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산지가 많은 국내에서는 여름철 태풍과 집중호우에 의한 영향으로 토사재해의 피해가 증가하는 추세이며, 산림뿐만 아니라 도심과 인접한 산지지역에서도 발생 빈도가 증가하고 있다. 특히 최근에는 토석류에 의한 인명피해와 재산피해가 급증하고 있어 토석류에 대한 방재적인 측면에서의 예방과 대응이 필요하다. 따라서 본 연구에서는 토석류 피해지역의 지형자료 구축을 위해 지상 LiDAR에 의한 측정자료를 이용하여 고정밀도 DEM을 생성하고 토사유출량을 산정하였고 토석류 피해지역에 수치해석 모형인 RAMMS 모형을 적용하여 토석류의 이동특성을 파악하고 확산범위를 산정하였다. 그 결과 RAMMS 모형에 의해 산정된 토석류 확산범위는 실제 피해가 발생한 지역에서 측정한 실측자료와 비교시 종·횡방향으로 모두 유사하게 모의되었다.

In mountainous areas in Korea, there is increasing damage caused by landslide disasters due to the effects of typhoons and heavy rainfall in summer, and there is an increase in the frequency not only in the forest but also in mountainous areas adjacent to downtown. In particular, because there has recently been a rapid increase in life and property damage caused by debris flow, the prevention and responses are required from the perspective of disaster prevention. Therefore, this study generated a high-resolution DEM and calculated the sediment yield using the measured data by terrestrial LiDAR for establishing topographic data in the areas affected by debris flow. It also understood the movement characteristics of the debris flow and calculated the extent of damage by applying the RAMMS model, a numerical analysis model, to the areas affected by debris flow. As a result, the extend of debris flow calculated by the RAMMS model was similarly simulated in the longitudinal and transverse directions in comparison with the actual measured data on the affected areas.

최근 기후변화로 인한 국지성 집중호우 및 무분별한 산지 개발 등 다양한 원인으로 인해 산사태, 토석류와 같은 토사재해에 의한 인명⋅재산피해가 빈번하게 발생하고 있다. 산지에서 발생하는 산사 태는 계류로 유입되면서 토석류로 발달하여 하부로 유하하게 되며, 토석류에 의해 발생되는 충격력 은 구조물에 심각한 피해를 주는 주요한 원인이다. 이러한 토석류에 대한 피해를 저감하기 위해서는 토석류의 충격력을 정량적으로 산정하고 이를 기초로 하여 사방시설 및 위험지역의 구조물을 평가하 는 기술이 요구된다. 본 논문에서는 토석류로 인해 발생하는 구조물 피해를 정량적으로 분석하기 위해 충격력 기반의 토석류 흐름특성을 반영한 충격력 산정 모형 Type-1과 산지유역의 지형특성을 반영한 충격력 산정 모형 Type-2를 개발하였으며, 상용모형인 토석류 유출모형 RAMMS 모형의 충격 력을 기준으로 Type-1과 Type-2의 충격력을 비교하여 신뢰성을 검증하였다. 또한 산정된 충격력을 이용하여 구조물의 손상률을 산정하고, 최종적으로 토석류 피해로 인한 구조물의 토사피해액을 산정 하였다. 토사피해액 산정 결과 RAMMS 모형을 기준으로 서울시 우면산의 Type-1은 10% 과대 산정되 었으며, Type-2 4% 과대 산정되었다. 춘천시 마적산은 Type-1이 3%, Type-2는 2% 과대 산정되었다.

Recently, human and property damages have been frequently reported by debris disaster such as debris flow and landslide, which were caused by a variety of factors such as intensive rain due to climate change and thoughtless development of mountainous areas. In order to reduce the damage by such debris flow, it is required to quantitatively estimate the impact pressure of the debris flow and to evaluate the structures in the hazardous areas and the surrounding facilities. In this paper, we developed an impact pressure model Type 1 reflecting the debris flow characteristics and an impact pressure model Type 2 reflecting the topographic characteristics of the mountain watershed. The reliability of the Type-1 and Type-2 impact pressure models was verified based on the impact pressure of the commercial model RAMMS.

산지가 많은 국내에서는 산지지역뿐만 아니라 도심지에서의 토석류 피해 또한 급증하고 있다. 이러한 토석류로 인한 피해를 줄이기 위해서는 토석류를 유발시키는 강우의 해석이 먼저 선행되어야 한다고 판단된다. 따라서 본 연구에서는 우면산 산사태 피해지역에서 가장 큰 피해를 발생시킨 래미안 아파트 일대를 대상지역으로 선정하였고 토석류를 유발시키는 강우를 해석하기 위해 분포형 강우-유출모형인 Spatial Runoff Assessment Tool (S-RAT)모형을 사용하였으며, 토석류 확산면적을 산정하기 위해 토석류 2차원 수치해석모형인 Rapid Mass Move Simulation (RAMMS) 모형을 사용하여Couple Modeling을 하였다. 또한 항공영상사진의 실제 토사피해 확산면적에 보정하기 위하여 정량지수(NSI) 산정방법을 이용하여 토사농도(Cv), 유속(V), 점성마찰계수(Mu), 난류마찰계수(Xi)에 대한 최적의 매개변수를 산정하였다. 그 결과 실제 우면산 산사태가 발생했을 때의 강우 빈도는 200년빈도 이상의 강우가 발생하였으며, 200년 빈도의 강우를 사용한 래미안 아파트 일대 피해면적은 65,430m2으로 모의되었다.

An increasing amount of damage results from debris flow in urban areas and mountainous regions covering most of the lands in Korea. It is believed that the analysis of the rainfall that gave rise to debris flow needs to be preceded in order to reduce damage from mudslide. The Spatial Runoff Assessment Tool (S-RAT) model, a distribution-type rainfall–runoff model, was adopted to analyze the rainfall causing debris flow. In order to estimate debris flow expansion, the couple modeling was performed using the Rapid Mass Move Simulation (RAMMS) model, a two-dimensional numerical analysis model for debris flow. In addition, for the correction of the aerial images on actual areas damaged by earth and sand, the optimal parameters were estimated by the NSI method, including sediment concentration (Cv), flow velocity (V), viscosity–friction coefficient (Mu), and turbulent friction factor (Xi), The result showed that the frequency of the actual rainfall causing the Umyeonsan landslide was more than 200 years, and the damaged area around the Raemian apartment was simulated as 65,430 m2,with the frequency of 200 years.

우리나라는 산지가 국토의 64%이상으로 토석류 등 지반재해의 위험성에 노출되어 있다. 토석류에 의한 피해는 예측하기 매우 힘들고 외력도 한순간에 가옥을 파괴할 정도로 매우 거대하기 때문에 지진에 의한 피해를 제외하고는 매년 반복하여 막대한 재산 및 인적손실을 발생시키고 있는 재해이다. 도심지의 경우 토석류의 피해발생시 도로 및 건물 등 재산과 인적 피해가 크기 때문에 큰 이슈화가 되며 토석류가 산지 내에서 발생할 경우 해당 피해지역에 마을 민가나 교량 등이 위치하지 않으면 토석류의 피해를 인식하기 어려워 이에 따른 조치도 늦어지고 있다. 이에 국내 및 국외에서는 산지 및 도심지의 토석류 피해를 저감하기 위하여 토석류 유출저감시설(사방댐)의 설치를 통하여 토석류 흐름 및 인공구조물들을 보호하고 있다. 본 연구에서는 토석류 수치모형인 RAMMS모형과 Flo-2d모형을 이용하여 동일 매개변수를 적용 후 토석류 수치모델링을 실시하였다. 토석류 피해지에 토석류 유출저감시설의 존재 유 무에 따른 토석류 피해범위, 유출량 등을 산정하였으며 토석류 유출저감시설의 위치에 따른 피해저감 효과를 분석하였다.

우리나라는 산지가 국토의 64%이상으로 토석류 등 지반재해의 위험성에 노출되어 있다. 2011년 7월 우면산 토석류, 춘천시 펜션 토석류 등 규모가 큰 토석류 재해가 일어나며 문제가 되고 있다. 이에 본 연구에서는 토석류 피해지역을 연구지역으로 선정하고 지상 LiDAR스캔을 통한 현장조사로 연구지역과 유사한 매개변수 값을 산정하고 정밀도가 높은 지형자료를 생성하여 토석류 해석에 대한 정확도를 높혔다. 토석류 해석프로그램은 국내에서 토석류 해석에 많이 사용되는 FLO-2D와 아직 국내에서는 사용 빈도가 높지는 않지만 국외 연구사례에서 사용 빈도가 높은 모델 중 RAMMS 모형을 선정하여 토석류 피해가 발생한 동일 지역에 두 모형을 적용하고 그 적용성을 검토하였다.

2019년 10월 2일 ~ 3일 한반도에 상륙한 태풍 미탁으로 인해 사망 12명, 실종 3명, 부상 11명의 인명피해가 발생하였으며, 피해의 주된 원인은 토석류를 동반한 산사태로 나타났다. 특히 10월 10일 1차 특별재난지역으로 선포된 삼척시 원덕읍 갈남리 일대에는 산사태 발생 추정시간(10.2일 23:00)의 최대 시우량 110.5mm, 피해발생 양일 누적강우량(10.2.~10.3.) 417mm를 기록하였고 태풍과 집중호우에 따른 토석류가 갈남리 일대 유역에서 동시다발적으로 발생하여 하류부에 위치한 인근 지역에 관내 639세대, 1,167명의 이재민과 1,896백만원의 피해액이 발생하였다. 본 연구에서는 피해가 발생한 삼척시 갈남리 일대를 중심으로 경계조건 및 지형자료를 구축하기 위해 현장조사를 통하여 토석류의 시작지점, 계류의 폭 등 피해 발생 지점에 대한 조사를 실시하였다. 그리고 RAMMS 모델링을 이용하여 토석류의 유동특성인 유동심 및 유속을 분석하여 비교적 높은 유동심·유속이 확인되는 위치에 토석류 저감시설을 구축하였다. 이를 바탕으로 저감시설의 설치 위치에 변화를 주어 토석류의 확산면적, 이동거리 등 저감 된 유출량을 평가함으로 저감시설의 최적 위치 선정을 제시한다.

여름철 국지성 집중호우 및 태풍으로 인한 피해가 빈번하게 발생하고 있으며, 산지가 많은 국내에서는 산지지역 뿐만 아니라 도심지에서의 토석류 피해 또한 급증하고 있다. 2011년 집중호우로 인해 서울시 서초구에 위치한 우면산에서 동시 다발적으로 많은 토석류가 발생하였고 이로 인해 많은 인명과 재산피해가 발생하였다. 규모면에서 보다 큰 토석류가 이전에 강원지역 등에서 발생하였음에도 불구하고 우면산 산사태가 사회적 관심을 일으킨 것은 서울 도심지에서 발생하였기 때문이다. 이러한 토석류로 인한 피해를 줄이기 위해서는 토석류를 유발시키는 강우의 해석이 먼저 선행되어야 하며, 토사유출모의 결과의 확산면적의 정확성이 중요하다고 판단된다. 따라서 본 연구에서는 도심권(서초구 우면산) / 비도심권(춘천 마적산)을 대상지역으로 선정하였으며, 분포형 강우-유출모형인 S-RAT을 이용하여 빈도별(30년, 50년, 100년, 200년, PMP) 토석류 유발 강우를 산정하고, 토석류 2차원 수치모형인 RAMMS를 이용하여 정량지수(Quantitative index)분석을 통해 최적의 매개변수를 산정하였다.