KR101580062B1 - Method and system for real-time prediction and warning of landslides - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 산사태 해석에 관한 것으로, 더욱 상세하게는, 실시간 산사태 예보에 관한 것이다.The present invention relates to landslide analysis, and more particularly, to real-time landslide forecasting.
산사태나 토석류는 주거지 근처에서 일어나면 피해가 크기 때문에 예측의 필요성이 과거부터 있어왔다. 산사태는 상식적으로도 사면에 비가 많이 오면 일어날 가능성이 높을 것이라고 추측될 수 있는데, 그러한 점에서 강우량, 사면 붕괴 등 특정한 현상들을 조사하거나, 정량적인 데이터에 기초하여 산사태를 예측하는 기법들이 주로 제안되었다.Landslides and landslides have been in need from the past because damage is great if they occur near residential areas. It can be assumed that landslides are more likely to occur when rainfall is more common in slopes, and techniques for predicting landslides based on quantitative data, or by examining specific phenomena such as rainfall and slope failures, have been proposed.
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. For example, Prior Art 1 (Korean Patent No. 1000553 (Dec. 6, 2010)) filed by the National Emergency Management Agency (NEMA) is a technique that predicts the probability of occurrence of a disaster in consideration of real-time rainfall information, slope information of slope sites, to be.
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.Prior art 2 (Korean Patent No. 1103697 (2012.01.02)) is a system that can alarm the collapse of a slope using rainfall intensity and soil moisture content.
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.
선행기술들은 이러한 하드웨어적 한계 뿐 아니라, 단순히 강우량에 의존하여 산사태 발생 가능성이 높은 위험 지역을 선정할 수 있을 뿐이지 정확도가 충분히 높은 실시간적인 경보는 사실상 어렵다.The prior art can not only determine such a hardware limit but also a hazard area which is highly likely to cause landslides depending on the rainfall amount.
한편, 사면 파괴 유형의 결정과 강우 침투 및 지하수위의 합리적인 결정은 산사태 예측에서 중요한 요소들이다. 복잡한 산지 지형에 내리는 강우에 대해, 지반은 공간적으로 서로 다른 함수 상태를 가지며, 강우의 침투와 지하수 흐름을 시뮬레이션할 수 있는 물리적 기반의 산사태 모형을 사용하는 것이 산사태 예측의 핵심이다. 이에 따라 지형학적 요소, 기상학적 요소, 수문학적 요소 및 지반공학적 요소를 결합하여 물리 모델을 구성하고 수치 표고 모델, 지반 정보, 강우 정보 등을 입력하여 산사태를 예측할 수 있다. On the other hand, the determination of slope failure type and the reasonable determination of rainfall infiltration and groundwater level are important factors in landslide prediction. For rainfall on complex mountain terrain, the ground is spatially heterogeneous, and the use of a physically based landslide model to simulate rainfall infiltration and groundwater flow is central to landslide prediction. Thus, a physical model can be constructed by combining geomorphological elements, meteorological elements, hydrological elements, and geotechnical elements, and a landslide can be predicted by inputting a numerical elevation model, ground information, and rainfall information.
하지만 이러한 물리학적 기반의 산사태 모델들이 지속적으로 개발되고 있음에도 실제로 산사태 예경보에 활용되는 사례는 찾기 어렵다. 이는 입력 자료에 한계가 있거나, 해석 과정이 복잡하고 과다한 시간이 소모되어 소규모 유역 단위에서 지형을 단순화한 조건에서 제한적으로 적용될 뿐이거나, 산지에서 기반암 위의 원지하수와 강우로 인한 습윤대인 일시지하수위가 동시에 존재하면서 시간에 따라 변화하는 것을 적절히 반영하기 어렵기 때문이다.However, even though these physically based landslide models are continuously being developed, it is hard to find any cases that are actually used for landslide warning. This is because the input data are limited, the interpretation process is complicated, and the excessive time is consumed, so that it is limited only in the condition that the terrain is simplified in the small watershed unit, or the wet groundwater and groundwater It is difficult to appropriately reflect the change with time.
이에 따라, 전국적 규모의 산사태 예경보를 가능하게 하기 위해 적용 규모가 크고, 강우 조건 및 시간의 흐름에 따른 지하수위를 반영할 수 있으며, 해석 과정을 간결하게 만들어 실시간 처리가 가능한 산사태 예측 방법론이 필요하다.Therefore, it is necessary to apply the landslide forecasting methodology which can apply the real-time processing by making the interpretation process simple and reflecting the groundwater level according to the rainfall condition and time, in order to enable nationwide scale landslide warning. Do.
본 발명이 해결하고자 하는 과제는 실시간 산사태 예경보 방법 및 시스템을 제공하는 데에 있다.A problem to be solved by the present invention is to provide a real-time landslide warning method and system.
본 발명이 해결하고자 하는 과제는 해석 과정을 간결하게 하여 전국적 규모의 면적에서 구현할 수 있는 실시간 산사태 예경보 방법 및 시스템을 제공하는 데에 있다.A problem to be solved by the present invention is to provide a real-time landslide warning method and system that can be implemented on an area of nationwide scale by simplifying an analysis process.
본 발명이 해결하고자 하는 과제는 정성적 기법과 정량적 기법을 결합하여 복합적으로 판정함으로써 산사태 발생 가능 지역을 미리 선별할 수 있는 실시간 산사태 예경보 방법 및 시스템을 제공하는 데에 있다.A problem to be solved by the present invention is to provide a real-time landslide warning method and system capable of selecting a landslide-susceptible area in advance by combining qualitative and quantitative methods and determining them in a complex manner.
본 발명이 해결하고자 하는 과제는 강우 및 시간에 따른 지하수위의 변화를 고려할 수 있는 실시간 산사태 예경보 방법 및 시스템을 제공하는 데에 있다.A problem to be solved by the present invention is to provide a real-time landslide warning method and system that can take into consideration changes in groundwater level due to rainfall and time.
본 발명의 해결과제는 이상에서 언급된 것들에 한정되지 않으며, 언급되지 아니한 다른 해결과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확히 이해될 수 있을 것이다.The solution to the problem of the present invention is not limited to those mentioned above, and other solutions not mentioned can be clearly understood by those skilled in the art from the following description.
본 발명의 일 측면에 따른 컴퓨터를 이용한 실시간 산사태 예경보 방법은,According to an aspect of the present invention, there is provided a real-time landslide warning method using a computer,
상기 컴퓨터가,The computer comprising:
(a) 예경보 대상 지역들의 지질 요인, 지형 요인, 지반 요인, 기후 요인, 구조물 요인, 재해 요인, 취약 요인 및 피해 요인 중 적어도 하나의 범주에 속하는 영향 인자들에 기초하여 위험 지역을 선정하는 단계;(a) Selection of hazardous areas based on impact factors belonging to at least one category of geological factors, geographical factors, geographical factors, climate factors, structural factors, disaster factors, vulnerable factors and damage factors of warning target areas ;
(b) 소정의 함수 조건에서 위험 지역의 최소 사면 안전율을 산출하고, 모든 지점에서 최소 사면 안전율 값이 소정의 제1 기준값보다 큰지 여부에 따라, 안정 또는 조건부 안정 중 하나로 판정하는 단계;(b) calculating a minimum slope safety factor of the hazardous area under a predetermined function condition, and determining whether the minimum slope safety value at all the points is greater than a predetermined first reference value;
(c) 만약 위험 지역이 조건부 안정인 것으로 판정되는 경우에, 위험 지역의 함수 특성, 지형 및 강우 조건에 기초하여 예측 시간 동안의 지하수위의 변화를 예측하는 단계; 및(c) predicting a change in groundwater level during a predicted time based on a function characteristic of the hazardous area, a topography and a rainfall condition, if the dangerous area is determined to be conditionally stable; And
(d) 예측 시간 동안의 지하수위의 변화에 따라, 예측 시간 동안의 위험 지역의 예측 사면 안전율을 산출하고, 예측 시간 동안 예측 사면 안전율 값이 소정의 제2 기준값보다 큰지 여부에 따라, 안정 또는 산사태 경보 중 하나로 판정하는 단계를 포함할 수 있다.(d) calculating a predicted slope safety factor of the dangerous area during the predicted time according to the change of the groundwater level during the predicted time, and determining whether the predicted slope safety value is greater than a predetermined second reference value during the predicted time, And an alarm.
일 실시예에 따라, 단계 (a)는According to one embodiment, step (a) comprises
예경보 대상 지역들의 지질 요인, 지형 요인, 지반 요인, 기후 요인 및 구조물 요인 범주에 각각 속하는 영향인자들에 대해 각각 결정된 세부 위험도 값들의 가중 평균으로써 사면 붕괴 위험도를 산출하는 단계;Calculating the slope decay risk as a weighted average of the detailed risk values determined for each of the influence factors belonging to the geological factor, the geographical factor, the ground factor, the climatic factor and the structural factor category of the warning target areas;
재해 요인, 취약 요인 및 피해 요인 범주에 각각 속하는 영향인자들에 대해 각각 결정된 세부 위험도 값들의 가중 평균으로써 토석류 발생 위험도를 산출하는 단계; 및Calculating the risk of occurrence of the undisturbed lands by using the weighted average of the detailed risk values determined for each of the impact factors belonging to the disaster factor, the vulnerability factor and the damage factor category, respectively; And
상기 사면 붕괴 위험도 및 상기 토석류 발생 위험도에 따라 평가되는 종합 위험도에 기초하여 위험 지역을 선정하는 단계를 포함할 수 있다.And selecting a dangerous area based on the comprehensive risk assessed according to the slope collapse risk and the risk of the occurrence of the earths.
일 실시예에 따라, 상기 지질 요인 범주에 속하는 영향인자는 암종, 상기 지형 요인 범주에 속하는 영향인자들은 사면 경사, 경사 길이, 사면 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.According to one embodiment, the influencing factors belonging to the geological factor category include carcinoma, the influential factors belonging to the geographical factor category include slope inclination, slope length, slope height, and depth of field, The influence factors belonging to the category of wet unit weight, tensile crack and initial capillary absorption, the cumulative rainfall of 3 days, the preceding rainfall, the ID curve and the groundwater level, and the influence factors belonging to the above structural factor categories, Lt; / RTI >
일 실시예에 따라, 상기 재해 요인 범주에 속하는 영향인자들은 사면 최대 경사, 사면 평균 경사, 경사 15도 이상 구간의 길이 비율, 합류 계곡의 존재, 사면 횡단면 형상 및 사면 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.According to one embodiment, the influencing factors belonging to the disaster factor category are slope maximum slope, slope mean slope, ratio of length of
일 실시예에 따라, 상기 사면 붕괴 위험도 및 상기 토석류 발생 위험도에 따라 평가되는 종합 위험도에 기초하여 위험 지역을 선정하는 단계는,According to one embodiment, the step of selecting a hazardous area based on the comprehensive risk assessed according to the slope collapse risk and the risk of the occurrence of the earth-
상기 사면 붕괴 위험도가 제1 축이고, 상기 토석류 발생 위험도가 상기 제1 축에 수직하는 제2 축인 판정 평면에서, 판정 평면 상의 종합 위험도의 좌표가 대각선을 중심으로 상삼각에 속하면 불안정으로, 그렇지 않으면 안정 또는 불분명으로 평가하는 단계; 및In the judgment plane in which the risk of slope collapse is the first axis and the risk of the occurrence of the earth stone is the second axis perpendicular to the first axis and the coordinates of the comprehensive risk on the judgment plane belongs to the upper triangle around the diagonal line, Evaluating it as stable or unclear; And
예측 대상 지역들 중에 불안정으로 평가된 지역으로써 위험 지역을 선정하는 단계를 포함할 수 있다.And selecting the dangerous area as the unstable evaluated area among the prediction target areas.
일 실시예에 따라, 단계 (c)는 According to one embodiment, step (c) comprises
(c-1) 강우 침투 모델에 따라, 위험 지역의 함수 특성, 지형 및 강우 조건에 기초하여 침투량 및 습윤대 깊이를 산출하는 단계;(c-1) calculating the infiltration amount and the wetting-to-depth based on the function characteristic of the hazardous area, the terrain and the rainfall condition, according to the rainfall infiltration model;
(c-2) 불포화대의 저류 시간을 고려하여, 지하수 함양량의 분포를 산출하는 단계;(c-2) calculating the distribution of the groundwater recharge amount in consideration of the retention time of the unsaturated zone;
(c-3) 지하수 함양량의 분포와 지하수 흐름에 기초하여 지하수위를 결정하는 단계; 및(c-3) determining the groundwater level based on the distribution of groundwater recharge and groundwater flow; And
(c-4) 예측 시간 동안 단계 (c-1) 내지 단계 (c-3)를 반복하여 예측 시간 동안의 위험 지역의 지하수위의 변화를 예측하는 단계를 포함할 수 있다.and repeating steps (c-1) to (c-3) during the predicted time period (c-4) to predict a change in groundwater level of the dangerous area during the predicted time.
일 실시예에 따라, 단계 (b)에서 상기 최소 사면 안전율은 2차원 한계 평형 해석을 통해 산출될 수 있다.According to one embodiment, in step (b), the minimum slope safety factor may be calculated through a two-dimensional limit equilibrium analysis.
일 실시예에 따라, 단계 (d)에서 상기 예측 사면 안전율(FS)은 다음 수학식According to one embodiment, in step (d), the predicted slope safety factor FS is calculated by the following equation
에 따라 산출되며, 여기서, 
일 실시예에 따라, 단계 (d)에서 상기 예측 사면 안전율(FS)은 다음 수학식According to one embodiment, in step (d), the predicted slope safety factor FS is calculated by the following equation
에 따라 산출되며, 여기서, 
본 발명의 다른 측면에 따른 실시간 산사태 예경보 시스템은,A real-time landslide warning system according to another aspect of the present invention includes:
예경보 대상 지역들의 지질 요인, 지형 요인, 지반 요인, 기후 요인, 구조물 요인, 재해 요인, 취약 요인 및 피해 요인 중 적어도 하나의 범주에 속하는 영향 인자들에 기초하여 위험 지역을 선정하는 위험 지역 선정부;Example Hazardous area selection of hazardous area based on influence factors belonging to at least one category of geological factor, geographical factor, geographical factor, climate factor, structural factor, disaster factor, vulnerable factor and damage factor of warning target areas ;
소정의 함수 조건에서 위험 지역의 최소 사면 안전율을 산출하고, 모든 지점에서 최소 사면 안전율 값이 소정의 제1 기준값보다 큰지 여부에 따라, 안정 또는 조건부 안정 중 하나로 판정하는 최소 사면 안전율 판정부;Calculating a minimum slope safety factor of the hazardous area under a predetermined function condition and determining whether the minimum slope safety factor is greater than a predetermined first reference value at all points as one of stable or conditional stability;
만약 위험 지역이 조건부 안정인 것으로 판정되는 경우에, 위험 지역의 함수 특성, 지형 및 강우 조건에 기초하여 예측 시간 동안의 지하수위의 변화를 예측하는 지하수위 예측부; 및A groundwater level predicting unit for predicting a change in the groundwater level during the predicted time based on the water quality characteristic of the hazardous area, the topography and the rainfall condition when the dangerous area is judged to be conditionally stable; And
예측 시간 동안의 지하수위의 변화에 따라, 예측 시간 동안의 위험 지역의 예측 사면 안전율을 산출하고, 예측 시간 동안 예측 사면 안전율 값이 소정의 제2 기준값보다 큰지 여부에 따라, 안정 또는 산사태 경보 중 하나로 판정하는 예측 사면 안전율 판정부를 포함할 수 있다.The predicted slope safety rate of the dangerous area during the predicted time is calculated in accordance with the change of the groundwater level during the predicted time and whether the predicted slope safety rate value is greater than the predetermined second reference value during the predicted time, Based on the estimated slope safety rate.
본 발명의 실시간 산사태 예경보 방법 및 시스템에 따르면, 해석 과정을 간결하게 하여 전국적 규모의 면적에서 구현할 수 있다.According to the real-time landslide warning method and system of the present invention, the interpretation process can be simplified and implemented in an area of nationwide scale.
본 발명의 실시간 산사태 예경보 방법 및 시스템에 따르면, 정성적 기법과 정량적 기법을 결합하여 복합적으로 판정함으로써 산사태 발생 가능 지역을 미리 선별할 수 있는 실시간 산사태 예경보 방법 및 시스템을 제공하는 데에 있다.According to the real-time landslide warning method and system of the present invention, it is possible to provide a real-time landslide warning method and system capable of selecting a landslide-susceptible area in advance by combining a qualitative and a quantitative method.
본 발명의 실시간 산사태 예경보 방법 및 시스템에 따르면, 산사태 예경보를 위해 강우 및 시간에 따른 지하수위의 변화를 고려할 수 있다. According to the real-time landslide warning method and system of the present invention, for the landslide warning, it is possible to consider changes in groundwater level due to rainfall and time.
본 발명의 효과는 이상에서 언급된 것들에 한정되지 않으며, 언급되지 아니한 다른 효과들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.The effects of the present invention are not limited to those mentioned above, and other effects not mentioned can be clearly understood by those skilled in the art from the following description.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 실시간 산사태 예경보 방법을 예시한 순서도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 실시간 산사태 예경보 방법 중의 정성적 평가를 통한 산사태 위험 지역의 선정 단계를 구체적으로 예시한 순서도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 실시간 산사태 예경보 방법 중의 정성적 평가를 통한 산사태 위험 지역의 선정 단계에서 사면 붕괴 평가 절차에 이용되는 영향 인자들을 예시한 표이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 실시간 산사태 예경보 방법 중의 정성적 평가를 통한 산사태 위험 지역의 선정 단계에서 토석류 발생 평가 절차에 이용되는 영향 인자들을 예시한 표이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 실시간 산사태 예경보 방법 중의 정성적 평가를 통한 산사태 위험 지역의 선정 단계에서 위험도 평가 절차에 이용되는 판정 평면을 예시한 모식도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 실시간 산사태 예경보 방법 중의 강우 조건에 따른 지하수위 변화 예측 단계를 구체적으로 예시한 순서도이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 실시간 산사태 예경보 방법 중의 강우 조건에 따른 지하수위 변화 예측 단계에서, 지반 내의 강우와 지하수의 거동을 개략적으로 예시한 모식도이다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 실시간 산사태 예경보 방법 중의 강우 조건에 따른 지하수위 변화 예측 단계에서, 지하수 흐름에 따라 지하수위를 예측하는 절차를 계략적으로 예시한 모식도이다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 실시간 산사태 예경보 시스템을 예시한 블록도이다.1 is a flowchart illustrating a real-time landslide warning method according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a flowchart specifically illustrating a selection step of a landslide hazard area through qualitative evaluation in a real-time landslide warning method according to an exemplary embodiment of the present invention.
FIG. 3 is a table illustrating influential factors used in the slope failure evaluation process in the selection of the landslide hazard area through qualitative evaluation in the real-time landslide warning method according to an embodiment of the present invention.
FIG. 4 is a table illustrating influencing factors used in the process of estimating the occurrence of a landslide in the selection of a landslide hazard area through a qualitative evaluation in the real-time landslide warning method according to an embodiment of the present invention.
5 is a schematic diagram illustrating a determination plane used in a risk assessment procedure in a selection stage of a landslide hazard area through a qualitative evaluation in a real-time landslide warning method according to an embodiment of the present invention.
FIG. 6 is a flowchart illustrating a groundwater level change prediction step according to a rainfall condition in a real-time landslide warning method according to an exemplary embodiment of the present invention.
FIG. 7 is a schematic diagram illustrating the behavior of rainfall and groundwater in the ground in the prediction of groundwater level change according to rainfall conditions in the real-time landslide warning method according to an embodiment of the present invention.
8 is a schematic diagram illustrating a procedure for predicting the groundwater level according to the groundwater flow in the step of predicting the groundwater level change according to the rainfall condition in the real-time landslide warning method according to the embodiment of the present invention.
9 is a block diagram illustrating a real-time landslide warning system in accordance with an embodiment of the present invention.
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.For the embodiments of the invention disclosed herein, specific structural and functional descriptions are set forth for the purpose of describing an embodiment of the invention only, and it is to be understood that the embodiments of the invention may be practiced in various forms, The present invention should not be construed as limited to the embodiments described in Figs.
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.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. The same reference numerals are used for the same constituent elements in the drawings and redundant explanations for the same constituent elements are omitted.
본 명세서의 전반에 걸쳐, "사면" 용어와 "비탈면" 용어는 혼용될 수 있다.Throughout this specification, the terms "slope" and "slope" can be used interchangeably.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 실시간 산사태 예경보 방법을 예시한 순서도이다.1 is a flowchart illustrating a real-time landslide warning method according to an embodiment of the present invention.
도 1을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 컴퓨터를 이용한 실시간 산사태 예경보 방법은 컴퓨터를 이용하여 실시간으로 광역 산사태 예경보를 실현할 수 있는 방법이다. 통상적으로 컴퓨터가 광역의 예경보 대상 지역들 전체에 대해 사면 붕괴 해석을 수행하려면 대단히 많은 비용과 자원이 투입되어야 하므로 적절하지 않다. 대신에, 산사태가 발생할 가능성이 있는 위험 지역들을 먼저 선정함으로써 필요한 연산 자원을 줄이고 경보 발령 여부의 판정 시간을 감축할 수 있다. Referring to FIG. 1, a real-time landslide warning method using a computer according to an embodiment of the present invention can realize real-time wide-area landslide warning using a computer. In general, it is not appropriate for a computer to perform slope decay analysis over a wide area of the warning target areas because a great deal of cost and resources must be input. Instead, risky areas with potential landslides can be selected first, thereby reducing the computational resources required and reducing the time to determine whether or not an alert is issued.
특히, 본 발명의 실시간 산사태 예경보 방법은 위험 지역들의 선정을 위해 정량적 변수들을 이용하는 수리학적 모델 또는 지반공학 모델이 아닌, 정성적 요인들의 평가 점수들을 이용한다.In particular, the real-time landslide warning method of the present invention uses evaluation scores of qualitative factors, rather than hydraulic models or geotechnical models that use quantitative variables to select hazardous areas.
이를 위해, 먼저 단계(S11)에서, 컴퓨터가 예경보 대상 지역들의 지질 요인, 지형 요인, 지반 요인, 기후 요인, 구조물 요인, 재해 요인, 취약 요인 및 피해 요인 중 적어도 하나의 범주에 속하는 영향 인자들의 점수에 기초하여 위험 지역을 선정할 수 있다.In order to do this, in step S11, it is determined whether or not the computer is in a state where at least one of the influence factors belonging to at least one of the geological factor, geographical factor, ground factor, climatic factor, structural factor, disaster factor, You can select a hazard area based on your score.
다음으로, 단계(S12)에서, 컴퓨터가 소정의 함수 조건에서 위험 지역의 최소 사면 안전율을 산출하고, 모든 지점에서 최소 사면 안전율 값이 소정의 기준값보다 큰지 여부에 따라, 안정 또는 조건부 안정 중 하나로 판정할 수 있다.Next, in step S12, the computer calculates the minimum slope safety factor of the hazardous area under the predetermined function condition, and determines whether the minimum slope safety factor value at all the points is greater than the predetermined reference value, can do.
단계(S13)에서, 컴퓨터가 만약 위험 지역이 조건부 안정인 것으로 판정되는 경우에, 위험 지역의 함수 특성, 지형 및 강우 조건에 기초하여 예측 시간 동안의 지하수위의 변화를 예측할 수 있다.In step S13, if the hazardous area is determined to be conditionally stable, the computer can predict a change in the groundwater level over the predicted time based on the hazardous area's function characteristics, terrain, and rainfall conditions.
단계(14)에서, 컴퓨터가 예측 시간 동안의 지하수위의 변화에 따라, 예측 시간 동안의 위험 지역의 예측 사면 안전율을 산출하고, 예측 시간 동안 예측 사면 안전율 값이 소정의 제2 기준값보다 큰지 여부에 따라, 안정 또는 산사태 경보 중 하나로 판정할 수 있다.In step 14, the computer calculates the predicted slope safety factor of the dangerous area during the predicted time according to the change of the groundwater level during the predicted time, and determines whether the predicted slope safety factor value is greater than a predetermined second reference value Accordingly, it can be judged to be one of stability or landslide warning.
구체적으로 단계(S11)의 세부적인 절차를 예시하기 위해 도 2를 참조하면, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 실시간 산사태 예경보 방법 중의 정성적 평가를 통한 산사태 위험 지역의 선정 단계를 구체적으로 예시한 순서도이다.Referring to FIG. 2, the detailed steps of step S11 will be described. FIG. 2 is a flowchart illustrating a method of selecting a landslide hazard area through qualitative evaluation of a real-time landslide warning method according to an exemplary embodiment of the present invention. Fig.
도 2에서, 단계(S11)의 영향 인자들의 점수에 기초하여 위험 지역을 선정하는 단계는 단계(S111) 내지 단계(S113)로 구성될 수 있다.In Fig. 2, the step of selecting the dangerous area based on the score of the influence factors of step S11 may be composed of steps S111 to S113.
단계(S111)에서, 컴퓨터가 예경보 대상 지역들의 지질 요인, 지형 요인, 지반 요인, 기후 요인 및 구조물 요인 범주에 각각 속하는 영향인자들에 대해 각각 결정된 세부 위험도 값들의 가중 평균으로써 사면 붕괴 위험도를 산출할 수 있다.In step S111, the computer calculates the slope decay risk as a weighted average of the detailed risk values determined for each influence factor belonging to the geological factor, geographical factor, ground factor, climatic factor and structural factor category of the pre-alert areas can do.
지질 요인 범주에 속하는 영향인자는 암종, 지형 요인 범주에 속하는 영향인자들은 사면 경사, 경사 길이, 사면 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 보호시설과 같이 예시될 수 있다.The influencing factors belonging to the geological factor category are carcinoma, the influence factor belonging to the category of terrain factor are slope slope, slope length, slope height and soil depth, factors affecting the soil factor category are saturated permeability coefficient, wet unit weight, tensile crack, Influential factors in the absorption, climate factor categories can be exemplified as 3 day cumulative rainfall, preceding rainfall, ID curve and groundwater level, and influential factors in the category of structure factor, such as artificial structures, vegetation and shelter.
잠시, 도 3을 참고하여 사면 붕괴 위험도 산출 단계에 이용되는 영향인자들을 설명하면, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 실시간 산사태 예경보 방법 중의 정성적 평가를 통한 산사태 위험 지역의 선정 단계에서 사면 붕괴 평가 절차에 이용되는 영향 인자들을 예시한 표이다.3, the influence factors used in the slope collapse risk calculation step will be described with reference to FIG. 3. FIG. 3 is a flowchart illustrating a method for selecting a landslide hazard area according to an embodiment of the present invention, This table is an example of the influence factors used in the slope failure evaluation procedure.
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 3에 따르면, 지질 요인 범주는 사면 붕괴 위험도의 평가에 관하여 8%의 비중을 차지한다.The influencing factor belonging to the lipid factor category is carcinoma. For example, metamorphic or granitic rocks containing large amounts of minerals such as biotite are known to cause relatively frequent rockfall or bedrock collapse. Thus, carcinoma is an influential factor that belongs to the category of lipid factors as a factor influencing the relative risk of rockfall or collapse, depending on the characteristics of the parent rock, ie bedrock. On the other hand, according to Fig. 3, the geological factor category accounts for 8% of the slope failure risk assessment.
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 3에 따르면, 지형 요인 범주는 사면 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.The influencing factors belonging to the topographic category are slope slope, slope length, slope height, and depth of field. For example, the slope will be more likely to collapse as the slope (angle) increases, as the length increases, or as the height increases, and the depth of the slope on the bedrock, that is, the likelihood of collapse along the slope, may vary. Thus, slope inclination, slope length, slope height, and depth of field are influential factors affecting the risk of collapse of the slope according to the profile of the slope, and are influential factors belonging to the category of the topography factor. According to FIG. 3, the topographical category accounted for 27% of the slope risk, and the influential factors in the topographic category were 9% p, 9% p, 5% p and 3% p Of the total.
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 3에 따르면, 지반 요인 범주는 사면 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.The influential factors in the geotechnical category are saturation permeability coefficient, wet unit weight, tensile crack and initial capillary absorption. For example, the ground will be more likely to collapse as the water is saturated by rainfall and the shear strength is weakened. Therefore, the saturation permeability coefficient which can evaluate the water flow and content in the ground, the wet unit weight which is the weight of the ground absorbing the rainfall, the occurrence of tensile crack in the ground, and the unsaturation characteristics of the ground, The capillary absorption capacity is an influence factor that relatively assesses the risk of collapse of the slope depending on the soil properties of the ground. According to FIG. 3, the geotechnical factor accounted for 24% of the slope failure risk, and the influence factors in the geotechnical category were 9% p, 3% p, 4% p and 9% p Of the total.
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 3에 따르면, 기후 요인 범주는 사면 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.Impact factors in the Climate Factor category are cumulative 3-day rainfall, preceding rainfall, ID curve and groundwater level. For example, if there is a large amount of rainfall, the ground will likely collapse. Accordingly, the cumulative rainfall for 3 days up to 8 days before the preceding rainfall, the preceding rainfall for 5 days before the evaluation point, the ID curve according to the intensity and the duration, These are influential factors that relate to the risk of slope failure depending on the climate and belong to the category of climate factors. According to FIG. 3, the category of climate factor accounts for 27% of the risk of slope failure, and the influential factors in the category of climate factor are 8% p, 7% p, 8% p and 4% p respectively Occupies.
기후 요인 범주의 영향인자들 중에서, 강우에 관련된 3일 누적 강우량, 선행 강우 및 ID 곡선을 각자 개별적인 영향인자로 취급한 것은 사면 붕괴 위험도 평가의 정확도에 기여할 수 있다.Of the influencing factors of the climate factor category, treating the three-day cumulative rainfall, preceding rainfall and ID curve associated with rainfall as individual impact factors can contribute to the accuracy of the slope failure risk assessment.
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 3에 따르면, 구조물 요인 범주는 사면 붕괴 위험도의 평가에 관하여 15%의 비중을 차지하고, 구조물 요인 범주에 속하는 영향인자들은 각각 5%p, 2%p 및 8%p의 비중을 차지한다.The influencing factors in the structural factor category are man - made structures, vegetation and shelter. For example, if an artificial structure built on a slope is not a protection facility, the probability of collapse of the ground will increase, and the probability of collapse of the ground will decrease if vegetation flourishes. Therefore, artificial structures, vegetation, and shelter are influential factors that are related to the factors of structure factor as relatively influencing factors to evaluate the risk of collapse of slope according to the objects located on the ground. According to FIG. 3, the structural factor category occupies 15% of the slope risk assessment, and the influence factor of the structural factor category occupies 5% p, 2% p and 8% p, respectively.
이어서, 단계(S112)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.Subsequently, in step S112, the risk may be calculated by the computer as a weighted average of the detailed risk values, which are respectively determined for the influence factors belonging respectively to the disaster factor, the vulnerability factor, and the damage factor category.
재해 요인 범주에 속하는 영향인자들은 사면 최대 경사, 사면 평균 경사, 경사 15도 이상 구간의 길이 비율, 합류 계곡의 존재, 사면 횡단면 형상 및 사면 종단면 형상, 취약 요인 범주에 속하는 영향인자들은 경사 15도 이하 구간의 길이 비율, 퇴적 공간, 배수 시설 및 사방 시설, 피해 요인 범주에 속하는 영향인자들은 주변환경 및 효용 시설까지 거리와 같이 예시될 수 있다.Influencing factors belonging to the category of disaster factor are slope maximum slope, slope mean slope, length ratio of
잠시, 도 4를 참고하여 토석류 발생 위험도 산출 단계에 이용되는 영향인자들을 설명하면, 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 실시간 산사태 예경보 방법 중의 정성적 평가를 통한 산사태 위험 지역의 선정 단계에서 토석류 발생 평가 절차에 이용되는 영향 인자들을 예시한 표이다.4, the influence factors used in the calculation of the risk of destructive dust generation will be described with reference to FIG. 4. FIG. 4 is a flowchart illustrating a method of detecting a landslide hazard area according to an embodiment of the present invention. This table is a table showing the influence factors used in the earthquake occurrence evaluation procedure.
도 4에서, 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 사면 붕괴 시에 토사가 하류까지 흘러갈 수 있는 위험성을 상대적으로 평가한 영향인자들로써 재해 요인의 범주에 속하는 영향인자들이다. 도 4에 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.In Fig. 4, the influential factors belonging to the disaster factor category are slope maximum slope, slope mean slope, length ratio of
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 사면 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 4에 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.Next, the influential factors in the vulnerability category are the length ratio, the sedimentation space, the drainage facility and the all-round facility below 15 degrees of inclination. For example, if you can deposit sediment that flows downward or resist the sediment, you can reduce the damage to the sediment. As a result, the ratio of lengths of slopes below 15 degrees, the accumulation space, the drainage facilities, and the four-way facilities can be used to determine the presence or absence of space for sedimentation, These are influential factors that fall under the category of vulnerability as relatively influential influencing factors. According to Fig. 4, the category of vulnerability accounts for 40% of the risk for the risk of destruction of stones. Specifically, the influential factors in the category of vulnerability are 15% p, 10% p, 5% p and 10% p Of the total.
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 4에 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.Influential factors in the damage category are the distance to the environment and the facility. For example, if the debris flows past a site where there are no facilities with acceptable accreditation, roads, or other economic value, the risk of debris flow will be reduced. Therefore, it is influential factors that relatively evaluate the distance from the surrounding environment and facilities, and are influential factors belonging to the category of the damage factor. According to FIG. 4, the category of damage factor accounts for 20% of the risk of destructive events, and the impact factors in the category of damage factor are 10% p and 10% p, respectively.
도 3 및 도 4에 예시된 영향인자들의 세부 위험도들은 각 영향인자들의 구체적인 측정값이 아닌, 상대적인 평가 점수들이라는 점이 선행기술들과 다르다. 즉, 세부 위험도들, 사면 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.The specific risk scores of the influence factors illustrated in Figures 3 and 4 differ from the prior art in that they are relative assessment scores rather than specific measures of each influence factor. That is, the detailed risks, the slope failure risk, the risk of soil erosion, and the overall risk can be evaluated on a scale of 5 points each. In other words, scores from 1 to 5 are determined from the safest state to the most dangerous state.
예를 들어 비탈면 길이라는 영향인자는, 예를 들어 100 미터라는 수치로서 반영되는 것이 아니라, 특정 비탈면의 길이가 비탈면들 중에서 상대적으로 긴 편인지 또는 짧은 편인지를 기준으로 하는 정성적 평가에 의한 세부 위험도로서 5점 척도로, 예를 들어 3점 평가된다. 따라서, 이러한 세부 위험도들의 평가 점수들은, 선행기술들과 같이 붕괴 위험 지역에 센서 네트워크를 설치하여 실시간적으로 획득하지 않아도, 결정될 수 있다. For example, the influence factor of the slope length is not reflected as a numerical value of, for example, 100 meters, but is a detailed risk due to a qualitative evaluation based on a relatively long slope or a short slope of a
영향인자들의 비중은 사면 붕괴 위험도 및 토석류 발생 위험도를 각각 산출하기 위한 가중치들이고, 가중치들은 지역이나 기후 상황에 따라 다르게 결정될 수 있다.The weight of the impact factors are the weights for calculating the risk of slope collapse and the risk of occurrence of landslide, respectively, and the weights can be determined differently depending on the region and climate conditions.
단계(S113)에서, 컴퓨터가 사면 붕괴 위험도 및 토석류 발생 위험도에 따라 평가되는 종합 위험도에 기초하여 위험 지역을 선정할 수 있다.In step S113, the computer can select a hazardous area based on the comprehensive risk assessed according to the slope collapse risk and the risk of the occurrence of the undisturbed.
위험 지역의 선정 절차는 구체적으로, 사면 붕괴 위험도가 제1 축이고, 토석류 발생 위험도가 제1 축에 수직하는 제2 축인 판정 평면에서, 종합 위험도의 좌표가 대각선을 중심으로 상삼각에 속하면 불안정으로, 그렇지 않으면 안정 또는 불분명으로 평가하는 단계 및 예측 대상 지역들 중에 불안정으로 평가된 지역으로써 위험 지역을 선정하는 단계를 포함할 수 있다.Specifically, the hazardous area selection procedure is unstable if the risk of slope failure is the first axis and the risk of debris flow is the second axis perpendicular to the first axis in the determination plane and the coordinates of the overall risk are in the upper triangle centered on the diagonal line , Otherwise evaluating it as stable or unclear, and selecting the hazard area as the unstable evaluated area among the predicted areas.
이러한 종합 위험도 평가를 예시하기 위해 도 5를 참조하면, 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 실시간 산사태 예경보 방법 중의 정성적 평가를 통한 산사태 위험 지역의 선정 단계에서 위험도 평가 절차에 이용되는 판정 평면을 예시한 모식도이다.FIG. 5 is a block diagram illustrating an example of a comprehensive risk assessment of a landslide hazard area according to an embodiment of the present invention. In FIG. 5, Fig.
도 5에서, 판정 평면의 가로축은 5점 척도의 사면 붕괴 위험도 값을 나타내고, 세로축은 5점 척도의 토석류 발생 위험도 값에 상응한다. 5, the abscissa of the judgment plane represents the slope decay risk value of the five-point scale, and the vertical axis corresponds to the risk value of the five-point scale.
만약 사면 붕괴 위험도가 4로 높은 상황이더라도 토석류 발생 위험도가 1이나 2로 낮으면 종합 위험도는 안정 또는 불분명으로 평가될 수 있다. 이는 사면 붕괴 가능성이 높더라도 그로 인하여 토석류가 발생할 가능성이 낮거나 피해가 발생할 가능성이 낮은 경우에, 종합적인 위험이 크지 않을 것이므로 타당하다.Even if the risk of slope collapse is high 4, if the risk of debris flow is as low as 1 or 2, the overall risk can be evaluated as stable or unclear. This is reasonable because a comprehensive risk would not be great if the probability of slope failure is high and thus the likelihood of occurrence of debris is low or the likelihood of damage is low.
반면에 사면 붕괴 위험도가 5이고 토석류 발생 위험도가 2로 다소 높아지면 종합 위험도는 불안정으로 평가될 수 있다. 이는 사면 붕괴 가능성이 매우 높은데 토석류 발생 가능성이 적지만 있고 피해의 가능성도 있는 경우에, 종합적인 위험을 무시할 수 없을 것이므로 타당하다.On the other hand, if the risk of slope collapse is 5 and the risk of debris flow is 2, the overall risk can be evaluated as unstable. This is reasonable because it is very likely that the slope collapse is likely, but the potential risks are less likely to occur, and that the overall risk can not be ignored.
사면 붕괴 위험도가 3이고 토석류 발생 위험도가 4일 때에도 종합 위험도는 불안정으로 평가될 수 있다. 이는 사면 붕괴 가능성이 상당히 높고 사면 붕괴 시에 토석류 발생 가능성이 확실히 있고 피해의 가능성도 큰 경우에, 종합적인 위험이 상당히 높을 것이므로 타당하다.Even when the slope collapse risk is 3 and the risk of debris flow is 4, the overall risk can be evaluated as unstable. This is reasonable because the overall risk is considerably higher when the probability of slope failure is considerably high and the probability of the occurrence of the devastating earthquake is high and the likelihood of damage is high at the time of slope collapse.
이렇듯, 사면 붕괴 위험도와 토석류 발생 위험도는 서로 독자적으로 종합 위험도에 영향을 줄 수 있다.As such, the risk of slope failure and the risk of soil erosion can independently affect the overall risk.
도 1을 다시 참조하면, 위험 지역이 선정되면, 이어서 단계(S12)에서, 컴퓨터가 소정의 함수 조건에서 위험 지역의 최소 사면 안전율을 산출하고, 모든 지점에서 최소 사면 안전율 값이 소정의 제1 기준값보다 큰지 여부에 따라, 안정 또는 조건부 안정 중 하나로 판정할 수 있다.Referring again to FIG. 1, if a hazardous area is selected, then, in step S12, the computer calculates a minimum slope safety factor of the hazardous area under a predetermined functional condition, and at each point the minimum slope safety factor is set to a predetermined first reference value , It can be determined to be either stable or conditionally stable.
여기서, 최소 사면 안전율은 알려진 다양한 한계 평형 해석 기법들 중에서 적절하게 선택된 기법, 예를 들어, 무한사면파괴 해석, 원호활동파괴 해석, 일반한계평형, Fellenius 법, Bishop 법, Janbu 법, Spencer 법, Morgenstern and Price 법 등을 이용하여 산출될 수 있다.In this case, the minimum slope safety factor is selected from among various known limit equilibrium analysis techniques, for example, infinite slope failure analysis, arc action failure analysis, general limit equilibrium, Fellenius method, Bishop method, Janbu method, Spencer method, Morgenstern and Price method.
일반적으로 사면 안전율 값이 1보다 크면 사면이 안정적이다고 볼 수 있지만, 사면 안전율 값의 의미가 1을 경계로 조금이라도 크면 무조건 안전하다는 것은 아니므로, 1보다 소정의 여유값(margin)을 더한 제1 기준값이 특정될 수 있다.In general, if the slope safety factor is greater than 1, the slope is stable. However, if the slope safety factor is a little larger than 1, it is not necessarily safe. Therefore, 1 reference value can be specified.
이때, 최소 사면 안전율은 소정의 함수 조건, 예를 들어 최악의 함수 조건, 즉 지반이 모두 포화된 상황을 가정하고 산출될 수도 있다. 이렇게 최악의 상황에서 산출된 최소 사면 안전율이 1보다, 또는 1에 소정의 여유값을 더한 제1 기준값보다 항상 크다면, 현실적으로 해당 사면이 붕괴할 가능성은 아주 낮을 것이다.At this time, the minimum slope safety factor may be calculated assuming a predetermined function condition, for example, a worst function condition, that is, a situation in which the ground is all saturated. If the minimum slope safety factor calculated in this worst case is greater than 1 or always larger than the first reference value plus 1, the probability of collapse of the slope will be very low.
따라서 위험 지역 내의 모든 지점에서 최소 사면 안전율 값이 제1 기준값보다 크면, 해당 위험 지역은 안정이라고 판정하고, 안정이라고 판정되면 해당 위험 지역은 일단 예경보 대상에서 제외될 수 있다.Therefore, if the minimum slope safety factor is greater than the first reference value at all points in the hazardous area, the hazardous area is determined to be stable. If it is determined to be stable, the dangerous area may be excluded from the warning alert.
반면에, 위험 지역 내의 모든 지점에서 최소 사면 안전율 값이 제1 기준값보다 크지 않으면, 즉 적어도 한 지점에서 최소 사면 안전율 값이 제1 기준값과 같거나 그보다 작으면 해당 위험 지역은 심한 강우 조건에서는 사면이 붕괴할 수도 있는 조건부 안정이라고 판정하고, 해당 위험 지역에 대해 좀더 정밀한 예경보를 위해 후속하는 절차들을 진행한다.On the other hand, if the minimum slope safety value is not greater than the first reference value at all points in the hazardous area, that is, if the minimum slope safety value at least at one point is less than or equal to the first reference value, It is determined that it is conditional stability that may collapse and the subsequent procedures are followed for more precise warning of the hazardous area.
도 1에서, 만약 위험 지역이 조건부 안정인 것으로 판정되는 경우에, 단계(S13)에서, 컴퓨터가 위험 지역의 함수 특성, 지형 및 강우 조건에 기초하여 예측 시간 동안의 지하수위의 변화를 예측할 수 있다.In Fig. 1, if it is determined that the hazardous area is conditionally stable, at step S13, the computer can predict a change in groundwater level over the predicted time based on the function characteristics of the hazardous area, the terrain and the rainfall conditions .
단계(S13)의 지하수위 변화 예측 기법은 예를 들어 김정환 외, "산사태해석을 위한 GIS 기반의 강우침투-지하수흐름 예측 기법 제안", 한국지반공학회논문집 제29권 제7호 (2013년 7월) pp.75~89에 구체적으로 예시된 기법을 포함할 수 있다.For example, Kim, JH and et al., "GIS-based rainfall infiltration for landslide analysis - Groundwater flow prediction technique," Proceedings of the Korean Geotechnical Society, Vol. 29, No. 7, July 2013 ) pp. 75-89. < / RTI >
지하수위의 변화 예측 단계를 예시하기 위해 도 6을 참조하면, 도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 실시간 산사태 예경보 방법 중의 강우 조건에 따른 지하수위 변화 예측 단계를 구체적으로 예시한 순서도이다.6 is a flowchart illustrating a groundwater level change prediction step according to a rainfall condition in a real-time landslide warning method according to an exemplary embodiment of the present invention.
도 6에서, 도 1의 지하수위 변화 예측 단계(S13)는 컴퓨터가 강우 침투 모델에 따라, 위험 지역의 함수 특성, 지형 및 강우 조건에 기초하여 침투량 및 습윤대 깊이를 산출하는 단계(S131), 불포화대의 저류 시간을 고려하여, 지하수 함양량의 분포를 산출하는 단계(S132), 지하수 함양량의 분포와 지하수 흐름에 기초하여 지하수위를 결정하는 단계(S133) 및 예측 시간 동안 단계(S131) 내지 단계(S133)를 반복하여 예측 시간 동안의 위험 지역의 지하수위의 변화를 예측하는 단계(S134)를 포함할 수 있다.In FIG. 6, the groundwater level change prediction step (S13) of FIG. 1 includes a step (S131) of calculating a penetration amount and a wetting-to-depth based on the function characteristic of the dangerous area, the terrain, and the rainfall conditions according to the rainfall infiltration model, (S133) for determining the groundwater level based on the distribution of the groundwater recharge amount and the groundwater flow (S133), and calculating the distribution of the groundwater recharge amount S133) may be repeated to predict a change in the groundwater level of the hazardous area during the predicted time (S134).
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 실시간 산사태 예경보 방법 중의 강우 조건에 따른 지하수위 변화 예측 단계에서, 지반 내의 강우와 지하수의 거동을 개략적으로 예시한 모식도이다.FIG. 7 is a schematic diagram illustrating the behavior of rainfall and groundwater in the ground in the prediction of groundwater level change according to rainfall conditions in the real-time landslide warning method according to an embodiment of the present invention.
지하수의 수직적 분포는 지표로부터 강우 침투에 의해 일시적으로 형성되는 습윤대, 함양되기 전까지의 불포화대, 기반암 상부의 지하수대로 구성될 수 있다. The vertical distribution of groundwater can be composed of the wettability temporarily formed by rainfall infiltration from the surface, the unsaturated zone before being reared, and the groundwater above the bedrock.
또한 습윤대와 불포화대에서는 강우가 연직방향으로 침투하고, 지하수대에서는 지하수가 수평으로 흐르는 것으로 가정하고, 강우 침투로 인해 습윤대가 증가하고 불포화대가 축소되는 현상, 각 지점에서 이웃 지점들과 사이에 지형과 지하수 양의 관계에 따라 각 지점에서 이웃 지점들로 흐르거나 이웃 지점들으로부터 각 지점으로 흘러오는 지하수의 양을 산출함으로써 각 지점들의 지하수대의 수위가 상승하거나 하강하는 현상을 모사할 수 있고, 지반 중에 지하수위, 즉 물이 최대로 포화된 지반의 두께, 다시 말해 습윤대의 깊이 및 지하수대의 수위가 예측될 수 있다. 본 발명은 시간의 흐름에 따라 이러한 지하수위를 반복적으로 산출함으로써 지하수위의 변화를 예측할 수 있다.In addition, it is assumed that rainfall penetrates vertically in wet and unsaturated zones, groundwater flows horizontally in underground water basins, phenomenon that wetting zones increase due to rainfall infiltration, and unsaturated zones decrease, It is possible to simulate the phenomenon that the water level of the groundwater basin rises or falls at each point by calculating the amount of groundwater flowing from each point to neighboring points or from each neighboring point to each point according to the relationship between the topography and groundwater amount, The groundwater level, ie, the thickness of the soil where the water is saturated to the maximum, ie, the depth of the wetland and the level of the groundwater table, can be predicted in the ground. The present invention can predict changes in the groundwater level by repeatedly calculating the groundwater level over time.
단계(S131)에서, 위험 지역의 지반의 함수 특성, 지형 및 강우 조건에 따라, 강우가 지표에서 지반 내로 침투하는 과정이 물리적으로 모델링되며, 그에 따라 침투량 및 습윤대 깊이가 각각 산출된다.In step S131, the process of infiltration of rainfall into the ground from the ground is physically modeled according to the function characteristics of the ground in the hazardous area, the topography, and the rainfall conditions, and thus the infiltration amount and the wetness to depth are calculated.
불포화 토사의 경우에 침투량은 함수량 조건, 간극수압, 투수계수 등에 따른 물의 재분포에 의해 결정된다. 불포화토에서 함수비가 줄어들수록 흙 내부에 부의 간극수압이 작용하며 투수계수는 작아진다. 이러한 함수 특성에 따라 흙에 물이 침투할 수 있는 총량이 결정된다.In the case of unsaturated soil, the amount of penetration is determined by water redistribution according to water content conditions, pore water pressure and permeability coefficient. As the water content decreases in the unsaturated soils, negative pore water pressure acts inside the soil and the permeability coefficient decreases. The nature of these functions determines the total amount of water that can penetrate the soil.
지반에 침투한 강우는 불포화 지반을 일시적으로 침윤시키며, 강우 침투 모델을 이용하여 강우의 누적 침투량과 함수 특성에 따라 지표부터 침윤 전선(wetting front)까지의 일시적 지하수위라고 할 수 있는 습윤대 깊이가 산출될 수 있다.Rainfall infiltrated into the ground temporarily infiltrates the unsaturated soil. Using the rainfall infiltration model, the wet-to-depth, which is the temporary groundwater level from the surface to the wetting front, Can be calculated.
습윤대의 물은 불포화대의 함수 특성에 따라 연직 방향으로 불포화대로 침투하며, 불포화대를 통과하여 지하수대까지 이를 수 있다. 강우에 의해 지하수대까지 투과되는 물의 양을 함양량(recharge)이라고 하면, 단계(S132)에서, 각 지점에서 지하수 함양량은 불포화대의 저류 시간을 고려하여 산출될 수 있다.The water in the wetting zone penetrates as unsaturated in the vertical direction, depending on the function characteristics of the unsaturated zone, and can reach the groundwater zone through the unsaturated zone. If the amount of water permeated to the groundwater table by rainfall is recharge, in step S132, the groundwater recharge amount at each point can be calculated in consideration of the retention time of the unsaturated zone.
이어서, 단계(S134)에서, 불포화대를 통과하여 공급되는 지하수 함양량과 지형이나 기반암의 높이에 따라 이웃하는 지점들과 사이에 수평적으로 흐르는 지하수의 양을 고려하여 각 지점에서 지하수대의 수위가 결정될 수 있다.Subsequently, in step S134, the water level of the underground water basin is determined at each point in consideration of the amount of groundwater that is supplied through the unsaturated zone and the amount of groundwater flowing horizontally between the adjacent points according to the height of the terrain or bedrock .
잠시 도 8을 참조하면, 도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 실시간 산사태 예경보 방법 중의 강우 조건에 따른 지하수위 변화 예측 단계에서, 지하수 흐름에 따라 지하수위를 예측하는 절차를 계략적으로 예시한 모식도이다.Referring to FIG. 8, FIG. 8 schematically illustrates a procedure for predicting the groundwater level according to the groundwater flow in the step of predicting the groundwater level change according to the rainfall condition in the real-time landslide warning method according to the embodiment of the present invention. It is a schematic diagram.
도 8의 (a)는 5x5 셀로 구분된 지점에서 어느 시점 t에 지하수위의 분포를 나타내고, 도 8의 (b)는 t+1 시점과 t 시점 사이에 각 셀들에 추가된 지하수 함양량을 나타낸다. 도 8의 (c)는 지형을 고려하여 각 셀에서 지하수의 흐름 방향을 도식적으로 나타내고, 도 8의 (d)는 래스트 모델 및 다아시(D'arcy) 법칙을 이용하여 계산된 지하수대 높이의 변화량들이다. 이에 따라, t+1 시점에 지하수대의 수위는 도 8의 (f)와 같이 예측될 수 있다.8 (a) shows the groundwater distribution at a time t at a point divided by 5x5 cells, and FIG. 8 (b) shows the groundwater recharge amount added to each cell between t + 1 and t. FIG. 8 (c) schematically shows the flow direction of the groundwater in each cell in consideration of the topography, and FIG. 8 (d) shows the groundwater flow versus height calculated using the rast model and D'arcy law These are variations. Accordingly, the water level at the time t + 1 can be predicted as shown in FIG. 8 (f).
이러한 절차들에 따라, 지반의 함수 특성, 지형과 강우 조건에 의해 사면 내의 지하수위의 변화가 예측될 수 있다.According to these procedures, changes in the groundwater level in the slope can be predicted by the soil properties, topography and rainfall conditions.
예를 들어, 강우가 지속되면 습윤대가 생성되고, 습윤대가 생성된 후 시간이 더 지나면 지하수대의 수위가 상승할 것이며, 강우가 더 지속된다면 지하수대의 수위 상승과 습윤대 깊이의 하강으로 불포화대의 폭은 급격히 줄어들 것임을 알 수 있다. For example, if rainfall persists, the wetting zone will be created, and if the wetting zone is created, the water level will rise when the wetting zone is over. If the rainfall continues longer, the water level rise in the groundwater zone and the wetting- It will be sharply reduced.
기상 예보에 따라 현재 시점 이후의 강우 조건을 결정하고, 단계(S13)에 의해 소정 시간 간격마다 지하수위의 변화가 예측되면, 각 시간 간격으로 사면의 안전율이 산출될 수 있다.The rainfall conditions after the present point in time are determined according to the weather forecast, and if the change in the groundwater level is predicted at predetermined time intervals by the step S13, the safety factor of the slope can be calculated at each time interval.
이에 따라, 단계(14)에서, 컴퓨터가 예측 시간 동안의 지하수위의 변화에 따라, 예측 시간 동안의 위험 지역의 예측 사면 안전율을 산출하고, 예측 시간 동안 예측 사면 안전율 값이 소정의 제2 기준값보다 큰지 여부에 따라, 안정 또는 산사태 경보 중 하나로 판정할 수 있다.Accordingly, in step 14, the computer calculates the predicted slope safety factor of the dangerous area during the predicted time according to the change of the groundwater level during the predicted time, and when the predicted slope safety factor value during the predicted time is less than the predetermined second reference value Depending on whether it is large or not, it can be judged to be one of stability or landslide warning.
단계 (14)에서, 예측 사면 안전율(FS)은, 원래 지하수대가 있던 지형에 강우가 발생하여 일시적인 지하수대, 즉 습윤대가 생성된 경우에, 다음 수학식 1에 따라 산출될 수 있다.In step 14, the predicted slope safety factor FS can be calculated according to the following equation (1) when rainfall occurs in the terrain where the groundwater basin originally existed and a temporary groundwater basin, i.e., a wet basin is generated.
여기서, 
실시예에 따라, 원래 지하수대가 없거나 고려하지 않아도 되는 지형에 강우가 발생하여 일시적인 지하수대, 즉 습윤대가 생성된 경우에, 단계 (14)에서, 예측 사면 안전율(FS)은, 다음 수학식 2에 따라 산출될 수 있다.The predicted slope safety factor FS is calculated by the following equation (2) in step 14, when rainfall occurs on the terrain in which the original groundwater basin does not exist or is not considered and a temporary groundwater table, .
여기서, 
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 실시간 산사태 예경보 시스템을 예시한 블록도이다.9 is a block diagram illustrating a real-time landslide warning system in accordance with an embodiment of the present invention.
도 9를 참조하면, 실시간 산사태 예경보 시스템(90)은 위험 지역 선정부(91), 최소 사면 안전율 판정부(92), 지하수위 예측부(93) 및 예측 사면 안전율 판정부(94)를 포함할 수 있다.9, the real-time landslide warning system 90 includes a dangerous area selection unit 91, a minimum slope safety
구체적으로, 위험 지역 선정부(91)는 예경보 대상 지역들의 지질 요인, 지형 요인, 지반 요인, 기후 요인, 구조물 요인, 재해 요인, 취약 요인 및 피해 요인 중 적어도 하나의 범주에 속하는 영향 인자들에 기초하여 위험 지역을 선정할 수 있다. Specifically, the hazardous area selection unit 91 determines whether or not the influence factors belonging to at least one of the geological factors, the geographical factors, the ground factors, the climate factors, the structural factors, the disaster factors, the vulnerable factors, Based on the risk area can be selected.
좀더 구체적으로, 위험 지역 선정부(91)는 사면 붕괴 위험도 산출부(911), 토석류 발생 위험도 산출부(912) 및 종합 위험도 평가부(913)를 더 포함할 수 있다.More specifically, the dangerous area selection unit 91 may further include a slope collapse
사면 붕괴 위험도 산출부(911)는 예경보 대상 지역들의 지질 요인, 지형 요인, 지반 요인, 기후 요인 및 구조물 요인 범주에 각각 속하는 영향인자들에 대해 각각 결정된 세부 위험도 값들의 가중 평균으로써 사면 붕괴 위험도를 산출할 수 있다.The slope
실시예에 따라, 지질 요인 범주에 속하는 영향인자는 암종, 지형 요인 범주에 속하는 영향인자들은 사면 경사, 경사 길이, 사면 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 보호시설일 수 있다.According to the embodiment, the influence factors belonging to the category of the geological factor include the carcinoma, the influence factors belonging to the category of the terrain factor include the slope inclination, the slope length, the slope height and the soil depth, Influential factors affecting the tensile cracks and initial capillary absorption, climatic factors, such as 3-day cumulative rainfall, preceding rainfall, ID curve and groundwater level, and structural factors category may be artificial structures, vegetation and shelter.
토석류 발생 위험도 산출부(912)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.The risk of
실시예에 따라, 재해 요인 범주에 속하는 영향인자들은 사면 최대 경사, 사면 평균 경사, 경사 15도 이상 구간의 길이 비율, 합류 계곡의 존재, 사면 횡단면 형상 및 사면 종단면 형상, 취약 요인 범주에 속하는 영향인자들은 경사 15도 이하 구간의 길이 비율, 퇴적 공간, 배수 시설 및 사방 시설, 피해 요인 범주에 속하는 영향인자들은 주변환경 및 효용 시설까지 거리일 수 있다.According to the embodiment, the influential factors belonging to the disaster factor category are slope maximum slope, slope mean slope, length ratio of
또한, 종합 위험도 평가부(913)는 사면 붕괴 위험도 및 상기 토석류 발생 위험도에 따라 평가되는 종합 위험도에 기초하여 위험 지역을 선정할 수 있다.In addition, the comprehensive
실시예에 따라, 종합 위험도 평가부(913)는, 사면 붕괴 위험도가 제1 축이고, 토석류 발생 위험도가 제1 축에 수직하는 제2 축인 판정 평면에서, 종합 위험도의 좌표가 대각선을 중심으로 상삼각에 속하면 불안정으로, 그렇지 않으면 안정 또는 불분명으로 평가하고, 예측 대상 지역들 중에 불안정으로 평가된 지역으로써 위험 지역을 선정하도록 동작할 수 있다.According to the embodiment, the comprehensive
최소 사면 안전율 판정부(92)는 소정의 함수 조건에서 위험 지역의 최소 사면 안전율을 산출하고, 모든 지점에서 최소 사면 안전율 값이 소정의 제1 기준값보다 큰지 여부에 따라, 안정 또는 조건부 안정 중 하나로 판정할 수 있다.The minimum slope safety
실시예에 따라, 최소 사면 안전율 판정부(92)는 다양한 기법의 2차원 한계 평형 해석을 통해 최소 사면 안전율을 산출할 수 있다.According to the embodiment, the minimum slope safety
지하수위 예측부(93)는, 만약 위험 지역이 조건부 안정인 것으로 판정되는 경우에, 위험 지역의 함수 특성, 지형 및 강우 조건에 기초하여 예측 시간 동안의 지하수위의 변화를 예측할 수 있다.The groundwater level predicting unit 93 can predict a change in the groundwater level during the predicted time based on the function characteristic of the hazardous area, the terrain, and the rainfall condition, when the dangerous area is determined to be conditionally stable.
실시예에 따라, 지하수위 예측부(93)는, 강우 침투 모델에 따라, 위험 지역의 함수 특성, 지형 및 강우 조건에 기초하여 침투량 및 습윤대 깊이를 산출하고, 불포화대의 저류 시간을 고려하여, 지하수 함양량의 분포를 산출하며, 지하수 함양량의 분포와 지하수 흐름에 기초하여 지하수위를 결정하고, 예측 시간 동안의 위험 지역의 지하수위의 변화를 예측할 수 있다.According to the embodiment, the groundwater level predicting unit 93 calculates the amount of penetration and the depth of wetness on the basis of the function characteristics of the hazardous area, the topography and the rainfall conditions, The distribution of groundwater recharge can be calculated, the groundwater level can be determined based on the groundwater recharge distribution and the groundwater flow, and the groundwater level change can be predicted during the predicted time.
예측 사면 안전율 판정부(94)는 예측 시간 동안의 지하수위의 변화에 따라, 예측 시간 동안의 위험 지역의 예측 사면 안전율을 산출하고, 예측 시간 동안 예측 사면 안전율 값이 소정의 제2 기준값보다 큰지 여부에 따라, 안정 또는 산사태 경보 중 하나로 판정할 수 있다.The predictive slope safety
실시예에 따라, 예측 사면 안전율 판정부(94)는 상술한 수학식 1 또는 수학식 2에 따라 예측 사면 안전율을 산출할 수 있다.According to the embodiment, the predictive slope safety
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.It is to be understood that both the foregoing general description and the following detailed description of the present invention are exemplary and explanatory and are intended to provide further explanation of the invention as claimed. It will be understood that variations and specific embodiments which may occur to those skilled in the art are included within the scope of the present invention.
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.Further, the apparatus according to the present invention can be implemented as a computer-readable code on a computer-readable recording medium. A computer-readable recording medium includes all kinds of recording apparatuses in which data that can be read by a computer system is stored. Examples of the recording medium include ROM, RAM, optical disk, magnetic tape, floppy disk, hard disk, nonvolatile memory and the like. The computer-readable recording medium may also be distributed over a networked computer system so that computer readable code can be stored and executed in a distributed manner.
90 실시간 산사태 예경보 시스템
91 위험 지역 선정부
911 사면 붕괴 위험도 산출부
912 토석류 발생 위험도 산출부
913 종합 위험도 평가부
92 최소 사면 안전율 판정부
93 지하수위 예측부
94 예측 사면 안전율 판정부90 real-time landslide warning system
91 Hazardous area selection
911 Slope Collapse Risk Calculator
912 Risk of Debris Occurrence Calculator
913 General Risk Assessment Department
92 minimum slope safety factor judgment section
93 Groundwater Prediction Unit
94 Prediction of slope safety factor
Claims (19)
상기 컴퓨터가,
(a) 예경보 대상 지역들의 지질 요인, 지형 요인, 지반 요인, 기후 요인, 구조물 요인, 재해 요인, 취약 요인 및 피해 요인 중 적어도 하나의 범주에 속하는 영향 인자들에 기초하여 위험 지역을 선정하는 단계;
(b) 위험 지역 내의 모든 지점에서 가정된 소정의 함수 조건에서 최소 사면 안전율 값들을 산출하고, 상기 위험 지역 내의 모든 지점에서 최소 사면 안전율 값들이 소정의 제1 기준값보다 크면 상기 위험 지역을 안정으로 판정하고 그렇지 않으면 조건부 안정으로 판정하는 단계;
(c) 만약 위험 지역이 조건부 안정인 것으로 판정되는 경우에, 위험 지역의 함수 특성, 지형 및 강우 조건에 기초하여 예측 시간 동안의 지하수위의 변화를 예측하는 단계; 및
(d) 예측 시간 동안의 지하수위의 변화에 따라, 예측 시간 동안의 위험 지역의 예측 사면 안전율을 산출하고, 예측 시간 동안 예측 사면 안전율 값이 소정의 제2 기준값보다 큰지 여부에 따라, 안정 또는 산사태 경보 중 하나로 판정하는 단계를 포함하고,
상기 단계 (a)는
예경보 대상 지역들의 지질 요인, 지형 요인, 지반 요인, 기후 요인 및 구조물 요인 범주에 각각 속하는 영향인자들에 대해 각각 결정된 세부 위험도 값들의 가중 평균으로써 사면 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 사면 붕괴 위험도 및 상기 토석류 발생 위험도에 따라 평가되는 종합 위험도에 기초하여 위험 지역을 선정하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 실시간 산사태 예경보 방법.As a real-time landslide warning method using a computer,
The computer comprising:
(a) Selection of hazardous areas based on impact factors belonging to at least one category of geological factors, geographical factors, geographical factors, climate factors, structural factors, disaster factors, vulnerable factors and damage factors of warning target areas ;
(b) calculating minimum slope safety factor values at a predetermined function condition assumed at all points in the hazardous area, and if the minimum slope safety factor values at all points in the danger area are greater than a predetermined first reference value, And if it is not, judging to be conditionally stable;
(c) predicting a change in groundwater level during a predicted time based on a function characteristic of the hazardous area, a topography and a rainfall condition, if the dangerous area is determined to be conditionally stable; And
(d) calculating a predicted slope safety factor of the dangerous area during the predicted time according to the change of the groundwater level during the predicted time, and determining whether the predicted slope safety value is greater than a predetermined second reference value during the predicted time, And determining that the alarm is one of the alarms,
The step (a)
Calculating the slope decay risk as a weighted average of the detailed risk values determined for each of the influence factors belonging to the geological factor, the geographical factor, the ground factor, the climatic factor and the structural factor category of the warning target areas;
Calculating the risk of occurrence of the undisturbed lands by using the weighted average of the detailed risk values determined for each of the impact factors belonging to the disaster factor, the vulnerability factor and the damage factor category, respectively; And
And selecting a dangerous area based on the comprehensive risk assessed according to the slope collapse risk and the risk of the occurrence of the earth rock.
상기 사면 붕괴 위험도가 제1 축이고, 상기 토석류 발생 위험도가 상기 제1 축에 수직하는 제2 축인 판정 평면에서, 판정 평면 상의 종합 위험도의 좌표가 대각선을 중심으로 상삼각에 속하면 불안정으로, 그렇지 않으면 안정 또는 불분명으로 평가하는 단계; 및
예측 대상 지역들 중에 불안정으로 평가된 지역으로써 위험 지역을 선정하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 실시간 산사태 예경보 방법.The method of claim 1, wherein the step of selecting the hazardous area based on the comprehensive risk assessed according to the slope collapse risk and the risk of the occurrence of the earth-
In the judgment plane in which the risk of slope collapse is the first axis and the risk of the occurrence of the earth stone is the second axis perpendicular to the first axis and the coordinates of the comprehensive risk on the judgment plane belongs to the upper triangle around the diagonal line, Evaluating it as stable or unclear; And
And selecting a dangerous area as an unstable evaluation area among the prediction target areas.
(c-1) 강우 침투 모델에 따라, 위험 지역의 함수 특성, 지형 및 강우 조건에 기초하여 침투량 및 습윤대 깊이를 산출하는 단계;
(c-2) 불포화대의 저류 시간을 고려하여, 지하수 함양량의 분포를 산출하는 단계;
(c-3) 지하수 함양량의 분포와 지하수 흐름에 기초하여 지하수위를 결정하는 단계; 및
(c-4) 예측 시간 동안 단계 (c-1) 내지 단계 (c-3)를 반복하여 예측 시간 동안의 위험 지역의 지하수위의 변화를 예측하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 실시간 산사태 예경보 방법.The method of claim 1, wherein step (c)
(c-1) calculating the infiltration amount and the wetting-to-depth based on the function characteristic of the hazardous area, the terrain and the rainfall condition, according to the rainfall infiltration model;
(c-2) calculating the distribution of the groundwater recharge amount in consideration of the retention time of the unsaturated zone;
(c-3) determining the groundwater level based on the distribution of groundwater recharge and groundwater flow; And
(c-1) to (c-3) for the predicted time to predict a change in the groundwater level in the dangerous area during the predicted time, Way.
에 따라 산출되며, 여기서,
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에 따라 산출되며, 여기서,
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위험 지역 내의 모든 지점에서 가정된 소정의 함수 조건에서 최소 사면 안전율 값들을 산출하고, 상기 위험 지역 내의 모든 지점에서 최소 사면 안전율 값들이 소정의 제1 기준값보다 크면 상기 위험 지역을 안정으로 판정하고 그렇지 않으면 조건부 안정으로 판정하는 최소 사면 안전율 판정부;
만약 위험 지역이 조건부 안정인 것으로 판정되는 경우에, 위험 지역의 함수 특성, 지형 및 강우 조건에 기초하여 예측 시간 동안의 지하수위의 변화를 예측하는 지하수위 예측부; 및
예측 시간 동안의 지하수위의 변화에 따라, 예측 시간 동안의 위험 지역의 예측 사면 안전율을 산출하고, 예측 시간 동안 예측 사면 안전율 값이 소정의 제2 기준값보다 큰지 여부에 따라, 안정 또는 산사태 경보 중 하나로 판정하는 예측 사면 안전율 판정부를 포함하고,
상기 위험 지역 선정부는,
예경보 대상 지역들의 지질 요인, 지형 요인, 지반 요인, 기후 요인 및 구조물 요인 범주에 각각 속하는 영향인자들에 대해 각각 결정된 세부 위험도 값들의 가중 평균으로써 사면 붕괴 위험도를 산출하는 사면 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 사면 붕괴 위험도 및 상기 토석류 발생 위험도에 따라 평가되는 종합 위험도에 기초하여 위험 지역을 선정하는 종합 위험도 평가부를 포함하는 것을 특징으로 하는 실시간 산사태 예경보 시스템.Example Hazardous area selection of hazardous area based on influence factors belonging to at least one category of geological factor, geographical factor, geographical factor, climate factor, structural factor, disaster factor, vulnerable factor and damage factor of warning target areas ;
The minimum slope safety factor values are calculated at predetermined points in the hazardous area, and if the minimum slope safety factors are greater than a predetermined first reference value at all the points in the danger zone, A minimum slope safety rate judging unit judging conditional stability;
A groundwater level predicting unit for predicting a change in the groundwater level during the predicted time based on the water quality characteristic of the hazardous area, the topography and the rainfall condition when the dangerous area is judged to be conditionally stable; And
The predicted slope safety rate of the dangerous area during the predicted time is calculated in accordance with the change of the groundwater level during the predicted time and whether the predicted slope safety rate value is greater than the predetermined second reference value during the predicted time, A slope safety rate judging unit for judging whether the slope is judged,
The dangerous area selection unit,
A slope decay risk calculator for calculating the slope decay risk as a weighted average of the detailed risk values determined for each influence factor belonging to the geological factor, topographical factor, ground factor, climatic factor and structural factor category of the warning target areas;
A risk calculator for calculating a risk of occurrence of a metamorphic rock as a weighted average of the detailed risk values determined for the influential factors respectively belonging to the disaster factor, the vulnerable factor and the damage factor category; And
And a comprehensive risk assessment unit for selecting a dangerous area based on the comprehensive risk assessed according to the slope collapse risk and the risk of the occurrence of the earths.
상기 사면 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 평가하고, 예측 대상 지역들 중에 불안정으로 평가된 지역으로써 위험 지역을 선정하도록 동작하는 것을 특징으로 하는 실시간 산사태 예경보 시스템.The system according to claim 11,
If the risk of slope collapse is the first axis and the risk of the occurrence of the earths stone is the second axis perpendicular to the first axis, if the coordinates of the overall risk are in the upper triangle centered on the diagonal, it is unstable; otherwise, And to select a dangerous area as an unstable evaluation area among the prediction target areas.
강우 침투 모델에 따라, 위험 지역의 함수 특성, 지형 및 강우 조건에 기초하여 침투량 및 습윤대 깊이를 산출하고,
불포화대의 저류 시간을 고려하여, 지하수 함양량의 분포를 산출하며,
지하수 함양량의 분포와 지하수 흐름에 기초하여 지하수위를 결정하고,
예측 시간 동안의 위험 지역의 지하수위의 변화를 예측하도록 동작하는 것을 특징으로 하는 실시간 산사태 예경보 시스템.[Claim 11] The method of claim 11,
According to the rainfall infiltration model, the infiltration amount and the wetting-to-depth are calculated based on the function characteristics of the dangerous area, the terrain and the rainfall conditions,
Considering the retention time of the unsaturated zone, the distribution of groundwater recharge is calculated,
Groundwater level is determined based on groundwater recharge distribution and groundwater flow,
And to predict a change in the groundwater level of the hazardous area during the predicted time.
에 따라 상기 예측 사면 안전율(FS)을 산출하도록 동작하며, 여기서,
To calculate the predicted slope safety factor (FS)
에 따라 상기 예측 사면 안전율(FS)을 산출하도록 동작하며, 여기서,
To calculate the predicted slope safety factor (FS)
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