연합 레이더 원격 감지 및 수치 시뮬레이션을 활용한 선전 광명 대형 산사태 사고 시계열 모니터링 및 미끄럼 메커니즘 분석

QIN Xiaoqiong ,  

HUANG Jianming ,  

HUANG Yuanjun ,  

WANG Chisheng ,  

CHEN Xiangsheng ,  

摘要

2015년 선전 광명구(홍아오 쓰레기장) 대형 산사태 사고를 대상으로 기존 연구는 주로 광학 영상, 현장 조사 및 수치 시뮬레이션 등을 통해 사고 원인 분석을 수행하였으나, 이전 연구에서는 산사태 전후 지표 변화 과정을 얻지 못하였다. 본 연구는 Cosmo-SkyMed 레이더 위성 영상을 이용하여 홍아오 쓰레기장을 시계열 모니터링하고, 소기선 레이더 간섭측정 기술(SBAS-InSAR), 그림자 복원 3차원 레이더 간섭측정 기술(SAR-SFS) 및 심층 적분 연속체 모델 등의 기술을 결합하여 2013~2016년 홍아오 쓰레기장 산사태 전후 지표 변형에 대해 시계열 분석 및 수치 시뮬레이션 연구를 수행하였다. 우선 산사태 전후 지표 침하 속도 분포와 시계열 곡선을 획득하였으며, 지표 변형 속도 범위는 약 [-40.7, 64.3] mm/yr로 나타났고, 침하는 주로 S9 지역 산사태 후방 가장자리에 분포하였다. 이를 바탕으로 사고 현장에 대해 수치 시뮬레이션 모델링을 수행하였고, SAR-SFS DEM을 사용하여 지형 오차를 줄였으며, 다시기 DEM 증분과 InSAR 변형 추세 비교를 통해 산사태 전 크리프 과정을 복원하였으며, DEM을 원시 지형 입력으로 사용하여 심층 적분 연속체 모델과 쿨롱 모델로 경사를 계산하였고, 고속 원거리 산사태 과정 중 유체 상태를 모사하였다. 결과는 공극수압 계수 λ가 0.6일 때 현장 산사태 상황과 가장 일치하며, 미끄럼면 위의 미끄럼 체적은 약 3.60×10^6 m³이고 최대 매립 두께는 62.7 m였다. 산사태체는 유동성이 매우 강하며, 산사태는 처음 50초 내에 주요 미끄럼을 완료하였고, 이후에도 잔류 미끄럼이 지속되었으며, 충돌 운동량 44000 kg·m/s를 발생시켜 인원 및 건축물 안전 기준을 훨씬 초과하여 재앙적 결과를 초래하였다. 본 연구는 레이더 원격 감지와 수치 시뮬레이션의 이중 시각에서 선전 광명 홍아오 쓰레기장 산사태 메커니즘을 밝혔으며, 과잉 매립과 공극수 압력 변동이 산사태 재해 발생의 주요 원인임을 보여주어 특히 산사태 전 크리프 및 영향 인자 분석 연구에 중요한 가치를 가진다.

关键词

광명 산사태;SBAS-InSAR;시계열 변형;수치 시뮬레이션;산사태 전 크리프;산사태 메커니즘;위험 분석

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