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.

본 연구에서는 서울시에 소재한 상습침수지역을 사례로, 침수피해 저감을 위해 유역단위의 종합적 침수방지대책의 효과와 소요비용에 대해 분석하였다. 이를 위해 하수관거 개선, 우수유출저감시설, 건축물 침수방지대책을 마련하고, 각 경우의 유출 및 침수피해 저감 효과와 소요비용을 비교분석하였다. 그 결과, 유역단위의 우수유출저감시설과 건축물 침수방지대책은 하수관거에 대한 보완적 역할로써 침수피해 최소화를 위해 효과적일 수 있음을 확인하였다. 또한 우수유출저감시설은 재현기간에 따라 소요비용의 차이가 크게 나타나기 때문에 설계기준을 신중히 선정해야 하며, 건축물 침수방지대책의 경우 70년빈도 호우규모에서 침수피해 해소면적당 소요비용이 상대적으로 최소로 나타남을 알 수 있었다. 본 연구성과는 전통적인 방재시설 중심의 시설물 대책에 더하여 시가지 토지이용 및 건축적 대책을 고려함으로써 유역단위에서 종합적 수방대책을 마련하여, 점증하는 기상이변에 보다 탄력적으로 대응하는데 기여할 것으로 기대된다.

홍수와 가뭄은 과거부터 지금까지 모든 시대에 걸쳐 끊임없이 발생하여 왔으나 최근 들어 발생하는 홍수 및 가뭄의 재해 규모는 과거와 비교할 수 없을 정도로 대형화되고 홍수발생빈도 또한 급격히 증가하고 있다(하림 등, 2013). 소방방재청에 의하면 시간당 30㎜이상의 폭우발생빈도가 최근 30년 평균 3.8회, 5년 평균 5.2회로 나타났으며, 일 80㎜이상의 집중호우 일수는 1.5배 증가한 것으로 조사되었다. 또한 우리나라는 최근 기후변화로 인해 6-7년 주기로 가뭄 강도가 점차 증가하고 하천수 과잉 취수 등으로 하천 건천화가 발생하고 있다(맹승진 등, 2013). 이에 대한 대책으로 정부에서는 수자원종합개발 10개년 계획, 수자원 장기종합계획 등을 수립하고 하천정비사업 시행과 다목적 댐을 세우는 등 치수방재를 위해 노력하고 있지만, 급변하는 기상상황에 신속히 대처하기엔 어려움이 있어 홍수 및 가뭄 피해를 최소화 할 수 있는 대비책이 절실한 시점이다.이에, 본 연구에서는 홍수나 집중 호우시 빠른 대처가 가능하고 가뭄시 하천이나 용·배수로를 임시로 막아 농업용수를 확보할 수 있으며, 다방면에 적용성이 뛰어난 이동식 다목적 차수막을 개발 하였다. 이동식 다목적 차수막 개발을 위해 ⅰ) 이동성이 용이한 초경량 소재를 선정 하고, ⅱ) 구조해석 프로그램(MIDAS)을 적용한 최적 규격 선정, ⅲ) 현장 적용을 통해 안전성을 검증 하였다. 제품의 경량화뿐만 아니라 차수 효과의 극대화를 위하여 수압에 대한 내구성이 확보되고 불규칙한 바닥면에 우수한 접지력을 지니고 있는 Sol Tarpaulin(PVC 코팅 폴리에스테르)소재를 선정하였다. 또한, 3차원 구조해석 프로그램인 MIDAS를 이용하여 수압에 의한 차수막의 파손 및 밀림 현상이 발생하지 않는 구조로 설계하였다. 개발된 차수막을 서울시 관악구 내 도림천과 서울시 광진구 내 지하주차장에 적용한 결과, 수압에 의한 파손 및 밀림현상이 발생하지 않았고 지속적인 기립형상을 유지하며 차수되어 구조 및 소재의 안전성뿐만 아니라 다목적 활용이 높은 것으로 나타났다.현재까지 홍수 및 가뭄 대비를 위한 시설물들은 국지적인 집중호우에 취약하고 가뭄에 대한 대책은 미비한 실정이다. 본 연구에서 개발된 이동식 다목적 차수막을 적절히 사용한다면 이·치수 및 방재 설비 등으로 활용 가치가 높을 것으로 기대된다.

침수피해방지시설은 지진해일이 내습할 때 범람으로 인한 침수피해를 방지하기 위하여 해안가 육상에 건설된다. 특히 지진해일로 인한 침수피해가 잦은 일본에서 수많은 침수피해방지시설은 해안을 따라 건설되어있다. 하지만 2011년 동일본 지진해일 당시에 거대 지진해일에 침수피해방지시설이 제 역할을 충분히 수행하지 못하였다. 무엇보다 밀도가 높은 지진해일의 파력에 의해 침수피해방지시설이 전도 되거나 이탈되는 경우가 많았다. 이것은 전도나 이탈되는 지점에 대한 지진해일 파력이 집중되어 저항하지 못한 구조물이 파괴된 것으로 보인다. 침수피해방지시설의 한 지점이라도 손상이 되면 배후지 침수피해는 예방하기 어렵다. 본 연구에서는 앞으로 건설될 삼척항의 침수피해방지시설의 특정 지점에 대한 파력 집중을 수치모의를 통해 검증하였다. 14개의 역사 및 가상지진해일 통해 가장 큰 범람 특성을 갖는 지진해일을 선별하여 유속흐름을 분석하고 유속을 통해 파력을 산정하였다. 항의 형상에 따라 유속흐름이 달라지며 흐름이 모여 파력이 집중되는 곳을 확인할 수 있었다. 그러므로 침수피해방지시설물의 안전성과 배후지의 완전한 보호를 위해서는 파력이 집중되는 지점을 보강하여 지진해일에 저항할 수 있도록 하는 설계가 필요하다.

이 논문은 파공봉쇄장치(Liquid Spill Stopper) 성능 검증 실험에 대한 문제를 다룬다. 실험을 통해 선체에 파공이 발생한 경우 파공 봉쇄장치를 사용하여 신속하고 효율적으로 대응 및 봉쇄할 수 있는지를 가늠할 수 있다. 이 연구에서 쓰인 방법은 선체의 파공으로 해수가 유입할 때 발생하는 압력에 대한 실험 장치와 선박에 부착한 후 운항 중 분리 속도에 대한 실험이다. 이 논문의 주요 결과는 다음과 같다. 첫째, 직경 40mm 및 100mm 파공에서 1.0bar의 압력에도 제 성능을 발휘했다. 둘째, 선체 중앙에서 선미 방향으로 흘수선상 300mm, 흘수선, 흘수선하 300mm에 각각 2개씩 6개의 파공봉쇄장치를 부착한 채 항속을 높이기 시작한 결과, 해군 작전속도(18knots)를 상회하였으며 최초로 선수 흘수선에 부착한 것이 20.2knots에서 분리하였으므로 함정의 작전속도에 지장이 없을 뿐만 아니라 일반 선박의 선체 파공에서도 침수 방지 기능을 제공할 수 있다.