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논문 기본 정보

자료유형
학위논문
저자정보

최규문 (강릉원주대학교, 江陵原州大學校)

지도교수
尹餐渶
발행연도
2016
저작권
강릉원주대학교 논문은 저작권에 의해 보호받습니다.

이용수2

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이 논문의 연구 히스토리 (2)

2016

광역지역에 대한 토석류 리스크 평가에 관한 연구
최규문 土木工學科 2016.01 학위논문

2015

2011년 용인시 토석류 피해지역에 대한 리스크 평가
최규문 ,  이승우 ,  윤찬영 한국방재학회논문집 2015.01 학술저널

초록· 키워드

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우리나라에서는 장마, 집중호우 및 태풍이 집중되는 여름철에 토석류가 빈번하게 발생하고 있다. 과거에는 토석류가 산악지역이 많고 인구밀도가 낮은 강원도 지역을 중심으로 자주 발생하였으나, 2011년에는 서울시, 경기도, 충청도, 부산시 등과 같이 최근에는 도시지역에서도 발생하고 있으며, 많은 인명 및 재산피해를 유발하고 있다. 또한 기상이변으로 인한 여름철 강우량 증가와 도심지 주변 산지개발 증가로 장래 토석류로 인한 인명 및 재산피해가 예상되기 때문에 이를 예방할 수 있는 대책이 요구되고 있다.
토석류와 같은 자연재해는 직접적인 피해뿐만 아니라 사회 전반에 걸쳐 간접적인 영향을 주기 때문에 다른 분야의 자료이용 및 지역구분을 고려해 광역지역에 대한 피해평가와 예방대책 수립이 필요하다. 본 논문에서는 발생 시 큰 피해를 유발하는 토석류 재해에 대하여 광역지역단위의 리스크 평가체계를 개발하였다. 먼저 수치해석 프로그램을 이용하여 고도, 경사, 등고선구배곡률과 같은 지형학적 인자를 고려해 토석류 발생부를 검토하였고, 흐름방향 및 에너지 기반 알고리즘을 고려해 토석류 피해범위를 검토하였다. 장래 토석류 발생부에 적용한 토석량은 우리나라에서 대표적인 토석류 유발원인이 강우량인 것을 고려하여 일강우량-토석량 경험식을 이용하여 산정하였다. 발생부 및 토석량을 이용하여 토석류 거동모사를 수행하였고, 건물 위치에서의 속도와 높이를 이용하여 골조형식별 토석류 충격압을 산정하였다. 충격압에 따라 건물의 취약성을 산정하고, 건물의 경제적 가치를 적용하여 토석류 리스크를 산정하였다.
개발된 리스크 평가체계를 이용하여 춘천시 및 용인시를 대상으로 하여 리스크 평가를 수행하였다. 강우재현주기는 기존 연구 결과, 최대 일강우량 재현주기, 국내 설계기준 및 재현주기별 일강우량 차이를 고려하여 2년, 10년, 50년, 200년으로 선정하였다. 토석류 높이 1m에서 산정된 취약성을 기존 현장조사를 바탕으로 한 연구결과와 비교한 결과, 비보강 콘크리트 건물에서는 약 0.25배, 보강 콘크리트 건물에서는 약 0.36배로 나타나 토석류 충격압 식이 실제 토석류 높이에 따른 취약성을 낮게 평가하는 것을 확인하였다. 평균 음영각을 산정한 결과 19.41°, 14.37°, 10.79°, 9.09°로 나타났으며, 경험적으로 적용되는 음영각 값은 재현주기 10년과 유사한 것으로 나타났다. 개발된 정량적 토석류 리스크 평가체계는 광역지역에 적용이 가능한 것으로 나타났으며, 광역지역 토석류 리스크 지도 제작 및 행정구역별 우선순위 선정에 적용할 수 있는 것으로 나타났다.

목차

제 1 장 서 론 1
1.1 연구배경 및 목적 1
1.2 연구동향 4
1.3 연구내용 및 방법 9
제 2 장 이론적 배경 12
2.1 토석류의 개요 12
2.1.1 토석류의 정의 12
2.1.2 토석류 발생원인 및 분류 14
2.1.3 토석류 사면의 명칭 및 특징 21
2.2 토석류 리스크 평가의 개요 23
2.2.1 토석류 리스크의 정의 및 평가 방법 23
2.2.2 재해 평가(hazard assessment) 27
2.2.3 취약성 평가(vulnerability assessment) 34
2.2.4 피해 평가(consequence assessment) 41
2.2.5 리스크 평가(risk assessment) 42
제 3 장 광역지역 토석류 리스크 평가체계 개발 52
3.1 경험적 방법을 이용한 광역지역 토석류 피해범위 검토 54
3.1.1 발생부 및 피해범위 추정 60
3.1.2 발생부 및 피해범위 검증 64
3.1.3 유역 선정 및 유역면적 산정 70
3.2 토석류 거동모사 73
3.2.1 강우재현주기 선정 73
3.2.1.1 기존 연구에 적용된 재현주기 검토 74
3.2.1.2 과거 10년간 최대 일강우량 검토 75
3.2.1.3 국내 설계기준 검토 78
3.2.1.4 강우재현주기를 고려한 강우량 산정 80
3.2.2 토석류 거동모사 및 검증 80
3.2.2.1 토석량 산정 83
3.2.2.2 토석류 거동모사 및 검증 86
3.3 토석류 리스크 산정 90
3.3.1 취약성 산정 90
3.3.2 리스크 산정 95
제 4 장 개발된 토석류 리스크 평가체계 적용사례 98
4.1 도시단위 검토지역 선정 98
4.2 연구지역 및 유역 선정 100
4.2.1 토석류 발생부 및 피해범위 검토 101
4.2.2 토석류 연구지역 선정 103
4.2.3 유역 선정 및 유역면적 산정 105
4.3 토석량을 고려한 토석류 거동모사 118
4.3.1 강우재현주기를 고려한 토석량 산정 119
4.3.2 강우재현주기별 토석류 거동모사 126
4.3.3 결과분석 148
4.3.3.1 토석류 높이 및 충격압 적용에 따른 취약성 비교 148
4.3.3.2 강우재현주기에 따른 음영각 비교 152
4.3.3.3 재현주기별 유역면적과 토석량 비교 163
4.3.3.4 재현주기별 최대 첨두유량과 이동속도 비교 170
4.3.3.5 재현주기 10년에서의 최대 속도 및 높이 비교 176
4.3.3.6 지반의 항복응력 및 토석류 밀도가 충격압에 미치는 영향 180
4.4 토석류 리스크 산정 및 검토 183
4.4.1 취약성을 고려한 리스크 산정 183
4.4.2 결과분석 188
4.4.2.1 근접한 두 건물의 리스크 비교 188
4.4.2.2 광역지역 토석류 리스크 지도 제작 190
4.4.2.3 토석류 리스크 평가를 이용한 우선순위 비교 194
제 5 장 결론 및 추후 연구과제 199
5.1 결론 199
5.2 추후 연구과제 202
참 고 문 헌 203

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