• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2012년도 학술발표회
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• pp.512-515
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• 2012

최근의 재해 발생은 하천에 의한 범람, 제방의 붕괴 등에 의한 피해발생보다는 일정지역에 국한적으로 내수배제 불량, 토사유출, 산사태 등으로 인한 피해의 발생이 증가하고 있다. 특히나 도시지역과 신규개발지역을 중심으로 집중호우로 인한 토사유출 등으로 인한 배수로 막힘, 산사태등의 2차적인 피해가 증가하고 있는 추세이다. 2011년의 서울의 우면산 산사태 등과 같은 도시중심에서의 피해와 강원도 등의 신규개발지역에서의 토사로 인해 2차, 3차 피해는 국지적이고 예측이 불가능한 곳에서 발생되고 있다. 이러한 토사유출, 산사태에 의한 예측기법은 최근의 정보기술의 발달로 인해 보다 다양한 방법의 접근들이 시도되고 있으며, 이에 대한 정량적인 평가기법들이 개발되고 적용되고 있다. 본 연구에서는 산지지형의 소규모 개발지의 토사재해의 위험성을 평가하기 위하여 GIS 기술을 이용한 사면의 안정성과 산사태 위험성을 평가하는 대표적인 방법으로 Pack et al. (1998)이 제안한 수리적 무한사면 안정모델과 결합하여 사면안정분석을 위해 개발된 SINMAP을 이용하여 소규모 개발지역의 토석류 해석과 사면의 안정성 검토 그리고 범용토양공식을 이용하여 토사유출량을 산정하여 개발지역내 사면 및 토사재해의 위험성을 평가하였다. GIS를 이용한 지형적 특성에 따른 사면의 위험성과 토사유출량 해석 결과를 이용하여 소규모 개발지역의 토사재해의 위험성을 정량적이고 다각적으로 평가하여 재해발생에 따른 위험성을 노출하고 이에 대한 대책 수립에 도움이 될 것으로 판단된다.

• 한국산림과학회지
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• 제108권4호
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• pp.540-551
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• 2019

이 연구는 우리나라에서 발생된 전국 37개소의 땅밀림지의 지질 및 토양특성을 분석하여 땅밀림지에 대한 유형을 구분하기 위한 기초자료를 제공하기 위하여 실시하였다. 땅밀림지의 지질 시대는 백악기가 가장 많았으며, 경상누층군에서 가장 많이 발생하였다. 주된 구성암석은 퇴적암이 가장 많았다. 또한 땅밀림지 중 활락애가 명확하게 구분된 지역은 20개소(약 54.0%), 활락애가 모호하고 인장균열(균열)이 발생한 지역은 17개소(약 46.0%)이었다. 땅밀림지의 발생 형태(붕괴면의 형상)는 주저형 붕괴면이 20개소(약 54.0%)로 가장 많았다. 땅밀림 발생유형은 붕적토 땅밀림지가 25개소(약 68.0%)로 가장 많았다. 땅밀림의 직접적인 원인은 지질적인 원인에 더해 산각절취, 토석 및 토사채취, 산지개간 및 절취, 광산개발, 묘지조성 등 인위적인 개발사업에 근거하는 것으로 나타났다. 전국 37개소의 땅밀림지 중 인위적인 원인에 의한 땅밀림지는 27개소(약 73.0%)이었으며, 지진, 집중호우, 하천포락 등 자연적인 원인은 10개소(약 27.0%)이었다.

• 한국산림과학회지
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• 제78권2호
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• pp.228-241
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• 1989

1987년(年) 7월(月) 21일(日)에서 23일(日)까지 3일간(日間) 우리나라 중부지방(中部地方)에서 호우재해(豪雨災害)가 막심(莫甚)하였는데, 그중에서 충남(忠南) 부여(扶餘), 서천(舒川), 공주(公州), 보령(保寧), 청야지방(靑陽地方)에서 산사태(山沙汰)-토석유(土石流) 재해(災害)로 인명피해(人命被害)가 큰 곳을 조사(調査)하여 산사태재해(山沙汰災害)의 특성(特性)을 분석(分析)하고 또 재해대책면(災害對策面)에서의 예방대책(豫防對策)을 수립(樹立)함에 필요(必要)한 자료(資料)를 도출해 보고저 이 연구(硏究)를 수행하였다. 인명피해(人命被害)가 발생(發生)한 산사태(山沙汰)는 주로 7월(月)22일(日) 아침 6~8시 사이에 많이 발생(發生)되었는데, 그 주원인(主原因)은 집중호우(集中豪雨)(지역내(地域內) 3일(日) 연속강우량(連續降雨量) 300~673mm 정도)에 기인되었다. 산지(山地) 사면붕괴(斜面崩壞)를 방지(防止)하기 위해서는 지형적(地形的)으로 산지사면상부(山地斜面上部)의 곡두(谷頭)hollow 위치(位置)에 대한 붕괴억지대책(崩壞抑止對策)이 필요(必要)할 것이며, 위택(位宅)뒷산에서의 밤나무조성작업(造成作業)과 같은 토지이용변경목적(土地利用變更目的)에는 특히 사면배수계통(斜面排水系統)의 교란이 없도록 유의해야 될 것이다. 산사태재해예방(山沙汰災害豫防) 및 피난(避難)등에 대한 주민의식수준(住民認識水準)에서는 문제점이 많이 나타났음으로 민방위교육이나 반상회 등을 통하여 보다 몸에 닿는 풍수해예방대책홍보교육(風水害豫防對策弘報敎育)을 실시해야 될 것이다. 산사태재해대책상(山沙汰災害對策上)으로도 도로(各道) 치산사업소(治山事業所)를 축소하거나 사방전문직(砂防專門職) 기술인력자원(技術人力資源)을 감축해서는 아니될 것이며, 산림청(山林廳)의 "산사태위험지(山沙汰危險地)" 지정기준(指定基準) 및 조사방법(調査方法)에 대한 사방공학적(砂防工學的) 측면(側面)에서의 근본적인 연구(硏究) 검토(檢討)가 요망(要望)된다.

• 지질공학
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• 제18권2호
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• pp.177-183
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• 2008

본 연구에서는 3차원 한계평형법을 이용하여 산사태 시점부가 붕괴되기 시작할 때의 전단강도정수를 역해석으로 도출하고, 파괴시의 활동면에 작용하는 응력상태를 분석하였으며, 지하수위의 변화에 따른 사면안정성 해석을 수행하였다. 해석결과에 의하면 토질의 전단강도시험 결과치가 역해석으로 도출된 임계 전단강도보다 낮은 범위에 분포함을 알 수 있었다. 산사태 시점부에 분포하는 응력의 크기는 계곡의 중심부로 갈수록 커지며 활동방향은 상부에서 하부로 향하는 것으로 나타났다. 또한 건기시에는 사면이 안정한 상태에 있으나, 강우로 인해 지하수면이 지표하 0.85 m 심도보다 얕게 상승하면 사면은 급격히 불안정해지는 것으로 나타났다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2022년도 학술발표회
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• pp.277-277
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• 2022

급경사 산지하천은 호우 시 퇴적 하상이 붕괴하여 하천 유사량을 급격히 증가시키는 계곡형 토석류가 발생하고 도로와 교량에 피해를 일으키기도 한다. 이러한 하천재해를 저감하기 위하여 돌망태 낙차공을 설치하여 하상 안정을 강화하고 급경사에 따른 유수에너지를 줄일 수 있다. 급경사 하상에 설치한 돌망태 낙차공은 하류부 하상의 국부세굴에 따른 파괴위험이 완경사 하상의 경우에 비하여 높으므로 이를 줄이기 위한 연구가 필요하다. 이 연구에서는 광폭경사조절 개수로에 돌망태 낙차공을 설치하고 낙차공의 채움재가 복류의 특성에 미치는 영향을 파악하기 위하여 수리실험을 하였다. 수리실험에서는 최대 20º까지 경사를 조절할 수 있는 길이 1.44m, 폭 0.14m인 직사각형 단면 개수로에 SUS304 구슬을 사용하여 하상과 돌망태 낙차공을 설치하고 실험하였다. 구슬은 크기에 따라 작은구슬(10.31mm), 중간구슬(15.08mm), 큰구슬(20.63mm)을 사용하고, 하상에는 작은구슬을 깔았다. 낙차공의 크기는 길이 16cm이고 폭과 높이는 12cm이며, 돌망태는 작은구슬을 사용한 단일돌망태와 구슬 크기를 달리한 계층돌망태로 구분하였다. 계층돌망태의 상층은 작은구슬, 중층은 중간구슬, 하층은 큰구슬이 채움재로 사용되었다. 단일돌망태의 공극율은 0.399이고 계층돌망태의 공극률은 상층 0.393, 중층 0.517, 하층 0.54이다. 실험유량의 변화는 낙차공 하단부에서 표면류가 발생하지 않는 범위로 한정하였다. 낙차공 하단에서 상류 68cm 지점의 소류력과 낙차공 내부 복류의 수면경사를 측정하였다. 그 결과 단일돌망태보다 계층돌망태가 소류력과 수면경사가 더 작은 것으로 나타났으며 돌망태의 공극을 통한 통수능 차이 때문인 것으로 판단된다.

• 한국산림과학회지
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• 제101권3호
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• pp.333-343
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• 2012

유목은 산림유역의 생태적 환경과 인간 생활권에 막대한 영향을 미칠 수 있는 요인임에도 불구하고 우리나라에서는 유역단위 관점에서의 유목 동태와 유출 특성에 대한 연구가 부족한 실정이다. 따라서 이 논문에서는 우리나라 산림유역에서 산지계류의 규모에 따른 유목 동태의 시 공간적 다양성과 유출 특성을 고찰하였다. 소규모의 상류 산지계류에서는 강풍, 산불, 병충해와 피압에 의한 고사 등의 산림동태와 산사태 등의 사면활동에 의해 유목이 생산된다. 생산된 유목은 좁은 계폭과 적은 유량에 의해 계류 내에 장기간 체류하게 된다. 그러나 산사태에 의한 토석류와 홍수시에 증가된 유량으로 인해 많은 양의 유목이 일시적으로 하류로 유출되며, 이 과정에서 유목은 토석이나 계상 및 계안과의 마찰로 인해 파쇄 된다. 이러한 현상은 대규모의 집중호우 시 이외에는 거의 발생하지 않지만, 상류 산지계류에 분포하고 있는 유목을 유출시키는 주요 원인이다. 한편, 하류 산지계류의 경우 유목은 성숙한 임분의 수변림이 형성되어 있는 범람원과 접하고 있는 계류구간에서 산림동태와 계안붕괴로 인해 주로 생산된다. 이렇게 생산된 유목은 상류 산지계류에서 유입된 유목과 함께 강우발생 시 형성되는 넓은 계폭과 깊은 수심에 의해 하류로 이동하게 되며, 이 과정에서 계안과의 마찰에 의한 파쇄작용으로 유목의 크기가 더욱 작아져 이동능력이 극대화된다. 그러나 계상경사가 완만해 지는 구간에 이르러서는 계류형상과 범람원과의 상호작용에 의해 사행 유로나 2차 유로 등의 퇴적공간이 발달하기 시작한다. 특히 계류의 규모가 크고 장기간 홍수이력이 없는 산지계류의 경우 이러한 퇴적공간이 더욱 두드러지게 발달하여 유목이 군적으로 체류하게 되며, 이는 결국 산림유역 내에 유목을 장기간 체류시켜 유목 유출량을 저감시킨다. 그러나 우리나라의 산지계류는 대부분 유로연장이 짧고 홍수발생이 잦은 편이므로 유목을 장기간 체류시킬 수 있는 체류공간이 적으며, 결국 많은 양의 유목이 하류로 유출된다. 이 연구의 결과는 산지계류의 수리학 지형학적 환경에 따른 생태학적 안정과 잠재적인 재해가능성의 저감을 위한 유역관리에 유용하게 활용될 것이다.

• 한국산림과학회지
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• 제105권3호
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• pp.321-329
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• 2016

이 연구에서는 2006년 집중호우 시 산사태 및 토석류가 발생한 강원도 인제군의 기룡산 유역을 대상으로 사면붕괴 및 계상변동을 추정하여 만사 상태에 도달한 불투과형 사방댐이 토사유출 조절에 미치는 영향을 정량적으로 해석하고, 이를 토대로 사방댐의 설계 및 준설기준을 고도화하는 데에 필요한 새로운 인자를 제안하였다. 일반적으로 사방댐은 계획평형기울기 구간과 계획홍수기울기 구간에서 각각 토사유출의 억제와 조절 기능을 발휘하고 있다. 연구대상유역에 시공된 불투과형 사방댐은 계획억제토사량에 해당하는 저사량이 $2,111m^3$로 설계되었지만, 2006년 집중호우로 인한 산지교란 발생 시에는 해당 사방댐 직상부로부터 250 m의 계류구간에 걸쳐 $3,996m^3$의 유출토사를 조절한 것으로 관측되었다. 결과적으로 해당 사방댐은 유출토사 억제를 위한 계획억제토사량보다 큰 규모의 계획조절토사량을 나타내어 만사된 이후에도 유출토사의 조절이라는 사방댐의 기능을 발휘하고 있었다. 이와 같이 사방댐의 토사유출 조절기능은 토사유출 억제기능과 구분하여 평가하여야 하지만, 현재 우리나라에서는 현지에서 유역 특성을 실측한 자료를 기반으로 한 계획억제토사량 또는 계획조절토사량을 사방댐의 설계 및 준설기준 인자로서 고려하고 있지 않다. 따라서 합리적인 사방댐의 설계 및 유지관리 기준을 마련하기 위해서는 사방댐의 토사유출 억제기능과 조절기능을 정량적으로 해석한 현장자료가 축적되어야 하며, 이는 우리의 사방기술이 보다 객관적이고도 체계적인 면모를 갖춘 과학적 기술로 발전할 수 있는 방안일 것이다.

• 한국지반환경공학회 논문집
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• 제19권1호
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• pp.15-23
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• 2018

본 연구에서는 최근 발생하는 지반재해를 사전에 예측하기 위해 널리 사용되고 있는 GIS의 기반의 확장프로그램인 SINMAP을 이용하여 매개변수에 따른 위험도 평가를 수행하였다. 위험도평가는 매개변수의 영향을 파악하기 위해 중요변수인 내부마찰각과 T/R 값의 범위를 각각 3가지와 4가지 패턴으로 결정하였으며, 해석결과를 기존 산사태 결과와 비교하여 산사태 거동을 규명하고 매개변수의 적용성을 평가하였다. 지형학적 습윤대를 분석한 결과, 한계습윤대와 포화대가 토석류 영역과 거의 일치하고 있으며 지하수 수렴부가 붕괴시점부와 상관관계가 있는 것으로 나타나 지형학적 습윤대가 경사분포나 붕적토층의 존재여부, 산사태 유발구조물 등과 복합적으로 산사태 발생 가능성을 평가하기 위한 지표로 사용될 수 있을 것으로 판단된다. 내부마찰각의 하한계가 증가함에 따라 상한계불안정영역이 50~70%까지 감소되어 안정지수에 미치는 영향력이 큰 경향을 보였으나 낮은 습윤지수 범위에서는 그 영향력이 줄어드는 양상을 나타내었다. 습윤지수의 범위에 따른 변화를 분석한 결과, 고도평균값을 적용한 경우를 제외하면 모든 Group에서 유사한 안정지수 분포를 보이고 있어 습윤지수보다는 내부마찰각에 민감한 양상을 나타내고 있음을 알 수 있다.

• 한국산림과학회지
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• 제101권3호
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• pp.412-425
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• 2012

산지계곡부의 토석류 유출을 저지하는 콘크리트 사방댐은 콘크리트의 재료 및 시공 불량, 콘크리트의 열화로 인한 내구성 저하, 국부적으로 발생한 균열 등의 이유로 인하여 사방댐의 일부 또는 전체 구조물이 붕괴되어 그 기능을 손실하는 경우가 있다. 본 논문에서는 이러한 콘크리트 사방댐의 구조적 문제점과 안전성을 파악하여 사전에 대책을 강구하고 효율적인 유지관리를 할 수 있는 방안을 제안하였다. 그 방안은 콘크리트 사방댐 구조물의 콘크리트 압축강도를 비파괴적으로 평가하여 품질등급을 평가하는 것으로, 등급평가 단계에서 비파괴 콘크리트 압축강도 평가를 위해 SASW 기법이라고 하는 표면파 기법을 도입하였다. 또한 SASW 기법을 콘크리트 사방댐의 안정성 가에 활용할 수 있도록 SASW 시험의 현장적용방안, 콘크리트 결함에 따른 자료분석 기법, 평가기준에 대한 제안등에 대한 연구를 수행하였다. 제안된 기법의 적용성과 신뢰성을 평가하기 위하여, 20년 이상 경과된 노후 콘크리트 방댐 5곳에 제안된 표면파 기법의 적용방안을 적용하여 보았다. 그 결과 콘크리트 사방댐의 여러 가지 콘크리트 함에 대해서도 SASW 기법에 의한 품질평가는 신뢰성 있게 수행될 수 있음을 확인할 수 있었고, 본 연구에서 제 안한 품질등급 평가 결과는 사방협회에서 실시한 사방댐 점검결과와 일치하는 결과를 제시하였다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제29권11호
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• pp.73-84
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• 2013

사면 내 토사가 붕괴되거나 토석류가 발생하는 경우 파괴면에 작용하는 전단강도는 0에 가깝게 되면서 토사가 비점성 액체와 같이 유동한다. 점성토는 함수비 증가에 따라 그 연경도가 달라지며 액체상태로 바뀌는 액성한계에서 도 약간의 전단강도를 가진다. 본 연구에서는 점성토의 전단강도가 0이 되어 흐름을 유발하는 함수비를 찾고자 하였 다. 카올리나이트, 벤토나이트, 그리고 카올리나이트(50%)+벤토나이트(50%)와 같은 세 종류의 점토에 혼합수로 증류 수, 해수, 또는 미생물용액을 혼합하여 액성한계 상태로 만든 다음 함수비를 단계적으로 증가시키면서 토베인 시험기 를 이용하여 비배수전단강도를 측정하였다. 액성한계와 소성한계에서 비배수전단강도의 범위는 각각 3.6-9.2kPa와 24-45kPa 정도이었다. 한편 측정 결과로부터 비배수전단강도가 급격하게 변화하는 값에 해당하는 함수비를 흐름함수 비(Flow Water content)로 정의하였으며, 비배수전단강도가 0이 될 때의 함수비를 흐름한계(Flow Limit)로 정의하였다. 그리고 흐름한계와 액성한계의 상관관계를 살펴보기 위하여 흐름한계와 액성한계의 차이를 점성지수(Cohesive Index) 로 정의하였다. 또한 흐름한계와 소성한계의 차이를 새로운 소성지수(New Plasticity Index)로 정의하였으며, 흐름한계를 이용하여 새로운 액성지수(New Liquidity Index)도 정의하였다. 흐름한계(Flow Limit)는 액성한계보다 1.5-2배 정도 높은 값을 보였으며, 새로운 소성지수는 기존 소성지수보다 2-5.5배 정도 높았다.