설계빈도의 지속시간별 강우강도를 고려한 침수피해 특성

송영석(Song Young-Seok),이희섭(Lee Hee-Sup),이정민(Lee Jung-Min),박무종(Park Moo-Jong) 한국방재학회 2018 한국방재학회논문집 Vol.18 No.2

최근 기후변화에 따른 강우의 증가는 설계빈도를 초과하는 강우발생으로 수공구조물 및 사회기반시설의 침수피해를 발생시킨다. 강우사상에 대한 규모를 확인하는 방법으로는 설계빈도와 강우강도가 제시되고 있다. 그러나, 이러한 단편적인 설계빈도 및 강우강도의 제시는 하천 및 하수관거 등에서 설계빈도를 초과하는 강우발생시 침수피해에 대한 정량적인 크기를 확인할 수 없다. 설계빈도 및 강우강도의 기준으로 침수피해의 규모나 범위를 단정 짓기에는 복합적인 원인으로 피해의 양상이 발생하기 때문이다. 본 연구에서는 2016년 태풍 차바 내습시 침수피해가 발생한 울산광역시 중구를 대상으로 지속시간별 강우강도와 설계빈도를 산정하였다. 침수피해지역 인근에 위치한 하천 및 우수관거의 설계빈도, 태풍 차바의 설계빈도와 강우강도를 비교하여 침수피해와 지속시간별 강우강도 및 설계빈도의 관계를 분석하였다. Rainfall events that exceed the design frequency of the latest climate change cause flood damage on hand structures and infrastructure. When describing the magnitude of typhoon or extreme rainfall events, the magnitude of rainfall event is shown through design frequency. However, presenting these short design frequencies is a value that exceeds the design frequency of rivers and drains and can not identify quantitative sizes or risks. In this study, rainfall intensity was calculated by calculating the design frequency of continuous time in Jung-gu, Ulsan, where flood damage occurred during the typhoon Chaba. The Ulsan Rainfall Observatory analyzed the relationship with flood damage by reviewing the difference in rainfall intensity by duration compared with the previously estimated rainfall intensity by design frequency.

누가침수면적곡선을 이용한 댐 저수구역의 침수특성 평가

이문석,유철상 한국습지학회 2023 한국습지학회지 Vol.25 No.1

저수지 홍수터는 댐 저수지에 자연스럽게 형성되는 계획홍수위와 상시만수위 사이의 토지를 의미한다. 광범위하게 분 포된 홍수터는 경작을 포함한 다양한 형태로 훼손되어 왔다. 훼손된 홍수터를 일거에 복원하는 것은 현실적으로 어려 우며, 이에 따라 복원 우선순위를 결정하는 방법이 제시되고 있다. 이 과정에는 다양한 인자가 고려되며, 그 중 홍수터의 수문특성으로 침수일수(또는 침수빈도)가 있다. 하천 홍수터의 경우는 동일한 하천에서도 홍수터마다 다른 침수 빈도를 보이지만, 댐 저수지의 홍수터는 모두 동일한 침수빈도를 가져 차별성을 확보하기 어려운 문제가 있다. 이에 본 연구에서는 누가침수면적곡선을 이용하여 댐 홍수터의 수문특성을 차별화하는 방법을 제시하였다. 누가침수면적 곡선은 댐 저수지 수위 상승에 따라 침수되는 누가면적을 나타낸 곡선이며, 본 연구에서는 특히 누가침수면적의 비율 이 30%, 50%, 70%가 되는 수위를 기준으로 침수빈도를 평가하였다. 본 연구에서는 낙동강 수계 안동, 임하, 영주, 남강 등 4개 댐에서 기 결정된 각 5개의 복원후보 홍수터를 적용사례로 고려하였다. 분석 결과, 누가침수면적곡선은 홍수터의 전반적인 형태(급경사-완경사 혹은 완경사-급경사)를 잘 반영해 줌을 확인할 수 있었다. 또한, 누가침수면 적의 비율이 30%, 50%, 70%에 해당하는 침수빈도는 홍수터의 수문특성을 정량화하여 파악하는데 효율적임을 판단 할 수 있었다. Floodplain in a reservoir is defined as the area naturally formed between the design flood level and the normal pool level. Located around the dam reservoir, floodplain has been damaged in many different ways including cultivation. As it is impossible to restore all the damaged floodplain at once, it is necessary to determine their order of priority. This process considers various factors, among which the flooding frequency is an important hydrologic characteristic, Different from the floodplains in a river, all the floodplains around the given dam reservoir have the same flooding frequency. To overcome this problem, this study proposes to use the cumulative flooding area curve, which represents the cumulative flooding area corresponding to the reservoir water level. Especially, this study evaluates the flooding frequency of those water levels corresponding to the cumulative flooding area of 30%, 50% and 70%. As application examples, this study considers the five restoration candidates each selected in the Andong Dam, Imha Dam, Youngju Dam and Nam river Dam of the Nakdong River Basin. As a result, the cumulative flooding area curve was found to well represent the overall shape of the floodplain (i.e., steep-to-mild slope or mild-to-steep slope). Also, the flooding frequency of those water levels corresponding to the cumulative flooding area of 30%, 50% and 70% was found to be so effective to quantify the hydrologic characteristics of a floodplain.

빈도비 모델과 GIS을 이용한 침수 취약 지역 예측 기법 개발 및 검증

이명진 ( Moung Jin Lee ),강정은 ( Jung Eun Kang ) 한국지리정보학회 2012 한국지리정보학회지 Vol.15 No.2

본 연구에서는 지리정보시스템(GIS)과 빈도비 모델(frequency ratio model)을 이용하여 부산남구 및 연제구 지역의 침수 지역 예측 기법을 적용하여 취약성도를 작성 및 검증하고자 한다. 침수 피해와 관련된 요인으로는 지질도, 지형도(경사도, 표고, 곡률 및 하천), 토양도(토양 배수, 유효토심 및 토성), 임상도(경급, 영급, 소밀도 및 수종) 및 토지이용(불투수층 및 그린인프라)등의 자료를 선정하여 GIS 기반의 공간 데이터베이스로 구축하였다. 2009년 160개소의 침수지역 중 50%(80개소)는 침수 관련 항목들간의 상관관계를 분석하는데 활용되었고, 50%(80개소)는 작성된 검증을 위하여 사용하였다. 침수 관련 항목들간의 상관관계는 불투수층 지역에서는 교통지역이 가장 높았으며, 경사도 11∼15°및 표고 15m 등에서 높았다. 분석된 상관관계를 GIS중첩분석을 수행하여 침수 취약성도를 작성하였다. 계산된 침수 취약성은 기존 침수 관련 항목들간의 관계를 정량적으로 설명하고 표현하여 취약성 지수가 높을수록 향후 침수피해가 많은 것을 의미한다. 침수 취약성도는 관련된 재해를 줄이고, 토지이용 및 건설과 같은 도시계획 분야에서 사용될 수 있다. For predictive flooded area susceptibility mapping, this study applied and verified probability model and the frequency ratio using a geographic information system (GIS) and frequency raio. Flooded areas were identified in the study area of field surveys, and maps of the topography, geology, landcover and green infrastructure were constructed for a spatial database. The factors that influence flooded areas occurrence, such as slope gradient, slope, aspect and curvature of topography and distance from darinage, were calculated from the topographic database. Lithology and distance from fault were extracted and calculated from the geology database. The frequency ratio coefficient is overlaid for flooded areas susceptibility mapping as each factor`s ratings. Then the flooded areas susceptibility map was verified and compared using the existing flooded areas. As the verification results, the frequency ratio model showed 82% in prediction accuracy. The method can be used to reduce hazards associated with flooded areas and to plan land use.

HEC-HMS와 HEC-RAS를 이용한 농촌지역 침수해석

강문성 ( Moonseong Kang ),송인홍 ( Inhong Song ),박지훈 ( Jihoon Park ),황순호 ( Soonho Hwang ),송정헌 ( Junghun Song ),김지혜 ( Jihye Kim ) 한국농공학회 2011 한국농공학회 학술대회초록집 Vol.2011 No.-

최근 이상기후에 의한 집중호우와 태풍으로 인해 농경지의 범람 및 농촌과 도시지역 저지대의 침수피해가 가중되고 있다. 농촌지역의 도로 신설 등으로 인해 하천변 저지대에 위치하고 있는 농촌마을은 상대적으로 보다 큰 표고차를 나타내며, 이로 인한 폭우시 배수의 불균형은 빈번한 침수를 발생시키고 있다. 따라서 집중호우로 인해 발생한 하천변저지대 농촌마을의 홍수피해 원인을 정확히 파악하고, 이에 따른 침수피해 지역의 영향 및 방재 방안을 수립하여야 할 것이다. 본 연구의 목적은 경기도 남양주시에 위치한 일패천과 안곡천을 대상으로 HEC-HMS와 HEC-RAS를 이용하여 집중호우시 하천 범람에 따른 농촌마을의 침수량을 정량적으로 산정하고, 이를 바탕으로 침수지역의 침수에 대한 피해 기여도를 분석하여 홍수피해 경로 및 그 원인 구명 및 방재 방안을 수립하는 데 있다. 폭우사상은 2011년 7월 26일-28일에 발생한 632mm을 대상으로 하였으며, 지속시간에 따라 70-200년 빈도로 산정되었다. 이는 지방 2급 하천인 일패천의 50년 빈도의 설계홍수량을 초과하는 것으로 나타나 하천 범람을 초래하였을 확률이 높은 것으로 분석되었다. 유역 유출량 및 하천 수위분석 결과 주요 하천 범람지점은 안곡천 하류와 일패천 합류지점으로 나타났다. 하천변 저지대 농촌마을의 침수량을 정량적으로 산정하였고, 일패천과 안곡천, 그리고 배수암거와 배수로로 인한 영향을 고려하여 침수경로를 구명하고, 그 원인을 파악하여 방재방안을 수립하였다.

XP-SWMM 모형을 이용한 도심지역 침수해석

김진수(Jinsu Kim),이원호(Wonho Lee) 한국지반환경공학회 2015 한국지반환경공학회논문집 Vol.16 No.1

현재 국내 연구는 1차원 수치해석을 통한 침수방지대책의 효과분석 및 효율성을 입증하는 형태로 본 연구에서는 2차원 도시유출모형인 XP-SWMM 모형을 침수지역에 적용, 침수방지대책을 상호 비교?분석함으로써 수자원관리자의 효율적인 정책결정에 반영할 수 있도록 하는 것이 본 연구의 목적이다. 기상데이터는 지난 1967년부터 2011년까지 45년간 청주 기상대에서 수집한 것으로 통계 분석하여 사용하였다. 대상 배수구역 통수능력 분석을 50년 빈도 모의 결과 침수면적 539,548㎡, 최대침수심 1.0m, 침수시간 48분으로 분석되었다. 침수대책으로 A1 소배수구역의 통수능력 증대를 위해 우회수로 및 지하저류시설 건설을 비교한 결과 대상유역에 용량이 13,500㎥인 지하저류시설을 설치할 경우 50년 빈도의 강우까지 침수가 완전 해소될 것으로 판단된다. 향후 침수 저감대책으로 이상기후에 대비할 수 있는 지하저류조 설치가 효율성이 좋을 것으로 판단된다. Current domestic research is to demonstrate the effectiveness and efficiencies of flood prevention measures through one -dimensional numerical analysis and this study’s object is to help water managers to make the efficient decisions by applying the two-dimensional urban run off model XP-SWMM model in the flooded area and comparing with the flood prevention measures. Statistics were analyzed, based on the data collected from Cheongju Weather Service from 1967 to 2011 for 45 years. 50 years Flood frequency simulations of water flow capacity analysis of the target area for flooded areas 539,548 ㎡, inundation depth 1.0 m, was analyzed by inundation time of 48 minutes. When comparing with the constructions of bypass road and underground storage facilities to increase the water flow capacity of A1 small drainage areas as flood protection, if you install a batching target underground detention basin with a capacity of 13,500 ㎥, it is expected that the flood by rainfall with frequency of 50 years will be resolved completely. In preparation for extreme weather in the future flood mitigation measures, underground storage tank installation is considered a better efficient way.

석회석 광산의 갱내 침수구역 예측을 위한 GIS 공간분석

박승환,서장원,김경만,김대훈,김동휘,김은수,백환조 한국자원공학회 2016 한국자원공학회지 Vol.53 No.6

This study is to predict the possible flooding area in an underground limestone mine, using the spatial analysis based on the Geographic Information Systems (GIS). Five key factors were selected for the spatial analysis; values of both rock mass rating (RMR), Q-system, distance from a fault, drift depth, and the surface runoff accumulation. The Frequency Ratio (FR) model was implemented to analyze statistical correlation between each factor and flooding inventory data. Area Under Curve (AUC) technique revealed that the predicted flooding susceptibility map matched well with the previously recorded flooding areas (prediction accuracy of 91.6%). The proposed approach can be effectively used to determine the local-scale flooding area in the underground limestone mine. 본 연구에서는 갱내채굴을 수행하는 석회석 지하광산의 공동 형성으로 인한 붕괴 피해를 예방하기 위해 GIS 공간분석 기법을 이용해 침수 발생 위험 구역을 예측하고 검증하였다. 이를 위해 수치지형도와 수치갱내도 분석 및현장조사 등을 통해 갱내 침수 발생 영향인자로 판단되는 5개 인자(RMR, Q-system, 단층으로부터의 거리, 갱심도, 지표강우누적흐름양)를 산정하고 통계 기법인 빈도비 모델을 이용하여 침수발생 위험지도를 작성하였다. 또한 Area Under Curve (AUC) 방법과 추가적인 현장조사를 통해 침수발생 위험지도의 예측정확도를 검증하였다. AUC 방법 적용 결과, 침수발생 위험지도는 약 91.6%의 정확도를 보였으며 지역스케일 수준의 침수구역 예측이 가능한 것을 확인할 수 있었고, 현장조사 결과, 침수발생 위험성이 가장 높은 구간에서 실제 침수가 대부분 발생한 것을 확인할 수 있었다. 따라서 본 연구에서 제시한 GIS 기반 침수발생 예측 평가 기술은 국내의 갱내채굴을 수행하는 석회석 광산들에대한 안정성 검토를 위한 기초 자료로서 활용될 수 있을 것으로 기대된다.

지적정보 기반의 강우빈도별 침수지역 분석

민관식 ( Kwan Sik Min ),이형석 ( Hyung Seok Lee ) 한국지리정보학회 2010 한국지리정보학회지 Vol.13 No.4

태풍 및 국지성 폭우로 인한 침수 및 범람지역의 발생이 증가하고 있어 재해 이력에 대한 체계적 구축과 침수 예측에 대한 정략적 분석을 통한 재해 예방이 필요하다. 본 연구는 피해지역의 수치영상을 기반으로 피해조사 범위 산정의 기반 자료와 속성정보를 제공하기 위하여 지리정보체계 매핑 기술을 사용하여 수치영상과 피해지역 연속지적도의 속성정보 융합을 통해 현장 실사용 재해정보지도를 구축하였다. 또한, 재해정보의 고도화를 위해 홍수범람 시뮬레이션을 통해 대상 지역의 빈도별 홍수량을 산정하여 돌발홍수 예측지역을 표시하였으며 지적 정보를 활용하여 빈도 별 침수면적 및 침수피해율을 산출하였다. 따라서, 집중호우에 따른 홍수 시나리오 분석을 통해 사전에 자연재해 예방 및 대책을 위한 의사결정을 지원함으로써 자연재해관리 업무 효율성 및 대응능력 강화에 기여할 수 있는 방안을 제시하였다. The increased occurrence of flooding due to typhoons and local rainfall has necessitated damage prevention through the systematic construction of damage history and quantitative analysis of flood prediction data. In this study, we constructed a disaster information map for practical use by combining digital images and continuous cadastral maps of damaged areas using a geographic information system to provide basic data and attribute information. In addition, we predicted the areas at risk of flash floods by calculating the flood capacity of the study area for different rainfall frequencies through flood inundation simulation, which was used to obtain comprehensive disaster information. Further, we calculated the extent of the flooded area and the damage rate for different rainfall frequencies using cadastral information. Flood inundation simulation in the case of heavy rainfall was found to help improve the ability to react to a flood and enhance the efficiency of rescue work by supporting decision-making for disaster management.

한국 연안의 노출 및 침수 양상 분석

고동휘(Dong Hui Ko),정신택(Shin Taek Jeong),조홍연(Hong-Yeon Cho) 한국해안해양공학회 2016 한국해안해양공학회 논문집 Vol.28 No.5

연안 해역의 노출 및 침수양상은 연안 서식생물의 서식환경에 직접적인 영향을 미치는 중요한 인자이다. 본 연구에서는 우리나라 연안 8개 지점의 조위자료를 이용하여 연안의 노출 및 침수양상을 빈도에 따라 5개의 영역으로 구분하고, 구분된 영역의 특성 분석을 수행하기 위하여 기존의 AHHW, ALLW 기준조위와 더불어 국제적인 기준조위로 널리 이용되는 HAT, LAT 기준조위를 추정하였다. 연안 8개 지점에 대한 노출 및 침수형태를 분류된 5가지 종류의 구역 중심으로 분석한 결과, 모든 지점에서 1일 2회의 노출과 침수가 발생하는 영역 3의 점유시간 빈도가 87.2-88.2% 범위로 가장 우세한 것으로 파악되었으며, 조위와는 무관하게 비교적 일정한 비율을 유지하는 것으로 파악되었으며, 영역 2, 4는 각각 4% 이하, 8% 이상의 비율을 유지하고 있다. 한편, 조석 형태수에 의하면 일주조 우세로 분류되는 포항에서는 조석의 뚜렷한 연주조와 반년주조의 영향으로 그 비율이 각각 1.4%, 10.8% 정도로 증감하는 양상을 보이고 있다. The submersion and emersion patterns are key factors that directly influence the habitat environment of the coastal plants and animals. In this study, the coasts are divided into five zones (zones 1, 2, 3, 4, and 5 - not flooded, flooded once, flooded and exposed to air twice, exposed to air once, continuously flooded in the day, respectively) based on the patterns using tidal elevation data at the major eight stations and the domestic and international reference tidal levels, i.e., AHHW, ALLW, HAT and LAT, are also estimated to analyse the characteristics of the five distinct zones. Based on the results, the frequency of the zone 3 are dominant and forms from 87.2% to 88.2% (nearly constant) irrelevant with the tidal ranges at all stations. The taking-up percentages of the zones 2 and 4 show nearly constant, below 4% and over 8%, respectively. In Pohang station classified as the mainly diurnal tide, the percentages are decreased to 1.4% in zone 2 and increased to 10.8% due to the effects of the annual and semi-annual tidal components.

하수관거시설의 침수대응 운영·관리 실태 연구 (II)

류재나,차영주,오재일,현인환,김영란,장대환,Ryu, Jaena,Cha, Young Joo,Oh, Jeill,Hyun, In Hwan,Kim, Young-Ran,Chang, Dae-Hwan 대한상하수도학회 2009 상하수도학회지 Vol.23 No.3

Under current design standard, sewers are designed to drain stormwater generated up to 10 year return period of storms. This implies sewer flooding could occur from rainfall exceeding a 10 year return period. 5, 10, 20 and 30 year return period of storm intensities were calculated for 22 locations (cities) of meterological stations over the nation and compared to the recorded rainfall intensities for the last 30 years. The comparison resulted in the numbers of year maximum rainfall intensities exceeded each return period. Using the questionnaire survey for "the incidences of flooding since 1980" of the previous paper (Survey on sewerage operation/management planning for flooding (I)), the actual rainfall records on the date of flooding events were analyzed to demonstrate the number of flooding events caused by the exceedance of sewer capacity. For the last 30 years, more than 6 years of year maximum rainfall intensity (20%) were larger than the 10 year return period of storm in 4 cities of the 22 used for the first analysis. The number of rainfall records that exceeded the 10 year return period was 50 of the 260 actual flooding events investigated from the survey.

2018년 8월 차항천 침수발생 원인분석

최창원(Choi, Changwon),김수영(Kim, Sooyoung),곽창재(Kwak, Changjae) 대한토목학회 2018 대한토목학회 학술대회 Vol.2018 No.10