A Study on Urban Inundation Prediction Using Urban Runoff Model and Flood Inundation Model

Population and development are concentrated by urbanization. Consequently, the usage of underground area and the riverside area have been increased. By increasing impermeable layer, the urban basin drainage is depending on level of sewer. Flood damage is occurred by shortage of sewer capacity and poor interior drainage at river stage. Many of researches about flood stress the unavailability of connection at the river stage with the internal inundation organically. In this study, flood calculated considering rainfall and combined inland-river. Also, using urban runoff model analyze the overflow of sewer. By using results of SWMM model, using flood inundation analysis model analyzed internal drainage efficiency of drainage system. Applying SWMM model, which results to flood inundation analysis model, analyzes internal drainage efficiency of drainage system under localized heavy rain in a basin of the city. The results of SWMM model show the smoothness of internal drainage can be impossible to achieve because of the influence of the river level and sewer overflow appearing. The main manholes were selected as the manhole of a lot of overflow volume. Overflow reduction scenarios were selected for expansion of sewer conduit and instruction retention pond. Overflow volume reduces to 45% and 33~64% by retention pond instruction and sewer conduit expansion. In addition, the results of simulating of flood inundation analysis model show the flood occurrence by road runoff moving along the road slope. Flooded area reduces to 19.6%, 60.5% in sewer conduit expansion scenarios.

도시유출모형과 홍수범람모형을 연계한 내수침수 적용성 평가

도시화로 인한 인구집중 및 개발 집중현상으로 하천변 저지대 및 지하공간 사용이 증가하였고, 불투수층이 증가하여 도시유역의 배수체계는 우수관거에 의존하고 있다. 이러한 변화로 인한 우수관거의 저류용량 부족 및 외수위의 영향으로 인한 도심지 역류 현상으로 인한 침수피해가 발생하고 있다. 하지만 기존의 홍수범람에 관한 연구는 대부분 외수범람과 내수침수를 유기적으로 연결하지 못하고 있다. 본 연구에서는 상습침수가 발생하는 도시유역에 대하여 도시유역 유출특성을 고려한 홍수의 정확한 예측을 위해 강우분석 및 외수위를 고려하고, 도시유출모형인 SWMM 모형을 이용하여 하수관거의 월류를 분석하였고, 이 결과를 홍수범람해석 모형과 연계하여 도시유역에서의 집중호우 발생시 침수해석을 실시하여 수방시설물의 홍수배제 효율을 분석하였다. SWMM 모형의 적용결과 외수위영향에 따른 원활한 내수배제가 불가능 한 것으로 나타났고, 관거 월류량이 많아진 것으로 나타났다. 월류된 우수가 지면을 따라 흐를 경우 저지대의 침수가 예상되고, 월류량이 많은 맨홀을 주요맨홀로 선정하였고, 월류수 저감을 위한 방안으로 주요 맨홀의 인근 지역에 저류지를 설치하는 방안과 각 맨홀들을 연결하는 관거를 확대하는 방안을 설정하였다. 월류 저감 시나리오 적용 결과 저류지 설치시 월류량의 45%, 관거 확대시 33~64%의 저감효과를 보였다. SWMM 모형의 결과를 이용하여 홍수범람해석 모형을 모의한 결과 지표경사와 도로를 따라 맨홀 월류수가 모여 침수현상을 발생시키는 것으로 나타났으며, 관거 확대 적용시 침수면적이 19.6%, 60.5% 줄어든 것으로 나타났다.