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무한사면안정해석모형을 이용한 우면산 산사태 분석
Analysis on Mt. Umyeon Landslide Using Infinite Slope Stability Model 원문보기

한국수자원학회 2012년도 학술발표회, 2012 May 16, 2012년, pp.737 - 741  

이기하 (충남대학교 국제수자원연구소) ,  오성렬 (충남대학교 토목공학과) ,  이대업 (충남대학교 토목공학과) ,  정관수 (충남대학교 토목공학과)

초록
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본 연구에서는 2011년 7월 27일 집중호우로 인한 서울시 우면산 산사태 지역을 대상으로 뿌리의 보강효과와 분포형 습윤지수를 고려한 GIS기반의 무한사면안 해석기법을 이용하여 사면안정해석을 실시하였다. 사면안정해석을 위한 지형 지질학적 매개변수는 수치지도, 정밀토양도 및 임상도(임상도와 영급도)로부터 추출하여 $10m{\times}10m$ 해상도의 공간분 포형 데이터베이스로 변환하였다. 또한, 분포형 습윤지수의 산정을 위한 비집수면적(specific catchment area)은 무한방향흐름 기법(IFD, infinity flow direction)을 이용하여 결정하였으며, 모형의 입력 강우자료는 서울시 서초와 남현 AWS의 산사태 발생초기와 종기시의 평균 일강우량을 적용하였다. 대상유역의 사면안정해석을 위해 격자별 안전률은 4개의 등급(unstable, quasi stable, moderately stable, stable)으로 구분하여 도시하였다. 산사태 발생인자별 분석결과, 무한사면안정해석기법을 이용하여 산정된 사면안전률은 사면경사에 매우 민감하게 반응하는 것으로 분석되었으며, 거주지 주변의 절개지 부근과 산지정상부근의 급경사지에서 불안정 지역이 집중적으로 분포하고 있음을 확인하였다.

AI 본문요약
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제안 방법

  • DEM을 이용한 사면경사 계산방식에 따라 최급경사와 평균최대치 경사를 이용하여 사면경사에 따른 대상유역내 안전율을 계산하고, 이상의 경사변화에 따른 안전률의 비교·분석 결과를 그림 2에 도시하고, 표 2에 정리하였다.
  • 5, 1 등과 같이 동일하게 가정하여 사용하여 왔으며, 이는 기존의 사면안정해석기법은 강우와 이에 따른 토양의 포화상태의 공간적 변화를 고려하지 못한다는 단점을 가지고 있음을 의미한다. 따라서 본 연구에서는 유역의 지형학적 특성에 따른 습윤지수의 공간분포를 고려하기 위하여 무한방향흐름방법(infinity flow direction method; Tarboton, 1997)을 이용한 비 집수면적(specific catchment area)의 개념을 도입하여 2011년 7월 26일부터 28일까지의 집중호우로 인한 서울시 우면산 산사태 지역을 대상으로 사면안정해석을 수행하고, 대상유역의 격자별 사면안전률(safety factor, Fs)을 도시하였다.
  • 본 연구에서는 무한방향흐름기법으로 산정된 비 집수면적을 활용하여 2011년 7월 26일부터 28일까지의 집중호우 기간동안 서울시 우면산 지역에서의 격자별 분포형 습윤지수를 산정하고, 산사태 발생시기의 강우자료 및 무한사면안정해석 모형을 이용하여 우면산 지역의 사면안정해석을 수행하고, 그 결과를 분석하였다.

이론/모형

  • 격자기반의 수문기상학적, 지형학적, 지질학적 인자를 무한사면안정해석 기법에 적용하여 대상 유역내 각 격자에 대한 안전률을 계산하였으며, Acharya et al.(2006)가 제안한 사면안전률 범위를 이용하여 unstable( s <1), quasi stable(1<Fs <1.
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질의응답

핵심어 질문 논문에서 추출한 답변
사면안정해석을 위한 지형 지질학적 매개변수는 무엇으로부터 추출했는가? 본 연구에서는 2011년 7월 27일 집중호우로 인한 서울시 우면산 산사태 지역을 대상으로 뿌리의 보강효과와 분포형 습윤지수를 고려한 GIS기반의 무한사면안 해석기법을 이용하여 사면안정해석을 실시하였다. 사면안정해석을 위한 지형 지질학적 매개변수는 수치지도, 정밀토양도 및 임상도(임상도와 영급도)로부터 추출하여 $10m{\times}10m$ 해상도의 공간분 포형 데이터베이스로 변환하였다. 또한, 분포형 습윤지수의 산정을 위한 비집수면적(specific catchment area)은 무한방향흐름 기법(IFD, infinity flow direction)을 이용하여 결정하였으며, 모형의 입력 강우자료는 서울시 서초와 남현 AWS의 산사태 발생초기와 종기시의 평균 일강우량을 적용하였다.
유역의 지형학적 특성에 따른 습윤지수의 공간분포를 고려하기 위하여 무한방향흐름방법(infinity flow direction method; Tarboton, 1997)을 이용한 비 집수면적(specific catchment area)의 개념을 도입한 이유는? 사면안정해석에 있어 강우에 따른 토양 습윤지수의 시·공간적 변동성은 산사태 위험해석을 위한 매우 중요한 영향인자임에도 불구하고, 그 값을 대상유역 전체에 대하여 0, 0.5, 1 등과 같이 동일하게 가정하여 사용하여 왔으며, 이는 기존의 사면안정해석기법은 강우와 이에 따른 토양의 포화상태의 공간적 변화를 고려하지 못한다는 단점을 가지고 있음을 의미한다. 따라서 본 연구에서는 유역의 지형학적 특성에 따른 습윤지수의 공간분포를 고려하기 위하여 무한방향흐름방법(infinity flow direction method; Tarboton, 1997)을 이용한 비 집수면적(specific catchment area)의 개념을 도입하여 2011년 7월 26일부터 28일까지의 집중호우로 인한 서울시 우면산 산사태 지역을 대상으로 사면안정해석을 수행하고, 대상유역의 격자별 사면안전률(safety factor, Fs)을 도시하였다.
뿌리의 보강효과와 분포형 습윤지수를 고려한 GIS기반의 무한사면안 해석기법을 이용하여 사면안정해석을 실시했는데, 그 대상은? 본 연구에서는 2011년 7월 27일 집중호우로 인한 서울시 우면산 산사태 지역을 대상으로 뿌리의 보강효과와 분포형 습윤지수를 고려한 GIS기반의 무한사면안 해석기법을 이용하여 사면안정해석을 실시하였다. 사면안정해석을 위한 지형 지질학적 매개변수는 수치지도, 정밀토양도 및 임상도(임상도와 영급도)로부터 추출하여 $10m{\times}10m$ 해상도의 공간분 포형 데이터베이스로 변환하였다.
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