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건물의 영향을 고려한 이중배수체계기반 침수해석
Analysis of Urban Inundation Considering Building Footprints Based on Dual-Drainage Scheme 원문보기

한국지리정보학회지 = Journal of the Korean Association of Geographic Information Studies, v.17 no.4, 2014년, pp.40 - 51  

이정영 (충북대학교 도시공학과) ,  진기호 (충북대학교 도시공학과) ,  하성룡 (충북대학교 도시공학과)

초록
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본 연구의 목적은 건물의 유무에 따른 도시지역의 침수특성을 이중배수체계기반의 2차원 침수 해석모형을 이용하여 각각 해석하고 해석 결과의 차이를 비교하는데 있다. 이를 위해 LiDAR 측량 기반 $1m{\times}1m$ 해상도의 표고모델과 표고모델 위에 건물의 외벽을 따라 지표수 유입을 억제하는 격자를 생성한 표고모델의 2가지 지형자료를 구축하였고, 2가지 지형조건을 2차원 침수해석모형의 입력 자료로 활용하기 위해 $10m{\times}10m$ 해상도로 re-sampling 하였다. 분석 결과, CCTV 영상에 의한 실측 침수심 자료와 모의값을 비교한 결과, 건물을 고려하지 않은 지형자료를 사용한 경우 침수심이 과소 산출되었으나, 건물을 고려한 경우에는 실측값과 근사하게 모의되었다. 침수심의 차이는 침수 가능 면적의 변화에 따라 침수체적이 변하게 되므로, 지표면으로 유출되는 수문량이 절대량으로 고정된다면 침수 가능영역이 큰 지형자료를 사용한 경우 침수심이 낮아지기 때문인 것으로 판단된다. 한편 침수흔적도와 비교한 침수면적은 두 지형자료 모두 큰 차이를 보이지 않았으나 근사하게 건물을 고려한 경우의 일치도가 높은 것으로 나타났다. 따라서 침수면적과 침수심의 두 가지를 종합적으로 고려한다면, 이중배수체계기반의 2차원 침수해석모형을 활용하여 도시유역의 침수해석을 수행하는 경우, 건물을 고려한 지형자료를 사용하는 것이 바람직하다고 판단된다.

Abstract AI-Helper 아이콘AI-Helper

This study aims to investigate urban inundation considering building footprints based on dual-drainage scheme. For this purpose, LiDAR data is cultivated to generate two original data set in terms of DEM with $1{\times}1$ meter and building layer of the study drainage area in Seoul and th...

주제어

AI 본문요약
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문제 정의

  • 따라서 본 연구에서 침수해석에 사용하는 지형자료는 건물을 고려하지 않은 DEM과 건물의 정밀한 현상을 반영한 BH기법에 의한 DSM을 사용하여 각 자료를 사용했을 때 침수특성이 변하는 양상을 검토하였다. 특히 Schubert et al.
  • 본 연구는 이중배수체계기반의 2차원 침수해석모형을 활용하여 건물의 유무에 따른 침수해석결과의 차이를 비교·검토하는데 목적이 있다.
  • 이에 본 연구에서는 이중배수체계기반의 2차원 침수해석모형을 활용하여 건물의 유무에 따른 침수해석결과의 차이를 비교·검토하고자 한다.
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질의응답

핵심어 질문 논문에서 추출한 답변
이중배수체계는 어떤 방식인가? 이중배수체계는 과거 도시침수에서 활용되던 해석모형의 단점인 지표면 월류량 등이 없어지거나 맨홀에 저류된다는 가정을 보완하기 위해 탄생한 개념으로 지표면 유출수의 관거내 재유입을 설명하기 위해 지표면 유출과 관거 유출을 각각 관련 방정식과 매개변수 등을 통해 해석하고 각 해석결과를 연동하여 모의하는 방식이다(Park et al, 2013). 본 연구에서 활용한 이중배수체계 모형은 XP-SWMM 2D 모형으로 미국 EPA의 SWMM(Storm Water Management Model)모형과 호주 WBN사에서 개발한 2차원 침수해석용 Full Dynamic 엔진인 TUFLOW(Two dimensional Unsteady FLOW)를 결합한 모형이다.
SWMM 2D 모형은 어떤 것들을 결합한 것인가? 이중배수체계는 과거 도시침수에서 활용되던 해석모형의 단점인 지표면 월류량 등이 없어지거나 맨홀에 저류된다는 가정을 보완하기 위해 탄생한 개념으로 지표면 유출수의 관거내 재유입을 설명하기 위해 지표면 유출과 관거 유출을 각각 관련 방정식과 매개변수 등을 통해 해석하고 각 해석결과를 연동하여 모의하는 방식이다(Park et al, 2013). 본 연구에서 활용한 이중배수체계 모형은 XP-SWMM 2D 모형으로 미국 EPA의 SWMM(Storm Water Management Model)모형과 호주 WBN사에서 개발한 2차원 침수해석용 Full Dynamic 엔진인 TUFLOW(Two dimensional Unsteady FLOW)를 결합한 모형이다. 본 모형은 1차원 배수관망 해석은 물론 2차원 지표수 흐름을 해석할 수 있도록 개발되었으며 표고자료 입력시 자체적인 DTM(Digital Terrain Model)을 생성하여 지표수의 동적인 흐름을 모의할 수 있다.
지표면 유출수의 경우 수치해석모형의 정확도를 담보하기 어려운 실정인데, 이를 보완하기 위해 무엇이 진행되고 있는가? 수치해석모형의 발달로 하수관거 내에서의 흐름은 비교적 높은 정확도로 해석할 수 있으나, 지표면 유출수의 경우 박층류 해석의 불확실성과 도시표면의 복잡한 지형구조물에 의한 간섭현상 등으로 정확도를 담보하기 어려운 실정이다. 이에 최근의 도시침수에 관한 연구는 지표면 유출의 해석 정확도를 향상시키기 위한 건물의 처리 등에 관한 연구가 많이 진행되고 있다.
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참고문헌 (18)

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  17. Shubert, J.E. and B.F. Sanders. 2012. Building treatments for urban flood inundation models and implications for predictive skill and modeling efficiency. Advances in Water Resources 41:49-64. 

  18. Tsubaki, R. and Y. Kawahara. 2013. The uncertainty of local flow parameters during inundation flow over complex topographies with elevation errors. Journal of Hydrology 486:71-87. 

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