KR101567262B1 - 기후 변화를 고려한 산사태 및 토석류 발생 예측 방법 및 시스템 - Google Patents
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Abstract
본 발명의 실시예들에 따른 산사태 및 토석류 발생 예측 방법은 지질 요인, 지형 요인, 지반 요인, 기후 요인 및 구조물 요인 범주에 각각 속하는 영향인자들에 대해 각각 결정된 세부 위험도 값들의 가중 평균으로써 비탈면 붕괴 위험도를 산출하는 단계, 재해 요인, 취약 요인 및 피해 요인 범주에 각각 속하는 영향인자들에 대해 각각 결정된 세부 위험도 값들의 가중 평균으로써 토석류 발생 위험도를 산출하는 단계 및 비탈면 붕괴 위험도 및 토석류 발생 위험도에 기초하여 종합 위험도를 평가하는 단계를 포함할 수 있다.
Description
본 발명은 산사태 예측 기술에 관한 것으로, 더욱 상세하게는, 기후 변화를 고려한 산사태 예측 기술에 관한 것이다.
산사태나 토석류는 주거지 근처에서 일어나면 피해가 크기 때문에 예측의 필요성이 과거부터 있어왔다. 산사태는 상식적으로도 비탈면에 비가 많이 오면 일어날 가능성이 높을 것이라고 추측될 수 있는데, 그러한 점에서 강우량, 비탈면 붕괴 등 특정한 현상들을 조사하거나, 정량적인 데이터에 기초하여 산사태를 예측하는 기법들이 주로 제안되었다.
예를 들어 소방방재청에서 출원한 선행기술 1(한국등록특허 제1000553호(2010.12.6))는 실시간 강우 정보, 급경사지의 사면 정보 및 재해 정보와 지역적 강우 특성을 고려하여 재해 발생 가능성을 예측하는 기법이다.
선행기술 1은 급경사지에 강우량계들을 설치하고 실시간적으로 데이터를 수신하여 메인 통제 서버에서 급경사지의 붕괴 위험을 예측하기 때문에 먼저 급경사지에 복수의 강우량계들을 설치하고, 강우량계들과 메인 통제 서버로 구성되는 센서 네트워크를 구축하여야 한다는 문제가 있다.
선행기술 2(한국등록특허 제1103697호(2012.01.02))는 강우강도와 토양함수율을 이용하여 경사지의 붕괴 여부를 경보할 수 있는 시스템이다.
선행기술 2는 강우량과 같은 강우 요소와 토양함수율과 같은 지반 요소를 고려하여 위험인자들을 구하고, 위험인자들로부터 산사태 발생 가능성을 판단하는 점이 다르기는 하지만, 선행기술 1과 마찬가지로, 경사지에 강우센서와 함수율 센서를 설치하고, 이들 센서들과 중앙 처리 장치 사이에 센서 네트워크가 구축되어야 한다는 점이 마찬가지로 문제이다.
본 발명이 해결하고자 하는 과제는 산사태 및 토석류 발생 예측 방법 및 시스템을 제공하는 데에 있다.
본 발명이 해결하고자 하는 과제는 정성적인 인자들을 분석하여 산사태 및 토석류 발생 예측 방법 및 시스템을 제공하는 데에 있다.
본 발명이 해결하고자 하는 과제는 미리 선별된 지역에 구축되는 센서 네트워크에 의존하지 않고 국토의 전반적인 지질, 지반, 기후 등의 영향 인자들을 분석하여 산사태 및 토석류 발생 예측 방법 및 시스템을 제공하는 데에 있다.
본 발명이 해결하고자 하는 과제는 산사태에 의한 토석류의 발생 위험과 피해 규모를 고려하여 종합적으로 재해 경보를 판단할 수 있는 산사태 및 토석류 발생 예측 방법 및 시스템을 제공하는 데에 있다.
본 발명의 해결과제는 이상에서 언급된 것들에 한정되지 않으며, 언급되지 아니한 다른 해결과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확히 이해될 수 있을 것이다.
본 발명의 일 측면에 따른 컴퓨터를 이용한 산사태 및 토석류 발생 예측 방법은,
지질 요인, 지형 요인, 지반 요인, 기후 요인 및 구조물 요인 범주에 각각 속하는 영향인자들에 대해 각각 결정된 세부 위험도 값들의 가중 평균으로써 비탈면 붕괴 위험도를 산출하는 단계;
재해 요인, 취약 요인 및 피해 요인 범주에 각각 속하는 영향인자들에 대해 각각 결정된 세부 위험도 값들의 가중 평균으로써 토석류 발생 위험도를 산출하는 단계; 및
상기 비탈면 붕괴 위험도 및 상기 토석류 발생 위험도에 기초하여 종합 위험도를 평가하는 단계를 포함할 수 있다.
일 실시예에 따라, 상기 지질 요인 범주에 속하는 영향인자는 암종, 상기 지형 요인 범주에 속하는 영향인자들은 비탈면 경사, 경사 길이, 비탈면 높이 및 토심, 상기 지반 요인 범주에 속하는 영향인자들은 포화투수계수, 습윤단위중량, 인장균열 및 초기모관흡수력, 상기 기후 요인 범주에 속하는 영향인자들은 3일 누적 강우량, 선행강우, ID 곡선 및 지하수위와, 상기 구조물 요인 범주에 속하는 영향인자들은 인공구조물, 식생 및 보호시설일 수 있다.
일 실시예에 따라, 상기 재해 요인 범주에 속하는 영향인자들은 비탈면 최대 경사, 비탈면 평균 경사, 경사 15도 이상 구간의 길이 비율, 합류 계곡의 존재, 비탈면 횡단면 형상 및 비탈면 종단면 형상, 상기 취약 요인 범주에 속하는 영향인자들은 경사 15도 이하 구간의 길이 비율, 퇴적 공간, 배수 시설 및 사방 시설, 상기 피해 요인 범주에 속하는 영향인자들은 주변환경 및 효용 시설까지 거리일 수 있다.
일 실시예에 따라, 상기 비탈면 붕괴 위험도 및 상기 토석류 발생 위험도에 기초하여 종합 위험도를 평가하는 단계는
상기 비탈면 붕괴 위험도가 제1 축이고, 상기 토석류 발생 위험도가 상기 제1 축에 수직하는 제2 축인 판정 평면에서, 종합 위험도의 좌표가 대각선을 중심으로 상삼각에 속하면 불안정으로, 그렇지 않으면 안정 또는 불분명으로 평가하는 단계를 포함할 수 있다.
일 실시예에 따라, 상기 세부 위험도들, 상기 비탈면 붕괴 위험도, 상기 토석류 발생 위험도 및 상기 종합 위험도는 5점 척도로 평가될 수 있다.
본 발명의 다른 측면에 따른 산사태 및 토석류 발생 예측 시스템은,
지질 요인, 지형 요인, 지반 요인, 기후 요인 및 구조물 요인 범주에 각각 속하는 영향인자들에 대해 각각 결정된 세부 위험도 값들의 가중 평균으로써 비탈면 붕괴 위험도를 산출하는 비탈면 붕괴 위험도 산출부;
재해 요인, 취약 요인 및 피해 요인 범주에 각각 속하는 영향인자들에 대해 각각 결정된 세부 위험도 값들의 가중 평균으로써 토석류 발생 위험도를 산출하는 토석류 발생 위험도 산출부; 및
상기 비탈면 붕괴 위험도 및 상기 토석류 발생 위험도에 기초하여 종합 위험도를 평가하는 종합 위험도 평가부를 포함할 수 있다.
일 실시예에 따라, 상기 지질 요인 범주에 속하는 영향인자는 암종, 상기 지형 요인 범주에 속하는 영향인자들은 비탈면 경사, 경사 길이, 비탈면 높이 및 토심, 상기 지반 요인 범주에 속하는 영향인자들은 포화투수계수, 습윤단위중량, 인장균열 및 초기모관흡수력, 상기 기후 요인 범주에 속하는 영향인자들은 3일 누적 강우량, 선행강우, ID 곡선 및 지하수위와, 상기 구조물 요인 범주에 속하는 영향인자들은 인공구조물, 식생 및 보호시설일 수 있다.
일 실시예에 따라, 상기 재해 요인 범주에 속하는 영향인자들은 비탈면 최대 경사, 비탈면 평균 경사, 경사 15도 이상 구간의 길이 비율, 합류 계곡의 존재, 비탈면 횡단면 형상 및 비탈면 종단면 형상, 상기 취약 요인 범주에 속하는 영향인자들은 경사 15도 이하 구간의 길이 비율, 퇴적 공간, 배수 시설 및 사방 시설, 상기 피해 요인 범주에 속하는 영향인자들은 주변환경 및 효용 시설까지 거리일 수 있다.
일 실시예에 따라, 상기 종합 위험도 평가부는,
상기 비탈면 붕괴 위험도가 제1 축이고, 상기 토석류 발생 위험도가 상기 제1 축에 수직하는 제2 축인 판정 평면에서, 종합 위험도의 좌표가 대각선을 중심으로 상삼각에 속하면 불안정으로, 그렇지 않으면 안정 또는 불분명으로 평가하도록 동작할 수 있다.
일 실시예에 따라, 상기 세부 위험도들, 상기 비탈면 붕괴 위험도, 상기 토석류 발생 위험도 및 상기 종합 위험도는 5점 척도로 평가될 수 있다.
본 발명의 산사태 및 토석류 발생 예측 방법 및 시스템에 따르면, 정량적 데이터가 아닌 정성적인 인자들을 분석하여 산사태 및 토석류의 발생을 예측하고 재해 경보의 발령 여부를 판단할 수 있다.
본 발명의 산사태 및 토석류 발생 예측 방법 및 시스템에 따르면, 미리 선별된 지역에 구축되는 센서 네트워크에 의존하지 않고 국토의 전반적인 지질, 지반, 기후 등의 영향 인자들을 분석하여 산사태 및 토석류의 발생을 예측할 수 있다.
본 발명의 산사태 및 토석류 발생 예측 방법 및 시스템에 따르면, 산사태에 의한 토석류의 발생 위험과 피해 규모를 고려하여 종합적으로 재해 경보를 판단할 수 있다.
본 발명의 효과는 이상에서 언급된 것들에 한정되지 않으며, 언급되지 아니한 다른 효과들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 산사태 및 토석류 발생 예측 방법을 예시한 순서도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 산사태 및 토석류 발생 예측 방법 중에 비탈면 붕괴 평가 단계에서 이용되는 영향 인자들을 예시한 표이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 산사태 및 토석류 발생 예측 방법 중에 토석류 발생 평가 단계에서 이용되는 영향 인자들을 예시한 표이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 산사태 및 토석류 발생 예측 방법 중에 위험도 평가 단계에서 이용되는 판정 평면을 예시한 모식도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 산사태 및 토석류 발생 예측 시스템을 예시한 블록도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 산사태 및 토석류 발생 예측 방법 중에 비탈면 붕괴 평가 단계에서 이용되는 영향 인자들을 예시한 표이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 산사태 및 토석류 발생 예측 방법 중에 토석류 발생 평가 단계에서 이용되는 영향 인자들을 예시한 표이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 산사태 및 토석류 발생 예측 방법 중에 위험도 평가 단계에서 이용되는 판정 평면을 예시한 모식도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 산사태 및 토석류 발생 예측 시스템을 예시한 블록도이다.
본문에 개시되어 있는 본 발명의 실시예들에 대해서, 특정한 구조적 내지 기능적 설명들은 단지 본 발명의 실시예를 설명하기 위한 목적으로 예시된 것으로, 본 발명의 실시예들은 다양한 형태로 실시될 수 있으며 본문에 설명된 실시예들에 한정되는 것으로 해석되어서는 아니 된다.
이하, 첨부한 도면들을 참조하여, 본 발명의 바람직한 실시예를 보다 상세하게 설명하고자 한다. 도면상의 동일한 구성요소에 대해서는 동일한 참조부호를 사용하고 동일한 구성요소에 대해서 중복된 설명은 생략한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 산사태 및 토석류 발생 예측 방법을 예시한 순서도이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 실시예들에 따른 산사태 및 토석류 발생 예측 방법은 컴퓨터를 이용하여 정성적 영향인자들에 기초하여 산사태 및 토석류 발생 예측 방법으로서, 단계(S11)에서, 컴퓨터가 지질 요인, 지형 요인, 지반 요인, 기후 요인 및 구조물 요인 범주에 각각 속하는 영향인자들에 대해 각각 결정된 세부 위험도 값들의 가중 평균으로써 비탈면 붕괴 위험도를 산출할 수 있다.
단계(S12)에서, 컴퓨터가 재해 요인, 취약 요인 및 피해 요인 범주에 각각 속하는 영향인자들에 대해 각각 결정된 세부 위험도 값들의 가중 평균으로써 토석류 발생 위험도를 산출할 수 있다.
또한 단계(S13)에서, 컴퓨터가 비탈면 붕괴 위험도 및 토석류 발생 위험도에 기초하여 종합 위험도를 평가할 수 있다.
실시예에 따라서, 세부 위험도들, 비탈면 붕괴 위험도, 토석류 발생 위험도 및 종합 위험도는 각각 5점 척도로 평가될 수 있다. 즉, 가장 안전한 상태부터 가장 위험한 상태까지 1점에서 5점까지 점수가 결정되는 것이다.
한편, 단계(S11)에서 비탈면 붕괴 위험도는 지질 요인, 지형 요인, 지반 요인, 기후 요인 및 구조물 요인 범주에 각각 속하는 영향인자들의 세부 위험도 값들에 의해 결정되는데, 도 2를 참조하여, 구체적인 영향인자들을 설명한다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 산사태 및 토석류 발생 예측 방법 중에 비탈면 붕괴 평가 단계에서 이용되는 영향 인자들을 예시한 표이다.
도 2에서, 지질 요인 범주에 속하는 영향인자는 암종이다. 예를 들어, 흑운모와 같은 광물을 다량 함유하는 변성암이나 화강암은 상대적으로 낙석이나 기반암 붕괴를 자주 일으킨다고 알려져 있다. 이에 따라, 암종은, 모암, 즉 기반암의 특성에 따라, 낙석 또는 붕괴 위험성을 상대적으로 평가한 영향인자로써 지질 요인의 범주에 속하는 영향인자이다. 한편, 도 2에 따르면, 지질 요인 범주는 비탈면 붕괴 위험도의 평가에 관하여 8%의 비중을 차지한다. 다시 말해, 지질 요인의 세부 위험도 점수의 비탈면 붕괴 위험도 산출을 위한 가중치는 0.08이다.
지형 요인 범주에 속하는 영향인자들은 각각 비탈면 경사, 경사 길이, 비탈면 높이 및 토심이다. 예를 들어, 비탈면은 경사(각도)가 급할수록, 길이가 길수록 또는 높이가 높을수록 붕괴할 가능성이 높을 것이며, 기반암 위에 놓여 있는 비탈면의 심도, 즉 토심에 따라 붕괴할 가능성이 달라질 수 있다. 이에 따라, 비탈면 경사, 경사 길이, 비탈면 높이 및 토심은 비탈면의 외형에 따라 비탈면의 붕괴 위험성을 상대적으로 평가한 영향인자들로써 지형 요인의 범주에 속하는 영향인자들이다. 한편, 도 2에 따르면, 지형 요인 범주는 비탈면 붕괴 위험도의 평가에 관하여 27%의 비중을 차지하고, 지형 요인 범주에 속하는 영향인자들은 각각 9%p, 9%p, 5%p 및 3%p의 비중을 차지한다. 다시 말해, 지형 요인 범주의 세부 위험도 점수들에 있어서, 비탈면 붕괴 위험도 산출을 위한 가중치들은 비탈면 경사, 경사 길이, 비탈면 높이 및 토심에 관하여 각각 0.09, 0.09, 0.05 및 0.03이다.
지반 요인 범주에 속하는 영향인자들은 각각 포화투수계수, 습윤단위중량, 인장균열 및 초기모관흡수력이다. 예를 들어, 지반은 강우에 의해 수분이 포화되고 전단 강도가 약해질수록 붕괴할 가능성이 높을 것이다. 이에 따라, 지반 내의 물의 흐름과 함유량을 평가할 수 있는 포화투수계수, 강우를 흡수한 지반의 무게인 습윤단위중량, 지반의 인장균열 발생 여부, 지반의 불포화 특성을 반영하고 전단 강도에 영향을 미치는 초기모관흡수력은 지반의 토질에 따라 비탈면의 붕괴 위험성을 상대적으로 평가한 영향인자들로써 지반 요인의 범주에 속하는 영향인자들이다. 한편, 도 2에 따르면, 지반 요인 범주는 비탈면 붕괴 위험도의 평가에 관하여 24%의 비중을 차지하고, 지반 요인 범주에 속하는 영향인자들은 각각 9%p, 3%p, 4%p 및 9%p의 비중을 차지한다. 다시 말해, 지반 요인 범주의 세부 위험도 점수들에 있어서, 비탈면 붕괴 위험도 산출을 위한 가중치들은 포화투수계수, 습윤단위중량, 인장균열 및 초기모관흡수력에 관하여 각각 0.09, 0.03, 0.04 및 0.09이다.
기후 요인 범주에 속하는 영향인자들은 3일 누적 강우량, 선행강우, ID 곡선 및 지하수위이다. 예를 들어, 지반은 강우량이 많으면 붕괴할 가능성이 높을 것이다. 이에 따라, 선행강우 발생 8 일전까지의 3일간 연속 누적 강우량, 평가 시점 이전의 5일 간의 선행강우, 강우강도(Intensity)와 지속시간(Duration)에 따른 ID 곡선 및 평가 지점의 지하 수위는 기상 또는 기후에 따라 비탈면의 붕괴 위험성을 상대적으로 평가한 영향인자들로써 기후 요인의 범주에 속하는 영향인자들이다. 도 2에 따르면, 기후 요인 범주는 비탈면 붕괴 위험도의 평가에 관하여 27%의 비중을 차지하고, 기후 요인 범주에 속하는 영향인자들은 각각 8%p, 7%p, 8%p 및 4%p의 비중을 차지한다. 다시 말해, 기후 요인 범주의 세부 위험도 점수들에 있어서, 비탈면 붕괴 위험도 산출을 위한 가중치들은 3일 누적 강우량, 선행강우, ID 곡선 및 지하수위에 관하여 각각 0.08, 0.07, 0.08 및 0.04이다.
기후 요인 범주의 영향인자들 중에서, 강우에 관련된 3일 누적 강우량, 선행 강우 및 ID 곡선을 각자 개별적인 영향인자로 취급한 것은 비탈면 붕괴 위험도 평가의 정확도에 기여할 수 있다.
구조물 요인 범주에 속하는 영향인자들은 인공구조물, 식생 및 보호시설이다. 예를 들어, 비탈면에 구축한 인위적인 구조물이 보호시설이 아니라면 지반의 붕괴 가능성은 높아질 것이고, 식생이 번창하면 지반의 붕괴 가능성은 낮아질 것이다. 이에 따라, 인공구조물, 식생 및 보호시설은 지반 위에 위치한 물체들에 따라 비탈면의 붕괴 위험성을 상대적으로 평가한 영향인자들로써 구조물 요인의 범주에 속하는 영향인자들이다. 도 2에 따르면, 구조물 요인 범주는 비탈면 붕괴 위험도의 평가에 관하여 15%의 비중을 차지하고, 구조물 요인 범주에 속하는 영향인자들은 각각 5%p, 2%p 및 8%p의 비중을 차지한다. 다시 말해, 구조물 요인 범주의 세부 위험도 점수들에 있어서, 비탈면 붕괴 위험도 산출을 위한 가중치들은 인공구조물, 식생 및 보호시설에 관하여 각각 0.05, 0.02 및 0.08이다.
한편, 단계(S12)에서 비탈면 붕괴 이후에 토석류로 발전할 것인지 평가하기 위한 토석류 발생 위험도는 재해 요인, 취약 요인 및 피해 요인 범주에 각각 속하는 영향인자들의 세부 위험도 값들에 의해 결정되는데, 도 3을 참조하여, 구체적인 영향인자들을 설명한다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 산사태 및 토석류 발생 예측 방법 중에 토석류 발생 평가 단계에서 이용되는 영향 인자들을 예시한 표이다.
도 3에서, 재해 요인 범주에 속하는 영향인자들은 비탈면 최대 경사, 비탈면 평균 경사, 경사 15도 이상 구간의 길이 비율, 합류 계곡의 존재, 비탈면 횡단면 형상 및 비탈면 종단면 형상이다. 예를 들어, 비탈면의 경사가 심하고 합류하는 계곡이 많거나 침식되기 좋은 비탈면이라면 붕괴 시에 토석류가 발생할 가능성이 높을 것이다. 이에 따라, 비탈면 최대 경사, 비탈면 평균 경사, 경사 15도 이상 구간의 길이 비율, 합류 계곡의 존재, 비탈면 횡단면 형상 및 비탈면 종단면 형상은 비탈면 붕괴 시에 토사가 하류까지 흘러갈 수 있는 위험성을 상대적으로 평가한 영향인자들로써 재해 요인의 범주에 속하는 영향인자들이다. 도 3에 따르면, 재해 요인 범주는 토석류 발생 위험도의 평가에 관하여 40%의 비중을 차지하고, 구체적으로 재해 요인 범주에 속하는 영향인자들은 각각 5%p, 10%p, 10%p, 10%p 및 5%p의 비중을 차지한다. 다시 말해, 재해 요인 범주의 세부 위험도 점수들에 있어서, 토석류 발생 위험도 산출을 위한 가중치들은 비탈면 최대 경사, 비탈면 평균 경사, 경사 15도 이상 구간의 길이 비율, 합류 계곡의 존재 및 비탈면 종단면 형상에 관하여 각각 0.05, 0.1, 0.1, 0.1 및 0.05이다.
다음으로, 취약 요인 범주에 속하는 영향인자들은 경사 15도 이하 구간의 길이 비율, 퇴적 공간, 배수 시설 및 사방 시설이다. 예를 들어, 하류로 흘러내려오는 토석을 퇴적시키거나 토석에 저항할 수 있다면, 토석류 피해를 줄일 수 있다. 이에 따라, 경사 15도 이하 구간의 길이 비율, 퇴적 공간, 배수 시설 및 사방 시설은 비탈면 붕괴 시에 토사가 하류로 흘러가는 동안 퇴적을 위한 공간의 유무, 배수 시설이나 사방 시설에 의한 피해 축소 가능성을 상대적으로 평가한 영향인자들로써 취약 요인의 범주에 속하는 영향인자들이다. 도 3에 따르면, 취약 요인 범주는 토석류 발생 위험도의 평가에 관하여 40%의 비중을 차지하고, 구체적으로 취약 요인 범주에 속하는 영향인자들은 각각 15%p, 10%p, 5%p 및 10%p의 비중을 차지한다. 다시 말해, 취약 요인 범주의 세부 위험도 점수들에 있어서, 토석류 발생 위험도 산출을 위한 가중치들은 경사 15도 이하 구간의 길이 비율, 퇴적 공간, 배수 시설 및 사방 시설에 관하여 각각 0.15, 0.1, 0.05 및 0.1이다.
피해 요인 범주에 속하는 영향인자들은 주변환경 및 시설까지 거리이다. 예를 들어, 만약 토석류가 인가나 도로, 그 밖에 경제적 가치가 있는 시설이 전혀 없는 장소를 지나간다면 토석류 발생에 따른 위험도는 낮아질 것이다. 이에 따라, 주변 환경 및 시설과의 거리를 상대적으로 평가한 영향인자들로써 피해 요인의 범주에 속하는 영향인자들이다. 도 3에 따르면, 피해 요인 범주는 토석류 발생 위험도의 평가에 관하여 20%의 비중을 차지하고, 구체적으로 피해 요인 범주에 속하는 영향인자들은 각각 10%p 및 10%p의 비중을 차지한다. 다시 말해, 피해 요인 범주의 세부 위험도 점수들에 있어서, 토석류 발생 위험도 산출을 위한 가중치들은 주변 환경 및 시설과 거리에 관하여 각각 0.1 및 0.1이다.
도 2 및 도 3에 예시된 영향인자들의 세부 위험도들은 각 영향인자들의 구체적인 측정값이 아닌, 상대적인 평가 점수들이라는 점이 선행기술들과 다르다. 즉, 예를 들어 비탈면 길이라는 영향인자는, 비탈면의 길이인 100 미터라는 수치로서 반영되는 것이 아니라, 특정 비탈면의 길이가 비탈면들 중에서 상대적으로 긴 편인지 또는 짧은 편인지 등의 정성적 평가에 의한 세부 위험도로서 5점 척도로 평가된다. 따라서, 이러한 세부 위험도들의 평가 점수들은, 선행기술들과 같이 붕괴 위험 지역에 센서 네트워크를 설치하여 실시간적으로 획득하지 않아도, 결정될 수 있다. 이러한 가중치들은 지역이나 기후 상황에 따라 다르게 결정될 수 있다.
다시 도 1로 돌아가서, 단계(S13)의 비탈면 붕괴 위험도 및 토석류 발생 위험도에 기초하여 종합 위험도 평가는 먼저, 비탈면 붕괴 위험도가 제1 축이고, 토석류 발생 위험도가 제1 축에 수직하는 제2 축인 판정 평면 상에서, 만약 종합 위험도의 좌표가 대각선을 중심으로 상삼각에 속하면 불안정으로, 그렇지 않으면 안정 또는 불분명으로 판정하는 평가이다. 만약 종합 위험도의 좌표가 판정 평면의 대각선 상에 있을 때에는 종합 위험도는 불분명으로 판정될 수 있다.
이러한 종합 위험도 평가를 예시하기 위해 도 4를 참조하면, 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 산사태 및 토석류 발생 예측 방법 중에 종합 위험도 평가 단계에서 이용되는 판정 평면을 예시한 모식도이다.
도 4에서, 판정 평면의 가로축은 5점 척도의 비탈면 붕괴 위험도 값을 나타내고, 세로축은 5점 척도의 토석류 발생 위험도 값에 상응한다.
만약 비탈면 붕괴 위험도가 4로 높은 상황이더라도 토석류 발생 위험도가 1이나 2로 낮으면 종합 위험도는 안정 또는 불분명으로 평가될 수 있다. 이는 비탈면 붕괴 가능성이 높더라도 그로 인하여 토석류가 발생할 가능성이 낮거나 피해가 발생할 가능성이 낮은 경우에, 종합적인 위험이 크지 않을 것이므로 타당하다.
반면에 비탈면 붕괴 위험도가 5이고 토석류 발생 위험도가 2로 다소 높아지면 종합 위험도는 불안정으로 평가될 수 있다. 이는 비탈면 붕괴 가능성이 매우 높은데 토석류 발생 가능성이 적지만 있고 피해의 가능성도 있는 경우에, 종합적인 위험을 무시할 수 없을 것이므로 타당하다.
비탈면 붕괴 위험도가 3이고 토석류 발생 위험도가 4일 때에도 종합 위험도는 불안정으로 평가될 수 있다. 이는 비탈면 붕괴 가능성이 상당히 높고 비탈면 붕괴 시에 토석류 발생 가능성이 확실히 있고 피해의 가능성도 큰 경우에, 종합적인 위험이 상당히 높을 것이므로 타당하다.
이렇듯, 비탈면 붕괴 위험도와 토석류 발생 위험도는 서로 독자적으로 종합 위험도에 영향을 줄 수 있다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 산사태 및 토석류 발생 예측 시스템을 예시한 블록도이다.
도 5를 참조하면, 산사태 및 토석류 발생 예측 시스템(50)은 비탈면 붕괴 위험도 산출부(51), 토석류 발생 위험도 산출부(52), 종합 위험도 평가부(53) 및 위험도 DB(54)를 포함할 수 있다.
먼저, 위험도 DB(54)에 예측 대상 지역의 지질 요인, 지형 요인, 지반 요인, 기후 요인 및 구조물 요인 범주에 각각 속하는 영향인자들에 대해 각각 결정된 세부 위험도 값들과, 재해 요인, 취약 요인 및 피해 요인 범주에 각각 속하는 영향인자들에 대해 각각 결정된 세부 위험도 값들이 각각 저장되어 있다.
이러한 영향인자들의 세부 위험도 값들은 실시간적으로 획득되어야 하는 정량적이고 절대적인 측정치들이 아니고, 장기간의 조사, 탐사 및 관측에 의해 결정되는 정성적이고 상대적인 척도 환산치이다. 즉, 세부 위험도들, 비탈면 붕괴 위험도, 토석류 발생 위험도 및 종합 위험도는 5점 척도로 평가될 수 있다.
비탈면 붕괴 위험도 산출부(51)는 지질 요인, 지형 요인, 지반 요인, 기후 요인 및 구조물 요인 범주에 각각 속하는 영향인자들에 대해 각각 결정된 세부 위험도 값들의 가중 평균으로써 비탈면 붕괴 위험도를 산출할 수 있다.
구체적으로, 지질 요인 범주에 속하는 영향인자는 암종, 지형 요인 범주에 속하는 영향인자들은 비탈면 경사, 경사 길이, 비탈면 높이 및 토심, 지반 요인 범주에 속하는 영향인자들은 포화투수계수, 습윤단위중량, 인장균열 및 초기모관흡수력, 기후 요인 범주에 속하는 영향인자들은 3일 누적 강우량, 선행강우, ID 곡선 및 지하수위와, 구조물 요인 범주에 속하는 영향인자들은 인공구조물, 식생 및 보호시설이다.
또한 토석류 발생 위험도 산출부(52)는 재해 요인, 취약 요인 및 피해 요인 범주에 각각 속하는 영향인자들에 대해 각각 결정된 세부 위험도 값들의 가중 평균으로써 토석류 발생 위험도를 산출할 수 있다.
구체적으로, 재해 요인 범주에 속하는 영향인자들은 비탈면 최대 경사, 비탈면 평균 경사, 경사 15도 이상 구간의 길이 비율, 합류 계곡의 존재, 비탈면 횡단면 형상 및 비탈면 종단면 형상, 상기 취약 요인 범주에 속하는 영향인자들은 경사 15도 이하 구간의 길이 비율, 퇴적 공간, 배수 시설 및 사방 시설, 상기 피해 요인 범주에 속하는 영향인자들은 주변환경 및 효용 시설까지 거리이다.
종합 위험도 평가부(53)는 비탈면 붕괴 위험도 및 토석류 발생 위험도에 기초하여 종합 위험도를 평가할 수 있다.
실시예에 따라, 종합 위험도 평가부(53)는 비탈면 붕괴 위험도가 제1 축이고, 토석류 발생 위험도가 상기 제1 축에 수직하는 제2 축인 판정 평면에서, 종합 위험도의 좌표가 대각선을 중심으로 상삼각에 속하면 불안정으로, 그렇지 않으면 안정 또는 불분명으로 평가하도록 동작할 수 있다.
본 실시예 및 본 명세서에 첨부된 도면은 본 발명에 포함되는 기술적 사상의 일부를 명확하게 나타내고 있는 것에 불과하며, 본 발명의 명세서 및 도면에 포함된 기술적 사상의 범위 내에서 당업자가 용이하게 유추할 수 있는 변형예와 구체적인 실시예는 모두 본 발명의 권리범위에 포함되는 것이 자명하다고 할 것이다.
또한, 본 발명에 따른 장치는 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체에 컴퓨터가 읽을 수 있는 코드로서 구현하는 것이 가능하다. 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체는 컴퓨터 시스템에 의하여 읽힐 수 있는 데이터가 저장되는 모든 종류의 기록장치를 포함한다. 기록매체의 예로는 ROM, RAM, 광학 디스크, 자기 테이프, 플로피 디스크, 하드 디스크, 비휘발성 메모리 등을 포함한다. 또한 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체는 네트워크로 연결된 컴퓨터 시스템에 분산되어 분산방식으로 컴퓨터가 읽을 수 있는 코드가 저장되고 실행될 수 있다.
50 산사태 및 토석류 발생 예측 시스템
51 비탈면 붕괴 위험도 산출부
52 토석류 발생 위험도 산출부
53 종합 위험도 평가부
54 위험도 DB
51 비탈면 붕괴 위험도 산출부
52 토석류 발생 위험도 산출부
53 종합 위험도 평가부
54 위험도 DB
Claims (11)
- 컴퓨터를 이용하여 정성적 영향인자들에 기초하여 산사태 및 토석류 발생 예측 방법으로서,
상기 컴퓨터가,
지질 요인, 지형 요인, 지반 요인, 기후 요인 및 구조물 요인 범주에 각각 속하는 영향인자들에 대해 각각 결정된 세부 위험도 값들의 가중 평균으로써 비탈면 붕괴 위험도를 산출하는 단계;
재해 요인, 취약 요인 및 피해 요인 범주에 각각 속하는 영향인자들에 대해 각각 결정된 세부 위험도 값들의 가중 평균으로써 토석류 발생 위험도를 산출하는 단계; 및
상기 비탈면 붕괴 위험도 및 상기 토석류 발생 위험도에 기초하여 종합 위험도를 평가하는 단계를 포함하고,
상기 지질 요인 범주에 속하는 영향인자는 암종, 상기 지형 요인 범주에 속하는 영향인자들은 비탈면 경사, 경사 길이, 비탈면 높이 및 토심, 상기 지반 요인 범주에 속하는 영향인자들은 포화투수계수, 습윤단위중량, 인장균열 및 초기모관흡수력, 상기 기후 요인 범주에 속하는 영향인자들은 3일 누적 강우량, 선행강우, ID 곡선 및 지하수위와, 상기 구조물 요인 범주에 속하는 영향인자들은 인공구조물, 식생 및 보호시설이며,
상기 재해 요인 범주에 속하는 영향인자들은 비탈면 최대 경사, 비탈면 평균 경사, 경사 15도 이상 구간의 길이 비율, 합류 계곡의 존재, 비탈면 횡단면 형상 및 비탈면 종단면 형상, 상기 취약 요인 범주에 속하는 영향인자들은 경사 15도 이하 구간의 길이 비율, 퇴적 공간, 배수 시설 및 사방 시설, 상기 피해 요인 범주에 속하는 영향인자들은 주변환경 및 효용 시설까지 거리이고,
상기 비탈면 붕괴 위험도 및 상기 토석류 발생 위험도에 기초하여 종합 위험도를 평가하는 단계는, 상기 비탈면 붕괴 위험도가 제1 축이고, 상기 토석류 발생 위험도가 상기 제1 축에 수직하는 제2 축인 판정 평면에서, 종합 위험도의 좌표가 대각선을 중심으로 상삼각에 속하면 불안정으로, 그렇지 않으면 안정 또는 불분명으로 평가하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 산사태 및 토석류 발생 예측 방법. - 삭제
- 삭제
- 삭제
- 청구항 1에 있어서, 상기 세부 위험도들, 상기 비탈면 붕괴 위험도, 상기 토석류 발생 위험도 및 상기 종합 위험도는 5점 척도로 평가되는 것을 특징으로 하는 산사태 및 토석류 발생 예측 방법.
- 컴퓨터에서 청구항 1 또는 청구항 5에 따른 산사태 및 토석류 발생 예측 방법을 구현하도록 작성되어 컴퓨터에서 독출 가능한 기록 매체에 기록된 컴퓨터용 프로그램.
- 지질 요인, 지형 요인, 지반 요인, 기후 요인 및 구조물 요인 범주에 각각 속하는 영향인자들에 대해 각각 결정된 세부 위험도 값들의 가중 평균으로써 비탈면 붕괴 위험도를 산출하는 비탈면 붕괴 위험도 산출부;
재해 요인, 취약 요인 및 피해 요인 범주에 각각 속하는 영향인자들에 대해 각각 결정된 세부 위험도 값들의 가중 평균으로써 토석류 발생 위험도를 산출하는 토석류 발생 위험도 산출부; 및
상기 비탈면 붕괴 위험도 및 상기 토석류 발생 위험도에 기초하여 종합 위험도를 평가하는 종합 위험도 평가부를 포함하고,
상기 지질 요인 범주에 속하는 영향인자는 암종, 상기 지형 요인 범주에 속하는 영향인자들은 비탈면 경사, 경사 길이, 비탈면 높이 및 토심, 상기 지반 요인 범주에 속하는 영향인자들은 포화투수계수, 습윤단위중량, 인장균열 및 초기모관흡수력, 상기 기후 요인 범주에 속하는 영향인자들은 3일 누적 강우량, 선행강우, ID 곡선 및 지하수위와, 상기 구조물 요인 범주에 속하는 영향인자들은 인공구조물, 식생 및 보호시설이며,
상기 재해 요인 범주에 속하는 영향인자들은 비탈면 최대 경사, 비탈면 평균 경사, 경사 15도 이상 구간의 길이 비율, 합류 계곡의 존재, 비탈면 횡단면 형상 및 비탈면 종단면 형상, 상기 취약 요인 범주에 속하는 영향인자들은 경사 15도 이하 구간의 길이 비율, 퇴적 공간, 배수 시설 및 사방 시설, 상기 피해 요인 범주에 속하는 영향인자들은 주변환경 및 효용 시설까지 거리이고,
상기 종합 위험도 평가부는, 상기 비탈면 붕괴 위험도가 제1 축이고, 상기 토석류 발생 위험도가 상기 제1 축에 수직하는 제2 축인 판정 평면에서, 종합 위험도의 좌표가 대각선을 중심으로 상삼각에 속하면 불안정으로, 그렇지 않으면 안정 또는 불분명으로 평가하도록 동작하는 것을 특징으로 하는 산사태 및 토석류 발생 예측 시스템. - 삭제
- 삭제
- 삭제
- 청구항 7에 있어서, 상기 세부 위험도들, 상기 비탈면 붕괴 위험도, 상기 토석류 발생 위험도 및 상기 종합 위험도는 5점 척도로 평가되는 것을 특징으로 하는 산사태 및 토석류 발생 예측 시스템.
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