본 연구는 최근 정부 및 지방자치단체가 공원, 녹지, 도로 등의 공공시설을 건설하기 위해 도시 계획시설로 지정된 시설 중 결정·고시 이후 10년 이상 지난 장기미집행 도시계획시설에 대한 일몰제가 적용됨에 따라 지정도시계획시설 사유지에 대한 개발이 제한되면서 발생될 수 있는 녹지지역에 대한 개발의 영향을 분석하였다. 공원녹지의 개발로 인해 생태계서비스의 중요한 역할인 재해 저감의 영향을 분석하기 위해 도시지역에 가장 크게 영향을 미치고 자주 발생되는 홍수와 열섬을 대상으로 분석을 시행하였다. 그 결과, 대상지의 공원녹지의 개발로 인해 유출 량은 11% 증가되었고 대상지의 온도는 평균적으로 2.02℃ 증가한 것으로 나타났다. 따라서 도시 그린인프라의 재해저감 기능을 유지하기 위해서는 도시계획시설 일몰제로 인해 발생될 수 있 는 무분별한 개발행위를 방지할 수 있는 정책이 필요할 것으로 판단된다.

Japan is one of the major forest-rich countries in the world with two thirds of its national territory covered with forests. The various functions of forests, including the prevention of global warming, conservation of national land, recharging of water resources, and maintenance of biotic diversity, play an important role in our safe, secure, and comfortable living. With the increasing national expectations on the role of forests tocontribute to the prevention of global warming and “Accelerating forest carbon-sink measures to achieve Kyoto Protocol Commitment”, it is necessary to make efforts toward a large-scale forest regeneration in order to secure an absorption of 13 million carbon tons through forest carbon sink for the achievement of the target of six percent reduction under the Kyoto Protocol. Most importantly, however, is to accelerate the measures for forests as absorption sources, including thinning and other forestry management activities. However, there is a situation, among others, where thinning is not implemented properly due to the decreased willingness of forest owners to manage forests, because of the long-term low demand for domestic lumber and lumber prices.In addition, forestry workers are aging and decreasing in number. Thus, the circumstances surrounding forestry are severe. It is necessary for the protection of our precious forests to make effortsto create and maintain forests with activities that involve citizens such as the “National Movement for Utsukushii Mori Zukur (Fostering Beautiful Forests)”.

본 연구에서는 미계측 도시유역의 수공구조물 설계기준의 불확실성을 검토하기 위해 과거관측자료(S0)를 기준으로 상세화 기법(downscaling) 및 편의보정(bias correlation)을 통해 생산된 RCP 4.5 기후시나리오 HadGEM3-RA (RCM)모델을 이용하여 S1 (2017~2046년), S2 (2047~2076년), S3 (2077~2100년) 기간의 확률강우량의 변화를 평가하고, 도시유출모형을 이용하여 최대첨두홍수량을 산정하고 기후변화 기간별 영향을 분석하였다. 이때 확률분포형은 Gumbel, 매개변수 추정은 최우도법(ML)을 사용하였다. 평가 결과 대부분의 도시배수시설물 설계빈도인 10년 빈도의 경우 3사분위값을 기준으로 50년 미래를 가정할 경우에는 약 10%, 70년 이상의 미래를 가정할 경우에는 약 20%의 확률 홍수량 증가가 예상되었다. 이러한 결과는 현재를 기준으로 설정된 설계홍수량으로 설치된 도시배수시설물이 미래에는 설계기준에 미달하는 시설물이 될 수 있다는 것을 의미하며, 기후변화에 대응 위해서 설계기준에 시설물의 내구연한을 고려한 미래 기후상태를 반영해야할 것으로 판단된다.

도시지역의 모든 하수관망을 사용하여 구축된 강우-유출모형은 그 규모가 방대하고 복잡하여 실시간 도시홍수예보에 적합하지 않다. 따라서 본 연구에서는 상대적으로 도시화가 많이 진행된 서울시의 상습침수지역인 도림천 대림배수분구의 하수관망도를 이용하여 강우-유출모형을 구축하고 이를 단순화하였다. 하수관망 단순화는 노드의 누가유역면적을 단순화의 범위 산정을 위한 기준으로 설정하고 총 5단계의 과정으로 나누었으며 단순화 과정에서 SWMM의 모든 매개변수들을 면적가중치를 적용하여 계산하였다. 또한 하수관망의 적정 단순화 범위를 산정하기 위하여 유출모형에 5가지 단순화 범위를 설정하고 유출분석과 침수분석을 실시하였다. 그 결과, 유출모형의 노드와 관망의 개수 그리고 모의시간 모두 단순화 범위에 따라 50~90%까지 일정하게 감소하였으며 단순화 이전과 동일한 유출량 결과를 나타내었다. 2차원 침수분석의 경우, 누가유역면적별로 단순화의 범위가 커질수록 월류지점의 개수가 크게 감소하고 위치가 바뀌었으나 비슷한 침수양상을 나타내었다. 다만 누가유역면적을 기준으로 6 ha 이상에서는 상류부터 삭제되는 노드에 의해 나타내지 못하는 침수지역이 발생하였다. 2차원 침수면적, 주요침수구간, 침수심 등을 비교 ․ 분석한 결과, 누가유역면적을 기준으로 1 ha의 단순화 범위가 단순화 이전의 분석결과와 가장 유사함을 나타내었다. 본 연구는 SWMM 매개변수를 모두 고려한 하수관망 단순화를 실시함으로써 실시간 도시홍수예보를 위한 신속하고 정확한 유출자료 생성에 활용될 수 있을 것으로 기대한다.

본 연구에서는 도시유역에서의 실시간 홍수예경보 목적으로 shot noise process 기반의 강우-유출모형을 제안하였다. 제안된 모형은 각 소유역별 첨두치, 감쇄상수 및 지체시간으로 결정되는 shot noise의 합으로 표현되며, 기존 강우-유출 모형과는 달리 각 소유역 별 유출량이 독립적으로 유역 출구에 도달하는 구조를 가지고 있다. 제안된 모형의 매개변수는 통상 경험식을 가지고 결정하는 소유역의 집중시간과 저류상수 및 관로에서의 도달시간과 저류상수를 이용하여 쉽게 결정될 수 있는 것으로 확인되었다. 본 연구에서 제안된 모형은 중동 빗물펌프장 배수유역, 구로1 빗물펌프장 배수유역, 대림2 빗물펌프장 배수유역에서 관측된 총 3개의 호우사상에 적용하여 그 성능을 평가하였다. 그 결과를 정리하면 다음과 같다. (1) 본 연구에서 제안된 shot noise process 기반 단위 응답함수는 기존 단위 응답함수와 달리 강우 지속기간에 관계없이 동일한 모양을 갖는다. (2) 제안된 모형의 특성상 강우의 시간간격이 짧을수록 수렴된 결과를 얻을 수 있다. 따라서 도시유역의 특성을 감안할 때 1분이 가장 적절한 것으로 판단된다. (3) Shot noise process 기반 1분 단위 응답함수를 실제 호우사상에 적용하여 유출해석을 수행한 결과, 모의된 유출 수문곡선과 관측 값이 매우 유사한 것으로 나타났다. 이러한 결과는 도시유역에서의 유출해석을 수행하는데 있어 제안된 유출모형이 충분한 적용성이 있다는 것을 보여준다.

본 연구에서는 공간규모분할 기법(SCDM)을 적용하여 레이더 예측강우를 산정하고, 도시홍수예보 관점에서 기상청 현업 레이더 예측강우 (MAPLE 및 KONOS)와 함께 수문학적 활용성을 평가하였다. 본 연구에서 제시한 공간규모분할 기법은 강우를 층운형과 대류성 강우로 분리하여 각각의 이동속도를 고려하여 개별예측 및 재합성하는 것이다. 수도권 영역의 세 호우 사례를 대상으로 기상청 MAPLE 및 KONOS와의 예측강우 정확도를 평가한 결과, 본 연구에서 적용한 예측기법은 기법의 단순함에 비해 양호한 예측 정확도를 보였다. 또한, 강남유역을 대상으로 각 예측강 우의 수심모의 정확도를 평가한 결과, MAPLE 및 SCDM에 비하여 KONOS가 첨두수심을 보다 정확하게 모의하였으나, 호우의 시간적 패턴 구현 의 정확도가 높지 않았다. SCDM의 경우 정량적인 오차는 다소 크게 나타났지만, 전체적으로 관측수심과 유사한 모의 양상을 보였다. 추후 부족한 정량적 정확도를 보정 기법 및 수치예보자료와의 결합을 통해 개선한다면 SCDM의 예측강우가 홍수예보를 위한 입력자료로 유용하게 활용될 수 있을 것으로 판단된다.

In this study, in order to determine whether this flood inundated by any route when the levee was destroyed, which can simulate the path of the flood inundation model was developed for the SIMOD(Simplified Inundation MODel). Multi direction method((MDM) for differential distributing the adjacent cells by using the slope and Flat-water assumption(FWA)-If more than one level higher in the cell adjacent to the cell level is the lowest altitude that increases the water level is equal to the adjacent cells- were applied. SIMOD model can significantly reduce simulation time because they use a simple input data of topography (DEM) and inflow flood. Therefore, predicting results within minutes will be possible, if you can only identify inflow flood through the runoff model or levee collapse model. Therefore, it could be used to establish an evacuation plan due to flooding, such as EAP (Emergency Action Plan).

본 연구에서는 포아송 클러스터 강우생성모형의 일종인 Modified Bartlett-Lewis Rectangular Pulse (MBLRP) 강우생성 모형의 도시홍수 모의에 있어 적용성을 살펴보았다. 이를 위하여 서울 홍제천 유역의 남가좌 배수분구에 대하여 2차원 관망-지표면 홍수 모의 프로그램인 XP-SWMM 모형을 구축하고, MBLRP 모형을 사용하여 생성된 200년 길이의 가상강우 시계열을 입력 강우자료로 하여 홍수량, 침수면적을 산정하고 이를 설계강우에 근거하여 산출된 값들과 비교하였다. 비교 결과, MBLRP 모형을 사용하여 산출된 홍수량 및 침수면적은 설계강우에 근거한 값들과 비교하였을 때 다소 작은 값을 가졌고, 과소산정의 정도는 8%(5년 빈도)에서 34% (200년 빈도)의 값을 가졌으며, 설계강우의 재현기간에 따라 과소산정의 정도는 증가하였다. 본 연구의 결과는 도시유역에서의 홍수 모의에 있어 몬테카를로 분석을 통한 침수관련 변수들의 불확실성을 정량적으로 표현할 수 있는 방법론을 제시하고 그 적용성 및 한계점을 제시했다는 점에서 그 의미를 찾을 수 있을 것이다.

서울에서 발생한 2010년 광화문 지역의 침수, 2011년 우면산 산사태는 도시지역에 국지적으로 짧은 시간에 많은 양이 쏟아지는 강우에 도시홍수 방어의 취약한 면이 드러났다. 홍수량과 같은 유출량을 빠르고 정확하게 예측하기 위해서는 공간적인 지역적인 특성을 고려한 정확한 강우 자료와 조밀한 관측망의 요구가 매우 중요한 요소이다. 본 연구에서는 효과적으로 레이더 기반 도시홍수 방어 대응을 위하여 실제 레이더 자료의 도시홍수를 조기에 탐지하고 SK-Planet 강우자료를 평가하고 예측할 수 있는 품질관리 및 신뢰도를 향상하고자 한다. 먼저 서울 지역의 강우분포의 고적확 관측을 위해 약 2km 수준 밀도유지를 하였다. SK-Planet의 경우 기상청 AWS에 비해 공간상세화 정도는 높았으나, 간헐적 다발적 이상치 발생으로 현수준 자료를 실무에 그대로 활용하는 데는 한계가 있다. 따라서 SK-Planet자료의 결측률 케이스에 따라서 생성된 SK-Planet과 AWS 간의 거리를 고려하여 2km 격자 안에 AWS가 존재할 경우 격자 안에 있는 SK-Planet를 제거를 하고, AWS가 존재하지 않을 경우 격자 안에 가장 가까운 SK-Planet이 두 개 이상 위치를 한다면 격자중심에서 가까운 SK-Planet지점을 탐색하는 알고리즘 사용하여 최적의 공간적인 분포를 제시한 결과 레이더 자료 정확도 향상을 위해 SK-Planet 전지점 활용은 경제성 대비 효용성이 높지 않다고 판단된다. 이 경우 관측 공간정밀도가 전체 자료를 이용하는 경우와 유의한 차이가 없어, 선별 후 기기 유지관리 및 자료 품질관리를 강화하여 활용하는 것이 효율적으로 판단된다.

소방방재청에서는 2011년 5월부터 5개년 계획에 걸쳐 “중소하천 홍수예·경보 체계 구축” 연구사업의 진행을 통해 위에서 언급한 중소하천에서의 홍수예경보와 관련된 연구 및 예경보 시스템 구축을 진행하고 있으며, 이에 일환으로 본 연구에서는 서울시 동대문구 내 위치한 정릉천 유역을 대상으로 도시유역 중소하천 홍수예경보 발령 기준을 제시하였다. 이때 예경보 발령기준을 선정하기 위한 수위상승에 따른 복잡한 발령기준 산정 방안의 경우 Song. et al., (2014)이 제시한 “상·하류 관측수위 기반 도시 중소하천 홍수예경보 기준 강우량 산정기법”의 시나리오를 적용하여 분석을 실시하였다. 연구진행시 강우-유출 관계의 경우 HEC-HMS 모형을 적용하였으며, 유량-수위의 관계를 통한 분석은 HEC-RAS를 바탕으로 정릉천 유역을 구축함으로써 배수위 조건에 따른 경보발령 기준강우량을 산정하였다. 산정된 결과는 최종적으로 정릉천 내 실시간 수위 관측기록과 비교함으로써 도시유역 중소하천 홍수예경보 발령기준의 타당성을 고려하였다. 본 연구에서 제안한 도시 중소하천 홍수예경보 발령기준은 다양한 배수위 조건별 시나리오 기반에 의해 산정된 지속기간별 강우량을 통해 적정 예경보 발령 및 관련 대책 수립에 도움이 될 것으로 기대된다. 즉, 실시간으로 변하는 본류수위의 영향을 다양한 배수위 조건별로 고려함으로써 주요 지점에서의 예경보를 발령할 수 있는 방법론을 제시하였으며, 이는 실제 방재관련 담당자의 의사결정에 도움이 될 수 있을 것으로 판단된다.

최근 10년간 우리나라 재해특성을 분석한 결과 호우에 의한 홍수피해가 가장 큰 것으로 나타났으며, 특히 도시지역에서의 홍수피해가 증가하고 있는 것으로 나타났다. 최근 5년간 총 25개 시·군 77개 동이 2회 이상 반복적인 주택침수를 겪은 것으로 나타났으며, 서울시는 2010년과 2011년 집중호우로 광화문, 강남역 등 도심지역에서 홍수피해를 입기도 하였다. 이렇듯 도시지역에서 홍수피해가 빈번하게 발생하는 원인은 강우패턴 변화와 지역집중현상 증가 그리고 강우강도의 증가를 들 수 있으며, 도시화로 인한 불투수성 증가, 위험지역으로의 주거지역 확대, 무분별한 도시계획 등을 꼽을 수 있다. 도시 지역에 활용 가능한 도시홍수저감대책으로는 우수유출저감시설, 하수·우수관거, 펌프장, 하천시설 그리고 분리배수시설 등이 있다. 현재 도시는 i) 전기배선, 통신라인 등 각종 지중 매설물 설치로 인한 우수·하수관거 확대 및 정비 어려움, ii) 계획홍수위 보다 낮은 지역에 주거지가 형성된 경우 계획홍수위 조정이 필요하나 도시화로 하천확대 및 정비 어려움, iii) 부처별로 기본계획을 수립하고 있는 등 하천, 펌프장, 하수관거, 우수유출저감시설을 동시에 고려하는 홍수재해저감종합대책 수립 어려움 등의 문제점을 낭고 있어 홍수저감대책을 효과적으로 수립하는데 어려움이 있다. 본 연구에서는 도시지역 홍수재해저감종합대책 수립을 위한 방안으로 일본의 특정도시하천특별법을 통한 도시지역 침수피해 저감 사례 등 국외 사례를 통해 하천, 펌프장, 하수관거, 우수유출저감시설을 동시에 고려하는 홍수피해저감대책 수립방안을 소개한다. 더불어 이러한 대책을 성공적으로 수행하기 위한 중앙정부, 지방정부, 전문가, 지역주민, NGO 등이 함께 참여하는 협의체 구성을 소개한다.

기후변화로 인한 극한 강우사상의 빈번한 발생과, 도시화로 인한 토지이용의 변화로 도시유역의 침수피해가 많이 발생하고 있다. 도시에서의 홍수배제는 우수관거에 의존하고 있으며, 대부분 집중호우의 발생이후 하수도 시스템의 용량부족으로 침수가 발생하고 있다. 이러한 도시유역의 침수방지를 위한 내수배제시설에는 배수문, 배수펌프, 유수지, 우수관거 등이 있다. 도시유역에서의 침수피해는 지역 물 순환을 고려한 내수배제를 위해 내수 및 외수를 함께 고려하여야 하고, 유역의 재산상 피해와 밀접한 관계가 있어, 원활한 홍수량 배제 및 침수피해의 감소를 위해 각각 시설별 정확한 평가가 필요하다. 본 연구에서는 상습침수가 발생하는 도시유역으로 서울시의 도림천 유역을 선정하였다. 도림천 유역은 최근 폭우발생시 침수 피해가 빈번히 발생한곳이다. 도림천 유역은 관악산에서 발원하여 관악구, 구로구, 동작구등 도심지를 관통하며 하천의 일부가 복개되어 도로로 사용되고 있다. 도림천 유역은 총 17개의 배수분구로 구분되어 있으며, 침수피해는 복개되지 않은 부분에서의 하천의 범람, 하수관거 및 펌프장의 내수배제 불량 등의 원인에 의해 발생하고 있다. 본 연구에서 연구대상지역으로 선정한 곳은 신림3, 4 배수분구이며, 이러한 도림천 유역에 대하여 내수배제시설의 효율을 알아보기 위해 적용 가능한 내수배제시설을 선정하고, 시설별 내수 침수 저감율을 산정하였다. 불투수율이 높은 도시유역 유출특성을 고려한 홍수의 정확한 예측을 위해 도시유출모형인 SWMM 모형을 이용하여 관거에서 우수의 흐름을 모의하였고, 이 결과 발생한 월류량을 홍수범람해석 모형인 FLUMEN의 입력자료로 사용하여 범람해석을 실시하였다.

최근 전 지구적인 온난화로 인한 이상기후에 따라 강수량이 증가하고, 특정지역에만 국한되어 집중적으로 비가 내리는 국지성 집중호우의 발생 빈도가 증가하여 이로 인한 극한 홍수나 강우로 인한 산사태 등의 재해가 반복적으로 발생하고 있다. 홍수는 재산 및 인명에 이르기까지 막대한 피해를 야기한다는 점에서 이를 대비하기 위한 방안이 필수적이다. 따라서, 국가적인 차원에서 홍수피해를 경감시키기 위한 여러 가지 구조적 또는 비구조적 대책들을 제시하고 있지만, 정확한 기상 변화의 예측이 어렵고 다양한 유발 원인들로부터 비롯된 홍수에 모두 대응할 수 있는 통합 대책 마련이 어려운 실정이다. 즉, 사전예방보다는 피해 복구에만 중점을 두고 있기 때문에 홍수 발생 유역의 지역적인 홍수피해 특성을 반영하지 못할 뿐만 아니라 어느 지역이 상대적으로 홍수피해의 위험성이 높은 지역인지도 파악하기 어렵다. 이러한 관점에서 본 연구에서는 관련문헌들로부터 도시홍수피해 및 취약성과 저감성에 영향을 미치는 대표적인 인자들을 도출하고 Arc-GIS와 도시유출모형인 XPSWMM을 활용하여, 서울시 상습침수구역인 도림천 유역에서의 피해규모와 치수부족지역 등이 고려된 잠재적 도시홍수피해의 위험성 정도를 제시함으로써 치수대책의 우선순위를 결정하고자 하였다. 또한, 본 연구의 결과를 토대로 향후 도시홍수피해의 잠재적 위험성이 높을 것으로 판단되는 유역에 대해서 활용방안을 제시하여 유역의 특성 및 중요도에 따른 치수사업의 우선순위를 결정하고 도시홍수로 인한 인명 및 재산의 피해를 최소화 하는 것에 목적이 있다.

강우가 지표면에 강하하여 일부는 지표를 따라 유출되고 나머지는 손실이 된다. 손실 중에는 일부는 증발이 되고 일부는 토양으로 침투가 된다. 이러한 수문사상의 변화를 분석하기 위해서는 유역의 토양 및 토지이용상태를 내포하고 있는 GIS정보를 입력하는 것 뿐 만아니라 토양의 함유수분에 따른 선행강우를 고려하여야 한다. 토양의 함유수분은 선행강우에 의해 유역의 토양이 포화됨으로써 강우-유출 분석에 영향을 미친다.

최근 기상이변으로 빈번히 발생하는 국지성 집중호우는 하나의 기상현상으로 자리를 잡아가면서 많은 피해를 야기하고 있다. 특히, 도시지역을 포함하는 중·소하천에서의 피해가 늘어나고 있는 상황에서 도시유역의 특성을 고려한 중·소하천 홍수예경보 모형의 구축이 필요하다고 판단된다. 따라서 본 연구에서는 도시유역에서의 중·소하천을 대상으로 자체 대상유역을 구분하는 기준을 마련하였으며, 이를 바탕으로 강우-유출 및 유량-수위 관계를 바탕으로 실제 배수위 영향을 고려한 도시유역 중·소하천 홍수예경보 모형을 개발하였다. 먼저 대상유역으로는 한강 및 낙동강 유역을 선정하였으며, 자체 구분기준에 따른 전체 55개 도심지 대상유역을 선정하였으며, 이들 중 한강수계 정릉천유역을 대표적으로 적용하여 홍수예경보 발령 기준을 선정하였다. 본 연구에서 개발된 도시유역 중·소하천 홍수예경보 모형은 강우량에 따른 의사결정지원 체계를 제안함으로써 방재관련 대책 수립 및 정비사업 계획 수립 등에 도움이 될 것으로 기대된다.

본 연구는 도시유역에서 기존에 설치된 우수배제시설인 우수관로시스템의 제한적 규모로 인하여 시설규모를 초과하여 발생하는 호우에서 홍수로 인한 피해를 최소화하기 위한 소규모 저류지의 다중설치를 최적화 기법을 도입하여 분석을 수행하였다. 설계강우량을 초과하여 발생하는 호우에서는 우수거의 통수능 부족으로 저지대 등 상대적으로 홍수에 취약한 지점들에서 국지적이고 다발적인 침수가 불가피하게 되므로 유역하구에 대규모의 유수지 및 빗물펌프장의 설치로 해결되기 어려운 국지침수에 대비하기 위한 다중의 분산형 소규모저류지가 효율성이나 경제성에서 유리하다. 소규모저류지를 침수취약지점들을 중심으로 분산하여 설치하기 위한 최적위치 및 규모에 대하여 최적화 분석을 수행하였다. 또한 최적홍수저감효율 대비 경제적인 요소를 반영하기 위하여 홍수저감과 상반되는 최소개략설치비를 고려하여 모의를 수행하였다. 분석결과 설치비 대비 홍수저감이 최대로 되는 최적설계의 선택이 가능함을 확인할 수 있었다. 본 연구기법을 이용하면 홍수저감율과 설치비라는 상반된 조건에서의 최적 분산형 소규모 저류시설의 설계가 가능하며 또한 제한된 예산에서의 최적 저감시설의 설계나 홍수저감 목표량 대비 개략사업비의 추정도 가능할 것으로 판단된다. 비록 경제적인 측면이 개략공사비에 국한하여 유지관리비나 감가상각 및 홍수의 증감 등이 고려되지 못하였으나 현재의 시점에서 진보된 실무활용성이 있다고 판단된다.

최근 강우와 토지이용 변화로 인해 도시지역의 재해위험은 크게 악화되고 있다. 이에 본 연구에서는 불투수면 규제에 의한 유출 및 침수피해 저감효과를 살펴보고, 이를 근거로 불투수면 관리방향을 제시하였다. 이를 위해 불투수면 규제 시나리오를 작성하였으며, 각 시나리오에 대한 유출모의 결과를 비교하여 그 특성을 살펴보았다. 그 결과, 불투수면은 유출 및 침수피해 저감을 위한 관리대상인자임을 확인하였다. 또한 내수침수 피해저감과 물순환 체계 회복의 효과는 적용지역의 위치와 크기에 따라 달라질 수 있으므로, 가용한 면적을 최대한 확보하는 것이 중요함을 알 수 있었다. 따라서 시가화율이 높은 도시지역에서 불투수면 규제방안은 전략적인 입지선정이 무엇보다 중요하며, 토지이용의 공간적 배치 현황과 재해취약지역에 대한 홍수도달시간 등이 적절히 고려되어야 할 것이다

본 연구에서는 하천 범람에 따른 도시지역 내 홍수흐름의 특성을 수치적으로 모의하고 이에 대한 결과를 분석하였다. 적용된 수치모형은 well-balanced HLLC 기법에 근간을 둔 2차원 유한체적모형이다. 대상영역은 경상남도 거제시에 위치한 고현천 주변의 도시지역으로 2003년 9월에 발생한 태풍 “매미” 기간 동안 집중호우로 인해 하천이 범람되어 피해가 발생되었다. 본 연구에서는 도시지역 내 범람에 대한 홍수흔적 자료를 이용하여 수치모형을 검증하였으며, 향후 발생 가능한 집중호우의 강도의 증가 또는 감소에 의한 유입량의 변화에 따른 도시지역 내에서의 홍수흐름의 특성에 대한 모의 및 분석을 수행하였다.

최근 기후변화에 따른 도시내 홍수가 증가하면서, 빗물관리에 대한 관심이 증가하고 있다.빗물 저장 시설은 이러한 관점에서 향후 새로운 시각의 방재시설로 각광을 받을 가능성이 있다. 그러나 빗물 저장시설의 급수원의 하나로서의 수질에 대한 국내연구는 상대적으로 적은 편이다. 본 연구에서는 초기우수가 배제된 지붕빗물을 소독원을 주입했을때와 주입하지 않을 때의 수질성상변화를 연구하였다. 성상변화를 추적하기 위하여 COD, T-N, T-P, 장내미생물, 일반미생물의 변화를 염소 주입별로 분석하였다. 염소 주입별로 COD는 74%, T-N 23%, T-P 92% 저감을 확인하였으며 장내 미생물 및 일반 미생물은 염소 주입 후 4일 이내에 완전 사멸한 것으로 확인하였다.

SWMM은 도시유역의 홍수유출 해석에 관한 대표적인 모형으로서 국 내외에서 활용도가 높은 반면, 다수의 불명확한 매개변수를 포함하고 있어 사용에 어려움이 있다. 본 연구에서는 SWMM에 집합체 혼합진화(SCE-UA) 알고리즘을 결합하여 자동 보정 모듈을 개발하였다. 최적화 문제는 목적함수에 따라 그 결과가 상이하게 도출될 수 있으므로 연구에서는 5개의 단일 목적함수를 적용하여 가장 적합한 목적함수를 도출하였다. 그리고 홍수유출 해석에는 첨두유량의 정확성이 중요하므로 이를 고려할 수 있는 다목적함수를 구성하였고, 파레토 최적해의 결정을 통해 결과를 도출하였다. 작성된 자동 보정 모듈은 구로1 빗물펌프장 유역에 내린 2009년 3개의 강우사상에 적용되었다. 다목적함수의 구성을 통해 자동 보정된 결과는 단일 목적함수에 의해 도출된 결과보다 첨두유량과 유출체적의 오차를 포함한 대부분의 모형평가 지표에서 우수한 것으로 나타났다. 또한, 다목적함수에 의해 보정된 모형의 검증 결과도 신뢰적인 것으로 분석되었다. 본 연구에서 개발된 SWMM의 자동 보정 프로그램은 도시유역의 다양한 홍수유출 해석 문제에 활용될 수 있을 것으로 전망된다.