Debris Flow Detection with Geophones and Video Camera System

( Ko-fei Liu ) 대한지질공학회 2019 대한지질공학회 학술발표회논문집 Vol.2019 No.2

This research describes automatic warning with ground vibration signal and video signal. Ground vibration signal is used to confirm the occurrence of debris flows and video camera signal is used to analyzed the speed and depth of debris flow. The method of amplitude or impulses are used in many monitoring systems. The thresholds used in those system can vary in time which renders detection of debris flows lose its accuracy in time. A new detection index to identify debris flow are the sum of power within characteristic frequency bandwidth (10-40 Hz) and the slope index differentiated by power index. Considering amplitude of debris flow signal is order of magnitude larger than ambient noise, the warning threshold of power index and slope index can be automatically determined simply by data recorded without debris flows. Video image is preprocessed and large objects are identified with watershed segmentation method. Tracing these objects provides the speed of boulders or wave front on debris flows. Pure identification of event with video camera uses a new method of changing image area proves to be very good. Four debris flow events from 2004 to 2014 at Ai-Yu-Zi creek were used for validation of the above procedure. The warning time calculated by the purposed thresholds are successfully validated with maxima error of 4.2 sec.

Phase transition in bulk single crystals and thin films ofVO2by nanoscale infrared spectroscopy and imaging

Liu, Mengkun,Sternbach, Aaron J.,Wagner, Martin,Slusar, Tetiana V.,Kong, Tai,Bud'ko, Sergey L.,Kittiwatanakul, Salinporn,Qazilbash, M. M.,McLeod, Alexander,Fei, Zhe,Abreu, Elsa,Zhang, Jingdi,Goldflam, American Physical Society 2015 Physical review. B, Condensed matter and materials Vol.91 No.24

토석류 산사태의 2차원 확산모사 사례 연구

채병곤,Ko-Fei Liu,송영석,김만일 대한지질학회 2009 대한지질학회 학술대회 Vol.2009 No.

DEBRIS-2D를 이용한 인제지역 토석류 산사태 거동모사 사례 연구

채병곤 ( Byung-gon Chae ),( Ko-fei Liu ),김만일 ( Man-il Kim ) 대한지질공학회 2010 지질공학 Vol.20 No.3

이 연구는 Liu and Huang (2006)이 개발한 DEBRIS-2D 프로그램을 이용하여 한국의 자연사면을 대상으로 토석류거동모사의 적용성을 평가하기 위하여 수행하였다. 세립질 및 조립질 물질이 혼재한 대규모 토석류를 모사하기 위해 DEBRIS-2D는 Julien and Lan (1991)이 제안한 구성식을 이용하여 개발되었다. DEBRIS-2D의 이론을 바탕으로 이 연구는 2006년 7월 16일 강원도 인제군 덕산리에서 대규모 토석류 산사태가 발생한 계곡을 모사대상지역으로 선택하였다. 거동모사 결과, 토사 물질은 산사태 발생 10분 후에 이미 계곡으로 모두 유입되었다. 10분 후 토석류는 계곡부의 첫 번째 변곡점 지점인 개활지에 이르렀으며, 이로 인해 토석류의 속도가 감소하고 흐름 방향이 변하였다. 그 후 토석류는 다시 가속도가 붙어 약 40분 후에 계곡 하류의 마을인근에 이르렀다. 토석류의 최대 속도는 1 m/sec에서 2 m/sec 정도로 비교적 느리고, 토석류의 깊이변화는 계곡의 형태에 많은 영향을 받음을 알 수 있다. 거동모사 결과는 산사태 발생당시 현장의 상황과 매우 유사하게 나타났다. 이는 DEBRIS-2D 프로그램이 알고리즘을 크게 수정하지 않고도 한국의 지질 및 지형조건에 어느 정도 적용 가능함을 의미한다. 그러나, 더욱 신뢰도 높은 토석류 거동모사를 위해서는 국내 지질 및 지형에 대한 최적의 속성값을 결정할 필요가 있다. In order to assess applicability of debris flow simulation on natural terrain in Korea, this study introduced the DEBRIS-2D program which had been developed by Liu and Huang (2006). For simulation of large debris flows composed of fine and coarse materials, DEBRIS-2D was developed using the constitutive relation proposed by Julien and Lan (1991). Based on the theory of DEBRIS-2D, this study selected a valley where a large debris flow was occurred on July 16th, 2006 at Deoksanri, Inje county, Korea. The simulation results show that all mass were already flowed into the stream at 10 minutes after starting. In 10minutes, the debris flow reached the first geological turn and an open area, resulting in slow velocity and changing its flow direction. After that, debris flow started accelerating again and it reached the village after 40 minutes. The maximum velocity is rather low between 1 m/sec and 2 m/sec. This is the reason why debris flow took 50 minutes to reach the village. The depth change of debris flow shows enormous effect of the valley shape. The simulated result is very similar to what happened in the field. It means that DEBRIS-2D program can be applied to the geologic and topographic conditions in Korea without large modification of analysis algorithm. However, it is necessary to determine optimal reference values of Korean geologic and topographic properties for more reliable simulation of debris flows.

RTI 경보모델을 이용한 강원도 인제지역의 산사태 가능성 및 발생시간 분석 사례 연구

채병곤 ( Byung Gon Chae ),( Ko Fei Liu ),조용찬 ( Yong Chan Cho ) 대한지질공학회 2008 지질공학 Vol.18 No.2

이 연구는 집중호우시 산사태의 발생가능성과 발생시간을 사전에 예측하기 위한 노력의 일환으로 기존에 개발된 RTI경보모델을 우리나라에 적용 분석한 사례이다. RTI(Rainfall Triggering Index)는 강우강도(I)와 유효 누적강우량(Rt)의 곱으로 정의되는 것으로서, 강우기간 동안 특정 시간(t)에서 산사태가 발생할 가능성을 평가하는데 사용된다. RTI의 상부임계값(RTIUC)과 하부임계값(RTILC)은 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. 이와같은 이론을 우리나라에 적용하기 위해 2006년 7월 13일부터 7월 19일까지 강원도 인제군 일대에 내린 강우자료와 산사태 발생과의 관계를 분석한 결과, 실제 산사태가 발생한 7월 16일 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 Rt (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 landslides. The analysis result can predict landslide occurrence time of an area during a rainfall event as well as landslide 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 damages from landslides in mountainous areas of Inje.

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.