1970년대 이후 우리나라는 급속한 산업의 발전으로 인하여 인구와 산업시설의 집중으로 미개발 지역이 개발되어 도시화가 급속히 진행되었다. 본 연구에서는 도시유출모형 SWMM을 이용해 인제읍 합강지구에 적용하였다. 합강지구는 태풍 ‘에위니아’로 인하여 2006년 7월 15일 08:00~13:00를 기준으로 약 154mm의 집중호우가 발생하며 하류부 부근 주거지에 침수피해가 발생하였다. 침수피해 이후 2006년 수해복구시 배수시설이 정비된 지역으로 통수단면 확대에 따른 향후 배수기능에는 문제가 없는 것으로 검토되었으나 집중호우시에는 유역에서 상류부의 토석류 퇴적 및 발생에 영향에 따라 하수관거의 유입으로 인해 하류 BOX의 월류로 내수피해가 예상되는 지역이다. 본 연구에서는 SWMM을 이용하여 인제읍 합강지구의 빈도별 내수피해 위험성을 검토하고 실측강우에 의한 침수지역과 SWMM분석의 결과를 통해 비교·검토를 실시하였다. 분석 결과를 통하여 인제읍 합강지구의 내수피해 저감계획을 제시하였다.

동해안과 접하고 있는 하천의 대부분은 경사가 급하고 유로연장이 짧아 하천의 유황과 흐름에 따라 다양한 지형 변화가 발생하고 있다. 특히 강원도 동해안의 하구는 산지에서 발생한 토사가 하천을 따라 이동하여 침식과 퇴적을 반복하며 하구부에 도달시 퇴적토사가 점차 증가하는 하구폐색현상이 빈번히 발생하고 있다. 하구폐색현상은 홍수시 하천 수위상승에 따른 범람의 위험을 증가시키는 것과 동시에, 갈수기에는 주항에 지장을 초래하는 등 우리 사회생활에 중대한 영향을 미치는 재해를 가져오고 있다. 본 연구의 대상지역인 강원도 삼척시 가곡천 하구부 지형 또한 계절적 영향 및 자연적 요인과 인위적인 요인으로 인해 하구부의 개폐현상이 지속적으로 이루어지고 있다. 따라서 본 연구에서는 하구부의 개폐와 수리특성을 연관 지어 분석하기 위해 가곡천 하구부에 CCTV를 설치하고 모니터링을 실시하였으며 그 결과를 토대로, 홍수기 전·후 및 계절별 지형변화 특성을 분석하였다.

근래에 3D 프린터를 활용한 3D모형물의 정밀한 공정이 가능하게 되어 활용도가 높아지고 널리 보급되었다. 이에 따라 3D프린터가 각종 의학, 공업 분야 등 다양한 분야에서 활용되고 있다. 3D프린터는 레이어를 한 장씩 쌓는 방식으로 모형물을 제작하기 때문에 정밀하고 세밀한 공정이 가능하여 실물과 흡사한 모형물을 제작할 수 있다. 이 모형을 이용한 실험결과는 토석류 저감 시설 개발에 이용할 수 있을 것으로 예상된다. 따라서 본 연구에서는 이러한 3D프린터의 특성을 활용하여 토석류 유출 저감 시설 모형을 제작하고 그것을 활용한 토석류실험을 진행하기 위한 기초연구를 진행하였다. 먼저 3D CAD를 이용하여 실험에 사용될 토석류 유출저감 시설의 실제 단면을 설계하고 실험수로에 적합한 축척으로 단면을 조정하여 최종 설계 단면을 완성하였다. 이를 토대로 3D 프린터를 활용하여 모형을 제작하였다. 모형 제작시 유출저감 시설의 형태와 제작 난이도에 따라 분류하여 부분적 혹은 전체를 제작하여 완성하는 형태로 모형 제작을 진행하였다.

최근 전 세계적으로 기후변화에 따른 이상기후 현상이 나타나고 있으며 태풍이나 집중호우 등의 자연재해로 인해 매년 많은 산사태나 토석류와 같은 산지재해가 발생하고 있다. 특히 토석류의 경우 산지 계곡을 따라 흘러 내려와 도로나 주택지까지 많은 피해를 발생시킨다. 이러한 산사태나 토석류를 예측하기 위하여 최근 GIS(Geographic Information System)나 IT기술을 적용하여 많은 연구가 진행 되고 있으며, 본 연구에서는 산지재해 위험성 분석을 위하여 GIS를 이용하여 지형이나 지질, 토양 등의 공간 데이타베이스를 구축하고 기존 피해발생지를 대상으로 현장모니터링을 수행하였다. 그리고 보다 정밀한 지형인자 추출을 위하여 지상 LiDAR를 활용하여 현장 모니터링 지역을 스캔하고 3D 지형자료를 구축하였다. 구축된 3D 지형자료는 기존 수치지도와 비교하여 지상 LiDAR 자료의 정밀도를 평가하고 재해발생 전·후의 지형을 비교 분석하였다.

본 연구는 산지 내에서 발생하는 토사재해의 저감을 위해 설치하고 있는 사방댐의 설치유역에 대한 특성을 강원도 지역을 중심으로 GIS기법을 이용하여 분석하였다. 최근 산사태 및 토석류 재해에 대한 위험정보를 나타내기 위해 다양한 기법을 활용한 재해지도(Hazard Map)가 제작되고 있다. 또한 초기 콘크리트 중력식 사방댐설치를 시작으로 최근에는 사방댐에 추가적인 기능을 접목하여 다양한 효과를 기대할 수 있는 다기능 사방댐의 설치를 위한 연구도 진행되고 있다. 뿐만아니라 사방댐의 형태와 규모, 안정성 및 설치효과에 이르기 까지 다양하게 진행되었다. 하지만 지금까지 설치된 수 많은 사방댐이 설치된 지역에 대한 연구는 미흡한 실정이다. 본 연구에서는 강원도 사유지에 설치된 사방댐현황을 바탕으로 사방댐 유역의 특징을 GIS기법을 이용하여 분석하고 통계적 방법으로 그 특성을 분석하였다. 유역특성 분석은 유역면적과 경사 및 경사향 등이며, 토양특성과 유출특성에 대한 분석도 추가적으로 수행하였다. 본 연구결과는 기 설치된 사방댐유역의 특성을 분석하여 향후 최적의 사방댐 설치위치를 결정하기 위한 기초자료로 활용할 수 있다.

우리나라는 산지가 국토의 70%이상으로 토석류 등 지반 재해의 위험성에 노출되어 있다. 2011년 7월 우면산 토석류, 춘천시 펜션 토석류 등 규모가 큰 토석류 재해가 일어나며 큰 문제가 되고 있다. 이에 본 연구에서는 토석류 피해지역에 지상 LiDAR 스캔을 통하여 현장조사와 정밀도가 높은 지형자료를 생성 후 RAMMS모형을 사용하여 토석류 해석을 실시하였다. 연구지역과 유사한 매개변수 값을 산정하여 적용하여 토석류의 확산범위, 유동심, 이동시간 등을 분석하였다. 이에 연구지역 퇴적부에서 토석류로 인한 피해범위 산정과 피해지역까지의 토석류의 도달시간을 산정할수 있었다. 이러한 결과값들은 추후 토석류 재해의 피해 범위 산정이나 산지재해지도 DB구축 등 기초적인 자료로 사용 될 것으로 판단된다.

최근 경제성장과 더불어 주 5일제 근무, 9시 등교의 시행 등의 시행으로 여가시간 활용을 위한 다양한 프로그램이 개발되고 시행되고 있다. 산과 바다 등으로 여행을 떠나는 사람들은 매년 증가하고 있다. 특히 산지의 경우 국립공원을 중심으로 탐방객들의 수가 증가하고 있으나 탐방로 위험성과 안전에 대한 생각은 아직 미흡한 실정이다. 따라서 본 연구에서는 국립공원 설악산 탐방로를 중심으로 탐방로 구간의 재해발생 이력조사 및 분석, 탐방로 주요구간 현장조사 등을 통해 탐방로 구간에 대한 잠재적 위험성을 파악하였다. 또한 SINMAP을 이용한 위험성 분석을 실시하여 탐방로 위험성 평가를 수행하였다. 그 결과 일부 탐방로 구간에서 위험성이 높게 나타나 위험 탐방로 관리방안에 관해 제안하였다.

토석류 매커니즘에 대한 많은 선행 연구가 이루어졌으며, 토석류 수치해석은 설정된 지형이나 수문곡선 등의 조건하에서 토석류의 발생, 이동, 퇴적, 범람범위 등의 거동을 표현하는 것이다. 토석류 수치해석을 통해서 토석류재해의 규모나 범위를 예측할 수 있으며 실제로 발생한 토석류재해의 검증, 사방구조물의 기능평가에도 유용하게 이용될 수 있다. 본 연구에서는 토석류 해석에 자주 이용되는 Takahashi model과 Egashira model을 이용하였다. Takahashi model에서는 토석류, 소류상 집합유동 등에 따라 유동형태가 달라지는 반면, Egashira model에서는 유동형태의 구분없이 침식이나 퇴적이 일어나지 않는 평형경사를 상정하여 하상구배가 평형구배를 만족시키는 방향으로 침식/퇴적이 발생한다고 평가한다. 이러한 각각의 토석류 모델을 이용하여 여러 가지 하상에서의 침식현상, 퇴적현상을 수치모의하고 각 모델의 해석결과를 비교하였다. 또한 이동상에서의 침식/퇴적거동을 해석하였으며, 실제 지형에 대한 적용가능성을 검토하였다. 본 연구에서는 1차원해석에 머물러 있으나 계류상의 거동을 표현하고 사방구조물의 위치선정을 위해서는 무리가 없으며, 향후 2차원해석을 통해 범람거동을 해석한다면 토석류위험지도 작성에 유효할 것으로 판단되었다.

최근 전 지구적인 기후변화의 영향으로 집중호우가 증가하고 있어 산지가 많은 국내에서는 산지재해 발생 위험이 증가하고 있다. 특히 산지에서 발생하는 토석류의 경우는 산지계류를 따라 빠르게 이동하여 하류부에 위치한 도심지까지 피해를 주고 있다. 그러나 토석류 피해지역을 정확히 분석하고 대책을 수립하기 위한 연구는 매우 미진한 상태이다. 따라서 본 연구에서는 지상 LiDAR 장비를 활용하여 토석류 발생 및 피해지역에 대한 3차원 정밀지형정보를 구축하는 방법에 관해 연구를 수행하였다. 구축된 3차원 지형정보는 토석류 피해지역의 복구활동 및 시간경과에 따른 재해현장의 환경변화에 지장을 받지 않고 다양한 연구활동이 가능하다. 따라서 지상 LiDAR로 구축된 지형자료는 토석류 피해지역의 이동과 확산범위 산정을 위해 적용된 RAMMS 모형의 기본자료로 활용하였다.

우리나라의 산사태 및 토석류의 발생 시기는 주로 7,8,9월에 집중 되어 있고 유발인자 중 강우는 산사태 및 토석류를 발생시키는 가장 큰 인자이다. 특히 강원도 지역은 산지지형이 많고 여름철 장마나 국지적인 집중호우에 의해 토석류 발생 빈도가 잦다. 또 면적과 누적 강우량을 분석해보면 1,100mm 이상이 되는 지역에서는 극심한 피해가 발생하게 되며 누적강우량이 많을수록 규모도 커진다. 이러한 분석결과는 취약지역에서 강우에 의해 토석류가 발생할 가능성이 증가한다는 것을 의미하며, 일정 이상의 강우가 발생할 시 취약성이 낮은 지역에서도 토석류 및 산사태가 발생할 가능성이 충분히 있다는 것을 의미한다. 따라서 강우발생에 따른 토석류 발생기준에 대해서 정립할 필요가 있다. 본 연구에서는 강원도 지역의 산사태 및 토석류 발생이력에 대해서 강우데이터를 분석하여 강우기준을 설정 하였다. 강우관측소는 국토교통부, 한국수자원공사, 기상청의 강우자료를 활용하였다. 관측소의 선택은 Thieesn 망에 의해 선택 하였고, 유효시간에 따라 강우강도, 유효 평균 강우강도, 누적강우량을 산정하여 DFG (Debris-Flow Guardians) 곡선을 작성하여 강우기준을 설정하였다.

최근 전 세계적으로 이상기후에 따른 기후변화로 태풍과 집중호우의 발생빈도가 증가하고 있다. 특히 동해안에는 산지하천이 많아 집중호우 시 하천 상류지역의 유출량 증가로 인하여 하구부의 피해가 증가하고 있다. 해안과 만나는 하천의 하구부에서는 하천의 유황과 흐름에 따른 상류에서의 토사 유입량에 따라 하구부가 변화한다. 본 연구에서는 유한요소법을 이용한 2차원 흐름해석 모형인 RMA-2모형을 적용하여 가곡천 하구부의 흐름특성을 분석하였다. 모형 모의를 위하여 가곡천 하구부의 지형데이터를 이용하여 유한요소망을 구성하였다. 가곡천 하구부에 인접한 솔섬의 형태에 따라서 하구부의 흐름 특성을 분석하기 위하여 3가지 경우에 대한 유한요소망을 구성하였다. 입력자료인 유량은 2012년 9월 17일 내륙한 태풍 산바에 의한 영향을 분석하기 위하여 태풍 산바시 실측한 유량을 유입유량으로 RMA-2모형을 모의하였다. 그 결과 하구부에 인접한 솔섬의 영향으로 흐름이 좌우로 나누어지며 최대유속이 느리게 나타났다.

도시의 발달은 도시의 인구집중, 산업화 등을 가져오며 특히 도심주변을 흐르는 하천에 많은 영향을 주곤 한다. 특히 도시개발을 위한 택지개발, 상업지구개발 등에 의해 인위적으로 하천의 유로를 변경하거나 복계하여 사용하는 지자체가 늘어나고 있다. 강원도 삼척시에 위치한 오십천도 예외는 아니다. 본 연구 대상지역은 오십천 하류부에 위치하고 있으며 1962년 오십천 수로변경공사로 인하여 하천의 직선화 되었다. 하천의 직선화로 인해 현재의 시가지가 발전하게 되었으며 인구의 변화, 토지의 이용 등 많은 변화가 생겼다. 하지만 여전히 2002 태풍루사, 2003 태풍매미 등 대형태풍이나 집중호우 기간 동안 침수피해가 발생하고 있다. <br> 본 연구에서는 국토지리정보원을 통하여 시대 별 지도를 획득하여 GIS를 통하여 유로변경 전·후의 고지도와 현재의 모습을 비교하고 1957년 고지도를 통하여 하폭을 결정하였다. 홍수터 개념을 적용하여 하폭을 다양한 경우의 수를 고려하여 산정한 후 하천정비기본계획에 제시된 표고 값으로 과거 지형을 재현하여 하류부에서 유로변경 전·후의 유속, 수위 등 수리특성의 변화를 비교 분석하였다.

최근 태풍, 국지성 호우로 인한 피해가 증가하면서 산사태의 피해도 크게 증가하며 이에 따른 인명피해 및 재산피해가 늘어나고 있다. 우리나라는 국토의 대부분이 산악지형으로 이루어져 있고 경사가 심하며, 도시화로 인한 산지인근의 개발로 인해 산사태의 피해가 증가하는 추세이다. 따라서 산사태의 발생을 예측하고 분석하기 위한 여러 가지 예측기법과 산사태 위험성 분석에 대한 많은 연구가 진행되고 있다. 또한 매년 등산객들에 의한 산악지형의 활용이 늘어나고 있어 이에대한 안전성 검토가 이루어져야 한다. 본 연구에서는 설악산국립공원의 개방탐방로를 중심으로 각 구간별 인명피해 발생 우려 요인에 대한 분석을 통하여 탐방객 안전관리 방안을 모색하였다. 탐방로 구간의 위험성을 평가하기 위해 대상범위를 설악산국립공원으로 하고 2007년~2013년도의 산지재해이력을 활용하여 GIS기법인 Buffer Zone을 이용하여 분석하였다. 동시에 2013년 10월 설악산국립공원 현지방문을 통해 위험지역을 조사하고 산지재해위험지역이 탐방로 구간에 미치는 영향을 파악하였다.

최근 기상이변으로 인한 국지성 호우로 최근 산지에서 발생하는 재해는 규모가 커지고 빈번하게 발생하는 추세이다. 특히 2011년 7월 발생한 서울 우면산 산사태 및 토석류 재해, 춘천 천전리 토석류 재해 등과 같이 산지에서 발생하는 재해가 많은 인명피해를 동반함으로 사회적으로 큰 주목을 받고 있다. 이에 본 연구에서는 GIS기법을 활용하여 산사태 위험지수 표에 의한 통계적 기법과 결정론적 기법인 SINMAP 모형을 적용하여 산지재해 발생 위험지와 산지에 주로 분포하고 있는 탐방로의 위험지역을 파악하고 등급화 하여 산지재해지도를 제작하는 기초연구를 수행하였다.

지구환경의 변화로 국내의 강우패턴이 변화하고 사회의 발달로 인한 여가시간을 증가로 산지 및 산지인근 지역에 대한 활용도가 높아짐에 따라 산지재해에 대한 관심도가 증가하고 있다. 산지재해 중 최근 이슈가 되고 있는 토석류재해는 산지에서 발생하여 피해가 하류지역까지 영향을 미치는 재해다. 토석류재해를 저감하기위한 목적으로 다양한 방법들이 동원되고 있지만 사방댐의 건설이 가장 큰 비중을 차지하고 있다. 본 연구에서는 산지환경 및 산지계류의 생태계에 영향을 미치는 사방댐의 건설에서 벗어나 환경 친화적이고 발생원에서의 재해위험을 저감할 수 있는 수목을 이용한 토석류 재해저감 효과를 확인하기 위해 수목 뿌리 모사모형을 제작하였다. 또한 수목 뿌리모사모형을 이용한 토석류 유출량 변화실험을 수행하여 수목 뿌리의 형태에 따른 저감효과를 분석하였다. 연구결과 다양한 수목뿌리 형태에 따른 토석류 저감효과를 제시하였다.

사회가 발전함에 따라 국민들의 안전에 대한 욕구가 증대되었고 산지인근에서의 인간활동이 광범위하게 진행됨에 따라 산지재해에 대한 관심 또한 높아지고 있다. 최근 국내에서는 우면산 토석류 재해와 같이 태풍이나 국지성 호우로 인한 산지재해에 의한 피해가 증가하고 있으며, 기후변화와 더불어 더욱 증가할 것으로 예측되고 있다. 따라서 관련 연구자들은 현재까지 산지에서 발생하는 재해의 위험과 발생에 대한 예측 및 피해범위에 대해 다양한 연구를 수행하였고 이는 재해위험지도 형태의 정보로 제공되고 있다. 그러나 현재까지의 재해위험지도는 산지지역에서의 위험도를 셀단위로 구분하여 분석하고 있어 산악지형 및 유역의 특성을 효과적으로 나타내지 못하여 재해위험지도의 활용에 어려움이 있다. 본 연구에서는 기존에 제작된 재해위험지도를 활용하여 산지지역을 소유역 분할기법을 적용하여 분할하고 분할된 소유역에 대한 특성과 유역개념에서의 산지지역 위험도를 나타내었다. 또한 기존의 셀단위 위험도 평가에 의한 재해위험지도와 본 연구결과로 제시된 재해지도의 활용의 편리성을 비교하였다. 연구결과 산지지역을 구분하는 새로운 방법인 소유역 분할기법을 적용한 유역개념의 위험도가 기존 방법인 셀단위 재해위험지도의 단점을 효과적으로 개선함을 확인하였다.

본 연구에서는 해안과 접해있는 하천 하구부의 하상변화를 분석하기 위해 하상토의 입도분포 변화를 조사하였다. 연구 대상지역인 호산천/가곡천의 하구부는 하천 흐름에 영향을 주는 방파제가 건설되고 있고, 하구부의 개폐현상이 발생하는 지역이다. 따라서 이로 인한 하천유황의 변화가 하상변동에 영향을 끼칠 것으로 예상되며 이에 대한 조사가 필요한 실정이다. 하상변화를 관측하기 위해 각 하천 상·중·하류 지점에서 홍수기 전과 후의 하상토입도분포를 비교하였다. 홍수기 전 평수기에 하상토 시료를 채취하고 GPS로 채취지점의 좌표를 획득하고, 태풍 덴빈(Tembin)과 태풍 볼라벤(Bolaven) 그리고 태풍 산바(Sanba)가 상륙한 후 기존 채취지점의 좌표를 이용하여 하상토 시료를 재채취 하였다. 체가름실험을 통한 홍수기 전·후의 하상토 입도분포를 비교한 결과 대표단면에서의 하상변화를 일부 확인할 수 있었다. 이러한 연구결과는 하구부의 개발에 따른 상류하천의 하상변동을 예측하기 위한 기초자료로 활용될 수 있다. 또한 추후 하천의 유량관측과 더불어 하상변동에 대한 수치해석이 수행된다면 하천의 지형변화와 이로 인한 위험지역의 발생에 대해 효율적으로 대비할 수 있을 것으로 판단된다.

토석류 재해는 발생의 시기를 예측하기 어렵고 발생 시 많은 피해가 순식간에 일어나기 때문에 피해를 예측하고 이를 사전에 예방할 수 있는 저감시설의 도입이 필요한 자연재해이다. 2006년 강원도에 발생한 대규모 산사태 및 토석류 재해와 올해 7월 서울 서초구 우면산 일원 및 춘천시 천전리 일원의 토석류 재해 발생은 이러한 점을 잘 나타내는 사건이라 할 수 있다. 본 연구에서는 실제 토석류 발생위험지역에 대해 조사하고 시설물(사방댐)을 이용한 토석류 발생량을 예측하여 토석류 저감시설의 설치조건에 따른 저감효과를 분석해보기 위해 수치해석모형을 이용하여 모의하고 결과를 분석하였다. 하류 모니터링지점의 통과 토사량을 발생량으로 가정하고 토석류 저감시설물의 설치위치와 규모를 다양하게 변화하여 모의한 결과 토석류유출량을 최소화 할 수 있는 시설물의 설치조건을 선정할 수 있었다. 이러한 연구방법과 연구결과는 토석류 저감시설물의 설치계획을 효율적으로 세우기 위해 활용성이 높을 것으로 사료된다.

강원도 지역의 경우 전체 면적의 약 80%가 산지로 이루어져 있으며 고도가 높고 경사가 급하며 해마다 산사태 및 토석류와 같은 산지재해로 인하여 많은 인적 물적 피해가 발생하고 있다. 그러므로 이러한 피해를 줄이기 위해서는 무엇보다 산사태나 토석류와 같은 산지재해의 발생 예상지역 및 피해 규모, 피해정도에 대한 예측이 중요하다. 본 연구에서는 2006년 7월 태풍 에위니아에 의해 많은 토석류가 발생한 지역인 강원도 인제군 인제읍 지역 일대를 대상지역으로 선정하였으며, 산지재해 발생지역 추출을 위해 2005년, 2006년 재해 발생전후 항공사진과 일부 현장모니터링을 실시하였다. 그리고 토석류 및 산사태의 원인과 발생특성을 분석하기 위해 지형, 지질, 수문, 토양, 임상, 기상 등의 인자들을 GIS를 활용하여 데이터베이스를 구축하고 확률론적인 기법을 적용하여 산사태 및 토석류 위험지수를 구하고 산지재해 취약지역을 분석하였다.