HEC-RAS 모형을 활용한 해안 인근 산악지형 유역의 토석류 모의

• 영문명: Simulation of Debris Flow in Mountainous Watersheds Near Coastal Areas Using the HEC-RAS Model
• 발행기관: 한국방재안전학회
• 저자명: 장형준(Hyung-Joon Chang) 이호진(Ho-Jin Lee) 박병수(Byung-Soo Park) 장창덕(Chang-Deok Jang) 김성구(Seonggoo Kim)
• 간행물 정보: 『한국방재안전학회 논문집』17권 4호, 63~70쪽, 전체 8쪽
• 주제분류: 자연과학 > 자연과학일반
• 파일형태: PDF
• 발행일자: 2024.12.31

국문 초록

본 연구는 해안 인근 산악지형에서 발생한 토석류가 바다로 이어지는 하천에 미치는 영향을 분석하였다. 해안과 연결된 하천 중 하류부에 토석류가 발생할 수 있는 산악지형이 위치한, 강원도 삼척시의 월천리 유역을 연구유역으로 선정하였다. 월천리 유역의 지형자료는 국토지리정보원의 수치지도를 바탕으로 DEM을 구축하였으며, 구축된 지형자료를 HEC-RAS 모형을 활용하여 토석류 모의를수행하였다. 모의는 200년 빈도의 홍수량 수문곡선(Case A), 200년 빈도 홍수량 수문곡선의 첨두유량을 일시에 유출시키는 경우(Case B), 200년 빈도 홍수량 총유출량을 일시에 유출시키는 경우(Case C)의 3가지 시나리오로 수행하였다. 모의 수행 결과 유량조건에 따라 유동심(퇴적깊이), 유속, 확산범위에서 차이점을 확인하였다. 발생구간 및 흐름구간에서는 Case A와 Case B가 유사한 퇴적깊이를 보였고, Case C가 일시에 많은 양의 유량이 유입되어 더 깊고 넓은 퇴적깊이를 보였다. 토석류의 유속은 유량조건과 비례하여Case B, Case A, Case C의 순서로 증가하는 경향을 나타내었다. 확산면적은 유량조건이 작은 Case B의 경우 퇴적구간에서 이동거리가약 250 m로 가장 작았고, 유동심 및 유속 값이 가장 큰 Case C보다 Case A가 약 100 m 더 멀리 이동하였다. 이는 Case C의 경우 한 번에많은 양의 토사가 발생하여 퇴적부에 누적됨으로 인해 확산을 저해한 것으로 판단된다. 산악지형 유역의 하류에 공급되는 유량의 양이 증가할수록 토석류 퇴적 확산범위가 넓어지는 결과를 통해 바다와 연결되는 하천에 유입되는 퇴적물의 농도가 높아지고, 퇴적물은바다로 흘러들어가 해양 환경에 큰 영향을 미칠 수 있다고 판단된다. 이러한 결과값을 바탕으로 토석류 재해의 피해 범위 산정이나 토석류 피해 예상 지점의 현장조사 위치 선정, 집중호우가 예상될 때 토석류 피해범위 내 주민대피 등의 피해예방의 기초자료로 사용될수 있을 것으로 판단된다.

영문 초록

This study aims to analyze the impact of debris flows originating from mountainous terrain near coastal areas on rivers connected to thesea. The Wolcheon-ri watershed in Samcheok, Gangwon Province, was selected as the study area due to its downstream river sectionbeing connected to the coast and its upstream mountainous terrain prone to debris flows. A DEM of the Wolcheon-ri watershed wasconstructed using numerical maps from the National Geographic Information Institute, and debris flow simulations were conducted using HEC-RAS.Three scenarios were simulated: a 200-year flood hydrograph (Case A), the peak flow of the 200-year flood released at once(Case B), and the total discharge of the 200-year flood released at once (Case C). The results revealed differences in deposition depth,velocity, and spread range depending on flow conditions. Case C exhibited deeper and wider deposition due to a sudden inflow of a largevolume, while Case B had the smallest spread range (~250 m). Case A extended ~100 m farther than Case C due to sediment accumulationinhibiting further spread in Case C. The findings suggest that increased flow volume broadens debris flow spread, while shorter occurrencetimes deepen deposits. This could lead to higher sediment concentrations entering rivers and impacting marine environments. Theseresults provide foundational data for estimating debris flow damage ranges, selecting survey points, and implementing disaster preventionmeasures such as evacuation during heavy rainfall events.

목차

1. 서 론

2. 연구 방법

3. 모형 결과 및 분석

4. 결 론

Acknowledgments

References

키워드

산지유역 토석류 집중호우 유출량 Mountainous watersheds HEC-RAS Debris flow Intense rainfall Discharge