• 한국수자원학회:학술대회논문집
• /
• 한국수자원학회 2016년도 학술발표회
• /
• pp.180-180
• /
• 2016

최근 기후변화로 인한 국지성 집중호우의 영향으로 재해의 다양화, 대형화 하고 있다. 그 중, 산지하천에서 발생하는 재해로는 토석류 재해가 있다. 일반적으로 토석류 재해는 발생시기, 발생 위치, 발생규모 등을 예측하기 어렵다는 특징을 가지고 있기 때문에 토석류 재해의 피해를 저감시키기 위해서 국내에서는 사방사업을 주로 실시하고 있다. 사방사업에 이용되는 사방댐은 투과형 사방댐과 불투과형 사방댐으로 크게 분류된다. 불투과형 사방댐은 전체적인 토석류의 양을 줄여주는 역할을 하며, 투과형 사방댐은 바위, 토사 등을 물과 분리하여 토석류의 위력을 감소시키는 역할을 한다. 이러한 투과형 사방댐과 불투과형 사방댐의 장점을 이용하여 적절히 조합한다면 토석류 유출저감 효과를 극대화 시킬 수 있을 것으로 보인다. 본 연구에서는 조합형 사방댐의 저감효과를 검증하기 위해 다기능을 사방댐을 설계하였다. 설계한 사방댐은 중력식 콘크리트 사방댐, 버트리스, 브레이커의 3가지 파트로 구성 하였다. 실험에 활용하기 위한 모형을 각각 분리하여 제작하고, 각각의 조합에 따라 가장 높은 저감효과를 내는 조합을 찾기 위해 토석류 모형실험을 실시하였다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
• /
• 한국수자원학회 2015년도 학술발표회
• /
• pp.487-487
• /
• 2015

우리나라의 강우 특성 상, 여름철에 집중되는 강우로 인해 홍수가 빈번히 발생하고 겨울과 봄에는 수자원이 부족한 현상이 발생한다. 또한 최근 기후변화에 따라 홍수와 가뭄의 강도와 빈도가 증가하고 있으며, 그로 인한 피해는 점차 증가하고 있다. 이러한 기후변화에 대응하여 효율적인 수자원 관리를 위해서는 저수지와 댐에서의 정량적인 물관리가 필요한 실정이다. 신뢰도 높은 저수지 수문자료 생성을 위하여 상류지역에서 저수지로의 유입량을 정확히 계측하는 것은 저수지 관리에서 무엇보다도 중요하다. 하지만 저수지 상류의 경우에는 대부분 산지 계곡 지형으로 이루어져 일반적인 유량측정에 사용되는 프로펠러 유속계를 이용한 도섭법 유량측정의 경우 많은 제약이 있다. 또한 이에 따른 유량 측정의 신뢰도가 매우 낮아지는 어려움이 존재한다. K-water 연구원은 이러한 문제점을 해결하고 신뢰도 높은 유량측정을 위해서 2012년 10월, 전북 무주군에 위치한 덕곡제 상류 1km 지점의 사방댐에 예언위어를 설치하여 유량측정을 실시하였다. 사방댐은 보통 계곡과 같은 하상구배가 큰 산지 지형에서 갑작스런 강우에 의해 발생하는 급류로 산사태가 일어나는 것과 토사 유출을 방지하기 위해 건설되며, 이러한 사방댐에 예언위어의 설치를 통해 사방댐의 기존용도 외에 유량측정도 할 수 있도록 하였다. 사방댐의 형태를 유지하면서 유량 측정을 위해 폭 12m, 높이 20cm의 예언위어를 설치하였고, 부식을 방지하기 위해 스테인리스 재질을 선택하였다. 사방댐에 설치된 위어로부터 측정된 수위를 유량 환산식에 대입을 함으로써 간단하게 유량산출을 가능하게 하였다. 사방댐에 설치된 위어에 기포식 수위계를 설치하여 30분 단위로 수위를 측정하여 유출량을 측정하였다. 또한 근처의 플럭스 타워에 설치된 강우량계에서 측정된 강우량을 통하여 유입량을 산정하였고, 이를 통하여 유출률을 분석하였다. 이와 같이 사방댐을 활용한다면 인력에 의한 유량측정보다 저비용으로 신뢰도 높은 유량 자료를 얻을 수 있으며, 이를 통해 저수지에서 합리적이고 효율적인 수자원 관리를 할 수 있을 것이라 판단된다.

• 한국수자원학회논문집
• /
• 제54권11호
• /
• pp.915-924
• /
• 2021

본 연구에서는 전라북도 무주군 산지 유역의 사방댐 4개소를 대상으로 용량초과확률을 산정하였으며, 이를 통해 국내 사방댐 설계의 적정성과 산불피해에 따른 안전성을 분석하였다. 용량초과확률을 산정하기 위한 신뢰성 모형을 구축하였고 토사유출량 산정에는 MSDPM을 사용하였다. 재현기간(10년, 50년, 100년, 200년)별 강우강도를 사용하여 사방댐의 용량초과확률을 산정하여 비교 분석하였다. 그 결과 무주군 삼가리 유역의 사방댐 1개소와 증산리 유역의 사방댐 1개소는 과대설계 되었다고 판단되며 각각 사방댐의 용량을 61%, 47% 축소해도 안전할 것으로 판단된다. 또한 산불피해면적에 대한 사방댐의 용량초과 확률을 산정해 비교분석 하였으며 연구대상 유역에서 산불로 인한 영향이 가장 큰 곳은 삼가리 유역의 사방댐인 것으로 확인되었다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
• /
• 한국수자원학회 2022년도 학술발표회
• /
• pp.92-92
• /
• 2022

산 사면의 지반이 붕괴되어 흙, 모래, 자갈 그리고 물 등이 혼합하여 유동하는 토석류는 예측과 대비가 어려운 자연재해 중 하나 이다. 특히, 강우로 인해 발생하는 토석류의 경우 매우 빠르게 유동하기 때문에 피해 예측이 제한적이다. 이러한 토석류가 도심지역 또는 마을주변에서 발생할 경우 많은 인명 및 재산 피해가 발생한다. 따라서 토석류의 유동을 최소화시키기 위해선 1차적으로 수치모형을 통한 전반적인 유동 및 피해 규모 예측이 이루어져야 하며, 이러한 분석을 바탕으로 사방댐과 같은 구조물의 효율적인 설계가 이루어져야 한다. 이에 수치모형을 통해 토석류의 유동을 분석하고자 하는 많은 연구가 진행된 바 있으며, 사방댐 설계 분석 또한 수치모형과 실험을 통해 연구된 바 있다. 선행연구들에 따르면, 1) 발생부로부터의 거리, 2) 토석류 에너지의 감소, 3) 침식-연행 작용, 4) 사방댐의 용량 등이 효율적인 사방댐 설계에 영향을 미친다고 분석된 바 있다. 하지만 위의 항목들에 대한 종합적인 비교분석은 미비한 실정이다. 따라서 본 연구에선 위에서 제시한 4가지의 항목들을 바탕으로 사방댐 설계에 중요한 요소를 평가하고 산정하고자 한다. 토석류의 유동과 사방댐을 모의분석하기 위해 Deb2D 수치모형을 활용하였으며, Voellmy 유변학적 모형과 침식-연행-퇴적 작용을 분석할 수 있는 알고리즘을 사용하여 토석류의 유동을 현실에 가깝게 모의하였다. 2011년 서울 우면산에서 발생한 산사태 유역들 중에서 래미안 아파트 유역과2019년 강원도 갈남리에서 발생한 산사태를 대상지구로 선정하였다. 연구 결과에 따르면 4가지 요소들 중에서 사방댐의 용량이 효율적인 사방댐 설계에 가장 주요한 요인으로 분석되었다.

• 한국산림과학회지
• /
• 제103권3호
• /
• pp.392-401
• /
• 2014

본 연구는 사방댐의 준설작업이 퇴사선내 계류의 지형변화에 미치는 영향을 알아보기 위해서 준설을 시행한 사방댐과 준설을 시행하지 않은 사방댐을 대상으로 지상 LiDAR 측량을 실시하고 경사도 및 체적의 지형변화를 평가하였다. 지상 LiDAR 장비는 사용자의 숙련도에 영향을 받지 않고 쉽게 지형변화를 관측할 수 있는 장점이 있다. 본 연구결과, 경사도 변화는 토양침식 유발의 위험이 높은 경사도($20^{\circ}{\sim}40^{\circ}$)가 차지하는 비율은 준설을 시행한 사방댐 지역보다 준설을 시행하지 않은 사방댐에서 수치적으로는 더 높게 나타났지만, 우기후 위험구역은 준설을 시행하지 않은 사방댐에서 더 감소하는 것으로 나타났다. 체적변화는 준설을 시행한 사방댐에서 침식과 퇴적이 규칙적인 양상으로 나타났지만, 준설을 시행하지 않은 사방댐에서는 침식과 퇴적이 불규칙적으로 나타났다. 그리고 정량적 분석결과 준설을 시행하지 않은 사방댐에 비해 준설을 시행한 사방댐에서 우기후 $m^2$당 1.7배 더 많은 토사가 유입되었다. 조사대상지의 강우량 차이는 토사유출량에 미치는 영향이 없는 것으로 나타났다. 따라서, 준설을 시행한 사방댐에서는 준설을 시행하지 않은 사방댐에서보다 우기를 지나면서 토양침식의 위험이 높은 경사도 분포가 증가하고, 준설작업을 시행한 지역의 상류계류에서 토사가 많이 유입된 것으로 나타났다.

• 한국산림과학회지
• /
• 제105권3호
• /
• pp.321-329
• /
• 2016

이 연구에서는 2006년 집중호우 시 산사태 및 토석류가 발생한 강원도 인제군의 기룡산 유역을 대상으로 사면붕괴 및 계상변동을 추정하여 만사 상태에 도달한 불투과형 사방댐이 토사유출 조절에 미치는 영향을 정량적으로 해석하고, 이를 토대로 사방댐의 설계 및 준설기준을 고도화하는 데에 필요한 새로운 인자를 제안하였다. 일반적으로 사방댐은 계획평형기울기 구간과 계획홍수기울기 구간에서 각각 토사유출의 억제와 조절 기능을 발휘하고 있다. 연구대상유역에 시공된 불투과형 사방댐은 계획억제토사량에 해당하는 저사량이 $2,111m^3$로 설계되었지만, 2006년 집중호우로 인한 산지교란 발생 시에는 해당 사방댐 직상부로부터 250 m의 계류구간에 걸쳐 $3,996m^3$의 유출토사를 조절한 것으로 관측되었다. 결과적으로 해당 사방댐은 유출토사 억제를 위한 계획억제토사량보다 큰 규모의 계획조절토사량을 나타내어 만사된 이후에도 유출토사의 조절이라는 사방댐의 기능을 발휘하고 있었다. 이와 같이 사방댐의 토사유출 조절기능은 토사유출 억제기능과 구분하여 평가하여야 하지만, 현재 우리나라에서는 현지에서 유역 특성을 실측한 자료를 기반으로 한 계획억제토사량 또는 계획조절토사량을 사방댐의 설계 및 준설기준 인자로서 고려하고 있지 않다. 따라서 합리적인 사방댐의 설계 및 유지관리 기준을 마련하기 위해서는 사방댐의 토사유출 억제기능과 조절기능을 정량적으로 해석한 현장자료가 축적되어야 하며, 이는 우리의 사방기술이 보다 객관적이고도 체계적인 면모를 갖춘 과학적 기술로 발전할 수 있는 방안일 것이다.

• 한국지리정보학회지
• /
• 제10권1호
• /
• pp.158-168
• /
• 2007

본 연구에서는 소양호유역의 탁수 및 토사유실 저감을 위해 수립중인 다양한 대책중 산림청과 지자체를 중심으로 계획중인 사방댐에 대한 저감효과를 분석하였다. 2005년 강우와 GIS 자료를 이용하여 분석한 결과 소양호유역의 토사유실은 4,819,494 ton으로 평가되었으며, 단위토사유실분석에서는 추곡천, 자운천 그리고 오항천이 다른 유역들에 비해 높은 값을 보였다. 94개의 사방댐 지점을 중심으로 GIS 공간분석을 이용하여 사방댐유역을 추출하였으며, 사방댐유역의 토사유실량과 유사운송비를 이용하여 저감효과를 분석한 결과, 2005년 사방댐의 토사유실저감효과는 6.8%(330,203 ton)으로 분석되었다. 또한 사방댐의 위치를 5,000 ton 이상인 지역으로 이동한 시나리오에서의 사방댐의 토사유실저감효과는 10.5%(506,783 ton)으로 증가되었다.

• 한국지반환경공학회 논문집
• /
• 제14권1호
• /
• pp.15-22
• /
• 2013

강원도 인제지역의 토석류 사방시설 유형에 따른 준설 및 퇴적특성을 알아보기 위하여 불투과형 및 투과형 사방댐을 각각 5개소를 선정하고 선정된 사방댐에 대한 퇴적특성 및 지하수위 분포에 대한 현장조사와 지역 내에 분포하는 51개 사방시설에 대한 유역면적, 저장능력, 준설량 등의 자료를 분석하였다. 현장조사 결과 불투과형 사방댐은 평상 시 대규모 토석류가 발생하지 않았음에도 불구하고 퇴적물이 쌓여있어 대규모 토석류 발생 시 사방댐 저장능력이 작아질 수 있음을 나타내었다. 불투과형 사방댐의 평상 시 수위는 퇴적토의 지표에 위치하여 배수가 원활하게 이루어지지 않을 수 있으나, 투과형 사방댐 수위는 버트리스 부분 하단에 존재하여 큰 강우에서도 사방댐으로 인하여 지반 포화를 발생하지 않을 것으로 나타났다. 또한, 사방시설의 저장능력과 유역면적, 준설량의 상관성 분석결과, 사방시설의 설치에 있어 유역면적에 따른 사방시설의 규모가 잘 반영되지 않았으며 큰 사방댐 시설을 건설하였으나 실제 퇴적량은 작게 나타나 향후 효율적인 사방시설의 계획 및 시공이 이루어져야 할 것으로 나타났다.

• 한국방재학회:학술대회논문집
• /
• 한국방재학회 2011년도 정기 학술발표대회
• /
• pp.49-49
• /
• 2011

토석류(Debris flow)는 산지사면이나 계곡 등에서 진흙과 돌덩어리 등을 포함하는 토석 그 자체 또는 토석과 물의 일체가 유체의 상으로 흘러내리는 흐름을 말하는 것으로 발생을 예측하기가 곤란하며, 하류에 도로가 존재하거나 인근에 민가가 있을 시 막대한 피해를 가져오는 자연현상이다. 또한 산지계곡에서 발생하는 토석류는 발생장소와 시기가 서로 떨어져 있어 연구를 진행하는데 어려움이 있다. 국내에서는 토석류피해의 저감을 위한 방법으로 주로 토석류 대책 사방댐의 설치를 선택하고 있다. 하지만 사방댐의 설치위치는 현재까지 모호한 결정기준에 의지하고 있어 이에 대한 개선이 필요한 실정이다. 본 연구에서는 3차원 정밀좌표를 손쉽게 취득할 수 있는 삼차원 광대역 레이저 스캐너를 이용하여 토석류 발생 가능성이 높은 지역의 지형자료를 취득하고 토석류를 해석할 수 있는 1차원 수치모형을 이용하여 토석류 유출량을 예측하였다. 또한 사방댐의 설치위치결정에 대한 참고자료로 활용하기 위해 사방댐의 토석류피해 저감효과를 설치위치에 따라 분석하였다. 모형의 적용결과 토석류 발생 저감을 위해 설치한 사방시설의 위치에 따른 토석류 저감효과를 비교 확인할 수 있었다.

• 한국측량학회지
• /
• 제34권5호
• /
• pp.515-524
• /
• 2016

산사태와 같은 피해는 집중 호우 등의 자연현상에 원인이 있다. 적절한 대응책으로는 사방댐 설치와 계류보전 등의 방식을 사용한다. 사방댐은 산비탈 붕괴지의 골이나 이에 접속된 계류의 최상류부에 설치하는 소규모의 댐을 말한다. 본 연구에서는 산사태가 난 후에 추가피해를 방지하기 위한 사방댐이 설치된 지역의 적정성을 분석하였다. 사방댐 최적지 분석을 위한 기존에 설치된 사방댐을 중심으로 접근성과 규모 등을 고려하여 GIS로 토사유실량을 검토하였다. RUSLE 모형으로 연구대상유역의 토사유실량을 검토한 결과 유역 I에서는 약 2%정도의 토양유실 감소효과가 있었고, 유역 II에서는 1% 미만의 토양유실 감소가 있는 것으로 나타났으며, 유역 III에서는 5% 대의 토사유실감소효과가 있는 것으로 나타났다.