• 한국농공학회논문집
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• 제52권6호
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• pp.63-73
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• 2010

This study is to develop a downstream flood damage prediction model for efficient confrontation in case of extreme and flash flood by future probable small agricultural dam break situation. For a Changri reservoir (0.419 million $m^3$) located in Yongin city of Gyeonggi province, a dam break scenario was prepared. With the probable maximum flood (PMF) condition calculated from the probable maximum precipitation (PMP), the flood condition by dam break was generated by using the HEC-HMS (Hydrologic Engineering Center - Hydrologic Modeling System) model. The flood propagation to the 1.12 km section of Hwagok downstream was simulated using HEC-RAS (Hydrologic Engineering Center - River Analysis System) model. The flood damaged areas were generated by overtopping from the levees and the boundaries were extracted for flood damage prediction, and the degree of flood damage was evaluated using IDEM (Inundation Damage Estimation Method) by modifying MD-FDA (Multi-Dimensional Flood Damage Analysis) and regression analysis simple method. The result of flood analysis by dam-break was predicted to occurred flood depth of 0.4m in interior floodplain by overtopping under PMF scenario, and maximum flood depth was predicted up to 1.1 m. Moreover, for the downstream of the Changri reservoir, the total amount of the maximum flood damage by dam-break was calculated nearly 1.2 billion won by IDEM.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2023년도 학술발표회
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• pp.29-29
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• 2023

To mitigate the damaging impacts of floods, accurate prediction of runoff, streamflow and flood inundation is needed. Conventional approach of simulating hydrology and hydraulics using loosely coupled models cannot capture the complex dynamics of surface and sub-surface processes. Additionally, the scarcity of data in ungauged basins and quality of data in gauged basins add uncertainty to model predictions, which need to be quantified. In this presentation, first the role of integrated modeling on creating accurate flood simulations and inundation maps will be presented with specific focus on urban environments. Next, the use of machine learning in producing streamflow predictions will be presented with specific focus on incorporating covariate shift and the application of theory guided machine learning. Finally, a framework to quantify the uncertainty in flood models using Hierarchical Bayesian Modeling Averaging will be presented. Overall, this presentation will highlight that creating accurate information on flood magnitude and extent requires innovation and advancement in different aspects related to hydrologic predictions.

• Ecology and Resilient Infrastructure
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• 제10권4호
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• pp.217-225
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• 2023

본 연구에서는 금강 장동지구를 대상으로 홍수완충공간을 오프라인 저류지로 조성하여 운영하는 경우에 대해 홍수위 저감 효과를 1차원 부정류 수치모의를 통해 분석하였다. 특히 오프라인 저류지의 횡월류 위어 높이와 폭 (길이)의 변화에 따른 수위변화의 민감도를 분석하여 홍수관리시설 (제방) 설계에 필요한 정보를 정량적으로 제공하였다. 첨두 홍수량 및 홍수위를 기준으로 오프라인 저류지의 홍수조절효과를 분석한 결과, 공간적으로는 홍수완충공간 조성 예정지와 하류구간에서 홍수조절효과가 확인되었으며, 특히 하류에서 가장 큰 홍수저감 효과가 나타나는 것을 확인할 수 있었다. 횡월류 위어의 설계 조건별로는 50년 빈도 홍수위 기준의 월류고와 125 m의 횡월류 위어 폭 (길이)을 고려한 조건에서 가장 큰 홍수저감 효과가 나타났다. 오프라인 저류지 조성으로 최대홍수량 도달 시간이 지연되는 효과 또한 부정류 모의를 통해 제시하였다.

• Spatial Information Research
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• 제18권1호
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• pp.49-56
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• 2010

시가지 범람 문제를 고려할 경우 침수심의 정량적인 수치계산에 의한 재해 위험을 평가하는 것이 중요하다. 본 연구에서는 2002년 막대한 시가지 침수 피해를 경험한 바 있는 삼척시를 대상으로 범람 모의 계산에 의한 시가지 침수피해 평가를 수행하였다, 입력자료의 변환과정에서 생길 수 있는 에러를 줄이기 위해 시가지 조도계수, 표고, 건물의 점유율 등은 ArcGIS에서 바로 전산화하여 시가지 범람모형을 구축하였으며 계산된 침수심을 토대로 격자별로 피해액을 산정하였다 본 연구를 통하여 강우유출, 침수심 모의 계산, 피해액의 정량적 산정이라는 일연의 과정이 통합적으로 수행되어 향후 시가지 배수계획에 기여할 것으로 기대된다.

• 지질공학
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• 제25권4호
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• pp.623-627
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• 2015

하천 제방 붕괴로 인한 홍수위험지도를 작성하기 위하여 수치모형을 이용한 잠재적 피해 대상 지역 파악이 선행되어야 한다. 하천제방 붕괴로 인하여 빚어지는 홍수위험지도 작성에서도 흔히 수치모형이 이용되며 붕괴 시 첨두 유량은 결정 인자인 하천의 수량과 제방 붕괴 형성 및 진행에 민감하므로 이런 요소를 포함하는 물리적 모형이 필요하다. 제방 붕괴 메커니즘과 수리학적 현상이 모든 붕괴에 같다고 가정하고 하나의 물리적 제방 붕괴 수치 모형을 구축하였다. 이 연구에서는 하도 추적은 언급하지 않았으며, 단지 제방 붕괴지점에서 수문곡선을 추정하는데 초점을 두어 붕괴 지점의 경계조건을 구축하는데 집중하였다. 여기서 제안된 물리적 모형은 제방 붕괴 형성과정에 필요한 역할과 붕괴를 통한 흐름의 수리학적 설명을 담고 있다.

• 한국수자원학회논문집
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• 제55권9호
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• pp.657-668
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• 2022

하천 유량이 증가된 상태에서 집중호우의 발생은 유량과 강우량 모두 하천변 홍수피해에 영향을 미치게 된다. 또한, 하천변 사회·경제적 영향 수준에 따라 피해정도에 차이를 보이게 되며, 특히, 인구 및 자산 밀집도가 높은 경우 홍수대응에 필요한 충분한 예보 선행시간의 확보가 요구된다. 본 연구에서는 홍수대응에 필요한 시간적 여유의 확보를 통한 피해저감 효과를 증대하기 위해 앙상블 강우유출모델링을 활용한 홍수위험매트릭스를 구축하고, 그 적용성을 판단하고자 한다. 홍수위험매트릭스는 홍수피해 자료를 활용한 홍수피해 영향수준(X축)을 구성하고, 기상청 LENS 강우자료를 이용한 앙상블 강우유출모델링의 결과로 위험 홍수량의 발생 가능성을 예측(Y축)하여 확률예보에 기반한 예측이 가능하다. 이를 위해 과거 홍수피해 자료 및 정량적 홍수피해 평가방법을 이용한 홍수피해 영향수준 결정 방법을 제시하였다. 낙동강권역의 태화강유역 및 형산강유역의 홍수특보지점에 대하여 기존 홍수특보 자료 그리고 피해 발생 상황과 비교하였다. 그 결과 최대 3일전부터 홍수위험 발생시간 및 정도에 대한 예측이 가능한 것으로 분석되었다. 따라서 홍수대응에 필요한 예보 선행시간 확보를 통한 피해저감 활동에 도움이 되리라 판단된다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2020년도 학술발표회
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• pp.122-122
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• 2020

Urban flood simulation plays a vital role in national flood early warning, prevention and mitigation. In recent studies on 2-dimensional flood modeling, the integrated run-off inundation model is gaining grounds due to its ability to perform in greater computational efficiency. The adaptive quadtree shallow water numerical technique used in this model implements the adaptive mesh refinement (AMR) in this simulation, a procedure in which the grid resolution is refined automatically following the flood flow. The method discounts the necessity to create a whole domain mesh over a complex catchment area, which is one of the most time-consuming steps in flood simulation. This research applies the dynamic grid refinement method in simulating the recent extreme flood events in Metro Manila, Philippines. The rainfall events utilized were during Typhoon Ketsana 2009, and Southwest monsoon surges in 2012 and 2013. In order to much more visualize the urban flooding that incorporates the flow within buildings and high-elevation areas, Digital Surface Model (DSM) resolution of 5m was used in representing the ground elevation. Results were calibrated through the flood point validation data and compared to the present flood hazard maps used for policy making by the national government agency. The accuracy and efficiency of the method provides a strong front in making it commendable to use for early warning and flood inundation analysis for future similar flood events.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2008년도 학술발표회 논문집
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• pp.449-453
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• 2008

This research focused on analyzing and comparing between the results of hydraulic physical modeling and the results of numerical modeling of Grass Concrete which is newly developed in-situ block system. The physical model was built as a scale of 1:50 by Froude similitude measuring the water levels and the water velocities for before and after vegetation and the effects were analyzed after reviewing the results. In consequence, the water velocities were observed to decrease meanly 19.1%, and the water depth were determined to increase meanly 27.8% in case of the of design flood, $Q=200m^3/sec$. Moreover, the velocities were produced reduction effects of 27.2%, and the water levels were derived from addition effects of the highest 31.3% in case of the probability maximum flood(PMF), $Q=600m^3/sec$. To verifying the hydraulic physical modeling, the numerical modeling was conducted for a close examination of before and after vegetation. HEC-RAS model was for 1 dimensional numerical analysis and RMA-2 was for 2 dimensional numerical analysis. The results of the numerical simulation, under the condition of roughness coefficient calibration, shows similar results of the physical modeling. These satisfactory results show that the accomplished results of hydraulic modeling and the predicted results of numerical modeling corresponded reasonably each others.

• 한국수자원학회논문집
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• 제56권10호
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• pp.641-653
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• 2023

기후변화와 도시화의 영향으로 인해 자연재해의 발생빈도와 규모가 증가하고 있다. 특히 도시 침수는 발생 시간이 짧고 막대한 인명 및 경제적 손실을 초래할 수 있기 때문에 신속하고 정확도 높은 예측 정보 생산이 중요하다. 하지만, 기존 물리과정 및 인공지능 기반 기법은 고해상도 침수 해석을 위해 많은 전산 자원이나 데이터가 요구되는 한계가 있다. 본 연구에서는 딥러닝 기반 초해상화(Super-Resolution) 기법을 통한 고해상도 도시 침수 해석 방법을 제안하고 적용성을 평가한다. 제안된 방법은 고해상도 물리 모형의 결과로 훈련된 초해상화 딥러닝 모형을 이용하여 저해상도 침수 해석 이미지를 고해상도로 변환한다. 미국 포틀랜드 도심지의 두 가지 침수 사례에 대해 적용, 4 m 공간해상도 물리 모의 결과를 1 m 급 고해상도 침수 해석 정보로 초해상화 하였으며, 초해상화 이미지와 고해상도 원본 간 높은 구조적 유사성이 확인되었다. 성능 지표로 평가한 결과, 전체 검증 대상 이미지에 대한 평균 PSNR 22.77 dB, SSIM 0.77로 우수하여, 초해상화 기법의 도시 침수 해석 적용성이 검증되었다. 제안된 방법은 적은 양의 침수 시나리오만으로도 효율적인 딥러닝 모형 훈련이 가능하고, 물리 모형의 정보를 최대한 활용할 수 있기 때문에, 고해상도 도시 침수 정보 생산에 효과적으로 사용될 수 있을 것으로 기대된다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2010년도 학술발표회
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• pp.140-148
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• 2010

The Taihu Basin is located in the east coast of China, where the threats of frequent floods have induced construction of massive, complex, hierarchical flood defense systems over the interconnected river networks. Digital modeling of flooding processes and quantitative damage assessment still remain challenging due to such complexity. The current research uses an integrated approach to meet this challenge by combining multiple types of models within a GIS platform. A new algorithm is introduced to simulate the impacts of the flood defense systems, especially the large number of polders, on floods distributions and damages.