우수저류시설은 강수 시 빗물을 저류시켜 홍수량을 줄이고 유역의 물 함유기능을 적정하게 유지시켜 유출량을 저감하여 도시 물 순환을 개선하는 시설을 의미한다. 이 시설은 우수배제를 위한 배수관망 용량을 상향조절하기 어려운 지역에 설치되어 기존 우수배수시설을 그대로 유지하는 상태에서 우수유출을 저감할 수 있는 장점이 있다. 따라서 지역 내 저류시설은 토지 이용 계획상 우수저류가 가능한 경우에 저류시설로 배치해 유출량을 조절하여 도시지역의 불투수역 증대로 인한 도시형 홍수를 방지하는 역할을 하며 최근 자연 환경 복원을 통한 환경 친화적 기술로 발전하고 있다 본 연구에서는 서울대학교 관악캠퍼스 댐 하류 공대폭포 유역과 노천강당 유역에 지속시간 1시간, 50년 빈도 강우에 관한 저수지 홍수추적을 실시하고 치수 목적으로 지하저류조가 설치되는 경우 저류조의 저류량, 우수유출량의 저감정도, 첨두 수위 감소 및 지체시간 확보 등의 효과를 분석하고, 신설 지하저류조의 유출입부 암거를 설계하였다. 공대폭포 유역에 10,500 m3 규모의 지하저류조가 설치되는 경우 폭포저수지와 저류조에 의한 저류효과를 현 상태의 폭포저수지만의 저류효과와 비교하여 시간에 따른 저류량, 유출량 및 수위 변동 양상을 분석하였다. 저류조가 설치되는 경우 폭포저수지의 저류량은 약 10,500 m3 감소하게 되며 첨두 유출량은 9.48 m3/s, 첨두 수위는 0.76 m 낮아지는 것으로 나타났다. 또한 노천강당 유역에 25,000 m3 저류조가 설치되는 경우 총 유입량 대비 49.43 %의 저류효과가 발생하고 49.64 %의 첨두 유량 감소효과와 28 분의 지체시간을 확보할 수 있었으며, 첨두 수위는 15,000 m3 저류조에 비해 35 cm 낮게 나타났다. 따라서 기존 저류시설과 신설 지하저류조의 공동 운영을 통해, 홍수 발생 시 댐 유역에서 초과되는 유출량을 탄력적으로 관리할 수 있는 것으로 사료된다.

본 연구에서는 Muskingum 하도추적모형을 수문학적으로 재해석하여 지체효과만을 고려하는 선형하천모형과 저류효과만을 고려하는 선형저수지모형의 선형결합으로 나타내었다. 유도된 모형은 일종의 순간단위도의 형태가 되며, 그 매개 변수는 Muskingum 모형의 매개변수와 동일하다. 즉, 추적시간간격 또는지체시간 후에 최초의 유출이 발생하게 되고, 총 유입량 중 x 만큼은 선형하천모형에 의해 저류효과 없이 빠져나가고 나머지(1-x) 만큼은 선형저수지모형에

자연하천의 부정류 홍수예측을 위하여 Preissmann기법에 의한 수리학적 홍수추적을 실시하였으며, 민감도 분석을 위한 상류단과 측방유입수문곡선으로서 Log-Pearson Type-III를 사용하였다. 실제하천 적용에 있어서 유역에 대해서는 선형저수지 모형을 적용하고 하도망에 대해서는 수리학적 홍수추적을 실시하였다. 상류단과 측방유입수문곡선은 선형저수지 모형을 이용하여 산정하였으며, 하류단 경계조건으로서 Manning공식을 이용하였다. 유입수문곡선으로서

불확실한 저수지 유입량과 수요량 때문에 최적의 저수지 조작기준은 정량화하기 쉽지 않다. 그렇지만 저수지 조작에 일정 수요를 충족시키면서 모의 발생시킨 유입량 시계열을 반영함으로써 음해 추계적 최적화 접근법을 이용하면 조작기준은 작성 가능하다. 이에 본 연구에서는 한강수계 7개 저수지 계통에 적절하도록 수력발전 최대화를 선형추적으로 모형화하고 최적제어를 이용하여 최적조작을 수행하였다. 이 때 2001년 수도권 용수수요를 만족시키도록 한 최적 조작 모형에는