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서울 삼성 1분구에 대한 침수면적 GIS 데이터베이스 구축
Development of flood inundation area GIS database for Samsung-1 drainage sector, Seoul, Korea 원문보기

Journal of Korea Water Resources Association = 한국수자원학회논문집, v.49 no.12, 2016년, pp.981 - 993  

오민관 (홍익대학교 토목공학과) ,  이동률 (한국기술연구원 수자원.하천연구소) ,  권현한 (전북대학교 토목공학과) ,  김동균 (홍익대학교 토목공학과)

초록
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본 연구는 서울 삼성 1분구에 대하여 구축된 홍수 예, 경보 시스템의 한 부분인 침수면적 GIS 데이터베이스의 구축과정을 다룬다. XP-SWMM 모형을 대상 연구지역에 대하여 구축하였으며, 유역 출구에 위치한 관로에서 관측된 수위 시계열을 집중시간 산정 및 XP-SWMM 모형의 매개변수 교정에 활용하였다. 유역의 도달시간인 40분을 첫 20분, 나중 20분 두 개의 시간단계로 나누고, 가능최대강수량인 200 mm/hr 이하의 범위를 5 mm/hr 간격으로 나누어 침수를 일으키는 가능한 모든 강우 시나리오를 생성한 후, 이를 XP-SWMM 모형의 입력값으로 사용하여 침수면적의 GIS 데이터베이스를 구축하였다. 침수면적 데이터베이스의 분석을 통해 다음과 같은 결론을 얻었다: (1) 동일한 강우의 증가분에 대하여서도 침수면적이 급격 혹은 완만하게 증가할 수 있는데, 이는 홍수시 지표흐름이 지형과 관망의 공간적 분포에 큰 영향을 받기 때문이다; (2) 동일한 침수면적을 가진 경우라 할지라도 강우가 시간적으로 어떻게 분포하느냐에 따라 침수범위의 차이가 클 수 있다. (3) 동일한 설계강우량이라도 시간적 분포가 다르다면 침수면적 및 침수범위가 크게 다를 수 있다.

Abstract AI-Helper 아이콘AI-Helper

This study explains the GIS database of flood inundation area developed for Samsung-1 Drainage Sector, Seoul, Korea. The XP-SWMM dual drainage model was developed for the study area, and the time series observed at the watershed outlet was used to obtain the watershed time of concentration and to ca...

주제어

AI 본문요약
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문제 정의

  • 본 연구는 도시홍수 예, 경보시스템의 대표적인 단점 중 하나인 침수모형모의의 긴 수행시간으로 인한 홍수예보 리딩타임의 감소를 극복할 수 있는 도시홍수예측 시스템을 개발하였으며, 본 논문에서는 이 시스템의 핵심 중 하나인 사전 침수면적 데이터베이스 구축 방법에 대하여 논하고자 한다. 이 방법에서는 40분 내외의 집중시간을 가진 유역에 침수를 발생시키는 가능한 모든 강우량의 범위를 5 mm 간격으로 나누어 XP-SWMM 도시홍수모형의 입력자료로 사용하여 모의하여 이에 따른 침수면적을 GIS 데이터베이스로 구축하였으며, 강우의 시간적 변동성이 침수에 미치는 영향을 고려하기 위하여 첫 20분 동안 내린 강우와 두 번째 20분 동안 내린 강우를 구분하였다.
  • 침수면적 등고선도의 등고선을 따라 다양한 x값과 y값이 존재하며, 이는 동일한 침수면적을 발생시키는 다양한 강우 이벤트가 존재한다는 점을 의미한다. 본 연구에서는 서로 다른 강우이벤트가 일으키는 동일한 침수면적에 대한 침수범위를 비교하였다. Fig.
  • 본 연구의 가장 큰 의미는 강우 발생 시 즉각적으로 침수면적 및 범위를 판별할 수 있는 GIS 데이터베이스를 구축하여 침수 예, 경보에 필요한 리딩타임을 크게 줄일 수 있는 방법론을 제시했다는 점이다. 이와 아울러, 관망의 형태 및 맨홀의 공간적 분포, 그리고 강우의 시간적 분포가 침수면적 및 침수 범위에 미치는 영향이 매우 크다는 점을 밝혔다는 점 또한 본 연구의 흥미로운 결과라 할 수 있을 것이다.

가설 설정

  • 본 연구는 강우에서 유출량을 도출하기 위한 방법으로 SCS 곡선지수방법(Kang and Lee, 2012)을 사용하였다. Fig. 2(d)에 표시된 선릉괴정릉을 포함한 소유역은 투수도가 높다고 가정하고 65의 곡선지수를 적용하였으며, 나머지 불투수도가 높은 지역에 대해서는 85의 곡선지수를 적용하였다.
  • 표 2은 각 이벤트에 대하여 산정한 도달시간을 보인다. 본 연구에서는 이러한 결과에 따라 연구대상유역의 도달시간을 40분으로 가정하였다. Table 2에 보인 도달시간들의 평균은 46분이므로, 본 연구에서 채택한 도달시간인 40분 시점에서의 침수면적은 최대가 되지 않을 수도 있으나, Fig.
  • 4는 2013년 7월 한 달 동안 삼성1분구의 최종 유출관로에서 관측된 수위의 시계열이다. 본 연구의 연구지역인 삼성 1분구의 경우 크기는 2 km2내외로 유역 내 강우가 공간적으로 동일하게 발생하였다고 가정할 수 있으며(Olivera et al., 2008), 이러한 가정을 한다면, 관측 수위 시계열 내의 각 이벤트의 첨두발생시각에서 이벤트종료시각까지의 시간간격을 도달시간이라고 가정할 수 있다. Fig.
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질의응답

핵심어 질문 논문에서 추출한 답변
태국 방콕은 어떠한 도시홍수 예, 경보 시스템을 실행중인가? , 2006)은 약 15만여 명의 인구가 거주하며 가을에 상습적인 홍수를 겪는 프랑스의 Nemes 지역에 대하여 구축되었으며, 레이더 강우자료와 10개의 지상강우 자료를 입력자료로 하는 실시간 수문모형을 활용하여 유량을 예측하고, 이를 기반으로 44개의 미리 정해 놓은 침수 시나리오 중 하나를 택하여 홍수경보를 발령한다; 태국 방콕의 실시간 홍수 경보 시스템(Hénonin et al., 2010)은 레이더 강우자료를 얻고, 이를 관망-도로망 1차원-1차원 침수모형의 입력자료로 활용하여 침수면적을 얻으며, 이에 근거하여 홍수경보를 발령한다; HIDROMET (2014)은 스페인 바르셀로나 지역에 대하여 구축된 실시간 내수침수경보 시스템으로 9.61 km2의 지역에 대하여 6분-1 km2의 레이더 강우자료와 5분-9개의 지상관측자료를 사용하여 향후 2시간 후의 강우를 예측한 후, 이를 MOUSE 내수침수 모형(Elliot et al.
홍수보험 제도의 운영의 특징은? , 2007) 등으로 나눌 수 있다. 비구조적인 방법의 대표적인 예는 홍수보험 제도의 운영(Browne and Hoyt, 2000; Sarmiento and Miller, 2006)으로 단기적으로는 홍수로 인한 국민의 경제적 피해와 정부예산 지출의 시간적 불균형을 감소시키며, 장기적으로는 침수가 발생하는 지역의 인구의 외부 이주를 유도하여 침수와 이에 의한 피해를 분리시키는 효과가 있다(Kang, 2010). 특히, 침수로 인한 사회, 경제적 피해가 막대하여 이를 국민 개개인의 능력으로는 감당할 수 없는 미국에서는 정부가 주도 하는 홍수보험제도가 정착되었다(Burby, 2001).
침수로 인한 피해를 경감하는 방법 중 비구조적인 방법의 예시는? , 2007) 등으로 나눌 수 있다. 비구조적인 방법의 대표적인 예는 홍수보험 제도의 운영(Browne and Hoyt, 2000; Sarmiento and Miller, 2006)으로 단기적으로는 홍수로 인한 국민의 경제적 피해와 정부예산 지출의 시간적 불균형을 감소시키며, 장기적으로는 침수가 발생하는 지역의 인구의 외부 이주를 유도하여 침수와 이에 의한 피해를 분리시키는 효과가 있다(Kang, 2010). 특히, 침수로 인한 사회, 경제적 피해가 막대하여 이를 국민 개개인의 능력으로는 감당할 수 없는 미국에서는 정부가 주도 하는 홍수보험제도가 정착되었다(Burby, 2001).
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