GIS S/W의 지리정보 처리기법을 이용하여 얻을 수 있는 수리지형 특성인자는 사면안정성 분석이나 하천환경 분석 등과 같은 다양한 수문학적 응용 연구의 기본적인 정보로 사용된다. 또한 실무적으로 적용 가능한 GIS의 확장 프로그램들은 이러한 기본 정보 뿐 만 아니라, 이전에는 복잡한 정보처리과정을 통하여 얻을 수 있었던 특성 정보들을 체계화되고 자동화된 과정을 통하여 손쉽게 분석이 가능하도록 하고 있다. 본 연구에서는 GIS S/W 수리응용 연구에서 확장 프로그램의 실제적인 적용성을 살펴보기 위하여 ArcView GIS S/W와 이를 기반으로 한 수리정보 분석 프로그램 등을 이용하여 예미지역(1:50,000)의 유수 및 지형인자를 추출하였으며, 여러 가지 매개변수를 통하여 사면안정도에 대한 평가분석을 예시하였다. 본 연구 결과로 확장 프로그램들을 이용하여 얻은 정보들은 실제 정보와 높은 상관도를 보이는 것으로 나타나서, 현장에서의 직접적으로 활용이 가능한 것으로 나타났고, 본 연구 대상지역내의 전반적인 사면안정도는 사면안정지수와 S-A Plot의 적용 결과로 이론적으로는 비교적 안정적인 것으로 나타났다. 본 적용 방법은 실제측정치와 함께 수리지형 특성과 관계된 기타 지역에 적용이 가능하다.

A slope stability analysis has been done on Daesungri area by a computer program using limit equilibrium (Sarma method,1979). For this study, the authors modified the iteration technique and menu system of the algorithm which has been suggested by Hoek(1986). Sarma method is known as a suitable tool for evaluation of slope failure taking into account the kinematics of sliding blocks, and can be used for analysis of slopes of complex profiles such as circular, non-circular, planar sliding surfaces or any combination of these. The insertion of iteration technique and hydrodynamics in this method is very efficient, and gives an accurate estimate of static factor of safety. The analysis allows to specify different shear strength for each slice side and base, and therefore the submergence of any part of slopes is automatically analysed by taking the coordinates of phreatic surface. This program in combination with those stereographic technique developed by Appfied Geology Division of KIER(Korea Institute of Energy and Resources) in 1988 can be expected to give a useful result into evaluation of slope stability

암반사면을 안전하고 효과적으로 해석하기 위해서 암반의 역학적 특성을 면밀하게 조사해야 한다. 하지만 클리노미터를 사용한 절리조사의 한계점으로 인해 이를 보완한 새로운 측정법의 연구가 필요하다. 본 연구에서는 절리방향의 특성을 분석하기 위해 절리의 방향성을 현장에 적용할 수 있는 절리조사 측정장비를 개발하였다. 개발된 측정장비는 해석 소프트웨어와 하드웨어로 구분된다. 하드웨어는 암반 절리 방향성을 측정하는 측정모듈, 측정자료를 전송하는 전송모듈로 구성되었다. 소프트웨어는 측정모듈을 통해 얻은 데이터로부터 절리의 방향성을 분석하기 위해 개발하였으며 Drone Joint Orientation Survey Measurement로 명명하였다. 개발된 측정장비는 접근이 어려운 지역 등 조사자가 측정할 수 없는 경우에 현장적용성이 양호하며 절리의 방향성에 대한 실내시험결과를 효과적으로 분석할 수 있었다.

지진으로 유발되는 산사태의 잠재적 피해를 줄이기 위해 산사태 재해도에 관한 연구가 활발하게 진행되고 있다. 산사면의 경우, 대상 지역이 광범위하므로 동적해석을 평가하는 것이 불가하며 한계평형법이나 사면에 발생하는 영구변위로써 산사태 재해를 예측한다. 기존에 수행된 다양한 사례연구로부터 한계평형법에 기초한 안전율을 통한 평가방법의 부정확함은 입증되었으며 산사태 위험도는 영구변위를 이용하여 평가된다. 미국에서는 산사태 위험도를 영구변위에 따라서 4개의 등급으로 분류한다. 본 연구에서는 수정된 Newmark 변위법으로 산사태 위험도 등급을 평가하였으며 예측된 등급을 2차원 동적해석으로 수행된 해석 결과와 비교하여 정확도를 평가하였다. 비교 결과, 산사면의 증폭 특성을 고려하며 지진파의 최대지반가속도, 최대지반속도, Arias 진도, 평균주기를 고려할 경우, 예측된 위험도 등급의 신뢰도가 높은 것으로 나타났다. 반면, 산사면의 증폭특성을 고려하지 않을 경우, 지진으로 유발된 진동을 과대예측하는 것으로 나타났다.

최근 기후변화에 따른 집중호우의 증가 및 무분별한 유역개발에 의한 산사태 발생빈도 및 재해복구비용이 증가하고 있는 추세이다. 본 연구에서는 2011년 7월에 발생한 서울시 우면산 지역을 대상으로 뿌리 점착력을 고려한 GIS기반의 무한사면안정모형을 이용하여 사면안정해석을 수행하였다. 무한사면안정모형의 중요 매개변수인 습윤지수의 공간분포화를 위해 비 집수면적 개념을 도입하였으며, 세가지 기법(일방향 흐름기법, 다방향 흐름기법, 무한방향 흐름기법)를 이용하여 비 집수면적을 산정하고, 각 기법에 따른 대상유역내의 격자별 사면안전율의 변화양상을 분석하였다. 또한, 기존의 무한사면안정모형을 이용한 사면안정해석에 일반적으로 적용되고 있는 공간집중형 습윤지수 결과와의 비교를 통하여 우면산 지역의 사면안정 해석의 차이점을 비교·분석하였다. 무한사면안정모형을 이용하여 산정된 사면안전율 분석결과, 거주지 주변의 절개지 부근과 산지정상부근의 급경사지에서 불안정 지역이 집중적으로 분포하고 있음을 확인하였으며, IFD와 집중형 습윤지수에 의한 불안정지역은 유사하게 나타난 반면, SFD와 MFD에 의한 불안정지역은 앞선 두 가지 기법에 비해 작게 산정되었다.

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.