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수계 집중도 분석 및 개별요소법을 이용한 토석류 위험도 예측 사례 연구
이종현1·김승현1*·류상훈1·구호본1·김성욱2
1한국건설기술연구원 Geo-인프라연구실, 2(주)지아이 지반정보연구소
Case Study on the Hazard Susceptibility Prediction of Debris Flows using Surface Water Concentration Analysis and the Distinct Element Method
Jong-Hyun Lee1, Seung-Hyun Kim1*, Sang-Hoon Ryu1, Ho-Bon Koo1, and Sung-Wook Kim2
1Geotechnical Engineering Research Division, Korea Institute of Construction and Technology, Korea
2Geo-information Research Group Co., Ltd., Korea
국내외적으로 산사태 예측을 위한 다양한 연구가 진행되고 있다. 특히 산사태의 일종인 토석류는 순간적으로 많은 피 해를 야기하므로 이에 대한 연구는 방재차원에서 반드시 필요하다. 본 연구에서는 토석류의 흐름이 산지 지형을 따르는 지표수의 흐름과 일치하는 원리를 이용하여 산지 지형에 따른 수계 특성을 파악함으로써 토석류 발생 위험도를 파악하 는데 그 목적이 있다. 이를 위해 산사태 및 토석류의 영향을 받는 도심 인근지를 대상으로 지형 특성 및 수계 특성을 분 석하기 위해 수치지형도를 활용하여 경사도, 상부사면 기여면적, 습윤지수를 파악하였으며, 지형요소 분석에 의한 산지 수계의 집중도를 예측함으로써 지형요소를 고려한 토석류의 위험도 예측이 가능하였다. 또한, 개별요소법을 이용한 토석 류 수치해석을 수행하여 연구지역 내 토석류의 무게-충격력 사이의 상관관계식을 도출하였으며, 이를 활용하여 효과적인 토석류 방지구조물의 설치가 기대된다.
주요어 : 토석류, 상부사면 기여면적도, 습윤지수, 개별요소법
Various studies regarding the prediction of landslides are underway internationally. Research into disaster pre- vention with regard to debris flows is a particular focus of research because this type of landslide can cause enor- mous damage over a short period. The objective of this study is to determine the hazard susceptibility of debris flow via predictions of surface water concentrations based on the concept that a debris flow is similar to a surface water flow, as it is influenced by mountain topography. This study considered urban areas affected by large debris flows or landslides. Digital mapping (including the slope and upslope contributing areas) and the wetness index were used to determine the relevant topographic factors and the hydrology of the area. We determined the hazard susceptibility of debris flow by predicting the surface water concentration based on the topography of the surround- ing mountainous terrain. Results obtained using the distinct element method were used to derive a correlation equa- tion between the weight and the impact force of the debris flow. We consider that in using a correlation equation, this method could assist in the effective installation of debris-flow-prevention structures.
Key words : debris flow, upslope contributing areas, wetness index, distinct element method
서 론
매년 여름철 집중호우에 의해 전국에 크고 작은 산사 태가 빈번히 발생되고 있으며, 이로 인하여 막대한 인명 및 재산 피해가 발생되고 있다. 특히 서울 우면산 일대
에서 발생된 산사태는 대단위 도심 주거지 주변에서 발 생되어 큰 피해를 야기함으로써 온 국민을 큰 충격에 빠뜨렸다. 그 외에도 도시화의 급속한 진행과 여가 문화 의 성숙으로 산지 주변이 급격히 개발됨으로써 산사태 에 의한 인명 및 재산 피해는 점차 증대되고 있다. 특
*Corresponding author: [email protected]
히 산사태의 일종인 토석류(debris flow)에 의한 피해가 여름철 호우기에 집중되고 있으며, 토석류는 발생 이후 급격히 하부에 영향을 미치는 특성을 보이므로 이에 대 한 방재에 만전을 기하지 않는다면, 대형 사고로 이어질 가능성이 매우 높다.
Cruden et al. (1996)은 산사태를 산비탈을 구성하고 있는 암석, 토양이 붕괴하여 하부로 이동하는 현상으로 정의하였으며, 토석류를 빠른 형태의 흐름에 의해 암석, 모래, 흙 등이 물과 섞여 이동하는 것으로 정의하였다.
일반적으로 토석류는 호우에 의해 계곡 주변의 사면이 붕괴하여 그 붕괴토사가 하상퇴적물과 함께 계곡을 흘 러내리면서 붕락한 토사가 계곡의 어느 지점을 일시적 으로 막고 그 뒤를 따르는 계곡류에 의해 무너져서 같 이 흐른다. 이와 같이, 토석류의 흐름은 중력방향으로 이 동하게 되며, 이는 결국 지표수 흐름 방향과 일치하게 되므로 이러한 원리를 이용하기 위해 산지의 지형적 요 인에 대한 분석은 토석류 피해 방지를 위해 반드시 필 요한 분석 방법이라 할 수 있다(Wolock et al., 1994).
본 연구에서는 인구밀집지 인근의 ○○산을 대상으로 지리정보시스템(Geographic information system)을 이용 한 수치지형도를 활용하여 수계 집중도 파악을 위한 지 형분석을 실시하였으며 이를 토대로 토석류 발생 위험 도를 예측해 보고자 한다. 또한, 연구지역에서의 토석류 발생시 예상되는 사면 하부에서의 충격력 해석을 통해 연구지역에서의 토석류 무게에 따른 하부 충격력의 관 계를 살펴보고, 예상되는 토석류의 충격력에 따른 적정 토석류 방지대책 마련을 제안하고자 한다.
연구지역 지형 및 지질 연구지역 지형
연구지역은 인구밀집지역인 도심지(○○시)의 ○○산 서쪽 경사면을 주 대상으로 하며, 그 하부지역에는 아파 트 주거지역이 형성되어 있다(Fig. 1). ○○산의 주능선 은 대체로 남북 방향을 보이고 있으며, 산계를 따라 남 쪽에는 △△산이 위치하고 있으며, 동서 방향으로는 대 체로 낮은 구릉 및 평지 지형이 나타나고, 정상부로 갈 수로 경사도가 급해지는 경향이 있다. ○○산을 중심으 로 주변은 아파트 및 주거지역으로 형성되어 있으며, ○
○산 동쪽에는 낮은 산지의 공원이 자리 잡고 있다.
○○산은 2004년 자연공원으로 조성되어 인근 주민의 휴식처로 활용되고 있다. ○○산 정상으로 여러 갈래의 등산로가 조성되어 있다.
○○산에는 정상에서 연결되는 2~3개의 계곡지형이 발달하고 있으나, 연장성이 좋지 않고, 폭이 1~2 m 내 외로 규모가 크지 않다. ○○산의 전체적인 경사는 20o 내외로 완만하게 상승하는 형태이나, 산 정상부로 갈수 록 급경사 지형이 다수 관찰되며 최대 60o내외의 경사 를 보이는 곳도 있다. 산의 상부 및 정상부는 토층심도 가 1 m 내외로 얕게 나타나며 곳곳에 기반암이 노출되 어 있다. 산의 중간부 및 하부로 갈수록 토층의 심도는 점차 두꺼워지는 형태로 토층의 평균 두께는 3 m에서 최대 5 m에 이른다.
연구지역 지질
연구지역은 한국지질도 1:50,000 안양도폭의 북부지 역에 해당하며, 경기편마암복합체의 일부로서 주로 편마 암류, 그 후기에 관입한 화성암류, 충적층 등으로 이루 어져 있다. 연구지역의 동쪽과 남동쪽에 분포하는 편마 암류들은 대체로 북동의 주향과 남동의 경사를 가지며, 서쪽에 분포하는 편마암류들은 북서의 주향과 북동의 경 사를 나타내며 발달 분포하고 있다(Kim et al., 1975).
연구지역이 포함된 안양도폭 내 북부지역은 광역적으 로 습곡작용을 받은 것으로 알려져 있으며, 습곡에 수반 된 단층들도 곳곳에 분포한다. 연구지역에 분포하는 규 암이나 석회암의 복잡한 분포 상태와 방향성 조직(fabric) 등을 근거로 추정해 볼 때, 광역적인 습곡의 형태는 수 차례의 습곡 작용에 의해 형성된 중첩습곡(superposed fold)일 가능성이 매우 높다. Kim et al. (1975)은 남북 Fig. 1. Digital map of the study area.
을 가로질러 “S”자 형태의 향사습곡(syncline)이 나타나 고, 습곡의 동쪽에는 북동 내지 북서 방향의 단층이 발 달하고 있다고 하였다. 연구지역인 ○○산 일대는 좌측 에 북북동 방향의 습곡이 인지되었으며, 남동쪽으로는 북동 방향의 단층이 지나갈 것으로 추정되고 있다.
연구지역인 ○○산 일대는 경기편마암복합체에 해당 하는 편마암류와 석회암류가 분포하고 있다. 산 하부의 깎기사면은 주로 편마암류 내지 편암이 관찰되며, 자연 사면에서 ○○산 정상 쪽으로 갈수록 석회암류의 분포 면적이 넓게 나타난다.
수계 집중도를 고려한 토석류 위험도 분석 연구지역 지형 분석
지형분석을 위한 개별 요소로써 경사도, 방위도, 상부 사면 기여면적, 경사구배 곡률, 윤곽구배 곡률, 습윤지 수, 선밀도 등이 활용되고 있다. 이들 개별적인 지형요 소를 분석함으로써 강우시 한시적으로 형성되는 미세 수 계의 포화 정도와 흐름의 방향을 제시할 수 있으며, 지 형요소와 지표수의 수렴, 발산의 정도를 산정하여 지형 의 범위와 형태를 제시함으로써 집중호우시 지표수의 흐 름을 예측하여 재해의 범위를 사전에 예측할 수 있는 자료로 활용이 가능하다(National Institute for Disaster Prevention, 2008).
본 연구에서는 ○○산 일대의 지형적인 특성에 의한 수계 집중도를 파악하기 위해 특정 지점 사이의 경중차 가 크지 않은 방위도, 경사구배 곡률, 윤곽구배 곡률, 선 밀도 등을 제외하고, 분석 과정에서의 상관성을 보이는 경사도, 상부사면 기여면적, 습윤지수만으로 지형 분석 을 수행하였다. 분석에 사용된 개별 요소별 위험도 범위 는 Table 1과 같다.
경사도 분석
경사도는 수치고도모형에서 중심격자에서 가장 가파 른 방향에서의 고도의 변화율로써 중력이 물의 흐름을
발생시키는 정도를 말한다. Fig. 2에서 푸른색 계통으로 표현된 부분은 비교적 평탄한 경사도를 가지는 지점에 해당되며, 붉은색 계통은 색깔이 진해질수록 경사가 급 해지는 것을 의미한다.
경사도 추출 결과, 연구지역인 ○○산 서쪽은 산정상 부를 기준으로 평균 20~25o의 경사도를 보이는 것으로 파악되었으며, 이는 Table 1의 위험 등급상 III등급의 보통 상태로 분석된다. 특히, 산하부보다 산정상부로 갈 수록 경사가 급해지는 경향을 보이며, 주거지에 인접하 여 경사가 급하게 추출된 지점은 하부의 인공사면이 표 현된 것이다.
상부사면 기여면적 분석
상부사면 기여면적은 어느 대상의 상부지역으로부터 받을 수 있는 지표수의 잠재적인 수렴 양을 나타내는 지수로서, 본 연구에서의 상부사면 기여면적의 범위는 2~12에 해당된다. 그 값이 커지는 부분이 상부사면으로 부터 유수의 영향을 가장 뚜렷이 받는 부분(수렴 부분) 에 해당되며, 값이 작을수록 상부로부터의 상부사면 기 여면적은 작다고 할 수 있다.
Fig. 3을 살펴보면, A등산로를 중심으로 나타나는 상 부사면 기여면적은 대략 5~7사이의 값을 보이고 있다.
이는 지형요소의 등급 분류상 II등급에 해당되는 것으로 안정으로 분류할 수 있다. 그러나, A등산로에서 J아파트 방향으로 향할수록 상부사면 기여면적의 값은 상대적으 로 높아져 7~9사이의 범위(III등급)에 해당되는 것으로 나타나 우기시 형성되는 수계의 흐름이 아파트 방향으 로 집중되고 있음을 알 수 있다.
또한, 상부사면 기여면적 분포도에서 가장 높은 값을 보이는 지점은 ○○산공원 주차장 등산로의 좌측부을 따 라 나타나며, 11 이상의 범위에 해당된다. 이 구간은 계 곡부로서 상시에도 물이 많은 부분에 해당된다.
습윤지수 분석
습윤지수는 지반 토양의 수분 부족 정도를 표현해주 Table 1. Hazard susceptibility grade of each topographic range.
Grade Risk Slope (o) Upslope Contributing Area Wetness Index
I Very Stable < 10 <5 < 5
II Stable 10~20 5~7 5~7
III Middle 20~30 7~9 7~9
IV Dangerous 30~40 9~11 9~11
V Very Dangerous > 40 > 11 > 11
는 인자로써 TOPMODEL (Beven et al., 1979), THALES (Grayson et al., 1992), TOPOG (O'Callaghan et al., 1984) 등의 분포형 수문모형의 입력변수와 사면 유출 모 의에도 사용되고 있으며, 일정 강우가 지속적으로 내린 다는 가정 하에서 상부사면으로부터 공급받을 수 있는 흐름의 양을 나타내며, 흐름의 정도를 계산함으로써 강 우시 한시적으로 생성되는 수계의 공간적 흐름을 표현 한 것이다.
연구지역 지형의 습윤지수를 산정하기 위해 DEMON (Digital Elevation MOdel Networks) 알고리즘을 적용 하였다(Costa-Cabral et al., 1994). 이 방법은 해당격자 의 흐름 방향선(aspect line)을 따라 하부 격자로 흐름을 분배시켜주는 방법으로, 격자에서 형성된 흐름은 흐름튜 브와 유사하게 2차원 흐름관을 통하여 아래 쪽 경사로 형성되며, 등고선에 기초한 모델과 직사각형 격자 DEMs (Digital Elevation Models)에 기초한 모델에 모 두 유리하다.
Beven et al. (1979)이 제안한 습윤지수는 식 (1)로 계산된다.
(1) a : 상부사면 기여면적을 격자 크기로 나눈 값 β : 지형의 경사도
WI : 습윤지수
식 (1)에서 상부사면 기여면적은 흐름을 분배하는 방 법에 의해 결정되며, DEMON 알고리즘에 의한 흐름의
분배 방법은 식 (2)와 식 (3)으로 계산된다(Fig. 4).
(2)
: Fig. 4에서 삼각형의 넓이 A : 격자넓이( )
α : 흐름의 방위각
fE:동쪽 방향으로 흐르는 흐름의 분배율
(3) :남쪽 방향으로 흐르는 흐름의 분배율
사면의 경사도는 유한차분법을 사용하여 식 (4)와 같 이 계산하였다.
(4) :격자 모서리 고도값의 미분계수
:사면의 경사도
강우강도가 증가하여 연속적인 흐름이 형성되는 경우 습윤지수는 국소지역에서 흐름과 수렴에 대한 지표가 되 며, 수치지형도에 나타나지 않는 한시적으로 형성되는 집수 유역과 재해 발생이 예상되는 지점을 예측하는 자 료로 이용될 수 있다.
본 연구의 목적인 토석류 위험도와 관련하여 집중강우 에 의해 형성되는 수계의 특성을 명확히 하기 위하여 습 WI=ln(a⁄tanβ)
fE A∆
---A 1 2--- – ∆y∆x--- 1
α ---tan
= =
A∆
∆x∆y
fS=1–fE
fS
sFD zx2 zy2
+
= zx,zy
sFD
Fig. 3. Upslope contribution area in the study area.
Fig. 2. Slope in the study area.
윤지수 분포도와 수계의 흐름을 지시하는 벡터도를 결합 하여 2차원과 3차원으로 표현해 보았다(Fig. 5, Fig. 6).
상부사면 기여면적 분포도에서 어느 정도 수계의 흐 름이 파악되기는 하였으나, 습윤지수 분포도를 작성함으 로써 보다 명확한 수계의 흐름이 확인된다.
A등산로를 따라서는 습윤지수가 대략 3~4사이의 값 을 보이고 있어 이는 지형요소의 등급 분류상 I등급에 해당되는 것으로 안정으로 분류할 수 있다. 주 점검 대
상 지역 중 산비탈 지역의 습윤지수는 5~7의 범위에 해 당되어 II등급으로 분류가능하며, J아파트 뒷길(G공고 진 입로)과 인공사면 노출부는 습윤지수의 값이 7~11의 범 위(III등급 및 IV등급)에 해당되어 상부로부터 형성되는 수계가 집중되는 부분으로 확인되어진다.
대부분의 수계는 하부의 인공사면 방향으로 형성되어 있으며, G공고 방향보다는 ○○산공원 주차장 쪽의 사 면 구간으로 집중도가 높음을 보여 주고 있으며, 습윤지 수 11 이상의 값이 분석되어 위험등급 V등급으로 분류 된다.
수계 집중도를 고려한 토석류 위험도 분석 연구지역에 대해 수치지형도를 활용하여 경사도 분석, 상부사면 기여면적 분석, 습윤지수 분석을 실시하였으 며, 각 분석을 통해 연구지역 내 중요지점별로 상대적인 토석류 위험도를 분석해 보았다(Table 2).
토석류 수치해석
본 연구에서는 개별요소법(Distinct element method, DEM)을 적용한 PFC3D 프로그램을 이용하여 수치해석 을 수행하였으며, 시료의 무게를 달리하여 사면 하부에 서 발생되는 토석류의 충격력을 계산함으로써 토석류 발 생 양에 따른 사면 하부에서의 효과적인 토석류 방지대 책 마련의 한 방안을 제안하고자 한다.
해석에 사용된 프레임 설계는 지형분석을 통해 토석 류 위험도가 매우 위험으로 예측된 ○○산 공원 일대의 현장조사에서 획득한 자료를 활용하여 사면 길이 300 m, 예상 토석류 폭 5 m, 경사 25o로 설계하였다. 또한, 시 료 입자의 개수가 증가될수록 해석시간이 기하급수적으 로 증가되는 점을 고려하여 Table 3과 같은 조건으로 수치해석 모델링을 수행하였고, 입력변수는 토석류 입자 Fig. 4. Method of calculating the Distribution of upslope
contributing areas.
Fig. 5. Distribution of the wetness index in the study area overlain on a vector map (2D).
Fig. 6. Distribution of the wetness index in the study area overlain on a vector map (3D).
의 물성과 조성에 따라 변화되므로 토석류 모형시험 결 과 획득한 충격력을 근거로 해석에 필요한 각각의 물성 치에 대해 시행착오법을 통하여 구하였다(Table 4).
토석류 발생에 의한 위험지역 하부의 토석류 충격력 을 검토하기 위해 수치해석을 실시한 결과(Fig. 7), 1차 조건의 해석에서는 충격력이 약 5.2 KJ로 나타났으며, 2
차 조건시에는 약 33.7 KJ, 3차 조건시에는 약 73.9 KJ 로 나타났다.
세 조건의 모델링 결과를 바탕으로 토석류 무게(x)에 따른 충격력(y) 상관관계를 나타내면 다음의 Fig. 8과 같으며, 상관관계 그래프로부터 다음의 관계식을 도출하 였다.
Table 2. Hazard susceptibility of debris flow at individual sites in the study area.
Analysis Hiking Course A Apt J Parking Lot
Slope (Grade)
20~25°
(III)
20~25°
(III)
20~25°
(III) Upslope Contribution Area
(Grade)
5~7 (II)
7~9 (III)
> 11 (V) Wetness Index
(Grade)
3~4 (I)
7~11 (III~IV)
> 11 (V)
Risk of Debris Flow Less Than the Middle Danger Very Danger
Table 3. Input conditions of samples.
Numerical Analysis
1st 2nd 3rd
Sample number of 50 cm (diameter) 1 2 4
Sample number of 30 cm (diameter) 2 4 8
Sample number of 2 mm (diameter) 1,000 2,000 4,000
Total Samples Weight (t) 0.24 0.48 0.97
Table 4. Slope rock information.
Name Density
(kg/m3)
Normal Stiffness
(N/m)
Shear Stiffness
(N/m)
Fiction Coefficient
Damping Coefficient
Limestone 2600 1.0×107 3.33×106 0.7 0.2
Fig. 7. Numerical analysis of a debris flow.
(5) 수치해석을 통해 얻어진 식 (5)에 의해 ○○산 공원 수계를 따라 토석류가 발생될 경우, 충격력에 따른 토석 류 방지대책의 범위를 다음의 Table 5와 같이 구분할 수 있다. 이 때, 토석류 방지대책은 기능적으로 유사한 낙석방지울타리, 낙석방지옹벽 등에 준하여 결정될 수 있을 것이며, 제원과 구조에 따라 다르기는 하나 일반적 인 낙석방지울타리와 낙석방지옹벽 각각의 낙석에너지 에 대한 저항치는 약 50 KJ과 600 KJ 정도로 알려져 있다(Ministry of Land, Transport and Maritime Affairs, 2008).
Table 5에서와 같이 토석류에 의한 하부 사면에서의 충격력이 50 KJ 미만일 것으로 예상될 경우에는 배수로 정비와 토석류방지울타리 등의 대책 마련이 적정할 것 으로 판단되며, 충격력 50 KJ 이상, 600 KJ 이하일 경 우에는 배수로 정비와 토석류방지옹벽 등의 대책 마련
이 필요할 것으로 사료된다. 또한, 토석류 충격력 600 KJ 초과시에는 사방댐의 설치가 고려될 수 있을 것 이며, 충격력이 보다 클 것으로 예상되는 경우에는 토석 류 예상지의 하부로부터 중상부까지 단계적으로 사방댐 을 여러 곳 설치하여 토석류의 충격력을 완화하는 방안 을 적용하는 것이 타당할 것으로 판단된다.
토석류 방지구조물의 대표적인 공법인 사방댐의 설계 시, 일본의 경우에는 댐체의 중량, 토압, 수압과 예상되 는 토석류의 발생에 따른 충격력을 고려한 설계가 이루 어지고 있으나(Yamamoto et al., 1998), 국내의 경우는 댐체의 중량, 토압, 수압만을 고려하고 있어(Korea Forest Service, 1998; Kim, 2003) 토석류 발생을 방지 대책 수립시 오류 가능성이 상대적으로 높은 실정이다.
따라서, 본 연구에서와 같이 예상되는 토석류 무게와 충 격력과의 상관관계를 활용함으로써 토석류 대책 수립 단 계에서 과대, 과소 설계를 최소화하여 적정 설계가 이루 어질 수 있을 것으로 기대된다.
결 론
우면산 산사태와 같은 토석류 재해 발생으로 자연재 해에 대한 국민적 관심이 어느 때보다 높다. 자연사면은 불안정 여부를 파악하기 위한 접근 방법이 인공사면의 그것에 비해 많은 제약이 따르며, 최근의 여러 사례에서 보듯이 도심지 및 산지주변 개발지 등에서 대규모의 인 명 및 재산피해가 발생되는 추세를 보이고 있다. 본 연 구에서는 자연사면에서 발생되고 있는 토석류 재해가 산 지 지형의 수계 흐름과 밀접한 관계에 있는 점에 착안 하여 지리정보시스템을 이용한 수치지형도를 활용하여 산지의 경사도, 상부사면 기여면적, 습윤지수를 파악함 으로써 산지수계의 집중도에 의한 토석류 위험도를 몇 개의 지점별로 분석해 보았으며, 그 중 가장 높은 토석 류 위험도를 보이는 ○○산 공원의 수계를 따른 토석류 y 93.75 x 14.9= × –
Table 5. Suggested structures for the prevention of landslides and debris flows.
Impact Force (KJ)
Weight of Debris Flow(Ton)
< 0.69 0.69~6.55 6.55 <
<50 Drainage Maintenance &
Debris Barrier
50~600
Drainage Maintenance
&
Debris Flow Prevention Wall
600 < Check Dam(s)
Fig. 8. Relationship between impact force and weight of a debris flow.
수치해석을 수행하여 다음과 같은 결론을 도출하였다.
(1) ○○산의 지형 특성 및 수계 특성을 파악하기 위 하여 수치지형도를 활용하여 경사도를 추출해본 결과, 연구지역인 ○○산 서쪽은 산정상부를 기준으로 20~25o 의 경사도로 파악되어 위험등급 III등급의 보통 상태의 범위에 놓이며, 본 연구에서는 경사도만으로는 어떤 특 정 지점의 수계 집중도를 파악하기가 어려웠다. 그러나, 지역 및 지형에 따라서는 경사도 파악은 중요한 분석 과정으로 사료된다.
(2) 상부사면 기여면적과 습윤지수 분석 결과, ○○산 의 A등산로, 산지 서측에 접한 J아파트, 산지 하부의
○○산 공원으로 선정한 지점별로 수계의 집중도가 상 이함을 파악하였으며, 이를 통해 동일 지역 내 토석류 발생 가능 위험도를 파악하기 위한 등급 산출이 가능하 였다.
(3) 본 연구는 ○○산 서쪽 지역에 국한하여 위험도 분석을 실시됨으로써 방위각에 대한 분석이 생략되었으 나, 상부사면 기여면적 산출을 위해 흐름의 방위각은 필 요한 값이므로 임의 산지의 모든 구간에 대한 연구를 수행하고자 할 경우에는 방위각에 대한 충분한 고찰이 필요하며, 향후 경사도, 상부사면 기여면적, 습윤지수 등 의 지형요소별로 상대적인 가중치에 대한 연구를 수행 하여 정량적인 토석류 위험등급 산정을 도모하고자 한다.
(4) 수계 집중도에 의해 토석류 위험도가 높은 곳으로 분석된 ○○산 공원 일대에 대해 토석류 수치해석을 수 행하였으며, 이를 통해 토석류 총무게(x)와 토석류 충격 력(y) 사이의 상관관계식( )을 도출 하였다. 이를 통해 토석류 예상 충격력에 따른 토석류 방지대책의 마련이 가능할 것으로 판단되며, 현재 국내 에 도입되지 않은 토석류 방지구조물 설계시 토석류의 충격력을 고려한 설계가 구조물의 과대, 과소 설계 방지 를 위해 필요한 방안임을 제안하고자 한다.
(5) 본 연구의 수치해석에서 도출된 충격력은 실제 사 면 지형에 의한 저항을 충분히 고려하지 못한 가장 최 악의 조건으로 볼 수 있으며, 이를 보완하기 위해서는 3차원 모델링에 의한 수치해석 수행이 필요할 것으로 사 료되며, 해석시 토석류의 충격력 특성에 큰 영향을 미치 는 입력변수의 객관적인 수치화에 대한 연구가 반드시
필요할 것으로 판단된다.
References
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원고접수일 : 2012년 9월 16일 수정본채택 : 2012년 9월 24일 게재확정일 : 2012년 9월 25일 y 93.75 x 14.9= × –
이종현
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