산지사면에서 USN을 활용한 산사태 조기감지시스템의 모니터링 및 평가

최두영 ( Doo Young Choi ),이창우 ( Chang Woo Lee ),우충식 ( Choong Shik Woo ),김경하 ( Kyong Ha Kim ),서준표 ( Jun Pyo Seo ),정선환 ( Seon Hwan Jeong ),권현정 ( Hyun Jung Kwon ) 한국임학회 2014 산림과학 공동학술대회 논문집 Vol.2014 No.-

강우로 유발된 산사태에 의하여 인명 및 재산피해가 점차적으로 늘고 있다. 이에 따라 산사태 발생을 사전에 감지하고 피해를 최소화할 수 있는 산사태 조기경보시스템을 개발하고 모니터링하는 것이 반드시 필요하다. 따라서 본 연구에서는 USN(Ubiquitous Sensor Network)을 활용한 산사태 조기감지시스템을 국립산림과학원 내 홍릉시험림에 설치하여 인공강우 및 자연강우 조건에서 실시간 모니터링을 수행하였다. 산사태 조기감지시스템은 간극수압센서, 토양수분센서, 기울기센서, 강우량계, 온도센서, 음향센서가 설치되었으며, Zigbee 방식의 센서 네트워크로 데이터를 전송하고 있다. 그리고 Solar패널 및 상시전원으로 전원을 공급하고 있다. 인공강우조건의 현장실험은 강우량 40mm/hr으로 강우지속시간을 변화시키며 실험을 수행하였다. 실험결과 간극수압센서와 토양수분센서는 인공강우 발생으로부터 25분 후에 하부, 중부, 상부 순으로 반응하였으며 상부에 설치된 센서의 반응 시점은 늦지만 반응시작이후 급격하게 값이 변화하였다. 이는 중, 하부보다 상부의 지하수위 상승이 비교적 빠르게 이루어진 것을 의미한다. 자연강우조건의 실시간 모니터링은 5월 27일 강우에 대하여 이루어졌으며 센서의 반응순서는 현장실험결과와 동일한 순서로 반응하였다. 센서의 반응시간은 최대 시강우 발생시점에서 하부에 설치된 센서의 반응을 시작으로 최대 시강우 40분 이후에는 중부, 3시간 후에는 상부에 설치된 센서가 반응하였다. 이때의 최대 시강우량은 9mm/hr이다. The damage of inhabitants and cities is gradually increasing by rainfall-induced landslides. Accordingly, it is necessary that the landslide early warning system that early detected landslide and can be minimized damage develop and monitoring. In This study, We are equiped the landslide early detecting system using USN(Ubiquitous Sensor Network) in experimental forest of Hongreung, Korea Forest Research Institute and are perform the real-time monitoring in artificial rainfall conditions and nature rainfall conditions. The system is consist sensor nodes (tensiometer, soil moisture sensor, temperature sensor, acoustic sensor), networking system using Zigbee and power supply using solar and usually power. When rainfall is 40mm/hr, the experiment of artificial rainfall condition was performed while changing the rainfall duration. The result was shown that sensors respond to rainfall after 25 min in order lower, middle, upper and the value of the equipped sensor on upper suddenly changed but reaction time is too late. This results means that the groundwater level of upper rose rapidly than lower, middle. The monitoring was performed with respect to rainfall in May 27 and the reaction sequence of sensors was the same as the experiment. The response time of sensors was shown that the equipped sensor on lower point is responded on time of maximum hourly rainfall and the each sensor equipped on middle and upper point is responded after 40 minutes and 3 hours. The maximum hourly rainfall was 9mm/hr.

항공라이다 자료를 이용한 토석류 유출량의 분석 및 평가

우충식 ( Choong Shik Woo ),권현정 ( Hyun Jung Kwon ),이창우 ( Chang Woo Lee ),김경하 ( Kyong Ha Kim ),최두영 ( Doo Young Choi ),서준표 ( Jun Pyo Seo ),정선환 ( Seon Hwan Jeong ) 한국임학회 2014 산림과학 공동학술대회 논문집 Vol.2014 No.-

최근 태풍 및 집중호우로 인해 토석류(土石流)가 급증하고 있다. 토석류 발생시 산지에서 유출되는 토사는 인명 및 재산피해를 가중시키는 주요 원인이지만 토석류 발생시 유출되는 토사량을 추정하기가 어렵다. 따라서, 본 연구에서는 토석류 발생지역인 우면산(2011 년)과 인제군(2006 년), 봉화군(2008 년), 제천시(2008 년)지역을 대상으로 항공라이다 자료를 이용하여 토사유출량을 산정하였으며 이 결과를 이용하여 토사유출특성을 분석하였다. 토석류 발생원(C) 대비 총토사유출량(T)의 비율(C/T)은 2 ∼ 19%로, 계류의 계상 및 계안에서 침식된 토사량이 큰 비중을 차지하였다. 또한, 토사유출량은 계류의 수충부 및 합류부에서 크게 증가하는 경향이 나타났다. 연구지역의 총토사유출량과 발생원(㎥), 계류총길이(m), 계류본류길이(m)의 관계를 분석한 결과 계류총길이와 총토사유출량의 상관성(R2)이 0.874로 가장 높게 나타났다. Recently, debris flow due to typhoons and heavy rainfall is increasing rapidly. It isdifficult to estimate sediment yield caused by debris flow which is the main cause for damage of human life and property. In this study, using airborne LiDAR data, the sediment yield was quantified for Mt. Umyeon in Seoul city, Inje county, Bonghwa county, Jaecheon city where were defeated area by debris flow in 2011, 2006 and 2008. Also, we analyzed the characteristics of the sediment yield using the these results. The proportion(C/T) of the collapsed soil(C) and a amount of the sediment yield(T) was in 2 ~ 19%. This result shows that erosion of the stream bed and bank occupy a large proportion of the sediment yield. The amount of erosion is increased to flow impingement sections and channel junctions of torrents. In addition the correlation of sediment yield with collapsing soil(㎥), a total length(m) and a mainstreamlength(m) were analyzed. As a result, the value of R-square between the sediment yield and a total length was the highest as 0.874.

산사태 발생예측을 위한 토양함수지수의 일반 강우량과의 비교 및 평가

이창우 ( Chang Woo Lee ),최두영 ( Doo Young Choi ),우충식 ( Choong Shik Woo ),서준표 ( Jun Pyo Seo ),정선환,김경하 ( Kyong Ha Kim ) 한국임학회 2014 산림과학 공동학술대회 논문집 Vol.2014 No.-

우리나라는 1980년대 개발된 산사태 기준우량(시우량, 일우량)을 산사태 발생시기 예측을 위해 사용해 왔으나, 기존 기준우량의 낮은 지역별 변별력 및 정확도 때문에 2012년부터 새로운 산사태 기준우량을 산사태정보시스템에 적용하여 사용하고 있다. 새로운 기준우량은 기존의 시우량, 일우량, 연속강우량이 아닌 선행강우를 고려한 탱크모델을 이용하여 전국을 10개 권역으로 나누어 지역별 토양함수지수로 표현하고 있다. 따라서 본 연구는 현재 적용되고 있는 지역별 산사태 기준우량에 대한 일반인들이 이해하기 쉬운 시우량, 일우량으로 표현했을 경우 값을 산출하고 평가하기 위해 수행하였다. 그 결과 산사태 발생 시우량은 권역별로 우기(5-6월, 10월)에는 40mm-82mm의 값을 가지고, 집중우기(7-9월)에는 13mm-68mm의 값을 가지는 것으로 나타났다. 또한 권역별 일우량은 우기에는 145-615mm, 집중우기에는 140-615mm의 값을 가지는 것으로 나타났다. 본 결과는 권역별 토양함수지수가 가지는 값의 의미를 이해하는데 도움을 줄 것으로 판단된다. In Korea, the standard of hourly and daily rainfall for landslide prediction which were developed in 1980`s had been used for warning and evacuation on landslide until 2011. However, the new standard rainfall has been used through adapting the system of landslide information from 2012 due to lacking assesment function by regions and low accuracy for the past standard rainfall. Instead of hourly and daily rainfall, a new standard rainfall was expressed by the index of soil water content that were calculated by tank model by each 10 regions. Therefore, this study was carried out to compare and evaluate the past and a new standard rainfall when the index of soil water content were converted to hourly and daily rainfall for understanding to people easily. As results, the value of hourly rainfall by new standard was between 40mm and 82mm in rainy season and between 13mm and 68mm in heavy rain season. And the value of daily rainfall by new standard was between 145mm and 615mm in rainy season and between 140mm and 165mm in heavy rain season. These results will be helpful to understand index of soil water content for landslide by each regions.

수량화Ⅱ 분석을 이용한 사방지 유지/해제 기준인자 선정

서준표 ( Jun Pyo Seo ),윤호중 ( Ho Joong Youn ),이창우 ( Chang Woo Lee ),우충식 ( Choong Shik Woo ),최두영 ( Doo Young Choi ),정선환 ( Seon Hwan Jeong ),권현정 ( Hyun Jung Kwon ),김경하 ( Kyong Ha Kim ),곽주린 ( Joo Rhin Kwak ) 한국임학회 2014 산림과학 공동학술대회 논문집 Vol.2014 No.-

본 연구는 사방지의 유지 또는 해제를 판단하기 위한 판정기준표의 인자를 선정하기 위하여 수행되었다. 연구에는 사방협회에서 실시하고 있는 사방시설 점검보고서의 최근 3개년 자료(1,387개소)를 이용하였다. 수량화Ⅱ 분석결과, 각 인자별 독립성 및 상관관계를 고려하여 최종적으로 판별적 중률이 가장 높게 나타나는 6개의 인자와 점수는 사방공작물 상태(1.5646)>초류의 피복상태(0.6971)>침식발생 여부(0.5405)>하부계류상태(0.4051)>식재목 생육상태(0.1139)>기타녹화시설 상태(0.0211) 순으로 나타났다. 사방지의 현재 상태를 유지군과 해제군으로 나누었을때 판별적중점은 0.0644로 나타났고, 이를 이용하여 유지군과 해제군의 실측치와 추정치로 재분류한 결과 오분류율은 유지군 10%, 해제군 3%의 오분류율로 나타나 전체 판별적중률 96.8%, 상관비 0.61로 나타났다. 이는 일반적 수량화Ⅱ류의 적중률 판단기준인 판별적중률 75%, 상관비 0.5보다 높은 적중률로 나타났다. 본 연구결과 효과적인 사방지의 유지 또는 해제 기준마련의 기초자료를 제공할 수 있을 것으로 판단된다. This study was carried out to select the criterion factors for keeping or removing the erosion control district. We use the inspection reports of erosion control works during the last 3 years provided by sabang association. On the results of quantification Ⅱ analysis, the factors and scores showed the following order considering with the corelation and independence of each factor: the state of erosion control structures(1.5646) > the state of coverage(0.6971) > whether the erosion occur or not(0.5405) > the state of downstream(0.4051) > the state of growth of planted tree(0.1139) > the state of extra greening facilities(0.0211). The criterion score showed 0.0644 to decide whether the state of the erosion control district is keeping or removing. As the result of reclassification with two groups by using this score, the misclassification rate showed that keeping group was 10%, removing group was 3%. And overall hitting rate showed 96.8% and correlation ratio showed 0.61. This values are relatively high than the traditional standard that hitting rate is 75% and corelation ration is 0.5. This results of this research is useful to judge on keeping or removing erosion control district.