. In such situations, three-dimensional inversion is probably the only way to get correct image of the earth. In this study, we have developed a three-dimensional inversion code using the finite element solution for the forward problem. The forward modeling algorithm simulates the real field situation with irregular topography. The inverse problem is solved iteratively using the least-squares method with smoothness constraint. Our inversion scheme employs ACB (Active Constraint Balancing) to enhance the resolving power of the inversion. Including Irregular surface topography in the inversion, we can accurately define the earth structures without artifact in the numerical tests. We could get reasonable image of earth structure by Inverting the real field data sets taken over highway bridge construction site.

• Economic and Environmental Geology
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• v.19 no.4
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• pp.283-292
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• 1986

Finite element method with linear triangular and bilinear rectangular elements is applied to solve the three-dimensional potential distribution due to a point source of current located in or on the surface of the earth containing arbitrary two-dimensional resistivity distribution. The modeling technique developed in this paper is flexible to model conductive inhomogeneity and surface topographies, and more accurate to evaluate surface potentials than the conventional techniques using finite difference method. Since it is possible to reduce nodal points with acceptable accuracy, this modeling technique is very efficient and economic in terms of execution time and core space. A few geologic structures adequate to demonstrate above features are simulated in this paper.