• 한국방재안전학회논문집
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• 제12권4호
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• pp.1-13
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• 2019

최근 기후변화로 인해 강우강도 및 빈도의 증가에 따른 국지성 집중호우의 피해가 증가함에 따라 초기 우수에 대응할 수 있는 시설물 설치가 필요한 실정이다. 이를 위해, 빗물을 직접 유출하지 않고 저류 시키는 저영향 개발(Low Impact Development)기법을 적용한 시설물 설계 및 수치모형을 이용한 유출저감효과 검토에 관한 연구가 많이 진행되어 왔다. 그러나 대부분의 연구는 유출저감효과에 대한 검토만 수행된 반면, 시설물에 유입되는 유량에 의한 흐름특성 변화 검토 및 안정성 검토에 관한 연구는 미비한 실정이다. 이에 본 연구에서는 LID 기법이 많이 적용되고 있는 회전교차로를 대상으로 하여, 회전교차로 내의 우수저류조의 관망시스템의 안정성 검토를 3차원 수치모형인 FLOW-3D를 사용하여 검토하였다. 또한 우수저류조의 최적의 설계방안 도출을 위하여 우수저류조의 수를 증가하여 용량증가에 따른 유속과 동압의 변화를 검토하고 설계기준과 비교하였다. 우수저류조의 제원 및 유입유량은 선행연구에서 제시된 값을 적용하여 수치모의를 수행한 결과, 유속은 저류조 설치개소 수가 증가할수록 빨라지는 것을 확인하였고, 대부분 설계기준 범위 안에 유속이 형성되는 것을 확인하였다. 다만 추가 저류조가 3개 이상일 경우는 추가저류조관에서 유속이 3.44 m/s가 발생하여 설계유속의 허용범위를 초과하였고, 유속의 증가율도 일정해지는 것으로 나타났다. 난류강도 및 바닥전단력 비교의 경우, 저류조 설치 개소수가 증가함에 따라 바닥전단력이 한계소류력보다 크게 나타나 유입토사의 침전은 발생하지 않을 것으로 예상되나 난류강도의 크기가 작아져 플록(Floc)형성으로 인한 토사 침전이 발생할 수 있음을 고려해야한다. 최종적으로 유속을 이용한 동압 산정 결과를 우수관 설계에 일반적으로 사용되는 압력관의 허용내압과 비교하였을 경우, 동압이 허용내압보다 작게 나타났다. 이를 통하여 본 연구에서 제안한 우수저류조 제원으로 설계할 경우 추가 저류조를 2개까지 설치하는 것이 가장 적합한 것으로 나타났다. 이는 저류조를 계속하여 설치하게 되면 배수가 원활해져 관내 유속이 빨라지고, 유속증가로 인하여 관의 마모손상 등의 문제가 일어날 수 있기 때문이다. 그러나 본 연구는 저류조의 제원 및 우수의 유입량을 가정하였고, 단순히 저류조를 추가하여 저류조 설계방안을 도출한 한계점이 있어 향후에는 다양한 저류조 형태 및 우수유입 시나리오를 적용하여 검토한다면 보다 효율적인 설계방안 도출이 가능할 것으로 기대된다.

• 한국패류학회지
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• 제20권2호
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• pp.125-130
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• 2004

본 연구는 피조개 부착치패의 중간양성 관리기법을 확립하기위하여 2004년 7월 28일부터 8월 27일까지 30일간에 걸쳐 중간양성 장소와 양성방법을 서로 달리하여 중간양성장의 환경특성, 부착치패의 성장과 생존율을 조사하였다. 중간양성장의 수온범위는 24.1-28.5$^{\circ}C$였으며, 고성 동해 앞바다에서 가장 높았고 마산 진동 앞바다에서 가장 낮았으며, 중간양성기간중 고성 동해 앞바다의 수온이 다른 해역에 비하여 2$^{\circ}C$ 내외의 고온상을 나타내었다. 염분범위는 15.4-33.3 psu로 나타났으며, 8월19일 여수 화양 앞바다에서 집중호우에 의한 영향으로 염분은 15.4 psu로 가장낮았다. 그리고 용존산소는 3.92-12.6 mg/l이였으며, 특히 남해 상주 앞바다를 제외한 나머지 해역에서는 7월 하순 이후 시험 종료 시까지 저층에는 빈 (저) 산소수괴가 확인되었다. 중간양성 해역별 부착치패의 성장은 여수 화양 앞바다에서 평군 각장 10.15 ${\pm}$ 1.12 mm로 가장 빨랐으며, 고성 동해, 거제 사등, 마산 진동의 순이었으나 남해상주 앞바다에서 평군 각장6.98 ${\pm}$ 1.74 mm로 가장 느린 성장을 보여 지역에 따라 차이를 나타내었다. 그러나 중간양성 해역별 부착치패의 생존율은 남해 상주 앞바다에서 77.0%로 가장 높았으며, 나머지 해역에서는 32.0-48.5%로 비교적 낮은 경향을 나타내었다. 중간양성 수심을 표층에서 2 m, 5m 그리고 10m로 서로 달리한 결과, 부착치패의 성장은 2 m와 5 m수심에서 각각 평균 각장 7.14 ${\pm}$ 1.14mm, 6.98 ${\pm}$ 1.74 mm로 수심 10 m의 6.27 ${\pm}$ 1.33 mm 보다 빠른 경향을 보였으며 (p < 0.05), 생존율은 5 m 수심에서 77.0%로 가장 높았고, 수심 2 m와 수심10 m에서는 각각 75.5%, 76.5%로 나타났다. 부착치패의 크기를 서로 달리하여 수심 5 m 에서 중간양성한 결과, 평균 각장 1 mm, 2 mm 및 3 mm 시험구의 성장은 각각 6.73 ${\pm}$ 1.46 mm, 6.98 ${\pm}$ 1.74 mm 및 7.04 ${\pm}$ 1.19 mm로 치패 크기에 따른 뚜렷한 성장차이는 나타나지않았으나, 생존율은 각각 67.0%, 77.0% 및 58.5%로 시험구간에 유의한 차이가 있었다(p < 0.05). 부착치패를 수용하는 보호망목 크기를 서로 달리하여 수심 5 m에서 중간양성한 결과, 보호망목 1 ${\times}$ 1 mm, 2 ${\times}$ 2 mm 및 3 ${\times}$ 3 mm 시험구의 성장은 각각 평균 각장 8.14 ${\pm}$ 1.23 mm, 8.26 ${\pm}$ 1.19 mm 및 8.78 ${\pm}$ 1.16 mm로 자라서 보호망목 크기에 따른 뚜렷한 성장차이는 나타나지 않았으며, 생존율도 각각 41.5%, 43.0% 및 44.5%로 시험구간에 유의한 차이가 없었다(p > 0.05).

• 한국습지학회지
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• 제23권4호
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• pp.287-295
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• 2021

댐 저수지(dam reservoir wetland)나 농업용 저수지 습지(irrigation reservoir wetland) 같은 시설물은 준공되고 시간이 지남에 따라 침식(erosion), 유사이송(sediment transport), 그리고 유사가 침전(sediment deposition)되어 퇴적이 발생하게 된다. 장기간 유사가 퇴적되면 홍수 및 가뭄 조절 기능에 영향을 주기 때문에 퇴적 문제는 저수지 습지의 유지 관리를 위해 매우 중요하다. 그러나 퇴사에 관한 연구는 가용 자료의 부족으로 인해 주로 경험공식에 의해 추정되어 왔다. 본 연구의 목적은 실측자료 및 경험공식과 더불어 다중회귀모형을 개발하여 비퇴사량(sediment deposition rate)을 산정하고 비교하고자 하였다. 또한, 저수지 습지의 퇴사(reservoir wetland sedimentation) 및 노후화로 인해 2020년 긴 장마에 따른 홍수피해가 발생한 64개소의 저수지 습지에 적용하여 잠재적인 붕괴 원인을 파악하고자 하였다. 대상 저수지는 실측 정보가 있는 한국의 경상남도 밀양시(Miryang city, Gyeongsangnam province)에 위치한 가곡(GaGog) 저수지 등 10개소를 선정하였다. 저수지 유효저수용량 실측자료를 이용하여 비퇴사량을 산정하였고 기존에 개발된 총 4가지 경험공식과 물리적/기후적 특성 등을 고려한 다중회귀모형을 개발하여 비퇴사량을 산정하였다. 비퇴사량 산정 결과, 본 연구에서 개발한 다중회귀모형의 오차가 0.21(m³km²/yr)부터 2.13(m³km²/yr)으로 가장 낮았다. 따라서 다중회귀모형에 의해 추정한 비퇴사량을 토대로 저수지 습지의 유효저수용량에 대한 변화를 분석하였는데 유효저수용량이 0.21(%)부터 16.56(%)까지 감소한 것으로 파악되었다. 또한, 월류 피해가 발생한 저수지 습지의 비퇴사량은 파이핑 피해 등이 발생한 저수지의 비퇴사량 보다 상대적으로 높았다. 즉, 저수지 바닥에 비퇴사량이 축적되면 허용할 수 있는 유효저수용량이 부족해지고, 저수지의 홍수 및 가뭄 조절 능력이 감소되어 호우로 인한 저수지 붕괴 피해가 발생할 수 있다는 것이다.

• 한국가금학회지
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• 제46권2호
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• pp.105-115
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• 2019

본 연구는 지난 25년간 농촌진흥청 국립축산과학원에서 수집 보존되어온 한국토종닭 12종의 생산능력에 대한 특성을 제시하고자 한 것으로 종별 생존능력, 산육능력 및 산란능력을 분석하였다. 생산 형질의 조사는 총 1,134수를 대상으로 하여 생존율, 체중, 시산일령, 산란율, 산란지수, 난중 및 난질 지표를 측정하였다. 분석 결과, 생존율은 토착로드-D종 및 한국재래닭 백색종이 92.2%로 가장 우수하였으며, 토착코니시 갈색종이 54.3%로 가장 저조하였다. 4주령부터 50주령까지 체중 측정 결과, 토착코니시종, 토착로드종, 한국재래닭, 한국오계, 토착레그혼종의 순으로 지속적으로 높은 체중을 나타내었다. 품종 내 계통 및 내종간 체중의 차이는 거의 없는 것으로 나타났다. 시산일령은 토착레그혼종이 가장 빨랐고, 토착코니시종이 가장 늦었다. 시산 이후 57주까지 일계산란율은 토착레그혼-K종이 76.7%로 가장 높았고, 토착코니시 갈색종이 10.8%로 가장 낮았다. 난중은 토착레그혼-F종이 가장 무거웠으며, 한국재래닭 백색종이 가장 가벼웠다. 호우유닛은 토착로드-C종이 가장 높았으며, 한국오계가 가장 낮았다. 이상의 결과들을 종합할 때, 토착코니시종의 경우 우수한 산육능력을 바탕으로 한국형 육용종으로 개량함이 바람직하고, 토착레그혼종은 비교적 높은 산란능력을 바탕으로 한국형 난용종으로 육성함이 바람직하며, 한국재래닭 및 토착로드종은 우수한 생존능력을 기반으로 강건성 품종으로 개량하는 것이 적합하다고 판단된다.

• 한국수자원학회논문집
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• 제53권12호
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• pp.1159-1172
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• 2020

본 연구에서는 강우예측을 위해 U-Net과 SegNet에 기반한 합성곱 신경망 네트워크 구조에 장기간의 국내 기상레이더 자료를 활용하여 심층학습기반의 강우예측을 수행하였다. 또한, 기존 외삽기반의 강우예측 기법인 이류모델의 결과와 비교 평가하였다. 심층신경망의 학습 및 검정을 위해 2010부터 2016년 동안의 기상청 관악산과 광덕산 레이더의 원자료를 수집, 1 km 공간해상도를 갖는 480 × 480의 픽셀의 회색조 영상으로 변환하여 HDF5 형태의 데이터를 구축하였다. 구축된 데이터로 30분 전부터 현재까지 10분 간격의 연속된 레이더 영상 4개를 이용하여 10분 후의 강수량을 예측하도록 심층신경망 모델을 학습하였으며, 학습된 심층신경망 모델로 60분의 선행예측을 수행하기 위해 예측값을 반복 사용하는 재귀적 방식을 적용하였다. 심층신경망 예측모델의 성능 평가를 위해 2017년에 발생한 24개의 호우사례에 대해 선행 60분까지 강우예측을 수행하였다. 임계강우강도 0.1, 1, 5 mm/hr에서 평균절대오차와 임계성공지수를 산정하여 예측성능을 평가한 결과, 강우강도 임계 값 0.1, 1 mm/hr의 경우 MAE는 60분 선행예측까지, CSI는 선행예측 50분까지 참조 예측모델인 이류모델이 보다 우수한 성능을 보였다. 특히, 5 mm/hr 이하의 약한 강우에 대해서는 심층신경망 예측모델이 이류모델보다 대체적으로 좋은 성능을 보였지만, 5 mm/hr의 임계 값에 대한 평가결과 심층신경망 예측모델은 고강도의 뚜렷한 강수 특징을 예측하는 데 한계가 있었다. 심층신경망 예측모델은 예측시간이 길어질수록 공간 평활화되는 경향이 뚜렷해지며, 이로 인해 강우 예측의 정확도가 저하되었다. 이류모델은 뚜렷한 강수 특성을 보존하기 때문에 강한 강도 (>5 mm/hr)에 대해 심층신경망 예측모델을 능가하지만, 강우 위치가 잘못 이동하는 경향이 있다. 본 연구결과는 이후 심층신경망을 이용한 레이더 강우 예측기술의 개발과 개선에 도움이 될 수 있을 것으로 판단된다. 또한, 본 연구에서 구축한 대용량 기상레이더 자료는 향후 후속연구에 활용될 수 있도록 개방형 저장소를 통해 제공될 예정이다.

• 한국방재안전학회논문집
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• 제14권4호
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• pp.47-60
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• 2021

최근 기후변동성으로 인하여 집중호우의 발생빈도 및 강우강도 증가로 노후화된 여수로 바닥슬래브 표면에서의 손상이 발생하여 잦은 보수·보강이 필요한 실정이다. 이를 위해 현장조사, 수리모형 실험 및 수치모형 실험을 통하여 여수로 방류에 따른 손상발생 원인 검토에 관한 연구가 많이 진행되어 왔다. 그러나 대부분의 연구는 일반적으로 여수로의 흐름특성 및 압력분포에 대한 검토를 수행하였을 뿐 손상의 근본적인 발생원인 규명에 관한 연구는 미비한 실정이다. 이에 본 연구에서는 여수로 바닥슬래브 손상발생 원인을 도출하기 위해 공동침식 및 수력잭킹(hydraulic jacking)으로 인한 콘크리트 탈락관점에서 3차원 수치모형인 FLOW-3D와 COMSOL Multiphysics를 사용하여 검토하였다. 또한 공동지수를 산정하고 압력분포로 인하여 구조물이 받는 응력과 콘크리트의 인장·굽힘강도를 비교하여 공동침식 및 수력잭킹으로 인한 콘크리트 탈락 발생 가능성을 확인하였다. 수문 완전개도 조건에서 여수로 방류에 따른 공동침식 및 수력잭킹에 대하여 수치모의를 수행한 결과, 여수로 하류부에서 공동지수가 0.3 미만으로 공동침식 발생 가능성을 확인하였고, 공동부 및 균열부에서 압력분포에 따라 콘크리트가 받는 응력은 4.6~5.0 MPa로 콘크리트 인장강도와 굽힘강도와 비교를 통하여 지속적인 압력변동으로 인한 콘크리트의 피로파괴 또는 휨파괴 가능성을 확인하였다. 따라서 여수로 고유속 흐름에 의한 공동 현상 및 수력잭킹이 여수로 바닥슬래브 손상발생의 다양한 원인 중 하나로 판단하였다. 그러나 본 연구는 다양한 형상 조건 및 방류 시나리오를 적용하고 유체-구조물 상호작용(Fluid-Structure Interaction, FSI)모의를 수행하지 못하였다는 한계점이 있다. 이에 향후에는 한계점을 보완하여 검토한다면 보다 효율적이고 효과적인 여수로 유지관리 방안 도출이 가능할 것으로 기대한다.

• 한국지리정보학회지
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• 제26권2호
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• pp.1-19
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• 2023

국내에서는 모래와 자갈로 구성된 하천에서 식생이 과도하게 번성하는 현상이 전국적인 문제로 대두되고 있으며, 그 요인을 봄철 강수량 감소와 연강수량 증가로 지적하고 있다. 본 연구는 경주시 소재 남천을 대상으로 강수 패턴 변화가 하천 식생에 미치는 영향을 파악하고 출현 식생의 면적변화, 그리고 생태적 특성 분석을 목적으로 수행되었다. 연구 결과, 남천의 여름철 월강수량은 2007년 이후로 감소하는 양상을 보였으며 사주면적 대비 식생면적은 지속적으로 증가하였다. 범람이 발생하지 않는 수준의 강수가 지속될 때 귀화식물 비율은 꾸준히 증가했으나, 귀화식물이 차지하는 면적은 적었다. 또한 일정 수위가 유지될 때, 단일종의 우점으로 인해 종다양성이 낮았으며 우점하는 종은 주로 자생식물이었다. 자생식물의 우점은 귀화식물의 생육을 억제하였으나, 식생면적은 더 크게 증가하였다. 따라서 하천식생의 활착과 번성을 해소하기 위해서는 자생식물과 귀화식물의 구분보다 식생확산 자체에 대한 관리가 필요하다. 여름철 집중 호우로 인한 고수위와 범람 지속은 식물군락을 교란시켰고 이후 형성된 식생은 주로 자생식물이었다. 하천생태계에서 이와 같은 범람은 자생식물의 출현과 과도하게 형성된 식생군락에 긍정적인 요소로 작용하므로 식생 관리 계획 수립 시 고려해야 할 것이다.

• 대한토목학회논문집
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• 제30권1B호
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• pp.41-51
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• 2010

본 연구에서는 대구광역시 서구 비산7동 지역을 배수구역으로 선정하여 집중호우발생시 유출특성을 모의하고, 침수피해를 저감시키기 위한 방안으로 지하저류조의 설치에 따른 침수피해 저감효과에 대한 분석을 실시하였다. SWMM 모형을 적용하여 2003년 태풍 '매미' 사상에 대한 유출해석을 실시하였으며, 유출해석을 통하여 계산된 월류량에 대한 2차원 침수모형을 적용한 침수해석을 통하여 2003년 당시의 침수흔적도와 침수해석 결과의 비교 및 검증을 실시하여 침수지역의 공간적 분포가 매우 유사한 양상을 보이고 있는 것을 확인하였다. 또한 지하저류조의 설치에 따른 침수피해 저감효과를 분석하기 위하여 동일한 강우조건을 가지고 대상유역에 대한 유출해석을 실시하여 월류된 유량에 대한 2차원 침수해석을 실시하여 침수피해 저감효과를 분석하였다. 지하저류조의 설치 및 크기에 따른 침수피해 저감효과를 분석한 결과 지하저류조의 높이가 1.7 m($120m{\times}180m{\times}1.7m$)인 경우 월류체적은 72%, 침수면적은 40.1% 감소하였고, 높이가 2.0m($120m{\times}180m{\times}2.0m$)인 경우 월류체적은 84.8%, 침수면적은 50.6% 감소하였으며, 높이가 2.2 m($120m{\times}180m{\times}2.2m$)인 경우 월류체적은 94%, 침수면적은 91.2% 감소하였고, 높이가 2.5 m($120m{\times}180m{\times}2.5m$)인 경우는 월류가 발생하지 않는 것으로 확인되었다. 지하 저류조의 크기와 위치에 따른 침수피해 저감영향에 대한 정량적 분석을 통하여 제시된 연구결과는 침수피해 방지를 위하여 경제적이고 사회적으로도 활용가치가 높은 지하저류조의 설치를 위한 충분한 기초자료가 될 것으로 기대된다.

• 한국지구과학회지
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• 제44권6호
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• pp.578-593
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• 2023

2017년 7월 15일 서울과 수도권에 집중호우를 발생시킨 깊은 대류운과 강수 발달에 대한 종관 기상 메커니즘을 규명하고 중국 동부지역으로부터의 PM_2.5 에어로졸의 간접효과를 WRF-Chem 실험을 통해 분석하였다. WRF-Chem 모델에 에어로졸과 복사의 피드백, 구름 화학 과정, 습식 세정을 모두 포함한 ARI (Aerosol Radiation Interaction) 실험과 에어로졸과 복사의 피드백을 제외하고 구름 화학 과정, 습식 세정만을 포함한 ACR (Aerosol Cloud Radiation interaction) 실험 결과의 차이로부터 PM_2.5 에어로졸 간접효과를 산출하였다. 2017년 7월 15일 새벽에 황해와 한반도에서는 동아시아 대륙에서 저기압-북서 태평양의 고기압 분포로 인해 중국 남동 지역과 동중국해로부터 덥고 습한 기류가 수렴하고 있었다. 이러한 황해의 종관 기상에 의해 발달하는 대류운은 높이 12 km 이상이며 고체 수상체를 형성하고 있었는데, 이는 주로 대륙 위에서 발달하는 한랭운(많은 빙정을 형성하며 운정고도가 8 km 이상)의 특성을 나타내고 있었다. 특히, WRF-Chem 모델 실험을 통해 중국 동부지역으로부터 확산하는 PM_2.5 에어로졸이 구름물 형성에 5.7%, 고체 수상체 형성에 10.4%, 그리고 액체 수상체 형성에 10.8%로 대류운이 한랭운으로 발달하는 데 기여하고 있었다. 본 연구는 황해 위에서 깊은 대류운이 발달하는 과정에 대한 기상적 메커니즘과 더불어 중국 동부지역으로부터 에어로졸에 의한 간접효과의 영향을 제시하였다.

• 한국산림과학회지
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• 제112권4호
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• pp.426-441
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• 2023

본 연구에서는 수확벌채에 따른 수목의 뿌리 점착력의 변화와 토양의 포화를 가정한 지표유출의 세 가지 흐름 기법(SFD; Single flow direction, MFD; Multiple flow direction, IFD; Infinite flow direction)을 무한사면 안전율 공식에 적용하여 산사태 발생 예측 모델링의 정확성을 분석하였다. 이를 위해 2020년 8월 집중호우의 영향으로 자연사면과 벌채사면에서 다수의 산사태가 발생한 제천지역을 연구지역으로 선정하였다. 위성영상과 25cm급 항공사진을 이용한 산사태 인벤토리 맵핑 결과, 연구지역 내에서 총 830개소의 산사태 발생원이 확인되었다. 산사태 모델링 결과, 벌채에 따른 뿌리 점착력의 변화를 고려한 경우(MFD: 0.81, IFD: 0.80, SFD: 0.80)가 벌채의 영향을 고려하지 않은 경우(MFD: 0.79, IFD: 0.79, SFD: 0.78)에 비하여 AUROC(Area Under the Receiver Operating Characteristics) 분석에서 정확성이 1.3~2.6% 향상되는 것으로 나타났다. 또한, MFD 알고리즘을 이용한 경우는 다른 알고리즘과 비교하여 AUROC 분석에서 정확성이 최대 1.3% 향상되었다. 이러한 결과는 식생조건의 변화를 고려한 뿌리 점착력의 차등 적용과 지표유출수 흐름기법의 선정이 산사태 예측 모델링에 영향을 미칠 수 있음을 시사한다. 향후 이 연구의 결과는 현지 수문모니터링과 함께 수종별 뿌리 점착력의 특징 및 변화를 고려하여 검증되어야 할 것이다.