• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2015.05a
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• pp.63-63
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• 2015

산사태나 토석류와 같은 산지재해가 빈발하고 인명과 재산의 피해가 증가함에 따라 적절한 대책이 시급하게 요구되고 있다. 토석류 매커니즘에 대한 많은 선행 연구가 이루어졌으며, 토석류 수치해석은 설정된 지형이나 수문곡선 등의 조건하에서 토석류의 발생, 이동, 퇴적, 범람범위 등의 거동을 표현하는 것이다. 본 연구에서는 토석류 해석에 자주 이용되는 Takahashi model과 Egashira model을 이용하여 침식과 퇴적과정을 모의하였다. Takahashi model에서는 토석류, 소류 상집합유동 등에 따라 유동형태가 달라지는 반면, Egashira model에서는 유동형태의 구분없이 침식이나 퇴적이 일어나지 않는 평형경사를 상정하여 하상구배가 평형구배를 만족시키는 방향으로 침식/퇴적이 발생한다고 평가한다. 이러한 각각의 토석류 모델을 이용하여 여러 가지 하상에서의 침식현상, 퇴적현상을 수치모의하고 각 모델의 해석결과를 비교하였다. 또한 이동상에서의 침식/퇴적거동을 해석하였으며, 실제 지형에 대한 적용가능성을 검토하였다. 이러한 토석류 수치해석 결과를 이용하여 토석류재해의 규모나 범위를 예측할 수 있으며 실제로 발생한 토석류재해의 검증, 사방구조물의 기능평가에도 유용하게 이용될 수 있다. 본 연구에서는 1차원해석에 머물러 있으나 계류상의 거동을 표현하고 사방구조물의 위치선정을 위해서는 무리가 없으며, 향후 2차원해석을 통해 범람거동을 해석한다면 토석류위험지도 작성에 유효할 것으로 판단되었다.

• Proceedings of the Korean Society of Computer Information Conference
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• 2012.07a
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• pp.33-34
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• 2012

토석류 퇴적 모델은 토석류에 의한 피해지 예측을 위해 그 효용성이 입증된 모델이지만 이를 이용하기 위해서는 몇 가지 파라미터를 필요로 한다. 파라미터를 자동으로 추정하기 위한 방법은 여러 가지가 있지만 토석류에 의한 피해지 예측을 위한 데이터는 충분히 양을 확보하기가 어려우므로 기존의 학습 기법을 적용하는데 어려움이 있다. 본 논문에서는 인공 신경망을 학습시키는 과정에서 기존 샘플로부터 의사 샘플을 생성하고 이를 학습에 사용함으로써 보다 안정적인 학습이 가능한 의사 샘플 신경망을 제안하였다. 제안한 의사 샘플 신경망은 해공간을 평탄화시킴으로써 잘못된 국부 최적해에 빠질 확률을 줄여주고 따라서 보다 안정적인 파라미터 추정이 가능하다는 사실을 실험을 통해 확인할 수 있다.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2012.05a
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• pp.105-105
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• 2012

최근 우리나라는 집중호우로 인한 토석류의 발생이 현저하게 증가하고 있으며, 2002년 태풍 루사와 2003년 매미 그리고 2006년 7월 집중호우 등으로 인한 피해의 규모는 여러 조사와 문헌에서도 확인할 수 있다. 2011년 7월, 서울 우면산 일대에서는 집중호우로 인한 토석류가 발생하였으며, 16명의 인명손실을 포함한 큰 피해가 있었다. 우면산 토석류는 십여 개 지역에서 동시다발적으로 발생하였으며, 토석류 발생 유역 특성과 토석류의 유동특성을 분석하기 위한 현장 조사가 진행되었다. 조사한 자료에 따르면 우면산 일대의 일일 강우량은 서초 기상측정소를 기준으로 최대 24시간 누적 324mm 그리고 시간당 최대 68.5mm/hr를 기록하였다. 상업용 소프트웨어인 FLO-2D는 유사농도의 함수로서 점성(viscous)응력, 항복(yield)응력, 난류 및 분산(dispersive) 응력항을 포함하는 2차 유변학(quadratic rheology) 모델을 기본으로 사용하여 이류(mudflow)와 토석류(debris flow)를 모의할 수 있다. FLO-2D는 흐름의 운동량 및 에너지 보존을 고려하여 격자와 시간에 관계없이 유동심도, 속도, 압력을 예측할 수 있으며, 격자 기반의 모델로서 GIS 및 기타 응용 프로그램들과 연동이 쉽다는 장점이 있다. 그러나 하상침식에 의해 유발된 토석류의 체적 증가는 고려 할 수 없으므로 토석류의 전파 및 퇴적영역에서의 토석류 모의에만 사용할 수 있는 단점이 있다. 이 연구의 목적은 FLO-2D 소프트웨어를 이용하여 우면산에서의 토석류 현상을 재현하는 것이다. 우면산 일대에서 발생한 토석류 중 서초구 방배동의 래미안 아파트 부근에서 발생한 토석류에 대하여 수치지도(DEM)와 현장조사를 통해 얻은 지형자료, 해당 지역의 강우량 및 지질 특성 자료 등을 토대로 FLO-2D 모델을 적용하여 토석류의 흐름특성을 검토한다. 토석류 유동 및 퇴적에 대한 가용한 현장관측 자료와의 비교 분석을 통하여 토석류 특성 값을 산정하고, 모델의 적용성을 검증한다.

• Journal of the Korean Society of Surveying, Geodesy, Photogrammetry and Cartography
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• v.32 no.5
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• pp.515-525
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• 2014

Recently, because of increasing in downpour and typhoon, which are caused by climate changes, those sedimentation disasters, such as landslide and debris flow, have become frequent. Those sedimentation disasters take place in natural slope. In order to predict debris flow damage range within wide area, the response model is more appropriate than numerical analysis. However, to make a prediction using Random Walk Model, the regional parameters is needed to be decided, since the regional environments conditions are not always same. This random Walk Model is a probability model with easy calculation method, and simplified slope factor. The objective of this study is to calculate the optimal parameters of Random Walk Model for Umyeon mountain in Seoul, where the large debris flow has occurred in 2011. Debris flow initiation zones and sedimentation zones were extracted through field survey, aerial photograph and visual reading of debris flow before and after its occurrence via LiDAR DEM.

• Journal of Korean Society for Geospatial Information Science
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• v.24 no.3
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• pp.59-66
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• 2016

The 2011 debris flow in Mt. Umyeonsan in Seoul, South Korea caused significant damages to the surrounding urban area, unlike other similar incidents reported to have occurred in the past in the country's mountainous regions. Accordingly, landslides and debris flows cause damage in various surroundings, regardless of mountainous area and urban area, at a great speed and with enormous impact. Hence, many researchers attempted to forecast the extent of impact of debris flows to help minimize the damage. The most fundamental part in forecasting the impact extent of debris flow is to understand the debris flow behavior and sedimentation mechanism in complex three-dimensional topography. To understand sedimentation mechanism, in particular, it is necessary to calculate the amount of energy and erosion according to debris flow behavior. The previously developed debris flow models, however, are limited in their ability to calculate the erosion amount of debris flow. This study calculated the extent of damage caused by a massive debris flow that occurred in 2011 in Seoul's urban area adjacent to Mt. Umyeonsan by using DEM, created from aerial photography and airborne LiDAR data, for both before and after the damage; and developed and compared a debris flow behavioral analysis model that can assess the amount of erosion based on energy theory. In addition, simulations using the existing debris flow model (RWM, Debris 2D) and a comprehensive comparison of debris flow-stricken areas were performed in the same study area.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2020.06a
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• pp.305-305
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• 2020

2019년 10월에 발생한 태풍 미탁은 강원도 삼척시 근덕면 궁촌리 기준 시간당 최대 129mm/hr, 누적강수량 488.5mm를 기록하며 폭우와 강풍, 홍수, 토석류 및 산사태로 사망 13명, 실종 2명, 이재민 910세대 1,442명의 인명피해와 공공시설 1,835건, 사유시설 3,700건 등의 재산 피해가 발생하였다. 한편 Hyper KANAKO 모형은 일본에서 개발된 토석류 수치 모델로 오픈소스인 QGIS와 연동되어 도구의 형태로 사용할 수 있어 사용자에게 편리함을 제공하고 토석류 해석 시 침식 및 퇴적작용의 해석이 가능하다. 1차원의 지형(계류)과 2차원의 지형(퇴적부)의 지반설정과 사방댐의 종류(Closed, Slit, Landslide) 및 개수, 위치, 높이 등을 쉽게 조절할 수 있다는 장점이 있다. 또한, DEM을 기반으로 변환 프로그램을 사용하여 구축한 자료인 LP(Laser Profiler) 데이터를 바탕으로 3차원의 지형을 볼 수 있어 2차원의 지형보다 사용자의 직관적인 해석이 가능하다. 본 연구에서는 QGIS와 Hyper KANAKO를 이용하여 태풍 미탁으로 토석류 피해가 발생한 강원도 삼척시 신남지역을 대상으로 DEM과 LP 데이터를 구축하고 수치모델링을 실시하여 현장조사 결과와 비교분석 하였다.

• Journal of the Korea Society of Computer and Information
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• v.17 no.11
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• pp.11-18
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• 2012

Debris flow deposition model is a model to predict affected areas by debris flow and random walk model (RWM) was used to build the model. Although the model was proved to be effective in the prediction of affected areas, the model has several free parameters decided experimentally. There are several well-known methods to estimate parameters, however, they cannot be applied directly to the debris flow problem due to the small size of training data. In this paper, a modified neural network, called pseudo sample neural network (PSNN), was proposed to overcome the sample size problem. In the training phase, PSNN uses pseudo samples, which are generated using the existing samples. The pseudo samples smooth the solution space and reduce the probability of falling into a local optimum. As a result, PSNN can estimate parameter more robustly than traditional neural networks do. All of these can be proved through the experiments using artificial and real data sets.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2021.06a
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• pp.235-235
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• 2021

아시아 몬순기후의 영향에 의해 우리나라는 2020년 7월부터 9월까지 약 90일간의 장마로 인해 크고 작은 수재해가 발생하였다. 특히, 안성, 충주, 음성 그리고 곡성 등에서 인명피해가 발생하였으며, 그 외 13개소에서 많은 재산 피해가 발생하였다. 2020년 산사태/토석류 재해로 인한 전국적인 피해액은 약 3,900억으로 보고되고 있으며, 매년 집중호우에 의해 피해 양상이 변하고, 도시지역에서의 발생이 빈번하게 늘고 있다. 집중호우에 의한 산사태/토석류 전이 피해를 저감시키기 위해서는 발생 물질이 어디까지 이동할 수 있는지에 대한 위험범위확산에 대한 연구가 중요하며, 이런 연구를 기반으로 인명피해를 줄이기 위한 연구가 필요하다. 이를 위해 본 연구에서는 천수방정식, 유변학특성 식 그리고 연행침식 식을 조합하여 개발된 적응형 격자기반 2차원 토석류 모델을 이용하여 안성, 음성 그리고 단성지역에서 발생했었던 산사태/토석류 전이 피해 양상을 해석하였다. 산사태 발생 후 2~3일 이내에 지표 지질 및 지형 조사를 실시하였으며, UAV 및 항공사진을 이용하여 산사태 및 토석류의 형태를 맵핑하였다. 지질 및 지형조사 시 간이 Vein tester를 이용하여 야외에서 토양 물성관련 자료를 취득하였으며, 토석류의 이동 흔적(나무 등에의 토석류 타격 흔적)을 이용하여 조사지점에서의 최대 토석류 흐름 깊이를 추정하였다. 정확한 토석류의 유속에 대한 자료 부족으로 2011년 우면산에서 발생한 약 26m/s의 속도를 이용하여 토석류의 흐름 특성을 계산하였다. 이와 더불어 연행침식의 계산을 위해 발생지점 부터 토석류가 퇴적된 하류부까지 기반암의 노출 및 퇴적 정보를 통해 최대 침식 깊이를 추정하여 입력자료로 활용하였다. 토석류 맵핑자료와 비교 결과 정확도가 90%이상으로 나타났으며, 토석류 발생 후 안성 200초, 음성 180초 그리고 단성 180초 이내로 토석류가 하류까지 이동할 수 있는 것으로 계산되었다. 본 연구와 같이 산사태/토석류 발생 메커니즘 해석에 대한 지속적인 연구를 통해 산지 재해에 의한 인명 피해를 줄일 수 있는 토석류확산범위 해석에 대한 연구가 지속적으로 필요할 것으로 판단된다.

• Journal of the Korean Association of Geographic Information Studies
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• v.13 no.2
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• pp.54-63
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• 2010

The intensive rainfall over 455 mm occurred between on 9 to 14 July 2009 triggered debris flows around the mountain area in Jecheon County. We mapped the debris flow area and estimated the debris flow volume using a high resolution digital elevation model (DEM) generated respectively from terrestrial LiDAR (Light Detection And Ranging) and topographic maps. For the LiDAR measurement, the terrestrial laser scanning system RIEGL LMS-Z390i which is equipped with GPS system and high-resolution digital camera were used. After the clipping and filtering, the point data generated by LiDAR scanning were overlapped with digital map and produced DEM after debris flow. The comparison between digital map and LiDAR scanning result showed the erosion and deposition volumes of about $17,586m^3$ and $7,520m^3$, respectively. The LiDAR data allowed comprehensive investigation of the morphological features present along the sliding surface and in the deposit areas.

• Geotechnical Engineering
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• v.13 no.5
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• pp.133-144
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• 1997

It was proved from the viscosity test for deposits of debris flows(Kim and Seo, 1997) that the property of debris flows could be represented as Bingham plastic model. Based on this bahavior, numerical analysis for the movement of debris flows is carried out by using a computer progran Polyflow which huts been developed for the analysis of the behavior of non-Newtonian fluid. The numerical results obtained from two sites agree well with the movement predicted by an empirical formula. It can be concluded, therefore. that this scheme can be used for the analysis of the movement of debris flow.