초록

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건물영향을 고려한 DEM기반 Dual-Drainage 도시침수해석모형은 배수시스템 해석 모형인 SWMM모형과 도시침수해석 모형인 DEM 기반 침수해석모형(이창희 등, 2006b)을 통합하고, 두 모형간의 유량의 전송과정을 수리학적 관계를 고려한 Dual-Drainage 도시침수해석모형(이창희 등, 2006c)에서 건물의 영향을 고려할 수 있도록 개발된 모형이다. 수치지도로부터 대상유역의 건물 데이터를 추출할 경우 이들 건물들은 매우 복잡하게 배치되어 있으므로 건물 모두를 다 고려하는 격자를 구성하는 것은 어려운 일이다. 그러므로, 건물들이 셀 내에 차지하는 비율을 구하여 침수지역 해석에 이용되었다. 본 모형을 통해 건물에 의한 점유면적 및 흐름의 방해 등으로 인하여 침수심 및 침수범위의 변화를 고려할 수 있으며, 건물 영향으로 인한 침수해석을 통해 침수유량의 도달 시간 및 시간별 침수범위를 보다 정확히 예측할 수 있다. 홍수 기간동안 지표침수유량 및 시간별 배수과정을 분석하여 범람수심 및 범람지역을 주요 시간대별로 계산하였고, 실측치인 침수흔적도와 비교함으로써 모형의 적용성을 검증하였다. 본 연구에서 개발된 침수해석 모형을 이용하여 최고침수위와 최고침수범위를 비교적 단시간에 효율적으로 계산함으로써 홍수피해와 투자액을 감안한 경제적인 배수시설의 결정을 위한 기본자료로 활용될 수 있으며, 국가 중요 시설물의 입지 선정, 주민의 보호 및 이동 등을 포함한 홍수피해의 판단자료로 이용될 수 있다.

건물영향을 고려한 DEM기반 Dual-Drainage 도시침수해석모형은 배수시스템 해석 모형인 SWMM모형과 도시침수해석 모형인 DEM 기반 침수해석모형(이창희 등, 2006b)을 통합하고, 두 모형간의 유량의 전송과정을 수리학적 관계를 고려한 Dual-Drainage 도시침수해석모형(이창희 등, 2006c)에서 건물의 영향을 고려할 수 있도록 개발된 모형이다. 수치지도로부터 대상유역의 건물 데이터를 추출할 경우 이들 건물들은 매우 복잡하게 배치되어 있으므로 건물 모두를 다 고려하는 격자를 구성하는 것은 어려운 일이다. 그러므로, 건물들이 셀 내에 차지하는 비율을 구하여 침수지역 해석에 이용되었다. 본 모형을 통해 건물에 의한 점유면적 및 흐름의 방해 등으로 인하여 침수심 및 침수범위의 변화를 고려할 수 있으며, 건물 영향으로 인한 침수해석을 통해 침수유량의 도달 시간 및 시간별 침수범위를 보다 정확히 예측할 수 있다. 홍수 기간동안 지표침수유량 및 시간별 배수과정을 분석하여 범람수심 및 범람지역을 주요 시간대별로 계산하였고, 실측치인 침수흔적도와 비교함으로써 모형의 적용성을 검증하였다. 본 연구에서 개발된 침수해석 모형을 이용하여 최고침수위와 최고침수범위를 비교적 단시간에 효율적으로 계산함으로써 홍수피해와 투자액을 감안한 경제적인 배수시설의 결정을 위한 기본자료로 활용될 수 있으며, 국가 중요 시설물의 입지 선정, 주민의 보호 및 이동 등을 포함한 홍수피해의 판단자료로 이용될 수 있다.

AI 본문요약

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• 연구 주제
• 연구 방법
• 연구 결과

문제 정의

• (1) 본 연구에서는 배수시스템 해석 모형과 도시침수해석 모형간의 유량의 전송과정의 수리학적 관계를 고려하며, 건물의 영향을 고려할 수 있는 도시침수해석모형을 개발하였다. 본 연구모형을 도림 배수구역에서 2001년 7월 홍수에 대해서 적용하였다.

가설 설정

• ① 각 배수구역의 배수시스템은 주요간선으로 구축되었고, 각 소유역의 유출량은 주요 간선에 위치한 맨홀로 유입되는 것으로 가정하였다.
• ② 도시지역 침수 모의과정에서 침수는 배수시스템의 맨홀에서 월류가 발생하면서 시작되고, 월류가 발생하는 맨홀에서부터 침수유량이 전파되어 가는 것으로 가정하였다.

제안 방법

• 이러한 문제해결을 위해서 셀 내에 건물로 인한 억류비 。를 그림 4(b)와 같이 구하여 식 (9)에 의한 침수지역 해석에 이용되었다. 건물 영향을 고려하여 도시침수해석을 수행한 적용.결과는 그림 5와 같다.
• 본 연구에서는 Dual-Drainage 도시침수해석모형(이창희 등, 2006b)을 이용하였고, 건물의 영향을 반영할 수 있도록 모형을 수정하였다. Dual-Drainage 도시침수해석모형은 1차원 배수시스템 해석모형과 2차원 지표침수해석모형이 통합된 도시 침수해석모형이며 , 배수시스템에서의 범람유량을 산정하고 이로 인한 지표면 침수 해석을 실시한다.
• 따라서, 건물의 영향은 도시지역의 홍수 범람해석에서 중요한 부분이 된다. 본 연구에서는 배수시스템 해석 모형인 SWMM 모형과 도시침수해석 모형인 DEM 기반 침수해석모형(이창희 등, 2006a)을 통합하고, 두 모형간의 유량의 전송과정을 수리학적 관계를 고려한 Dual-Drainage 도시침수해석모형(이창희 등, 2006b)을 수정하여 건물의 영향을 고려할 수 있도록 하였다. 본 모형의 적용을 위한 대상 배수구역으로는 과거 침수 기록이 있는 지역으로서 유수지의 수위 상승 및 관거용량 부족에 의한 침수가 빈번히 발생한 도림 배수구역에 대해서 적용하였다.
• 본 연구모형을 도림 배수구역에서 2001년 7월 홍수에 대해서 적용하였다. 홍수 기간동안 지표침수유량 및 시간별 배수과정을 분석하여 2차원 범람양상에 대한 범람수심 및 범람지역을 주요 시간대별로 계산하였고, 실측치인 침수흔적도와 비교함으로써 모형의 적용성을 검증하였다.

대상 데이터

• 본 연구에서는 배수시스템 해석 모형인 SWMM 모형과 도시침수해석 모형인 DEM 기반 침수해석모형(이창희 등, 2006a)을 통합하고, 두 모형간의 유량의 전송과정을 수리학적 관계를 고려한 Dual-Drainage 도시침수해석모형(이창희 등, 2006b)을 수정하여 건물의 영향을 고려할 수 있도록 하였다. 본 모형의 적용을 위한 대상 배수구역으로는 과거 침수 기록이 있는 지역으로서 유수지의 수위 상승 및 관거용량 부족에 의한 침수가 빈번히 발생한 도림 배수구역에 대해서 적용하였다. 본 모형의 개발로 침수상황의 시간별 진행과정을 분석함으로써 도시홍수에 대한 침수위험지점 파악 및 주민 대피지도 구축 등에 활용될 수 있을 것으로 판단된다.
• 본 연구에서는 배수시스템 해석 모형인 SWMM 모형과 도시침수해석 모형인 DEM 기반 침수해석모형(이창희 등, 2006a)을 통합하고, 두 모형간의 유량의 전송과정을 수리학적 관계를 고려한 Dual-Drainage 도시침수해석모형(이창희 등, 2006b)을 수정하여 건물의 영향을 고려할 수 있도록 하였다. 본 모형의 적용을 위한 대상 배수구역으로는 과거 침수 기록이 있는 지역으로서 유수지의 수위 상승 및 관거용량 부족에 의한 침수가 빈번히 발생한 도림 배수구역에 대해서 적용하였다. 본 모형의 개발로 침수상황의 시간별 진행과정을 분석함으로써 도시홍수에 대한 침수위험지점 파악 및 주민 대피지도 구축 등에 활용될 수 있을 것으로 판단된다.
• 건물의 영향을 고려할 수 있는 도시침수해석모형을 개발하였다. 본 연구모형을 도림 배수구역에서 2001년 7월 홍수에 대해서 적용하였다. 홍수 기간동안 지표침수유량 및 시간별 배수과정을 분석하여 2차원 범람양상에 대한 범람수심 및 범람지역을 주요 시간대별로 계산하였고, 실측치인 침수흔적도와 비교함으로써 모형의 적용성을 검증하였다.

성능/효과

• (2) 건물에 의한 점유면적 및 흐름의 방해 등으로 인하여 침수심 및 침수범위의 변화를 확인할 수 있었다. 건물 영향으로 인한 침수해석을 통해 침수유량의 도달 시간 및 시간별 침수범위를 보다 정확히 예측할 수 있을 것으로 판단된다.
• ③ 건물의 영향에 대해서는 건물내로의 물의 유입, 건물의 방향성과 밀집도에 대한 영향에 대한 고려는 하지 않았고 건물이 차지하는 점유면적을 이용한 침수과정이 모의되었다.
• 작성된 홍수흔적도를 이용하여 모의결과인 그림 7(b)와 비교하였다. 홍수 후 조사를 통해 구축된 침수 흔적 도와 검증되기 때문에 시간별 침수범위 및 침수심 변화에 대한 비교는 할 수 없었고, 최대 침수범위에 대해서만 비교되었다. 모의결과는 침수흔적도에서 호우시의 도로변의 침수상황이 표시되어 있지 않으므로 이를감안하면 모의 결과가 잘 일치하는 것으로 볼 수 있다.

후속연구

• (3) 본 연구에서 개발된 침수해석 모형을 이용하여 최고침수위와 최고침수범위를 비교적 단시간에 효율적으로 계산함으로써 홍수피해와 투자액을 감안한 경제적인 배수시설의 결정을 위한 기본자료로 활용될 수 있으며, 국가 중요 시설물의 입지 선정, 주민의 보호 및 이동 등을 포함한 홍수피해의 판단자료로 이용될 수 있다.
• 있었다. 건물 영향으로 인한 침수해석을 통해 침수유량의 도달 시간 및 시간별 침수범위를 보다 정확히 예측할 수 있을 것으로 판단된다.
• 본 모형의 적용을 위한 대상 배수구역으로는 과거 침수 기록이 있는 지역으로서 유수지의 수위 상승 및 관거용량 부족에 의한 침수가 빈번히 발생한 도림 배수구역에 대해서 적용하였다. 본 모형의 개발로 침수상황의 시간별 진행과정을 분석함으로써 도시홍수에 대한 침수위험지점 파악 및 주민 대피지도 구축 등에 활용될 수 있을 것으로 판단된다.

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이 논문을 인용한 문헌

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