산사태와 같은 피해는 집중 호우 등의 자연현상에 원인이 있다. 적절한 대응책으로는 사방댐 설치와 계류보전 등의 방식을 사용한다. 사방댐은 산비탈 붕괴지의 골이나 이에 접속된 계류의 최상류부에 설치하는 소규모의 댐을 말한다. 본 연구에서는 산사태가 난 후에 추가피해를 방지하기 위한 사방댐이 설치된 지역의 적정성을 분석하였다. 사방댐 최적지 분석을 위한 기존에 설치된 사방댐을 중심으로 접근성과 규모 등을 고려하여 GIS로 토사유실량을 검토하였다. RUSLE 모형으로 연구대상유역의 토사유실량을 검토한 결과 유역 I에서는 약 2%정도의 토양유실 감소효과가 있었고, 유역 II에서는 1% 미만의 토양유실 감소가 있는 것으로 나타났으며, 유역 III에서는 5% 대의 토사유실감소효과가 있는 것으로 나타났다.
산사태와 같은 피해는 집중 호우 등의 자연현상에 원인이 있다. 적절한 대응책으로는 사방댐 설치와 계류보전 등의 방식을 사용한다. 사방댐은 산비탈 붕괴지의 골이나 이에 접속된 계류의 최상류부에 설치하는 소규모의 댐을 말한다. 본 연구에서는 산사태가 난 후에 추가피해를 방지하기 위한 사방댐이 설치된 지역의 적정성을 분석하였다. 사방댐 최적지 분석을 위한 기존에 설치된 사방댐을 중심으로 접근성과 규모 등을 고려하여 GIS로 토사유실량을 검토하였다. RUSLE 모형으로 연구대상유역의 토사유실량을 검토한 결과 유역 I에서는 약 2%정도의 토양유실 감소효과가 있었고, 유역 II에서는 1% 미만의 토양유실 감소가 있는 것으로 나타났으며, 유역 III에서는 5% 대의 토사유실감소효과가 있는 것으로 나타났다.
Damage such as landslides has been caused by natural phenomenon like a heavy rain. As appropriate countermeasures, rather than analysing the cause of the landslide, we used methods of check dam installation and maintenance mountain basin. A check dam is a small, sometimes temporary, dam constructed ...
Damage such as landslides has been caused by natural phenomenon like a heavy rain. As appropriate countermeasures, rather than analysing the cause of the landslide, we used methods of check dam installation and maintenance mountain basin. A check dam is a small, sometimes temporary, dam constructed across a swale, drainage ditch, or waterway to counteract erosion by reducing water flow velocity. In this study, we analysed the adequacy of check dam built to prevent further damage after landslides through GIS and examined the sediment erosion in the existing check dams for an ideal location of check dam, considering the accessibility and size. As a result of reviewing soil loss in the study watershed according to RUSLE(Revised Universal Soil Loss Equation), the basin I had about 2% soil loss reduction, the basin II showed less than 1 % soul loss reduction, and basin III showed the reducing effect of 5 % soil erosion.
Damage such as landslides has been caused by natural phenomenon like a heavy rain. As appropriate countermeasures, rather than analysing the cause of the landslide, we used methods of check dam installation and maintenance mountain basin. A check dam is a small, sometimes temporary, dam constructed across a swale, drainage ditch, or waterway to counteract erosion by reducing water flow velocity. In this study, we analysed the adequacy of check dam built to prevent further damage after landslides through GIS and examined the sediment erosion in the existing check dams for an ideal location of check dam, considering the accessibility and size. As a result of reviewing soil loss in the study watershed according to RUSLE(Revised Universal Soil Loss Equation), the basin I had about 2% soil loss reduction, the basin II showed less than 1 % soul loss reduction, and basin III showed the reducing effect of 5 % soil erosion.
* AI 자동 식별 결과로 적합하지 않은 문장이 있을 수 있으니, 이용에 유의하시기 바랍니다.
문제 정의
본 연구는 토사유실모형의 이론을 적용하여 토사 유실량 산정 후 실제 산사태와의 상관관계를 분석하기 위해 30년, 50 년 그리고 100년 빈도의 강우강도에 따른 토사유실량을 산정하였다. 사방댐이 설치된 유역의 특성을 분석하기 위해 적용지역을 설정하였으며, 2014년 설치된 사방댐유역을 대상으로 현장답사를 통하여 접근성과 규모 등을 고려하여 3개소의 사방댐 설치유역을 결정하였다.
따라서 사방댐은 산사태 발생 등 재해발생 위험이 높은 지역이거나 인명 또는 재산피해가 발생할 수 있는 지역에 설치되어야 한다. 본 연구에서는 기존에 설치된 사방댐을 중심으로 강우량에 따른 토사유실량을 분석하여 설치 적절성을 분석하고자 한다.
제안 방법
GIS 기법을 이용하여 전체 대상지역을 소규모의 격자로 분할 한 후 각 격자에 대하여 6개의 인자을 결정한 후 이를 토대로 소유역과 유역의 유출량을 결정한다. 그리고 결정된 유출량 값과 유사전달률을 이용하여 결과적인 퇴적량을 유역 분기점 기준으로 결정하게 된다.
본 연구에서는 Shin(1999)이 제안한 Table 2를 이용하였다. 격자형태의 수치고도 모형으로 부터 각 격자의 경사를 결정한 후 토지 피복 도를 중첩하여 각 격자별 경사에 따른 경작지 형태를 파악하고 결정 표를 이용하여 최종 경작인자를 추출하였다.
본 연구는 사방댐이 설치된 유역의 특성을 분석하기 위해 2014년 설치된 사방댐유역을 대상으로 현장답사를 통하여 접근성과 규모 등을 고려하여 3개소의 사방댐 설치유역을 결정하였다. 사방댐 유역Ⅰ 중 H의 토사유실량의 산정에 앞서 영향인자들이 우선 산정되어야하며, 6개의 인자 중 강우 침식 인자 Re 재현기간별(30년, 50년, 100년)로 6차 전 대수 다항식을 적용하여 각각 산정한 후 적용하였다.
사방댐 유역Ⅰ 중 H의 토사유실량의 산정에 앞서 영향인자들이 우선 산정되어야하며, 6개의 인자 중 강우 침식 인자 Re 재현기간별(30년, 50년, 100년)로 6차 전 대수 다항식을 적용하여 각각 산정한 후 적용하였다. Table 6, 7 and 8은 연구대상 사방댐의 설치 전, 후 그리고 미설치시의 토사 유실량을 나타낸 것이다.
사방댐이 설치된 유역의 특성을 분석하기 위해 적용지역을 설정하였으며, 2014년 설치된 사방댐유역을 대상으로 현장답사를 통하여 접근성과 규모 등을 고려하여 3개소의 사방댐 설치유역을 결정하였다. 연구대상지역의 RUSLE 인자를 이용하여 각 유역의 토사유실량을 검토한 결과 유역 I에서는 약 2%정도의 토양유실 감소효과가 있었고, 유역 II에서는 1% 미만의 토양유실 감소가 있는 것으로 나타났으며, 유역 Ⅲ에서는 5% 대의 토사유실감소효과가 있는 것으로 나타났다.
연구대상지역을 선정하기 위해 먼저 경남지역의 사방댐 설치 현황을 살펴보았다. 경남에는 1986년부터 2011년까지 총 551개소의 사방댐이 설치되어 있다(Fig 1).
Table 3 and 4는 연구대상유역의 전대수다항식의 지역 상수이며, Table 5는 단일호우 강우침식인자 산정 결과이다. 토사 유실모형에는 토사유실량 산정 후 실제 산사태와의 상관관계를 분석하기 위해 30년, 50년 그리고 100년 빈도별 토사 유실량을 산정하였다. 각종 인자에는 강우침식인자 R, 토양침식 인자 K, 지형인자 LS, 토지피복인자 C, 침식조절인자 P, 유역면적 A, 유사전달률 SDR이 있다.
대상 데이터
처리의 안정성과 신뢰성을 확보할 수 있다. 본 연구에서는 시간우량 자료의 확보가 용이한 기상청 강우 관측자료를 사용하였다. 연구대상지역에서는 이용가능한 수문 관측시설이 위치해 있지 않아 유역인근에 위치한 기상대의 관측기록을 사용하였다.
본 연구에서는 시간우량 자료의 확보가 용이한 기상청 강우 관측자료를 사용하였다. 연구대상지역에서는 이용가능한 수문 관측시설이 위치해 있지 않아 유역인근에 위치한 기상대의 관측기록을 사용하였다. Fig.
연구대상지역은 경상남도 인근의 사방댐을 중심으로 하였다. 연구대상지역을 선정하기 위해 먼저 경남지역의 사방댐 설치 현황을 살펴보았다.
연구에서의 강우지속시간별 확률강우량의 분석을 위해 밀양기상대의 지속시간별 년 최대지 강우자료를 이용하였다. Table 3 and 4는 연구대상유역의 전대수다항식의 지역 상수이며, Table 5는 단일호우 강우침식인자 산정 결과이다.
접근이 용이한 지역을 중심으로 사방댐 10개소를 우선 후보군으로 선정하였다. 위성영상, 토지이용도 그리고 수치지도 등의 기초데이터를 바탕으로 사방댐의 규모와 상태 및 주변상황 등을 파악하기 위해 현장답사를 실시하여 연구대상에 적합한 사방댐 3곳을 최종 선정하였다(Fig. 2).
경남에는 1986년부터 2011년까지 총 551개소의 사방댐이 설치되어 있다(Fig 1). 접근이 용이한 지역을 중심으로 사방댐 10개소를 우선 후보군으로 선정하였다. 위성영상, 토지이용도 그리고 수치지도 등의 기초데이터를 바탕으로 사방댐의 규모와 상태 및 주변상황 등을 파악하기 위해 현장답사를 실시하여 연구대상에 적합한 사방댐 3곳을 최종 선정하였다(Fig.
이론/모형
인자값 결정은 격자형 수치 고도모델을 결정한 후 이를 이용하여 경사각과 주 경사방향 을산출한후 유역의 상류기여면적을 정한다. 그리고 등고선길 이를 계산하여 Desmet and Govers(1996)의 식에 적용하여 침 식사면의 길이인자를 계산한다. 수치표고모델을 이용하여 경 사각을 결정한 후 Nearing(1997)이 제안한 식에 값을 대입하여 침식사면 경사인자(S)를 결정한다(Eq.
경작형태에는 등고선경작, 등고선 대상경작, 테라스경작 등이 있을 수 있으며 이와 함께 지표면의 경사 또한 경작인자의 결정에 영향을 미친다. 본 연구에서는 Shin(1999)이 제안한 Table 2를 이용하였다. 격자형태의 수치고도 모형으로 부터 각 격자의 경사를 결정한 후 토지 피복 도를 중첩하여 각 격자별 경사에 따른 경작지 형태를 파악하고 결정 표를 이용하여 최종 경작인자를 추출하였다.
토사유실량의 산정에는 저수지 퇴사나 산지하천의 침전지의 규모결정과 같은 목적에서 연평균유출량을 대상으로 하는 방법과 홍수시의 하상변동이나 토사재해의 문제를 취급하는 관점에서 홍수로 인한 유출량을 대상으로 하는 방법으로 분류된다. 본 연구에서는 사방댐설치 적지 분석을 위한 토사 유실량과 댐 퇴사량을 산정하기 위해 RUSLE(Revised Universal Soil Loss Equation)모형을 적용하였다. RUSLE 모형은 과거 농업지역에서 적용되었던 USLE 모형을 일반 유역에 적용할 수 있도록 개량한 모형으로서 토사유출에 주로 응용되고 있다.
그리고 등고선길 이를 계산하여 Desmet and Govers(1996)의 식에 적용하여 침 식사면의 길이인자를 계산한다. 수치표고모델을 이용하여 경 사각을 결정한 후 Nearing(1997)이 제안한 식에 값을 대입하여 침식사면 경사인자(S)를 결정한다(Eq. 3).
RUSLE 모형에서는 부 요소들을 이용한 산정방법이 주로 적용된다. 이 실험에서는 KICT(2002)이 제시한 식생피복인자표를 이용하여 해당 격자 별로 토지이용현황을 분류한 후 이를 Table 1에 적용하여 각 격자별로 식생피복인자를 결정하였다.
RUSLE 모형에서는 부 요소들을 이용한 산정방법이 주로 적용된다. 이 실험에서는 KICT(2002)이 제시한 식생피복인자표를 이용하여 해당 격자 별로 토지이용현황을 분류한 후 이를 Table 1에 적용하여 각 격자별로 식생피복인자를 결정하였다.
토양침식인자(K)를 구하기 위해서는 해당 지역 토양에 대한 구체적인 샘플링 자료가 필요하나 취득하기가 어려우므 로 토양침식인자 산정용 도표(Wischmeier and Smith, 1978; Erickson, 1996)에서 토양통에 해당하는 입경분포, 유기물함 량, 골재함량을 토양통해설서에서 결정 후 도표를 이용하였다
성능/효과
88ton/yr로 나타났다. 검토 결과 유역 I, II에서는 사방댐 설치 전과 후에 2% 전후의 차이가 있으므로 설치에 따른 효과가 미미한 것으로 나타났으며, 유역 Ⅲ에서는 5% 대의 토사유실감소효과가 있는 것으로 나타났다. 연구결과를 보면 설치된 사방댐 3곳 중에서 2 곳은 사방댐 설치에 따른 효과가 미미함을 알 수가 있다.
35ton/ yr로 나타났다. 사방댐 설치 후 약 2%정도의 토양유실 감소 효과가 있는 것으로 나타났다. 유역 II에서는 30년 빈도에서 274.
연구대상지역의 RUSLE 인자를 이용하여 각 유역의 토사 유실량을 검토한 결과 유역 I에서는 30년 빈도에서 9.68ton/ yr, 50년 빈도 7.61ton/yr 그리고 100년 빈도에서는 8.35ton/ yr로 나타났다. 사방댐 설치 후 약 2%정도의 토양유실 감소 효과가 있는 것으로 나타났다.
사방댐이 설치된 유역의 특성을 분석하기 위해 적용지역을 설정하였으며, 2014년 설치된 사방댐유역을 대상으로 현장답사를 통하여 접근성과 규모 등을 고려하여 3개소의 사방댐 설치유역을 결정하였다. 연구대상지역의 RUSLE 인자를 이용하여 각 유역의 토사유실량을 검토한 결과 유역 I에서는 약 2%정도의 토양유실 감소효과가 있었고, 유역 II에서는 1% 미만의 토양유실 감소가 있는 것으로 나타났으며, 유역 Ⅲ에서는 5% 대의 토사유실감소효과가 있는 것으로 나타났다. 사방댐의 설계 및 시공기준에는 공사피해예방과 자연경관 훼손을 최소화하기 위한 제도장치가 있으나, 사방댐 개발이라는 명목으로 산림과 전답이 파괴된 결과 엄청난 량의 빗물을 저장하는 역할을 하지 못하는 한편 곳곳의 산림훼손으로 빗물이 내려오는 속도가 빨라 수재피해가 가속화 될 수 있다.
후속연구
본 연구에서의 토사유실량 수치해석결과 사방댐의 효과가 미미한 사방댐이 전국적으로 일부 있을 것으로 판단된다. 따라서 향후 사방댐 설치에 따른 토사유실량을 비교 검토한 후 재해 발생 위험가능성을 판단하여 피해 발생이 예상되는 곳에 설치해야 할 것이다.
참고문헌 (17)
Desmet, P. J. and Govers, G., 1996, Comparison of Routing Algorithms for Digital Elevation Models and Their Implications for Predicting Ephemeral Gullies, Int. J. Geogr. Inf. Syst ., 10(3), 311-331.
Erickson, A. J., 1997, Aids for Estimating Soil Erodibility-K Value Class and Soil Loss Tolerance , U.S. Department of Agriculture Soil Conservation Service Salt Lake City of Utah.
Ferri, V. and Minacapilli M.(1995), Sediment delivery processes at the basin scale, Hydrological Science Journal , Vol. 40, pp. 703-717.
Jetten, V., Henkens and Dejong S. M. (1988), The Universal Soil Loss Equation , Version 1.0, release 1.0, distributed, Department of Physical Geography, Ultrecht Univ., The Netherlands.
Kang, Y. and Kang, J.(2006), The monitoring of sediments on the basin using LiDAR data, Journal of the Korean Society of Surveying, Geodesy, Photogrammetry and Cartography , Vol. 24, No.1, pp. 27-36.(in Korean with English abstract)
KICT(2002), Enhancing the Usability of NGIS in the Water Resources Parts , KICT(Korea Institute of Civil Engineering and Building Technology).(in Korean)
Kim, J., Kim, K., and Yeon, G.(2003), Analysis of soil erosion hazard zone using GIS, Journal of the Korean Association of Geographic Information Studies , Vol. 6, No. 2, pp.22-32.(in Korean with English abstract)
Kim, K., Gyoo, G., Yoon, H., Lee, C., Won, M., Lee, B., Woo, C., Kim, S., and Lee, M. (2012), 2011 Forest Disaster White Paper , No. 11-140037-000524-01, Korea Forest Research Institute, Seoul, 29p.(in Korean)
Kwon, W. (2007), Development of Reginol Climate Change Scenario for the National Climate Change(Ⅲ) , MR040-C03, National Institute of Meteorologial Research, Jeju, 510p.(in Korean)
Lee G., Lee M., Hong H., and Hwang E.(2007a), Efficiency of soil erosion to a debris barrier using GIS, Journal of the Korean Association of Geographic Information Studies , Vol. 10, No 1, 158-168.(in Korean with English abstract)
Lee, S., Lee, B., Choi, H., and Kwak, Y.(2007b), Optimum scale evaluation of sediment basin design by soil erosion estimation at small basin, The Korean Society for GeoSpatial Information System , Vol. 15, No. 2, pp. 25-31.(in Korean with English abstract)
Lee, K. and Jo, K.(2004), Evaluation of GIS-based soil erosion amount with turbid water data, Journal of the Korean Society for Geospatial Information System , Vol.12, No. 4, pp. 75-81.(in Korean with English abstract)
Nearing, M. A.(1997), A single continuous function for slope steepness influence on soil loss, Soil Science Society of America Journal , Vol. 61, No. 3, pp.917-919
Park, W., Hong, S., Ahn, C., and Choi, H.(2013), Assessment of soil loss in irrigation reservoir based on GIS, Journal of the Korean Society of Surveying, Geodesy, Photogrammetry and Cartography , Vol. 31, No. 6-1, pp. 439-446.
Shin, K.J.(1999), The Soil Loss Analysis Using GSIS in Watershed , Ph. D. dissertation, Dept. of Civil Engineering, Kangwon National University(in Korean with English abstract)
Wischmeier, W. and Smith, D.(1978), Predicting Rainfall Erosion Losses , USDA Agr, Handbook.
Yang, I., Kim, D., and Chun, K.(2006), Analysis of accumulation/erosion in river using satellite image, Journal of the Korean Society of Surveying, Geodesy Photogrammetry and Cartography , Vol. 24, No. 1, pp. 37-45.(in Korean with English abstract)
※ AI-Helper는 부적절한 답변을 할 수 있습니다.