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하천-제내지의 상세 지형자료를 이용한 수해방지대책 적용
Application of Flood Prevention Measures Using Detailed Topographic Data of River and Lowland 원문보기

한국지리정보학회지 = Journal of the Korean Association of Geographic Information Studies, v.23 no.1, 2020년, pp.15 - 29  

이재영 (한국건설기술연구원 국토보전연구본부) ,  한건연 (경북대학교 건설환경에너지공학부) ,  금호준 (국립재난안전연구원 방재연구실) ,  고현수 (울산대학교 건설환경공학부)

초록
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최근 우리나라에서 발생하는 침수피해는 중앙 정부 및 지자체의 치수대책으로 인해 발생빈도는 감소하고 있으나 생활수준의 향상으로 인해 피해규모는 증가하고 있는 추세이다. 이러한 침수피해의 원인으로는 기후변화로 인한 치수시설의 계획빈도를 상회하는 강우와 같은 자연적 원인과 지역 개발에 따른 하천 공간의 잠식, 하류지역의 홍수소통 능력을 고려하지 않은 상류 유역의 관리상 문제 등 인위적인 원인이 있다. 이에 본 연구에서는 하천수의 범람으로 인한 침수피해를 저감시키기 위해 하천-제내지 상세지형을 반영하여 침수피해가 발생한 당시의 상황을 수치모형을 통해 재현함으로써 대상지역의 제내지에 대한 여러 가지 수해방지대책 마련에 대한 효과를 사전에 정량적으로 평가할 수 있도록 하였다. 대상지역은 2016년 10월 태풍 차바로 인한 하천수의 범람으로 침수피해가 발생한 태화강 지방하천 유역으로 강우-유출해석 및 2차원 홍수범람해석을 통해 침수범위와 침수심에 대한 검증을 실시한 결과 침수면적, 홍수도달시간 및 침수심이 모의결과와 유사함을 확인하였다. 본 연구에서는 상세한 지형자료를 적용하여 2차원 홍수범람해석을 실시함으로써 하천수리해석의 적용성을 검토하였으며 수해방지대책 수립에 수치모형을 활용함으로써 홍수방재 및 침수피해 경감에 기여할 수 있을 것으로 판단된다.

Abstract AI-Helper 아이콘AI-Helper

Recently, the incidence of flooding in Korea has decreased by the measures by central and local governments, however the scale of damage is increasing due to the improvement of living standard. One of the causes of such flood damage is natural causes such as rainfall exceeding the planned frequency ...

주제어

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AI 본문요약
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문제 정의

  • 유역의 홍수량 산정은 대상유역을 적절히 분할하고 분할된 소유역별 홍수량을 계산하고 하도추적 및 기준지점에서 홍수 수문곡선의 합성을 통해 홍수량을 산정한다. 본 연구에서는 HEC-HMS 모형을 이용하여 2016년 10월 5일에 발생한 태풍 차바 당시의 홍수량을 계산하기 위하여 그림 3과 같이 하류단 경계조건이 될 수위관측소를 종점으로 43개의 소유역으로 분할하였다. 매개변수 추정은 일반적인 수문분석에서 주로 사용되는 방법을 선택하여 유효우량 산정은 AMC-Ⅲ조건을 활용한 NRCS법, 도달시간은 Kraven-Ⅱ, 하도추적은 Muskingum 방법을 이용하였다.
  • 본 연구에서는 외수범람으로 인한 홍수피해를 범람 후 배수까지 고려하여 당시의 상황에 대한 상세한 재현을 위해 2차원 침수해석 모형을 이용하고자 하였다. 이를 위해서는 하천과 제내지를 포함한 대상지역에 대한 고해상도의 제내지 지형과 수치지도상에 표현되지 않는 하도 내 지형에 대한 구축이 필요하다.
  • 본 연구에서는 태풍이나 집중호우로 인한 외수범람으로 발생하는 침수피해를 저감하기 위해 정부나 지자체에서 수립하는 구조적·비구 조적인 수해방지대책의 효과를 정량적으로 평가할 수 있도록 2차원 홍수범람해석을 실시하였다.
  • 이에 본 연구에서는 그림 1과 같이 강우자료 및 지형자료를 이용해 분석을 위한 기초자료를 구축하고 제방, 건물, 암거 등 하천 및 제내지에 대한 상세지형을 반영하여 2차원 홍수범람 해석을 실시하였다. 대상지역은 태풍 차바 내습 시 인명 및 재산피해를 입었던 태화강 지방하천 유역이며 2016년 10월 5일 당시의 침수피해를 모형으로 검증하였다.
  • 최대 침수심은 침수피해 발생 이후 현장조사에서 침수흔적을 이용해 측량한 결과와 모의결과를 비교하였으나, 본 연구에서는 수해방지대책 수립 이후 배수시간까지 비교·분석하기 위해 당시 주민들이 촬영한 사진의 저장 시각을 통해 당시의 피해상황 및 침수발생시각에 따른 침수심을 검증하고자 하였다.

가설 설정

  • 검증결과를 Case 1로 설정하고 하도준설을 1m와 2m 실시하는 것을 가정하여 각각 Case 2, Case 3로 설정하여 모의를 진행하였다. 하도준설은 대상지역 하도구간을 동일한 깊이로 준 설하는 것으로 가정하였으며, 모의결과는 표 4와 같이 나타났다.
  • 검증결과를 Case 1로 설정하고 하도준설을 1m와 2m 실시하는 것을 가정하여 각각 Case 2, Case 3로 설정하여 모의를 진행하였다. 하도준설은 대상지역 하도구간을 동일한 깊이로 준 설하는 것으로 가정하였으며, 모의결과는 표 4와 같이 나타났다. 아파트 정문인 A지점의 경우 준설에 따른 효과는 1m 준설 시 침수심이 0.
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질의응답

핵심어 질문 논문에서 추출한 답변
침수피해의 원인으로는 어떤 것들이 있는가? 최근 우리나라에서 발생하는 침수피해는 중앙 정부 및 지자체의 치수대책으로 인해 발생빈도는 감소하고 있으나 생활수준의 향상으로 인해 피해규모는 증가하고 있는 추세이다. 이러한 침수피해의 원인으로는 기후변화로 인한 치수시설의 계획빈도를 상회하는 강우와 같은 자연적 원인과 지역 개발에 따른 하천 공간의 잠식, 하류지역의 홍수소통 능력을 고려하지 않은 상류 유역의 관리상 문제 등 인위적인 원인이 있다. 이에 본 연구에서는 하천수의 범람으로 인한 침수피해를 저감시키기 위해 하천-제내지 상세지형을 반영하여 침수피해가 발생한 당시의 상황을 수치모형을 통해 재현함으로써 대상지역의 제내지에 대한 여러 가지 수해방지대책 마련에 대한 효과를 사전에 정량적으로 평가할 수 있도록 하였다.
최근 우리나라에서 발생하는 침수피해는 어떤 추세인가? 최근 우리나라에서 발생하는 침수피해는 중앙 정부 및 지자체의 치수대책으로 인해 발생빈도는 감소하고 있으나 생활수준의 향상으로 인해 피해규모는 증가하고 있는 추세이다. 이러한 침수피해의 원인으로는 기후변화로 인한 치수시설의 계획빈도를 상회하는 강우와 같은 자연적 원인과 지역 개발에 따른 하천 공간의 잠식, 하류지역의 홍수소통 능력을 고려하지 않은 상류 유역의 관리상 문제 등 인위적인 원인이 있다.
하천홍수에 대한 수리학적 모델링에 이용되는 1차원 모형의 단점은 무엇인가? 이처럼 하천홍수에 대한 수리학적 모델링은 댐 직하류와 같은 특수한 경우를 제외하고 대부분 1·2차원 모형이 이용되고 있으나 우리나라에서는 계산속도와 자료구축의 용이성 등의 이유로 1차원 모형이 주로 사용되고 있다. 하지만 1차원 모형에서는 제내지로의 홍수파의 전파 양상을 모의하지 못하며 도로나 건물 등의 지형적인 요소를 고려하지 못하는 단점이 있다. 1차원 모형의 월류량을 2차원 모형에 입력함으로써 제내지 범람해석을 실시하는 경우도 있지만 범람 후의 배수현상까지 고려하지는 못한다.
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