본 연구는 경기도 양평군에서 발생한 땅밀림 재발생지의 지질, 지형, 토양의 물리적 특성을 분석하여 땅밀림 복구대책 수립을 위한 기초자료를 제공하기 위하여 실시하였다. 조사대상지역은 표토층, 풍화토, 풍화암 및 연암층으로, 기반암으로 셰일이 분포하고, 사암이 협재하는 철(凸)상 대지상지형으로 붕적토땅밀림지역이었다. 조사대상지역에서 신축계 및 변위측정기는 땅밀림이 재발생한 시기인 2020년 7월 1일부터 8월 27일까지 1.1~6.5 mm 변화하여 땅밀림의 영향이 나타났다. 땅밀림은 S65° W, E45° S, E70° S 두 방향으로 진행되었으며, 지하수의 유향분석 결과인 주 흐름방향 E82.5° S, S16.8° W와 유사하여 지하수의 유출방향으로 땅밀림이 발생하는 것으로 분석되었다. 땅밀림지의 평균산지경사는 19.3°로 우리나라의 평균산지경사(25°)보다 낮은 완경사지에서 발생하였으며, 지하수가 유출되는 지역에서는 토양의 용적밀도가 낮게 나타났다.
짜릿한 레저스포츠 번지점프는 높은 곳에서 뛰어내리면서 어떻게 땅 위에 얼마 되지 않는 높이에서 정확히 멈추는 것일까. 혹시 무엇인가 잘못되어 땅에 부딪히거나 물에 빠지지 않을까하고 마음을 졸인다. 그러나 번지점프는 물리학의 '에너지 보존의 법칙'에 따라 정확히 땅 위에서 멈추는 것이다.
땅강아지에 의한 인삼의 피해가 1984~1991년에 야외 및 실내에서 조사되었다. 인삼의 땅강아지 피해는 주로 2년근(2년생) 포장에서 5~6월(춘기)에 발생하였고 성주의 야외 밀도가 높은 9~10월(추기)에는 피해가 거의 인식되지 않았다. 실내 및 강실에서, 2년근의 추기 피해는 뚜렷이 감소하였는데 인삼의 직경과는 무관하였으며, 3년근은 전혀 식해되지 않았다. 토양경도는 땅강아지 성충에 의한 인삼의 피해에 영향을 미치는 것으로 보였다.
본 연구는 진주시 집현면에서 발생한 땅밀림지의 지질, 지형 및 물리적 특성을 분석하여 땅밀림 발생 피해방지를 위한 기초자료를 제공하기 위하여 실시하였다. 대상지는 1982년에 1차 땅밀림 이후에 2019년 2차 땅밀림이 발생하였는데, 2차 땅밀림 피해면적은 1차보다 약 11.5배로 나타났다. 주 구성암석은 풍화가 비교적 심해 땅밀림이 쉽게 발생하는 퇴적암 지역이었다. 땅밀림으로 붕괴된 지역은 활동면으로 추정되는 면과 슬라이딩 방향으로 층리와 수직으로 발달한 절리의 조합에 의해 암반이 작은 블록으로 나뉘고 이완되면서 활동면을 따라 슬라이딩이 발생하였고, 암반이 분리되면서 분리된 틈으로 지표수 및 토사가 유입하는 것으로 조사되었다. 아울러 셰일 내의 사암이 층리와 절리의 조합에 의해 블록으로 나뉜 후 지하수 등의 풍화작용에 의해 모서리 부분부터 내부로 풍화가 진행되는 양파구조(Onion Structure)를 보여주는 노두가 나타나고, 이런 과정을 거쳐 핵석이 만들어진 것으로 판단된다. 조사대상지는 지하수에 의한 전형적인 땅밀림형 산사태 지역으로 유형은 凸상미근형으로 붕적토 땅밀림형 산사태에 해당하였다. 땅밀림 대상지의 산사태위험등급은 3~5등급에 해당되어 일반적인 산사태와는 차이가 있었다. 지하수는 북동(NE)방향으로 유동하는 것으로 나타났으며, 지형 경사를 따라 유동하며 땅밀림으로 붕괴된 방향과 일치하였다. 땅밀림지로부터 능선부는 땅밀림 영향을 받지 않은 토양으로 땅밀림으로 붕괴된 하단부보다 토양용 적밀도는 높았으며, 붕괴로 인해 토양의 와해와 교란으로 인해 토양용적밀도는 급격히 낮아지는 것으로 나타났다.
이 연구는 우리나라에서 발생한 땅밀림 산사태의 발생원인을 파악하여 이를 방지하기 위한 관리대책을 수립하기 위한 기초자료를 제공하기 위하여 수행하였다. 우리나라에서 발생된 땅밀림 산사태지는 총 29개소로 이 중 암반 땅밀림지 2개소(6.9%), 풍화암 땅밀림지 2개소(6.9%), 붕적토 땅밀림지 22개소(75.9%), 점질토 땅밀림지 3개소(10.3%)로 붕적토 땅밀림지가 가장 많았다. 땅밀림 산사태지의 암석 성인별 모암은 화성암류에서 화강암, 안산암, 유문암, 안산암류와 마산암 등이 4개소(13.8%), 퇴적암류에서는 석회암, 사암 및 혈암, 이암 등이 12개소(41.4%), 변성암류에서는 편암, 천매암, 미그마싸이트질편마암, 석영편암, 반상변정질편마암, 우백질화강암, 운모편암, 호상편마암, 화강암질편마암 등이 13개소(44.8%)로 변성암 지대에서 가장 많이 발생하였다. 발생 원인별로 직접적인 원인으로는 채석 및 토사채취에 의한 산각의 절취, 전원주택, 공장 및 도로건설을 위한 산각의 절취, 산지 상부의 밭경작, 저수지 축설을 위한 산지절취 등의 인위적 원인은 전체의 약 71%로 나타났으며, 하천 및 계곡의 포락 등에 의한 벼랑침식에 의한 지역이 약 7%, 지질적이거나 자연적인 현상에 의한 땅밀림 산사태지는 약 22%로 인위적 원인이 가장 높은 것으로 분석되었다.
지진 발생과 집중호우에 의해 땅밀림형 산사태 유형으로 분류되는 땅밀림 현상이 전국적으로 광범위하게 나타나고 있다. 산림청은 땅밀림으로 인한 인명 및 재산 피해를 예방하기 위해 땅밀림 우려지 현장조사 판정표를 통해 땅밀림 발생 위험지를 사전에 파악하고 있다. 한편 최근에는 컴퓨터 기술의 발달로 인공지능의 한 분야인 기계학습 분류기법을 이용하여 산지재해 취약성을 평가하거나 자연재해를 예측하고 있다. 따라서 이 연구에서는 기계학습 분류기법인 k-Nearest Neighbor(k-NN), Naive Bayes(NB), Random Forest(RF), 그리고 Support Vector Machine(SVM) 분류모델을 이용하여 땅밀림 발생 위험등급을 분류하였다. 한국치산기술협회의 2018~2020년 조사 자료 4,618개 중에서 땅밀림 현상의 발생 여부를 고려하여 발생지 총 146개소, 그리고 미발생지 146개소를 임의추출하여 292개 자료를 선정하였으며, 이 중 70%에 해당하는 204개소 자료를 훈련자료로 하여 모델을 구축하였다. 전체 자료의 30%에 해당하는 88개 검증자료에 대해 모델을 평가한 결과, k-NN은 0.727, NB는 0.750, RF는 0.807, 그리고 SVM은 0.750의 분류정확도를 보였다. 또한, Kappa 상관계수는 각각 0.534, 0.580, 0.673 및 0.585, 그리고 AUC는 각각 0.872, 0.912, 0.943 및 0.834로 계산되었다. 따라서 땅밀림 위험지역 판정을 위한 기계학습 분류모델은 RF, NB, SVM, 그리고 k-NN 순으로 높은 성능을 보였다. 기계학습 분류모델은 향후 산지토사재해의 예방 및 대응을 위한 기초자료로 활용 가능하며, 땅밀림 재해 관리 및 피해 경감에 위한 정책 개발에 필요한 정보를 제공할 것이다.
우리나라에서 발생된 땅밀림지의 지형특성을 분석하여 땅밀림지에 대한 지형적인 기초자료를 제공하기 위하여 실시하였다. Aspect ratio가 1.00 미만인 땅밀림지는 전체 37개소 중 17개소(약 46.0 %)로 0.37 ~ 0.92의 범위를 나타내었다. 또한 Aspect ratio가 2.00 미만인 경우는 전체 37개소 중 36개소(약 97.0 %)이었다. 종단형상비가 1.00 미만인 땅밀림 지역은 총 37개소 중 15개소(약 41.0 %)이었으며, 1.00 이상인 땅밀림지는 22개소(약 59.0 %)이었다. 우리나라에서 발생한 전체 37개소의 땅밀림지 중 평면형지형은 말발굽형이 가장 많은 것으로 나타났다. 또한 미세지형은 철(凸)상대지상 지형이 가장 많은 것으로 나타났다. 땅밀림지역의 미세지형의 등고선 간격을 평균한 결과 29.4(9.5 ~ 83.2)m이었으며, 땅밀림지 내에서 미세지형을 제외한 땅밀림지 내의 평균등고선 간격은 24.3(14.4 ~ 59.4)m로 미세지형이 5.1(4.9 ~ 23.8)m 더 넓게 나타났다. 우리나라에서 발생한 땅밀림지 내에서 미세지형의 평균 등고선 간격과 미세지형을 제외한 평균 등고선 간격의 T-test 분석 결과 5 % 수준에서 유의한 것으로 나타났다.
본 연구는 땅밀림과 같이 예측할 수 없는 재해가 발생했을 때 신속 합리 효과적인 복구계획 수립에 기초자료를 제공하고자 수치지형도와 항공 LiDAR 자료를 이용하여 땅밀림 발생지역에서 변위 특성을 분석하였다. 이를 위해 본 연구에서는 항공 LiDAR 자료를 통하여 땅밀림 발생지점을 탐지하고 지형변화와 발생규모를 정량적으로 분석하였다. 그 결과 본 연구대상지는 국내 땅밀림 발생의 일반적 형태인 말굽형태로 나타났고, 붕괴방향은 북쪽이었다. 땅밀림 발생의 전체 면적은 약 2.5ha, 활락애는 길이 약 327.3m, 평균 폭 19.3m, 평균 깊이 8.6m로 분석되었다. 땅밀림이 대규모로 발생한 것은 아니지만, 도로가 위치한 인접사면에서 발생하여 옹벽 도로가 파손되는 등 큰 피해가 발생하였다. 땅밀림 발생지의 현장조사는 접근성, 안전성 등의 문제로 제한사항이 있지만 항공 LiDAR를 통하여 정확한 분석이 가능한 장점이 있었다. 그러나 항공 LiDAR는 비용이 많이 드는 단점이 있기 때문에 신속 지속 장기적인 모니터링에는 무인기에 LiDAR를 탑재하는 기술을 개발하여 이를 활용하는 것이 효율적이다. 이러한 땅밀림 발생지에서는 땅밀림의 이동방향, 규모 변화와 같은 정보를 지속적으로 획득해서 복구계획 수립 및 피해를 예방하는데 있어 활용해야한다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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