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논문 기본 정보
- 자료유형
- 학위논문
- 저자정보
- 지도교수
- 윤홍식
- 발행연도
- 2019
- 저작권
- 성균관대학교 논문은 저작권에 의해 보호받습니다.
이용수14
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최근 2011년 서울시 우면산 토석류와 같이 도시지역에서 토석류 재난이 발생할 경우, 인적?물적 피해가 크기 때문에 재난으로 인한 손실의 확률을 고려한 재난 리스크저감 대책이 마련되어야한다. 재난 리스크 평가는 재난 리스크 관리계획 수립 시 재난발생가능성을 사전에 인지하고 재난대비를 위한 구조적?비구조적 대책에 관한 중요한 정보를 제공한다. 재난 리스크 평가단계에서 GIS 활용은 시공간적 범위를 다양하게 설정하고 정보의 최신성과 정확성, 확장성을 유지할 수 있다는 장점이 있다.
본 연구에서는 토석류 재난 리스크 평가를 위한 GIS기반 정량적 리스크 평가 방법론을 개발하고 재난 리스크 관리를 위해 적용가능성을 검토하였다. 토석류 재난 리스크 평가를 위한 분석대상지로 서울특별시 북한산 국립공원 일대의 위험사면 2곳을 선정하고 위험평가, 취약성평가 및 리스크평가의 단계를 거쳐 분석을 수행하였다.
위험평가 단계에서, GIS 기반 결정론적 사면안정성해석모형과 토석류 유출해석모형을 적용하여 강우시나리오(재현기간 10년, 50년, 100년, 200년 빈도)에 따른 잠재적 토석류 재난발생지역을 분석하였다. 수치해석을 위한 입력변수는 유동학적, 수문학적, 지질공학적 인자들이며, 분석유역의 특성에 맞는 인자들을 조사하기 위해서 기존 문헌자료 및 현장조사 결과를 반영하였다. 또한, 입력데이터는 분석의 정확성을 고려하여 최신의 고해상도 LiDAR DEM 데이터를 활용하였다.
취약성평가 단계에서, 리스크 요인(건물)들의 손실 정도를 분석하기 위해 유역별 토석류 흐름특성(속도, 높이, 충격압)에 따른 건물들의 취약성지수를 결정하였다. 분석유역별로 토석류 충격압에 따른 취약성 등급(5등급)을 구분하고 각 건물들의 손실과 피해정도를 취약성지도로 작성하였다.
리스크평가 단계에서는 토석류 재난으로 연간 발생 가능한 총 리스크 양을 분석하였다. 토석류 재난 발생가능성이 높은 2개 유역을 대상으로 리스크를 분석한 결과, 강우빈도 100년 이상에서 리스크가 급격히 높아짐을 알 수 있었다. 리스크 곡선에 따라 결정된 연간 리스크는 두 유역에서 약 20배 정도의 차이를 보였으며, 이는 유역별 토석류 흐름특성(강도)이 상이하고 유역내 위험에 노출되는 리스크 요인들의 자산 가치와 구조적 특성 차이 등이 종합적으로 반영된 결과임을 알 수 있었다.
정량적 재난 리스크 평가 결과는 잠재적 피해대상인 리스크 요인들의 허용 가능한 위험수준을 결정하고, 사전 재난모니터링의 기준과 범위를 구체화하는데 필요한 정보이다. 토석류 위험에 노출되는 대상과 유역의 취약한 정도, 손실량을 정량화하여 작성한 리스크지도는 구체적인 리스크 관리대상과 범위를 결정하고 리스크 저감을 위한 구조적?비구조적 대책 마련 등 적극적인 재난관리를 위해 유용한 것으로 사료된다.
본 연구에서는 토석류 재난 리스크 평가를 위한 GIS기반 정량적 리스크 평가 방법론을 개발하고 재난 리스크 관리를 위해 적용가능성을 검토하였다. 토석류 재난 리스크 평가를 위한 분석대상지로 서울특별시 북한산 국립공원 일대의 위험사면 2곳을 선정하고 위험평가, 취약성평가 및 리스크평가의 단계를 거쳐 분석을 수행하였다.
위험평가 단계에서, GIS 기반 결정론적 사면안정성해석모형과 토석류 유출해석모형을 적용하여 강우시나리오(재현기간 10년, 50년, 100년, 200년 빈도)에 따른 잠재적 토석류 재난발생지역을 분석하였다. 수치해석을 위한 입력변수는 유동학적, 수문학적, 지질공학적 인자들이며, 분석유역의 특성에 맞는 인자들을 조사하기 위해서 기존 문헌자료 및 현장조사 결과를 반영하였다. 또한, 입력데이터는 분석의 정확성을 고려하여 최신의 고해상도 LiDAR DEM 데이터를 활용하였다.
취약성평가 단계에서, 리스크 요인(건물)들의 손실 정도를 분석하기 위해 유역별 토석류 흐름특성(속도, 높이, 충격압)에 따른 건물들의 취약성지수를 결정하였다. 분석유역별로 토석류 충격압에 따른 취약성 등급(5등급)을 구분하고 각 건물들의 손실과 피해정도를 취약성지도로 작성하였다.
리스크평가 단계에서는 토석류 재난으로 연간 발생 가능한 총 리스크 양을 분석하였다. 토석류 재난 발생가능성이 높은 2개 유역을 대상으로 리스크를 분석한 결과, 강우빈도 100년 이상에서 리스크가 급격히 높아짐을 알 수 있었다. 리스크 곡선에 따라 결정된 연간 리스크는 두 유역에서 약 20배 정도의 차이를 보였으며, 이는 유역별 토석류 흐름특성(강도)이 상이하고 유역내 위험에 노출되는 리스크 요인들의 자산 가치와 구조적 특성 차이 등이 종합적으로 반영된 결과임을 알 수 있었다.
정량적 재난 리스크 평가 결과는 잠재적 피해대상인 리스크 요인들의 허용 가능한 위험수준을 결정하고, 사전 재난모니터링의 기준과 범위를 구체화하는데 필요한 정보이다. 토석류 위험에 노출되는 대상과 유역의 취약한 정도, 손실량을 정량화하여 작성한 리스크지도는 구체적인 리스크 관리대상과 범위를 결정하고 리스크 저감을 위한 구조적?비구조적 대책 마련 등 적극적인 재난관리를 위해 유용한 것으로 사료된다.
목차
제1장 서 론 11.1. 연구의 배경 및 목적 11.2. 연구의 필요성 41.3. 연구동향 61.4. 연구내용 및 방법 12제2장 이론적 배경 152.1. 토석류 개요 152.1.1. 토석류 정의와 분류 152.1.2. 토석류 발생영향인자 182.1.3. 토석류 해석모형 231) SINMAP 272) FLO-2D 332.2. 재난 리스크 평가 개요 402.2.1. 리스크 정의와 범위 402.2.2. 재난 리스크 분석절차 442.2.3. 재난 리스크 평가방법 462.2.4. GIS 기반 재난 리스크 평가 50제3장 GIS 공간데이터 구축 및 토석류 해석모형 적용성 검토 553.1. 토석류 분석을 위한 GIS 공간데이터 수집 553.2. 토석류 재난 리스크 평가를 위한 연구지역 선정 583.2.1. 재난발생특성 593.2.2. 재난발생위험지도 623.2.3. 사면안정성 분석 653.3. 토석류 발생위험요인 데이터 구축 703.3.1. 강우 703.3.2. 지형 723.3.3. 지질 753.3.4. 토양 763.3.5. 임상 793.3.6. 토지이용 및 토지피복 813.4. 리스크 요인 데이터 구축 833.5. 토석류 해석모형 적용성 검토 88제4장 토석류 재난 리스크 평가 944.1. GIS 기반 토석류 재난 리스크 평가 절차 944.2. 토석류 재난 위험평가 964.2.1. 토석류 재난 위험구역 추출 961) 재해위험도 평가기준 962) GIS 공간분석 1013) 분석유역의 선정 1064.2.2. 강우시나리오 적용 토석류 위험분석 1071) 토석류 유동해석 1082) 토석류 수치해석 결과 1124.3. 토석류 재난 취약성평가 1164.3.1. 노출 분석 1164.3.2. 취약성 분석 1214.4. 토석류 재난 리스크 평가 1364.5. 분석결과 146제5장 결론 150참 고 문 헌 155Abstract 167
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