정준상관 기반의 수량화분석에 의한 산사태 취약성 평가기법 제안

채병곤,서용석,Chae, Byung-Gon,Seo, Yong-Seok 대한자원환경지질학회 2010 자원환경지질 Vol.43 No.4

최근 다양하게 제시되고 있는 확률론적 방법에 의한 산사태 예측기법의 경우 전문적 지식을 기반으로 조사 및 분석이 이루어질 경우에만 분석결과의 신뢰성을 확보할 수 있다. 그러나 재해 발생상황에서는 통계분석을 통한 산사태 예측의 전문가뿐만 아니라 공무원, 지질공학자 등 통계적 전문지식을 갖지 않은 재해분야 담당자도 신뢰성 있고 간편한 방법으로 산사태 취약성을 해석할 수 있어야 한다. 따라서 본 논문은 전문가는 물론 비전문가도 쉽게 의미를 이해하고 활용할 수 있으면서도 정확한 분석을 통한 통계적 접근으로 신뢰성 높은 산사태 취약성 평가표를 개발하여 제안하고자 하였다. 이를 위해 기존에 국내에서 산사태가 집중적으로 발생한 지역의 지질, 지형, 토질자료를 토대로 산사태 정준상관분석을 통한 수량화 기법을 이용하여 산사태 취약성 평가표를 개발하였다. 산사태의 현장자료와 실내시험자료를 바탕으로 통계분석을 실시하고, 그 결과를 토대로 영향인자 선정 및 인자별 급간 값을 설정한 것이다. 수량화 분석결과 산사태를 발생시키는 여러 인자 중 사면경사가 가장 큰 중요도를 가지며, 고도, 투수계수, 간극율, 암질, 건조밀도의 순서로 큰 영향을 미치는 것으로 나타났다. 각 평가항목별로 결정된 점수를 기준으로 평가항목 각각의 세부등급에 대한 점수를 할당하여 산사태재해 취약성 평가표를 개발하였다. 산사태재해 취약성 평가표를 이용하여 평가자는 평가대상 지점에 대해 각 평가항목별 해당 속성, 즉 세부등급을 선택하고, 선택된 각 속성별 평가점수를 더하면 산사태 취약성을 점수로 신속하게 파악할 수 있다. 또한, 이 결과를 토대로 GIS 기법을 이용한 산사태 예측지도 또는 취약성지도 등을 작성하여 활용할 수 있다. Probabilistic prediction methods of landslides which have been developed in recent can be reliable with premise of detailed survey and analysis based on deep and special knowledge. However, landslide susceptibility should also be analyzed with some reliable and simple methods by various people such as government officials and engineering geologists who do not have deep statistical knowledge at the moment of hazards. Therefore, this study suggests an evaluation chart of landslide susceptibility with high reliability drawn by accurate statistical approaches, which the chart can be understood easily and utilized for both specialists and non-specialists. The evaluation chart was developed by a quantification method based on canonical correlation analysis using the data of geology, topography, and soil property of landslides in Korea. This study analyzed field data and laboratory test results and determined influential factors and rating values of each factor. The quantification analysis result shows that slope angle has the highest significance among the factors and elevation, permeability coefficient, porosity, lithology, and dry density are important in descending order. Based on the score assigned to each evaluation factor, an evaluation chart of landslide susceptibility was developed with rating values in each class of a factor. It is possible for an analyst to identify susceptibility degree of a landslide by checking each property of an evaluation factor and calculating sum of the rating values. This result can also be used to draw landslide susceptibility maps based on GIS techniques.

A Case Study on Analysis of Landslide Potential and Triggering Time at Inje Area using a RTI Warning Model

채병곤,조용찬,Chae, Byung-Gon,Liu, Ko-Fei,Cho, Yang-Chan The Korean Society of Engineering Geology 2008 지질공학 Vol.18 No.2

이 연구는 집중호우시 산사태의 발생가능성과 발생시간을 사전에 예측하기 위한 노력의 일환으로 기존에 개발된 RTI 경보모델을 우리나라에 적용 분석한 사례이다. RTI(Rainfall Triggering Index)는 강우강도(I) 유효 누적강우량($R_t$)의 곱으로 정의되는 것으로서, 강우기간 동안 특정 시간(t)에서 산사태가 발생할 가능성을 평가하는데 사용된다. RTI의 상부임계값($RTI_{UC}$)과 하부임계값($RTI_{LC}$) 과거 산사태 발생시 강우자료 분석을 통해 각 지역별로 설정할 수 있으며, 강우강도가 상부임계값을 초과할 때 실제 산사태가 발생하는 것으로 이해할 수 있다. 이러한 분석은 궁극적으로 향후 집중호우가 내릴 경우 특정지역의 산사태 발생가능성은 물론 산사태 발생시기를 예상할 수 있으며, 이를 토대로 사전에 산사태 발생경보를 발령하는데 중요한 근거로 활용될 수 있다. 이와 같은 이론을 우리나라에 적용하기 위해 2006년 7월 13일부터 7월 19일까지 강원도 인제군 일대에 내린 강우자료와 산사태 발생과의 관계를 분석한 결과, 실제 산사태가 발생한 7월16일 오전 11시경을 기준으로 23시간, 11시간, 9시간 전에 강우강도가 RTI의 상부임계값을 초과하였다. 이를 토대로 이와 같은 세 차례에 걸친 산사태 경보의 발령이 필요하였음을 알 수 있었다. This study is a case study for application of the RTI warning model to Korea which was previously developed to predict landslide potential and occurrence time during a rainfall event. The rainfall triggering index (RTI) is defined as the product of the rainfall intensity I (mm/hr) and the effective accumulated rainfall $R_t$ (mm). This index is used to evaluate the landslide and debris-flow occurrence potential at time t during a rainfall event. The upper critical value ($RTI_{UC}$) of RTI and the lower critical value ($RTI_{LC}$) of RTI can be determined by historical rainfall data of a certain area. When the rainfall intensity exceeds the upper critical value, there are high potential to occur land-slides. The analysis result can predict landslide occurrence time of an area during a rainfall event as well as land-slide potential. The result can also be used as an important data to issue early-warning of landslides. In order to apply the RTI warning model to Korea this study analyzed rainfall data and landslides data in Inje county, Gangwon province, Korea from July 13 to July 19, 2006. According to the analysis result, the rainfall intensity exceeded the upper critical value 23 hours ago, 11 hours ago, and 9 hours ago from 11:00 in the morning, July 16. Therefore, landslide warnings would be issued three times for people evacuation for avoiding or reducing hurts and dam-ages from landslides in mountainous areas of Inje.

계층화 분석에 의한 산사태 평가방법 제안

채병곤 ( Byung Gon Chae ),조용찬 ( Yong Chan Cho ),서용석 ( Yong Seok Seo ) 대한지질공학회 2009 대한지질공학회 학술발표회논문집 Vol.2009 No.-

해외 국가의 고준위 방사성폐기물 처분부지 선정기준과 절차 사례

채병곤(Byung-Gon Chae),최정해(Junghae Choi),김유홍(Yoo-Hong Kihm),석희준(Hee Jun Seok),박의섭(Eui-Sub Park) 대한지질학회 2016 대한지질학회 학술대회 Vol.2016 No.10

암반사면을 대상으로 다변량 수량화 기법을 응용한 RMR 인자의 수정 가중치 제안

채병곤 ( Byung Gon Chae ),김광식 ( Kwang Sik Kim ),조용찬 ( Yong Chan Cho ),서용석 ( Yong Seok Seo ) 대한지질공학회 2006 지질공학 Vol.16 No.1

본 연구는 지질특성에 따라 해당 지역의 지질조건과 특성을 최대한 반영한 RMR 항목별 가중치를 결정하는 방법을 제안하기 위하여 수행되었다. 이를 위해 본 연구에서는 우선 울산지역에 분포하는 백악기 퇴적암을 대상으로 RMR 분류의 인자별 배점체계를 검토하였다. 이 과정에서 기존 연구들이 수행한 경험적 연구방법을 탈피하여 다중회귀분석을 이용한 객관적·과학적 방법으로 인자별 배점을 설정하였다. 이를 통해 인자별 배점설정의 객관적 근거를 확보한 수정된 RMR 분류체계를 제안하고, 그 결과를 지질학적 관점에서 평가하였다. 다중회귀분석을 위해 RMR 항목과 사면경사를 각각 독립변수와 종속변수로 설정하였다. 다중회귀분석을 통한 수정된 RMR 항목별 가중치는 무결암의 강도가 30, RQD가 18, 불연속면 간격이 8, 불연속면 조건이 32, 그리고 지하수 12로 나타났다. This study was conducted to suggest a method to determine weighting values of each parameter of the RMR system considered with geologic characteristics of a study area. This study reviewed the weighting values of the RMR system for the Cretaceous sedimentary rocks distributed in Ulsan area. Based on the data of field survey at the study area, a multiple regression analysis was used to set up an optimal weighting values of the RMR parameters. For the multiple regression analysis, each parameter of the RMR and the slope gradient were regarded as the independent variable and the dependent variable, respectively. The analysis result suggested a modified weighting values of the RMR parameters as follows; 30 for the intact strength of rock; 18 for RQD; 8 for spacing of discontinuities; 32 for the condition of discontinuities; and 12 for ground water.

불포화토 특성에 따른 강우침투 특성시험

채병곤 ( Byung Gon Chae ),김만일 ( Man Il Kim ) 대한지질공학회 2010 대한지질공학회 학술발표회논문집 Vol.2010 No.-

모형실험 장치를 이용한 산사태 발생 및 사태물질 거동특성 실험

채병곤 ( Byung Gon Chae ),송영석 ( Young Suk Song ),서용석 ( Yong Seok Seo ),조용찬 ( Yong Chan Cho ),김원영 ( Won Young Kim ) 대한지질공학회 2006 지질공학 Vol.16 No.3

본 연구는 모형실험장치를 이용하여 인공강우에 의한 산사태 발생특성과 사태물질의 확산거동특성을 파악하기 위하여 수행되었다. 본 연구에서는 강우강도와 사면경사의 변화에 따른 다양한 실험조건하에서 일정 시간 간격으로 간극수압, 사면붕괴양상 및 변위, 그리고 토사의 확산면적 등을 각각 측정하였다. 실험 중 복수의 비디오 카메라와 디지털 스틸카메라로 촬영한 후, 이미지 분석을 실시하여 시간대별 산사태 발생양상 및 사태물질 확산특성 자료를 취득하였다. 실험결과에 따르면, 간극수압은 강우강도 및 사면경사에 비례하여 변화하며 이에 따라 강우강도 및 사면경사가 커짐에 따라 산사태가 발생할 가능성도 증가하였다. 사태물질의 확산면적은 강우강도, 강우지속시간, 그리고 사면경사의 증가에 비례하는 양상을 가짐을 확인하였다. This study was conducted laboratory flume tests to identify landslide features and flow characteristics of debris using a flume test equipment. Under the several test conditions dependent on rainfall intensity and slope angle, the authors measured pore water pressure, slope failure and displacement, spreading area of debris on a regular time interval. The test processes were also recorded by video cameras and digital still cameras. According to the test results, pore water pressures have trends of direct proportion to the rainfall intensity and the slope angle, resulting in high potential of landslide triggering. The spreading area of debris is also increased with the slope angle and the rainfall intensity as well as the rainfall duration.

제3기 퇴적암 및 화산암 분포지의 산사태 예측모델

채병곤 ( Byung Gon Chae ),김원영 ( Won Young Kim ),나종화 ( Jong Hwa Na ),조용찬 ( Yong Chan Cho ),김경수 ( Kyeong Su Kim ),이춘오 ( Choon Oh Lee ) 대한지질공학회 2004 지질공학 Vol.14 No.4

이 연구는 제3기 퇴적암과 화산암이 분포하는 지역의 자연사면에서 발생하는 토석류 산사태를 예측하고자 로지스틱 회귀분석(logistic regression analysis)을 이용하여 예측모델을 개발한 것이다. 통계적 방법을 이용한 산사태 예측모델 개발을 위해 산사태 자료는 경북 포항지역에서 1998년 발생한 산사태를 대상으로 수집하였다. 로지스틱 회귀분석의 기본 특성을 고려하여 현장조사 및 실내토질시험은 산사태 발생지점 전체와 임의로 선택한 미발생 지점을 대상으로 실시하였다. 산사태 발생에 영향을 미치는 인자는 로지스틱 회귀분석을 실시하여 최종적으로 6개 영향인자를 선정하였다. 이들 6개 인자는 지형요소 2개와 지질요소 4개로 구성되어 있다. 개발된 모델은 신뢰성 검증을 수행한 결과 90% 이상의 예측률을 확보한 것으로 나타났다. 이 모델을 바탕으로 기존에 제시된 변성암 및 화강암 분포지에서의 산사태 예측모델과 함께 지질특성을 고려한 산사태 발생의 가능성을 확률적·정량적으로 예측할 수 있게 되었다. This study developed a prediction model of debris flow to predict a landslide probability on natural terrain composed of the Tertiary sedimentary and volcanic rocks using a logistic regression analysis. The landslides data were collected around Pohang, Gyeongbuk province where more than 100 landslides were occurred in 1998. Considered with basic characteristics of the logistic regression analysis, field survey and laboratory soil tests were performed for both slided points and not-slided points. The final influential factors on landslides were selected as six factors by the logistic regression analysis. The six factors are composed of two topographic factors and four geologic factors. The developed landslide prediction model has more than 90% of prediction accuracy. Therefore, it is possible to make probabilistic and quantitative prediction of landslide occurrence using the developed model in this study area as well as the previously developed model for metamorphic and granitic rocks.

산사태 경보를 위한 RTI 모델의 적용성 평가

채병곤 ( Byung Gon Chae ),최정해 ( Junghae Choi ),정해근 ( Hae Keun Jeong ) 대한지질공학회 2016 지질공학 Vol.26 No.2

우리나라는 여름철 강수량이 연 강수량의 약 70% 이상을 차지하고 일 강우량이 200 mm가 넘는 극한강우가 증가하고 있다. 강우는 산사태를 유발하는 가장 직접적인 인자로서 이를 활용한 산사태 발생 예측 기준을 설정하고 경보를 발령하여 산사태로 인한 피해를 최소화 하는 것이 필요하다. 본 연구에서는 기존의 발생한 산사태이력 중 발생시점 및 장소가 분명한 12개소를 선 정하고 각 지역의 강우데이터를 수집하여 분석하였으며, RTI (Rainfall Triggering Index) 모델에 사용된 각 인자들을 한국의 산 사태 유발 강우특성에 따라 적정성을 검토하여 반영하고 강우강도의 단위시간을 달리한 3가지 모델을 비교하였다. 분석결과, 60-minutes RTI 모델은 3개소에서 산사태 발생 예측에 실패하였으며, 30-minutes RTI 모델 및 10-minutes RTI 모델은 모두 사 전예측 가능하였다. 각 모델별 산사태 발생 경보에 따른 평균 대응시간은 60-minutes RTI model이 4.04시간, 30-minutes RTI model과 10-minutes RTI model은 각각 6.08과 9.15시간으로 단위시간이 짧은 강우강도를 사용한 RTI 모델이 산사태 사전예측 실패 가능성이 적고 보다 긴 대응시간을 확보 할 수 있는 것으로 나타났다. 이를 통해 산사태 발생 예측을 통한 대응시간은 단 위시간을 세분화한 모델일수록 더 많은 시간을 확보 할 수 있음을 알 수 있다. 또한, 단시간 내 발생하는 변동성이 큰 강우강 도 가진 한국의 강우특성을 고려할 때 시간 단위 이하의 강우강도를 적용하는 것이 RTI 모델을 통한 산사태 예측과 조기경보 시스템의 정확도를 높일 수 있을 것으로 판단된다. In Korea, 70% of the annual rainfall falls in summer, and the number of days of extreme rainfall (over 200 mm) is increasing over time. Because rainfall is the most important trigger of landslides, it is necessary to decide a rainfall threshold for landslide warning and to develop a landslide warning model. This study selected 12 study areas that contained landslides with exactly known triggering times and locations, and also rainfall data. The feasibility of applying a Rainfall Triggering Index (RTI) to Korea is analyzed, and three RTI models that consider different time units for rainfall intensity are compared. The analyses show that the 60-minute RTI model failed to predict landslides in three of the study areas, while both the 30- and 10minute RTI models gave successful predictions for all of the study areas. Each RTI model showed different mean response times to landslide warning: 4.04 hours in the 60-minute RTI model, 6.08 hours in the 30-minute RTI model, and 9.15 hours in the 10 minute RTI model. Longer response times to landslides were possible using models that considered rainfall intensity for shorter periods of time. Considering the large variations in rainfall intensity that may occur within short periods in Korea, it is possible to increase the accuracy of prediction, and thereby improve the early warning of landslides, using a RTI model that considers rainfall intensity for periods of less than 1 hour.

불포화토 내 강우침투에 따른 포화깊이비를 고려한 사면안정해석

채병곤 ( Byung Gon Chae ),박규보 ( Kyu Bo Park ),박혁진 ( Hyuck Jin Park ),최정해 ( Jung Hae Choi ),김만일 ( Man Ii Kim ) 대한지질공학회 2012 지질공학 Vol.22 No.3