DAN3D 모형을 이용한 우면산 토석류 거동 수치모의

Numerical Simulation of Debris Flow Behavior at Mt. Umyeon using the DAN3D Model

본 연구에서는 2011년 7월 27일 서울 우면산에서 발생한 토석류 중 현장 관측 자료가 확보된 래미안, 신동아 유역의 사례를 통해서 DAN3D 모형의 적용성을 평가하고, 주요 입력변수인 연행증가율과 유변물성이 토석류 거동에 미치는 영향을 분석하였다. 그 결과 DAN3D 모형은 연행작용으로 인한 토석류 부피증가 현상을 합리적으로 모의하였으며, 토석류 유속 산정에 적합한 것으로 분석되었다. 또한, 매개변수 연구를 통해 연행증가율과 유변물성이 상호 복합적으로 토석류의 속도, 두께, 부피증가, 확산범위에 영향을 미치는 것을 확인하였다. 본 연구결과를 바탕으로 우면산 토석류와 같이 매우 빠른 속도의 토석류 거동을 정량적으로 분석하기 위한 수치해석 모형으로서 DAN3D의 적용성이 높음을 확인하였다. 그러나 토석류 예측 모델링을 위해서는 DAN3D 주요입력변수인 초기부피, 연행증가율, 유변물성을 적절히 추정할 수 있는 연구가 필요하다.

In this study, the back analysis was conducted using the DAN3D model for debris flows simulation in the Raemian and Sindonga watersheds to quantitatively analyze the influence of entrainment growth rate and rheological properties on the debris flow behavior. The numerical simulation was verified by using the field observation data obtained on July 27, 2011, at Mt. Umyeon, Seoul. The DAN3D model reasonably simulated the increase in the volume of the debris flow, due to entrainment phenomenon. Additionally, the model also provided a good estimation of the debris flow velocity. Furthermore, parametric studies confirmed that interactions between the entrainment growth rate and rheological parameters affect the debris flow velocity, thickness, volume increase, and run-out distance. The results of this study demonstrate that the DAN3D model is highly applicable for numerical simulation of debris flows with extremely rapid velocities. However, additional research should be conducted on methods to estimate the initial volume, entrainment growth rate, and rheological parameters as input data in the DAN3D model for predicting debris flow hazards.