고정확도의 도시침수 모의를 위해서는 물리적 개념에 기반한 통합적 수치해석이 필요하다. 본 연구에서는 Lee et al. (2015)이 개발한 1차원 하 수관망, 2차원 범람 모형의 국내 적용성을 검토하고, 과거 도시 홍수 사상의 침수 원인 분석을 수행하였다. 본 모형은 이중배수 개념에 기반하여 멘 홀 대신 집수구를 지표면과 하수관망 사이의 교환유량 산정 지점으로 이용하므로 보다 실제와 유사하게 침수 과정을 모의할 수 있을 뿐 아니라 지 표면 범람 해석시 건물에 의한 차단 효과를 고려할 수 있다. 개발된 모형의 적용성은 서울 사당 유역에서 발생한 침수 사상에 대해서 재현 모의를 통 해 검증하였다. 적용 결과, 본 연구에서 개발된 모형은 실제 침수 피해 영역을 실제와 유사하게 모의 하였을 뿐만 아니라 침수 원인을 보다 자세히 분석할 수 있는 장점을 보여주었다.

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 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.

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