물리기반 모델링을 이용한 산사태 발생에 대한 수목의 영향 분석 = KSFE-O5 : Quantitative Analysis of Tree Effects on Shallow Landslide Initiation Using Physically-based Modeling Approach

국문 초록 (Abstract)

본 연구의 목적은 물리기반의 산사태 발생 가능성 평가모델을 이용하여 실제 산사태 발생지에 대한 모의를 실시하여, 산사태 발생에 대한 수목의 영향을 정량적으로 분석하는 것이다. 평가모델로서 미국 지질조사국(USGS)에서 개발한 모델인 TRIGRS를 기반으로, 이를 산사태에 대한 수목의 수문학적 영향과 역학적 영향을 고려할 수 있도록 수정한 모델을 이용하였다. 연구대상지로서 2011년7월에 산사태가 발생한 우면산 내 3개의 소유역을 선정하였으며, 산사태 발생 당시의 강우, 지형, 토질, 수리 및 임상 특성을 산정하였다. 산사태 발생에 대한 수목의 수문학적 영향과 역학적 영향 각각에 대한 고려 여부에 따른 4가지 시나리오에 대하여 TRIGRS 모의 검토를 실시하였다. 산사태가 발생하는 것으로 모의된 영역의 상대적인 크기를 분석한 결과, 수목의 영향을 고려하지 않은 시나리오 (s1)와 수문학적 영향을 고려한 시나리오(s2)는 3개 소유역 모두에서 1%p 이하의 차이를 나타내었다. 반면, 역학적 영향을 고려한 시나리오(s3)는 s1에 비하여 유역별로 10~28%p 정도 감소한 것으로나타났다. 한편, 모의 결과의 정확도를 평가한 MSR 계산 결과, 시나리오 간에 큰 차이가 없는 것으로 나타났다. 종합적으로 연구대상지에 발생한 산사태에 있어서는 수목의 역학적 영향이 수문학적인 영향보다 상대적으로 중요하게 작용한 것으로 판단되었다.

다국어 초록 (Multilingual Abstract)

The objective of this study was to quantitatively analyze tree effects on landslide initiation by the application of a physically-based landslide susceptibility model to a landslide-damaged area. TRIGRS, as a base model developed by USGS, was partly modified to consider the hydrological and mechanical effects of trees on landslide initiation. The study areas were three small watersheds where landslides occurred in Mt. Umyeon on July, 2011. Input data for TRIGRS were estimated from the environmental conditions when landslide occurred, e.g. rainfall, topography, soil strength and hydraulic properties and vegetational properties. Four scenarios were assumed based on whether the hydrological and mechanical effects of trees were considered, respectively. Results showed there were little differences of areas simulated with FS<1 between a scenario with no tree effect, s1, and one with the only hydrological effect, s2 for the study areas. However, a scenario with the only mechanical effect, s3, simulated the smaller areas by 10-28%p than s1. Meanwhile, there were little differences of MSR, calculated for evaluating the scenario performance. Overall, the mechanical effect of trees was determined to have more critical impact on landslide initiation than the hydrological effect in the study area.