선택한 단어 수는 입니다.
최소 단어 이상 선택하여야 합니다.
최소 단어 이상 선택하여야 합니다.
선택한 단어 수는 30입니다.
최대 10 단어까지만 선택 가능합니다.
최대 10 단어까지만 선택 가능합니다.
문제 정의
- 따라서 본 연구에서는 홍수범람도 작성 시 사용되고 있는 모형들을 소하천 유역에 적용하고, 실제 홍수사상과의 침수심 및 침수범위의 비교를 수행하여 모형의 정확성을 검증하고 효율성을 높이고자 한다. 적용된 모형으로는 HEC-GeoRAS 모형과 CAD를 기반으로 수리해석 및 범람해석이 가능한 RiverCAD 모형과 최근 HEC-RAS ver 4.
- 1의 차세대 홍수범람해석 방법으로 탑재된 RAS Mapper 모형을 이용하여 실제 소하천인 검청천을 대상으로 홍수범람해석을 수행하였다. 모형별 홍수범람해석 결과를 과거 홍수로 인하여 작성된 침수흔적도와 비교함으로써 본 연구결과의 타당성과 효율성을 검토하고 홍수범람해석의 정확성을 높일 수 있는 적정 1차원 범람해석 모형을 제시하여 재난방지계획에 보다 합리적인 기준을 마련하고자 한다.
- 본 연구에서는 경상북도 의성군 신평면 검곡리 일원의 소하천인 검청천을 대상유역으로 선정하였다. 본 유역은 1998년 침수피해를 겪은 유역으로서 그때 작성된 침수흔적도를 이용할 수 있으며, 이를 통해 본 연구의 결과를 검증할 수 있는 유역이다. 검청천은 지방하천인 광산천의 제1차 지류로 신평면 검곡리 검곡골에서 발원하여 검곡리를 관류하여 광산천에 유입하는 유역면적 22.
제안 방법
- 본 연구에서는 Uiseong-Gun(2003)에 수록되어 있는 재현 기간 30년, 50년, 80년, 100년에 대한 설계홍수량을 적용하여 대상유역인 검청천에 대해 각 모형별로 홍수범람 해석을 수행하였다. 각 모형들의 빈도별 홍수범람 해석 결과를 비교･검토하기 위해 소하천정비종합계획이 계획빈도 30년임을 고려하여 30년 빈도의 결과를 기준으로 각 모형의 빈도별 범람면적을 각각 비교･검토하였다. 빈도별 홍수범람 해석에 따른 각 모형별 범람면적을 비교･검토한 결과는 Table 5와 같다.
- 본 연구는 검청천을 대상으로 침수가 발생했던 1998년의 실측 강우량과 빈도별 설계홍수량을 각각 적용하여 모형별 홍수범람 해석을 수행하였으며, 각 모형별 홍수범람 해석 결과를 검청천의 침수흔적도와 비교･검토하였다. 또한, 빈도별 홍수범람 면적과 침수심별 범람면적을 산정하였으며, 이들 결과를 비교･검토하였다. 본 연구의 연구방법 및 절차는 Fig.
- 1의 차세대 홍수범람 해석 모형으로 탑재된 RAS Mapper를 이용하여 홍수범람해석을 수행하였다. 모형별 홍수범람 해석 결과를 과거 집중호우로 인해 발생한 침수피해에 대한 현장조사를 통해 작성된 침수흔적도와 비교･검토함으로써 소하천의 홍수범람해석 효율성과 정확성을 높일 수 있는 적정 1차원 범람해석 모형을 제시하였다. 본 연구의 수행으로 인해 도출된 결과를 요약하면 다음과 같다.
- HEC-GeoRAS 및 RAS Mapper 모형(HEC, 2010)은 ArcGIS를 이용하여 제내･외지의 DEM의 합성을 통해 하천지형을 구축하였으며, RiverCAD 모형의 경우 등고선과 하천측량을 통한 표고점을 이용하여 자체 내에서 3D TIN으로 생성함으로써 범람해석에 적용하였다. 본 연구는 검청천을 대상으로 침수가 발생했던 1998년의 실측 강우량과 빈도별 설계홍수량을 각각 적용하여 모형별 홍수범람 해석을 수행하였으며, 각 모형별 홍수범람 해석 결과를 검청천의 침수흔적도와 비교･검토하였다. 또한, 빈도별 홍수범람 면적과 침수심별 범람면적을 산정하였으며, 이들 결과를 비교･검토하였다.
- 본 연구는 소하천인 검청천을 대상으로 현재 널리 이용되고 있는 HEC-GeoRAS 모형과 CAD를 기반으로 수리해석 및 범람해석이 가능한 RiverCAD 모형, HEC-RAS ver 4.1에 탑재된 RAS Mapper 모형을 이용하여 홍수범람해석을 수행하였다. HEC-GeoRAS Extension은 현재 널리 적용되고 있는 홍수범람 해석 모형으로 본 연구에서는 ArcGIS 10.
- 본 연구에서는 Uiseong-Gun(2003)에 수록되어 있는 재현 기간 30년, 50년, 80년, 100년에 대한 설계홍수량을 적용하여 대상유역인 검청천에 대해 각 모형별로 홍수범람 해석을 수행하였다. 각 모형들의 빈도별 홍수범람 해석 결과를 비교･검토하기 위해 소하천정비종합계획이 계획빈도 30년임을 고려하여 30년 빈도의 결과를 기준으로 각 모형의 빈도별 범람면적을 각각 비교･검토하였다.
- 본 연구에서는 검청천 유역을 대상으로 침수흔적도가 조사된 1998년 실측 강우량을 적용하여 홍수량을 산정하고, 그 결과를 이용하여 HEC-GeoRAS, Ras Mapper 및 RiverCAD 모형을 통해 홍수범람 해석을 수행하였으며, 각 모형을 통해 해석된 결과와 당시 조사된 침수흔적도를 비교･검토하였다. 비교결과는 Table 4와 같으며, 침수흔적도와 모형별 침수결과는 Fig.
- 본 연구에서는 소하천 홍수범람도 작성 시 널리 이용되고 있는 HEC-GeoRAS 모형과 CAD를 기반으로 수리해석 및 범람해석이 가능한 RiverCAD 모형 및 최근 HEC-RAS ver 4.1의 차세대 홍수범람 해석 모형으로 탑재된 RAS Mapper를 이용하여 홍수범람해석을 수행하였다. 모형별 홍수범람 해석 결과를 과거 집중호우로 인해 발생한 침수피해에 대한 현장조사를 통해 작성된 침수흔적도와 비교･검토함으로써 소하천의 홍수범람해석 효율성과 정확성을 높일 수 있는 적정 1차원 범람해석 모형을 제시하였다.
- 따라서 본 연구에서는 홍수범람도 작성 시 사용되고 있는 모형들을 소하천 유역에 적용하고, 실제 홍수사상과의 침수심 및 침수범위의 비교를 수행하여 모형의 정확성을 검증하고 효율성을 높이고자 한다. 적용된 모형으로는 HEC-GeoRAS 모형과 CAD를 기반으로 수리해석 및 범람해석이 가능한 RiverCAD 모형과 최근 HEC-RAS ver 4.1의 차세대 홍수범람해석 방법으로 탑재된 RAS Mapper 모형을 이용하여 실제 소하천인 검청천을 대상으로 홍수범람해석을 수행하였다. 모형별 홍수범람해석 결과를 과거 홍수로 인하여 작성된 침수흔적도와 비교함으로써 본 연구결과의 타당성과 효율성을 검토하고 홍수범람해석의 정확성을 높일 수 있는 적정 1차원 범람해석 모형을 제시하여 재난방지계획에 보다 합리적인 기준을 마련하고자 한다.
- 1에 탑재된 홍수범람 모형으로 별도의 GIS 프로그램을 이용하지 않고 자체적으로 홍수범람 해석을 수행할 수 있도록 개발된 모형이다. 하천지형 구축과 HEC-RAS 모형의 지형자료 추출을 위한 전처리 과정은 ArcGIS 및 HEC-GeoRAS 모형의 전처리 기능을 이용하였으며, 침수가 발생한 1998년 당시의 실측 강우량과 빈도별 설계홍수량을 적용하여 HEC-RAS 모형을 통한 홍수위 산정 후 RAS Mapper 모형을 통해 홍수범람 해석을 수행하였다. RAS Mapper 모형의 홍수범람 해석에 의한 침수면적은 Table 2와 같으며, 1998년 실측 강우량을 이용하여 해석된 침수면적과 침수심은 Fig.
- 홍수범람 해석을 위한 3가지 적용모형 중 현재 널리 이용되고 있는 HEC-GeoRAS 모형을 이용하여 검청천 유역을 대상으로 홍수범람 해석을 수행하였다. 하천지형 구축과 HEC-RAS의 지형자료 추출을 위한 전처리 과정은 ArcGIS 및 HEC-GeoRAS 모형의 전처리 기능을 이용하였으며, 침수가 발생한 1998년 당시의 실측 강우량과 빈도별 설계홍수량을 적용하여 HEC-RAS 모형을 통한 홍수위 산정 후 HEC-GeoRAS 모형의 후처리 기능을 통해 홍수범람 해석을 수행하였다. HEC-GeoRAS 모형의 홍수범람해석에 의한 침수면적은 Table 1과 같으며, 1998년 실측 강우량을 이용하여 해석된 침수면적과 침수심은 Fig.
- 하천지형은 제내지의 경우 수치지형도 1:5,000도를 적용하였으며, 제외지의 경우 하천측량자료를 이용하여 각각 지형합성을 통해 홍수범람해석을 위한 지형을 구축하였다. HEC-GeoRAS 및 RAS Mapper 모형(HEC, 2010)은 ArcGIS를 이용하여 제내･외지의 DEM의 합성을 통해 하천지형을 구축하였으며, RiverCAD 모형의 경우 등고선과 하천측량을 통한 표고점을 이용하여 자체 내에서 3D TIN으로 생성함으로써 범람해석에 적용하였다.
대상 데이터
- 검청천은 1998년 집중호우로 인해 중･하류부를 중심으로 큰 침수피해가 발생하였다. 그 당시 침수피해와 관련된 자료는 의성군 재해정보지도에 수록된 침수흔적도를 참조하였으며, 본 연구에 적용된 1차원 홍수범람해석 모형 결과와 비교･검토하는 자료로 활용하였다. 1998년 집중호우로 인한 검청천 유역의 침수흔적도는 Fig.
- 본 연구에서는 경상북도 의성군 신평면 검곡리 일원의 소하천인 검청천을 대상유역으로 선정하였다. 본 유역은 1998년 침수피해를 겪은 유역으로서 그때 작성된 침수흔적도를 이용할 수 있으며, 이를 통해 본 연구의 결과를 검증할 수 있는 유역이다.
데이터처리
- 본 절에서는 각 모형들의 빈도에 따른 침수심별 범람면적을 비교･검토하기 위해 HEC-GeoRAS 모형의 결과를 기준으로 3가지 모형의 범람면적 차이와 비율을 산정하였으며, 그 결과는 Table 6, Fig. 10과 같다.
이론/모형
- 1에 탑재된 RAS Mapper 모형을 이용하여 홍수범람해석을 수행하였다. HEC-GeoRAS Extension은 현재 널리 적용되고 있는 홍수범람 해석 모형으로 본 연구에서는 ArcGIS 10.0을 기반으로 구동되는 HEC-GeoRAS 10.0 버전을 적용하여 홍수범람 해석을 수행하였다(HEC, 2011; Merwade, 2010). 또한, RiverCAD 모형은 미국의 BOSS International(2000)에서 개발된 AutoCAD기반의 1차원 수리모의 및 홍수범람 해석 프로그램으로 AutoCAD 환경에서 1차원 수리모형인 HEC-RAS와 HEC-2를 연계 및 구동할 수 있는 하천 모델링 프로그램이다.
- 하천지형은 제내지의 경우 수치지형도 1:5,000도를 적용하였으며, 제외지의 경우 하천측량자료를 이용하여 각각 지형합성을 통해 홍수범람해석을 위한 지형을 구축하였다. HEC-GeoRAS 및 RAS Mapper 모형(HEC, 2010)은 ArcGIS를 이용하여 제내･외지의 DEM의 합성을 통해 하천지형을 구축하였으며, RiverCAD 모형의 경우 등고선과 하천측량을 통한 표고점을 이용하여 자체 내에서 3D TIN으로 생성함으로써 범람해석에 적용하였다. 본 연구는 검청천을 대상으로 침수가 발생했던 1998년의 실측 강우량과 빈도별 설계홍수량을 각각 적용하여 모형별 홍수범람 해석을 수행하였으며, 각 모형별 홍수범람 해석 결과를 검청천의 침수흔적도와 비교･검토하였다.
- 소하천 유역의 경우 대부분 산지 및 농경지 유역으로 구성되고 하천의 상류부에 위치하여 경사가 다소 급하며, 제 내지가 좁은 특성 등을 고려할 때 1차원 모형의 수리해석과 외수범람 해석 중 유하형 범람 해석을 적용하는 것이 더욱 적합하다고 판단된다. 본 연구에서는 홍수위 계산을 위한 1차원 수리모형으로서 널리 이용되고 있는 HEC-RAS 모형을 적용하였으며, 외수범람에 따른 홍수범람해석을 위해 HEC-GeoRAS, RAS Mapper 및 RiverCAD 모형을 적용하였다.
- 본 절에서는 CAD를 기반으로 홍수위 산정 및 홍수범람 해석이 자체적으로 수행이 가능한 RiverCAD 모형을 이용하여 검청천 유역을 대상으로 홍수범람 해석을 수행하였다. 하천지형 구축과 HEC-RAS의 지형자료 추출을 위한 전처리 과정은 RiverCAD 모형을 이용하였으며, 침수가 발생한 1998년 당시의 실측 강우량과 빈도별 설계홍수량을 적용하여 HEC-RAS 모형을 통한 홍수위 산정 후 RiverCAD 모형을 통해 홍수범람 해석을 수행하였다.
- 본 절에서는 CAD를 기반으로 홍수위 산정 및 홍수범람 해석이 자체적으로 수행이 가능한 RiverCAD 모형을 이용하여 검청천 유역을 대상으로 홍수범람 해석을 수행하였다. 하천지형 구축과 HEC-RAS의 지형자료 추출을 위한 전처리 과정은 RiverCAD 모형을 이용하였으며, 침수가 발생한 1998년 당시의 실측 강우량과 빈도별 설계홍수량을 적용하여 HEC-RAS 모형을 통한 홍수위 산정 후 RiverCAD 모형을 통해 홍수범람 해석을 수행하였다. RiverCAD 모형의 홍수범람 해석에 의한 침수면적은 Table 3과 같으며, 1998년 실측 강우량을 이용하여 해석된 침수면적과 침수심은 Fig.
- 홍수범람 해석을 위한 3가지 적용모형 중 현재 널리 이용되고 있는 HEC-GeoRAS 모형을 이용하여 검청천 유역을 대상으로 홍수범람 해석을 수행하였다. 하천지형 구축과 HEC-RAS의 지형자료 추출을 위한 전처리 과정은 ArcGIS 및 HEC-GeoRAS 모형의 전처리 기능을 이용하였으며, 침수가 발생한 1998년 당시의 실측 강우량과 빈도별 설계홍수량을 적용하여 HEC-RAS 모형을 통한 홍수위 산정 후 HEC-GeoRAS 모형의 후처리 기능을 통해 홍수범람 해석을 수행하였다.
성능/효과
- (1) 침수가 발생한 실측 강우량을 적용하여 해석한 3가지 모형의 해석결과와 재해정보지도 작성을 통해 조사된 침수흔적도를 비교한 결과 3가지 모형 중 HEC-GeoRAS 모형의 범람면적이 비교적 유사하게 나타났다.
- (2) 빈도별 설계홍수량을 적용하여 홍수범람 해석을 수행하였으며, 3가지 모형에 의한 홍수범람면적이 빈도의 크기에 따라 증가하는 것으로 나타났으나 빈도별 면적 차이는 최대 1.34～11.15%로 비교적 적은 차이를 나타내었다.
- (3) 침수흔적도와 범람면적이 유사하게 나타난 HEC-GeoRAS를 기준으로 각 모형의 침수심별 전체 범람면적을 비교･검토한 결과, 30년과 50년 빈도의 경우 RAS Mapper 모형, 80년과 100년 빈도의 경우 RiverCAD 모형이 크게 나타났다.
- (4) 각 모형에 대해 침수심별 범람면적을 비교한 결과 침수심 2.0 m 이하 구간에서는 RiverCAD 모형이 크게 나타났으며, 침수심 2.0 m 이상의 구간에서는 HEC-GeoRAS 모형과 RAS Mapper 모형의 범람면적이 크게 나타났지만 두 모형간에는 유사한 결과를 보였다.
- (5) RiverCAD 모형의 경우 30년과 50년 빈도의 침수심 2.0 m 이상 구간에서 범람면적이 발생하지 않았으며, 이는 하천지형구축의 기법차이에 의한 것으로 판단된다.
- (6) 3가지 홍수범람해석 모형에 의한 전체 범람면적 차이가 10% 이내로 비교적 유사한 결과를 나타내었다. 추후 다양한 유역과 홍수사상을 적용하고 하천지형구축에 주의를 기울여 홍수범람 해석 연구가 수행된다면 실무 적용성을 높이고 홍수피해저감을 위한 정책적 의사결정에 기여 할 수 있을 것으로 판단된다.
- 303 km2로 나타났다. HEC-GeoRAS 모형이 침수흔적도의 범람면적과 8.68%의 차이로 비교적 유사한 값을 나타내었으며, RiverCAD 모형과 RAS Mapper 모형이 각각 13.33%와 31.28%의 범람면적의 차이를 보이고 있다.
- 031 km2로 증가하였다. 또한, 100년 빈도의 홍수범람 시 30년 빈도의 홍수범람보다 HEC-GeoRAS 모형의 경우 11.15%, RAS Mapper 모형의 경우 6.93%, RiverCAD 모형의 경우 10.37%의 차이를 나타내었다. 즉, 본 연구의 대상유역인 검청천이 산지지형의 소하천으로 제내지의 면적이 농경지 유역에 비해 상대적으로 좁게 분포되어 빈도별 침수심이 증가함에도 불구하고 범람면적 차이가 크지 않으며, 30년 빈도를 기준으로 100년 빈도와의 면적 차이가 약 10% 내･외의 비교적 적은 차이를 보이고 있다.
- 08%의 차이가 나타났다. 또한, RAS Mapper 모형의 경우 30년과 50년 빈도에서, RiverCAD 모형의 경우 80년과 100년 빈도에서 크게 나타났으며, 전체 침수심에 대한 3가지 모형들의 범람면적 검토에서 면적차가 10.0% 이내로 비교적 유사한 것으로 판단된다. 따라서 활용 가능한 입력자료의 종류와 목적에 따라 적정 모형을 선정하면 될 것이다.
- 분석 결과 침수흔적도에서 나타난 범람면적은 0.195 km2이며, 실측 강우량을 적용하여 해석된 홍수범람 면적은 HECGeoRAS 모형이 0.211 km2, RAS Mapper 모형이 0.256 km2, RiverCAD 모형이 0.303 km2로 나타났다. HEC-GeoRAS 모형이 침수흔적도의 범람면적과 8.
- 0 m 이상의 범람면적이 큰 차이를 나타냈다. 이와 같은 결과는 각 모형의 홍수범람해석 시 HEC-GeoRAS 및 RAS Mapper 모형은 ArcGIS를 이용하여 제내･외지의 DEM의 합성을 통해 하천지형을 구축하였으며, RiverCAD 모형의 경우 등고선과 하천측량을 통한 표고점을 이용하여 자체 내에서 3D TIN으로 합성하는 하천지형구축의 기법 차이에 의해 발생한 것으로 판단된다.
- 99%로 큰 차이를 나타냈다. 전체 범람면적의 차이를 비교한 결과와 달리 30년과 50년 빈도에서 침수심이 2.0 m 이내에 분포됨으로 인해 상대적으로 3.0 m 이상의 범람면적이 큰 차이를 나타냈다. 이와 같은 결과는 각 모형의 홍수범람해석 시 HEC-GeoRAS 및 RAS Mapper 모형은 ArcGIS를 이용하여 제내･외지의 DEM의 합성을 통해 하천지형을 구축하였으며, RiverCAD 모형의 경우 등고선과 하천측량을 통한 표고점을 이용하여 자체 내에서 3D TIN으로 합성하는 하천지형구축의 기법 차이에 의해 발생한 것으로 판단된다.
- 37%의 차이를 나타내었다. 즉, 본 연구의 대상유역인 검청천이 산지지형의 소하천으로 제내지의 면적이 농경지 유역에 비해 상대적으로 좁게 분포되어 빈도별 침수심이 증가함에도 불구하고 범람면적 차이가 크지 않으며, 30년 빈도를 기준으로 100년 빈도와의 면적 차이가 약 10% 내･외의 비교적 적은 차이를 보이고 있다.
- 침수심별 범람면적은 RAS Mapper 모형의 경우 침수심 0.0∼2.0 m에서 3.83%∼14.49%의 차이를 보였고, 침수심 2.0 m 이상에서는 차이가 없는 것으로 나타났으며, 빈도별에 따른 차이에서는 30년 빈도의 침수심 0.0∼1.0 m에서 14.49%로 큰 차이를 보였다.
후속연구
- (6) 3가지 홍수범람해석 모형에 의한 전체 범람면적 차이가 10% 이내로 비교적 유사한 결과를 나타내었다. 추후 다양한 유역과 홍수사상을 적용하고 하천지형구축에 주의를 기울여 홍수범람 해석 연구가 수행된다면 실무 적용성을 높이고 홍수피해저감을 위한 정책적 의사결정에 기여 할 수 있을 것으로 판단된다.
※ AI-Helper는 부적절한 답변을 할 수 있습니다.