초록 ▼

본 과제는 홍수재해로 인한 인명피해를 방지하기 위하여 대상유역의 홍수모니터링 체계와 예측 기상정보를 활용하여 유역수문 및 하천수리정보를 생성하고 홍수시 범람지역의 예측과 더불어 비상대처에 대한 일련의 정보들을 웹상에서 보급하는 인터넷 정보시스템을 개발하고 자 한다.
홍수재해 예방 및 대처를 위한 기상자료생산은 차세대 기상 수치 모형(WRF)이 고해상도 기상자료를 한반도 특성에 맞게 생산할 수 있도록 설계하였다.
홍수정보지원을 위한 GIS 기반의 수문정보 생성기법 개발은 공간강우의 수문모델 입력자료전처리 기법을 개발 하였고

본 과제는 홍수재해로 인한 인명피해를 방지하기 위하여 대상유역의 홍수모니터링 체계와 예측 기상정보를 활용하여 유역수문 및 하천수리정보를 생성하고 홍수시 범람지역의 예측과 더불어 비상대처에 대한 일련의 정보들을 웹상에서 보급하는 인터넷 정보시스템을 개발하고 자 한다.
홍수재해 예방 및 대처를 위한 기상자료생산은 차세대 기상 수치 모형(WRF)이 고해상도 기상자료를 한반도 특성에 맞게 생산할 수 있도록 설계하였다.
홍수정보지원을 위한 GIS 기반의 수문정보 생성기법 개발은 공간강우의 수문모델 입력자료전처리 기법을 개발 하였고 GIS기반의 수문모델(유역 및 도시) 개발하였으며, 하천의 수리학적 홍수추적 및 범람지역의 침수모의를 위한 경계 입력자료를 홍수 시나리오별로 생성하고 홍수관련 유역 및 도시 수문 컨텐츠를 개발하였다.
GIS 기반의 하천모형 구축 및 대상지역 범람분석 시범구간인 안성천 유역중 평택시를 대상구역으로 하였고 GIS를 이용하여 모형의 조작이 가능한 형태의 하천모형을 구축하였다. 침수와 범람해석은 대상지역에 대한 분석을 수행하였다. 대상지역의 수문학적 분석을 통하여 구한 발생 가능한 시나리오에 대한 수리학적 모의를 수행한다. 수리학적 모의는 이차원의 수치모형을 사용하였으며, 분석결과로 침수범위, 침수심, 침수시간, 집중적으로 유속을 제시하였고, 산사태 및 토사발생 위험성 평가의 연구지역은 연구주제의 특성상 산사면이 분포하는 안성천 상류지역인 고삼저수지 일대를 대상지역으로 하여, 1단계에서는 기확보된 예측 기술을 적용하기 위한 실험, 현장 모니터링 및 데이터확보를 하였으며, 2단계에서는 이를 토대로 한 산사태 예측도와 토사발생 예측도를 작성하였다.
웹기반의 홍수정보지원을 위한 하천 내배수 정보재생기법 개발의 내용은 홍수위험도의 확률적 분석 및 지표 개발과 극한홍수대비 비상계획 수립 사례조사 및 분류체계 정립과 홍수위험 지표산정, 범람모의에 의한 Risk Map의 작성과 비상대처계획의 수립이다. 이에 대한 결과로서 홍수범람의 지형학적 특성을 고려하여 최대침수심과 최대유속을 이용하여 홍수강도를 산정한 후 이에 발생빈도의 확률개념의 곱으로 홍수위험평가지적 특성을 고려하여 최대침수심과 최대유속을 이용하여 홍수강도를 산정한 후 이에 발생빈도의 확률개념의 곱으로 홍수위험평가지표를 산정하였고 Risk Map은 GIS를 이용하여 범람유형별로 산정된 홍수위험지표를 이용하여 작성하였으며, 이를 연계하여 비상대처계획 수립에 이용하도록 하였다.
홍수방재방재정보 공공화구현을 위한 웹기반 시범시스템 개발은 사용자 요구분석, 기본도와 주제도 및 모델링 데이터구축, 홍수관련 공간정보 DB 스키마설계, 홍수정보시스템 프로토차입 설계, 모델과 GIS연계등을 통하여 사용자 환경에 적합한 시스템을 설계하였고 데이터베이스 최적화를 통한 향후데이터 추가시의 유연성을 구현하였다. 또한 대상지역의 기본도 및 주제도 관련 데이터를 구축하고 격자점 데이터의 좌표 입력 및 분포도를 작성 하였으며 기상모의 결과 및 침수 데이터와 Risk Map을 웹으로 입력 및 분포 구현하였다.

Abstract ▼

o Meteorology Data Production for Preventing and Relieving Flood Disaster
1. Verification and improvement from real-time management of precipitation forecast model
2. Development of MM5 typhoon forecast model
3. Development of the data assimilation system using the station observational dat

o Meteorology Data Production for Preventing and Relieving Flood Disaster
1. Verification and improvement from real-time management of precipitation forecast model
2. Development of MM5 typhoon forecast model
3. Development of the data assimilation system using the station observational data in the Korean Peninsula
4. Construction of the data base of severe weather case occurred in tile Korean Peninsula
o Generating GIS-based Hydrologic Data for Flood Information System
1. Development of pre-processing technique of spatial rainfall data for GIS-based hydrologic model
2. Development of GIS-based watershed and urban hydrologic models
3. Generation of boundary data for supporting river hydraulic model and flood inundation model
4. Development of watershed and urban flood-related contents
o Development of River Analysis System with GIS and Inundation and landslide Analysis in a pilot Area
o Generating flood inundation area map for web-based flood information system
o Developing a Web-based Prototype System for Disseminating Flood Protection Information Publicly

목차 Contents

• 제 1 장 연구개발과제의 개요...42
• 제 1 절 연구개발의 목적...42
• 제 2 절 연구개발의 필요성...44
• 제 3 절 연구개발의 범위...45
• 1. 홍수재해 예방 및 대처를 위한 기상자료 생산...45
• 2. 홍수정보지원을 위한 GIS기반의 수문정보 생성기법 개발...46
• 3. GIS기반의 하천모형 구축 및 대상지역 침수 및 산사태 분석...47
• 4. 웹 기반의 홍수정보 지원을 위한 하천내배수 정보생성 기법개발...49
• 5. 홍수방재정보 공공화구현을 위한 웹기반 시범시스템 개발...50
• 제 2 장 국내외 기술개발 현황...52
• 제 3 장 연구개발수행 내용 및 결과...54
• 제 1 절 개요...54
• 제 2 절 홍수재해 예방 및 대처를 위한 기상 자료 생산...57
• 1. 연구 추진체계 및 방법...57
• 가. 추진 체계...57
• 나. 연구 방법...57
• 2. 고해상도 기상 수치 모형 구축 및 운영...59
• 가. 연구의 개요...59
• 나. 연구 수행 내용 및 결과...59
• 3. 태풍시 정밀 강수량 예측 시스템 개발...69
• 가. 연구의 개요...69
• 나. GFDL 보거싱 기법...69
• 다. 보거싱 기법의 사례 검증...72
• 4. 지상 스테이션 자료 동화 기법 개발...75
• 가. 연구의 개요...75
• 나. 3차원 변분 자료 동화 기법...75
• 다. 자료 동화의 효과 검증...77
• 5. 생산 자료 활용을 위한 데이터 베이스 구축...79
• 가. 연구의 개요...79
• 나. 데이터 베이스의 구축...79
• 제 3 절 홍수정보지원을 위한 GIS기반의 수문정보 생성기법 개발...80
• 1. 공간강우의 수문모델 입력자료 전처리기법 개발...80
• 가. 공간강우의 downscaling...80
• 나. 공간강우 입력자료 처리기법 개발...82
• 다. 도시 및 유역유출 모형에 적용...89
• 2. GIS 기반의 수문모델 개발...94
• 가. 분포형 도시홍수유출모형(U-KIMSTORM)...94
• 나. 집중형 유역유출모형(WMS HEC-1)...126
• 3. 수리학적 홍수추적을 위한 상류단 경계 입력자료 생성...149
• 가. 홍수시나리오의 강우분포...149
• 나. 범람침수모형(FLUMEN)의 입력자료 생성...154
• 다. 하도추적모형(HEC-RAS)의 입력자료 생성...166
• 제 4 절 GIS 기반의 하천모형 구축 및 대상지역 침수 및 산사태 분석...175
• 1. 연구개발과제의 개요...175
• 가. 연구개발과제의 목적 및 필요성...175
• 나. 현재까지의 연구개발 실적...176
• 다. 연구개발 추진체계...177
• 2. 대상지역 홍수피해 조사...178
• 가. 홍수피해지역 현지조사...178
• 나. 안성천 유역의 자연외력조사...181
• 나. 재해발생현황...187
• 3. 수문분석...199
• 가. 유역개황 및 유역특성...199
• 나. 확률강우량 산정...202
• 4. 홍수 모의 시나리오 작성 및 범람해석...216
• 가. 홍수 범람 시나리오 대상구역 선정...216
• 나. 홍수위 해석...217
• 다. 홍수범람 모의 시나리오 작성...221
• 라. 홍수범람 모의 해석...223
• 마. 홍수범람 모의 해석결과 분석...234
• 5. 산사태 연구개발수행 내용 및 결과...251
• 가. 산사태 발생확률 위험도 작성...251
• 나. 연구지역 설정 및 배경...252
• 다. 산사태 현황 및 특성...252
• 라. 산사태 취약성 검토...265
• 바. 결론...283
• 6. 토사발생 위험도 작성...284
• 가. 서론...284
• 나. 연구지역...286
• 다. Model의 기본 이론...288
• 라. GeoWEPP Model...290
• 마. 연구지역의 토층 조사 및 토사유출량 측정...309
• 바. Model의 입력자료 산정...313
• 사. 토론 및 결론...326
• 제 5 절 웹 기반의 홍수 정보 지원을 위한 하천내배수 정보 생성기법 개발...329
• 1. 연구 배경 및 목적...329
• 2. 연구의 방법...330
• 가. 홍수위험의 확률적 분석 및 개발...330
• 나. 범람모의에 의한 Risk Map 작성...331
• 다. 극한홍수 대비 비상계획 검토...332
• 3. Risk Map 작성을 위한 이론적 논의...334
• 가. 홍수위험도 확률적 분석 및 지표개발...334
• 나. Risk Map의 분석 및 분류체계정립...341
• 4. Risk Map 작성 방안 연구...390
• 가. 대상지역 특성...390
• 나. Risk Map 작성...391
• 다. 홍수 위험도(Risk Map) 작성...411
• 라. 고찰...414
• 5. 극한홍수 비상대처계획수립 사례조사 및 분류체계 정립...415
• 가. 국내.외 EAP 수립사례 조사...415
• 나. 국내.외 EAP 수립 절차 및 현황조사...439
• 다. EAP의 분류체계 정립...473
• 6. 결론...474
• 제 6 절 홍수방재정보 공공화구현을 위한 웹기반 시범시스템 개발...476
• 1. 이론적 접근 방법...476
• 가. Web의 발전 동향...476
• 나. Web-GIS의 개요...483
• 2. 시스템 설계...484
• 가. Web-GIS를 이용한 시스템 설계...484
• 3. 데이터베이스 설계...499
• 가. 도형 데이터베이스 설계...499
• 나. 속성 데이터베이스 설계...501
• 4. 시스템 구축...507
• 가. 세부 구축 화면...507
• 제 4 장 목표달성도 및 관련분야에의 기여도...522
• 제 1 절 목표달성도...522
• 제 2 절 관련분야에의 기여도...527
• 제 5 장 연구개발 활용계획...532
• 제 6 장 연구개발과정에서 수집한 해외과학기술정보...536
• 제 7 장 참고문헌...542