UAV 기반 지형자료와 Manning 식을 이용한 토석류 피크유량 산정

초록

본 연구는 2020년 8월 전라남도 곡성군 오산면 선세리에서 발생한 토석류를 대상으로, UAV 기반 정사영상과 수치표고모델(DSM)을 활용하여 토석류 유속 및 피크유량을 정량적으로 산정하였다. 연구 대상 유역 내에서 4개의 대표 단면을 선정하고, 각 단면에 대해 횡단면적과 하상 경사도를 추출하여 Manning 식과 Takahashi 모델 기반 수치해석 기법에 적용하였다. 분석 결과, 상류부에서는 최대 약 11 m/s의 유속과 약 350 m3/s의 유량이 산출되었으며, 중류부에서는 유속 감소에도 불구하고 횡단면적 증가로 인해 최대 약 460 m3/s의 피크유량이 확인되었다. 수치해석 결과에서는 국부적으로 20 m/s 이상의 높은 유속과 다봉형 유량 분포가 나타나, 토석류 유동의 비선형적 특성을 효과적으로 재현하였다. 반면, 합리식과 토석류 변환계수를 적용한 기존 방법에서는 약 2–3 m3/s 수준의 유량이 산정되어, 실제 토석류 규모와 큰 차이를 보였다. 이러한 결과는 UAV 기반 고해상도 현장자료와 수치해석을 병행한 접근법이 토석류의 규모와 동역학적 특성을 보다 정밀하게 평가할 수 있음을 보여준다. 본 연구에서 제시한 방법은 향후 국내 소규모 산지 유역에서 발생하는 토석류의 피크유량 산정, 위험도 평가 및 방재대책 수립을 위한 기초 자료로 활용될 수 있을 것으로 기대된다.

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