Application of a Two-dimensional Flood Inundation Model based on Quadtree Grid

All measures to cope with flooding rely on flood predictions to some extent. To investigate these predictions such as maximum water level or inundation area, a numerical model has been developed. The governing equations of the model are the two-dimensional Saint-Venant equations. The governing equations are discretized explicitly by using the leap-frog scheme and upwind scheme based on quadtree grids. The predicted numerical results have been verified by comparing to those of a Thacker problem. As a result of verifications, the present model is not only nearly four times as efficient as uniform grids but also in close agreement with the previous models. Next, the developed model is applied to several flood events in the Uiryeong basin. A general tendency is found that as a frequency is increasing, overall water levels including peak water level are increasing. At only a 500 year frequency, maximum water level is higher than 18.5 m. Therefore, it can be predictable that inundation will be generated in a 500 year frequency.

사면구조 격자 기법에 의한 2차원 홍수범람모형의 적용

홍수 예방을 위해 사용되는 구조적 또는 비구조적 대책의 성공여부는 홍수 예측의 정확도에 달려있다. 본 연구에서는 홍수 범람 발생유무, 범람 면적 또는 최대수위를 예측 및 모의가 가능한 수치모형을 개발하였다. 비선형 Saint-Venant 방정식을지 배방정식으로 사용하였으며, 적합화된 계층적 사면구조 격자를 적용하여, leap-frog 기법과 upwind 기법으로 양해적으로 유한차분하였다. 개발된 수치 모형은 Thacker 문제의 결과와 비교하여 검증하였고, 경상남도 의령 지역에 사면구조 격자를 사용한 본 모형을 적용하였다. 검증 결과 본 모형의 격자는 균일 격자보다 거의 4배 정도 효율적이었으며, 정확도 측면에서도 이전 모델의 결과와 거의 일치함을 알 수 있었다. 다음은 수문 빈도를 변화시키면서 홍수 범람 양상을 수치 모의하였다. 빈도가 증가하면, 첨두 수위를 비롯한 수위 수문곡선의 크기도 증가함을 알 수 있었고, 500년 빈도에서는 제방을 월류하여, 제내지에 범람함을 예측할 수 있었다.