현장실측에 의한 토석류 규모 산정과 GIS 기반의 수치적 거동 분석 :Estimation of Debris-flow Volume by Field Survey and GIS Based Numerical Analysis of the Behavior

최영남

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자료유형: 학위논문

저자정보: 최영남 (강원대학교, 강원대학교 대학원)

지도교수: 유남재

발행연도: 2019

저작권: 강원대학교 논문은 저작권에 의해 보호받습니다.

이용수8

이 논문의 연구 히스토리 (2)

2019

현장실측에 의한 토석류 규모 산정과 GIS 기반의 수치적 거동 분석

최영남 토목공학과 2019.01 학위논문

2017

토석류 규모 산정과 영향인자와의 상관성 분석

최영남 , 황희석 , 이형호 외 1명 한국지반신소재학회 논문집 2017.06 학술저널

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본 연구는 2006년과 2011년, 2013년 강원도 영서지역에서 발생한 토석류 160개소에 대한 현장 조사자료를 수집하여 D/B를 구축하고 그 자료를 바탕으로 사면형과 계곡형 토석류의 종류에 따라 발생부, 유하부, 퇴적부로 구별되는 토석류 진행구간에 대해 경사, 침식 폭 및 깊이 그리고 이동거리에 대해 분석하였다. 또한, 국외 연구자들이 제안한 토석류 이동거리 추정 제안식을 토석류 현장에 적용하여 실제 이동거리와 비교하고, 발생부 및 유하부의 침식상태를 고려하여 토석류 규모를 산정하였다. 산정된 규모와 토석류 발생 영향인자와 상관성 분석을 실시하여 침식률을 산정하고 토석류 규모 산정을 위한 간편식을 제안하였다. 또한, 국내에서 주로 사용하는 토양유실공식(RUSLE)를 이용하여 토양유출량과 토석류의 침식량을 비교하였다.
토석류 발생 위치 및 확산범위 예측은 토석류 재해 저감을 위한 중요한 사항이다. 토석류 발생 위치 및 확산범위 예측을 위해 수치해석 프로그램인 SINMAP(Stability INdex MAPping)과 FLO-2D를 이용하였고, 해석결과와 현장조사 결과를 비교 분석하여 프로그램 적용성을 검증하고자 하였다. 연구대상지는 계곡형과 사면형 그리고 인공, 자연사면의 특성이 잘 나타나는 대룡산과 홍천군 그리고 인제군의 3지역을 선정하였다. 선정된 지역의 1:5,000 수치지형도를 이용하여 DEM(Digital Elevation Model)을 구축하고, SINMAP(Stability INdex MAPping)을 이용하여 산사태 위험도 평가 및 실제발생 위치와 비교 분석하였다. 분석결과 사면형 토석류는 위험지역과 실제 토석류발생 위치가 유사한 것으로 나타났으며, 계곡형의 경우 SINMAP에서 계산되는 지형학적 습윤지수를 통해 발생위치를 추정할 수 있었다. FLO-2D는 토석류 확산범위를 예측하는 것으로 현장자료와 확산 및 퇴적 특성을 비교 분석하고 해석에 필요한 적합한 매개변수를 제안하였다.

In this thesis, correlation analysis among the influencing factors to debris flow and numerical analysis using commercially available softwares were performed to investigate the behavior characteristics of debris flow and appropriateness of numerical approach, based on the data about the debris-flow volume obtained by field survey and the characteristic of flow behavior for the debris-flow occurred sites around western area of Gangwon-do.
For this research, data surveyed in field about 160 sites where debris flow occurred around western area of Gangwon-do during 2006, 2011, and 2013 was collected and data base was constructed. For the entire run-out distance of debris flow classified into zone of initiation, transportation, and deposition according to types of hilly slope and channelized debris flow, data on slope, erosion depth and width, and run-out distance was analyzed. Actual run-out distance in field was compared with predicted results using the equations proposed by researchers in abroad and the volume of debris flow was estimated considering erosion in the zone of initiation and transportation. Typical value of yield rate was estimated from correlation analysis between estimated volume and influencing factors to occurrence of debris flow and the simple equation for estimation of volume was proposed. In addition, the estimated volume of debris flow was compared with volume of soil loss estimated by using the Revised Universal Soil Loss Equation (RUSLE).
Prediction about location of occurrence and spreading area of debris flow is the important subject for mitigation of debris-flow disaster. Software SINMAP(Stability INdex MAPping) and FLO-2D were used to predict location of occurrence and spreading area of debris flow respectively, and appropriateness of numerical analysis was confirmed by comparing analyzed results and surveyed ones in fields.
For studied sites, 3 areas of Daeryoung-san, Hongcheon-gun and Inje-gun were selected since they represented well the characteristics of types of hilly slope or channelized debris flow and manmade or natural slope. For selected sites, DEM(Digital Elevation Model) was constructed by using digital map with the scale of 1:5,000, Assesment of landslide hazard and prediction of location of debris flow occurrence were performed by using SINMAP and predicted results were compared with actual sites. As analyzed results, actual locations of hilly slope type were in good agreements. It was found that the location of channelized type could be predicted by using geomorphological wetness index calculated by SINMAP. Software FLO-2D was used for prediction of spreading and deposition ranges. Field data about characteristic of spreading and deposition were compared with analyzed results and appropriate values of parameters for analysis were proposed.

#토석류 #토석류 규모 #침식률 #수치표고모델 #ArcGIS #SINMAP #FLO-2D

<목 차>
목 차 ⅰ
표 목차 ⅳ
그림목차 ⅵ
국문요약 ⅸ
제 1장 서 론 1
1.1 연구배경 및 목적 1
1.2 연구 동향 3
1.2.1 국내 3
1.2.2 국외 5
1.3 연구범위 및 내용 7
제 2장 문헌고찰 10
2.1 토석류의 정의 및 분류 10
2.1.1 토석류의 정의 10
2.1.2 토석류의 분류 11
2.2 토석류의 특성 14
2.2.1 토석류 발생원인 및 특성 16
2.2.2 토석류 이동 특성 20
2.2.3 퇴적 특성 21
2.3 강우특성 24
제 3장 현장조사 자료 분석을 통한 토석류 특성 28
3.1 연구대상지 개요 28
3.1.1 연구대상지역 28
3.1.2 지형 및 지질 특성 29
3.2 현장조사자료 분석 31
3.2.1 발생부 경사 31
3.2.2 유하부 32
3.2.3 퇴적 경사 36
3.3. 이론식에 의한 이동거리 예측 37
3.3.1 순효율 37
3.3.2 제안식에 의한 토석류 이동거리 예측 38
3.4 강우 자료분석 39
제 4장 토석류 규모 산정 및 예측방법 42
4.1 연구 개요 42
4.2 현장조사자료를 통한 토사침식량 산정 43
4.2.1 토석류 규모 및 산정방법 43
4.2.2 현장 조사를 통한 토석류 규모 산정 45
4.3 유발인자와의 상관성 분석 및 적정한 규모산정 방법제안 51
4.3.1 지형적 요인에 대한 상관성 분석 51
4.3.2 토석류 규모산정을 위한 간편식 제안 54
4.4 토양유출량을 통한 토석류 발생량 예측 56
4.4.1 이론적 배경 56
4.4.2 입력변수 57
4.4.3 토사침식량 비교 61
제 5장 수치해석을 이용한 토석류 거동 분석 63
5.1 연구대상지 선정 64
5.1.1 위치 및 현황 64
5.1.2 DEM(Digital Elevation Model)제작 및 지형적 특성 분석 68
5.2 SINMAP을 이용한 토석류 발생 위치 예측 71
5.2.1 이론적 배경 71
5.2.2 매개변수 적용 74
5.2.3 해석결과 77
5.3 FLO-2D를 이용한 토석류 확산 특성 분석 91
5.3.1 개요 91
5.3.2 이론적 배경 93
5.3.3 연구대상지 및 매개변수 산정 105
5.3.4 매개변수 적용 및 해석 결과 113
제 6장 결론 121
참 고 문 헌 124
Abstract 140

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