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실시간 수문관측자료에 의한 돌발 홍수예경보 시스템 -중랑천 유역을 중심으로-
Flood Forecasting and Warning System using Real-Time Hydrologic Observed Data from the Jungnang Stream Basin 원문보기

韓國水資源學會論文集 = Journal of Korea Water Resources Association, v.43 no.1, 2010년, pp.51 - 65  

이종태 (경기대학교 토목공학과) ,  서경아 (경기대학교 토목공학과) ,  허성철 (주)이산 수자원부)

초록
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본 연구에서는 도달시간이 짧은 중소하천유역에서 돌발홍수 발생시 강우에 따른 하천의 수위변화를 신속하고 간편하게 예측하는 홍수예경보 모형을 제시하고 그 적정성을 중랑천 유역에 대해서 검토하였다. 이를 위하여 먼저, 제방안전도 평가와 침수위험구역 조사를 통해 홍수방어목표지점으로 선정하였다. 강우량 및 관측지점수위와 홍수방어 목표지점 수위와의 상관성 분석을 하였으며, 이로부터 홍수방어목표(예보지점)지점의 수위변화를 예측할 수 있는 회귀모형을 산정하였다. 이 때 기초자료로서의 실제강우 조건에 따른 실측 수위자료는 그 범위와 조건의 수가 너무 작음으로, 이를 대신하여 다양한 강우시나리오별 유출분석을 통하여 홍수위들을 산정하고 이를 상관성 분석의 모집단 자료로 사용하였다. 산정된 회귀모형으로부터 적정 선행예보시간에 대한 수위를 산정하고 기상보정계수를 고려하여 예측수위를 보정 결정하는 방안을 제시하였다. 예측수위가 주위보수위(Flood watching level; 계획홍수량의 50 %의 수위)를 초과하는 경우에 예경보를 수행할 수 있는 시스템을 구성하였으며, 실제 호우사항에 대하여 그 적용성을 검토하였다.

Abstract AI-Helper 아이콘AI-Helper

We suggest a simple and practical flood forecasting and warning system, which can predict change in the water level of a river in a small to medium-size watershed where flash flooding occurs in a short time. We first choose the flood defense target points, through evaluation of the flood risk of dik...

주제어

AI 본문요약
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문제 정의

  • 강우량, 홍수위의 실시간 자료로부터 방어 목표지점의 홍수위를 예측하기 위해서 본 연구에서는 해당 하천유역에서 발생할 수 있는 다양한 강우조건과 홍수위의 상관관계를 분석하였으며, 이를 위한 기초자료의 생성을 위하여 먼저 다양한 가상강우 시나리오를 작성하였다(Table 5).
  • 시나리오 강우시점으로부터 첨두발생까지의 시간을 A, B 구간에서 산정하여 강우발생시 예경보의 판단 및 의사결정에 영향을 줄 수 있는 선행예보시간을 판단하고자 하였다. 이때, 강우의 시간분포는 분포형의 선택에 따라 차이가 있겠으나 선행예보시간이 1시간으로 짧아 그 편차는 크지 않음으로 서울지역의 최빈 분포인 Huff 2분위를 적용하였다.
  • 이 연구에서는 이범희(2006)의 통계모형과 기본을 같이 하면서도 제한된 실측자료를 극복하기 위해 가상시나리오에 의해 생성된 자료로부터 상관모형을 제시한 점과 예측수위 결정에서 기상예보를 고려한 점에서 그 차이가 있다. 이 연구에서는 먼저 실시간 수위 및 강우량을 이용하여 예측 선행시간에서 수위를 예측하며, 주위보수위를 넘는 시점부터 작동을 시작하여 대피시간(선행시간)을 확보할 수 있도록 홍수예경보를 발령하는 것이 최종적인 목적이다.
  • 이러한 홍수피해를 막기 위해 관리부서에서는 재해예방, 재해응급대책, 재해복구의 3단계로 분류되는 방제체제를 수립하고 있는 실정으로, 홍수예경보 시스템의 운영은 예방 및 응급대책에 해당하는 방재 활동이라 할 수 있다. 이 연구에서는 중소하천으로서 중하류부가 서울 도시지역을 관류하는 중랑천 유역을 대상으로 이 유역 특성에 맞는 간편하고 실용적인 실시간 홍수예경보시스템을 지원하는 이론 및 절차를 개발하여 하천관리 실무에 기여토록 하였다.
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질의응답

핵심어 질문 논문에서 추출한 답변
방재체제를 3단계로 분류하면 어떻게 되는가? 홍수예경보 시스템은 재해예방과 재해응급대책, 재해 복구 등의 3단계로 분류되는 방재체제 중 예방과 응급 대책에 대응하는 방재활동으로서 하천에 발생할 홍수를 미리 예측, 통보하여 홍수로 인한 국민들의 피해를 최소화 시키고 홍수 예․경보의 지속적인 향상을 도모하기 위해 구축되는 시스템이다. 이 시스템을 구성하는 요소는 유역 및 예․경보 대상에 따라 다양한 선택이 가능하다.
돌발홍수로 인한 홍수위의 급격한 증가는 어떤 문제를 발생시키는가? 돌발홍수로 인한 홍수위의 급격한 증가는 범람위험뿐만 아니라 하천내의 산책로 및 고수부지를 이용하는 시민 및 차량의 피해위험도 증대시킨다. 이러한 홍수피해를 막기 위해 관리부서에서는 재해예방, 재해응급대책, 재해복구의 3단계로 분류되는 방제체제를 수립하고 있는 실정으로, 홍수예경보 시스템의 운영은 예방 및 응급대책에 해당하는 방재 활동이라 할 수 있다.
홍수예경보 시스템을 구성하는 요소는 무엇에 따라 다양한 선택이 가능한가? 홍수예경보 시스템은 재해예방과 재해응급대책, 재해 복구 등의 3단계로 분류되는 방재체제 중 예방과 응급 대책에 대응하는 방재활동으로서 하천에 발생할 홍수를 미리 예측, 통보하여 홍수로 인한 국민들의 피해를 최소화 시키고 홍수 예․경보의 지속적인 향상을 도모하기 위해 구축되는 시스템이다. 이 시스템을 구성하는 요소는 유역 및 예․경보 대상에 따라 다양한 선택이 가능하다. 중랑천의 경우, 지천의 유입량이 크고, 홍수도달시간이 비교적 짧아 사전대피 여유시간이 부족하므로, 이에 따른 간편하고 신속, 정확한 판단과 작동이 가능하도록 시스템이 구성되어야 할 것이다.
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참고문헌 (11)

  1. 국토해양부 (2005). 전국 PMF도 재작성 보고서 

  2. 배덕효, 김형섭, 이종태, 김이현(2005). 중랑천 시험유역 수문자료집 2005, 도시홍수재해관리기술연구사업단, FFC04-05. 

  3. 배덕효, 김형섭, 이종태, 김이현(2006). 중랑천 시험유역 수문자료집 2006, 도시홍수재해관리기술연구사업단, FFC05-05. 

  4. 배덕효, 김형섭, 이종태, 김이현(2007). 중랑천 시험유역 수문자료집 2007, 도시홍수재해관리기술연구사업단, FFC06-03. 

  5. 서울특별시(2007) 대학과 연계한 하천관리에 대한 연구용역(2단계 2차), 연구보고서 

  6. 서울특별시(2008) 대학과 연계한 하천관리에 대한 연구용역(2단계 3차), 연구보고서 

  7. 신현석, 강두기, 김홍태, 송영현(2007) "실 수문관측을 통한 해안도시홍수 경보발령기준안 검정." 한국수자원학회 2007년도 학술발표회 논문집, pp. 336-340. 

  8. 신현석, 박용운, 김홍태(2005) "SWMM과 HEC-RAS 모형을 이용한 해안 도시 홍수예경보 시스템 구축." 한국수자원학회 2005년도 학술발표회 논문집, pp. 816-820. 

  9. 이범희 (2006) "도시 홍수 예경보 시스템의 특징과 구성방향에 관하여." 한국수자원학회지, 제39권, 제1호, pp. 50-54. 

  10. US Army Corps of Engineers, HEC (2002). HEC-RAS River Analysis System User's Manual. 

  11. Peter B. Andrysiak Jr. and David R. Maidment (2000). Visual Floodplain Modeling with Geographic Information System (GIS). Center for Research in Water Resources, InterSys, RiverTools Visual 2.0 Manual. 

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