우면산 산사태 원인 조사 및 대책

2011. 09.15

우면산 산사태 원인 조사단

목 차Ⅰ . 조사개요

Ⅱ . 조사내용

Ⅲ. 발생원인 ( 종합 )

Ⅳ. 복구대책

Ⅴ. 정책건의사항

1. 조사단 구성2. 조사단 활동내용3. 향후 활동계획

1. 일반현황2. 각 지역별 원인분석3. 우면산 정상부의 군부대 영향분석

2

조사개요

지반공학회 및 사방분야 전문가 등 분야별 전문가 ( 총 16 명 / 위원장 , 간사 포함 )

구 분 위 원 비 고

지반공학 한국건설기술연구원 배규진 박사 ( 부원장 ) 상지대학교 건설시스템공학과 황영철 교수 한국지질자원연구원 송영석 박사 한국시설안전공단 장범수 박사 한국도로공사 유병옥 박사 외 3 인

지 질 학 한국지질자원연구원 신희순 박사 한국지질자원연구원 채병곤 박사 한국건설기술연구원 권오일 박사

수 문 학 서경대학교 토목공학과 안재현 교수

사방공학 사방협회 김재헌 박사

조사단 구성

▶ 위원장 정형식 ( 前 한양대학교 교수 ), 부위원장 최경 ( 한국산지환경조사연구회 )

간사 이승호 ( 상지대학교 교수 )

현장조사 · 원인분석 · 대책수립 :‘11. 7.29 ~ 9.10

활동내용

향후 활동계획복구계획 및 설계내용 검토 ( 자문 )

복구사항 모니터링 등 3

조사내용

(1) 산사태 발생현황 ( 서울시 전체 )

1. 일반현황

발생일시

래미안 아파트 : 2011 년 7 월 27 일 08 시 25 분 경 신동아 아파트 : 2011 년 7 월 27 일 08 시 20 분 경 전원마을 : 2011 년 7 월 27 일 08 시 10 분 경 형촌마을 : 2011 년 7 월 27 일 07 시 57 분 ~ 08 시 40 분 경

산사태 유형 래미안 및 신동아 아파트 : 상부 계곡 및 측방의 계안 ( 溪岸 ) 에서 침식이 발생하여 토석류가 하부로 이동하면서 하부에서 급격한 흐름 발생 전원마을 : 계곡부 침식에 의한 지속적인 토석류 ( 土石流 ) 발생 형촌마을 : 계곡부 침식에 의한 소규모 토석류 및 사태물질이 저수지에 저류된 후 지속적인 강우로 제방붕괴 4

구 분 피해개소 피해면적 ( ㎡ ) 인명피해 ( 인 ) 비고

계 81 773,600 사망 16, 부상 19

우면산 12 440,000 사망 16, 부상 18

기 타 69 333,600 부상 1

(2) 금회 조사대상 ( 우면산 4 개소 )

※ 우면산 : 큰 산사태지역은 12 개소이나 , 소규모까지 포함하면 76 개소임 ( 형촌마을의 경우 1 개소에 총 11 개의 소규모 산사태 발생 )

조사내용

(3) 지형 및 지질

지형 : 상부의 계곡은 좁고 가파르고 , 붕적층 두께가 얇게 분포하며 ,

하부의 계곡은 넓고 완만하며 , 붕적층이 두껍게 분포 지질 : 기반암은 흑운모 편마암으로 풍화가 심하고 단층이 많아 산사태에 취약 임상 : 대부분 활엽수림이 분포하나 래미안 및 신동아 아파트 인근의 남부순환도로

주변은 일부 잣나무림 분포

2 개소

삼성래미안 APT신동아 APT

조사대상지

자연생태공원( 형촌마을 )

5

조사내용

(4) 강우분석 서울지역 강우기록 분석

연평균 강우량(1981~2010

)

연평균 강우량(1981~2010

)1450.5mm 1450.5mm

서초관측소 ( 서울교대 ) 관악관측소 ( 서울대 )

1131.0 ㎜

366 ㎜ 412.5 ㎜

연도별 3 개월 최대 누적강우량

연도별 7 월 최대 강우량

7 월 중 최대 시우량 시점까지를 포함한 3 일간 누적강우량

1702.3㎜

6

조사내용

산사태 발생지역 및 시점의 강우분석

10

분 강

우량

(m

m)

누적

강우

량(m

m)

364.5mm붕괴발생

10

분 강

우량

(mm

)

누적

강우

량(m

m)

붕괴발생 424.5mm

24 시간 강수량 (7 월 26 일 16 시 -7 월 27 일 16 시 ) : 364.5mm( 서초 ) / 424.5mm( 남현 )

1 시간 강수량 (7 월 27 일 07:40-08:40) : 85.5mm( 서초 ) / 112.5( 남현 )

7 월 26 일 16 시 20 분부터 27 일 7 시 40 분까지 230.0mm( 서초 ) / 266.5mm( 남현 ) 의 큰 호우

발생

( 지반 약화 )

이때부터 1 시간 동안 내린 85.5mm / 112.5mm 의 집중호우로 인해 지반 붕괴 발생

7 월 27 일 07:40 분까지266.5mm 강우량 발생

7 월 27 일 07:40 분까지230.0mm 강우량 발생

서초관측소 ( 서울교대 ) 남현관측소 ( 수방사 )

7

조사내용 유출 수문분석

유역면적 : 0.077 ㎢ , 첨두홍수량 : 2.08 ㎥ /s, 유출체적 : 21,520-ton

유역면적 : 0.103 ㎢ , 첨두홍수량 : 2.61 ㎥ /s, 유출체적 : 24,700-ton

A 구간 , 유역면적 : 0.006 ㎢ , 첨두홍수량 : 2.04 ㎥ /s, 유출체적 : 20,010ton

B 구간 , 유역면적 : 0.795 ㎢ , 첨두홍수량 : 2.91 ㎥ /s, 유출체적 : 25,420ton

유역면적 : 0.291 ㎢ , 첨두홍수량 : 7.04 ㎥ /s, 유출체적 : 63,630-ton

래미안 신동아

전원마을 A,B 구간 형촌마을

8

조사내용

P1

P2

P3P4

P5 P6군부대

도로∠10-20°

∠15-20°

∠20-25°

∠17-23°

∠25-30°

붕적토층과 기반암사이의 점토질층

소규모 산사태 발생

두꺼운 붕적토층

유목 등으로 사태물질 임시차단

약 400m

지하수 용출

얕은 깊이의 활동파괴

요 인

1) 시간당 85.5mm 의 집중호우 (15 시간 동안 누적강우량 230mm)

2) 느슨하고 두꺼운 붕적토층 분포

3) 높은 지하수위 ( 상부에서의 지하수 용출 및 약수터 )

유 형

1) 초기에는 상부의 좁은 계곡에서 국부적인 얕은 활동파괴 , 표층 유실 및 계안부 수목전도 발생 2) 사태물질이 하부로 유동중 흐름방향 전환 및 계곡 폭 축소구간에 유목 등으로 인해 임시 차단 – 남부순환도로 400m 상부 3) 지속적인 강우와 활동파괴 및 표층유실로 임시 퇴적된 사태물질이 일시에 하부로 유동하여 아파트에 충격

(1) 래미안아파트 앞

2. 각 지역별 원인분석

9

조사내용

(2) 신동아아파트 앞

요 인

1) 시간당 85.5mm 의 집중호우 (15 시간 동안 누적강우량 230mm)

2) 느슨하고 두꺼운 붕적토층 분포

3) 높은 지하수위 ( 상부에서의 지하수 용출 및 약수터 )

유 형

1) 초기에는 상부의 좁은 계곡에서 국부적인 얕은 활동파괴 , 표층 유실 및 계안부 수목전도 발생 2) 사태물질이 하부로 유동중 흐름방향 전환 및 계곡폭 축소구간에 유목 등으로 인해 임시 차단 – 남부순환도로 300m 상부 3) 지속적인 강우와 활동파괴 및 표층유실로 임시 퇴적된 사태물질이 일시에 하부로 유동하여 아파트에 충격

유목 등으로사태물질 임시차단

P1

P2

P3

P4

P5

P6군부대

도로

약 300m

두꺼운 붕적토층 인근 약수터 산재

얕은 깊이의 활동파괴

붕적토층과 기반암사이의 점토질층

유목 등으로 사태물질 임시차단

Liquefaction

Failed mass

Flow

10

조사내용

(3) 전원마을

이류 (Mud flow)

자연사면붕괴토석류 (Debris flow)

요 인

• 집중호우 - 시간당 강우량 112.5mm

24 시간 누적강우량 424.5mm

• 지반조건 - 느슨한 형태의 붕적토층이 계곡 측면부에 1~1.5m 두께로 분포

유 형

• 최상부는 표층유실에 가까운 원호파괴 형태의 활동 (Slide) 파괴 발생

- 우면산 정상 (△290) 의 7 부능선 (△200)

아래 지형에 해당

- 타 붕괴현장과 비교하여 붕괴규모 및 사태물질의 양이 상대적으로 적음

• 계곡부 상부는 사태물질의 이동 및 수로 측부 붕적토층의 침식이 동시에 발생하는 수로형 토석류 (Debris flow) 발생

• 계곡부 하부는 토사 / 물 혼합물이 빠른 속도로 흐르는 이류 (Mud flow) 발생

- 유송잡물이 주택지 입구 배수로를 막아 이류가 월류하여 주택지 침수피해 발생

11

조사내용

(4) 형촌마을

요 인

• 집중호우 - 시간당 강우량 85.5mm

24 시간 누적강우량 364.5mm

• 지반조건 - 1 개의 큰 주계곡과 8 개소 소계곡 분포 ,

주계곡은 10 ～ 20° 정도의 완경사 ,

시작점 붕괴발생 구간은 30-40°

정도임

- 붕적층의 두께는 평균 1m 정도이며

계곡과 계곡이 만나는 일정

구간에서는 최대 5m 정도의 붕적층

분포

유 형

• 동시 다발적으로 상부 급사면과 계곡에서 토석류 발생• 생태공원 저수지에 토석류가 퇴적• 저수지 유량 증가 및 토석 및 떠내려온 나무에 의해 배수로 막힘• 저유된 물이 제방측으로 범람됨• 제방붕괴 발생• 퇴적 토사 및 나무유출로 인해 하부 형촌 1 구간의 배수로 막힘• 토사 및 나무 등이 하류에 위치한 가옥의 피해 발생

형촌 -1 구간

형촌 -2 구간

형촌 -3 구간형촌 -4 구간

형촌 -5 구간

형촌 -6 구간형촌 -7 구간

형촌 -L1 구간 (8 구간 )

형촌 -L2 구간 (9 구간 )

형촌 -10 구간형촌 -L3 구간 (11 구간 )

형촌 -L4 구간 (14 구간 )

형촌 -13 구간

형촌 -12 구간

형촌 -L5 구간 (15 구간 )

형촌 -16 구간

형촌 -17 구간

형촌 -L6 구간 (18 구간 )

형촌 -L7 구간 (19 구간 )

형촌 -L8 구간 (20 구간 )

상부의 토석류로 계곡부에 퇴적되어 댐구실을 하였고 계곡상부에서의 유량으로 많은 양의 토석류가 발생

됨 .

상부의 토석류로 계곡부에 퇴적되어 댐구실을 하였고

계곡상부에서의 유량으로 많은 양의 토석류가 발생됨 .

토석류

자연사면붕괴

2. 토석류 퇴적

1. 토석류 발생

12

조사내용

생태저수지

원퇴적층 ( 검은색 )2-3m 정도퇴적

제방

평상시 수심( 평균 1m 정도 , 제방측 1.5m, 계곡측 0.5m)

제방보호석

계곡43m

원퇴적층 ( 검은색 )2-3m 정도퇴적

제방

토석류발생시 수위( 평균 2-3m 정도 , 제방측 1.0m)

제방보호석

계곡43m

토석류로 인한 퇴적층 ( 황토색 )1m 정도 퇴적

제방높이와 여유고 1m 이내

배수로 측 제방에서는 범람

면적 : 2,430 ㎡ , 둘레 : 188m토석류 퇴적량 : 2,430 ㎥ ( 평균 퇴적토사량 : 약

1m 내외 )

실태 - 당초 농업용 저수지 목적으로 만들었으나 농지가 없어지고 택지화되면서 저수지의 필요성 상실 - 금년 4 월 6 일 ~ 14 일간 저수지 내 483 ㎥의 토사를 제거한 바 있으나 ,

큰 강수량이 발생하면 저수지 유입수가 토사제방위로 월류할 수 있어 제방붕괴의 위험이 내포되었던 상태임

순기능 - 유역에 유실된 토사의 상당량을 가둘 수 있는 침사지 역할 - 강수량을 일시적으로 저장하는 역할을 하여 유출을 다소 지연시키는 효과 발생

향후대책 - 생태저수지 복원시는 철저한 조사 , 설계 , 시공 및 관리로서 사방댐 및 저수 기능을 확보하여야 함

13

조사내용

(1) 군부대의 배수망도

국방부 제공 자료

형촌마을 방향

2010 년 9 월 추석전일 피해지역 방향

송동마을 방향과천 방향

래미안 방향

덕수암 약수터 인근

3. 우면산 정상부의 군부대 영향분석

14

조사내용

(2) 군부대 영향평가

구 분 유역면적 (km2) 첨두홍수량 (m3/s)군부대 방류량

유역면적 (km2) 전체비율 (%) 첨두방류량 (m3/s) 비율 (%)

래미안 0.077 2.08 0.0062 8.05 0.08 3.85

신동아 0.103 2.61 0 0 0 0

전원마을 0.094 2.91 0 0 0 0

형촌마을 0.291 7.04 0.0165 5.67 0.24 3.41

구 분 총 붕괴토사량 ( ㎥ ) 군부대 하부 유실토사량 ( ㎥ ) 군부대 토사유출비율 (%)

래미안 아파트 32,000 1,000 3.13

신동아 아파트 25,000 150 0.6

1. 군부대 내외시설 ( 도로 , 건물 , 헬기장 , 배수시설 등 ) 은 건전한 상태

2. 군부대 경계부근의 소규모 사면붕괴가 발생하여 석축 , 철책이 유실되었으나 이러한 현상이 전체 산사태의 직접적인 원인이라고 할 수

없음

3. 군부대 유출수량과 경계부분 사면붕괴형태 및 토사 유실량 등을 볼 때 금번 산사태에 대한 군부대의 영향은 미미한 것으로 판단

유출수량

영향평가

유실토량

15

발생원인 ( 종합 )

1) 시간당 85.5mm 의 집중호우 ( 급격한 유동발생 전 15 시간 누적강수량 230mm)

2) 느슨한 형태의 두꺼운 붕적토층이 약 1~3m 두께로 분포

3) 계안부 침식에 의한 전도된 수목이 소규모 댐 역할 후 급격한 붕괴로 흐름 발생

4) 높은 지하수위 ( 상부에서의 지하수 용출 및 약수터 )

1) 시간당 112.5mm 의 집중호우 (24 시간 강수량 424.5mm)

2) 느슨한 형태의 붕적토층이 계곡 측면부에 약 1~1.5m 두께로 분포

3) 기존 배수계통의 불충분

래미안아파트 , 신동아아파트

전원마을

형촌마을

1) 시간당 85.5mm 의 집중호우 (24 시간 강수량 364.5mm)

2) 넓은 유역 (1 개의 큰 주계곡과 11 개소 소계곡 ) 과 상부에 대부분 30~40° 의 급경사 법면

3) 느슨한 형태의 붕적층이 상부에는 약 1m, 계곡의 합류점에는 최대 약 5m 두께로 분포

4) 생태저수지 용량부족으로 월류하면서 제방 붕괴16

복구대책

군부대 방류구와 서울시에서 설치하는 사방시설과의 연결 필요

계곡부에 인접한 수목류는 가급적 벌채

우면산 전체에 대해 산림 건전성 증진을 위한 수목 솎아베기 작업 필요

구체적 복구방법은 현장여건에 따른 적절한 공법 적용

공통사항

17

1) 상부에는 법면 붕괴 및 토사유실 방지시설을 설치 2) 계곡 중앙부에 통수단면이 충분한 침식방지와 유속감소 기능의 수로 설치 3) 하부에는 침사지 역할을 하는 사방시설 설치 4) 남부순환로로 유입되는 유량의 원활한 배수를 위해 남부순환로변에 충분한 통수단면을 가진 배수로 확보

1) 상부에는 법면 붕괴 및 토사유실 방지시설을 설치 2) 계곡 중앙부에 통수단면이 충분한 침식방지와 유속감소 기능의 수로 설치 3) 하부에는 침사지 역할을 하는 사방시설 설치 4) 산의 인접부에 설치된 배수로는 선형조정 및 원활한 통수단면 확보

래미안아파트 , 신동아아파트

전원마을

형촌마을

1) 상부에는 법면 붕괴 및 토사유실 방지시설을 설치 2) 계곡 중앙부에 통수단면이 충분한 침식방지와 유속감소 기능의 수로 설치 3) 상부의 경우 계곡이 좁고 급경사를 이루고 있어 적절한 지점에 슬릿댐 형식의 사방시설 설치 4) 생태저수지 복원시는 철저한 조사 , 설계 , 시공 및 관리로서 사방댐 및 저수 기능 확보

복구대책

18

정책건의사항 서울시내 산사태 위험지구에 대한 조사를 통해 Data Base 를 구축하고 ,

산사태로 인한 피해를 방지 또는 최소화를 우선으로 하는 대책강구가

필요

주택지 인근 절개면 , 옹벽 등에 대해서도 조사하여

위험등급별 평가를 통해 체계적인 관리 필요

주택 , 기반시설 , 도시안전 , 녹지관련 부서가 참여하는 산사태예방

관리시스템 구축 필요

산림하부의 유역별 배수체계 정밀조사 , 용량 확대 필요

19

감 사 합 니 다

20