• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
• /
• 2022.05a
• /
• pp.93-93
• /
• 2022

최근 이상기후로 인하여 우리나라 산림에 태풍 및 국지성 호우가 빈번히 발생하고 있다. 이로 인해 사면재해가 많이 발생하고 있으며 그 중 호우로 인한 많은 양의 물과 함께 토석 및 부유물이 중력에 의해 경사면을 따라 흐름 형태를 보이는 토석류 재해는 속도가 매우 빠르고 파괴적이며 그 결과는 비참하기까지 하다. 더구나 인구밀도가 낮은 산지 계곡부 뿐만 아니라 도시지역에서도 토석류 재해가 빈번히 발생하며 국내 및 해외에서도 토석류에 의한 피해사례는 자주 볼 수 있다. 이러한 토석류 재해의 피해를 줄이고자 토석류의 유동성을 저감시키기 위한 대책구조물의 시공이 많이 이루어지고 있으며 최근에는 투과형 구조물 중 하나인 원통형 기둥구조물을 그룹 형태로의 시공하는 경우가 늘어나고 있다. 토석류와 대책구조물 간의 상호작용은 월류(overflow), 쳐오름(run-up), 역류(backwater) 등의 복잡한 흐름 거동을 보인다. 하지만 원통형 대책구조물에 대한연구가 많이 이루어져 있지 않고 대규모 실험 또한 비용이 많이 소요되고 실행하기도 어렵다. 이 연구는 오픈소스 소프트웨어인 OpenFOAM을 사용하여 원통형 대책구조물의 설치 조건에 따라 토석류 흐름에 미치는 영향을 분석하였다. 짧은 시간 내에 흐름이 발생하고 비뉴튼 유체 특성을 갖는 토석류의 유효전단응력이 난류전단응력에 비해 상당히 크므로 난류의 영향은 무시하였다. 계산된 수치모의의 결과를 같은 규모로 시행한 실험결과와 비교분석 및 검증하였다. 공학학적 문제에 적용 가능하도록 비교적 낮은 해상도의 계산 격자를 사용했지만 실험에서 보여지는 토석류의 흐름거동을 양호하게 재현했으며 원통형 대책구조물의 배치조건에 따라 토석류 선단부 유속의 감소 정도 및 시간에 따른 흐름깊이 변화를 분석할 수 있었다. 이 연구는 다양한 조건을 가지는 토석류 흐름을 해석하는데 유용하게 활용할 수 있으며, 추후 복잡한 실제지형 조건을 고려하는 연구를 통하여 적용성을 확보하고자 한다.

• KSCE Journal of Civil and Environmental Engineering Research
• /
• v.43 no.5
• /
• pp.621-630
• /
• 2023

In this study, to investigate an energy reduction effect by field application of cylindrical baffle arrays, the 3D Debris flow numerical analysis was conducted with various baffle configurations for the simulation of a real-scale valley, where the cylindrical baffle arrays were installed. For this, the valley of the watershed was modeled using terrestrial LiDAR data from the real-scale experiment site. Numerical analysis simulated the flow behavior of debris flow and the structures using Smooth Particle Hydrodynamics (SPH) technique of ABAQUS (Ver. 2021). The numerical analysis results that the case without cylindrical baffle arrays had a similar velocity change to that of the real-scale experiment. Also, the installation of baffles significantly reduced the frontal velocity of debris flow. Furthermore, increasing the baffle height increased the downstream energy reduction because of the higher flow impedance of taller baffles.

• Journal of the Korean GEO-environmental Society
• /
• v.20 no.1
• /
• pp.57-65
• /
• 2019

In this study, to investigate the effect of cylindrical countermeasure on the flow characteristics of debris flow, a series of small-scale tests were conducted using a flume with cylindrical baffles. Various heights and row numbers of installed baffles were considered as a test condition. High speed cameras and laser level sensors were also installed at the top and side of the channel, respectively, to capture the debris flow dynamics before and after baffles. Based on test results, the energy dissipation of debris flow due to baffles was analyzed. Test results showed that baffles can significantly reduce the velocity and flow depth of debris flows. The energy dissipation effect of baffles also increase as the increase of height and row number of baffles.

• Journal of the Korean GEO-environmental Society
• /
• v.20 no.10
• /
• pp.15-27
• /
• 2019

In this study, in order to analyze the effect of cylindrical baffles on the debris flow energy, small-scale tests were conducted using a flume with cylindrical baffles. Various row numbers of installed baffles were considered as a test condition. To investigate the scale effect of debris flow and cylindrical baffles on flow characteristics, large-scale tests were also performed according to varying row numbers of baffle for same baffle configuration with small-scale tests. Both small- and large-scale test results showed that the increase of row number of baffle increase the energy dissipation effect due to reduction of the velocity and flow depth of debris flow.

• Journal of the Korean GEO-environmental Society
• /
• v.10 no.2
• /
• pp.69-76
• /
• 2009

In this study, design method for debris flow and drift wood dams used in Japan was evaluated to develop currently available design method practiced in Korea. In Japan, represented a similarity in the aspects of topography and the climate compared with Korea, casualties due to debris flow, landslide, and collapse of cliff as well as earthquake, have been reported every year. Especially, debris flow had often occurred during heavy rainy season rather than due to Typhoons or localized torrential thunderstorms. Since the characteristic of the debris flow reveals in the middle of water flow and soil behaviors, the behavior of debris flow associated with drift wood was not fully understood at this moment and therefore empirical design method to design debris flow dam is adopted in the practice and currently used in Japan. Based on the result of this study, modification of debris flow design method used in Korea are presented.

• Proceedings of the Korean Geotechical Society Conference
• /
• 2006.10a
• /
• pp.626-631
• /
• 2006

본 연구는 2006년 7월 집중호우에 의해 많은 인적.물적 피해가 발생한 강원도 지역의 피해 현장을 조사하였으며, 그 중 성토사면붕괴를 붕괴유형별로 구분하고 발생원인과 특성을 분석하여 그에 따른 적절한 대책방안을 제시하였다. 집중호우에 의한 성토사면의 붕괴유형 중 토석류에 의한 도로횡단 배수구조물의 기능상실로 유수가 노면으로 침출되고 수압이 발생하여 도로가 유실된 유형과 하천선형 불량으로 만곡수충부(물이 직접 부딪히는 부분)에서 유속이 빨라져 세굴에 의한 붕괴가 전체성토붕괴사면의 83%를 차지하였다. 이에 대한 대책방안으로는 토석류를 계곡상부에서 부터 예방할 수 있는 방법으로 사방댐 및 그물망 공법 등이 좋은 대책방안이 될 수 있으며, 토석류에 의한 유송잡물을 모두 통과할 수 있도록 충분히 큰 배수시설을 설치하는 방법도 좋은 대책방안이 될 수 있다. 무엇보다 열대성 국지 폭우를 이제 일상의 한반도 기후현상으로 받아들여 주먹구구식의 일회성 대책방안을 지양하고 바뀐 강우특성과 빈도를 고려하여 계획 홍수위를 재산정하고 그에 따라 하천정비계획을 재검토해야 할 것이다.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
• /
• 2016.05a
• /
• pp.160-160
• /
• 2016

토석류 재해규모의 예측이나 효과적인 사방 구조물의 검토에 있어 토석류 수치모형은 매우 중요하다. 따라서 본 연구에서는 토석류의 유동특성을 파악하고 토석류 피해지역의 정확한 분석을 통해 토석류 유출저감시설(사방댐)의 설치 위치 및 저감효과 등을 분석하였다. 이를 위해 토석류해석시 침식 및 퇴적작용 해석이 가능한 Hyper KANAKO모형을 이용하여 토석류 수치모델링을 수행하였고, 대상지역의 정확한 분석을 위해 지상LiDAR로 실측된 고정밀도 DEM자료를 구축하고 수치모델링을 통해 사방댐의 적정 설치 위치 및 제원에 따른 토석류 저감효과 등을 분석함으로써 토석류 저감 대책 수립 시 기본자료를 제공하고자 한다.

• Journal of the Korean Geotechnical Society
• /
• v.38 no.11
• /
• pp.7-17
• /
• 2022

This study investigates the effect of cylindrical baffle arrays behind a rigid barrier on debris flow behavior and dynamic impact load. Small-scale tests were performed with various transverse blockage ratios and row numbers of baffles. High-speed cameras were installed at the flume's top and side, and load cells were installed in front of the rigid barrier. Moreover, glass beads simulated large boulders with debris flow in the flume. Test results revealed that the impact load of debris flow on the rigid barrier was significantly reduced using the cylindrical baffles behind the rigid barrier. In addition, the increased transverse blockage ratio of baffle arrays led to a greater impact load of debris flow because of flow suppression due to the baffle arrays.

• 한국방재학회:학술대회논문집
• /
• 2007.02a
• /
• pp.267-270
• /
• 2007

In order to reduce flood damage with debris flow, it is necessary to build up comprehensive flood control, including structural and non-structural countermeasures. In this paper, the decision making factors of individual refuge activities which are major non-structural activities to save peoples, lives against flood have been estimated based on questionnaire survey. Furthermore, in order to effective debris flow countermeasures, its simulation has carried out and it will useful for minimizing their damages.

• 한국방재학회:학술대회논문집
• /
• 2011.02a
• /
• 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.