• Journal of Korean Society of Coastal and Ocean Engineers
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• v.31 no.4
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• pp.229-239
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• 2019

A model of landslides is developed using the shallow water equations to simulate time-dependent performance of landslides. The shallow water equations are derived using the (b, s) coordinate system which can be applied in both river and ocean. The finite volume scheme employing the HLL approximate Riemann solver and the total variation diminishing (TVD) limiter is applied to deal with the numerical discontinuities occurring in landslides. For dam-break water flow and debris flow, numerical results are compared with analytical solutions and experimental data and good agreements are observed. The developed landslide model is successfully applied to predict subaerial and submarine landslides. It is found that the subaerial landslide propagates faster than the submarine landslide and the speed of propagation becomes faster with steeper bottom slope and less bottom roughness.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2022.05a
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• pp.203-203
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• 2022

일반적으로 지진해일은 지진, 화산에 의한 융기 또는 침강에 따른 급작스러운 해저지각 운동에 의해 발생하며, 이에 따른 수위변동과 유체운동을 일컫는다. 그 밖에 해안/해저 산사태, 운석 낙하, 빙하 붕괴와 같이 암석, 토사, 얼음, 운석이 바다, 호수의 수면과 충돌하여 해일이 발생하기도 한다. 이 산사태 해일의 피해사례는 많지 않지만, 대부분 인명피해를 동반한다. 이에 과거부터 수리모형실험을 통해 산사태로 생성된 해일의 전파과정을 조사하는 연구들이 수행되었다. 최근에는 컴퓨터 성능향상과 다양한 수치모델이 개발됨에 따라 수치해석이 많이 수행되고 있다. 그러나 산사태 해일의 생성을 직접 모의하기 위해서는 유체-구조 상호작용(FSI; fluid-structure interaction)을 고려할 수 있는 전산유체역학(CFD; computational fluid dynamics)해석이 요구되는 관계로 활발한 연구가 진행되지 않고 있다. 본 연구에서는 FSI에 기초하여 충돌모의에 특화된 LS-DYNA를 이용하여 산사태 해일의 생성, 전파 그리고 직립벽(댐)에서의 처오름 및 파압 등을 검토한다. 그리고 낙하물의 형상, 낙하 높이에 따라 생성된 해일이 댐에 미치는 영향을 분석한다. 또한, 이용하는 LS-DYNA 해석의 타당성 및 유효성을 확인하기 위하여 기존 수리모형실험에서 생성된 산사태 지진해일과 비교·검증한다. 수치해석 결과, 동일한 체적의 낙하물에서는 폭이 좁을수록 최대파고가 낙하물에 근접해 생성되었고, 폭이 넓을수록 파장이 길어지는 것을 확인할 수 있었다. 낙하물의 낙하높이가 높을수록 산사태 지진해일의 파고가 크게 생성되었다. 낙하물로부터 600m 지점에서 설치한 댐에서의 산사태 지진해일의 처오름은 파고 및 파장이 클수록 증가하였다. 산사태 지진해일의 파압 역시 처오름에 상응하게 나타났다. 그러므로 호소에서 산사태 해일이 발생한다면, 댐 및 제방의 안정성에 영향을 미칠 수 있을 것으로 판단된다.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2023.05a
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• pp.484-484
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• 2023

지진해일은 해저지진, 화산활동, 해저 산사태 등에 의해 발생되는 장주기 파랑이다. 지진해일은 발생빈도가 낮지만, 한번 발생하면 많은 에너지가 연안으로 유입되어 인명 및 재산피해를 야기 시킬 수 있다. 따라서, 과거 수십년동안 지진해일에 대한 연구는 지진해일의 역학관계를 이해하고, 이를 바탕으로 한 수치모델 개발에 초점을 두어 연구가 진행되어 왔다. 더욱이, 지진해일 실험적 연구는 많은 경제적 비용을 지불해야 하기에 수치모델개발 연구가 더욱 중점적으로 수행되어 왔다. 지리학적으로 우리나라는 지진해일에 안전하지 못하다. 하나의 예로, 1983년 5월 26일, 일본 서해안에서 발생한 지진해일은 동해로 전파되어 동해안 지역에 커다란 피해를 야기시켰다. 이 당시, 강원도삼척시 원덕읍에 위치한 임원항에서는 2명의 사상자와 2명의 부상자가 발생하였고, 당시 금액으로 약3억원의 재산피해가 발생하였다. 이 연구는 인공지능 기법 중 하나인 인공신경망을 이용하여 인명과 재산피해가 발생한 임원항에서 최대지진해일고를 예측하고자 하였다. 지진해일 수치모델은 뛰어난 정확도를 나타내는 반면, 결과를 산출하는데 상당한 시간을 필요로 한다. 이에 반해, 인공신경망은 수치모델과 유사한 정확도 및 결과를 신속하게 제공할 수 있다는 장점을 가지고 있다. 지진해일 인공신경망 모델 개발은 지진의 단층파라미터를 바탕으로 작성된 지진해일의 시나리오를 토대로 연구가 진행되었고, 우리나라 동해에 위치한 외해 관측 지점의 지진해일고 자료를 통해, 임원항에서의 최대 지진해일고가 예측되도록 개발되었다. 이를 위하여, 인공신경망의 학습 및 검증 과정을 수행하였고, 향후 발생 가능한 다양한 지진해일에 대해 평가함으로써, 인공신경망 모델의 예측성능을 확인하였다.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2016.05a
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• pp.590-590
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• 2016

최근 기후변화로 인하여 풍수해의 발생빈도가 높아짐에 따라 자연재해 예측에 대한 연구가 활발히 진행되는 추세이다. 또한 풍수해와 관련하여 정부 및 지자체에서 재해지도를 작성하고 있으나 각 기관의 특성에 따라 개별적으로 재해지도를 시스템으로 제공하고 있다. 결국 호우, 산사태, 바람 등 각각의 재해에 대해 여러 시스템에서 자료를 제공하고 있기 때문에 필요자료, 지역 등에 따라 사용자가 시스템을 찾아 이용해야하는 불편이 존재하며 전국이 아닌 일부 지역만 제한적으로 제공되고 있다. 또한, 각 기관에서 제공되는 자료의 종류와 제공형태가 시스템별로 다르기 때문에 사용자가 추가적인 작업을 해야하는 단점이 존재한다. 국민안전처에서 추진하는 '풍수해저감 종합계획'의 활성화를 위해서 통합적인 재해지도 제공 시스템이 필요하다. 따라서 본 연구에서는 재해관련기관에서 현재 제공되고 있는 시스템에 대한 활용자료, 구성도 등의 조사, 분석을 통한 연계 전략 수립을 위한 연구를 진행하였다. 또한 풍수해 피해예측지도의 공동활용을 위한 표준연계모듈 적용방안을 제시하여 추후 풍수해 피해예측지도 구축 및 피해예측지도 작성에 활용 가능할 것으로 기대된다.

• Journal of Korean Society of Coastal and Ocean Engineers
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• v.30 no.6
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• pp.263-269
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• 2018

Changes in water depth caused by underwater earthquakes and landslides cause sea surface undulations, which in turn propagate to the coast and result in significant damage as wave heights normally increase due to the wave shoaling process. Various types of numerical models have been developed to simulate the generation and propagation of tsunami waves. Most of tsunami models determine the initial surface of the water based on the assumption that the movement of the seabed is immediately and identically transmitted to the sea surface. However, this approach does not take into account the characteristics of underwater earthquakes that occur with time history and spatial variation. Thus, such an incomplete description on the initial generation of tsunami waves is totally reflected in the error during the simulation. In this study, the analytical solution proposed by Hammack (1973) was applied in the tsunami model in order to simulate the generation of initial water surface elevation by the change of water depth with time history and its propagation. The developed solution is expected to identify the relationship among various type of seabed motions, initial surface undulations, and wave speeds of elevated water surfaces.