최근 기후변화로 인한 집중호우와 돌발홍수로 인한 도심지의 침수피해가 빈번하게 발생하고 있다. 특히, 인구밀도와 자산가치가 높은 도시지역에서는 침수에 따른 피해규모가 크기 때문에 이를 방지하기 위한 대책마련 등이 요구되고 있다. 이러한 도시지역 중 내륙에 위치한 도시지역과 달리 해안과 접해있는 연안 도시지역은 하천연장이 짧고 경사가 급하여, 조위에 따라 홍수위가 달라지기에 동일한 강우라도 피해가 크게 발생하는 특성을 가진다. 대표적 연안 도시인 창원(구 마산)시의 경우 지난 2003년 9월 태풍 매미로 인해 상당한 침수피해 및 인명 피해가 발생하였다. 당시 일강우량은 157mm로 창원시 하수관거의 설계강우량보다 낮았고, 창원기상관측소 확률강우량과 비교하였을 때 3년 빈도로 극단적으로 많은 호우는 아니었다. 하지만, 태풍 상륙 당시 호우와 함께 남해안의 만조 시각과 겹쳐 태풍에 의한 해일은 예측치를 훨씬 뛰어넘는 최대 439cm 에 달하여 피해가 발생하였다. 이는 단순히 집중호우 하나의 재해 요인에 따른 피해가 아닌 집중호우 발생시 만조위까지 영향을 미친 복합적인 재해발생에 의한 피해로 볼수 있다. 따라서 본 연구에서는 1차원 도시범람해석 모형인 XP-SWMM 모형을 이용하여 2003년 9월 태풍 매미의 영향을 받아 침수피해가 발생한 마산지역 배수유역에서의 침수범람 모의를 수행하고, 유역 하류지점에서 만조위가 발생하는 경우와 발생하지 않는 경우의 유출량을 분석하여 조위의 발생 여부가 유출 및 침수에 얼마나 영향을 주는지 분석하여보았다.

최근 우리나라는 기후변화로 인한 국지성 집중호우에 의한 홍수피해가 증가하고 있다. 이와 같은 피해를 저감하기 위해서는 강우-유출과정에 대한 적절한 해석과 정확도 높은 예측이 필요하다. 강우-유출 모형을 이용하여 하천의 유량을 산정하는 방법으로는 집중형 수문모형과 분포형 수문모형이 있다. 집중형 수문모형은 강우-유출을 해석할 때 유역을 동질의 배수역으로 보아 공간적 변화가 없는 것으로 가정하여 홍수유출을 해석하는 방법으로 산정과정이 간단하여 국내에서 널리 이용되어 왔다. 그러나 보다 정확도 높은 결과를 도출하기 위해서 격자기반으로 유역의 공간적 특성을 반영할 수 있는 분포형 수문모형을 이용한 강우-유출 해석이 필요하다. 본 연구는 과거 태풍 사상인 1995년 제니스, 2004년 메기 발생시 홍수피해가 발생했던 청주 무심천 유역을 대상으로 격자를 기반으로한 분포형 수문모형을 이용하여 빈도별 홍수량 산정 및 침수범람 모의를 수행하였다. 입력자료 중 지형정보자료인 하도 폭, 조도계수, 불투수율, 포화투수계수 등의 매개변수는 ArcView를 통해 DEM(Digital Elevation Model), 토지피복도, 토양도로부터 50m의 격자체계로 구축하였다. 모형의 검증은 제니스, 메기 태풍사상에 대해 수행되어졌으며, 청주 강우관측소의 강우자료, 청주 유량관측소의 유량자료를 사용하였다. 검증결과 첨두홍수량에서의 오차가 3.07%∼7.43%로 나타나 모형의 정확성은 검증되었다. 또한 분포형 수문모형에 의하여 산정된 홍수량을 바탕으로 범람모의를 수행하였다. 그 결과, 최대·평균 침수면적은 11.92km2∼13.42km2, 평균 침수심은 0.82m∼0.96m, 최대 침수심은 3.62m∼4.27m로 나타났으며, 강우 발생 후 9시간∼10시간 후에 침수피해가 가장 큰 것으로 분석되었다.

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.

최근 빈번하게 발생하고 국지성 집중호우와 같이 갑작스럽게 발생한 높은 강도의 강우에 의한 유출량에 적절하게 대처하기 위하여 실시간 배수펌프장 운영기법의 개발 및 내수침수 예측이 가능한 시스템 개발이 요구된다. 본 연구의 목적은 최근 빈번하게 발생하고 있는 도시지역에서의 집중호우로 인한 내수침수에 대비하기 위하여, 내배수 시설의 실시간 운영 알고리즘을 개발하고 이러한 도시홍수 대책의 효과를 분석 및 향후 내수침수 예측을 위하여 내수침수 해석 모형을 개발하고자 한다. 개발한 모형의 적용성을 검증하기 위하여 마포배수구역에 발생한 2010년 9월 호우사상에 대하여 적용하였다. 뉴로-퍼지 모형은 불필요한 입력자료의 수는 모형의 규칙수를 증가시키고 오차를 유발하므로 최소한의 입력자료를 구성하기 위하여 크게 시간적 매개변수와 공간적 매개변수로 나누어 모형을 개발하였으며 가장 작은 오차과 큰 결정계수를 가지는 모형을 최종적으로 선택하였다. 이전 시간의 입력자료로부터 현재 시간의 수위를 예측하고 예측된 현재 시간의 수위를 바탕으로 작동 펌프의 수를 산정해야 한다. 이 과정에서 최적의 작동 펌프의 수를 계산하기 위하여 최적화 기법으로 수정된 유전자 알고리즘을 적용하였으며 여러 제약조건과 목적함수를 만족시키는 작동 펌프의 수를 도출하였다. 계산된 작동 펌프의 수는 뉴로-퍼지모형의 입력자료가 되어 다음 시간의 수위 예측이 가능하도록 한다. 마포배수구역에 적용결과 모든 배수펌프장에서 최고수위와 최저수위를 만족하는 결과를 얻을 수 있었으며, 잦은 펌프의 작동과 정지상태를 피하여 운영비 측면에서도 효과적인 결과를 얻을 수 있을 것으로 예상된다. 또한 뉴로-퍼지를 이용한 실시간 배수펌프장 내수위 예측 값을 경계조건으로 하여 개발한 2차원 통합침수해석 모형의 적용성을 검증하였다. 모의결과의 검증을 위해 침수실적도와 2차원 통합침수해석모형에 의해 계산된 침수면적간의 적합도 비교 결과 70~80% 범위를 보였다. 뉴로-퍼지 모형을 직접 가동 배수펌프의 수 혹은 토출량을 결정하도록 알고리즘을 구성하지 않음으로서 데이터 기반모형이 가지는 한계점을 극복하고자 우선 배수펌프장의 내수위를 예측하였고 예측된 수위로부터 운전자의 판단이 반영될 수 있으며 배수펌프장의 재난 비상상황시 재해정보지도를 구축함으로서 주민들에게 정보를 제공할 수 있을 것으로 판단된다.

최근 이상기후로 인해 홍수 등 자연재해의 강도 및 빈도가 증가하고 있다. 2002년 태풍 루사, 2003년 태풍 매미 등 집중호우에 따른 대규모 홍수로 인해 인명 및 재산피해의 급격한 증가가 나타났으며, 이는 불규칙한 기상변화에 대한 기존의 방재대책과 홍수예측시스템의 한계를 보여주고 있다. 이러한 이상홍수에 효율적으로 대응하기 위해서는 홍수범람 양상을 정확하게 모의할 수 있는 범람모형을 통해 효과적인 대응방안 마련하는 것이 중요하지만 기존의 홍수범람해석모형은 해석시간의 과다소요 및 해석결과의 정확성 등의 문제가 존재한다. 따라서 본 연구에서는 2002년 8월 집중호우로 인해 붕괴된 낙동강 유역의 백산제를 대상으로 쿼드트리격자를 사용하는 Gerris모형을 이용하여 홍수범람해석을 수행하였으며, 기존의 홍수범람모형 중 비구조격자를 사용하는 FLUMEN모형 및 실제 범람지역과의 비교를 통해 쿼드트리 격자기반 홍수범람모형의 적용성 및 효율성을 판단하였다.

최근 동일본 대지진 쓰나미 발생 이후로 국내에서도 해안재해에 대한 관심이 더욱 높아지고 있다. 우리나라는 매년 태풍이 발생하고 때때로 엄청난 인적·물적 피해가 발생하므로, 본 연구에서는 과거 태풍에 의한 피해 경험이 있는 충남 보령시를 대상으로 가상 태풍시나리오를 작성하여 최대범람범위를 산정하였다. 범람에 대한 평가는 과거 발생 태풍 중 해일고가 가장 크게 발생했던 1995년 태풍 제니스(9507)와 2003년 태풍 매미(0314)와 동일한 강도의 가상 태풍이 보령을 내습할 경우에 대하여 각각 수행하였다. 이때 적용한 조위면은 약최고고조위로 하여 보수적 평가가 될 수 있도록 하였으며, 해일 및 범람발생으로 해안전면에 설치된 구조물(방조제, 방파제, 호안 등)의 기능이 상실되어 월류 및 범람이 발생되는 상황으로 가정하여 최대범람 범위를 평가 및 분석하였다. 태풍 제니스가 약최고고조위에서 발생했다면 E.L. 470 cm, 태풍 매미의 강도가 내습한 태풍일 경우는 E.L. 530 cm에 해당 할 것으로 예상된다. 폭풍해일 및 가상 태풍시나리오에 의한 범람 면적을 표출하고 이에 대한 피해를 산출하기 위하여 범람범위와 공간보간된 토지가격, 주거인구 등의 DB를 중첩하여 수치적 피해 결과를 도출하였으며 결과를 시각적으로 지도화 하였다.

최근 기후변화에 의한 이상기후에 따라 홍수, 가뭄, 산사태, 등 자연재해 현상들이 예고없이 빈번히 발생함에 따라 국가와 국민들에게 막대한 물질적·정신적 피해를 입히고 있다. 특히 집중호우의 증가와 인구밀집, 산업화로 인하여 도시지역의 피해는 더욱 심각해질 것으로 전망되고 있어 이를 개선하기 위한 기술적 대책이 필요하다. 따라서 본 연구에서는 기후변화로 인한 자연재해에 대비하기 위한 일환으로 미래 기후변화를 예측을 통해 도심지에 미치는 영향을 파악하고, 또한 이에 대응할 수 있는 대안을 설정함으로써 효율적으로 기후변화에 대응하기 방안을 제시하기 위함이다. 대상지역으로는 인천광역시 계양구 일대를 선정하였으며, CNCM3 기후모형과 A1B, A2, B1 세 가지 시나리오를 이용하여 기후변화의 영향으로 인해 발생할 수 있는 확률강우량을 산정하였다. 산정된 확률강우량을 이용하여 대상지역 도시 배수시스템의 홍수유출여부를 모의(XP-SWMM 이용) 후, 기후변화에 대응하기 위한 관거 용량 개선의 대안을 선정하고 경제성 분석을 실시하였다. 그 결과, 편익·비용비(B/C ratio)가 1을 초과하였으므로 기후변화의 영향을 고려한 관거의 용량 개선 대책(안)의 경제적 타당성을 확인할 수 있었다.

비정형격자 기반의 수치해석모형을 이용하여 지하공간침수해석모형을 개발하였다. 본 모형은 지하공간의 흐름 특성을 link-node 시스템에 의해 해석하고, 계단 및 벽구조물 등의 지하공간 구조물 배치 영향을 고려한 침수해석을 수행할 수 있다. 흐름은 두가지로 구분하며, 하나는 두 개의 인접한 격자가 지하공간에서의 지하철 노선에 해당되어 수로형 흐름을 나타내는 경우이고, 다른 하나는 지하공간에서의 지하철 노선 이외의 지점 및 지하상가 등으로 물이 확산되는 위

최근에 들어 도시지역에서는 국지성 집중호우에 의한 홍수피해가 증가하고 있다. 심지어 우수설비 시스템이 비교적 잘 갖추어진 개발 지역에서도 기존의 우수설비시스템의 용량이 초과되어 큰 침수피해가 발생하고 있다. 이로 인해 건물， 공공기반시설 등 재산 및 인명 등에 있어 많은 피해를 야기하고 있으며, 도로의 침수는 운송 시스템의 기능에 문제를 일으키게 되어 도시의 산업과 기능을 마비시킨다. 이러한 도시지역 홍수에 대비하여 도시지역의 복잡한 지형 형상과 인위적

최근에 홍수재해와 관련된 자연재해가 급격히 증가하고 있다. 특히, 사회기반시설의 집중 및 인구증가로 도시지역에서의 침수는 인명과 재산에 큰 피해를 야기한다. 본 연구의 목적은 배수시스템에서의 과부하로 인한 도시지역에서의 침수심을 계산하기 위해서 우수배수시스템모형과 2차원 지표류모형을 연계한 새로운 모형을 개발하는 것이다. 대상유역에서의 침수유량의 거동은 두 가지 요소로 고려되는데 하나는 배수시스템에서의 흐름이고 다른 하나는 월류유량으로 발생한 범람 흐름

본 연구에서는 하천 제방붕괴로 인한 제내지에서의 범람홍수의 전파양상을 효율적으로 계산할 수 있는 2차원 범람홍수모형을 개발하였다. 또한 범람모의를 위한 기본 입력자료 구축을 위해서 레이더 자료와 연계하였으며, 레이더 정량강우-홍수유출-범람해석에 대한 통합시스템을 구축하였다. 개발된 모형의 검증을 위해서 태풍 루사로 인한 감천 유역의 실제 제방붕괴 사례에 대한 적용을 실시하였으며, 범람모의를 위한 기본자료인 강우량을 산정하기 위해서 레이더 자료와 연계하였

수문모형의 많은 입력자료 가운데 강우 관측자료가 모의결과에 가장 주요한 원인을 가진다. 과거부터 수문모형은 유역에서의 평균강우량 자료를 한 지점에서의 강우량 자료에 의존해 왔다. 그러나, 지점에서 측정된 강우량 자료를 유역을 대표하는 평균강우량 산정에 이용할 경우 부적절한 경우가 발생할 수 있으며, 특히 그 계측망이 조밀하지 못할 경우 더욱 그러하다. 레이더의 경우 보다 넓은 유역 전체를 관측하기 때문에 유역에서의 평균강우량을 제공함에 있어 좋은 관측장

본 연구에서는 3차원 공간상에서 구면 좌표계값을 가지는 레이더 반사도 자료를 직교 좌표계로 변환하기 위한 CAPPI(Constant Altitude Plan Position Indicator) 산출 프로그램을 개발한다. 오염되지 않은 CAPPI 자료의 산출을 위해서 레이더 반사도 자료에 대한 품질검사 과정이 선행되었다. 개발된 모형은 3차원 공간상에서의 연속성을 유지하기 위해서 가장 근접하고 가장 적은 자료수를 운영함으로서 최적의 반사도 자료를 보간하였

본 연구에서는 제방의 월류 및 붕괴에 따른 홍수파가 제내지로 전파되는 경우의 물리적인 특성을 고려하여 하천에 대한 홍수류 해석은 Preissmann 기법을 적용하였으며, 제내지에서의 범람해석을 위해 2차원 모형을 적용하여 해석할 수 있도록 구성하였고, 이들 두 모형이 상호 작용할 수 있는 하도-제내지 연결부 수치해석 모형을 개발하였다. 본 모형에서는 잠수효과의 해석을 위한 관련방정식을 도입하여 제내지에서의 수위 상승에 따른 하천으로부터의 월류량을 정확하

The purpose of the study was to construct a forecast system of flood inundation area at natural stream channels. The study built the system to interpret the flood inundation area in four stages ; constructing topography data around the stream channel, interpreting flood discharge, interpreting flood elevation in the stream channel, and interpreting the flood inundation and mapping. According to the result of the analysis, as for the characteristic of flood inundation around the area within the purview of this study, although there were areas where flood inundation over a bank caused a flooded area, the failure of the internal drainage in the ground lower than flood elevation caused more serious problems. Rather than the existing method where only the estimated flood elevation data is used based on the hydrographical stream channel trace model(such as the HEC-RAS model) to establish the flood inundation area, if the procedure introduced in this study was applied to interpret the floodplain, actual flood inundation area could be visibly confirmed.

기존의 DWOPER 모형에 대해서도 불확실도 기법을 이용한 홍수범람 해석을 위해 DWOPER-LEV 모형을 개발하였고, 하천의 홍수범람에 따른 제방의 월류위험도와 가능 범람범위를 예측할 수 있도록 하엿다. 본 연구에서는 홍수추적에 있어서의 하도단면의 기하형상과 수리저항계수에 기인한 불확실도의 영향을 검토하기 위해 Monte-Carlo 기법을 적용하였다. 개발된 모형은 남한강 유역의 실제 제방붕괴로 인한 홍수범람에 적용하여 제방의 월류위험도와 제내지에서의

DWOPER 모형에 제방월류 및 붕괴에 따른 홍수해석, 제내지에서의 범람 해석등을 처리할 수 있도록 프로그램을 대폭적으로 개선, 보강한 모형을 개발하여 Arc/Info와 연계하여 처리할 수 있는 홍수범람해석시스템 FIAS(Flood Inundation Analysis System)를 구축하여 이를 남한강의 제방월류 및 붕괴에 대해서 적용하였다. 본 모형을 1995년 8월 23~27일에 남한강의 제방의 월류로 인해 발생한 범람홍수에 대해 적용하였다. 홍수