• 한국방재안전학회논문집
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• 제15권2호
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• pp.37-44
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• 2022

기후변화로 인해 집중호우와 태풍의 빈도가 늘어면서 토석류의 발생 빈도가 늘어나고 있다. 특히 강원도의 경우 산지와 해안이 접하는 지형적 특성을 가지고있어 산지재해에 의한 피해발생이 늘어나고 있다. 본 연구에서는 태풍 미탁으로 인해 발생한 강원도 삼척시를 대상으로 토석류 피해지역 분석을 위해 모델링을 수행하였다. 토석류 퇴적부분에서의 유동특성을 분석하기 위해 수치지도와 현장자료를 통해 입력자료를 구축하고 2차원 모델인 FLO-2D를 모의하였다. 피해지역을 토석류 유입부, 마을 중심부, 항구 인접부로 나누어서 토석류의 유동심과 유속을 모의하여 현장 조사한 자료와 비교분석하였다. 그 결과 최대유동심의 경우 토석류 유입부에서는 2.4m 마을 중심부에서는 2.7m, 항구 인접부에서는 1.4m로 나왔으며 현장조사와 비교분석 하였을 때 유사하게 나타났다. 그리고 최대 유속의 경우 토석류 유입부에서는 3.6m/s 마을 중심부에서는 4.9m/s, 항구 인접부에서는 1.2m/s로 산정되었으며 최대유속이 나타난 구간에서 최대유동심이 발생하는 것을 확인하였다.

• 한국지리정보학회지
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• 제13권4호
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• pp.50-66
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• 2010

본 논문에서는 보다 합리적이고 객관적인 토석류 방재대책 수립에 도움을 주기 위하여 고정밀 LiDAR DEM을 이용한 GIS 기반의 토석류 시뮬레이션 방법을 제시하였다. 매우 극단적인 산악지형 분포를 보이는 강원도 평창군 일원을 연구대상지역으로 설정하고, 유한차분법을 적용한 GIS 기반의 수치해석 프로그램을 이용하여 토석류의 발생 가능성을 시뮬레이션 하였다. 그 후 해석된 토석류 시뮬레이션 결과의 신뢰성을 검증하기 위하여 동일한 대상지역에 대하여 SINMAP 및 지형해석 방법에 의한 토석류 해석을 수행하고, 그 해석결과를 본 연구에서 제안된 GIS 기반의 토석류 시뮬레이션 결과와 비교 분석하였다.

• 한국측량학회지
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• 제34권3호
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• pp.309-317
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• 2016

토석류는 태풍이나 집중호우 등에 의해 산사태가 일어나 토석이 물과 함께 하류로 밀려 떠내려가는 현상을 의미한다. 특히 우리나라는 지형학적 특성상 전체 국토의 약 70%가 산지로 구성되어 있고 매년 6~8월 집중적으로 태풍이나 집중호우가 발생하여 이 시기에 발생한 산사태 및 대규모 토석류로 인한 인명피해는 전체 재난 사망자의 약 20%에 이르고 있다. 따라서 이러한 토석류의 발생 규모를 예측하기 위한 핵심적인 부분은 복잡한 3차원 지형에서의 토석류 거동, 침식 및 퇴적 메커니즘을 이해하여야 한다. 본 연구에서는 강원도 평창군의 실제 규모 토석류 실험 전후에 나타난 지형적인 변화 및 변화가 발생한 지역에서의 지형학적 특성 등의 정량적 변화 분석 등을 수행하였으며, 이를 위해 발생 전후의 정량적 변화를 관측할 수 있는 GSD 10cm LiDAR DEM 데이터를 조사에 활용하였다.

• 한국수자원학회논문집
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• 제53권9호
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• pp.637-646
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• 2020

산지 사면에서 발생하는 토석류는 지형변화에 큰 영향을 미치는 대표적인 자연재해 중 하나이다. 특히, 도심지역에서 발생된 토석류는 유동 및 퇴적과정에서 막대한 재산피해와 인명피해를 야기할 수 있으며 이러한 토석류로 인한 피해를 줄이기 위해서는 토석류의 유동과 피해규모를 예측하기 위한 해석모형들이 필수적이다. 하지만 아직 토석류 모형들의 매개변수에 대한 분석은 충분하지 않으며, 특히 토석류의 유동과정 및 피해 규모에 큰 영향을 미치는 연행작용에 대한 연구는 미비한 실정이다. 본 연구에서는 국내에서 개발된 토석류 유동해석 모형인 Deb2D 모형을 통하여 토석류의 매개변수 변화에 따른 흐름, 피해지역에 미치는 영향 그리고 침식과정에 대하여 분석하였다. 2011년 우면산에서 발생한 산사태에 적용하였으며, 수치모형의 객관적인 정확성 판단을 위해 현장 조사를 통해 얻어진 토석류의 피해 범위, 총 퇴적량, 특정 지점에서 관측된 최대 퇴적 높이, 토석류의 첨두 유속를 검토하였다. 또한 매개변수 변화가 연행작용에 미치는 영향에 대하여 침식 형상 및 깊이를 통해 분석하였다. 연행작용을 고려한 래미안 아파트와 신동아 아파트 유역의 모의는 성공적으로 수행되었다. 매개변수 변화에 따른 두 유역에서의 민감도 분석을 통해 각 매개변수의 영향성을 판단할 수 있었다.

• 한국수자원학회논문집
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• 제53권8호
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• pp.627-636
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• 2020

과거의 토석류 재해는 도시로부터 멀리 떨어진 산지지형에서 주로 발생하여 다른 자연재해 보다 비교적 피해가 적은 재해로 저평가 되었다. 하지만 도시화가 진행됨에 따라 도심속 산지지형에 많은 주거지 및 주요 시설물 등이 건설되면서 많은 환경적 변화와 기후변화에 따른 강우량의 증가로 토사재해의 발생 빈도가 꾸준히 증가 하고 있어 토석류에 대한 위험 리스크가 고조되고 있다. 특히 급경사지로 지정된 지역에서 토석류 범람 특성 및 저감대책에 관한 연구는 아직 미비하다. 따라서 우리나라 환경에 적합한 독자적인 방재 기술을 확보하기 위한 연구와 여러 방재 정보의 업데이트 및 개량이 요구되며 우리나라 지형 특성을 고려할 수 있는 독자적인 기술이 필요하다. 본 연구에서는 우리나라 급경사지로 지정된 지역을 대상으로 방재성능목표에 따른 토사 유출량을 산정하고 그에 따른 독자적인 모델을 개발하여 토석류 영향평가와 피해저감에 탁월한 사방댐의 기능 평가를 목적으로 한다. 사방댐 평가를 위해 개발한 2차원 토석류 모델의 신뢰성 확보를 위해 수리모형실험과의 비교 검증 결과 잘 일치하는 것으로 나타났으며 이 결과로부터 모델의 신뢰성을 확인하였다. 또한, 급경사지 주변의 지역적 특징을 고려하기 위해 평면 2차원 토석류 모델을 구축하여 직접 피해지역에 도달하는 토석류의 흐름 특성을 분석하였고, 피해저감을 위해 설치한 사방댐의 제원(높이) 및 설치장소에 따라 토석류가 하류로 전달되는 흐름 특성을 분석하였다. 특히 사방댐 설치장소가 토석류의 흐름이 발생하는 약 20° 이상의 지역에서는 사방댐의 기능이 현저히 떨어지는 것을 확인하였다.

• 한국안전학회지
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• 제32권3호
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• pp.112-116
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• 2017

This study applied risk indexes to the disaster flow event occurred at Mt. Umyeon region in 2011. A 2D hydrodynamic model was employed to calculate flow characteristics, and the model was validated against two dam break flow problems conducted by Bellos and EU CADAM project. The model performance was shown to be satisfactory. In order to determine which index is more appropriate to assess the vulnerability of debris flow, 3 risk indexes (FII, FHR and VDI) were considered. It was found that VDI, which determines the risk level only by the velocity factor, consistently predicted the risk level corresponding to 6 because the velocity range was widely organized. However, in the case of FII and FHR, the risk was reasonably quantified due to combined consideration of significant factors of flow velocity and debris thickness. Therefore, FII and FHR are expected to be more accurate than VDI. However, two indexes still need to be improved to include major factors such as debris density or material properties.

• 한국지리정보학회지
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• 제14권3호
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• pp.174-187
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• 2011

항공 LiDAR 측량으로 토석류 발생 전 후의 지형자료를 취득하는 경우 토석류로 인하여 유출된 토사량을 알 수 있다. 그러나 토석류 발생지를 미리 예측하여 촬영하기가 힘들고, 토석류 발생 지역의 과거 항공 LiDAR 자료는 존재가능성이 낮아 토석류 발생이전 지형자료를 이용하는 것은 어렵다. 따라서 본 연구에서는 토석류 발생지역의 토사량 추정을 위해 발생전 지형을 복원하고, 토사유출의 공간적 범위를 파악할 수 있는 지형복원기법을 개발하였다. 지형복원기법은 토석류 발생지역에서 추출한 선형 및 비선형 횡단면을 가우시안혼합모델로 수식화하고 중심점 추정방법과 근사정확도로 근사결과를 평가하여 토석류 발생이전의 지형을 복원한다. 지형복원기법은 토석류 발생 전 후의 항공 LiDAR 자료를 이용하여 두 가지 방법으로 검증하였다. 먼저 토석류 발생구간에서 추출한 각 횡단면을 지형복원하여 발생전 항공 LiDAR 자료와 비교하였다. 또한 토석류 발생지역에 지형복원기법을 적용한 뒤 지형자료를 제작하여 토석류 발생전 항공 LiDAR DEM과 비교하여 검증하였다. 지형복원기법의 검증한 결과 전반적으로 근사정확도가 0.5m에 가까운 높은 정확도를 나타냈다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제29권1호
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• pp.23-27
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• 2013

기후변화에 따른 토석류 발생과 그로 인한 피해가 세계적으로 증가 추세에 있다. 토석류 연구는 역학적 관점에서 파괴 후(post-failure) 거동에 해당하며 지반강도와 유동특성을 분석함으로써 특성화할 수 있다. 본 연구는 국내의 토석류 발생지역인 상주(화강암 풍화토), 인제(편마암 풍화토), 포항(이암 및 셰일) 지역을 대상으로 지반의 물성-전단강도 상관관계와 토석류의 유동특성을 평가하였다. 본 연구지역을 대상으로 스웨덴 낙하 콘(Swedish Fall cone) 시험장치를 이용하여 지반의 물성 및 지반강도 사이에 일정한 상관관계가 있음을 밝혔다. 실험결과에 따르면, 인제, 상주, 포항지역에서 채취된 시료에 대해 액성지수(IL)와 비배수 전단강도($C_{ur}$) 사이에 $C_{ur}=(1.2/I_L)^{3.3}$의 관계식이 성립한다. 토석류 흐름을 지배하는 항복응력은 재성형 비배수 전단강도에 상응하는 것으로 간주하고, Bingham 모델과 액성지수-항복응력 관계식을 이용하여 토석류의 유동성을 조사하였다. 유동해석은 국내 풍화토와 낮은 활성점토를 구분하여 적용하였다. 이때 액성지수는 액성한계를 기준으로 $I_L=1$, 1.5, 3.0으로 구분하여 비교분석하였다. 동일한 액성지수($I_L=1$)에 대해, 토석류의 발생 5분 경과 후 최대 이동거리는 250m에 다다른다. 액성지수가 3으로 증가 될 경우, 토석류의 이동거리를 5분까지 살펴본 결과, 국내 풍화토는 낮은 활성점토에 비해 2배 이상 큰 유동성이 있음을 알 수 있었다. 본 유동성 평가기술은 토석류 피해저감기술 전략수립에 활용할 수 있을 것으로 기대된다.

• 한국측량학회지
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• 제32권5호
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• pp.515-525
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• 2014

최근 기후변화로 인한 집중호우와 태풍의 증가로 산사태 및 토석류와 같은 산지토사재해가 급증하고 있다. 산지토사재해는 자연사면에서 발생하는 산사태와 토석류를 말한다. 넓은 지역에 대하여 토석류 피해범위를 예측하기 위해서는 물리적 기반의 수치해석보다는 Random Walk Model과 같은 응답모델이 적절하다. Random Walk Model은 계산방법이 간단하고 넓은 지역을 대상으로 토석류의 유동 및 퇴적 특성을 경사도의 인자로 단순화한 확률 모델이다. Random Walk Model을 이용하여 토석류 피해범위 예측을 할 수 있지만 이 모델을 적용하기 위해서는 지형조건에 맞는 초기 입력변수가 결정되어야한다. 본 연구에서는 2011년 대규모 토석류가 발생한 서울시 우면산 지역을 대상으로 현장조사 자료와 항공사진, 항공라이다 자료로부터 생성된 토석류 발생 전 후 수치표고모형의 육안판독을 통해 토석류 발생부와 퇴적부를 추출하여 Random Walk Model의 최적 변수를 산정하였다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제22권4호
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• pp.235-245
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• 2021

최근 기후변화의 영향으로 집중호우의 발생빈도가 증가하여 많은 양의 토석류가 발생하고 있다. 본 연구의 목적은 수로경사와 토사체적농도의 변화에 따른 토석류의 흐름 특성을 파악하고, 소단의 설치가 토석류 흐름 특성에 미치는 영향을 분석하는 것이다. 본 연구에서는 실내 모형실험을 통해 토석류의 흐름 특성 중 유속, 흐름 깊이, Froude 수, 흐름저항계수를 산정하였으며, 소단의 영향을 확인하기 위해 소단을 설치하지 않은 직선수로와 소단을 설치한 1단 수로의 실험결과를 비교하였다. 실험결과, 수로경사가 토석류의 유속과 흐름 깊이에 영향을 미치는 것을 확인하였으며, 토사체적농도가 토석류의 유속, 흐름 깊이, Froude 수 및 흐름 저항계수에 영향을 미치는 것을 확인하였다. 또한, 소단을 설치함에 따라 토석류의 유속과 흐름 깊이가 최대 26.1%, 71.2%씩 감소하는 것을 확인하였다. 이는 소단을 설치하는 것이 토석류의 유속을 감소시켜 토석류의 이동성과 운동에너지를 감소시키는 것을 의미한다. 본 연구의 결과는 토석류의 흐름특성을 파악하는 데 유용한 정보를 제공하며, 사면에서 소단의 효용성에 대한 정보를 제공한다.