본 연구의 목적은 하천의 조도계수와 유량의 불확실성을 고려하여, 부정류 흐름에서 홍수위 해석에 미치는 영향을 정량적으로 분석하는 데 있다. 본 연구에서는 GLUE (Generalized Likelihood Uncertainty Estimation) 기법을 적용하여 조도계수와 유량의 불확실성이 홍수위 해석에 미치는 영향을 분석하고, 강우사상의 크기와 불확실성과의 관계를 분석하였다. 조도계수의 불확실성은 하천기본계획을 참고하여 0.025~0.040의 범위에서 분석하였다. 유량의 불확실성은 수위 h일 때의 유량을 Q라고 할 때, Q= A(h- B)C로 표현되는 수위-유량관계식의 회귀계수 A, B, C를 통해 분석하였다. 수위-유량관계식의 회귀계수를 비선형 회귀분석을 통해 추정하였으며, 회귀계수는 t 분포를 가정하여 95% 신뢰도로 상한과 하한의 범위를 산정하였다. 산정된 회귀계수의 범위는 A는 5.138~18.442, B는 -0.524~0.104, C는 2.427~2.924로 산정되었다. 범위 내에서 10,000개의 매개변수 세트 를 추출하여 HEC-RAS (Hydrologic Engineering Center’s River Analysis System)에 적용하여 Monte Carlo 모의를 수행하였다. 강우사상 1~3에서 모의된 홍수위의 95% 신뢰구간의 평균적인 범위는 각각 0.39 m, 0.83 m, 0.96 m이며, 첨두 홍수위가 발생했을 때의 범위는 각각 0.52 m, 1.36 m, 1.75 m로 산정되었다. 또한 이천관측소의 1986~2015년의 일 강우에 대한 빈도해석을 수행하였으며, 수행 결과 GEV (Generalized Extreme Vlaue) 분포일 때 강우사상 1~3의 재현기간은 각각 1년, 10년, 25년 빈도에 해당되었다. 본 연구를 통해 강우사상의 크기와 불확실성의 관계를 분석하 였으며, 향후 다양한 강우사상에 적용하여 검증한다면 홍수위의 불확실성을 예측하여, 하천관리 등을 위한 구조물의 계획 및 설계 시 의사 결정에 실질적인 도움이 될 수 있을 것으로 사료된다.

본 연구에서는 조석의 영향을 주기적으로 받는 임진강 하류부의 계획홍수위를 보다 합리적으로 산정하는 방안을 검토해 보았다. 우선 감조하천의 특성을 감안할 수 있는 부정류모의를 수행하여 홍수위의 변동을 살펴보았고, 수위 계산에 민감한 매개변수인 조도계수를 해당지역의 특성에 맞게 현실화하여 홍수위 변화를 분석하였다. 그 결과를 2011년 임진강하천기본계획보고서에서 고시한 임진강 하구 계획홍수위와 비교하고, 감조구간에서 홍수위 산정시 유의해야 할 점들을 정리하였다. 참고로 2011년에 고시된 계획홍수위는 대규모 하상 준설 단면을 입력자료로 하여 부등류모의를 통해 산정된 바 있다. 본 연구의 결과, 임진강 하구의 경우 홍수위 산정에 있어서 조도계수를 한강하구와 동일한 값으로 할당하고, 하구 조위를 감안할 수 있는 부정류 모의를 수행하면 하상 준설을 하지 않더라도 홍수위가 제방 여유고를 만족함을 알 수 있었다.

홍수범람모의에 주로 활용되는 LISFLOOD-FP 모형은 하도에서 1차원 운동파 방정식을 이용하고, 상대적으로 평평하여 흐름이 확산되는 홍수터 에서 단순화된 2차원 확산파 방정식을 이용하여 흐름을 해석한다. 본 연구에서는 분포형 수문모형인 LISFLOOD-FP 모형의 하천홍수위 예측 적용 성을 검토하기 위하여 배수영향을 받는 만경강 하류구간에서 기 발생한 홍수사상을 대상으로 모형을 보정하고 검증하였다. 모형의 주요 매개변수 인 Manning 조도계수와 하류단 경계조건의 민감도를 분석하였고, 초기조건 영향을 검토하기 위하여 warm-up 유무에 따른 해석결과를 비교하 였다. 그 결과, 운동파 모형임에도 불구하고 배수영향을 받는 만경강 하류구간의 홍수위를 비교적 잘 재현하는 것을 확인하였고,􀀁민감도 분석은 실 제 홍수사상의 적용 시 여러 가지 매개변수와 경계 조건에 의해 홍수위 값이 상이한 결과를 나타났다. 이러한 결과를 바탕으로 운동파 수문모형의 적용시 홍수위 해석에 대한 충분한 검증 및 검토가 필요하다고 사료되며, 검증된 모형을 바탕으로 다양한 유역의 홍수범람모의에 적용이 된다면 향 후 홍수피해 저감을 위한 정책적인 의사결정에 기여할 수 있을 것으로 판단된다.

하구둑과 같은 구조물이 설치된 하구역에서는 상류로부터 내려온 하천수와 외해의 조석, 수문의 운영에 따라 복잡한 유출특성을 가지게 되며, 하나의 하구역에 2개 이상의 유역출구가 존재하는 경우 더욱 복잡한 형태의 홍수유출특성을 나타낸다. 이러한 사례로 현재 개발계획이 수립중인 새만금 지역을 들 수 있다. 새만금 지역의 경우 만경강과 동진강 유역에서 하천수가 유입되고 방조제에서는 배수갑문을 통해 하천수를 방류하고 해수유입을 차단한다. 두 하천이 만나는 새만금호 내에는 분리하는 용지가 들어서게 되며, 두 수계의 유출량을 연결수로를 통해 교환할 수 있도록 계획되고 있다. 이러한 연결수로는 평소에는 주운의 역할을 하지만 홍수시에는 두 수계간의 홍수를 소통시켜 홍수를 분담하는 기능을 하게 된다. 따라서 하구역 내의 치수적 안전성 확보를 위해서는 연결수로에 대한 홍수분담능력을 파악하는 것이 중요하다. 본 연구에서는 연결수로의 통수능에 따른 홍수위 저감효과를 수치해석을 통해 분석하였 다. 해석에는 Delft3D를 활용하였으며 해석기간은 배수갑문의 방류가 어려워 최대홍수위가 발생되는 소조기로 설정하였다. 새만금종합개발계획상의 토지이 용계획에서는 3개의 연결수로가 계획되어 있으나 연결수로에 의한 홍수위저감효과를 검토하기 위해 해석을 단순화하여 가장 폭이 넓은 수로 1개만 운영되도 록 설정하였다. 연결수로의 폭은 동일하게 하고 하상고를 EL.-15 m～EL.-3 m까지 2 m 단위로 변화시켜 다양한 통수능 조건에서의 홍수저감효과를 검토하 였다. 수치해석 결과 연결수로의 통수능이 감소하면 두 수계간의 수위차가 증가하면서 배수갑문지점에서의 최대수위도 증가하며, 동일한 수위차라 하더라도 통수단면적에 따라 유속의 영향으로 홍수위 저감효과도 변화한다는 것을 확인하였다. 또한, 통수단면적이 증가하더라도 홍수위 저감효과가 발생하지 않게 되는 통수단면적도 분석하여 제시하였다. 본 연구결과는 향후 연결수로 설계시 기초자료로 활용될 수 있으며, 준설로 인한 공사비를 최소화하면서 홍수위 저감효과는 극대화할 수 있는 최적 연결수로를 설계할 수 있을 것으로 기대된다.

국내 4대강에 설치된 다기능보는 하천을 횡단하는 수공구조물로써 고정보와 가동보로 구분되어 설치되었으며, 각 다기능 보의 수문운영 방식에 따라 유량이 변화하여 하상변동 및 유사이동 형태의 변화 가능성이 있다. 본 연구에서는 다기능보의 수문운영에 따른 장기 하상변동을 금강유역을 중심으로 연구하였다. 연구결과, 금강에서는 다기능보의 설치 및 수문운영 시나리오에 따라서 최심하상고의 변화가 연평균하상고의 변화에 비해서 상대적으로 큰 것으로 나타났다. 최심하상고의 하상저하는 최대 2.79 m, 하상상승은 최대 1.90 m까지 발생하는 것으로 나타났으며, 연평균하상고의 하상저하는 최대 2.16 m, 하상상승은 최대 1.24 m까지 발생하는 것으로 나타났다. 또한 하상변동에 따른 홍수위 분석 결과, 다기능보 설치 후에 홍수위가 대부분 상승하는 것으로 나타났으며, 최대 2.23 m까지 상승하는 것으로 나타났다. 이러한 결과로 인해서 제방의 여유고를 상회하는 홍수위가 발생할 가능성이 있기 때문에, 하천의 유사관리 및 하천계획수립을 함에 있어서 다기능보의 수문운영을 고려해야 한다고 판단된다. 또한 본 연구결과는 향후 하천계획을 수립함에 있어서 종단적 하도관리 및 안정하상 채택 등을 위해서 기초자료로 활용될 수 있을 것으로 본다.

상대적으로 홍수량의 규모가 작은 지류 하천에서는 합류부 배수영향으로 제내지 침수 및 제방 범람에 의한 홍수피해의 위험이 가중되고 있다. 특히 지류 합류부에서는 본류와 지류의 홍수유하 조건에 따라 수위가 급격히 증가하므로 인명피해의 가능성 또한 높다. 따라서 본 연구에서는 비구조적 홍수피해저감대책의 일환으로 지류 합류부의 실시간 홍수위 예측기술을 개발하고자 한다. 이를 위하여 지류 합류부 수위의 주요 영향인자를 검토하였고, 잘 구축된 수리학적 모형으로부터 계산된 본류 및 지류의 유량과 합류부 수위자료를 이용하여 홍수위 예측을 위한 경험식을 개발하였다. 개발된 식에 의한 예측결과는 최대 1.0m의 수위오차를 포함하고 있었으나, 평균 0.2~0.3m의 절대오차를 나타내었고, 발생시각은 0~5 hr 앞서 예측 가능한 것으로 나타났다. 본 연구결과로부터 홍수예측 시스템이 구축되지 않은 지류 합류부에서도 쉽게 실시간 홍수예측이 가능하며, 구축된 시스템은 지류의 홍수범람 및 침수피해 예방에 활용될 수 있을 것으로 기대된다.

Sediment from the upstream channel has been deposited near the Nakdong River Estuary Barrage (NREB) due to the mild slope and decreased velocity. The annual mechanical dredging to ensure the flood capacity has been performed to remove the deposited sediment. However, the dredging method is not considered as an effective countermeasure due to high cost and long time to operate. Therefore, many methods for sedimentation reduction have been proposed for NREB. Especially, the channel contraction method to mitigate sedimentation problem by changing the channel geometry from 2 km to 3 km upstream of NREB has been recently suggested as an effective countermeasure. However, there is the possibility that the channel contraction method induces flood level increase compared to original condition. Therefore, it is necessary to investigate quantitatively the flood level changes in the upstream and downstream section due to the channel contraction method for NREB. In this study, water level changes by 10% channel contraction of whole width has been evaluated using the HEC-RAS model and simulated with and without channel contraction for various flood discharge. As a result, water level in the section where the channel was contracted was decreased by 0.02 m and flood level at the upstream of channel contracted was increased up to 0.015 m for the 500-year flood.

주운수로 홍수기 수위 산정을 위하여 미 공병단에서 개발한 HEC-RAS 모형을 적용하였다. 아라뱃길은 다양한 수리구조물의 조작을 통하여 선박운항 및 홍수처리가 이루어지며 유입홍수, 한강수위, 그리고 서해조위 변동과 연계하여 귤현보, 서해배수문, 체절수문, 그리고 배수펌프장등의 대표적인 구조물 운영을 지원할 수 있는 홍수위 계산모형이 필요하다. 특히 서해배수문의 개도를 결정하기 위하여 외조위와 내수위 변동을 동시에 고려한 수문운영이 필요하여 HEC-RAS의 Rule-script 기능을 적용하여 이러한 특성을 반영하였다. 모형의 검보정을 위하여 2010년 9월 홍수사상을 적용하였으며 모형으로부터 계산된 수위값과 관측된 수위값이 서로 잘 일치함을 확인하였다. 본 연구에서 구축된 HEC-RAS모형은 홍수기 주운수로 운영에 기여할 것으로 판단된다.

최근 이상기후에 따른 홍수 및 가뭄 등 물 문제를 근원적으로 해결하고, 하천공간을 합리적으로 정비하여 하천 환경, 수질 개선 등을 위한 4대강 살리기 사업이 시행되었다. 4대강 살리기 사업은 제방축조 위주의 치수대책으로 인하여 치수 위험도가 증가하여 이에 따른 홍수방어능력 증대사업의 일환으로, 홍수피해를 방지하고 홍수위를 저감시키기 위하여 하도준설을 실시하였다. 따라서, 본 연구에서는 4대강 살리기 사업으로 인한 하도변화 등 물리적 환경변화와 그에 따른 하천 홍수위 저감 효과를 분석하기 위하여 영산강 수계를 중심으로 HEC-RAS 모형을 이용한 1차원 수리분석을 진행하였다. 본 연구에서는 영산강 유역의 대규모 자연하천유역 중 영산강 본류의 10개 지점, 황룡강 2개 지점, 지석천 5개 지점, 고막원천 7개 지점, 함평천 5개 지점 등 총 29개 지점으로 유역을 선정하여 수문분석을 실시하였다. 홍수량 산정을 위한 유역추적 방법으로는 Clark 유역추적법을 적용하였으며, 하도 홍수추적 방법은 영산강 하류부 구간은 수문학적 홍수추적방법인 Muskingum 방법을 사용하였고, 나머지 전 하도구간에서는 Muskingum-Cunge(M-C)법을 적용하였다. 수문분석을 통해 산정된 각 소유역의 계획홍수량은 수리분석을 위한 상류단 경계조건으로 사용하였다. 이 때 영산강으로 유입되는 소유역내의 첨두유출량은 동시에 발생한다고 가정하였으며, 유입되는 유량의 경우 영산강 하도의 상류단과 하류단 사이의 여러 중간 지점에 대해 각각 다른 유량을 적용하였으며, 각 지점의 유량은 그 지점에 영향을 미치는 집수유역의 면적을 고려하여 비유량법으로 구해 적용하였다. 또한 영산강 수계의 각 지점에 대한 홍수위를 계산하기 위해 영산호의 계획홍수위를 하류단의 경계조건하여 수리분석을 진행하였다. 홍수위 분석결과 대부분 구간의 수위변화는 크게 나타나지 않았으나, 영산강 살리기 사업으로 인한 하상준설이 이루어진 구간에서 0.01m ∼ 0.63m의 홍수위 저감효과가 나타났으며, 죽산보 상류 5km 지점부터 광주천 합류점 구간의 수위 저감효과가 비교적 크게 나타난 것으로 분석되었다.

본 연구에서는 홍수위 예경보를 위한 Data Mining기법에 대해 조사하고 예측시스템에 대해 연구하였다. 홍수예측의 모형 중 인공지능 기반의 신경망 모형을 이용하여 유사한 수문 사상을 유역내의 복잡한 물리적인 현상을 직접적으로 고려하지 않고 상·하류간 입력 자료를 사용하여 출력자료와의 관계로부터 학습을 통해 결론을 도출해내는 Data Mining기법 중 신경망 모형을 사용하였다.

본 연구에서는 중·소하천에서 홍수예경보를 위한 지능형 U-River 시스템의 실시간 모니터링 기술을 조사하고 예측 시스템에 대해 연구하였다. 기존의 홍수예경보의 문제점을 해결하기 위해 간단한 입력자료만으로 홍수예측이 가능한 인공지능 기반의 신경망 모형을 이용하였으며 예측 모형의 효율성과 적용성을 높이기 위해 유사한 수문 사상을 가지는 상·하류간 입력 자료를 동시에 사용하였다. 모델의 수행은 각 지점별 훈련성과를 토대로 최적의 은닉층 노드수를 선발하여 실시간 수위예측에 활용하였으며 수치적 기준을 적용하여 실측 수위와 모형에 의해 예측된 수위를 이용하여 평가하였다.

본 연구에서는 여러 가지 요인에 의해 발생하는 홍수위의 변화를 분석하기 위해서 홍수추적모형을 이용하였다. 과거 측량된 하상단면자료를 이용하여 모의수행한 결과 합리적인 경계조건 뿐만 아니라 당시의 하상단면에 대한 정확한 측량이 이루어진 경우에 가장 작은 오차를 발생하였다. 지류의 유입규모에 따른 본류부의 수위 상승 효과를 분석한 결과 본류 및 지류의 유량규모가 커질수록 잠수교 및 한강대교에서의 수위변화량이 상당히 작아지는 것을 확인할 수 있었다. 한강하류

본 연구는 설계확률강우량에 대한 다양한 강우의 시간적 분포유형을 시화호 유역에 적용하여 강우분포유형에 따른 유출특성을 비교 분석하였으며 시화호의 저수지 추적을 통하여 저수위에 미치는 강우분포유형의 특성을 분석하였다. 저수지추적시 외조위 조건을 고려하였으며, 저수위를 산정할 수 있는 프로그램(IWSEA)을 개발하였다. 연구결과를 요약하면 저수지 유입 홍수유량은 Mononobe분포식을 적용할 때 제일 크게 나타났고, 최고저수위는 외조위 조건이 소조일 때,

도시하천 둔치내에 대규모로 자생하고 있는 식생으로 인한 흥수위 변화를 수리모형실험을 통해 검토하였다. 연구대상지역으로는 둔치내에 대나무군락이 밀생하고 있는 태화강을 선정하였다. 모형실험은 9.0km 하천구간을 수평축척 1/300, 연직축척 1/72으로 제작한 왜곡모형을 이용하였다. 현재 밀생하고 있는 대나무군락을 3개 지역으로 구분하여, 대나무군락의 평면적 위치와 대나무군락이 횡단면에서 차지하는 비율에 따른 홍수위 상승효과를 검토하였다. 분석결과 대나무

본 연구에서는 낙동강유역의 주요 수위표지점중 진동수위표지점에서 홍수위를 예측하기위한 신경망모형인 WSANN모형이 제시되었다. WSANN모형은 모멘트방법, 초기조건의 개선 및 적응학습속도에 의해 보완되어진 개선된 역전파훈련 알고리즘을 이용하였고, 본 연구에 사용된 자료는 훈련자료와 테스팅자료로 분할하였으며, 최적 은닉층 노드수를 결정하기 위하여 은닉층노드와 임계학습횟수로부터 경험식이 유도되었다. 그리고 WSANN모형의 보정은 4개의 훈련자료에 의해 실시되