FLO-2D 모형을 이용한 우면산 토석류 유동 수치모의 (Run-out Modeling of Debris Flows in Mt. Umyeon using FLO-2D)

서지정보

· 발행기관 : 대한토목학회
· 수록지 정보 : 대한토목학회논문집(국문) / 33권 / 3호 / 965 ~ 974페이지
· 저자명 : 김승은, 백중철, 김경석

초록

2011년 7월 27일 우면산 유역에서 일련의 토석류가 발생하여 많은 인명과 재산 피해를 야기했다. 이러한 토석류 피해를 저감하기 위해서는 토석류가 어떻게 이동하고 퇴적되어 하류부에 피해를 주는지를 예측할 수 있는 기술이 필요하다. 이 연구에서는 우면산 토석류에 대해서 FLO-2D 수치모형을 적용하여, 모형의 성능을 평가하고, 이들 토석류의 유동 매개변수를 분석하였다. 우면산 북측사면에서 발생한 토석류의 현장 관측자료와 FLO-2D 모의 결과 분석을 통해서 역산된 우면산 토석류의 대표 항복응력은 1,022 Pa 그리고 대표 동점성은 652 Pa·s 인 것으로 나타났다. 선정된 매개변수를 이용하여 우면산 토석류의 퇴적영역을 산정한 결과, 래미안 유역의 경우 63 - 85% 정확도의 피해유역을 재현됨으로서FLO-2D 모형은 피해유역 산정에 적합한 것으로 나타났다. 하지만, FLO-2D 모형이 침식물질과 우수의 연행작용을 고려할 수 없는 고유의 한계 때문에 연행작용이 현저한 래미안 및 신동아 유역 토석류의 유하속도는 과소평가하는 것으로 나타났다. 유하부에서 침식에 의한 연행작용이활발하지 않은 형촌마을 유역 토석류는 수로와 저수지 상부 부근에서의 퇴적을 우수한 정확도로 모의되었다. 민감도 분석 결과 유사체적농도와바닥조도계수 모두 토석류의 흐름두께와 유속 모두에 상당한 영향을 미치는 것으로 나났으므로, 이들 매개변수의 선정에 신중해야 함을 보여주었다.

영어초록

Multiple debris flows occurred on July 27, 2012 in Mt. Umyeon, which resulted in 16 casualties and severe property demage. Accurate reproducing of the propagation and deposition of debris flow is essential for mitigating these disasters. Through applying FLO-2D model to these debris flows and comparing the results with field observations, we seek to evaluate the performance of the model and to analyse the rheological model parameters. Representative yield stress and dynamic viscosity back-calculated for the debris flows in the northern side of Mt. Umyeon are 1022 Pa and 652 Pa·s, respectively. Numerical results obtained using these parameters reveal that deposition areas of debris flows in Raemian and Shindong-A regions are well reproduced in 63 – 85% agreement with the field observations. However, the propagation velocities of the flows are significantly underestimated, which is attributable to the inherent limitations of the model that can’t take the entrainment of bed material and surface water into account. The debris flow deposition computed in Hyeongchon region where the entrainment is not significant appears to be in very good agreement with the field observation. The sensitivity study of the numerical results on model parameters shows that both sediment volume concentration and roughness coefficient significantly affect the flow thickness and velocity, which underscores the importance of careful selection of these model parameters in FLO-2D modeling.

참고자료

· 없음