이 연구의 목표는 홍수에 의한 침수 및 범람지역을 예측하는데 있어 기존의 단위사상 기반(event based) 예측 방식의 단점을 극복하기 위하여 연속적인 수문 조건을 이용하는 연속형모델과의 연계 알고리즘을 개발하는 데 있다. 이 알고리즘은 연속형모델인 SWAT(Soil an ...
이 연구의 목표는 홍수에 의한 침수 및 범람지역을 예측하는데 있어 기존의 단위사상 기반(event based) 예측 방식의 단점을 극복하기 위하여 연속적인 수문 조건을 이용하는 연속형모델과의 연계 알고리즘을 개발하는 데 있다. 이 알고리즘은 연속형모델인 SWAT(Soil and Water Assessment Tool)과 범람지도 작성 모델인 HEC-RAS (Hydrologic Engineering Centers River Analysis System)의 연계를 통하여 보다 정확한 유출량을 계산하고 과거의 침수지역 데이터를 기반으로 모델을 보정하여 각 지역의 실정에 맞는 보다 정확한 침수지역 예측을 가능하게 할 수 있다. 이 연구 목표를 위하여 유역의 일일 수문 조건을 이용하는 SWAT 모델로부터 획득한 하천 범람 수량 데이터를 HEC-RAS에 자동으로 입력할 수 있는 연계 모델을 위한 알고리즘을 개발하고자 한다.
기대효과
침수지역의 예측과 재해지도 작성은 수문 모델과 지리정보시스템을 이용하는데 홍수에 의한 하천 범람 시 유출수 산정이 있어 지금까지는 일일 수문 조건을 고려하지 않고 단순히 한 차례의 강수량(event based)에 따른 유출수만을 이용하여 예측을 하고 있다. 또한 범람 ...
침수지역의 예측과 재해지도 작성은 수문 모델과 지리정보시스템을 이용하는데 홍수에 의한 하천 범람 시 유출수 산정이 있어 지금까지는 일일 수문 조건을 고려하지 않고 단순히 한 차례의 강수량(event based)에 따른 유출수만을 이용하여 예측을 하고 있다. 또한 범람지역의 실측 데이터를 이용한 모델의 보·검정을 거의 실시하지 않고 있어 예측의 신뢰성이 낮다. 이는 유역의 수문 조건에 따라 유출수의 양과 범람지역이 크게 영향을 받는다는 점을 고려하지 않는 단순한 예측이다. 이 연구와 같이 일일 수문 조건을 고려한 모델을 이용한 범람지역 예측은 아직 세계적으로 개발되지 않았고 또한 모델 결과의 보·검정을 실시한 경우는 극히 드물다. 이 연구에서 사용되는 SWAT과 HEC-RAS 모델은 세계적으로 가장 널리 쓰이는 수문모델들로 이 모델들을 연계하는 알고리즘을 개발하는 것은 국제적인 사례가 될 것으로 기대된다.
연구요약
이 연구는 전술한 바와 같이 홍수에 의한 침수지역의 예측과 재해지도 제작에 있어서 단위사상 기반으로 예측하는 기존 연구의 단점을 보완함으로써 보다 과학적이고 현실적으로 침수지역을 예측하는 모델 연계 알고리즘을 개발하는데 있다. 본 연구를 수행하기 위하여 첫 ...
이 연구는 전술한 바와 같이 홍수에 의한 침수지역의 예측과 재해지도 제작에 있어서 단위사상 기반으로 예측하는 기존 연구의 단점을 보완함으로써 보다 과학적이고 현실적으로 침수지역을 예측하는 모델 연계 알고리즘을 개발하는데 있다. 본 연구를 수행하기 위하여 첫째, 시범 연구지역을 선정하고 그 지역에 대해 SWAT 모델을 구축하여 하천 수량과 일일 토양 수분 조건 등에 대해 예측하고 유역 내의 수지(water budget)와 범람수량을 보다 정확하게 산정한다. 둘째, 수문모델과 침수지역 예측모델(HEC-RAS)을 연계하는 알고리즘을 개발하여 수리모델로부터 예측된 범람유출수량을 자동적으로 침수지역 예측모델로 입력하여 침수지역 지도 제작을 할 수 있도록 한다. 이 부분은 SWAT 모델 개발자와의 협력을 통하여 구체화한다. 셋째, 이 시스템을 시범 연구지역에 적용하여 침수지역을 계산하고 실측된 침수지역 데이터를 이용하여 모델을 보정 및 검정한다.
결과보고시 연구요약문
국문
이 연구의 목적은 홍수에 의한 침수지역의 예측과 지도 제작에 있어서 하천의 유출량 데이터가 있는 곳에서만 가능했던 HEC-RAS 모델의 단점을 보완하여 유역 내 모든 지류에 대한 침수지역을 예측할 수 있는 모델 연계 알고리즘을 개발하는데 있다. 연구지역은 영산강의 ...
이 연구의 목적은 홍수에 의한 침수지역의 예측과 지도 제작에 있어서 하천의 유출량 데이터가 있는 곳에서만 가능했던 HEC-RAS 모델의 단점을 보완하여 유역 내 모든 지류에 대한 침수지역을 예측할 수 있는 모델 연계 알고리즘을 개발하는데 있다. 연구지역은 영산강의 지류인 지석천 유역으로 2009년 발생한 침수피해 지역에 대해 HEC-RAS 모델을 이용한 모의 결과를 바탕으로 모델의 장점과 단점, 그리고 다른 모델과의 연계에 대해 논의하였다. 다른 모델은 SWAT인데 SWAT은 유역을 여러 개의 소유역으로 나누고 각 소유역으로부터 배출되는 유출량을 예측하는 모델이다. 이 모델을 이용하여 유출량을 모의하고 보정과 검정을 거친 후 각 소유역으로부터의 유출수를 HEC-RAS 모델의 각 지류들에 대입하면 실측데이터가 없는 작은 지류들에 대한 침수 지역을 예측할 수 있다. 따라서 이 연구에서는 각 모델의 장점을 활용하여 침수지역을 예측하지 못했던 상류지역에 대한 예측을 위하여 두 모델을 연계하는 알고리즘을 제시하였다.
영문
The purpose of this study is to develop a model link algorithm that can predict flooding areas for all tributaries in the watershed by complementing the disadvantages of the HEC-RAS model, which was possible only in the place where the river runoff da ...
The purpose of this study is to develop a model link algorithm that can predict flooding areas for all tributaries in the watershed by complementing the disadvantages of the HEC-RAS model, which was possible only in the place where the river runoff data is available, in the prediction and map production of flooding areas by flooding. The study area is the Jiseok-cheon watershed, a tributary of the Youngsan River, and based on the simulation results using the HEC-RAS model, the advantages and disadvantages of the model and the linkage with other models were discussed. The other model is SWAT, which divides the watershed into many sub-watersheds and predicts the runoff from each sub-watershed. By simulating the runoff and calibration and validation the runoff from each sub-watershed, the flooding area for small tributaries without actual data can be predicted by substituting the runoff from each sub-watershed of the HEC-RAS model. Therefore, this study proposed an algorithm linking the two models, using the advantages of each model, to predict the upstream area that did not predict the flood area.
연구결과보고서
초록
이 연구의 목적은 홍수에 의한 침수지역의 예측과 재해지도 제작에 있어서 단위사상형모델을 이용하여 예측하는 기존 연구의 단점을 보완함으로써 보다 과학적이고 모든 유역에 거쳐 침수지역을 예측하는 모델 연계 알고리즘을 개발하는데 있다. 연구지역은 영산강의 지류 ...
이 연구의 목적은 홍수에 의한 침수지역의 예측과 재해지도 제작에 있어서 단위사상형모델을 이용하여 예측하는 기존 연구의 단점을 보완함으로써 보다 과학적이고 모든 유역에 거쳐 침수지역을 예측하는 모델 연계 알고리즘을 개발하는데 있다. 연구지역은 영산강의 지류인 지석천 유역으로 2009년 발생한 침수피해 지역에 대해 HEC-RAS 모델을 이용한 모의 결과를 바탕으로 단위사상형모델의 장점과 단점, 그리고 연속형모델과의 연계에 대해 논의하였다. 연속형모델로는 SWAT을 이용하여 유역을 모의하고 보정과 검정을 거친 후 각 소유역으로부터의 유출수를 HEC-RAS 모델의 각 지류들에 대입하면 실측데이터가 없는 작은 지류들에 대한 침수 지역을 예측할 수 있다. 따라서 이 연구에서는 각 모델의 장점을 활용하여 침수지역을 예측하지 못했던 상류지역에 대한 예측을 위하여 두 모델을 연계하는 알고리즘을 제시하였다.
연구결과 및 활용방안
이 연구는 홍수 및 침수지역을 예측하는데 있어 일일 수문조건을 고려한 모델을 이용하고 수문모델과 침수지역 예측 모델을 연계하는 알고리즘을 구축하여 향후 보다 정확하고 과학적인 침수지역 예측에 기여하고자 한다. 또한 침수지역의 모델링에 있어 보정 및 검정을 ...
이 연구는 홍수 및 침수지역을 예측하는데 있어 일일 수문조건을 고려한 모델을 이용하고 수문모델과 침수지역 예측 모델을 연계하는 알고리즘을 구축하여 향후 보다 정확하고 과학적인 침수지역 예측에 기여하고자 한다. 또한 침수지역의 모델링에 있어 보정 및 검정을 실행함으로써 보다 높은 신뢰성을 갖는 예측 시스템을 제시하고자 한다. 현재 도시지역의 침수예측에 중점을 두고 있는 우리나라의 침수 예측 연구를 확대하여 유역 전체에 대하여 홍수 및 침수예측을 함으로써 종합적인 시뮬레이션을 통한 홍수 대비 및 유역관리를 실행할 수 있다. 이러한 새로운 시도는 학계뿐만 아니라 지자체 및 관공서 등으로부터 큰 관심을 받을 것으로 기대되며 각종 재해 관련 산업분야에도 새로운 기준을 제시할 수 있다. 예컨대, 보다 정확한 침수지역 예측은 유역을 관리하는 지자체나 유역 내의 이해관계자, 산업 종사자, 보험업계, 건설업계 등 다양한 계층에 걸쳐 중요한 문제가 된다. 이 연구에서 개발할 연계 모델 알고리즘은 향후 우리나라가 정책적으로 추진하고 있는 침수지역 예측 및 지도 제작에 중요한 역할을 할 것으로 기대되며 나아가 국제 학계에서도 주목받을 수 있을 것으로 기대된다. 특히 기후변화가 주제가 되는 학계와 산업계에서는 이 연구의 방법론과 결과가 환경변화에 따른 재해문제를 논의하는데 새로운 역할을 할 수 있을 것으로 사료된다. 또한 홍수에 의한 침수 피해가 큰 우리나라와 같은 국가들에게는 보다 정확한 예측과 현실적인 침수지역 설정으로 재산 및 인명 피해를 줄이는 데 도움이 될 것이다.