초록 ▼

우리나라는 자연재해 가운데 호우와 태풍에 의한 피해가 전체의 약 50%를 차지하고 있으며, 최근에는 택지개발과 도로확장 등과 같은 이유로 산지나 구릉지의 자연사면이 붕괴되는 토사재해의 발생이 증가하고 있다. 특히 2002년 9월 태풍 ‘루사’의 영향으로 지형지질 특성상 급사면이 많은 강원지역 곳곳에서 토석류와 산사태로 인해 그 기간 동안만 241명의 인명피해와 5조 1000억원에 달하는 막대한 재산피해가 발생했다. 특히 산불이 빈발하는 지역에 산사태가 집중된다는 점은 본 연구와 관련하여 시사하는 바가 크다. 우리나라 대부분의 토사재

우리나라는 자연재해 가운데 호우와 태풍에 의한 피해가 전체의 약 50%를 차지하고 있으며, 최근에는 택지개발과 도로확장 등과 같은 이유로 산지나 구릉지의 자연사면이 붕괴되는 토사재해의 발생이 증가하고 있다. 특히 2002년 9월 태풍 ‘루사’의 영향으로 지형지질 특성상 급사면이 많은 강원지역 곳곳에서 토석류와 산사태로 인해 그 기간 동안만 241명의 인명피해와 5조 1000억원에 달하는 막대한 재산피해가 발생했다. 특히 산불이 빈발하는 지역에 산사태가 집중된다는 점은 본 연구와 관련하여 시사하는 바가 크다. 우리나라 대부분의 토사재해는 여름철 우기에 집중되고 있으며, 같은 지역에서 반복적으로 발생하는 특성이 있으나, 발생 원인과 규모 그리고 그 대처방안에 대한 체계적인 연구가 활발하게 이루어지고 있지 않으며 산사태와 토석류에 대한 재난방지 매뉴얼 또한 마련되어 있지 않다. 산불피해를 입은 암석에 대한 연구가 진행된다면 화재의 범위와 온도 등에 관한 중요한 데이터를 확보할 수 있으며, 추후 연구가 필요한 분야이다. 단순히 산불피해를 입은 암석을 선정한 후 벌어진 간극의 크기를 측정하는 간단한 방식으로, 이를 암석별로 통계적으로 처리하여 침식량 등을 산정하게 된다. 다만 산불이 진행된후 산불피해를 입은 암석들을 치워야하는 쓰레기 정도로 치부되는 현실에서 신속한 조사가 필요한 부분이지만, 이에 대한 이해는 아직 매우 부족한 현실이다. 또한 산불피해 지역의 하천이나 계곡 같은 수환경에 대한 조사를 실시할 필요가 있다고 판단된다. 다만 계절적으로 유량 변화가 크고 이에 따라 하천의 폭에 대한 정의가 쉽지 않지만, 실제 지형학 분야들 가운데 가장 계량화의 노력이 앞선 부분이 하천지형학으로, 그 분야에서 중요시하는 이론적 틀 가운데 하나가 ‘잘 적응된하천(Nice adjustment)’이라는 개념이지만 세계적으로 하천지형에 대한 모니터링시 스템을 갖춘 예는 거의 없다. 토양유실량을 과학적으로 도출하려는 수많은 시도와 공식이 제안되었지만 기본적으로는 미국 농무부에서 만든 RUSLE와 같은 모델이 기본을 이루고 있다. 한국의 경우 기상측정망을 통해 획득한 강수량 자료와 정밀토양도를 통해 얻은 토양 특성자료, 전국적으로 만들어진 1:25,000과 1,5000 축척의 수치지형도를 통해 사면길이와 사면경사의 값을 구할 수 있으므로 GIS에 대한 이해가 있다면 쉽게 적용할 수있다. 또한 토지피복의 경우 산불피해 정도를 조사한 현지조사 자료와 더불어 위성영상 분석과 같은 원격탐사자료를 통해 가중치를 부여할 수 있으며, 현지조사를 통해 보전대책 등을 반영한 모델을 만들 수 있다. 이러한 연구에 반드시 필요한 것은 지표지질에 관한 연구이다. 지표피복물에 관한 데이터를 현장에서 기술하는 작업은 숙련된 연구자에 의해 비교적 쉽게 이루어 질 수 있다. 하지만 이러한 자료를 지도화시켜 가시화(Visualization)하고, 피복물질과 사면 간의 관계에 관한 지식을 얻는 것은 쉬운 일이 아니므로 다양한 유관 기관간의 조직적인 협력이 필요하다. 현장에서 지도화시키지 않고 야외조사만으로는 한계가 있고, 특히 넓은 지역을 소축척의 지도로 작업하는 것은 어려움이 많다. 따라서 토양침식인자와 현장조사를 거쳐 토층의 두께에 대한 자료를 연도별로 모니터링할 필요가 있다고 판단된다. 모델에 나타난 실험 결과와 비교하기 위하여, 현지조사를 통해 사방댐의 퇴적물의 두께 또한 연도별로 측정할 필요가 있다. 부록에 제시된 야장에서 제시한 것처럼 실제 모델에서 많은 토사유출이 예측되는 지점에 퇴적물이 전혀 발견되지 않는 곳들이 있는데, 이러한 지역의 경우 과거 산불 등으로 인해 이미 침식이 가능한 물질의 대부분이 유실된 것으로 판단된다. 따라서 모델의 예측치를 향상시키기 위해서는 지형형태별로 퇴적물의 상태를 지도화하여 모델에 반영하는 것이 필수적이다. 현재까지 연구에 이용된 ArcGIS와 ArcView는 GIS 프로그램으로 이를 이용할 수 있도록 단계별로 작성하여 부록에 게재하였다. 하지만 이러한 프로그램 외에 현장 적응성이 높은 손쉬운 프로그램의 개발이 필요한 실정이다. 이를 위하여 미국에서 개발 중인 2개의 프로그램을 소개하였다. 현재 가장 간단히 사용할 수 있는 프로그램은 미국 USDA Forest Service에서 개발한 ERMiT 모델로서 산불이 발생한 후 5년 이내 토양유실의 위험성을 판단하기 위해 개발되었다. 또한 Water Erosion Prediction Project(WEPP) 모델은 경작지, 목장, 임목지 등 관리가 이루어지는 지역에 적용하기 위하여 만들어졌다. 이러한 프로그램은 복잡한 GIS 프로그램에 익숙하지는 않지만, 인터넷 접근이 가능한 현장인력이나 일반인들의 현장 적용성 향상을 위해 반드시 개발이 필요할 것으로 판단된다. 부록에서 현장 조사 시 필요한 야장과 GIS 프로그램을 소개하는 것으로 마무리하였다.

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 발간사 ... 3
• 목차 ... 5
• 표목차 ... 7
• 그림목차 ... 8
• 요약 ... 13
• 제Ⅰ장. 기존 연구 현황 ... 15
• 1. 산사태 및 토석류 모델과 관련된 기존 연구 현황 ... 18
• 1.1 산사태의 원인 ... 18
• 1.2. 연구방법론 ... 18
• 1.3. 국내 연구 사례 ... 20
• 1.4. 토석류 모델과 관련된 해외 사례 ... 22
• 2. 암석파괴와 암석의 침식과 관련된 연구 ... 24
• 2.1. 암석 피해 조사의 필요성 ... 24
• 2.2. 해외 연구 사례 ... 25
• 제Ⅱ장. 토양유실량 산정을 위한 연구검토 ... 29
• 1. 강우인자 ... 32
• 2. 토양의 침식인자 ... 35
• 3. 지형인자의 측정 ... 37
• 3.1. 등고선면적법 ... 38
• 3.2. 등고선연장법 ... 38
• 3.3. 하천구간장의 경사자승법 ... 38
• 3.4. 사면길이인자 ... 38
• 3.5. 사면경사인자 ... 41
• 4. 식생인자의 측정 ... 41
• 5. 토양보전인자의 측정 ... 43
• 6. 현지조사에서의 토양침식량 추정 ... 43
• 제Ⅲ장. 토사 대량 유출과 관련한 현지조사 ... 45
• 1. 산사태 관련 조사 ... 47
• 1.1. 산사태 분포지도 작성 ... 47
• 1.2. 산사태 발생 밀도 조사 ... 48
• 1.3. 연구자의 주관적인 지형분석 ... 48
• 2. 조사대상지의 현지조사 결과 요약 ... 50
• 2.1. 울진 지역 현지조사 ... 50
• 2.2. 삼척 지역 조사 ... 51
• 2.3. 북한산 지역의 분석결과 ... 52
• 2.4. 조사의 결론 ... 53
• 제Ⅳ장. 비교대상지역의 토양침식모형 산정결과 논의 ... 55
• 1. 조사지역의 지질에 따른 변화 ... 57
• 1.1. 지표지질도 작성의 필요 ... 57
• 1.2. 지표지질도 제작과 관련된 해외 사례 ... 59
• 2. 토사대량 유출과 관련한 현지조사 ... 60
• 2.1. 주요조사지역의 좌표와 특성 ... 60
• 2.2. 삼척지역의 경년변화(시계열적 분석) ... 62
• 3. 토양침식인자의 측정 - 관입시험결과 ... 85
• 4. 암석 풍화와 산불간의 관계 ... 90
• 4.1. 암석과 산불 ... 90
• 4.2. 산불과 토양투수성 변화 ... 92
• 4.3. 고성 산불지역과 설악산 지역 비교조사 - 2008 조사결과 ... 93
• 제Ⅴ장. GIS를 이용한 새로운 RUSLE 모델 분석 ... 99
• 1. 과거 모델의 문제점 분석 ... 101
• 2. RUSLE 모델에 기초하여 산불피해정도를 반영하는 모델의 운용 ... 104
• 2.1. RUSLE 최종결과 : (A=R*K*LS*C*P) 재분류 ... 105
• 2.2. 양양지역의 사례분석 ... 109
• 3. 단순화된 프로그램 개발의 필요성 ... 113
• 3.1. ERMiT 모델 ... 113
• 3.2. WEPP 모델 ... 114
• 참고문헌 ... 116
• 부록 ... 119