최근에 들어 지구온난화에 따른 기후변화의 영향으로 단시간에 집중되는 국지성 호우와 돌발성 호우로 인하여 많은 인명 및 재산피해가 날로 증가하고 있는 추세이다. 이에 본 연구에서는 낙동강 유역을 대상으로 국지적 집중호우와 돌발홍수의 특성을 연구하고 이를 데이터 마이닝 기법에 의한 홍수예측에 관한 연구를 적용하여 낙동강 유역의 국지적 집중호우와 돌발홍수에 대처할 수 있는 홍수예측모형을 구축하였다. Data Mining 기법인 신경망 이론과 하도의 수리학적 홍수추적을 사용한 모형을 구축하여 1989년 7월에서 1999년 9월 사이의 홍수사상을 대상으로 낙동 지점과 일선교 지점에서의 관측수위와 경사면적법의 홍수위를 비교하여 검증하였다. 본 연구에서는 대상유역을 3가지 Case로 구분하여 각 지점에 따른 홍수량, 수위에 의한 수리학적 홍수추적 모형을 구성과 간단한 입력자료만으로 홍수예측이 가능한 인공지능 기반의 신경망 모형을 이용하여 수위곡선을 비교분석하였으며, 실측 수위와 모형에 의해 예측 수위를 비교평가였다.

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.

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 한강수계를 대상으로 1차원 동역학적 홍수추적모형인 DAMBRK 모형을 이용하여 상류댐 및 중간댐의 영향을 고려한 홍수추적을 실시하였다. 또한 중간댐에서의 홍수추적기법의 타당성을 검토하기 위해서 다양한 형태의 가상의 저수지에 대한 dynamic routing과 storage routing에서의 유출량을 검토하였다. 모형의 적용성을 검증하기 위해서 1990년 9월 및 1995년 8월 홍수사상에 대한 홍수추적을 실시하여 실측값과 비교검토하였다.

시간 및 공간가중치를 고정하지 않는 Muskingum-Cunge 홍수추적방법에 대한 오차해석을 수행하였다. 오차해석 결과 시간가중치와 공간가중치의 합이 1.0이상인 경우에는 홍수파가 진행하면서 증폭되어 수치해가 발산하였다. 시간가중치와 공간가중치의 합이 작을수록 수치확산이 크게 발생하였다. 격자의 해상도가 낮을수록 수치확산 및 수치진동이 크게 발생하였다. 수치실험과 자연하천에 대한 적용 결과, 공간가중치를 고정하지 않는 경우에는 공간가중치를 0.5로 고

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

본 연구에서는 저류함수법과 Loopnet(부정류해석모형) 모형으로 홍수예측 시스템을 구성하여 대청댐의 방루에 따른 하류지역의 홍수영향을 에측하여 보았다. 대청댐 하류부에 지역빈도 분석방법(L-모멘트)으로 강우량을 산정하고, 홍수예측시스템으로 금강 하류부의 홍수추적을 실시하여 빈도별 홍수량을 산정하였다. 또한 대청댐의 방류에 따른 금강 하루 주요지점의 홍수량, 홍수위 및 방류량 도달시간을 산정하여 홍수발생시 대청댐 운영의 지표포 활동할 수 있도록 하였다.