지진에 의한 산사태 위험도 평가방안에 관한 연구

서준표,유송,이기환,이창우,우충식 한국재난정보학회 2021 한국재난정보학회 논문집 Vol.17 No.4

연구목적: 지진에 의한 산사태 위험도 평가를 통하여 지진발생 전에는 산사태 예방사업, 지진발생 후에는 피 해지 예측 및 복구 우선순위 선정으로 지진유발 산사태 피해저감을 효율적·선제적으로 하기 위한 기초자료를 제공하고자 수행하였다. 연구방법: 국외 선행연구를 분석하여 평가 방법론 검토와 평가 인자를 도출하고 국 내 산사태 위험지도 활용성을 검토하였다. 또한 지진동 감쇠식을 이용하여 포항지역의 단층대 및 진앙지 기 준으로 지진에 의한 산사태 위험지도를 시범 구축하였다. 연구결과: 지진에 의한 산사태 위험도 평가 연구는 중국이 전체의 44%, 이탈리아 16%, 미국 15%, 일본 10%, 대만 8% 순으로 나타났다. 평가 방법론으로 통계적 모형이 59%로 가장 많았고, 물리적 모형이 23%로 나타났다. 통계적 모형에 많이 사용된 인자는 고도, 단층대 와의 거리, 경사도, 사면방향, 모암, 지형곡률로 나타났다. 현재 국내의 산사태 위험지도는 지형·지질·임상이 반영되는데 이를 활용한 지진에 의한 산사태 위험도 평가는 합리적인 것으로 나타났다. 포항지역에 단층대 및 진앙지 기준으로 산사태 위험도를 평가한 결과 기존의 낮은 등급이 높은 등급으로 변화하는 등 지진의 영 향이 고려되었다. 결론: 광역 단위의 지진유발 산사태 위험도 평가를 위해서는 산사태 위험지도를 활용하는 것이 효율적이다. 단층대 기준의 위험지도는 지진에 의한 산사태 피해방지를 위한 예방사방사업 대상지 선정에 활용하고, 진앙지 기준의 위험지도 는 지진이 발생한 이후 산사태 피해 현황을 조사하거나 피해지 복구 등 피해방지 대책 우선순위 선정의 효율적 사후관리에 활용할 수 있다. Purpose: In this study, earthquake-induced landslide risk assessment was conducted to provide basic data for efficient and preemptive damage prevention by selecting the erosion control work before the earthquake and the prediction and restoration priorities of the damaged area after the earthquake. Method: The study analyzed the previous studies abroad to examine the evaluation methodology and to derive the evaluation factors, and examine the utilization of the landslide hazard map currently used in Korea. In addition, the earthquake-induced landslide hazard map was also established on a pilot basis based on the fault zone and epicenter of Pohang using seismic attenuation. Result: The earthquake-induced landslide risk assessment study showed that China ranked 44%, Italy 16%, the U.S. 15%, Japan 10%, and Taiwan 8%. As for the evaluation method, the statistical model was the most common at 59%, and the physical model was found at 23%. The factors frequently used in the statistical model were altitude, distance from the fault, gradient, slope aspect, country rock, and topographic curvature. Since Korea's landslide hazard map reflects topography, geology, and forest floor conditions, it has been shown that it is reasonable to evaluate the risk of earthquake-induced landslides using it. As a result of evaluating the risk of landslides based on the fault zone and epicenter in the Pohang area, the risk grade was changed to reflect the impact of the earthquake. Conclusion: It is effective to use the landslide hazard map to evaluate the risk of earthquakeinduced landslides at the regional scale. The risk map based on the fault zone is effective when used in the selection of a target site for preventive erosion control work to prevent damage from earthquake-induced landslides. In addition, the risk map based on the epicenter can be used for efficient follow-up management in order to prioritize damage prevention measures, such as to investigate the current status of landslide damage after an earthquake, or to restore the damaged area.

Assessment and Applicability Analysis of Dynamic Landslide Hazard Using Matrix Approach

Ki Dae Kim,Min Jeng Kang,Chang Woo Lee,Choong Shik Woo,Jun Pyo Seo 위기관리 이론과 실천 2020 Crisisonomy Vol.16 No.9

산사태 발생시점 및 지점을 예측하기 위한 연구는 서로 다른 목적과 범위로 구성되었지만 상호보완적인 역할을 한다. 따라서 이 연구에서는 산림청에서 구축한 산사태 예보체계와 산사태위험지도의 활용성을 높이고자 정적 산사태위험도를 동적 산사태위험도로 변환하고, 이를 평가하기 위해 시공간적 위험도의 매트릭스 결합을 수행하였다. 2017년 산사태 발생지인 충청남도 천안시의 시나리오 및 실제 산사태 발생시점을 대상으로 다양한 매트릭스 평가모형을 적용한 결과, 간단한 행렬 조합만으로 동적 산사태위험도의 정량적 평가를 가능케 하였으며, 정확도 또한 기존의 산사태위험지도에 비해 높게 나타났다. 또한 산림청에서 제공하는 1시간 이후의 산사태 예측정보와 결합을 통해 단기적인 미래의 동적 산사태위험도를 평가할 수 있는 점에 의의가 있다. 이 연구결과는 기구축된 국가산사태 예보체계와 산사태위험지도의 활용성을 극대화함과 동시에 우기 시의 산사태위험지 관리효율성 향상에 기여할 수 있을 것이다. The models to predict when and where a landslide occurs were constructed with different purposes and scopes, but tended to be complementary to each other. The objective of this study was to convert the static landslide hazard into the dynamic landslide hazard and combine a spatiotemporal hazard matrix to assess it, in order to enhance the usability of the early warning system for landslide and the landslide hazard map developed by the Korea Forest Service. We applied various matrix evaluation models to develop scenarios and assess the 2017 landslide occurred in Cheonan, Korea. The results of this study showed that a simple combination of matrices facilitated quantitative evaluation of the dynamic landslide hazard and its accuracy was higher than the static landslide hazard map. In addition, the dynamic landslide hazard can be assessed for the near future by integrating the 1-hour prediction data provided by the Korea Forest Service. The results of this study can help maximize the utilization of the existing national landslide forecast system and landslide hazard map, which should enhance the efficiency of managing landslide-prone zones during the rainy season.

초기 산사태 위험도 구축을 위한 지형요소의 활용

차아름(Cha, A Reum),김태훈(Kim, Tai Hoon),강석구(Gang, Seok Koo) 대한공간정보학회 2015 대한공간정보학회지 Vol.23 No.3

토석류를 포함하는 산사태 재해는 빠른 이동속도로 인한 대응 및 대피가 어려운 특성으로 인해 발생 초기에 그 위험성을 파악, 예방대책을 수립하는 것이 무엇보다 필요하다 할 수 있다. 하지만 현재까지 다양한 방법들이 초기 산사태 재해의 발생 및 위험도를 파악하기 위해 활용되었으나, 분석과정과 입력변수의 복잡함, 그리고 이로 인한 모델의 단순화로 인해 산정된 산사태 위험도의 정확성에는 많은 의문이 제기되고 있는 실정이다. 이에 본 연구는 산사태 재해예방을 목적으로 실제 지형의 특성을 파악, 이를 초기 산사태 위험도 평가에 적용하는 방안에 대해 알아보고자 하였다. 지형특성 분석을 위해 방향성 벡터의 통계적 방법을 이용한 벡터분산(vector dispersion)과 평면도(planarity) 기법을 이용, 지형특성과 산사태 위험도간의 상관관계를 규명하고자 하였다. 분석결과는 제안한 두 방법 모두 초기 산사태 위험도 분석에 있어 매우 효과적인 것으로 나타났다. 결국, 지형특성은 산사태 위험도에 영향을 미치고 있으며, 보다 객관적인 산사태 위험성 평가를 수행하기 위해서는 개별 모형보다는 다수의 모형을 이용, 각각의 장점을 극대화할 필요가 있다. 이는 결국 산사태의 발생이 단순한 특정 요소만으로 결정되는 것이 아니며, 내 · 외부적인 요인들간의 상호작용에 의해 유발되는 복합적인 자연현상임을 인지하고 보다 다양한 방법들을 통해 산사태 발생 메커니즘에 대한 추가적인 연구가 수행되어야 할 것이다. Due to the characteristics of landslide disasters including debris flow, the rapid speed to downward and difficulty to respond or evacuate from them, it is imperative to identify their potential hazards and prepare the reduction plans. However, the current landslide hazards generated by a variety of methods has been raised its accuracy because of the complexity of input data and their analyses, and the simplification of the landslide model. The main objective of this study is, therefore, to evaluate the preliminary landslide hazard based on the identification of geomorphological features. Especially, two methodologies based on the statistics of the directional data, Vector dispersion and Planarity analyses, are used to find some relationships between geomorphological characteristics and the landslide hazard. Results show that both methods well discriminate geomorphological features between stable and unstable domains in the landslide areas. Geomorphological features are closely related to the landslide hazard and it is imperative to maximize their characteristics by adapting multiple models rather than individual model only. In conclusions, the mechanism of landslide is not determined solely by a simple cause but the complex natural phenomenon caused by the interactions of the numerous factors and it is of primary importance to require additional researches for the outbreaking mechanism that are based on various methodologies.

Analysis of Landslide Risk Considering Extreme Precipitation Conditions for Gyeonggi-do Gwangju Region

Jae Hwan Kwak,Kon Joon Bhang 위기관리 이론과 실천 2021 Crisisonomy Vol.17 No.9

우리나라는 국토의 68%가 산지로 구성된 험준한 지형 특성을 가지고 있으며 대부분의 강우가 하절 기에 집중되어 있는 기상 특징을 가지고 있다. 이러한 지형적 및 기상적 특징으로 인해 매년 산사태, 토석류와 같은 산지 재해가 빈번하게 발생하고 있다. 특히, 도심지 확장으로 인해 도심지 경계는 산과 같은 급경사에 가까워지고 있으며, 주민들은 산사태와 같은 재난의 위험성에 심각하게 노출되 어 적절한 방안 마련이 요구된다. 산사태는 자연적 요인뿐 아니라 인위적 요인 등 다양한 요인이 복합적으로 작용하여 미연에 방지하기에는 한계가 있다. 이러한 한계점을 줄이고자 무한사면안정해 석 모델을 바탕으로 극한강우상황을 가정하여 경기도 광주시에 대한 산사태위험도를 작성하였다. 실제 산사태가 발생된 현장을 중심으로 토질시료를 채취, 실험을 통해 물성 데이터를 구축하고, 5개 의 강우 시나리오에 대한 산사태위험도를 도출하였다. 연구 결과의 정확도는 레퍼런스인 산림청의 산사태위험지도와 비교하여 검증을 수행하였다. South Korea is featured by the rugged topography that is composed of mountains about 68% of the country and the weather that rainfall is mostly concentrated during the summer. These topographic and meteorological features have caused disasters such as landslide and avalanche from mountains every year. Especially, urban expansion caused urban boundaries to get closer to steep slopes of mountains and residents are seriously exposed to disasters such as landslides so appropriate measures should be required. We, however, are facing the limitations in prevention and mitigation of landslide disasters due to the complexity of the causes of landslides like human factors as well as natural ones. To reduce the limitations, we generated of a hazard map by landslide for Gwangju City, Gyeonggi-do with an assumption of an extreme rainfall situation based on the infinite slope stability analysis model. To derive the landslide hazard map, we collected soil samples from the places where landslides actually occurred and constructed physical data by experiments and derived a landslide hazard map based on 5 rainfall scenarios. The accuracy of the result was evaluated by comparing the reference of the landslide hazard maps published by Korean Ministry of Forest.

지반정수 변화에 따른 지진시 산사태 위험도 분석

한진태,이준용 한국방재학회 2015 한국방재학회 학술발표대회논문집 Vol.14 No.-

지진시 사면구조물의 안정해석에 대한 연구와 사면에 대한 재해 위험도 평가와 관련된 연구는 지진의 발생빈도가 높은 나라들을 중심으로 지속적으로 이루어지고 있으나, 국내에서는 거의 이루어지지 않았으며 최근 국내 지진활동의 증가 및 주변 지역의 대규모 지진 발생 등에 자극 받아 이에 대한 연구가 진행 중에 있다. 이에 본 연구에서는 사면의 기하학적 특성을 고려하여 도출된 지진증폭계수를 활용하여 지진시 동적안전율 및 동적변위에 대한 GIS 기반 지진시 산사태 위험도를 작성하였다. 산사태 위험도를 작성하기 위하여 서울의 한 지역을 연구 대상 지역으로 설정하였으며, 산지 하단부에 위치한 7개의 시추공 자료를 통하여 획득한 지반 자료를 활용하여 지반정수를 추정하여 산사태 위험도를 작성하였다. 따라서, 본 연구에서 작성한 산사태 위험도는 지반정수의 추정치를 사용하였기 때문에 어느정도 불확실성을 내포하고 있을 것으로 판단된다. 이에 본 연구에서는 산사태 위험도 작성시 동적안전율과 동적변위에 가장 큰 영향을 미치는 점착력과 포화도 값을 변화시키며 산사태 위험도 작성 결과를 비교하였다. 본 연구에 따르면, 점착력이 감소할수록, 포화도가 증가할수록 정적안정성 및 동적안정성이 급격히 감소하는 것을 확인하였으며, 동적변위 또한 포화도가 증가할수록 크게 발생하는 것을 확인하였다. 따라서, 이와 같은 지반정수에 따른 산사태 위험도의 불확실성을 해결하기 위해서는 정확한 지반조사자료의 확보 및 지반정수에 따른 산사태 위험도 민감도 분석이 필수적으로 요구되어진다.

연구지역 규모에 따른 로지스틱 회귀를 이용한 산사태 위험도 평가 결과 비교

양아란,박형동 한국자원공학회 2021 한국자원공학회지 Vol.58 No.2

본 연구는 연구지역의 공간적 규모가 산사태 위험도 평가 결과에 미치는 영향을 확인하기 위해 경남 지역에 세 가지 규모의 연구지역을 설정하고 각 규모별로 로지스틱 회귀를 사용한 산사태 위험도 평가를 수행하여 그 결과를 비교하였다. 본 연구에서는 산사태 위험도 평가에 빈번히 사용되는12개 인자를 사용하였으며 뉴스, 보고서, 위성영상, 항공 영상 등 매체를 통해 수집한 2010년부터2018년까지의 산사태 발생 정보를 사용하여 산사태 인벤토리 맵을 구축하였다. 로지스틱 회귀를통한 분석 결과, 암종, 토양 종류와 같이 규모에 따라 분포가 상이하며 연속성이 없는 인자가 산사태위험도 평가 결과에 영향을 미칠 수 있다는 점과 규모가 커짐에 따라 자료 분포의 분산 증가로AUC(Area Under Curve) 값이 작아짐을 확인하였다.

포화도 및 점착력 변화에 따른 지진시 산사태 위험도 분석

이준용,한진태,Lee, Joonyong,Han, Jin-Tae 대한토목학회 2015 대한토목학회논문집 Vol.35 No.3

지진이 발생할 경우 산사태로 인한 피해는 지진으로 인한 전체 피해 중 상당 부분을 차지하고 있으며, 지진시 산사태는 인명 및 구조물에 직접적인 피해를 유발할 뿐만 아니라, 도로, 산업 기간망 등의 기능을 상실하게 하여 사회 시스템을 마비시킨다. 따라서, 지진에 대한 사면의 재해 위험을 평가하여 대비책을 수립하는 것은 매우 중요한 일이며, 이를 위해서는 국내 여건에 알맞은 재해위험 평가 방법을 정립하는 것이 무엇보다도 중요하다고 할 수 있다. 하지만, 현재 국내에서 진행하고 있는 사면의 재해위험 평가는 많은 지반 정보를 추정하거나 가정하여 사용하고 있어 불확실성을 내포하고 있다. 따라서, 본 연구에서는 GIS 기법을 이용하여 등가정적안전율 및 변위에 대한 지진시 산사태 위험도 작성시 결과에 가장 큰 영향을 주는 포화도와 점착력 등 지반 정보의 변화에 따라 산사태 위험도에 미치는 영향을 검토하였다. 본 연구에 따르면, 포화도가 증가하고 점착력이 감소할수록 등가정적안전율 및 변위에 관한 위험지역이 증가하는 것을 확인하였으며, 정확한 산사태 위험도 작성을 위해서는 연구대상지역 전체를 대표할 수 있는 정확한 지반 조사 자료의 확보가 선행적으로 수행되어져야 될 것으로 판단된다. Damage of landslide due to earthquake covers a considerable part of total damage due to earthquake. Landslide due to earthquake affects direct damage of human lives and structures, and social system can be paralyzed by losing functions of roads, basic industries, and so on. Therefore, systematic and specialized research examining the factors affecting the slope stability by earthquakes should be needed. However, method of evaluation of slope stability problems due to earthquake contains somewhat uncertainty since many soil properties are predicted or assumed. In this study, influences of change of soil properties such as degree of saturation and cohesion value are analyzed in factor of safety and displacement using seismic landslide hazard maps based on GIS. As the degree of saturation increases or cohesion decreases, it is found that seismic landslide hazard area marked with factors of safety or displacements tends to increase. Therefore, to draw more exact landslide hazard map during earthquake, it is necessary to obtain accurate soil property information preferentially from site investigation data in the field.

무한방향흐름기법을 이용한 산사태 위험도 평가

오세욱,이기하,배우석 한국지반환경공학회 2019 한국지반환경공학회논문집 Vol.20 No.2

In this study, it was conducted a broad-area landslide analysis for the entire area of Kyungsangbuk-do Province based on spatially-distributed wetness index and root reinforcement infinity slope stability theory. Specifically, digital map, soil map and forest map were used to extract topological and geological parameters, and to build spatially-distributed database at 10m×10m resolution. Infinity flow direction method was used for rain catchment area to produce spatially-distributed wetness index. The safety level that indicates risk of a broad-area landslide was classified into four groups. The result showed that areas with a high estimated risk of a landslide coincided with areas that recently went through an actual landslide, including Bonghwa and Gimcheon, and unstable areas were clustered around mountainous areas. A comparison between the estimation result and the records of actual landslide showed that the analysis model is effective for estimating a risk of a broad-area landslide based on accumulation of reasonable parameters. 본 연구에서는 경상북도 전체를 대상으로 공간분포형 습윤지수와 뿌리보강무한사면안정해석 이론을 활용한 광역적인 산사태 분석을 실시하였다. 해석을 수행하기 위해 수치지도와 정밀토양도, 임상도 등을 이용하여 지형・지질학적 매개변수를 추출하고 10m×10m 해상도의 공간분포형 데이터베이스를 구축하였으며, 공간분포형 습윤지수를 생성하기 위한 비 집수면적은 무한방향흐름기법을 적용하였다. 광역적인 산사태 위험도 평가를 위한 안전율은 4개 등급으로 구분하여 도시하였다. 위험도 평가결과, 산사태 위험지역은 봉화와 김천 등 실제 최근의 산사태 발생지역과 유사성을 갖는 것으로 나타났으며 특히 산지와 인접한 지역에 unstable 지역이 집중적으로 분포되어 있는 것으로 분석되었다. 또한 산사태 기록과 비교해본 결과, 본 해석모형이 합리적인 매개변수의 축적을 통해 광역적인 산사태 위험성을 평가하는 유효한 방법임을 확인할 수 있다.

TPI와 경사도 조합을 이용한 산사태 위험도 평가

이한나,김기홍 한국측량학회 2018 한국측량학회지 Vol.36 No.6

TSI (TPI-Slope Index) which is the combination of TPI (Topographic Position Index) and slope was newly proposed for landslide and applied to a landslide susceptibility model. To do this, we first compared the TPIs with various scale factors and found that TPI350 was the best fit for the study area. TPI350 was combined with slope to create TSI. TSI was evaluated using logistic regression. The evaluation showed that TSI can be used as a landslide factor. Then a logistic regression model was developed to assess the landslide susceptibility by adding other topographic factors, geological factors, and forestial factors. For this, landslide-related factors that can be extracted from DEM (Digital Elevation Model), soil map, and forest type map were collected. We checked these factors and excluded those that were highly correlated with other factors or not significant. After these processes, 8 factors of TSI, elevation, slope length, slope aspect, effective soil depth, tree age, tree density, and tree type were selected to be entered into the regression analysis as independent variables. Three models through three variable selection methods of forward selection, backward elimination, and enter method were built and evaluated. Selected variables in the three models were slightly different, but in common, effective soil depth, tree density, and TSI was most significant. TPI (Topographic Position Index)와 경사도를 조합하여 새로운 산사태 인자인 TSI (TPI-Slope Index)를 제안하 고 산사태 예측모형에 적용하다. 이를 위해, 먼저 다양한 분석 반경의 TPI를 서로 비교하여 TPI350이 연구 대상 지역에 가장 적합함을 알아내었고, 이를 경사도와 조합하여 TSI를 제작하다. 본 논문에서 제안한 TSI의 적용성 을 평가하기 위해 로지스틱 회귀분석을 이용한 결과, 산사태 예측 모형에 활용할 수 있다는 결론을 얻었다. 그 후, 기타 지형 정보들과 토양 및 임상 정보를 추가하여 산사태 위험도를 평가하는 로지스틱 회귀 모형을 제작하다. 이 를 위해 DEM (Digital Elevation Model), 토양도, 임상도로부터 추출할 수 있는 산사태 관련 인자들을 수집하고 이 들을 검토하여 다른 인자와 상관도가 높거나 산사태와의 연관성이 낮은 인자들은 우선 제외하다. 그 결과, TSI, 고도, 사면 길이, 경사향, 유효 토심, 급, 나무 도, 임상 등 8개의 인자가 선정되어 회귀분석에 독립변수로 입력되 었다. 변수의 입력 방법(전진 선택법, 후진 제거법, 직접 선택법)에 따라 3가지 모형을 생성하고, 이들에 대한 평가 를 수행하다. 세 모형에서 선택된 변수는 조금씩 다르지만, 공통적으로 유효 토심, 나무 도, TSI 인자의 중요도 가 높은 것으로 나타났다.

매개변수에 따른 산사태 위험도의 변화

이준대,권영철,배우석 한국지반환경공학회 2018 한국지반환경공학회논문집 Vol.19 No.1

In this study we performed risk evaluation based on parameters using the SINMAP, GIS-based extended program in order to predict ground disaster that is frequent recently. As for the risk evaluation, in order to understand the effects of parameters, we defined that the ranges of internal friction angles and T/R values as important variables had three and four patterns, respectively. The results of the interpretation were compared with those of the existing landslide in order to identify landslide flow and to evaluate the applicability of the parameters. The analysis of the geomorphologic saturated zone showed that the boundary saturated zone and the saturated zone were almost consistent with the site of avalanche of earth and rocks and the area of underground water convergence was correlated to the area where collapse started, indicating that the geomorphologic saturated zone may serve as an index for estimating possibility of landslide when used with slope distribution, colluvial soil, and structures inducing landslide in combination. When the lower limit of the internal friction angle increased more, the upper threshold decreased by 50 to 70% and the influence on the stability index was higher, but the influence was declined within the range of lower wetness index. The analysis of changes based on wetness index range showed that all the groups have similar SI distribution, except for the one in which mean altitude values are applied, indicating that the results are susceptible more by the internal friction angle than by the wetness index. 본 연구에서는 최근 발생하는 지반재해를 사전에 예측하기 위해 널리 사용되고 있는 GIS의 기반의 확장프로그램인 SINMAP을 이용하여 매개변수에 따른 위험도 평가를 수행하였다. 위험도평가는 매개변수의 영향을 파악하기 위해 중요변수인 내부마찰각과 T/R 값의 범위를 각각 3가지와 4가지 패턴으로 결정하였으며, 해석결과를 기존 산사태 결과와 비교하여 산사태 거동을 규명하고 매개변수의 적용성을 평가하였다. 지형학적 습윤대를 분석한 결과, 한계습윤대와 포화대가 토석류 영역과 거의 일치하고 있으며 지하수 수렴부가 붕괴시점부와 상관관계가 있는 것으로 나타나 지형학적 습윤대가 경사분포나 붕적토층의 존재여부, 산사태 유발구조물 등과 복합적으로 산사태 발생 가능성을 평가하기 위한 지표로 사용될 수 있을 것으로 판단된다. 내부마찰각의 하한계가 증가함에 따라 상한계불안정영역이 50~70%까지 감소되어 안정지수에 미치는 영향력이 큰 경향을 보였으나 낮은 습윤지수 범위에서는 그 영향력이 줄어드는 양상을 나타내었다. 습윤지수의 범위에 따른 변화를 분석한 결과, 고도평균값을 적용한 경우를 제외하면 모든 Group에서 유사한 안정지수 분포를 보이고 있어 습윤지수보다는 내부마찰각에 민감한 양상을 나타내고 있음을 알 수 있다.