본 연구는 강우, 지반 진동을 고려한 토사재해 발생위치 예측 모델 개발을 위한 기초 연구로 기존에 토사재해 위험도 예측에 사용되어진 결정론적 기법 모델(SINMAP, SHALSTAB, TRIGRS)을 실제 토사재해가 발생했던 현장에 적용하여 분석 과정 및 결과를 비교하여 각 모델별 특징을 분석하였다. 이를 위하여 검토지역을 경상남도 밀양시 상동면 신곡리 일대, 강원도 춘천시 신북읍 천전리 일대, 경기도 여주시 북내면 상교리 일대, 서울특별시 서초구 서초동 우면산 일대로 총 4곳을 선정하였으며, 토사재해 위험도 분석 결과, 각 모델 별로 정확도의 차이가 나타나는 것으로 분석되었다.

최근 급격한 기후변화로 인한 국지성 집중호우가 빈번하게 발생하고 있다. 지역별 방재성능 목표 이상의 집중호우가 발생할 경우 댐, 저수지 등 수리 시설의 한계성능을 초과하여 월류 또는 붕괴를 야기한다. 본 연구에서는 저수지 붕괴로 인한 홍수유출을 모의하여 저수지 붕괴로 인한 피해 범위를 예측하고자 한다. 경기도 여주군 대신면에 위치하고 있는 옥촌저수지는 2013년 7월 22일 경기도 동부 지역에 발생한 집중호우로 제방이 전면 붕괴되어 하류 농경지 및 가옥의 침수 피해가 발생하였다. 홍수유량 산정을 위하여 저수지 내부의 정밀측량을 수행하였으며, 산정된 저수량을 기준으로 홍수유출을 시뮬레이션 하였다. 시뮬레이션 결과 저수지 붕괴로 인한 침수 피해 예상 지역은 저수지 하류140,000㎡이며 최대 침수심도는 4.5m로 분석되었다. 또한 실제 붕괴 현장조사 결과와 분석 결과를 비교하여 시뮬레이션의 신뢰도를 검증하였다.

최근 기후변화 영향으로 인구와 기반시설이 집중된 도시에서 재해가 점차 대형화·다양화되는 추세이며 폭염, 폭설, 강풍 등 다양한 도시재해가 일상화 되었다. 특히, 기후변화 영향에 따른 태풍, 폭우로 인해 전세계 곳곳에서 과거에 유례가 드문 초대형 홍수가 발생하고 있다. 최근 과학의 발달로 재해의 예측도 과거와 비교될 수 없을 정도로 많이 진전되었지만, 산업화, 도시화 등으로 재해 발생의 메카니즘이 더욱 더 복잡·다양화되어 가고 있는 것이 현실이다. 본 연구에서는 최근 5년간의 기후변화 및 경기도 지역의 자연재해 피해 사례조사를 통해 경기도 일대의 지역적 특성에 따른 피해유형 및 자연재해피해 특성을 분석하였다. 분석결과 경기도 지역의 기온은 최근 5년 동안 평균기온과 강수량이 크게 나타났음을 알 수 있으며, 평균지면온도 상승에 따른 증발량 또한 증가하였음을 보였다. 평균기온의 상승과 강수량의 증가로 인해 과거와는 다른 기상현상으로 재해의 발생 빈도가 높아졌음을 알 수 있다.

본 연구는 180° U형 실험수로와 1차원 개수로 부정·부등류 흐름 해석 모형인 HEC-RAS, 2차원 개수로 부정류 흐름 해석 모형인 RMA-2를 이용하여 만곡구간의 수위·유속 등의 수리특성을 비교하고, 실내 실험수로의 측정값과 1, 2차원 수치모형 결과의 차이점에 대해 비교 분석하는 것을 목적으로 하였다. 본 연구를 통해 1. 만곡구간의 수위는 HEC-RAS와 RMA-2의 결과가 유사한 양상을 보이는 반면 실험결과와는 다른 양상을 나타내었으며, 2. 만곡구간의 유속은 HEC-RAS와 RMA-2의 결과가 유사한 양상을 보이고 있으나 측점별 유속이 약 0.2m/s 편차가 발생한 반면, HEC-RAS와 실험결과는 대체적으로 오차범위 내에 포함되는 것으로 파악되었다.

본 연구에서는 경복궁, 숙정문, 창경궁, 창덕궁 등의 중요한 건축문화재가 위치하고 있는 서울특별시 ○○산 일대를 연구지역으로 선정하여, 지진에 의한 변위량 해석에 이용되는 Newmark displacement model(뉴마크 변위 모델)을 통해 지진시 산사태 위험지 예측을 실시하였다. 또한 산사태 발생 시 토석류의 흐름 양상을 예측하고, 산사태가 산지 부근에 위치하고 있는 문화재에 미치는 영향을 분석하였다.

건축문화재인 경복궁이 이상기후에 의한 홍수위험이 존재하여 홍수재해위험도 평가 시나리오를 제시하고 이를 강우-유출모형, 도시유출모형, 홍수침수모형 등으로 구성된 위험도 평가모형에 적용, 대상지역의 홍수재해위험도를 평가해 보고자 한다. 또한 유역내의 과거재해이력을 통해 침수시 강우사상과 침수지역을 확인하여 강우사상을 모델링의 강우시나리오로 사용토록 하였다. 경복궁 외부배수로 도시유출모형 결과, 서울시 하수도기본계획의 설계기준인 30년 빈도에서 Ⅱ-H2 강우시나리오의 경우 KB1-5~6, KB1-12~15, KB2-1~2지점에서 침수가 발생하였다. KB1-5~6지점은 우수배제관거의 제원이 갑자기 줄어들면서 관거지체 및 통수능 부족으로 월류가 발생하였으며, KB1-12~15, KB2-1~2 지점은 경복궁유역과 경복궁 오른쪽 외부유역이 합류되면서 관로의 용량 부족에 의한 월류로 침수가 발생한 것으로 이 우수들이 흘러 광화문의 침수까지 영향을 미친다고 판단된다. 따라서 경복궁 주변 배수로에 대한 관로의 성능개선을 위한 하수도 정비사업을 실시 및 별도의 배수관로를 설치하여 침수를 방지하여야 한다. 과거 재해사례를 통한 시대별, 문화재별, 재해유형에 따라 GIS맵에서 확인함으로써 상대적으로 재해에 취약하였던 문화재 및 주변지역을 파악하고 피해액, 피해빈도와 재해상황, 당시의 사진 등을 통해 문화재별 재해에 적합한 대비 및 대응관리를 할 수 있다. 특히 기상이변과 기후변화 등 재난정보 연계를 통해 각종 위험요소를 확인, 평가할 수 있으며, 이에 기반하여 사전예방책을 마련함으로써 건축문화재를 보호하는 등 홍수로부터의 위험을 완화할 수 있다. 재해발생시 신속한 조치와 긴급정보 공유를 위한 시설별 위험요소별 비상절차에 따라 대응하는 비상계획을 수립하는 기반을 마련할 수 있다. 또한 사전예측을 통해서 신속한 응급조치와 복구지원을 위한 상세계획을 지원할 수 있을 것으로 기대된다.

매년 여름철 집중호우에 의한 산사태가 지속적으로 발생하고 있으나, 국내에서 산사태 분석에 대한 연구는 미진한 편이다. 현재 산사태 분석에 광범위하게 활용되는 GIS 분석기법(정성적 분석)은 주관적인 요소가 많아 산사태 위험지 평가시 위험지역이 넓게 나타나는 광역적 분포양상을 보인다. 본 연구에서는 중첩기법을 통한 정성적 분석방법을 보완하기 위하여 SINMAP 프로그램을 활용한 무한사면해석을 실시하였다. SINMAP을 통한 무한사면분석기법은 확률적 기법과 수리적 모델을 결합하여 정량적인 분석이 가능하도록 한다. SINMAP을 활용하여 기존 산사태 발생지역에 대한 산사태 분석결과 예측지역과 기존 산사태 발생지역이 거의 일치하는 것으로 분석되었다. 또한, 기존 산사태 분석기법에 비하여 산사태 발생가능지역의 정밀도가 향상됨을 확인하였다. 이러한 산사태 위험지 예측기법연구는 일정시간 강우가 지속되지 않을 경우 산사태 발생가능성이 없으므로, 향후 산사태 위험지 선정 후 강우조건에 따른 연계해석을 병행하여 산사태 위험지 평가에 대한 신뢰도를 높여야 한다.