본 연구에서는 2006년부터 2013년 까지 강원도 영서 인근 지역의 토석류 피해지역 43개소에 대한 현장조사 결과를 바탕으로 토석류 규모를 산정하고 영향인자가 토석류 규모에 미치는 상관성 분석을 실시하였다. 토석류의 규모는 발생지역별로 큰 차이를 보이나 계곡형이 사면형보다 약 6.5배 큰 것으로 조사되었으며 계곡형 발생부의 토석류 규모는 전체의 약 5% 정도의 규모인 것을 확인하였다. 침식률은 계곡형에서 전체 토석류 발생량이 $10,000m^3$ 보다 큰 대규모인 경우 $19m^3/m$, $10,000m^3$ 보다 작은 경우 $8m^3/m$의 값을 갖고, 사면형은 $5m^3/m$로 산정되었다. 토석류 규모의 영향인자에 대한 상관성 분석결과, 토석류 유하부의 길이와 폭은 상관성이 높은 것으로 나타났으며, 평균경사와 침식 깊이는 상관성이 낮은 것으로 나타났다. 특히, 침식깊이는 규모와 상관성 없이 0.5~2.6m의 범위로 Ikeya(1981)가 제안한 값과 유사하였다. 연속강우량, 최대시간강우량 등 토석류 유발강우와 토석류 규모는 상관성이 낮은 것으로 분석되었다.
본 연구에서는 2006년부터 2013년 까지 강원도 영서 인근 지역의 토석류 피해지역 43개소에 대한 현장조사 결과를 바탕으로 토석류 규모를 산정하고 영향인자가 토석류 규모에 미치는 상관성 분석을 실시하였다. 토석류의 규모는 발생지역별로 큰 차이를 보이나 계곡형이 사면형보다 약 6.5배 큰 것으로 조사되었으며 계곡형 발생부의 토석류 규모는 전체의 약 5% 정도의 규모인 것을 확인하였다. 침식률은 계곡형에서 전체 토석류 발생량이 $10,000m^3$ 보다 큰 대규모인 경우 $19m^3/m$, $10,000m^3$ 보다 작은 경우 $8m^3/m$의 값을 갖고, 사면형은 $5m^3/m$로 산정되었다. 토석류 규모의 영향인자에 대한 상관성 분석결과, 토석류 유하부의 길이와 폭은 상관성이 높은 것으로 나타났으며, 평균경사와 침식 깊이는 상관성이 낮은 것으로 나타났다. 특히, 침식깊이는 규모와 상관성 없이 0.5~2.6m의 범위로 Ikeya(1981)가 제안한 값과 유사하였다. 연속강우량, 최대시간강우량 등 토석류 유발강우와 토석류 규모는 상관성이 낮은 것으로 분석되었다.
In this paper, for 43 sites neighboring to western area of Gangwondo where disaster of debris flow occurred from 2006 to 2013, magnitude of debris flow was estimated from results of site investigation and correlation analysis between influencing factors to its magnitude was performed. Magnitude of c...
In this paper, for 43 sites neighboring to western area of Gangwondo where disaster of debris flow occurred from 2006 to 2013, magnitude of debris flow was estimated from results of site investigation and correlation analysis between influencing factors to its magnitude was performed. Magnitude of channelized debris flow was found greater by 6.5 times of that of hill slope debris flow and approximately 5% of total volume was occurred at initiation part of channelized debris flow. As results of analyzing yield rate of debris flow, for channelized debris flow, yield rate values of $19m^3/m$ and $8m^3/m$ were obtained for total volume being over $10,000m^3/m$ as the large scale of debris flow and less than $10,000m^3/m$ respectively, and value of $5m^3/m$ was estimated for hill slope debris flow. As results of correlation analysis of influencing factors to magnitude of debris flow, runoff distance and erosion width were very highly correlated to its magnitude whereas average slope of basin and erosion depth showed relatively low correlation. In particular, value of erosion depth was in the range of 0.5-2.6 m, being similar range to the value proposed by Ikeya (1981). Triggering rainfall to debris flow such as continuous rainfall and maximum intensity of hour rainfall were analyzed to have low correlation with magnitude of debris flow.
In this paper, for 43 sites neighboring to western area of Gangwondo where disaster of debris flow occurred from 2006 to 2013, magnitude of debris flow was estimated from results of site investigation and correlation analysis between influencing factors to its magnitude was performed. Magnitude of channelized debris flow was found greater by 6.5 times of that of hill slope debris flow and approximately 5% of total volume was occurred at initiation part of channelized debris flow. As results of analyzing yield rate of debris flow, for channelized debris flow, yield rate values of $19m^3/m$ and $8m^3/m$ were obtained for total volume being over $10,000m^3/m$ as the large scale of debris flow and less than $10,000m^3/m$ respectively, and value of $5m^3/m$ was estimated for hill slope debris flow. As results of correlation analysis of influencing factors to magnitude of debris flow, runoff distance and erosion width were very highly correlated to its magnitude whereas average slope of basin and erosion depth showed relatively low correlation. In particular, value of erosion depth was in the range of 0.5-2.6 m, being similar range to the value proposed by Ikeya (1981). Triggering rainfall to debris flow such as continuous rainfall and maximum intensity of hour rainfall were analyzed to have low correlation with magnitude of debris flow.
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문제 정의
본 연구는 2006년부터 2013년까지 강원도 춘천 인근지역의 토석류 피해지역 43개소에 대한 현장조사 결과를 바탕으로 토석류의 규모를 산정하고 규모와 영향인자의 상관성을 분석하여 다음과 같은 결과를 도출하였다.
제안 방법
2013년 발생한 토석류에 대하여 퇴적부 토사사량을 측정하여 토석류 발생 규모에 대하여 퇴적량과 유실량을 확인하였다. 특히, Fig.
규모와 연속강우량의 관계를 좀 더 자세히 분석하기 위해 상관관계가 벗어난 지역을 Fig. 14와 같이 두 개의 그룹으로 나누어 분석하였다.
본 연구에서는 침식률(yield rate)과 침식 심도 개념(erosion depth concepts)을 바탕으로 토석류 규모를 산정하였다. 현장조사시 거리측정기, GPS, 스타프(staff), 클리노미터(clinometer) 등을 이용하였으며, 토석류가 시작한 발생부의 규모를 확인하고 침식이나 퇴적이 발생한 계곡을 따라 내려오면서 발생사면의 GPS좌표, 경사, 폭, 길이, 방위, 지형형상 등에 대한 실제 제원을 측정하였다.
본 연구에서는 토석류 발생 현장에 대하여 현장조사를 통해 토석류 규모를 산정하였으며, 토석류 규모에 영향을 주는 주요인자들을 분석하고 침식률(yield rate)을 산정하여 실제규모와 비교하였으며 토석류 영향인자와 토석류 규모의 상관성을 분석하였다.
현장조사를 통한 토석류 규모 산정식은 침식 길이, 계곡 폭, 침식 두께로 구성되며, Marchi and D’Agostino(2004)와 Rickenmann and Koschni(2010)는 규모와 유역면적 그리고 평균경사의 상관성분석을 통해 토석류 규모산정을 위한 경험식을 제안하였다. 본 장에서는 토석류 규모와 그에 영향을 미치는 인자들간의 상관관계를 분석하였다.
측정한 결과를 Jakob(2005)의 제안식에 적용하였으며, 토석류의 발생규모와 침식 및 퇴적특성을 알아보기 위하여 토석류 진행거리에 따른 침식량(+)과 퇴적량(-)의 누적된 체적을 나타내는 토적곡선을 작성하였다.
, 2017). 토석류 유발강우와 규모의 상관성 분석을 통해 토석류 강우조건이 규모에 미치는 영향을 분석하였다.
발생부의 발생량은 계곡형에서 전체 발생량의 5% 정도 임을 고려한 할증값으로 산정하였다. 한편, 사면형에서는 발생부와 유하부의 구분 없이 전체길이에 침식률 5m3/m를 곱하여 전체 토석류 체적을 제안하였다. 이 방법을 통해 토석류 규모의 계산값과 관측값을 Fig.
본 연구에서는 침식률(yield rate)과 침식 심도 개념(erosion depth concepts)을 바탕으로 토석류 규모를 산정하였다. 현장조사시 거리측정기, GPS, 스타프(staff), 클리노미터(clinometer) 등을 이용하였으며, 토석류가 시작한 발생부의 규모를 확인하고 침식이나 퇴적이 발생한 계곡을 따라 내려오면서 발생사면의 GPS좌표, 경사, 폭, 길이, 방위, 지형형상 등에 대한 실제 제원을 측정하였다.
대상 데이터
Table 1은 조사대상지에 대하여 발생년도, 발생장소, 발생형태, 토석류의 전체 규모, 발생부의 규모 및 토석류 전체에 대한 비율, 침식거리, 침식률, 퇴적된 규모를 정리하였다. 조사대상지는 총 43개소로 강원도 36개소, 충북 4개소, 경기도 3개소, 연도별로는 2006년 14개소, 2009년 4개소, 2010년 2개소, 2011년 8개소, 2013년 15개소이다. Evans (1982)은 토석류의 발생형태에 따라 사면형 토석류(hill slope debris flow)와 계곡형 토석류(channelized debris flow)로 구분하였으며, 본 연구대상지는 사면형이 총 발생 건수의 35%, 계곡형이 65%로 나타났다.
이론/모형
식 (2)의 Hungr et al.(1984)의 침식률과 식 (3)의 Jacob (2005)가 제안한 발생부와 유하부의 침식량과 퇴적부의 퇴적량을 고려한 전체 토석량 산정방법을 바탕으로 Fig. 6에 토석류의 관측값과 계산값을 비교하였다.
성능/효과
(1) 토석류의 규모는 지역에 따라 차이를 보이며, 발생형태에 따라 사면형 토석류는 평균 893m3, 계곡형은 평균 5,799m3로 나타나 계곡형의 규모가 사면형 보다 6.5배 정도 큰 것으로 나타났다.
(2) 토석류 규모산정은 발생부의 파괴 체적, 토석류가 이동하면서 침식 및 퇴적된 체적을 통해 산정하며, 계곡형에서 발생부 체적이 전체의 약 5%를 차지하였다.
(3) 토석류 이동시 침식 깊이는 0.5~2.6m의 일정한 범위에 분포하며, Ikeya(1981)가 제안한 0.5~3.2m와 유사한 결과를 보였다.
(4) 상관성 분석결과 유하부의 길이 및 침식 폭은 토석류 규모와 높은 상관성이 나타났지만, 평균경사와 침식 깊이는 상관성이 없는 것으로 나타났다.
(4) 침식률 산정결과 계곡형은 10,000m3이상의 규모에서 19m3/m, 10,000m3 이하에서 8m3/m로 나타났으며, 사면형은 5m3/m로 나타났다. 이러한 결과를 바탕으로 토석류 규모를 예측한 결과 조사된 규모와 유사한 결과를 산정할 수 있었다.
(5) 강우와 토석류 규모의 상관성 분석결과 연속강우량 및 최대시간강우량은 지반의 포화도에 따른 사면붕괴 및 침식규모와 연계되어 토석류 규모와 직접적인 상관성은 낮은 것으로 나타났다.
으로 나타났다. 계곡형의 경우 토석류의 이동거리가 사면형보다 평균 3배정도 길고 사면형으로 시작하더라도 인접 계곡으로 유입되면서 계곡형으로 발달하기 때문에 규모는 6.5배, 발생빈도는 2배정도 많은 것으로 나타났다.
따라서, 강우와 토석류 규모의 상관성 분석결과를 보면 연속강우량과 강우강도의 증가는 토석류 발생 가능성이 클 수 있지만 강우에 따른 지반의 포화도 특성에 따라 사면붕괴 및 침식규모가 결정되어 토석류 규모와 직접적인 상관성이 낮은 것으로 분석되었다.
2는 발생규모를 지역별로 정리한 것으로 인제지역은 다른 지역에 비해 발생규모가 크게 나타났다. 인제지역은 산지의 유역면적이 넓어 다수의 발생부가 존재하여 사면형으로 시작된 토석류가 계곡으로 유입되어 계곡형 토석류로 발달하여 다른 지역보다 규모가 큰 것으로 나타났다. 춘천지역에서는 2013년 발생한 토석류 중 다수의 발생부가 존재하는 경우 토석류의 규모가 크게 발생하였다.
1에 도시한바와 같이 춘천 사암리 지역의 토석류 진행거리에 대하여 침식량과 퇴적량의 변화를 알 수 있다. 토석류의 토적곡선에 나타낸 바와 같이 침식량의 부분적 유실량을 고려할 때 침식량과 퇴적량의 토량균형이 맞아서 현장조사는 비교적 정확하게 이루어졌음을 알 수 있다.
현장조사를 통한 토석류의 특성 및 규모와 관련하여 계곡형 토석류의 규모는 평균 5,799m3, 사면형은 893m3으로 나타났다. 계곡형의 경우 토석류의 이동거리가 사면형보다 평균 3배정도 길고 사면형으로 시작하더라도 인접 계곡으로 유입되면서 계곡형으로 발달하기 때문에 규모는 6.
후속연구
6에 보인바와 같이 비교한 결과 관측값과 계산값이 유사하게 나타났음을 알 수 있다. 따라서 침식률을 고려한 토석류 규모의 산정법은 의미있는 예측방법으로 추천되며 향후 더 많은 DB구축 및 분석과 다양한 현장조건을 고려한 체계적인 침식률의 적용 기준을 제시하여 간단한 계산식을 통하여 토석류 규모를 추정할 수 있을 것으로 판단된다.
질의응답
핵심어
질문
논문에서 추출한 답변
사면 재해가 증가하는 이유는?
기후변화로 인한 국지성호우 증가로 사면 재해는 증가하고 있다. 2011년부터 2014년까지 185개소에서 사면재해가 발생하였으며, 토석류는 77개소(41.
토석류란?
6%)로 나타나 토석류 재해에 대한 예측과 대책수립이 필요하다(Jun and Yune, 2015). 토석류는 흙, 암석, 유목 등이 물로 포화되어 중력에 의해 흐르는 현상이며, 토석류의 발생원인은 크게 강우와 지진으로 구분된다(Iverson, 1997). 국내 토석류 발생원인은 주로 집중호우에 의해 발생하여 빠른 속도로 이동하며, 계곡 바닥의 퇴적물이나 계곡 측면을 세굴 및 침식시켜 규모를 증가시켜 유하시나 퇴적시 시설 및 인명 피해를 유발한다(Kim and Jeong, 2014; Jeong et al.
본 논문에서 토석류의 규모를 산정하기 위해 조사한 대상지는 총 몇 개소인가?
Table 1은 조사대상지에 대하여 발생년도, 발생장소, 발생형태, 토석류의 전체 규모, 발생부의 규모 및 토석류 전체에 대한 비율, 침식거리, 침식률, 퇴적된 규모를 정리하였다. 조사대상지는 총 43개소로 강원도 36개소, 충북 4개소, 경기도 3개소, 연도별로는 2006년 14개소, 2009년 4개소, 2010년 2개소, 2011년 8개소, 2013년 15개소이다. Evans (1982)은 토석류의 발생형태에 따라 사면형 토석류(hill slope debris flow)와 계곡형 토석류(channelized debris flow)로 구분하였으며, 본 연구대상지는 사면형이 총 발생 건수의 35%, 계곡형이 65%로 나타났다.
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