산림사면에서 수문학적 과정을 이해하는데, 증발산 중 토양증발을 구분하여 규명하고 정량화하는 것은 도전적이지만 중요한 연구 주제이다. 본 연구에서는 2009년 5월 22일부터 31일까지 총 10일 동안에 습윤한 산림사면에서 세 지점에서 깊이별 토양수분을 집중 측정하고, 분석하여 토양증발과 관련 기작에 대해 연구하였다. 토양증발을 평가하는 방법은 토양수분자료의 물질수지(ESM), Penman식(1948) 그리고 수정된 Penman식(Staple (1974), Konukcu (2007), 평형증발(Eequili))이다. ESM을 계산하기 위해서는 지표면의 에너지 균형식을 이용하여 토양내의 증발깊이(DSL, dry surface layer)를 평가하였다. 그 결과, 각 지점(A, B, C)의 2시간별 10일 동안의 누적 증발량(ESM)은 약 2.09, 1.80 그리고 2.88mm으로 평가되었다. Penman식(1948), Staple (1974), Konukcu (2007), 평형증발(Eequili)의 누적 증발값은 각각 4.91, 8.80, 8.63 그리고 3.28mm으로 ESM보다 높은 값들을 보여주고 있다. 산림 내 토양증발은 직접적인 복사량과 바람의 영향보다는 낙엽층과 DSL으로인해 토양 내의온도상승과 대기와의 상호작용을 통해서 일어난다. 이는 ESM는 복사량의 변화보다 2∼4시간 정도의 시간적 지체(time lag)가 보이기 때문이다. DSL과 지표저항(rs)은 토양수분이 감소함에 따라 선형적으로 증가하였다. 관측된 장력 및 토양수분의 수직적 분포를 분석함으로써 확보되는 DSL 값은 에너지 방정식에 의해서 추정된 값과 유사하게 나타났다.

국내에서 1999년부터 2011년까지 발생한 우기(6월~9월) 및 건기(10월~5월) 시 발생한 사면파괴 이력을 살펴보면 대부분의 사면파괴는 6~9월인 우기 시 태풍 및 집중호우로 인해 집중적으로 발생한다. 이러한 사면파괴로 발생하는 도로 유실 및 가옥 매몰 등은 심각한 경제적인 손실뿐만 아니라 인명피해를 유발하고 있으며, 이에 대한 대책이 필요한 실정이다. 특히 전 국토면적의 70% 이상이 산지로 구성되어 있기 때문에 국지성 집중호우에 의한 사면파괴로 인명피해가 발생할 가능성이 높다. 또한 실제 사면 안정성을 평가하기 위해서는 불포화 지반정수를 반영함과 동시에 사면안정성에 큰 영향을 미치는 강우특성을 고려해야 한다. 그러나 대부분 기존의 연구에서는 사면의 침투 및 안정해석 시 지속강우를 적용하여 강우강도의 변화만을 이용해 해석을 수행하고 있다. 본 연구에서는 강우가 사면의 안정성에 미치는 영향을 고려하기 위해 국내의 강우패턴을 반영하여 불포화 사면의 안정해석을 수행하였다. 쌍봉형(Bimodal rainfall pattern), 단봉형(Unimodal rainfall pattern)의 강우를 적용하고 투수계수가 높은 지반과 낮은 지반에 대해 사면의 침투 및 안정해석을 수행하였다. 이를 통해 지반조건에 따라 강우패턴을 적용하였을 때, 사면의 안전율 변화 및 침투특성을 분석하였다.

본 연구는 한라산 고도상승에 따른 사면방향 별 기온변화의 특징을 파악하기 위하여 최근 10년간 (2001~2010) 자동기상관측자료를 바탕으로 동서남북 기온감률의 장기간 평균과 계절 내 아노말리의 변동폭을 분석하였다. 해안지역과 고산지역 간 월평균 기온감률은 강수량과 반비례 관계를 보이면서 5~7월에는 -0.46~0.47℃/100m로 습윤단열감소율 정도로 줄어들지만, 12~2월에는 -0.70~0.75℃/100m로 증가한다. 사면별로는 연중 여름장마 시기(6월 하순~7월 중순)를 제외한 대부분의 기간 동안 한라산 남사면의 기온감률이 북사면에 비하여 최대 0.20℃/100m 정도 더 큰 값을 보인다. 월평균 기온감률의 경년변화를 살펴보면, 대체로 평균에서 ±0.20℃/100m 이내의 편차를 보인다. 고도 상승에 따른 기온변화도 일정한 비율로 감소하는 것이 아니라, 고산지역보다는 중산간 지역에서 더 뚜렷하게 나타나 해안-고산지역간보다는 해안~중산간 지역 간에 기온감률이 최대 0.19℃/100m 정도 더 크게 나타난다. 특히 해발고도 상승에 따른 기온감률의 감소현상은 한라산 동서남북 사면 중에서 남사면을 따라, 시기적으로는 연중 겨울철일수록 더 크게 나타난다. 이러한 결과들은 한라산 산악 레저활동, 교통로 관리, 고산생태계 보호전략 수립에 필요한 기초정보로 활용될 수 있을 것이다.

이 연구에서는 산지사면에서 측정된 토양수분의 상관관계 분석을 수행하고, 이를 통하여 사면에서 발생되는 수문과정의 이해를 도모하였다. 토양수분을 변화시키는 공통된 주요 수문기상인자인 강우의 추계학적인 특성을 토양수분의 시계열로부터 제거하고, 상관성 분석을 수행하였다. 경기도 파주 설마천 범륜사에 위치하고 있는 사면에서 2007년 8월 1일에서 27일 사이의 기간과 동년 9월 18일에서 10월 8일간의 기간에 토양수분 자료를 사용하여 분석을 수행하였고, 수

강우로 인한 토양침식은 자연현상의 일부로 지형발달과정의 일부이다. 오늘날 증가하고 있는 인간의 개발 활동은 지표의 토양침식을 더욱 가속하고 유역의 토사유출재해를 증가시키는 원인이 되기도 한다. 특히 건설공사 중에는 대부분의 지표면이 나지로 변하기 때문에 강우에 의한 토양침식이 공사 전에 비하여 크게 증가한다. 따라서, 본 연구에서는 건설공사로 발생하는 나지사면의 토사유출량 조사를 위해 공사현장의 토양다짐 유무와 사면경사를 고려한 강우모의발생 토양침식 실험을 실시하고 토양침식에 대한 강우량, 사면경사, 토양다짐의 관계를 분석하였다. 사면경사와 강우량이 증가할수록 토사유출량은 증가하였다. 급경사 나지에서는 사면토양을 다지면 토사유출량이 감소하는 비율은 경사와 강우량이 클수록 증가하는 것으로 나타났다. 본 연구결과 건설공사가 진행하는 중에 적절한 사면관리를 통한 토사유출량 저감이 필요하며, 적절한 건설공사 지역에서 토사유출량을 줄이기 위한 사면관리에 사용될 수 있을 것으로 판단된다.

A 3D seepage flow numerical simulation model was developed for seepage analysis of a landslide dam. A 3D seepage flow numerical simulation model coupled with a 2D surface flow and erosion/deposition model was developed for seepage analysis of a slope due to a rainfall event. The conventional water-phase (one-phase) seepage flow model assumes only water phase flow in seepage analysis, which is inadequate for unsaturated soil domains. Hence, a water-air two-phase seepage flow model that considers both water and air phase in the seepage flow process is also used for seepage analysis. Pore water pressure and moisture content data obtained by the seepage flow model were then used to analyze the stability of the slope. Janbu’s simplified method as well as the extended Spencer method was used for the stability analysis. Numerical simulation results and experimental measurements are satisfactorily in agreement.

유역에서 물의 평균체류시간은 강우에 의해 토양에 강우 등으로 인해 수분이 침투하여 유출되기까지 소요되는 평균 시간이며, 침식, 식생분포, 유출기작 등을 지배하는 수문학적 과정을 이해하는데 중요한 요소이다. 물의 평균체류 시간을 산정하는 대표적인 방법인 방사성 동위원소에 의한 추적자법은 계산과정이 복잡하고 많은 비용이 들면서도 간접적인 방법임으로, 본 연구에서는 토양수분의 거동을 관측해 산지사면에서 물의 평균체류시간을 산정하는 보다 직접적인 방법을 고안하

현재 각 관리 주체별로 절토사면에 대한 유지관리를 시행하고 있으나 평가항목 및 평가모형이 다양하고 접근방법이 상호보완적이지 못하므로 보편성 및 객관성이 부족한 실정이다. 따라서, 본 연구는 기존 절토사면 평가기법에 대한 분석을 통하여 합리적인 모형개발을 위한 접근을 시도하고 붕괴사례 분석을 통하여 붕괴 주요원인 및 인자를 발굴하고 이를 계층분석기법(AHP)을 이용하여 기존 절토사면의 조사․평가단계에서 조사우선순위를 결정하기 위한 평가표를 작성하였다.

적외선 영상이란 대상물을 열 적외선 영상장치로 촬영해 표면의 미소한 온도차이로부터 물체의 성질이나 물체내부의 상황에 대해서 비접촉, 비파괴로 조사하는 기법을 말한다. 열적외선 영상장치는 물체의 가시상을 영상화하는 보통의 촬영과는 다르고 물체의 온도를 영상화할 수가 있다. 일반적으로 적외선 열화상은 건축물과 지하구조물에 적용되어 왔으나 본 기술을 절토사면 안전관리 분야에 확대 적용함으로서 안전하고 신속하게 보수보강이 필요한 결함부위의 추출이 가능할 것으로 본다. 열 적외선 장치를 이용해 숏크리트 면을 촬영하면 배후 지반의 상태에 따라 표면의 온도가 다르게 나타난다. 일반적으로 공기의 부피 열용량은 흙에 비해 대단히 작기 때문에 모르터 배후에 공동부가 있는 경우에는 외부온도에 민감히 반응하며, 가열은 쉽고 감열은 서서히 나타난다. 반대로 물의 부피 열용량은 대단히 크기 때문에 습기가 많은 부위는 가열감열속도가 늦은 특성을 가지고 있다. 한편, 상온부근의 물체표면에서는 적외선(파장 3～14㎛)에 의한 열방사가 이루어지므로 열적외선영상장치를 이용해 이 열방사량을 면적으로 감지해 영상화하여 숏크리트면의 온도분포를 단시간에 효율적으로 획득할 수 있다. Fig. 1은 일반적인 열적외선 시스템을 나타내고 있다. Table 1은 열적외선 영상법의 주된 활용범위를 나타낸 것이며, 열적외선 영상법의 주요 특징은 다음과 같다. ① 측정대상물의 온도를 비접촉으로 계측할 수 있다.② 온도분포로서 영상화된 상태로 표시되기 때문에 평면적인 관찰이 용이하다.③ 야간에도 관찰이 가능하다.활용분야주요활용방법의 료체온측정전 자 전 기전기기구의 신뢰성 시험 및 이상조사전 력발전소 등의 설비보존, 점검기 상위성을 이용한 기상관측건 축건축물의 점검

토양수분의 거동을 파악하기 위해서 설마천 유역의 범륜사 사변에 TDR(Time Domain Reflectometry)을 설치하여 시공간적, 계절적 특성을 파악하였다. 대상유역을 정밀 측량하여 수치지형 모형(Digital Elevation Model)을 구축하고 이를 흐름분배 알고리즘에 적용하여 흐름범위 안에서 역측량을 통해서 측정지점을 선정하여 모니터링 시스템 을 구축하였다. 2003년 11월에 380시간, 2004년 5월 6월에 1037시간 동안의 장

사면거동 및 파괴를 분석하기 위하여, 일반적으로 암반사면에는 Polynomial model, 토사사면에는 Growth model을 별도로 적용하여 사용하여 왔다. 이 기법은 사면의 파괴예측보다 사면의 누적변위를 묘사하기 위한 그래프 형태 위주이다. 따라서 본 연구에서는 사면의 거동보다는 파괴 예측에 초점을 맞추어 일반적으로 사용되는 두 모델을 병합하여 파괴예측을 위한 Asymptote(점근선)과 누적변위량도 같이 묘사할 수 있는 3차 방정식 모델 (3-degree polynomial model)로 단일화 할 것을 제안하여 현장 계측 data를 분석하였다. 국도 절취 사면부인 단양군 고수재 사면과 영덕군 축산면에 위치한 영덕 사면에 본 해석 모델을 적용하였다. 고수재는 토사사면으로 Growth model에 다른 거동을 나타내었고, 영덕사면은 Polynomial model에 따른 거동을 나타내었다. 분석결과, Polynomial model 과 Growth model로 구분된 해석 모델 형태를 의 형태를 가지는 3차 방정식을 사용하면, 하나의 모델로 사면의 거동 및 파괴를 해석할 수 있으며, 그 거동 해석 및 파괴 예측능력이 더 우수하다는 것이 증명되었다. Polynomial model의 경우, 방정식의 차수를 증가시켜도, 그래프의 값과 형태가 유사함을 알 수 있었다.

국내 산지사면에서의 토양수분의 시공간적 분포를 파악하기 위한 동축 다중체계의 TDR (Time Domain Reflectometry)을 설마천 유역의 범륜사 사면에 구축하고 토양수분 집중 모니터링을 실시하였다. 대상사면을 정밀 측량하여 정밀 수치지형모형(Digital Elevation Model)을 구축하고 흐름분배알고리즘에 적용하여 측정지점을 선정하였고 역 측량을 통한 효율적인 측정 체계를 구축하였다. 2003년 11월중의 380시간 동안의 집중 모니

국내산지사면의 토양수분 시공간적 분포상황을 파악하기 위한 토양수분 측정법이 개발되었다. 대상유역을 정밀측정하여 수치고도모형을 구성한 다음 흐름분배 알고리즘을 적용하고 공간적 변화의 대표성을 최대화하기 위한 측정체계를 구축하였다. 토양수분이 강우-유출형성과정에 기여하는 기작을 표현하는 유도과정도 전개되었다. 측정은 설마천 유역의 법륜사 우측사면에서 수행되었다. 다중 측정망의 운영을 통하여 시공간적으로 변화하는 토양수분 자료를 획득하였다. 습한 조건에서 토

도달시간 산정에 있어 고려되어야 할 요소에는 유역형상과 흐름상태, 유출특성 등이 있다. 한편 Singh(1976)은 지표면흐름을 Kinematic Wave 이론으로 해석하였으며 유역형상을 평면형상과 수렴형상, 발산형상으로 분류하여 유역형상에 따른 도달시간 산정식을 제시하였다. 본 논문에서는 Singh이 제시한 평면형상에서의 도달시간 산정식에 기초하여 불투수 지표면 유출에서의 도달시간 산정을 다루었다. 이를 위한 이론식 유도는 흐름을 개수로 흐름(층류,

대륙붕에서 부유사 하층밀도류는 양측이 수로에 제한을 받지 않기 때문에 주흐름방향인 종방향뿐만 아니라 횡방향으로도 자유롭게 흐른다. 횡방향흐름은 대륙붕 및 대륙붕사면을 따라 흐르는 밀도류의 종방향 도달거리를 크게 감축시킬 수 있다. 본 연구에서는 부유사 밀도류 대신에 염수를 이용한 밀도류 실험을 대형 탱크를 이용하여 실시하였고, 차원해석을 통하여 사면에서 밀도류의 흐름률에 관한 간단한 식을 개발하였다. 특성길이 및 특성시간은 유입부에서의 유량과 부력흐름률

이 연구는 강우시 산지사면의토양체와 대공극에서 발생하는 지표하 호우류를 구분하여 측정한 후 이들의 수문학적 특성을 밝히고자 수행하였다. 측정 시설은 미국 Georgia 주에 위치한 지질국 산하 Panola 시험유역의 상류 산지사면에 약 20m 길이의 조사구를 암반 깊이까지 파고 2m 간격으로 집수구를 설치하였다. 대공극류는 조사구 토양단면에 있는 13개의 대공극 중 유출이 발생한 6개의 대공극에 집수통을 설치하여 측정하였다. 1996년 3월 6일부터 7