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표제지

목차

요약 4

01. 연구개요 13

1. 연구배경 및 목적 14

2. 연구내용 및 방법 16

02. 강우사상 변화 및 산사태와의 관련성 18

1. 서울시 강우사상 변화 19

1) 서울관측소(108지점)의 강수량 변화 19

2) 지역별 강수량 비교 21

3) 연속 강수량 변화 21

2. 강우특성과 산사태의 관련성 24

1) 산사태 유발 강우 기준(ID curve) 기반 산사태 발생 가능성 분석 24

2) 강우패턴 28

3) 선행강우 29

4) 지반조건 29

5) 산사태 위험도 분석 결과 34

03. 산사태 위험도 평가를 위한 입력 데이터 구축 38

1. 산사태 해석을 위한 고정인자의 공간정보 데이터 구축 39

1) 개요 39

2) 수행 방법 39

3) 서울시 산사태 위험도 평가 모델 입력인자 분석 41

4) 서울시 산사태 위험도 평가 모델 입력자료 구축 44

5) 입력인자 산정방법 46

6) 결측치 보간 53

7) 표고 데이터 구축 및 분석 54

2. 토사 심도 데이터 구축 60

1) 개요 60

2) 수행 방법 60

3) 수행 결과 61

04. 강우사상 변화가 산사태 위험도에 미치는 영향 분석 73

1. 산사태 위험도 평가 모델 선정 74

1) 평가 모델 선정 74

2) 모델에 적용한 물성치 77

2. 산사태 위험도 분석결과 79

1) 서울시 확률강우강도에 따른 산사태 위험도 79

2) 분석된 산사태 위험도와 산사태 이력과의 관계 81

3) 서울시 기후변화 시나리오와 산사태 위험도 83

05. 서울시 산사태 관리 강화 방안 87

1. 산사태 위험지역 관리현황과 과제 88

1) 데이터 관리 및 연계 개선 필요, 전국적으로 위험지역이 미위험지역으로 분류 88

2) '생활권 산사태 취약지역'을 모두 포괄하지 못하는 관리주체 분배기준 89

3) 급변하는 강우특성, 개발현황을 반영하지 못하고 '주관성이 크게 반영되는' 평가기준 93

4) 사면의 안정적인 유지관리 및 예방사업 추진을 위한 통일된 법ㆍ기준 부재 93

2. 수치지형도 기반 법정 산사태(급경사지) 관리지역 분석 95

1) 급경사지 개요 및 정의 95

2) 산사태취약지역 개요 및 정의 95

3) 서울시 관리대상 분석 96

4) 서울시 행정적 사각지대 발굴 및 관리방안 제시 103

3. 정책제안 106

1) 변화하는 강우에 대응한 산사태 위험도 관리체계 도입 106

2) 산사태 위험도 관리를 위한 정보 보완 107

3) 법ㆍ제도 개선 등을 통한 산사태 관리 사각지대 해소 110

참고문헌 113

[부록] 116

Abstract 142

판권기 144

[표 1-1] 국내 산사태 발생 및 연강수량 15

[표 1-2] 연구방법 17

[표 3-1] 산사태 위험도 평가모델의 입력 데이터 40

[표 3-2] 산사태 위험도 평가 모델 비교 42

[표 3-3] LandFlow 모델의 매개변수 요약 43

[표 3-4] 산사태 위험도 평가모델의 입력 데이터 45

[표 3-5] 주요 수종의 뿌리 보강력 값 50

[표 3-6] 2010년 및 2023년 서울시 확률강우강도(100년 빈도 기준) 59

[표 4-1] 산사태 위험도 평가 모델 적용값(고정인자) 77

[표 4-2] 기후변화 시나리오에 따른 강우강도 증가량(10년당) 77

[표 4-3] 기후변화 시나리오에 따른 강우강도 적용값(단기강우) 78

[표 4-4] 기후변화 시나리오에 따른 강우강도 적용값(장기강우) 78

[표 4-5] 확률강우강도 변화에 따른 안전율 면적 79

[표 4-6] 산사태 발생 위치에서의 산사태 위험도 평가 모델 안전율 80

[표 4-7] 산사태 발생 위치에서의 산사태 위험도 평가 모델 안전율 81

[표 4-8] 산사태 발생 위치에서의 산림청 산사태 위험등급 82

[표 4-9] 기후변화 시나리오에 따른 안전율 1.0 이하 면적 변화(단기강우) 84

[표 4-10] 기후변화 시나리오에 따른 안전율 1.0 이하 면적 변화(장기강우) 85

[표 4-11] 기후변화 시나리오에 따른 급경사지 사각지대 면적 86

[표 4-12] 기후변화 시나리오에 따른 산사태 위험지역 사각지대 면적 86

[표 5-1] 산사태 관련 주요 시스템 구축 현황(서울연구원, 2022) 88

[표 5-2] 산사태 관리주체와 관리대상 현황 90

[표 5-3] 서울시 주요 부처/부서의 산사태 관리인력 현황 조사 92

[표 5-4] 서울시 산사태 관련 업무수행 공무원의 주요 업무내용 92

[표 5-5] 산사태 위험관리 관련 주요 법령 94

[표 5-6] 「시설물안전법」의 시설물 안전등급별 유지관리 점검 수준 예시 111

[그림 1-1] 국내 산사태 발생 메커니즘 14

[그림 1-2] 국내 산사태 발생 및 피해 통계량 15

[그림 2-1] 연간 강수량 분석(1961~2022년) 19

[그림 2-2] 강수량(1시간 최대, 호우일수, 5일누적) 특성분석(1961~2022년) 20

[그림 2-3] 서울지역과 서울(108)지점 1시간 최대 강수량 비교(1991-2022년) 21

[그림 2-4] 최대연속강우량 분석(2000~2011년 vs 2020년) 22

[그림 2-5] 최대연속강우량 분석(2011년 vs 2022년) 23

[그림 2-6] ID 곡선 개념도 24

[그림 2-7] ID 곡선 분석(전국 등, 2020년 강우) 25

[그림 2-8] 서울시 지질분포와 과거 산사태 발생 이력 26

[그림 2-9] 서울시 ID 곡선 분석 결과(2020년 27

[그림 2-10] 서울시 ID 곡선 분석 결과(2022년 강우) 27

[그림 2-11] 강우패턴 시나리오 28

[그림 2-12] 선행강우 시나리오 29

[그림 2-13] 서울시 대표 암종 특성 30

[그림 2-14] 대표 지층의 구성 30

[그림 2-15] 대표 암종별 토층 심도 분포 및 지반 특성 31

[그림 2-16] 대표 암종별 함수특성곡선 32

[그림 2-17] 강우패턴에 따른 산사태 위험도 분석 결과(Type-1) 35

[그림 2-18] 선행강우에 따른 산사태 위험도 분석 결과 37

[그림 3-1] LandFlow 모델 개요 42

[그림 3-2] GIS 기반의 래스터 데이터 구축 44

[그림 3-3] 수치지형도 수집(국토정보플랫폼) 46

[그림 3-4] 시추정보 수집(국토지반정보포털) 47

[그림 3-5] 시추데이터의 매개변수 데이터구축 개념도 47

[그림 3-6] 서울시 시추공의 물성시험 결과 데이터(예시) 48

[그림 3-7] SPT-N값에 따른 내부마찰각 값 49

[그림 3-8] SPT-N값에 따른 점착력 값 49

[그림 3-9] 강우정보 수집(국가수자원관리종합정보시스템) 51

[그림 3-10] 강우데이터 분석 및 IDF 곡선 51

[그림 3-11] 2010년 서울시 확률강우강도(IDF 곡선) 52

[그림 3-12] 2023년 서울시 확률강우강도(IDF 곡선) 52

[그림 3-13] IDW(역거리 가중) 보간법 개념도 53

[그림 3-14] 서울시 산지 표고 래스터 데이터 구축 결과 54

[그림 3-15] 서울시 산지 표고 데이터 분포 54

[그림 3-16] 서울시 산지 경사 래스터데이터 구축 결과 55

[그림 3-17] 서울시 산지 경사각 데이터 분포 55

[그림 3-18] 서울시 산지 지반 내부마찰각 래스터데이터 구축 결과 56

[그림 3-19] 서울시 산지 내부마찰각 데이터 분포 56

[그림 3-20] 서울시 산지 지반 점착력 래스터데이터 구축 결과 57

[그림 3-21] 서울시 산지 점착력 데이터 분포 57

[그림 3-22] 서울시 산지 투수계수 래스터데이터 구축 결과 58

[그림 3-23] 서울시 산지 투수계수 데이터 분포 58

[그림 3-24] 시추정보 분석 및 토심 데이터 61

[그림 3-25] Sentinel-2A 위성영상 정보 62

[그림 3-26] 최근 위성영상 검토 예시(서울시 중랑구 일대) 63

[그림 3-27] K-Means clustering 방법 개념도 65

[그림 3-28] Cluster 개수 결정 K-Means clustering 방법 66

[그림 3-29] 위성영상 분석 흐름도 67

[그림 3-30] 비지도학습 수행 결과(기반암 노출지역) 68

[그림 3-31] 최종 토사 심도 데이터 구축 포인트 69

[그림 3-32] 서울시 산지 토사 심도 래스터 데이터 구축 결과 70

[그림 3-33] 서울시 산지 토사 심도 데이터 분포 70

[그림 3-34] 기반암 노출지역 현장검증 결과 71

[그림 3-35] 토사 심도 데이터 구축 결과 현장시험 비교 71

[그림 3-36] 서울시 산지 산사태 위험도(안전율) 72

[그림 4-1] 강우 침투 모델 75

[그림 4-2] 무한사면 파괴모델에 의한 사면안정해석 75

[그림 4-3] LandFlow 프로그램의 강우 입력 예시 76

[그림 4-4] 북한산 산사태 위험등급도 비교 (a) 산림청 산사태 위험등급도, (b) 산사태 위험도 평가 모델, (c) 토심 데이터, (d) 지형도 및 산지경계 82

[그림 4-5] 기후변화 시나리오에 따른 안전율 1.0 이하 면적(단기강우) 84

[그림 4-6] 기후변화 시나리오에 따른 안전율 1.0 이하 면적(장기강우) 85

[그림 5-1] '22년 생활권 산사태 피해 현장: 보강식 영구옹벽 기능저하(좌), 유출부 훼손 부에서 발생한 산사태(우) 90

[그림 5-2] 서울특별시에 등록된 급경사지 분포 현황 96

[그림 5-3] 서울특별시에 등록된 급경사지 시군구별 분포 현황 97

[그림 5-4] 급경사지 유형 분석 결과 97

[그림 5-5] 급경사지 재해위험도 등급 분석 결과 98

[그림 5-6] 급경사지 재해위험도 등급 분석 결과(자연비탈면) 99

[그림 5-7] 급경사지 재해위험도 등급 분석 결과(인공비탈면) 99

[그림 5-8] 급경사지 재해위험도 등급 분석 결과(옹벽 및 축대) 99

[그림 5-9] 서울특별시에 등록된 산사태 관리지역 분포 현황 100

[그림 5-10] 산사태 발생 우려지역 위험등급 분석 결과 101

[그림 5-11] 산사태 발생 우려지역 실태조사 지역 경사 분석 결과 101

[그림 5-12] 급경사지 관리지역의 공간정보 부재로 인한 관리 효율성 저하 102

[그림 5-13] 산사태 관리지역의 문제점 103

[그림 5-14] 행정적 사각지대 발굴을 위한 GIS 기반 공간분석 알고리즘 개발 104

[그림 5-15] GIS기반 공간분석을 통한 행정적 사각지대 추출 결과 105

[그림 5-16] 공학적 기법을 활용한 산사태 위험도 평가 적용방안(안) 107

[그림 5-17] 통합데이터 기반의 산사태안전관리체계 개념도 109

[부록 표 1] 산림청 산사태 발생 우려지역 실태조사 판정표(토석류) 116

[부록 표 2] 산림청 산사태 발생 우려지역 실태조사 판정표(산사태) 117

[부록 표 3] 급경사지 자연비탈면 및 산지의 재해위험도 평가표 118

[부록 표 4] 인공비탈면의 재해위험도 평가표 119

[부록 표 5] 서울시 급경사지 및 산사태 관리지역 현황 126

[부록 그림 1] Case 1 - 불암산 위성영상 121

[부록 그림 2] Case 1 - 불암산 토석류 높이(시뮬레이션 결과) 122

[부록 그림 3] Case 1 - 불암산 토석류 속도(시뮬레이션 결과) 122

[부록 그림 4] Case 2 - 안산 위성영상 123

[부록 그림 5] Case 2 - 안산 토석류 높이(시뮬레이션 결과) 123

[부록 그림 6] Case 2 - 안산 토석류 속도(시뮬레이션 결과) 124

[부록 그림 7] Case 3 - 대모산 위성영상 124

[부록 그림 8] Case 3 - 대모산 토석류 높이(시뮬레이션 결과) 125

[부록 그림 9] Case 3 - 대모산 토석류 속도(시뮬레이션 결과) 125