• Journal of the Korean GEO-environmental Society
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• v.20 no.1
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• pp.57-65
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• 2019

In this study, to investigate the effect of cylindrical countermeasure on the flow characteristics of debris flow, a series of small-scale tests were conducted using a flume with cylindrical baffles. Various heights and row numbers of installed baffles were considered as a test condition. High speed cameras and laser level sensors were also installed at the top and side of the channel, respectively, to capture the debris flow dynamics before and after baffles. Based on test results, the energy dissipation of debris flow due to baffles was analyzed. Test results showed that baffles can significantly reduce the velocity and flow depth of debris flows. The energy dissipation effect of baffles also increase as the increase of height and row number of baffles.

• Journal of Korea Water Resources Association
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• v.54 no.11
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• pp.943-953
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• 2021

The propagation of impact wave induced by landslide and debris flow occurred on the slope of lake, reservoir and bays is a three-dimensional natural phenomenon associated with strong interaction of debris flow and water flow in complex geometrical environments. We carried out 3D numerical modeling of such impact wave in a bay using a multiphase turbulence flow model and a rheology model for non-Newtonian debris flow. Numerical results are compared with previous experimental result to evaluate the performance of present numerical approach. The results underscore that the reasonable predictions of both thickness and speed of debris flow head penetrating below the water surface are crucial to accurately reproduce the maximum peak height and free surface profiles of impact wave. Two predictions computed using different initial debris flow thicknesses become different from the instant when the peaks of impact waves fall due to the gravity. Numerical modeling using relatively thick initial debris flow thickness appears to well reproduce the water surface profile of impact wave propagating across the bay as well as wave run-up on the opposite slope. The results show that the maximum run-up height on the opposite slope is not sensitive to the initial thickness of debris flows of same total volume. Meanwhile, appropriate rheology model for debris flow consisting of inviscid particle only should be employed to more accurately reproduce the debris flow propagating along the channel bottom.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2016.05a
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• pp.545-545
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• 2016

전 세계적으로 여름철 국지성 집중호우 및 태풍으로 인한 피해가 빈번하게 발생하고 있으며, 산지가 많은 국내에서는 산지지역 뿐만 아니라 도심지에서의 토석류 피해 또한 급증하고 있다. 또한 2011년 7월 우면산 토석류, 춘천시 펜션 토석류 등 규모면에서 이전 보다 큰 토석류가 발생되고 있다. 이러한 토석류로 인한 피해를 줄이기 위해서는 토석류의 수치적 해석이 필요하며 현재 다양한 토석류 수치해석 모델을 이용하여 토석류를 분석하고 있다. 또한 토석류는 주로 강우로 인해 발생되기 때문에 토석류 해석을 위해선 강우-유출해석이 선행되어야 한다. 본 연구에서는 청송 풍력단지를 조성하는 면봉산 일대를 대상지역으로 선정하였다. 토석류를 유발시키는 강우를 해석하기 위해 분포형 강우-유출모형인 S-RAT모형을 사용하였으며, 토석류 해석을 위해 토석류 2차원 수치해석모형인 RAMMS모형을 사용하였다. 두 모형의 커플링을 통해 토석류 확산범위 및 유동심, 속도, 충격력을 산정하였다. 이를 통해 유역내 토석류 발생시 동일규모의 사방시설을 토석류 흐름구간에 설치하여 위치에 따른 저감효과를 분석하여 사방시설의 적정위치에 대한 분석을 실시하였다.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2016.05a
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• pp.256-256
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• 2016

우리나라는 산지가 국토의 64%이상으로 토석류 등 지반재해의 위험성에 노출되어 있다. 토석류에 의한 피해는 예측하기 매우 힘들고 외력도 한순간에 가옥을 파괴할 정도로 매우 거대하기 때문에 지진에 의한 피해를 제외하고는 매년 반복하여 막대한 재산 및 인적손실을 발생시키고 있는 재해이다. 도심지의 경우 토석류의 피해발생시 도로 및 건물 등 재산과 인적 피해가 크기 때문에 큰 이슈화가 되며 토석류가 산지 내에서 발생할 경우 해당 피해지역에 마을 민가나 교량 등이 위치하지 않으면 토석류의 피해를 인식하기 어려워 이에 따른 조치도 늦어지고 있다. 이에 국내 및 국외에서는 산지 및 도심지의 토석류 피해를 저감하기 위하여 토석류 유출저감시설(사방댐)의 설치를 통하여 토석류 흐름 및 인공구조물들을 보호하고 있다. 본 연구에서는 토석류 수치모형인 RAMMS모형과 Flo-2d모형을 이용하여 동일 매개변수를 적용 후 토석류 수치모델링을 실시하였다. 토석류 피해지에 토석류 유출저감시설의 존재 유 무에 따른 토석류 피해범위, 유출량 등을 산정하였으며 토석류 유출저감시설의 위치에 따른 피해저감 효과를 분석하였다.

• Journal of the Korean Geotechnical Society
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• v.30 no.10
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• pp.55-65
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• 2014

Recent researches on debris flow is focused on understanding its movement mechanism and building a numerical simulator to predict its behavior. However, previous simulators emulating fluid-like debris flow have limitations in numerical stability, geometric modeling and application of various boundary conditions. In this study, depth integration is applied to continuity equation and force equilibrium for debris flow. Thickness of sediment, and average velocities in x and y flow direction are chosen for main variables in the analysis, which improve numerical stability in the area with zero thickness. Petrov-Galerkin formulation uses a discontinuous test function of the weighted matrix from DG scheme. Presented mechanical constitutive model combines fluid and granular behaviors for debris flow. Effects on slope angle, inducing debris height, and bottom friction resistance are investigated for a simple slope. Numerical results also show the effect of embankment at the bottom of the slope. Developed numerical simulator can assess various risk factors for the expected area of debris flow, and facilitate embankment design in order to minimize damage.

• Journal of the Korean GEO-environmental Society
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• v.20 no.10
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• pp.15-27
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• 2019

In this study, in order to analyze the effect of cylindrical baffles on the debris flow energy, small-scale tests were conducted using a flume with cylindrical baffles. Various row numbers of installed baffles were considered as a test condition. To investigate the scale effect of debris flow and cylindrical baffles on flow characteristics, large-scale tests were also performed according to varying row numbers of baffle for same baffle configuration with small-scale tests. Both small- and large-scale test results showed that the increase of row number of baffle increase the energy dissipation effect due to reduction of the velocity and flow depth of debris flow.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2011.05a
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• pp.323-323
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• 2011

산지가 많은 국내의 지형적인 여건은 토지의 이용에 다양한 영향을 준다. 산지주변에서는 능선을 따르거나 가로지르는 도로가 건설되고 산지계곡 하류에 발달한 선상지에는 가옥이 들어서거나 경작지로 활용되고 있다. 이러한 환경에서 우리나라는 지난 10년간 사면재해로 인한 사망자가 전체 자연재해에 27%에 달하고 이는 집중호우가 발생하는 시기에 집중되고 있어 이에 대한 연구가 필요한 실정이다. 본 연구에서는 호우 발생 시 산지하천에서 발생하는 토석류의 흐름특성을 연구하기 위해 국내 외 토석류 실험장치에 대한 조사와 토석류 실험장치를 개발하여 토석류발생 및 도달거리 예측을 위한 실험을 수행하였다. 토석류 실험장치는 수조길이 5.5m에 10-40cm의 가동폭 그리고 상 중 하류의 3단계 경사조절이 가능하며 토석류 퇴적장치를 결합하여 도달거리 및 퇴적분포를 계측할 수 있다. 토석류를 발생시키기 위해 토사공급장치 이용방법, 하상퇴적토사를 이용한 방법 등 다양한 시도를 하였다. 토석류 실험장치를 이용하여 발생시킨 토석류의 특성과 퇴적장치 에서의 도달거리를 측정하여 유량공급과의 상관관계를 분석하였다. 이러한 연구결과는 토석류 재해지도의 작성이나 토석류 해석모형의 개발에 필요한 기초자료로 활용될 수 있다.

• 한국방재학회:학술대회논문집
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• 2011.02a
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• pp.49-49
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• 2011

토석류(Debris flow)는 산지사면이나 계곡 등에서 진흙과 돌덩어리 등을 포함하는 토석 그 자체 또는 토석과 물의 일체가 유체의 상으로 흘러내리는 흐름을 말하는 것으로 발생을 예측하기가 곤란하며, 하류에 도로가 존재하거나 인근에 민가가 있을 시 막대한 피해를 가져오는 자연현상이다. 또한 산지계곡에서 발생하는 토석류는 발생장소와 시기가 서로 떨어져 있어 연구를 진행하는데 어려움이 있다. 국내에서는 토석류피해의 저감을 위한 방법으로 주로 토석류 대책 사방댐의 설치를 선택하고 있다. 하지만 사방댐의 설치위치는 현재까지 모호한 결정기준에 의지하고 있어 이에 대한 개선이 필요한 실정이다. 본 연구에서는 3차원 정밀좌표를 손쉽게 취득할 수 있는 삼차원 광대역 레이저 스캐너를 이용하여 토석류 발생 가능성이 높은 지역의 지형자료를 취득하고 토석류를 해석할 수 있는 1차원 수치모형을 이용하여 토석류 유출량을 예측하였다. 또한 사방댐의 설치위치결정에 대한 참고자료로 활용하기 위해 사방댐의 토석류피해 저감효과를 설치위치에 따라 분석하였다. 모형의 적용결과 토석류 발생 저감을 위해 설치한 사방시설의 위치에 따른 토석류 저감효과를 비교 확인할 수 있었다.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2010.05a
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• pp.1317-1321
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• 2010

기후변화의 영향으로 국지성 집중호우가 증가함에 따라 토석류 발생면적과 피해규모는 지속적으로 증가추세에 있다. 강우는 토석류의 유발 뿐 만 아니라 토석류 발생규모에 직접적인 영향을 미치므로 유발강우에 대한 분석은 향후 토석류 대응을 위한 경보기준이나 대책의 설계목표를 설정하는데 있어 매우 중요한 정보를 제공하며(김경석, 2008) 누가강우량, 강우강도, 강우지속시간 및 선행 강우량 등의 강우 특성과 토석류 발생과의 관계를 제시하기 위한 다양한 연구가 수행되고 있다. 본 연구에서는 토석류를 유발하는 강우 특성을 레이더 강우와 분포형 수문모형을 이용하여 분석하였다. 특정 격자안에 토석류 발생부가 많이 포함될수록 강우에 의한 영향이 컸을 것이라는 가정을 바탕으로 항공사진을 이용해 취득한 발달 단계별 토석류 맵핑 결과를 활용하였으며 지점강우를 이용하여 조건부 합성방법으로 보정된 1 km 해상도의 레이더 보정강우와 GIS와 연계된 분포형 강우-유출 모형인 HyGIS-GRM을 이용하여 격자별 강우량을 산정하고 강우특성을 비교하였다. 연구결과 토석류는 흐름누적수가 0인 능선부위에서 대부분 발생하였으며 발생부 포인트가 많이 포함될수록 2~3시간 동안의 강우강도가 매우 크게 제시되었다.

• Journal of the Korean GEO-environmental Society
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• v.16 no.3
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• pp.49-55
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• 2015

The rainfall pattern, rainfall intensity as well as topographical conditions used for the analysis of debris flow affect, in general, the magnitude of debris flow and flow velocity, when debris flow occurs. The consideration of topographical conditions implies that the topography is equally divided into grids and the slope of inside the grid is computed as an average, leading to, in turn, obtain the closer results to the reality as the grid is smaller in the case of the severely bended topography. Although the size of grid should be as small as possible so as for more accurate analysis of debris flow, the analysis of debris flow has been so far conducted by using sparsely divided grids due to the limitation of analysis algorithm, computational ability and running time. So, it is necessary to suggest an appropriate grid size for the practical approaches. Therefore, this study presents the evaluation of the effect of the size of a grid on the debris flow besides the factors which referred to the previous studies such as accumulated rainfall, rainfall intensity and rainfall duration time. From this, it enables to suggest a rational and practical grid size for topography to be divided.