In this study, dual drainage system based runoff model was established for W-drainage area in G-si, and considering the various rainfall characteristics determined using Huff and Mononobe methods, the degree of flooding in the target area was analyzed and the risk was compared and analyzed through the risk matrix method. As a result, the Monobe method compared to the Huff method was analyzed to be suitable analysis for flooding of recent heavy rain, and the validity of the dynamic risk assessment considering the weight of the occurrence probability as the return period was verified through the risk matrix-based analysis. However, since the definition and estimating criteria of the flood risk matrix proposed in this study are based on the return period for extreme rainfall and the depth of flooding according to the results of applying the dual drainage model, there is a limitation in that it is difficult to consider the main factors which are direct impact on inland flooding such as city maintenance and life protection functions. In the future, if various factors affecting inland flood damage are reflected in addition to the amount of flood damage, the flood risk matrix concept proposed in this study can be used as basic information for preparation and prevention of inland flooding, as well as it is judged that it can be considered as a major evaluation item in the selection of the priority management area for sewage maintenance for countermeasures against inland flooding.

In this study, dual drainage system based runoff model was established for W-drainage area in G-si, and considering the various rainfall characteristics determined using Huff and Mononobe methods, the degree of flooding in the target area was analyzed and the risk was compared and analyzed through the risk matrix method. As a result, the Monobe method compared to the Huff method was analyzed to be suitable analysis for flooding of recent heavy rain, and the validity of the dynamic risk assessment considering the weight of the occurrence probability as the return period was verified through the risk matrix-based analysis. However, since the definition and estimating criteria of the flood risk matrix proposed in this study are based on the return period for extreme rainfall and the depth of flooding according to the results of applying the dual drainage model, there is a limitation in that it is difficult to consider the main factors which are direct impact on inland flooding such as city maintenance and life protection functions. In the future, if various factors affecting inland flood damage are reflected in addition to the amount of flood damage, the flood risk matrix concept proposed in this study can be used as basic information for preparation and prevention of inland flooding, as well as it is judged that it can be considered as a major evaluation item in the selection of the priority management area for sewage maintenance for countermeasures against inland flooding.

최근 강우와 토지이용 특성의 변화로 도시지역의 재해위험은 크게 악화되고 있다. 이에 본 연구에서는 기성시가지 유역에서 내수침수 방지대책의 효과적이고 맞춤화된 적용을 위한 지역구분 방법에 대해 비교 분석하였다. 지역구분의 주된 목적은 지형, 하천, 토지이용 특성 등의 객관적 자료만으로 유사한 특성의 공간영역을 식별하는 것이다. 궁극적으로는 대상지역을 수리∙수문학적 특성에 따른 유형별로 구분하고, 각 지역에 적합한 대책을 적용하기 위함이다. 본 연구에서는 침수재해 위험도를 고려하여 대상유역을 크게 침수위험지역과 빗물유출지역으로 구분한다. 빗물유출지역은 다시 유출억제지역(또는 비시가화지역)과 홍수지체지역(또는 시가화지역)으로 세분화한다. 침수위험지역의 구분 기준은 과거 침수피해이력, 모의를 통한 침수피해 예상지역, 인근 하천과의 관계(계획홍수위, 하상고 등), 지형특성인자(습윤지수 등), 관련제도에서 지정된 지역(풍수해저감종합계획 등) 등이 있으며, 빗물유출지역의 유출억제지역과 홍수지체지역 구분은 시가화 정도(토지이용 특성 등), 토양의 포화 여부, 우수의 흐름 상태 등을 이용할 수 있다. 사례분석 대상지역에의 적용 결과, 침수위험지역은 지형특성인자, 빗물유출지역은 토지이용 특성을 이용하는 것이 대체로 적절함을 알 수 있었다. 다만, 침수위험지역에 대한 구분은 침수피해의 원인이 매우 다양한 형태로 나타남으로 피해이력, 관련제도에서 지정된 지역 등과의 충분한 검토가 필요할 것으로 보인다. 이상과 같은 연구결과는 내배수 재해저감시설의 설치 및 배치를 위한 기초자료로써 활용될 수 있으며, 궁극적으로는 시가지유역 단위에서보다 전방위적이고 맞춤화된 침수방지대책을 마련하는데 기여할 것으로 기대된다.

1970년대 이후 우리나라는 급속한 산업의 발전으로 인하여 인구와 산업시설의 집중으로 미개발 지역이 개발되어 도시화가 급속히 진행되었다. 본 연구에서는 도시유출모형 SWMM을 이용해 인제읍 합강지구에 적용하였다. 합강지구는 태풍 ‘에위니아’로 인하여 2006년 7월 15일 08:00~13:00를 기준으로 약 154mm의 집중호우가 발생하며 하류부 부근 주거지에 침수피해가 발생하였다. 침수피해 이후 2006년 수해복구시 배수시설이 정비된 지역으로 통수단면 확대에 따른 향후 배수기능에는 문제가 없는 것으로 검토되었으나 집중호우시에는 유역에서 상류부의 토석류 퇴적 및 발생에 영향에 따라 하수관거의 유입으로 인해 하류 BOX의 월류로 내수피해가 예상되는 지역이다. 본 연구에서는 SWMM을 이용하여 인제읍 합강지구의 빈도별 내수피해 위험성을 검토하고 실측강우에 의한 침수지역과 SWMM분석의 결과를 통해 비교·검토를 실시하였다. 분석 결과를 통하여 인제읍 합강지구의 내수피해 저감계획을 제시하였다.

도시유역의 저지대에서 집중호우에 따른 내수침수의 방지를 위해 빗물펌프장이 설치되어 있다. 현재 국내의 빗물펌프장은 자동화시스템에 의한 펌프 운영으로, 기준수위 도달 시 펌프 가동이 자동적으로 이루어지도록 프로그래밍 되어있다. 빗물펌프장에 설치된 펌프는 기계 및 전기 공급 시스템에 따라 모든 펌프를 한번에 동시 가동할 수 없으며, 현재 빗물펌프장 시스템은 펌프의 on/off가 각각의 펌프 한 대씩 순차적으로 가동하도록 설정되어 있다. 또한 펌프운영의 제한성으로 인하여, 빗물펌프장에 설치된 펌프의 종류에 따른 토출량이 상이할 경우, 펌프의 on/off 가동 순서에 의하여 빗물펌프장 운영의 효율이 달라질 수 있다. 따라서 본 연구에서는 배수 유역면적, 유수지 및 펌프 용량 등 현장 여건에 따라 최적의 펌프 운영을 수행할 수 있는 알고리즘을 활용하여 펌프장의 운영 방식 개선을 통해 펌프 조합 및 on/off의 여러 case를 통해 일반적이고 현장 운영자들이 적용하기 쉬운 운영 방식을 연구하였다.

본 연구에서는 전국단위의 내수침수해석을 위한 Level-Pool 방법의 적용방안을 검토하였다. 전국단위의 내수침수해석을 위해서는 경제성, 정확성, 신속성을 종합적으로 고려하여 Level-Pool 방법이 가장 합리적으로 판단된다. Level-Pool 방법은 고도가 직접적인 영향을 미치므로 내수침수해석 시 실제 침수피해지역과 상이한 지역이 나타나는 문제가 발생할 우려가 있다. 그리고 내수침수의 분석범위를 한정하기 위해 임야 및 하천 등 내수침수 대상이 아닌 지역을 제외할 필요가 있다. 실제 침수피해지역을 반영하고, 내수침수의 범위를 한정하기 위해 도시계획 용도지역을 대상으로 Level-Pool 방법을 적용한 후 풍수해저감종합계획의 내수재해위험지구, 과거 침수피해지역 등과 비교·검토를 통해 적정성을 검토하였다. 본 연구에서 제시한 Level-Pool 방법의 적용방안을 통해 전국단위의 내수침수해석 시 보다 정확도가 높은 결과를 도출하여, 도시의 방재계획 수립 시 내수침수위험지역 산정에 기초자료로 활용할 수 있을 것으로 기대된다.

도시화에 따른 불투수면적의 증가는 지표유출의 증가 및 도달시간의 감소를 야기함으로써 기후변화와 맞물려 도심지 내에서의 홍수피해를 가중시키고 있다. 실제 이러한 홍수피해의 대부분은 우수관거를 통한 내수침수 현상으로 이어지고 있으며, 실제 도심지에서 발생하고 있는 자연재해의 대부분을 차지하고 있다. 이러한 피해를 저감시키기 위해서는 침수에 의한 피해지역 정보를 사전에 분석하고 주요 문제점을 고려한 우수관거시스템의 설계분석이 필수적이다. 따라서 본 연구에서는 도시유출 해석모형인 SWMM(Storm Water Management Model)을 바탕으로 서울시 내 송파구 일부 유역을 적용하여 실제 우수관거시스템의 설계안에 따른 적정 통수능 분석을 실시하였다. 적용된 유역의 면적은 약 16.97ha, 32개 소유역으로 각 설계안 도출에 따른 적정 통수능의 비교를 위해 20년 빈도의 150분 임계지속시간의 설계강우를 대표 적용함으로써 비교･분석을 실시하였다. 본 연구에서는 합리적인 유로를 선정하기 위한 주요 착안점으로 관망의 설계시 지표의 경사가 역 경사를 갖지 않도록 하였으며, 관거의 연결방향을 고려함으로써 해당 유역면적이 적절히 분배되도록 설계하였다. 또한 관의 최소 동결깊이를 유지하며, 허용유속을 고려한 시스템의 적정 통수능을 만족시키도록 설계하였다. 최종적으로 적정 규모의 유수지 및 빗물펌프장 배치를 통해 단위유역의 우수관거시스템 설계에 있어 상대적인 침수위험성을 저감시키는 방안에 대해 분석하였다. 다만, 본 연구에서 고려한 방법들 이외에도 침수유발에 기인하는 주요 문제점들에 대한 면밀한 검토가 필요하나 해당 연구결과에 따른 다양한 대안을 통해 기초 대책수립에 도움이 될 것으로 기대된다.

본 연구는 도시지역의 내수침수 특성을 고려한 내수침수위험도 산정방법을 제시하였다. 의사결정과정에서 발생할 수 있는 불확실성을 정량적으로 반영하기 위하여 Fuzzy AHP 기법을 활용하였다. 내수침수 위험도의 평가기준으로는 물리적 지표, 사회적 지표, 그리고 내수침수 시나리오 결과 등 세 가지로 구성하였다. 각각의 평가기준은 3개의 세부평가항목을 가지고 있어 총 9가지의 평가항목을 바탕으로 내수침수 위험도 분석을 수행하였다. 또한, 행정구역 단위가 아닌 배수시스템의 노드(맨홀)를 기준으로 침수위험도를 분석하여 침수위험도가 높은 지점을 상세하게 표현할 수 있었다. 본 연구의 대상지역인 부산시 거제지구에 Fuzzy AHP 기법을 적용한 결과, 온천천 거제천 합류부 저지대의 침수위험도가 크게 나타났으며, 이는 과거 피해이력과 일치하는 것이다. Fuzzy AHP 기법을 적용한 본 연구결과는 내수침수 위험도 산정 및 고위험도 지역의 내수침수 저감계획 수립을 위한 자료로 활용될 수 있을 것이다.

최근의 기후변화로 인한 국지성 호우의 증가로 도시유역의 내수침수피해가 증가하고 있다. 도시 내수침수에 큰 영향을 미치는 시간당 강우량이 증가하였으며, 도시화 및 산업화로 인한 불투수 지역의 증가로 인해 하천으로 유입되는 첨두유량의 증가, 도달시간의 감소 등의 수문학적 특성이 나타나게 되었다. 이로 인해 도시지역의 홍수에 대한 방어능력이 취약하게 되었으며 매년 호우로 인한 도시내수 침수 피해가 발생하고 있는 실정이다. 최근 침수피해가 발생한 광화문, 강남역, 사당역 일대 등은 불투수 지역의 비율이 80% 이상이므로 강우 발생시 빗물이 지하로 침투되지 못하며, 우수관거의 노후화로 인한 용량부족으로 인한 침수가 발생되는 것으로 판단된다. 대도시의 경우 대부분의 우수관거가 오래전에 매설되어 최근 발생하는 강우에 대한 대처능력이 떨어지므로 앞으로도 침수피해가 또다시 발생할 수 있는 실정이다. 따라서 본 연구에서는 도시유역의 내수침수예측을 위해 현재 실무에서 가장 많이 사용되는 도시유출모형인 XP-SWMM을 이용하여 서울시 강남역, 목동 빗불펌프장 배수분구를 대상지역으로 선정하여 방재성능목표강우량을 입력강우로 적용하여 강우-유출분석을 실시하였으며, 침수피해가 발생하는 지역의 우수관거 용량 검토를 실시하였다.

최근 도시유역에서 발생하는 홍수피해는 내수의 배제불량으로 인한 침수가 상당부분을 차지하고 있다. 내수침수 발생시 인명 및 재산피해를 최소화하기 위해서는 내수침수의 예측 및 경보가 필요하다. 그러나 도시지역의 내수침수예상 구역은 자연유역과는 현저하게 다른 강우-유출 반응을 보이며, 기존의 하천에 기존에 하천을 대상으로 개발된 예경보 모형의 적용이 불가능하여, 내수침수 예경보 시스템을 위한 별도의 모형을 구축하는 것이 필수적이다. 본 연구에서는 도시유역에 적용할 수 있는 내수침수 경보 모형을 개발하였다. 사전 시뮬레이션을 통하여 강우-유출 모의에 소요되는 시간을 줄이고, 실시간 강우를 활용하여도 도시유역에서는 침수 예경보를 통하여 확보되는 시간이 매우 제한적이다. 따라서 본 연구에서는 예보와 경보를 구분하였다. 예측 강우자료를 활용하여 선행시간의 확보는 용이하지만, 정확도는 낮은 모형을 예보로, 실시간 강우를 사용하여 선행시간은 짧지만 정확도를 높일 수 있는 모형을 경보로 정의하였다. 내수 침수 경보모형은 사전 시뮬레이션을 통하여 해당 내배수 시스템에서의 지속기간별 최소 월류가능 강수량을 결정한 후, 실시간 관측강수량이 사전 모의한 월류 가능 강수량을 넘어설 때 경보를 발령하도록 구성하였다. 경보 대상강수는 10분∼90분까지 10분 간격으로 EPA SWMM 모형을 사용하여 모의하였으며, 강우의 시간분포는 고려하지 않았다. 개발된 모형을 부산의 거제지구, 서울 송파구 신천 빗물펌프장 유역, 서울 관악구의 신림 빗물펌프장 유역에 적용하여 지속기간별 월류발생지점 및 경보발령 강수량을 산정하였다.본 연구에서 개발된 내수침수 경보 모형은 향후 도시침수로 인한 인명 및 재산피해를 저감하는데 도움이 될 것으로 기대된다.

지속되어지는 도시지역 인구 집중현상과 그에 따른 난개발로 인하여 도시지역의 불투수면적층이 증가와 국지성 집중호우로 인한 침수 피해를 예방하고자 도시지역의 하천정비, 빗물펌프장 신·증설, 하수관거 개량 등의 대책이 이루어지고 있다. 하지만 여전히 얘기치 못한 침수 피해는 지속적으로 발생되고 있으며, 이러한 피해에 대한 실질적 복구를 위하여 소방방재청에서는 풍수해보험을 시행 중에 있다. 풍수해보험도 일반 보험과 마찬가지로 보험요율을 책정하고 있으며, 현재는 과거의 피해이력만을 근거로 책정되어 시·군·구 단위로 같은 요율이 적용되고 있어 시·군·구간의 과도한 편차를 보이고 있다. 이러한 부분을 개선하기 위해서는 등급별 수해위험도 분석을 통하여 개별 보험요율 산정을 위한 보험지도의 제작 및 활용이 필요하다. 이에 본 연구에서는 보험지도 제작을 위하여 도시지역의 기존 방재시설물의 성능평가를 통해 설정한 방재성능목표 강우량을 적용하여 내수침수 위험도 분석 방안을 제시하고자 한다. 본 연구에서 제시된 내수침수 위험도 분석 방법은 정확성과 시급성, 경제성을 종합적으로 고려할 때 국가단위의 지도 제작에 합리적인 분석방법으로 판단된다.

지구온난화에 따른 이상기후로 사상 유래없는 홍수가 빈번하게 발생하고 있으며, 급격한 도시화 및 산업화에 따른 불투수 면적비율 증가, 토지의 집약적 이용은 도시유역을 침수에 더욱 취약하게 하였다. 최근 발생하는 침수피해의 상당 부분이 내수배제의 불량에 기인한 내수침수로 밝혀지고 있다. 그러나 우수관망의 통수능 향상, 저류지 및 빗물펌프장 설치 등의 구조적인 방법은 막대한 시간과 비용을 수반하게 된다. 이에 비구조적인 방법을 통하여, 도시 내배수 시설의 방재성능을 극대화하여 내수범람에 의한 침수피해를 최소화하기 위하여 본 연구를 수행하게 되었다.본 연구는 ‘유하 및 저류시설 등 내배수시설에 대한 방재성능 평가 및 기법 개발’, ‘방재시설물의 방재성능 개선 기술 개발’, ‘내배수시설의 통합방재성능 향상을 위한 최적 설계 및 운영 기법 개발 ’, ‘내수침수예측 및 예경보 시스템 개발’ 등 4개의 연구목표를 설정하였다. 이상의 연구목표를 통하여 내배수 홍수방재 시설물의 능력을 종합적으로 평가할 수 있으며 이에 대응한 방재기준을 재평가할 수 있는 기회를 제공할 것으로 판단된다. 또한, 내배수 홍수방어 시설물의 침수저감 효과를 최대화하기 위한 운영 방안이 수립될 것이며, 본 연구에서 개발된 기술이 실용화될 때 효과적인 내수침수 재해관리가 이루어질 것으로 기대된다.

대부분의 도시지역은 불투수면적 비율의 증가에 따른 짧은 도달시간 및 첨두유출량의 증가와 외수위보다 낮은 지반고의 지형학적 특정으로 인한 내수배제의 불량으로, 저지대의 침수위험도가 상당히 높다. 이러한 이유로, 설계홍수량을 이용하여 침수위험지역을 파악하고 관리하는 공간적인 치수관리가 이루어지고 있지만, 효율적인 치수 관리를 위해서는 공간적인 측면뿐 아니라, 침수발생의 시간적인 측면도 고려하는 것이 필요하다. 본 연구에서는 내수침수발생의 시공간적 분석을 통

도시지역에의 내수침수는 주로 우수관로 배수체계의 통수능력 부족으로 발생된다. 따라서 지금까지의 도시침수에 대한 국내외 연구가 우수관로해석에 국한되어왔다. 하지만 우수관로시스템 해석을 통해서 배수능이 부족한 관거를 찾는 것만으로 침수방지대책을 세우는 것은 매우 근사적이고 비합리적인 대안을 제시할 수밖에 없는 실정이다. 본 연구에서는 도시침수양상에 대한 정확하고 합리적인 해를 도출하기 위하여 ILLUDAS를 이용한 관로시스템 해석과 2차원 지표류 계산모형을