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WRF 예측강우를 활용한 홍수 및 침수예측에 관한 연구
A Study on the Flood and Inundation Prediction using Forecasted Rainfall of the WRF Model 원문보기

한국수자원학회 2010년도 학술발표회, 2010 May 10, 2010년, pp.263 - 267  

윤성심 (세종대학교 토목환경공학과) ,  트란앙푸옹 (세종대학교 토목환경공학과) ,  배덕효 (세종대학교 물자원연구소.토목환경공학과)

초록
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최근 지구온난화, 엘니뇨라니냐 등 지구환경 변화에 따른 기후변화의 영향으로 지구상의 많은 지역에서 집중호우가 발생하고 있으며 우리나라도 예외 없이 매년 되풀이되고 있다. 이로 인해 발생하는 홍수피해를 경감하기 위해서 홍수조절용 다목적 댐 건설과 같은 구조적 대책과 홍수를 사전에 예측할 수 있는 홍수예경보 시스템 구축과 같은 비구조적 대책의 마련이 필요하다. 일반적인 홍수예경보 시스템은 강우 관측치를 강우-유출 모형 및 수리해석 모형의 입력 자료로 하여 홍수량 및 홍수위를 계산하고 그 결과를 이용하여 운영된다. 그러나 집중호우와 같은 악기상 조건에서는 관측강우자료를 이용한 유출해석 결과로 홍수예경보 시스템을 운영 할 경우 예방 대응시간의 부족으로 인해 방재 효율성이 떨어지게 된다. 따라서 미래에 발생할 강우를 사전에 예측하고, 이를 효율적으로 유출 모형과 연계하여 홍수발생 이전에 홍수발생 가능성을 예측할 수 있는 홍수 모의시스템을 구축하는 것이 필요하다. 이를 위해 본 연구에서는 중규모 수치예보모형인 WRF 모형(Weather Research and Forecasting model)으로 모의된 2007년 태풍 '나리' 사상의 예측강우를 이용하여 유역평균강우를 산정하였으며, 산정된 예측강우를 도시유역유출모형인 SWMM과 2차원 침수모의가 가능하도록 개선한 CASC2D 모형에 활용하여 침수현상을 모의하였다. 실제 침수흔적과 모의된 결과의 비교를 통해 예측강우를 이용한 침수예측 및 홍수예보의 가능성을 평가한 결과, 과소추정된 예측강우의 영향으로 인해 모의된 침수심이 실제보다 작게 발생하였으나 침수발생 위치는 대체적으로 정확하게 모의하는 것으로 나타났다.

AI 본문요약
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문제 정의

  • 본 연구에서는 도시홍수 및 침수모의를 위해 2차원 침수모의가 가능하도록 CASC2D 모형을 다음과 같이 개선하였다.
  • 기존의 CASC2D 버전은 불투수율을 고려하지 못하므로 불투수 지역이 큰 부분을 차지하는 도시유역에 적용할 때 모형의 정확도는 감소된다. 이를 고려하여 각 격자별로 불투수 지역의 비율을 포함하고 있는 래스터 자료를 추가할 수 있도록 개선하였다.

가설 설정

  • 일반적 현상의 경우 월류가 발생된 맨홀의 수위가 감소하거나 월류가 더 이상 발생하지 않게 되면 지표유출량은 맨홀로 재유입된다. 따라서 본 연구에서는 이러한 문제를 해결하기 위해서 월류가 특정맨홀에서 더 이상 발생하지 않을 때, 지표류가 가상 웨어를 통해 맨홀로 유입되는 것을 가정하였다.
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