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제출문
보고서 초록
요약문
SUMMARY
목차
제1장 서론 39
1.1. 연구배경 및 목적 39
1.2. 주요 연구내용 41
1.2.1. 연구개발의 핵심 요소기술 41
1.2.2. 다기능 토석류 유출저감시설의 주요 기능 42
1.2.3. 세부 연구의 연계 44
제2장 다기능 토석류 유출저감시설 적지분석 및 해석을 위한 사례조사 46
2.1. 토석류 피해사례조사 및 적지분석 연구사례 46
2.1.1. 토석류 피해발생 사례조사 46
2.1.2. 토석류 유출저감시설 적지분석 연구사례 56
2.2. 하천 토석류 피해저감을 위한 토석류 유출저감시설 활용사례 64
2.2.1. 국내 64
2.2.2. 국외 74
2.3. 토석류 유출저감시설의 재료별 기능별 설치 사례 84
2.3.1. 재료에 따른 토석류 유출저감시설 설치 사례 84
2.3.2. 기능에 따른 토석류 유출저감시설 설치 사례 85
제3장 다기능 토석류 유출저감시설 적지선정을 위한 실증자료 분석 91
3.1. 토석류 발생 예측을 위한 극한강우 분석 91
3.1.1. 과거 극한강우 발생 경향분석 91
3.1.2. 강우조건을 고려한 토석류 발생예측 103
3.2. 토석류 유출저감기술효과 실증분석 및 지역특성별 기능 유형검토 117
3.2.1. 토석류 발생유형 분석 118
3.2.2. 강원도 토석류 유출저감시설 조사 126
3.2.3. 현장조사를 통한 저감효과 정량 분석 141
제4장 다기능 토석류 유출저감시설 적지선정 및 규모결정 157
4.1. 다기능 토석류 유출저감시설 적지선정 157
4.1.1. 토석류 유출저감시설 적지선정 기준 및 적용 157
4.1.2. 현장설치를 위한 지상 LiDAR 3D스캐너 현장조사 167
4.2. 대상지역의 홍수유출량 분석 170
4.2.1. 확률강우량 분석 170
4.2.2. 확률홍수량 산정 197
4.3. 현장 지형특성을 고려한 토석류 유발시험 213
4.4. 수치해석을 통한 토석류 유출저감시설 위치 및 규모 결정 215
4.4.1. RAMMS 모형의 이론 215
4.5. 유출저감시설 조합효과 실험 225
4.5.1. 다기능 토석류 유출저감시설의 조합효과 실험 225
4.5.2. 설계단면 검토 및 실험체 제작 226
4.5.3. 토석류 유출저감시설의 조합효과 분석을 위한 실험설계 229
4.5.4. 토석류 유출저감시설 설치 전·후의 저감효과 분석 232
제5장 다기능 토석류 유출저감시설 최적 단면개발 및 설계표준화 구축 234
5.1. 다기능 토석류 유출저감시설 축조재료 및 공법 제시 234
5.1.1. 국내외 토석류 유출저감시설 축조재료 및 공법 조사/분석 234
5.1.2. 다기능 토석류 유출저감시설 축조재료 및 공법 선정 247
5.2. 국내외 토석류 유출저감시설 설계기준 조사/분석 248
5.2.1. 국내 설계기준 조사/분석 248
5.2.2. 국외 설계기준 조사/분석 261
5.3. 다기능 토석류 유출저감시설 시스템 개발 270
5.3.1. 다기능 토석류 유출저감시설 시스템 구성 270
5.3.2. Unit별 단면 상세 개발 272
5.3.3. 다기능 토석류 유출저감시설 안정성 분석 297
5.4. 다기능 토석류 유출저감시설 현장 시험시공 및 모니터링 304
5.4.1. 시험시공 대상지 선정 304
5.4.2. 다기능 토석류 유출저감시설 시험시공 실시설계 308
5.4.3. 다기능 토석류 유출저감시설 시험시공 317
5.4.4. 모니터링을 통한 다기능 토석류 유출저감시설 안정성 평가 330
5.5. 다기능 토석류 유출저감시설 설계 표준화 334
5.5.1. 다기능 토석류 유출저감시설 설계 프로그램 개발 334
5.5.2. 설계도서 작성 342
제6장 다기능 토석류 유출저감시설 효과 모니터링 354
6.1. 토석류 유출저감시설 계측시스템 구축 354
6.1.1. 토석류 유출저감시설 계측시스템 설치 354
6.1.2. 다기능 토석류 유출저감시설 시험시공현장 실시간 모니터링 분석 360
6.2. 다기능 토석류 유출저감시설 효과모니터링(2016.07.04. ~ 05.) 364
6.2.1. 수문분석 364
6.2.2. RAMMS 모형을 이용한 저감효과 분석 366
6.3. LiDAR 3D 스캐너를 이용한 홍수기 전·후 현장 모니터링 368
6.3.1. 시험시공 완료 전·후 현장모니터링 368
6.3.2. 홍수 발생 전·후의 지형변화 분석 372
제7장 토석류 수치해석 프로그램 개발 377
7.1. 토석류 수치해석 프로그램 개발 377
7.1.1. 토석류 프로그램 개요 377
7.1.2. 토석류 프로그램 구조 377
7.1.3. 모형의 개발 이론 390
7.2. 토석류 수치해석 프로그램(S-DART) 적용 394
7.2.1. 대상지역 현황 394
7.2.2. 프로그램 적용 결과 395
제8장 다기능 토석류 유출저감시설 비용/편익 분석 400
8.1. VE(Value Engineering)기법 개요 및 목적 401
8.2. VE 수행 방법 402
8.2.1. 다단계 성능평가(Multi-Level Performance Measurement) 기법 402
8.2.2. 생애주기 비용(LCC: Life Cycle cost) 분석 402
8.2.3. VE 기능분석 수행 방법 406
8.2.4. 성능평가 척도 수립 407
8.2.5. 기능분석 411
8.3. 토석류 유출저감시설 VE 분석 412
8.3.1. 골막이(원안) 대비 콘크리트 본댐(대안)의 VE 분석 412
8.3.2. 슬릿댐(원안) 대비 브레이커(대안)의 VE 분석 416
8.3.3. 강재 버트리스(원안) 대비 버트리스(대안)의 VE 분석 419
8.3.4. 콘크리트 사방댐(원안) 대비 저수를 위한 강재틀(대안)의 VE 분석 422
8.3.5. 골막이, 슬릿 사방댐, 강재 버트리스, 콘크리트 사방댐의 다단 설치(원안) 대비 다기능 토석류 유출저감시설(대안)의 VE 분석 426
8.3.6. VE 검토 결과 429
제9장 다기능 토석류 유출저감시설의 유지관리 지침 제시 431
9.1. 토석류 유출저감시설 유지관리 기법검토 432
9.1.1. 국내 시설물 유지관리 현황 조사 432
9.1.2. 토석류 유출저감시설 유지관리방안 검토 436
9.2. 기존 토석류 유출저감시설의 유지관리 지침 조사 450
9.2.1. 토석류 유출저감시설 유지관리 매뉴얼의 구성 체계 450
9.2.2. 다기능 토석류 유출저감시설 유지관리 지침에 적용 가능한 내용 도출 452
9.3. 다기능 토석류 유출저감시설 유지관리 사례조사 456
9.3.1. 다기능 토석류 유출저감시설 유지관리 현황 456
9.3.2. 문제점 및 제한요소 개선방안 수립 463
9.4. 다기능 토석류 유출저감시설 유지관리 지침 제시 465
9.4.1. 다기능 토석류 유출저감시설의 정의 및 관리주체 465
9.4.2. 다기능 토석류 유출저감시설의 점검 및 진단 466
9.4.3. 다기능 토석류 유출저감시설의 안전조치 467
제10장 토석류 유출저감시설 제도 및 관련법령 보완 470
10.1. 현행 토석류 유출저감시설 관련 법령·제도 검토 및 개선사항 도출 470
10.2. 다기능 토석류 유출저감시설 설치 및 운영을 위한 법 제도 보완 제시 471
10.2.1. 다기능 토석류 유출저감시설을 방재시설로 지정하는 방안 472
10.2.2. 소하천설계기준에 다기능 토석류 유출저감시설을 포함하는 방안 474
제11장 환류체계 제시 476
11.1. 다기능 토석류 유출저감시설 설치 대상 소유역 선정 기법 제시 477
11.2. Case Study 484
11.2.1. 대상 소유역 선정 484
11.2.2. 유역내 인자 분석 485
11.2.3. 유역 하류부 인자분석 489
11.2.4. 최종 분석 결과 및 표준화 491
11.3. 다기능 토석류 유출저감시설 환류체계 플랫폼 구축(안) 494
11.3.1. 다기능 토석류 유출저감시설 플랫폼 컨텐츠 494
제12장 결론 504
참고문헌 507
부록 1. 연구성과 541
부록 2. MuDM² 적지분석 및 실내실험을 위한 가이드라인 573
부록 3. 토석류 수치해석 프로그램 S-DART 매뉴얼 583
부록 4. 설계표준화프로그램 DST 매뉴얼 591
부록 5.1. 방재시설별 유지관리 평가 대상시설 개정(안) 600
부록 5.2. 소하천 설계기준 개정(안) 601
부록 6. 다기능 토석류 유출저감시설 비용/편익 분석 608
부록 7. 토석류 유출저감시설사업법 개정(안) 618
부록 8. 방재시설의 유지·관리 기준(안) 634
부록 9. 다기능 토석류 유출저감시설 유지·관리 매뉴얼(안) 635
표 2.1. 울릉도 토석류(2004년) 48
표 2.2. 평창군 토석류(2006년) 49
표 2.3. 정선군 토석류(2006년) 49
표 2.4. 홍천군 토석류(2006년) 51
표 2.5. 인제군 토석류(2006년) 52
표 2.6. 지리산국립공원 토석류(2007년) 54
표 2.7. 제천시 토석류(2009년) 54
표 2.8. 서울시 토석류(2011년) 55
표 2.9. 춘천시 토석류(2011년) 55
표 2.10. 각 Case별 컨트롤되는 토석류의 양 62
표 2.11. 유출토사량 78
표 3.1. 분석에 사용된 ETCCDI지수 92
표 3.2. 각 기상관측소의 정보 93
표 3.3. ETCCDI지수 경향성 분석 결과 102
표 3.4. 토석류 발생 지점 111
표 3.5. 토석류 발생지점 강우관측소 선정 113
표 3.6. 토석류 발생 기준식 114
표 3.7. 토석류 발생 기준치 114
표 3.8. 토석류 발생 지점 117
표 3.9. 춘천시 토석류 유출저감시설 현황 127
표 3.10. 원주시 토석류 유출저감시설 현황 128
표 3.11. 홍천군 토석류 유출저감시설 현황 130
표 3.12. 횡성군 토석류 유출저감시설 현황 131
표 3.13. 영월군 토석류 유출저감시설 현황 132
표 3.14. 평창군 토석류 유출저감시설 현황 133
표 3.15. 정선·철원·양구군 토석류 유출저감시설 조사 135
표 3.16. 인제군 토석류 유출저감시설 현황 136
표 3.17. 고성·양양군 토석류 유출저감시설 현황 137
표 3.18. 강릉시 토석류 유출저감시설 현황 138
표 3.19. 동해·태백·삼척시 토석류 유출저감시설 현황 140
표 3.20. 현장조사 대상지점의 현장조사 및 토사유출량 산정결과 144
표 3.21. 토지 이용 및 관리방법에 다른 침식조절인자의 값(P) 148
표 3.22. RUSLE인자 및 인자를 활용한 토사유출량 산출 149
표 3.23. 현장조사와 GIS 활용 토사유출량 산정 결과의 비교 분석 151
표 3.24. 토사유출량이 많은 상위 10개의 토석류 유출저감시설의 토석류... 153
표 3.25. 평균경사도가 높은 상위 10개의 토석류 유출저감시설의 토석류... 154
표 3.26. 형상계수가 큰 상위 10개의 토석류 유출저감시설의 토석류... 154
표 3.27. 토사유출량이 적은 상위 10개의 토석류 유출저감시설의 토석류... 155
표 3.28. 평균경사도가 낮은 상위 10개의 토석류 유출저감시설의 토석류... 155
표 3.29. 형상계수가 작은 상위 10개의 토석류 유출저감시설의 토석류... 155
표 4.1. 토석류 유출저감시설 적지선정 기준 158
표 4.2. 다기능 토석류 유출저감시설 설치지점 1차 선정지역 159
표 4.3. 토석류 유출저감시설 설치지점 2차 선정지역 160
표 4.4. 화천 Stability Index(SI) 결과값 165
표 4.5. 시험시공 대상지 유역특성 165
표 4.6. 우량관측소 현황 171
표 4.7. 춘천관측소의 지속시간별 고정시간 연최대 강우량 172
표 4.8. 고정시간-임의시간 환산계수 173
표 4.9. 춘천관측소의 지속시간별 임의시간 연최대 강우량 175
표 4.10. 기본적인 통계값 176
표 4.11. 통계치 분석결과 176
표 4.12. FARD2006의 적용 분포형 177
표 4.13. 확률분포형별 적합도 검정결과 187
표 4.14. 빈도별 지속기간별 확률강우량 비교 188
표 4.15. 춘천지점의 재현기간별 확률강우량을 강우강도로 변환 189
표 4.16. 춘천관측소의 강우지속기간별 최빈분위 193
표 4.17. Huff 분포의 분위별 누가우량곡선의 종거(50% 구간) 193
표 4.18. Huff 분포 분위별 무차원 누가곡선식 계수값 194
표 4.19. 확률강우강도식(단기간) 195
표 4.20. 확률강우강도식(장기간) 195
표 4.21. 토지피복별 토양통별 CN 199
표 4.22. 시험시공 대상지 소유역별 유출곡선지수 산정결과 200
표 4.23. 유하시간(Tch) 및 유입시간(Tov)을 고려한 도달시간(Tc) 산정(이미지참조) 207
표 4.24. 시험시공 대상지 유출분석 매개변수 산정결과 208
표 4.25. 시험시공 대상지 빈도별 홍수량 산정결과 211
표 4.26. 시험시공 대상지 빈도별 각 소유역의 CLARK 최대홍수량 산정결과 212
표 4.27. 모델 특성에 따른 모형 종류 216
표 4.28. 토석류 흐름에 따른 토사농도 220
표 4.29. 모형의 입력 자료 221
표 4.30. 토석류 유출저감시설의 Site별 피해저감율 및 저감면적 225
표 4.31. 실험 순서 및 방법 231
표 4.32. 실험결과 232
표 5.1. 콘크리트의 장/단점 236
표 5.2. 콘크리트 종류에 따른 양생 기간 237
표 5.3. 강재의 항복점 및 안전율(도로교 설계기준,2008) 240
표 5.4. 고장력 볼트의 장기응력에 대한 허용 내력(도로교 설계기준,2008) 240
표 5.5. 리기다 소나무 원주목의 강도 기준 242
표 5.6. 기존 토석류 유출저감기술 공법과 비교 245
표 5.7. 토석류 유출저감기술 축조재료 비교 246
표 5.8. 안정도 검정에 사용되는 유닛 단위(1형) 251
표 5.9. 합력의 연직분력 및 저항 모멘트 계산(1형) 251
표 5.10. 합력의 수평분력 계산(1형) 252
표 5.11. 안정도 검정에 사용되는 유닛 단위(3·4형) 254
표 5.12. 합력의 연직분력 및 저항모멘트 계산(3·4형) 255
표 5.13. 합력의 수평분력 계산(3·4형) 255
표 5.14. 토석류의 발생 형태(지형별 분석) 259
표 5.15. 불투과형 토석류 유출저감시설의 설계 외력 261
표 5.16. 투과형 토석류 유출저감시설의 투과부 순 간격 265
표 5.17. 투과형 토석류 유출저감시설의 설계 외력 조합 266
표 5.18. 부분 투과형 토석류 유출저감시설의 작용 하중 266
표 5.19. 브레이커가 설치된 Site의 안정검토(하중재하도) 288
표 5.20. 브레이커가 설치된 Site의 안정검토(응력도) 289
표 5.21. 브레이커가 제외된 Site의 안정검토(하중재하도) 289
표 5.22. 브레이커가 제외된 Site의 안정검토(응력도) 289
표 5.23. Unit 3 강재틀 안정검토 293
표 5.24. 충돌해석을 통한 안정성 검토 예 298
표 5.25. 기존 설악산 현장과의 토석량 비교 309
표 6.1. 우량계-수위계 설치전경 및 제원 356
표 6.2. 피트유사계 구성과 제원 358
표 6.3. 하이드로지오폰 구성과 제원 359
표 6.4. 현장로거 구성과 제원 359
표 6.5. RAMMS 모형의 입력자료 366
표 6.6. RAMMS 모형의 입력자료 367
표 7.1. 요구사항 분석 380
표 7.2. 토석류 모형의 입출력 인터페이스 설계 383
표 7.3. 모형의 화면 설계 384
표 7.4. 모형의 매개변수 392
표 7.5. 현장 시뮬레이션에 적용된 매개변수 초기값 395
표 8.1. Pareto 분석 406
표 8.2. 평가항목 정의 408
표 8.3. 성능속성 매트릭스 409
표 8.4. 평가항목 가중치 산정 410
표 8.5. 기능분석 411
표 8.6. 대안(콘크리트 본댐)의 개요 및 특징 413
표 8.7. 콘크리트 본댐의 성능평가 414
표 8.8. 콘크리트 본댐에 대한 비용평가 415
표 8.9. 콘크리트 본댐에 대한 가치평가 415
표 8.10. 브레이커의 개요 및 특징 416
표 8.11. 브레이커에 대한 성능평가 417
표 8.12. 콘크리트 본댐에 대한 비용평가 418
표 8.13. 콘크리트 본댐에 대한 가치평가 418
표 8.14. 버트레스의 개요 및 특징 419
표 8.15. 버트레스에 대한 성능평가 420
표 8.16. 콘크리트 본댐에 대한 비용평가 421
표 8.17. 콘크리트 본댐에 대한 가치평가 421
표 8.18. 강재틀 유출저감시설의 개요 및 특징 423
표 8.19. 강재틀 토석류 유출저감시설에 대한 성능평가 424
표 8.20. 강재틀 토석류 유출저감시설에 대한 비용평가 425
표 8.21. 강재틀 토석류 유출저감시설에 대한 가치평가 425
표 8.22. 대안(다기능 유출저감시설)의 개요 및 특징 426
표 8.23. 다기능 토석류 유출저감시설에 대한 성능평가 427
표 8.24. 다기능 토석류 유출저감시설에 대한 비용평가 428
표 8.25. 다기능 토석류 유출저감시설에 대한 가치평가 428
표 9.1. 토석류 유출저감시설 관리 기준 토석류 유출저감시설사업법 제15조 433
표 9.2. 토석류 유출저감시설 관리 기준 토석류 유출저감시설사업법 시행령... 434
표 9.3. 시설물 관리에 관한 규정 및 법규 435
표 9.4. 시특법에 의한 유지관리 대상시설 436
표 9.5. 정기점검 실시결과 보고서 내용 436
표 9.6. 시설물별 현장조사 점검사항(댐 예) 437
표 9.7. 시설물별 현장조사 점검사항(수문 예) 439
표 9.8. 시설물별 현장조사 점검사항(제방 예) 441
표 9.9. 시설물별 현장조사 점검사항(옹벽 예) 442
표 9.10. 시설물별 현장조사 점검사항(절토사면 예) 443
표 9.11. 2014년도 강원도 관내 토석류 유출저감시설 점검현황(강원도, 2014) 446
표 9.12. 토석류 유출저감시설 유지관리 매뉴얼 구성 체계 및 주요 내용 451
표 9.13. 토석류 유출저감시설의 종류 452
표 9.14. 토석류 유출저감시설 점검결과 등급 판정 453
표 9.15. 토석류 유출저감시설의 안전진단 내용 454
표 9.16. 토석류 유출저감시설의 안전조치 내용 455
표 9.17. 배터리팩 교환시 주의 사항 463
표 9.18. 기존 토석류 유출저감시설 매뉴얼의 제한요소 도출 464
표 9.19. 시설별 유지관리 방안 466
표 9.20. 시설별 안전진단 방안 467
표 9.21. 시설별 안전조치 방안 468
표 10.1. 개별 법령에 의한 방재시설 소관 부처 및 관리청 470
표 10.2. 소하천정비법 시행령에 따른 소하천 관리실태 점검 471
표 10.3. 방재시설별 유지관리 평가 대상 시설 473
표 10.4. 소하천 사방댐으로서 다기능 토석류 유출저감시설 추가 방안 474
표 11.1. MudM2-DSI(Decision Support Index) 478
표 11.2. 토석류 유출저감시설 현황 479
표 11.3. 자연 휴양적 이용 유형도 480
표 11.4. 산불발생 현황도 481
표 11.5. 토지피복도 482
표 11.6. 산사태 발생현황도 483
표 11.7. 대상유역 산사태 위험도 분석 결과 486
표 11.8. 대상유역 토사유출량 분석 결과 487
표 11.9. 대상유역 자연휴양적 이용등급 분석 결과 488
표 11.10. 대상유역 시설수혜인구 분석 결과 490
표 11.11. 대상유역 소하천 홍수범람 위험 구역 분석 결과 491
표 11.12. 대상유역 최종 분석 결과 492
표 11.13. 대상유역 분석지표 표준화 결과 492
그림 1.1. 토석류 피해 현황 39
그림 1.2. 토석류 재해에 따른 피해 현황 40
그림 1.3. 다기능 토석류 유출저감시설 기대효과 41
그림 1.4. 다기능 토석류 유출저감 기술 개발을 위한 요소기술 42
그림 1.5. 다기능 유출저감시설의 Concept 43
그림 1.6. MuDM²의 구성 43
그림 1.7. 연차별 연구범위 44
그림 1.8. 세부과제별 연계 개념도 45
그림 2.1. 발생 토사량 비교 47
그림 2.2. 지역별 산사태 피해면적 47
그림 2.3. 하천의 종단면도(Takahashi T, 2013) 59
그림 2.4. 각 지점(a~d)에서의 유사량(Takahashi T, 2013) 59
그림 2.5. 계곡 입구(지점D)에서의 유사량 그래프(Takahashi T, 2013) 60
그림 2.6. 베네수엘라의 토석류가 발생한 지역의 유역의 하천... 61
그림 2.7. 각 지류에 임의로 유출저감시설... 61
그림 2.8. Harihara River 토석류재해 모형해석결과(Takahashi T, 2013) 63
그림 2.9. 유출저감시설 설치를 위한 Kanako 1D 프로그램 계산 예 64
그림 2.10. 강원도 토석류 유출저감시설 시설 점검대상 종류별 개소수 65
그림 2.11. 강원도 인제군 토석류 피해사례 66
그림 2.12. 강원도 인제군 어두원리 버트리스 토석류 유출저감시설 66
그림 2.13. 강원도 인제군 어두원리와 덕산리 토석류 유출저감시설 위치(한겨레 뉴스, 2006) 67
그림 2.14. 인제군 한계리지역 토석류 피해 68
그림 2.15. 인제군 북면 한계리에 설치된 토석류 유출저감시설 68
그림 2.16. 강원도 평창군 토석류 유출저감시설 설치사례(국민안전처, 2008) 69
그림 2.17. 강원도 평창군 진부면에 설치된 토석류 유출저감시설 70
그림 2.18. 강원도 평창군 진부면 소하천 시설물 피해 70
그림 2.19. 강원도 정선군 북평면 숙암리 토석류 피해 71
그림 2.20. 강원도 정선군에 설치된 토석류 유출저감시설 71
그림 2.21. 충남 청양군 친환경 혼합쌓기 토석류 유출저감시설(산림청, 2011) 72
그림 2.22. 경남 산청군 시천면 지리산 동부지역 토석류 피해 73
그림 2.23. 경남 산청군 시천면 지리산 동부지역에 설치된 토석류 유출저감시설 73
그림 2.24. 일본 나가노현의 토사 범람(산림청, 2008) 74
그림 2.25. 일본 나가노현의 토석류 유출저감시설(산림청, 2008) 75
그림 2.26. 일본 시라이토강 1호 토석류 유출저감시설 전경(산림청, 2011) 75
그림 2.27. 일본 시키가오카 6호 토석류 유출저감시설 위치(산림청, 2011) 76
그림 2.28. 일본 시키가오카 6호 토석류 유출저감시설 전경(산림청, 2011) 76
그림 2.29. 이나베시 위치 77
그림 2.30. 저감대책 77
그림 2.31. 토석류 유출저감시설의 차단효과 78
그림 2.32. 유사지에서 토사 퇴적 78
그림 2.33. 유후시의 피해 79
그림 2.34. 토석류 유출저감시설의 파괴 80
그림 2.35. 하류 상황 80
그림 2.36. 타게다시 위치 81
그림 2.37. 토석류 유출저감시설의 차단효과 81
그림 2.38. 토석류 발생 상황 82
그림 2.39. 오스트리아의 토석류 유출저감시설 설치 사례(산림청, 2011) 83
그림 2.40. 친환경 혼합쌓기 토석류 유출저감시설 사례 84
그림 2.41. 전석붙임 비탈식 토석류 유출저감시설 사례 85
그림 2.42. 비탈식 토석류 유출저감시설 사례 85
그림 2.43. 경기도 가평군의 생태통로가 조성된 전석붙임 콘크리트 토석류 유출저감시설 86
그림 2.44. 비탈식 물받이 토석류 유출저감시설 사례 86
그림 2.45. 경기도 양평군 콘크리트 토석류 유출저감시설(계단식 바닥막이) 87
그림 2.46. 수제형 생태통로 확보형 토석류 유출저감시설 사례 87
그림 2.47. 계단식 바닥막이를 이용해 계류를 보전한 토석류 유출저감시설 사례 88
그림 2.48. 계단식 바닥막이 조성을 통해 계류를 환경적으로 보전한 일본 사례 88
그림 2.49. 전석 낮은 바닥막이를 이용해 계류를 보전한 토석류 유출저감시설 사례 89
그림 2.50. 우드H빔 십자형 버트리스 시공 사례 89
그림 2.51. 분리형 슬리트 및 와이어 콘크리트 슬리트 시공 사례 90
그림 3.1. Concept of Clausius-Clapeyron theory (Nicholls etc, 1996) 92
그림 3.2. 강원도 기상관측소 위치 현황도 93
그림 3.3. ETCCDI지수의 시계열 변화 도시 (속초) 94
그림 3.4. ETCCDI지수의 시계열 변화 도시 (강릉) 95
그림 3.5. ETCCDI지수의 시계열 변화 도시 (대관령) 96
그림 3.6. ETCCDI지수의 시계열 변화 도시 (춘천) 97
그림 3.7. ETCCDI지수의 시계열 변화 도시 (원주) 98
그림 3.8. ETCCDI지수의 시계열 변화 도시 (인제) 99
그림 3.9. ETCCDI지수의 시계열 변화 도시 (홍천) 100
그림 3.10. ETCCDI지수의 공간 변화도 도시 (Before 1990) 101
그림 3.11. ETCCDI지수의 공간 변화도 도시 (Since 1990) 102
그림 3.12. 토석류 발생시점 기준의 유효강우량과 선행강우량 개념... 103
그림 3.13. 산사태 발생시점의 강우강도 및 최대강우강도... 104
그림 3.14. 토석류 발생지역별 당일 및 선행 강우량 105
그림 3.15. 연구 흐름도 107
그림 3.16. 토석류 발생 유발강우 임계값 산정 (방법 I) 107
그림 3.17. 토석류 발생 유발강우 임계값 산정 (방법 II) 108
그림 3.18. 토석류 발생 유발강우 임계값 산정 (방법 III) 108
그림 3.19. 선행강우의 개념도 109
그림 3.20. 토석류 발생 유효 강우량 임계값 설정 흐름도 109
그림 3.21. 토석류 발생 지점 현황도 110
그림 3.22. 강우관측소의 선정 112
그림 3.23. 방법 I 분석결과 115
그림 3.24. 방법 II 분석결과 115
그림 3.25. 방법 III 분석결과 116
그림 3.26. 현장조사 대상시설 기본정보 구축 프로세스 118
그림 3.27. 토석류 DB 119
그림 3.28. 토석류 발생부 부피 121
그림 3.29. 토석류 발생부 부피(0~1,000㎥) 121
그림 3.30. 토석류 발생부 경사도 122
그림 3.31. 토석류 유하부 평균경사 123
그림 3.32. 토석류 유하부 길이 124
그림 3.33. 미국 서부에서 발생한 토석류에 대한 유역면적과 유역평균경사... 125
그림 3.34. 강원지역에서의 토석류 유발 유역면적과 유역평균경사... 125
그림 3.35. 강원도 토석류 유출저감시설 조사현황 126
그림 3.36. 춘천시 동산면에 설치된 그리드 토석류 유출저감시설 128
그림 3.37. 원주시 호저면에 설치된 그리드 토석류 유출저감시설 129
그림 3.38. 홍천군 두촌면에 설치된 슬리트 토석류 유출저감시설 130
그림 3.39. 횡성군 청일면에 설치된 전석 토석류 유출저감시설 131
그림 3.40. 평창군 진부면에 설치된 블록 토석류 유출저감시설 134
그림 3.41. 인제군 인제읍에 설치된 전석 토석류 유출저감시설 137
그림 3.42. 양양군 현남면에 설치된 버트리스 토석류 유출저감시설 138
그림 3.43. 강릉시 구정면에 설치된 전석 토석류 유출저감시설 139
그림 3.44. 삼척시 근덕면에 설치된 솔팅 토석류 유출저감시설 140
그림 3.45. 토석류 유출저감시설 점검조사서 공간정보화 순서 141
그림 3.46. 토석류 유출저감시설 정보 공간DB화 142
그림 3.47. 산지유역 구분 절차 143
그림 3.48. 토사유출량 산정 절차 및 활용체계 144
그림 3.49. 춘천지역 현장조사 수행 사진 146
그림 3.50. 현장조사 3번지역 수치표고모형(a), 토지이용도(b), 토양도(c) 149
그림 3.51. GIS활용한 토사유출량과 현장조사 결과에 대한 상관 분석 153
그림 4.1. 적지선정을 위한 대상지역 산정(예) 157
그림 4.2. 적지 분석 결과(소하천도(좌), 산사태위험도(우)) 158
그림 4.3. 적지 분석 결과(야영장도(좌), 설치대상(우)) 159
그림 4.4. 연구대상지역 163
그림 4.5. Stability Index Map 164
그림 4.6. 시험시공 대상지 유역현황 166
그림 4.7. 현장조사지역 167
그림 4.8. 설치지점 하류부 교량 설치 전·후 168
그림 4.9. 설치지점 상류부 현장조사(바위 및 유목 사진) 168
그림 4.10. LiDAR 스캐닝 상류지점 168
그림 4.11. LiDAR 스캐닝 하류지점 169
그림 4.12. 유출저감시설 시공 위치 169
그림 4.13. 강우빈도해석 흐름도 170
그림 4.14. 시험시공 대상지 유역 티센망도 171
그림 4.15. 고정시간-임의시간 환산계수 회귀곡선 174
그림 4.16. Huff 분포에 의한 분위별 무차원 누가강우분포(춘천관측소) 194
그림 4.17. 춘천관측소 I-D-F 곡선(단기간) 196
그림 4.18. 춘천관측소 I-D-F 곡선(장기간) 196
그림 4.19. 춘천관측소 I-D-F 곡선(전기간) 197
그림 4.20. 시험시공 대상지 유역 토지이용현황도 201
그림 4.21. 시험시공 대상지 유역 정밀토양도 202
그림 4.22. 시험시공 대상지 유역 수문학적 토양군 203
그림 4.23. 시험시공 대상지 지속시간별 첨두유출량(Clark) 210
그림 4.24. 시험시공 대상지 지속시간별 첨두유출량(NRCS) 210
그림 4.25. 토석류 발생실험을 위한 토석류... 213
그림 4.26. 토석류 실내실험장치 214
그림 4.27. 토석류 농도분석 실험 214
그림 4.28. 토석류 발생 농도 변화 215
그림 4.29. 토석류 모듈에서의 RAMMS모형 217
그림 4.30. 구조물의 입력 및 속성 설정 218
그림 4.31. 구조물의 적용 218
그림 4.32. RAMMS 모형 입력자료 입력 및 Hydrograph 221
그림 4.33. 토석류 유출저감시설 Site별 위치 222
그림 4.34. 토석류 유출저감시설의 Site별 저감효과분석 224
그림 4.35. 토석류 유출 저감시설 모형 제작과정 226
그림 4.36. 제작완료 된 토석류 유출 저감시설 모형 226
그림 4.37. 다기능 토석류 유출저감시설 설계도 227
그림 4.38. 버트리스 유출저감시설 설계도 227
그림 4.39. 브레이커 유출저감시설 설계도 228
그림 4.40. 중력식 콘크리트 유출저감시설 설계도 228
그림 4.41. 제작완료된 토석류 유출저감시설 모형(사진) 229
그림 4.42. 제작완료된 토석류 유출저감시설 모형(설계도) 230
그림 4.43. Case별 유출저감시설모형 실험결과 233
그림 4.44. 토석류 실내모형실험 중 토석류 유수 저류 233
그림 5.1. 콘크리트 토석류 유출저감시설 분류 234
그림 5.2. 불투과형 콘크리트 토석류 유출저감시설 설치 전경 235
그림 5.3. 투과형 콘크리트 토석류 유출저감시설 설치 전경 235
그림 5.4. 철강재 토석류 유출저감시설의 분류 237
그림 5.5. 불투과형 강재 토석류 유출저감시설 설치 전경 238
그림 5.6. 투과형 강재 토석류 유출저감시설 설치 전경 239
그림 5.7. 목재 토석류 유출저감시설 설치 전경 241
그림 5.8. 사용환경조건에 따른 방부 등급 243
그림 5.9. 블록식 & 링네트 토석류 유출저감시설 설치 전경 244
그림 5.10. MuDM2 공법의 기능 247
그림 5.11. 대수면이 연직일 때의 수압 250
그림 5.12. 1형 단면구조 251
그림 5.13. 3·4형의 단면구조 254
그림 5.14. 토석류 위험구역 설정 사례 260
그림 5.15. 불투과형 토석류 유출저감시설 설계 외력 261
그림 5.16. 토석류 시 하중 작용 262
그림 5.17. 홍수 시 하중 작용 262
그림 5.18. 평상 시 하중 작용 263
그림 5.19. 투과형 토석류 유출저감시설의 설계 외력 266
그림 5.20. 부분 투과형 토석류 유출저감시설의 설계 외력 267
그림 5.21. 불투과형 설치현장 및 토석류 차단효과 268
그림 5.22. 투과형 강재 슬릿댐 설치현장 및 토석류 차단효과 268
그림 5.23. 브레이커 시스템 설치현장 269
그림 5.24. 브레이커 시스템 스크린 부재의 변화 270
그림 5.25. MuDM²구성 및 역할 270
그림 5.26. 다기능 토석류 유출저감기술의 차별성 272
그림 5.27. 일본 브레이커 스크린 부재 단면 형상 273
그림 5.28. 브레이커에 작용하는 하중 274
그림 5.29. 브레이커 시스템 모델링 및 하중 재하 274
그림 5.30. 브레이커 시스템 안정검토 결과 275
그림 5.31. 스크린 부재 및 H형강 발생응력 275
그림 5.32. 스크린 부재 및 H형강 발생변위 275
그림 5.33. 수로 작용 하중 276
그림 5.34. 수로 안정검토 결과(휨모멘트도, 전단력도) 277
그림 5.35. 본댐에 작용하는 하중 조합(브레이커 포함) 286
그림 5.36. 본댐에 작용하는 하중 조합(브레이커 제외) 288
그림 5.37. 본댐 부재단면 도출 290
그림 5.38. 본댐 부재간의 연결부 아이디어 290
그림 5.39. 버트리스 하부구조 수직형 291
그림 5.40. 버트리스 하부구조 개선 291
그림 5.41. Unit 3 강재틀 적용 예시 293
그림 5.42. Unit 3 강재틀 부재 단면 294
그림 5.43. 수직인양식 수동 수문 아이디어 295
그림 5.44. 좌우개폐식 수동수문 아이디어 295
그림 5.45. Hinge 형식 수문의 원리 296
그림 5.46. MuDM2 본댐부 충돌해석 모델링 및 조건 299
그림 5.47. 운동에너지 및 토석류 속도 변화 299
그림 5.48. 시간대별 충돌에 의한 부재 응력도 300
그림 5.49. 구조물 도달 전 유속과 도달 시 유속 비교 301
그림 5.50. Actuator 제원 302
그림 5.51. LVDT 및 Strain gauge 303
그림 5.52. 다기능 토석류 유출저감시설 성능실험 사진 303
그림 5.53. 성능실험 결과 304
그림 5.54. 시험시공 대상지 3곳 305
그림 5.55. 제 1현장 전경 305
그림 5.56. 제 2현장 전경 306
그림 5.57. 제 3현장 위성사진 및 전경 307
그림 5.58. 최종 결정된 시험시공 대상지 307
그림 5.59. 시공관련 MOU 체결 308
그림 5.60. 시험시공 대상 유역 특성 308
그림 5.61. 시험시공 대상 현장사진 및 평면도 310
그림 5.62. 종단면도 311
그림 5.63. 횡단면도 311
그림 5.64. 다기능 토석류 유출저감시설 시험시공 방수로 산정 312
그림 5.65. 시험시공 계획 평면도 313
그림 5.66. Unit 1 횡단면도 313
그림 5.67. Unit 1 브레이커 벽체 단면 314
그림 5.68. 브레이커 수로 단면 314
그림 5.69. Unit 2 횡단면도 314
그림 5.70. Unit 2 버트리스 단면 315
그림 5.71. Unit 3 횡단면도 315
그림 5.72. 저수조 수로 단면 316
그림 5.73. Unit 3 벽체 단면 316
그림 5.74. 시험시공 순서 318
그림 5.75. 다기능 토석류 유출저감시설 터파기 319
그림 5.76. Unit 1 및 Unit 2 기초 시공 319
그림 5.77. Unit 1 본댐 및 Unit 2 어깨부 설치 320
그림 5.78. Unit 1 브레이커 수로 시공 320
그림 5.79. Unit 3 어깨 및 측벽 시공 321
그림 5.80. 브레이커 설치 321
그림 5.81. Unit 2 본댐(버트리스) 설치 322
그림 5.82. Unit 3 본댐 시공 322
그림 5.83. Unit 3 추가 저수공간 및 계단 시공 323
그림 5.84. Hinge 형식 수문 323
그림 5.85. 마개 탈부착 가능 타공판 수문 324
그림 5.86. Unit 3 수문 설치 324
그림 5.87. Unit 1 콘크리트 벽체 높이 변경 325
그림 5.88. 설치 완료 및 우천 시 전경 325
그림 5.89. 콘크리트 벽체 보강한 일본 예 326
그림 5.90. 콘크리트 벽체 보강 방안 326
그림 5.91. 콘크리트 및 브레이커 보호강판 제작도 327
그림 5.92. 브레이커 상단 장비 진입 및 수치해석 328
그림 5.93. 브레이커 분할 설치 예 329
그림 5.94. 브레이커 분할 전·후 329
그림 5.95. 시험시공 대상지 집중호우 발생 전/후 330
그림 5.96. Unit 1 브레이커 성능 검증 331
그림 5.97. Unit 2 버트리스 성능 검증 331
그림 5.98. Unit 3 저수부 성능 검증 332
그림 5.99. Unit 3 수문 성능 검증 332
그림 5.100. 비콘 부착 위치 333
그림 5.101. 경주 지진 당시 가속도 및 변위 그래프 333
그림 5.102. 설계 자동화 프로그램 프로세스 334
그림 5.103. 방수로 월류 유량 산정식 336
그림 5.104. 계획포착량 산정 336
그림 5.105. DST 설계프로그램 338
그림 5.106. DST 설계프로그램 지형인자 입력 339
그림 5.107. DST 설계프로그램 단면 산정 입력창 339
그림 5.108. DST 설계프로그램 발생 토석량 산정 340
그림 5.109. DST 설계프로그램 검토 결과 341
그림 5.110. Unit 1 제작 및 설치 매뉴얼 350
그림 5.111. Unit 2 제작 및 설치 매뉴얼 351
그림 5.112. Unit 3 제작 및 설치 매뉴얼 351
그림 6.1. 토석류 유출저감시설 계측시스템 설치 354
그림 6.2. 설치 센서 및 계측자료 355
그림 6.3. 광정위어를 월류하는 흐름의 수위와 유량관계 개념 357
그림 6.4. 토석류 유출저감시설 계측시스템 구축전경 및 구성도 360
그림 6.5. 토석류 유출저감시설 계측시스템 표출화면 361
그림 6.6. 동절기 전 강우-수위 그래프 362
그림 6.7. 동절기 후 강우-수위 그래프 362
그림 6.8. 동절기 후 시간 강우-수위 그래프 363
그림 6.9. 동절기 후 일강우-일 최고 수위 그래프 363
그림 6.10. 2016. 07. 04 ~ 05. 강우 및 누적강우 364
그림 6.11. 강우발생 현장 사진(2016.07.04.) 365
그림 6.12. S-RAT 모형의 입력자료 366
그림 6.13. 저감시설 설치 유·무에 따른 RAMMS 모형의 결과 367
그림 6.14. 현장조사 사진(2015.08.05.) 368
그림 6.15. 현장조사 사진(2015.10.08.) 369
그림 6.16. 현장조사 사진(2016.06.13.) 369
그림 6.17. 현장조사 사진(2016.07.14.) 370
그림 6.18. 시험시공 전 LiDAR 스캐닝 상류지점 370
그림 6.19. 시험시공 후 LiDAR 스캐닝 상류지점 370
그림 6.20. 시험시공 전 LiDAR 스캐닝 유출저감시설 시공위치 371
그림 6.21. 시험시공 후 LiDAR 스캐닝 유출저감시설 시공위치 371
그림 6.22. 시험시공 전 LiDAR 스캐닝 하류지점 371
그림 6.23. 시험시공 후 LiDAR 스캐닝 하류지점 372
그림 6.24. LiDAR 스캔자료(2015.10.08.) 373
그림 6.25. LiDAR 스캔자료(2016.06.14.) 373
그림 6.26. LiDAR 스캔자료(2016.07.13.) 373
그림 6.27. LiDAR 스캔자료(2016.11.20.) 374
그림 6.28. 수치지도/고정밀도 지형자료 374
그림 6.29. 수치지도/고정밀도 지형자료 375
그림 6.30. 강원도 화천 일강우량 375
그림 6.31. 브레이커 토석류 저감량 376
그림 6.32. 브레이커 상단부의 퇴적된 토사량의 평균입경 376
그림 7.1. 토석류 프로그램 모듈 구성도 378
그림 7.2. 토석류 프로그램 개발 Architecture 구성도 379
그림 7.3. 프로그램 입출력 구조 382
그림 7.4. 토석류 수치해석 프로그램 흐름도 382
그림 7.5. 토석류 발생위치 및 저감시설 설치위치도 394
그림 7.6. 하상고의 변화 396
그림 7.7. 유하거리와 시간에 따른 유량 변화 397
그림 7.8. 유하거리와 시간에 따른 유사농도 변화 397
그림 7.9. 유하거리와 시간에 따른 균형유사농도 변화 398
그림 7.10. 유하거리와 시간에 따른 하상경사의 변화 398
그림 7.11. 유하거리와 시간에 따른 유속의 변화 399
그림 7.12. 시간에 따른 침식·퇴적속도계수의 변화 399
그림 8.1. VE기법의 분석절차도 400
그림 8.2. VE기법의 개념 401
그림 8.3. 기능분석 수행 절차 407
그림 8.4. VE JOB PLANE 407
그림 8.5. 다기능 토석류 유출저감시설 FAST도 412
그림 8.6. 콘크리트 본댐 VE 분석 결과 415
그림 8.7. 브레이커의 VE 분석 결과 418
그림 8.8. 버트레스의 VE 분석 결과 422
그림 8.9. 강재틀 토석류 유출저감시설 분석 결과 425
그림 8.10. 다기능 토석류 유출저감시설 VE 분석 결과 429
그림 9.1. 다기능 토석류 유지관리시설 유지관리 지침 제시를 위한 연구 흐름도 431
그림 9.2. 토석류 유출저감시설 시설점검 조사서(강원도, 2014) 447
그림 9.3. 토석류 유출저감시설 시설점검 항목 I(강원도, 2014) 448
그림 9.4. 토석류 유출저감시설 시설점검 항목 II(강원도, 2014) 449
그림 9.5. 기존 토석류 유출저감시설의 유지관리 체계도 450
그림 9.6. 집중호우가 발생한 현장 사진 456
그림 9.7. 집중호우 발생 후 현장 사진 457
그림 9.8. 강우 발생 후 브레이커(Unit 1) 현장사진 458
그림 9.9. 버트리스(Unit 2) 실사 459
그림 9.10. 저수부(Unit 3) 실사 459
그림 9.11. 피트유사계 모식도 460
그림 9.12. 피트유사계 실사 461
그림 9.13. 하이드로지오폰 설치 현장 사진 461
그림 9.14. 비콘 부착 사진 462
그림 9.15. 우량계-수위계 설치 사진 462
그림 9.16. 현장로거함 내부·외부 사진 463
그림 9.17. 다기능 토석류 유출저감시설 준설 검토 절차 468
그림 9.18. 다기능 토석류 유출저감시설 준설 요령 예시 469
그림 11.1. 다기능 토석류 유출저감시설 기술 환류체계 476
그림 11.2. 최적 소유역 선정 및 결과 활용 흐름도 477
그림 11.3. 다기능 토석류유출저감시설 유형결정을 위한 유역 특성분석 방법 478
그림 11.4. 지표분석을 통한 대상유역 특성분석 흐름도 484
그림 11.5. 유역특성 분석 대상 소유역 위치 485
그림 11.6. 대상유역 산사태 위험도 분석 결과 486
그림 11.7. 대상유역 자연휴양적 이용등급 분석 결과 488
그림 11.8. 대상유역 시설수혜인구 분석 결과 489
그림 11.9. 대상유역 소하천 홍수범람 위험 구역 분석 결과 490
그림 11.10. 대상유역 최종 분석 결과 491
그림 11.11. 대상유역 분석지표 표준화 결과 도식화 493
그림 11.12. 다기능 토석류 유출저감시설 환류체계 플랫폼 구성 흐름도 495
그림 11.13. 환류체계 플랫폼 개요부분 메인 이미지 496
그림 11.14. 다기능 토석류 유출저감시설 기능별 유형 497
그림 11.15. 플랫폼 내 유역특성 분석 흐름도 498
그림 11.16. 강원지역 극한강우 분석결과 예시 499
그림 11.17. 유형별 강우기준 설정 분석결과 예시 499
그림 11.18. 시설의 최적 설치 위치 선정을 위한 분석 흐름 예시 500
그림 11.19. LiDAR측량을 통한 토석류 수치모의 인자도출 예시 500
그림 11.20. 비용편익 분석을 위한 VE분석 기법의 개념 예시 501
그림 11.21. 다기능 토석류 유출저감시설 설계 프로세스 502
그림 11.22. 설계를 위한 정하중 실험 예시 502
그림 11.23. 다기능 토석류 유출저감시설 시험시공 사진 503