DOI QR코드

DOI QR Code

건물 저항계수에 따른 GIS기반의 밀집 시가지 침수모의 -삼척시가지를 중심으로-

Urban Flood Simulation Considering Buildings Resistance Coefficient Based on GIS: Focused on Samcheok City

  • 지정환 (경원대학교 토목환경공학과) ;
  • 강상혁 (강원대학교 건설공학부)
  • 발행 : 2010.02.28

초록

본 연구의 목적은 2002년과 2003년에 심각한 도시침수 피해를 받은 삼척지역을 대상으로 유역유출모형, 제내지 모형 그리고 하수도 시스템을 통합한 도시범람모형의 개발 및 적용한 것이다. 이를 위해 하도의 1차원 모형, 시가지의 표면류의 2차원 모형, 그리고 하수도 시스템을 상호 연결하는 방안을 제시하였다. 침수모형의 입력자료 구축에 필요한 표고 및 건물의 점유율과 같은 지형정보는 입력자료의 변환과정에서 발생할 수 있는 불확실한 오차를 줄이기 위해 수치 지형자료로부터 데이터의 변환 과정없이 추출하였다. 더 나아가 시가지의 건물점유율을 10 %에서 30 %까지 변화를 줌으로써 그에 따른 조도계수 및 건물점유율 적용법이 침수심에 미치는 영향을 평가하는 것이다. 그 결과 건물 점유율이 증가함에 따라 조도계수법은 침수심이 감소하며 건물 점유율을 고려한 방법은 침수심이 증가하는 경향을 나타내었다. 건물 점유율을 고려한 2002년과 2003년의 침수 모의계산 값은 관측 값과 유사한 값을 얻을 수 있었으며 2002년 제방이 파제되지 않은 경우에도 여전히 침수되는 것으로 나타났다.

The objective of this paper presents the application of an "integrated urban flood modeling-runoff model, urban flood model and sewer system model-" in a highly urbanized area of Samcheok where is seriously inundated in 2002 and 2003. For this, we demonstrate how couple a 1-D hydrodynamic model of the river, a 2-D hydrodynamic model of the overland (surface) flow, and a sewer network model including each boundary conditions. In order to make data file for the model, topographic information like elevation and share rate of buildings are directly extracted from DEM or topographical source data without data exchange to avoid uncertainty errors. Furthermore, the research is to assess the impacts of Manning n and buildings influences to inundated depth by changing its share ratio from 10 % to 30 % in low-land urban area. As a results, we found out that the urban inundated depth was decreased by Manning n but increased by buildings ratio. The calculated results of inundation was similar with observed one in 2002 and 2003 flooding. Furthermore, the area was also inundated under not riverbank break case in 2002 flooding.

키워드

참고문헌

  1. 강상혁 (2007). “수자원의 경제적 가치를 고려한 유출량의 평가.” 한국GIS학회논문집, 한국GIS학회, 제15권, 제3호, pp. 291-299.
  2. 강상혁 (2009). “건물 및 우수배제를 고려한 시가지 범람해석.” 대한토목학회논문집, 대한토목학회, 제29권, 제3B호, pp. 213-219.
  3. 강상혁, 최종인 (2008). “Tight GIS 결합형 침수모형에 관한 연구.” 2008 대한 토목학회 정기학술발표회,대한토목학회지, pp. 678-681.
  4. 삼척시 (2004). 삼척시가지 수해상습 침수지역 개선대책 기본계획 보고서
  5. 삼척시 (2005). 삼척시가지 수해상습지 침수지역 개선대책 실시계획 보고서
  6. 이정민, 이상호, 강태욱 (2008). “SWMM5와 UNET 모형을 이용한 신항만 저지대 침수분석-진해시 용원동.” 한국물환경학회지, 한국물환경학회, 제24권, 제4호, pp. 442-451.
  7. 이종태, 허성철, 김정회, 한건연 (2006). “제방붕괴조건에 따른 도시하천의 홍수범람특성 및 홍수지도 작성-중랑천 시험 유역을 중심으로-.” 한국수자원학회논문집, 한국수자원학회, 제39권, 제5호, pp. 383-394.
  8. 일본토목학회(1982). 수리공식집, 하천범람편.
  9. Hosoyamada, T. (2005). “Numerical analysis of flood around residential area in the Niigata heavy rainfall disaster on13 July, 2004.” Annual Journal of Hydraulic Engineering, JSCE, Vol. 49, pp. 589-594. https://doi.org/10.2208/prohe.49.589
  10. Inoue, K. Kawaike, K. and Hayashi, H. (1999). “Inundation flow modeling in urban area.” Annual Journal of Hydraulic Engineering, JSCE, Vol. 43, pp. 533-538. https://doi.org/10.2208/prohe.43.533
  11. Kang, S.H. (2009). “The application of integrated urban inundation model in Republic of Korea.” Hydrological Processes, Vol. 23, pp. 1642-1649. https://doi.org/10.1002/hyp.7297
  12. Kawaike, K. and Nakagawa, H. (2007). “Recent inundation disasters in Japan and numerical modeling of urban flooding.” International symposium on flood disasters in east Asia and countermeasures against them, pp. 9-18.
  13. Li, W. Chen, Q., and Mao, J. (2009). “Development of 1D and 2D coupled model to simulate urban inundation: An application to Beijing Olympic Vilige.” Chinese Science Bulletin, Vol. 54, No. 9, pp. 1613-1621. https://doi.org/10.1007/s11434-009-0208-1
  14. Nakagawa, H. Inoue, K. Ishigaki, T. Toda, K. and Muto, Y. (2003). “Inundation by river water flooding in urban cities–experiments using a large scale inundation model and their analysis-.” Annuals of DPRI, Kyoto Univ., No. 46B, pp. 575-584.
  15. Nakagawa, H. Ishigaki, T. Muto, Y. Baba, Y. Zhang, H. Yagi, H. and Fujimoto, K. (2004). “Experiment and calculation of flood water in urban cities.” Annuals of DPRI , Kyoto Univ.., No. 47B, pp. 517-526.
  16. Takahashi, T, Nakagawa, H. (1983). “Behavior of the over land flood flows in the modeled urban area.” Annuals of DPRI, Kyoto Univ.., No. 26B-2, pp. 245-259.
  17. Sagara, R. Nishikori, T. Inoue, K. and Toda, K. (2004). “Inundation flow analysis in urban area considering branch sewer effect.” Annual Journal of Hydraulic Engineering, Vol. 48, pp. 589-594. https://doi.org/10.2208/prohe.48.589
  18. Sanders, B. F. (2007). “Evaluation of on-line DEMs for flood inundation modeling.” Advances in Water Resources, Vol. 30, pp. 1831-1843. https://doi.org/10.1016/j.advwatres.2007.02.005
  19. Schmitt, T. G., Thomas, M., and Ettrich, N. (2004). “Analysis and modeling of flooding in urban drainage systems.” Journal of Hydrology, Vol. 299, pp. 300-311. https://doi.org/10.1016/S0022-1694(04)00374-9
  20. Thang, N. K. Inoue, K. Toda, K. and Kawaike, K. (2004). “A model for flood inundation analysis in urban area: verification and application.” Annuals of DPRI, Kyoto Univ.., No. 47B, 303-316.
  21. Xanthopoulos, T.H. and Koutitas, V.H. (1976). “Numerical simulation of a two dimensional flood wave propagation due to dam failure.” Journal of Hydraulic Research, Vol. 14, No. 2, pp. 321-330. https://doi.org/10.1080/00221687609499664