[학위논문]초단기 예측 강우와 관측 및 모의 수위를 이용한 실시간 도시 돌발홍수 예측 방안 연구 A study on the real-time urban flood forecasting using the short-term forecast rainfall and the observed and simulated water level원문보기
21세기 들어 본격화되기 시작한 기후변화는 가뭄과 홍수 발생의 빈도와 강도를 증가시킨다. 최근에도 기후변화로 인해 발생하는 집중호우, 태풍 등으로 인한 홍수피해가 지속적으로 발생하고 있다. 그 중에서도 빈번하게 발생하는 돌발홍수는 예측에 한계가 있어 대비가 어렵기 때문에 갑작스러운 내수침수를 유발한다. 특히, 도시 유역의 경우 유출률이 높고, ...
21세기 들어 본격화되기 시작한 기후변화는 가뭄과 홍수 발생의 빈도와 강도를 증가시킨다. 최근에도 기후변화로 인해 발생하는 집중호우, 태풍 등으로 인한 홍수피해가 지속적으로 발생하고 있다. 그 중에서도 빈번하게 발생하는 돌발홍수는 예측에 한계가 있어 대비가 어렵기 때문에 갑작스러운 내수침수를 유발한다. 특히, 도시 유역의 경우 유출률이 높고, 도달시간이 짧아 돌발홍수에 매우 취약하다. 이에 각 도시 지역별 특성을 고려한 침수 여부를 사전에 예측할 수 있는 방안에 대한 연구가 필요한 실정이다. 본 연구에서는 세 가지 조건인 실시간 수위 관측 자료와 강우-유출 모형, RADAR 예측 강우를 활용하여 도심지 돌발홍수 예측 방안 연구를 수행하였다. 강우-유출 모형인 SWMM을 이용하여 돌발홍수 발생 시의 수위를 산정한다. 최적화 기법을 연계하여, 관측 수위와의 오차를 최소화하기 위한 매개변수최적화를 진행한다. 이 과정을 10분 단위로 반복하며, 매개변수 최적화가 진행된 연계 모듈에 선행시간 30분의 예측 강우자료를 입력하여 30분 후의 예측 수위를 산정한다. 최종적으로는, 연계 모듈을 통해 산정한 초단기 예측수위의 결과를 토대로 보완점을 검토하고, 개선 방안을 제시한다. 또한, SWMM과 최적화 기법을 연계한 모듈에 레이더 예측강우를 입력해 산정되는 초단기 예측 수위를 활용해 돌발홍수에 대한 예·경보 시스템 개발 등의 도시방재 측면으로의 응용 가능성을 검토한다.
21세기 들어 본격화되기 시작한 기후변화는 가뭄과 홍수 발생의 빈도와 강도를 증가시킨다. 최근에도 기후변화로 인해 발생하는 집중호우, 태풍 등으로 인한 홍수피해가 지속적으로 발생하고 있다. 그 중에서도 빈번하게 발생하는 돌발홍수는 예측에 한계가 있어 대비가 어렵기 때문에 갑작스러운 내수침수를 유발한다. 특히, 도시 유역의 경우 유출률이 높고, 도달시간이 짧아 돌발홍수에 매우 취약하다. 이에 각 도시 지역별 특성을 고려한 침수 여부를 사전에 예측할 수 있는 방안에 대한 연구가 필요한 실정이다. 본 연구에서는 세 가지 조건인 실시간 수위 관측 자료와 강우-유출 모형, RADAR 예측 강우를 활용하여 도심지 돌발홍수 예측 방안 연구를 수행하였다. 강우-유출 모형인 SWMM을 이용하여 돌발홍수 발생 시의 수위를 산정한다. 최적화 기법을 연계하여, 관측 수위와의 오차를 최소화하기 위한 매개변수 최적화를 진행한다. 이 과정을 10분 단위로 반복하며, 매개변수 최적화가 진행된 연계 모듈에 선행시간 30분의 예측 강우자료를 입력하여 30분 후의 예측 수위를 산정한다. 최종적으로는, 연계 모듈을 통해 산정한 초단기 예측수위의 결과를 토대로 보완점을 검토하고, 개선 방안을 제시한다. 또한, SWMM과 최적화 기법을 연계한 모듈에 레이더 예측강우를 입력해 산정되는 초단기 예측 수위를 활용해 돌발홍수에 대한 예·경보 시스템 개발 등의 도시방재 측면으로의 응용 가능성을 검토한다.
Climate change, which began in earnest in the 21st century, increases the frequency and intensity of droughts and floods. Recently, flood damages due to heavy rains and typhoons caused by climate change continue to occur. Among them, frequent flooding is limited in forecasting and difficult to prepa...
Climate change, which began in earnest in the 21st century, increases the frequency and intensity of droughts and floods. Recently, flood damages due to heavy rains and typhoons caused by climate change continue to occur. Among them, frequent flooding is limited in forecasting and difficult to prepare, causing sudden inundation. In particular, urban watersheds are highly vulnerable to sudden floods due to high runoff rates and short concentrated time. Therefore, it is necessary to study how to predict inundation considering the characteristics of each urban area. In this study, the study of urban flood forecasting was conducted using three conditions: real-time water level observation data, rainfall-runoff model, and RADAR prediction. SWMM, a rainfall-runoff model, is used to estimate the water level when a flash flood occurs. In conjunction with the optimization technique, parameter optimization is performed to minimize the error with the observed water level. This process is repeated every 10 minutes, and the forecasting water level after 30 minutes is calculated by inputting the forecasting rainfall data of 30 minutes to the linkage module after the parameter optimization. Finally, the complementary points are reviewed based on the results of the short-term forecasting water level calculated through the linked module, and the improvement method is suggested. In addition, the possibility of application to the aspect of urban disaster prevention, such as the development of forecasting and warning system for sudden flood, will be reviewed by using the short-term forecasting level calculated by inputting RADAR prediction rainfall into the module linking SWMM and optimization technique.
Climate change, which began in earnest in the 21st century, increases the frequency and intensity of droughts and floods. Recently, flood damages due to heavy rains and typhoons caused by climate change continue to occur. Among them, frequent flooding is limited in forecasting and difficult to prepare, causing sudden inundation. In particular, urban watersheds are highly vulnerable to sudden floods due to high runoff rates and short concentrated time. Therefore, it is necessary to study how to predict inundation considering the characteristics of each urban area. In this study, the study of urban flood forecasting was conducted using three conditions: real-time water level observation data, rainfall-runoff model, and RADAR prediction. SWMM, a rainfall-runoff model, is used to estimate the water level when a flash flood occurs. In conjunction with the optimization technique, parameter optimization is performed to minimize the error with the observed water level. This process is repeated every 10 minutes, and the forecasting water level after 30 minutes is calculated by inputting the forecasting rainfall data of 30 minutes to the linkage module after the parameter optimization. Finally, the complementary points are reviewed based on the results of the short-term forecasting water level calculated through the linked module, and the improvement method is suggested. In addition, the possibility of application to the aspect of urban disaster prevention, such as the development of forecasting and warning system for sudden flood, will be reviewed by using the short-term forecasting level calculated by inputting RADAR prediction rainfall into the module linking SWMM and optimization technique.
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