• Journal of Korea Water Resources Association
• /
• v.36 no.6
• /
• pp.937-947
• /
• 2003

A shoreline, which has no the water depth, moves continuously as waves rise up and recede. Therefore, a special boundary treatment is required to track properly the movements of the shoreline in numerical modeling of the behavior of tsunamis or tides near a coastal zone. In this study, convective terms in nonlinear shallow-water equations are discretized explicitly by using a second-order upwind scheme to describe a moving shoreline more accurately. An oscillatory flow motion in a circular paraboloidal basin has been employed to validate the performance of the developed numerical model. Computed results of instantaneous free surface displacements are compared with those of analytical solutions and existing numerical solutions. The run-up heights in the vicinity of a circular island have also been calculated and obtained numerical results have been shown against available laboratory measurements. A good agreement has been observed.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
• /
• 2018.05a
• /
• pp.278-278
• /
• 2018

현재 우리나라에서는 행정안전부의 풍수해저감종합계획, 사전재해영향성검토협의, 재해위험지구개선사업 등에 해외에서 개발된 상용프로그램이 사용돼 접근성 저하로 인해 지자체 방재담당자의 실무나 대학에서 연구용으로 다루기에는 한계가 있다. 이에 본 연구에서는 내수침수, 외수침수, 2차원 침수해석으로 구성하여 GUI 기능을 강화한 통합침수재해지도 작성시스템(i-FIM, Integrated Flood Inundation Modeling system)을 개발하여 입력자료의 구성 및 매개변수의 수정이 용이하게 함으로써 하수관망 등에 부분적인 설계 변경이 있는 경우 지자체 방재담당자가 간단한 작업을 통해 침수영향 변화를 쉽게 파악할 수 있도록 하였다. 또한, 상세한 지형의 반영이 필요한 도시지역의 2차원 침수해석의 경우 계산격자 망의 크기가 작아질수록 소요되는 계산시간이 기하급수적으로 증가하는 한계가 있어 i-FIM에서는 계산격자를 $2{\times}2$, $3{\times}3$, $5{\times}5$ Subgrid 형태의 격자를 적용하고, 병렬프로그래밍과 계산시간조정 기능을 추가하여 2차원 침수해석 모형의 계산 속도를 향상시켰다. 이를 실무에 적용하기 앞서 2006년 집중호우로 인해 안성시에서 발생한 제방 붕괴사상, 2016년 태풍 차바로 인해 울산시에서 발생한 제방 월류 사상을 통해 침수흔적도와 비교하여 검증을 실시하였다. i-FIM에서 최종적인 2차원 침수해석 결과는 2017년에 개정된 '재해지도 작성 기준 등에 관한 지침'의 침수심 등급 구분의 색채 설정에 따라 각 격자별 침수심을 표출함으로써 표준화된 재해지도 작성이 가능하도록 하였다. 또한, 포털사이트의 지도 및 위성지도에 표출함으로써 침수 위험이 발생할 수 있는 지역의 현재 이용 용도를 파악하여 침수재해에 대한 상세한 대책을 마련할 수 있을 것으로 판단된다.

• The Journal of Engineering Geology
• /
• v.33 no.3
• /
• pp.489-502
• /
• 2023

Urban floods pose significant challenges to cities worldwide, driven by the interplay between urbanization and climate change. This review examines recent studies of urban floods to understand their causes, impacts, and potential mitigation strategies. Urbanization, with its increase in impermeable surfaces and altered drainage patterns, disrupts natural water flow, exacerbating surface runoff during intense rainfall events. The impacts of urban floods are far-reaching, affecting lives, infrastructure, the economy, and the environment. Loss of life, property damage, disruptions to critical services, and environmental consequences underscore the urgency of effective urban flood management. To mitigate urban floods, integrated flood management strategies are crucial. Sustainable urban planning, green infrastructure, and improved drainage systems play pivotal roles in reducing flood vulnerabilities. Early warning systems, emergency response planning, and community engagement are essential components of flood preparedness and resilience. Looking to the future, climate change projections indicate increased flood risks, necessitating resilience and adaptation measures. Advances in research, data collection, and modeling techniques will enable more accurate flood predictions, thus guiding decision-making. In conclusion, urban flooding demands urgent attention and comprehensive strategies to protect lives, infrastructure, and the economy.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
• /
• 2022.05a
• /
• pp.100-100
• /
• 2022

일반적으로 유체와 구조물간 상호작용의 수리동역학적 모의에서는 벽경계조건을 통하여 유동에 대한 구조물의 영향이 반영된다. 하지만 도심지에서 발생한 홍수를 예측하려는 경우 이러한 방법으로는 밀집한 구조물들 사이에 형성된 좁은 길들로 인하여 세밀한 격자망을 요하여 큰 계산량을 유발하고 빠른 예측 속도를 기대할 수 없게 한다. 최근 이러한 문제를 극복하기 위해 성긴 격자망에서도 구조물의 유체에 대한 영향을 반영할 수 있도록 하는 방법들이 큰 관심을 받고 있다. 그 중에서도 다공성 천수방정식은 벽경계조건 대신 다공도(posority)의 개념을 이용한 모형으로 도시범람모의에 있어 계산량과 정확도를 가장 적절하게 타협한 모형으로 보고되고 있다. 이러한 흐름에 맞추어 본 연구는 다공도 천수방정식을 해석하는 수치 기법을 개발하였고, 여기에 최근 쌍곡선계 방정식의 수치적 연구들에서 소개된 주요 특징들이 반영되도록 설계하였다. 우선, WENO 기법과 Runge-Kutaa 기법을 통하여 공간과 시간에 대한 고차 정확도를 만족시켰다. 이 때, 재구성 변수와 알고리즘를 새롭게 제시하여 정상흐름조건에 대한 플럭스항과 생성·소멸항간 절단오차에 의한 비물리적인 흐름생성을 억제하였다. 또한, 수치모의 중 음수심의 발생으로 인하여 수치모형이 불안정해지는 현상을 막기 위해, 양-보존성 제한자를 구축하였다. 마지막으로 도심지에서 즐비한 인위적인 구조물에 의해 나타나는 지형적인 불연속의 효과를 적절하게 반영할수 있도록 정상파 재구축의 단계를 구축하여 수치 기법에 반영하였다. 이렇게 구성된 수치기법은 리만문제의 해석해에 기반하여 기존의 주요 연구들의 결과와 비교되었고, 그 결과 본 연구의 방법이 정확성, 수렴성, 안전성의 측면에서 가장 우수함을 수치적으로 증명하였다.

• Journal of Korea Water Resources Association
• /
• v.55 no.4
• /
• pp.257-266
• /
• 2022

Inundation damage is increasing every year due to localized heavy rain and an increase of rainfall exceeding the design frequency. Accordingly, the importance of hydraulic structures for flood control and defense is also increasing. The hydraulic structures are designed according to its purpose and performance, and the amount of flood is an important calculation factor. However, in Korea, design rainfall is used as input data for hydrological analysis for the design of hydraulic structures due to the lack of sufficient data and the lack of reliability of observation data. Accurate probability rainfall and its temporal distribution are important factors to estimate the design rainfall. In practice, the regression equation of temporal distribution for the design rainfall is calculated using the cumulative rainfall percentage of Huff's quartile method. In addition, the 6^th order polynomial regression equation which shows high overall accuracy, is uniformly used. In this study, the optimized regression equation of temporal distribution is derived using the variable selection method according to the principle of parsimony in statistical modeling. The derived regression equation of temporal distribution is verified through the significance test. As a result of this study, it is most appropriate to derive the regression equation of temporal distribution using the stepwise selection method, which has the advantages of both forward selection and backward elimination.

• The Journal of Engineering Geology
• /
• v.24 no.1
• /
• pp.53-67
• /
• 2014

Numerical modeling is commonly used to reproduce the physical phenomena of dam-break and to compile resulting flood hazard maps. The accuracy of a dam-break model depends on the physical structure that describes the volume of storage, breach formation and progress, input variables, and model parameters. Model input and parameters are subjective in that they are prescribed; hence, caution is needed when interpreting the results. This study focuses on three parameters (breach degree ${\theta}$, shape factor P, and collapse rate k) used when the dam-break model is coupled with FLO-2D (a two-dimensional flood simulation model) to estimate flood coverage and depth etc. The results show that the simulation is sensitive to the shape factor P and the collapse rate k but not to the breach degree ${\theta}$. This study will contribute to reducing flood damage from dam-break disasters in the future.