u-IT기반 계측정보를 이용한 급경사지붕괴 예측 시스템 개발

천동진(Cheon, Dong-Jin),박영직(Park, Young-Jik),이승호(Lee, Sung-Hou),김정섭(Kim, Jeong-Seop),정도영(Jung, Do-Young) 한국산학기술학회 2013 한국산학기술학회논문지 Vol.14 No.10

본 논문은 급경사지(산사태 및 사면붕괴, 축대 등)붕괴 등으로 인하여 많은 생명과 재산피해 방지를 목적으 로 붕괴 위험성을 감지하고 신속히 대응을 할 수 있도록 하기 위하여 u-IT기반의 급경사지 붕괴예측 감시용 실시간 모니터링 시스템을 개발하였다. 급경사지붕괴 감시에 중요한 계측기로서 강우량 계측기, 간극수압 계측기, 지표변위 계측기, 지중경사 계측기, 함수비계측기, 영상분석 계측기 등을 선정하고 테스트베드에 적용하였다. 각 계측기의 신뢰 성 검증에 필요한 동작기능 및 성능확인은 현장에 설치된 계측기 별로 실험을 통하여 확인하였다. 본 연구에서 개발 한 급경사지붕괴 감지를 위한 USN기반의 실시간 급경사지 모니터링 시스템을 급경사지 붕괴감지뿐만 아니라 도로변 절개사면과 암반사면 등에 상시계측을 통하여 붕괴위험 예측에도 적용할 수 있으므로 인명피해와 재산피해를 최소할 수 있을 것으로 판단되며, 이 시스템은 본 연구의 시범적용 결과를 바탕으로 급경사지 전역에 확산될 계획에 있다. This paper has studied about the development and application of landslide collapse prediction real-time monitoring system based on USN to detect and measure the collapse of landslide. The rainfall measuring sensor, gap water pressure sensor, indicator displacement measuring sensor, index inclination sensor, water content sensor and image analysis sensor are selected and these are applied on the test bed. Each sensor's operation and performance for reliability verification is tested by the instrument which is installed in the field. As the result, u-IT based real-time landslide monitoring system which is developed by this research for landslide collapse detection could minimize life and property damages because it makes advance evacuation with collapse risk pre-estimate through real-time monitoring on roadside cut and bedrock slopes. This system is based on the results of this study demonstrate the effect escarpment plan are spread throughout.

붕괴모의실험을 통한 산사태 조기경보용 계측센서의 반응성 분석 및 활용성 고찰

강민정,서준표,김동엽,이창우,우충식,Kang, Minjeng,Seo, Junpyo,Kim, Dongyeob,Lee, Changwoo,Woo, Choongshik 한국산림과학회 2019 한국산림과학회지 Vol.108 No.2

The goal of this study was to analyze the reactivity of a volumetric water content sensor (soil moisture sensor) and tensiometer and to review their use in the early detection of a shallow landslide. We attempted to demonstrate shallow and rapid slope collapses using three different soil ratios under artificial rainfall at 120 mm/h. Our results showed that the measured value of the volumetric water-content sensor converged to 30~37%, and that of the tensiometer reached -3~-5 kPa immediately before the collapse of the soil under all three conditions. Based on these results, we discussed a temporal range for early warnings of landslides using measurements of the volumetric water content sensors installed at the bottom of the soil slope, but could not generalize and clarify the exact timing for these early warnings. Further experiments under various conditions are needed to determine how to use both sensors for the early detection of shallow landslides. 이 연구는 붕괴모의실험을 통하여 체적함수비센서와 텐시오미터의 반응성을 분석하고, 산사태 조기경보용으로의 활용성을 검토하기 위해 수행되었다. 산림토양과 사질토의 배합비율을 조정한 3개의 토양조건에서 120 mm/h의 인공강우를 적용하여 얕은 깊이에서 빠르게 진행되는 붕괴형태를 실험적으로 모의하고, 그 과정에서의 두 센서의 반응을 분석하였다. 그 결과, 모든 실험조건에서 체적함수비센서 및 텐시오미터의 계측값은 각각 30~37%, -3~-5 kPa으로 수렴된 이후에 붕괴가 발생하였다. 실험결과를 토대로 토층 최하부에 설치된 체적함수비센서의 계측값을 활용하여 조기경보 발생시점의 범위를 논의하였으나, 이를 일반화하여 명확한 시점으로 규정할 수는 없었다. 두 센서를 실용적인 차원에서 산사태 조기경보용으로 활용하기 위해서는 다양한 조건에서의 추가적인 실험 및 검증이 필요할 것으로 생각되었다.

산사태 모형실험에서의 Scale Effect에 관한 연구

정지수(Jeong Jisu),지영환(Ji Younghwan),김유태(Kim Yootae),이승호(Lee Seungho) 한국지반환경공학회 2011 한국지반환경공학회논문집 Vol.12 No.8

본 연구는 강우로 인한 산사태 발생 시 강우강도, 강우지속시간, 비탈면 경사, 지반조건등에 따른 파괴 원인을 분석하여 산사태를 사전에 예측하기 위해 산사태 붕괴특성을 알아보고자 인공강우장치를 이용한 실제사면 크기에 근접한 대대형모형토조와 소형모형토조로 실험을 실시하였다. 육안상의 붕괴 형태 및 간극수압, 토압, 함수비, 지중변위 등의 계측결과에 대한 비교연구를 통해 모형토조연구에 있어 크기에 따른 산사태 메커니즘 분석과 소형모형토조 실험에 대한 산사태 모형실험으로서의 검증 실험을 수행하였다. This study was performed to analyze the degree of rainfalls, the duration time of rainfalls, the inclination of slopes and other damage causes depending on the ground condition, when the landslide occurs by the rainfall. Based on that, a big and a small model soil box were compared to examine the features of landslides, which is ultimately for forecasting landslides. An artificial rainfall device was installed in the model box, and the large model box has a real-size slope in it. Also, various measures were fulfilled such as collapse forms, a pore pressure, an earth pressure and moisture contents in order to analyze the effect of the model box size on the landslide mechanism and to test the usability of a small model box as a material for landslide experiments.

축소모형 실험을 통한 국내 화강암 풍화토의 산사태 예측 실험 연구

손인환(In-Hwan Son),오용탁(Yong-Thak Oh),이수곤(Su-Gon Lee) 한국산학기술학회 2019 한국산학기술학회논문지 Vol.20 No.6

본 연구에서는 산사태 축소 모형 장치에 레이저 센서와 진동 센서를 설치하여 강우에 의한 사면 붕괴 시 토사의 미세 변위를 조기에 감지하여 붕괴 위험이 높은 사면에 대한 적절한 대책 마련과 사면 붕괴로 인한 피해를 최소화하기 위한 산사태 발생 시점을 예측하고자 실험을 실시하였다. 또한, 산사태 축소모형 실험을 통해 강우에 의한 토층의 거동특성 및 간극수압과 수분과 같은 함수비 변화 특성을 분석하였다. 화강암의 풍화토로 인공사면을 조성한 다음 강우 조건을 200mm/hr와 400mm/hr로 달리하여 이에 따른 함수비(수압, 수분) 변화를 측정하고 지표 변위를 분석하기 위해 레이저 센서와 진동 센서를 적용하였으며, 영상분석을 위해 비디오 촬영을 하여 변위 발생시간을 상호 비교 분석하였다. 실험 결과 수분함량은 강우강도가 클수록 한계값 도달시간이 짧게 소요되는 것으로 나타났으며, 간극수압은 강우강도가 클수록 간극수압의 증가 시간이 짧은 것으로 나타났다. 산사태 모형실험은 현장 조건을 충분히 반영하지는 못하지만 진동 센서를 이용한 변위 발생 인지 시간을 측정한 결과 붕괴시점이 레이저 센서를 이용한 방법보다 보다 빠른 것으로 나타났다. 산사태 발생 시 센서를 이용한 지반변위 측정은 지속적인 연구를 수행할 경우 사면붕괴 예측 및 피해 저감 그리고 계측산업 활성화의 기초 자료로 활용이 가능할 것으로 판단된다. In this study, experiments were conducted to establish appropriate measures for slopes with high risk of collapse and to obtain results for minimizing slope collapse damage by detecting the micro-displacement of soil in advance by installing a laser sensor and a vibration sensor in the landslide reduction model experiment. Also, the behavior characteristics of the soil layer due to rainfall and moisture ratio changes such as pore water pressure and moisture were analyzed through a landslide reduction model experiment. The artificial slope was created using granite weathering soil, and the resulting water ratio(water pressure, water) changes were measured at different rainfall conditions of 200mm/hr and 400mm/hr. Laser sensors and vibration sensors were applied to analyze the surface displacement, and the displacement time were compared with each other by video analysis. Experiments have shown that higher rainfall intensity takes shorter time to reach the limit, and increase in the pore water pressure takes shorter time as well. Although the landslide model test does not fully reflect the site conditions, measurements of the time of detection of displacement generation using vibration sensors show that the timing of collapse is faster than the method using laser sensors. If ground displacement measurements using sensors are continuously carried out in preparation for landslides, it is considered highly likely to be utilized as basic data for predicting slope collapse, reducing damage, and activating the measurement industry.

급경사지 붕괴위험 판단을 위한 강우기반의 한계영역 설정 기법 연구

김홍균 ( Hong Gyun Kim ),박성욱 ( Sung Wook Park ),여강동 ( Kang Dong Yeo ),이문세 ( Moon Se Lee ),박혁진 ( Hyuck Jin Park ),이정현 ( Jung Hyun Lee ),홍성진 ( Sung Jin Hong ) 대한지질공학회 2016 지질공학 Vol.26 No.2

급경사지 붕괴 위험을 판단하기 위한 반감계수 기반의 한계선 설정은 재해이력 자료가 반드시 필요하다. 그러나 전국적으로 재해이력 자료는 절대적으로 부족하며, 지역별로 편중되어 있어 신뢰도 높은 한계선 설정은 어려운 문제이다. 본 연구에서는 재 해이력 자료 없이 급경사지 붕괴 위험을 판단하기 위한 한계영역 설정 기법을 제안하였다. 반감계수가 적용된 과거 10년간의 강우자료를 도시한 후 가장 바깥에 위치한 점들을 연결하여 기준선을 설정한다. 실시간 작용강우가 기준선을 넘어가면 경보가 발령되는 시스템을 구축하였으며, AWS (자동기상관측) 지점별 기준선 설정을 통해 전국적 활용이 가능하다. 과거 시뮬레이션 방법을 통한 신뢰성 검증 결과, 12개 현장 중 10개 현장에서 실제 붕괴 발생 전 경보 발령이 가능했던 것으로 나타났다. 실제 붕괴 발생 30분 전에 경보 발령이 가능했던 현장은 총 8개소로 약 67%의 정확도를 보였다. 본 모델의 활용성을 높이기 위해 서는 전국적인 강우 DB구축과 지역별 한계영역 보정에 대한 추가 연구가 진행되어야 할 것으로 판단된다. Rainfall-induced landslide disaster case histories are typically required to establish critical lines based on the decrease coefficient for judging the likelihood of slope collapse or failure; however, reliably setting critical lines is difficult because the number of nationwide disaster case histories is insufficient and not well distributed across the region. In this study, we propose a method for setting the critical area to judge the risk of slope collapse without disaster case history information. Past 10 years rainfall data based on decrease coefficient are plotted as points, and a reference line is established by connecting the outermost points. When realtime working rainfall cross the reference line, warning system is operating and this system can be utilized nationwide through setting of reference line for each AWS (Automatic Weather Station). Warnings were effectively predicted at 10 of the sites, and warnings could have been issued 30 min prior to the landslide movement at eight of the sites. These results indicate a reliability of about 67%. To more fully utilize this model, it is necessary to establish nationwide rainfall databases and conduct further studies to develop regional critical areas for landslide disaster prevention.

자연재해 관련 법정 지구의 도시계획적 연계 및 활용방안

이병재(Lee, Byoung-Jae),차은혜(Cha, Eun-Hye),김학열(Kim, Hag-Yeol),강상준(Kang, Sang-Jun) 경기연구원 2018 GRI 연구논총 Vol.20 No.1

The paper is intended to discuss improvement strategies for natural disaster-related district and region policies derived from related empirical analyses. We focus on, particularly, land use management policies designed for climate change related disasters, including heavy rainfall, blizzards, droughts, heat waves, gale force winds, and rising sea levels. Required non-spatial and spatial data were collected from all of the municipalities around the nation based on data from 2015. Presently, we have several legal districts or regions associated with natural disasters in Korea. These are disaster preventing districts, collapse hazard areas, landslide prone areas, natural disaster prone districts, and disaster management districts. The employed methods are literature reviews and GIS spatial analyses. The findings based on the study of 331 disaster preventing districts are as follows: (1) the hotspots of the natural disaster prone districts do not overlap much with disaster preventing districts; (2) spatially, collapse hazard areas are not associated much with disaster preventing districts; and (3) landslide prone areas are overlapped with disaster preventing districts, particularly, located in Ulsan-Si, Gyeonggi Gwangju-Si, Yangpyeong-Gun, and Wanju-Gun. In summary, there is a lack of systematic legal districts for disaster related urban planning; although, each government unit has their own independent disaster districts. This study presents, empirically, in terms of spatiality, that disaster related districts or areas have little relation in Korea. For a better understanding, it is desirable to have further case studies that measure the interconnections among disaster related districts or areas.

자연재해 관련 법정 지구의 도시계획적 연계및 활용방안

이병재,차은혜,김학열,강상준 재단법인 경기연구원 2018 GRI 연구논총 Vol. No.

The paper is intended to discuss improvement strategies for natural disaster-related district and region policies derived from related empirical analyses. We focus on, particularly, land use management policies designed for climate change related disasters, including heavy rainfall, blizzards, droughts, heat waves, gale force winds, and rising sea levels. Required non-spatial and spatial data were collected from all of the municipalities around the nation based on data from 2015. Presently, we have several legal districts or regions associated with natural disasters in Korea. These are disaster preventing districts, collapse hazard areas, landslide prone areas, natural disaster prone districts, and disaster management districts. The employed methods are literature reviews and GIS spatial analyses. The findings based on the study of 331 disaster preventing districts are as follows: (1) the hotspots of the natural disaster prone districts do not overlap much with disaster preventing districts; (2) spatially, collapse hazard areas are not associated much with disaster preventing districts; and (3) landslide prone areas are overlapped with disaster preventing districts, particularly, located in Ulsan-Si, Gyeonggi Gwangju-Si, Yangpyeong-Gun, and Wanju-Gun. In summary, there is a lack of systematic legal districts for disaster related urban planning; although, each government unit has their own independent disaster districts. This study presents, empirically, in terms of spatiality, that disaster related districts or areas have little relation in Korea. For a better understanding, it is desirable to have further case studies that measure the interconnections among disaster related districts or areas. 본 연구는 자연재해와 관련한 법정지구·지역의 현황과 문제점을 분석하고 그 개선방안의 도출을 목적으로 한다. 연구의 시간적 범위와 관련하여 분석을 위한 통계 및 공간데이터 자료는 2015년 기준 자료를 활용하였으며 공간적 범위로는 전국을 대상으로 설정하였다. 본 연구에서는 여러 유형의 자연재해 중에서도 기후변화와 관련된 재해로 폭우, 폭염, 폭설, 가뭄, 강풍, 해수면 상승을 정책대상으로 하고 있는 토지이용관리 제도를 살펴보았다. 현재 국내에서 자연재해위험과 관련된 주요 법정 지구 또는 지역은 방재지구, 자연재해위험개선지구, 붕괴위험지역, 산사태취약지역, 재해관리구 다섯 가지로 이에 대한 문헌고찰과, GIS 공간분석을 수행하였다. 방재지구 의무지정 대상지 331개 대상지 조사를 바탕으로 한 주요결과는 다음과 같다. 첫째, 자연재해위험개선지구의 집중분포 지역과 방재지구의 중첩 정도는 상대적으로 낮은 것으로 나타났다. 둘째, 붕괴위험지역 지정 밀도가 높은 지역과 방재지구 의무지정 대상지의 중첩 정도는 상대적으로 낮은 것으로 나타났다. 셋째, 산사태취약지역과 방재지구 의무지정 대상지를 중첩한 결과, 산사태취약정도가 상대적으로 높은 울산광역시, 경기 광주시, 양평군, 완주군 등에서는 일부 중첩되는 것으로 나타났다. 즉, 재해관련 각 소관부처별 지구·지역이 개별적으로 분포하는 가운데 이를 권역적·종합적으로 고려할 수 있는 지구·지역은 부재한 것으로 확인할 수 있었다. 본 연구는 현재 국내 재해관련 지구·지역의 연계성의 낮다는 점을 실증적으로 보여주고있다는 점에서 그 의의가 크며, 향후 재해예방권역들의 상호연계에 대한 후속 연구가 필요하다.

농촌 주택붕괴 대비 방재쉘터의 부재 적정성 평가 - 수치해석을 중심으로 -

오현문,김정면,이응범,임창수,김용성,Oh, Hyeonmun,Kim, Jungmeyon,Lee, Eungbeom,Lim, Changsu,Kim, Yongseong 한국농공학회 2017 한국농공학회논문집 Vol.59 No.5

This research is a basic study to minimize the risk of disaster (earthquakes and landslides) for rural residential houses. In this study, three-dimensional numerical analysis was performed by varying the diameter (D), thickness (T) and the spacing of longitudinal members (C.T.C) of duralumin and galvanized steel pipe as the materials of main members in order to carry out the analysis of the dimension and the applied load of shelter for disaster prevention, and to evaluate the eligibility of members that can satisfy safety and usability. From the evaluation results of the member eligibility by the above numerical analysis, it was found that duralumin has a great influence on the member diameter (D) and thickness (T), and in the case of galvanized steel pipe, its spacing of longitudinal members has a huge amount of influence over the member force, so it is considered that the duralumin and galvanized steel pipe materials can be used as materials for the main members of disaster prevention shelters in terms of safety and usability.