• 제목/요약/키워드: urban drainage system

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레이더 강우 자료를 이용한 도시유역의 유출 모의 (Runoff Simulation of An Urban Drainage System Using Radar Rainfall Data)

  • 강나래;노희성;이종소;임상훈;김형수
    • 한국습지학회지
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    • 제15권3호
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    • pp.413-422
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    • 2013
  • 최근 공간적으로 지역적 편차가 심한 형태의 강우가 빈번히 발생하고 있으며, 기존 지점관측방식의 지상우량 관측망으로는 강우의 발생 및 이동을 고려한 공간적인 편차를 정확히 관측하는 것이 어렵다. 따라서 본 연구에서는 강우의 시 공간적인 분포를 고려할 수 있는 레이더 강우를 도시 소유역에 적용하여 유출을 모의 하고자 하였다. 서울시 구로구 일대를 대상지역으로 선정하였으며, AWS (Automatic Weather Station)를 기준으로 소유역을 분할한 후, 지상 강우를 이용하여 레이더 강우자료를 보정하였다. 보정된 레이더 강우를 토대로 소유역별 면적강우량을 산정하였고, 도시배수시스템을 고려할 수 있는 XP-SWMM 모형을 이용하여 유출모의를 실시하였다. 소유역별로 보정된 레이더 강우자료는 지상강우량의 60~95% 수준을 나타내었다. 물론 강우의 양적인 차이로 인해 전체 유출량에 차이가 존재하였으며, 특히, 첨두유출량의 발생시각이 빨라짐을 확인할 수 있었다. 본 연구는 레이더 강우를 도시유출 모형에 활용한 사례로 도심지의 홍수유출 예측을 위한 기술적 기초자료로 활용될 수 있을 것이다.

GIS를 이용한 도시지역 침수해석 (Urban Inundation Analysis by Applying with GIS)

  • 이창희;한건연;김지성
    • 한국지리정보학회지
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    • 제9권2호
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    • pp.115-126
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    • 2006
  • 본 연구의 목적은 도시지역에서의 침수시뮬레이션에 필요한 도시침수해석모형을 개발하고, 이를 GIS(geographic information system)와 연계 운영할 수 있는 시스템을 구축함에 있다. 이를 위해서 미국환경보호청(EPA)의 SWMM(storm water management model)모형을 이용하여 도시지역 배수 시스템에서의 도시유역 유출량 및 월류량을 계산하고, 지표면으로 월류된 유량에 대해 GIS를 이용한 침수해석을 실시하였다. GIS를 이용한 침수해석 모형으로는 Level-Pool 침수해석모형과 DEM 기반 침수해석모형을 개발하고 도시지역에서의 시간별 침수위 및 침수범위 등을 계산 할 수 있게 하였다. 도시배수시스템과 지표침수해석모형을 GIS를 이용하여 통합시킨 도시침수해석 모형을 통해서 배수 시설에서의 유출량 예측과 지표면에서의 월류유량의 전파특성을 예측할 수 있도록 구성하였다. 본 연구결과는 도시지역에서의 배수 시설의 설계 및 운영의 문제, 침수 예상도의 작성 및 각종 홍수 예경보 수립에 기여할 수 있을 것으로 판단된다.

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배수펌프장의 효율적인 운영을 위한 퍼지모형의 적용 (Application of the Fuzzy Models for the Efficient Operation of Pumping Station)

  • 김윤태;심재현;정재학;안재찬
    • 한국방재학회 논문집
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    • 제4권3호
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    • pp.51-60
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    • 2004
  • 최근 도시지역의 수해요인은 내수침수불량에 기인하기 때문에 유수지 및 배수펌프장을 신설하여 유수지로 유입되는 유출량을 하천으로 강제배수하게 된다. 그러나 하수관거의 용량이 부족하여 유수지로 미처 유입되기 전에 하수관거의 역류로 침수피해가 자주 발생하고 있다. 따라서 본 연구에서는 도시 내배수 체계의 조사방법을 제시, 하수관거의 위험도를 평가하고 개선할 수 있는 방안을 제시하였다. 또한 배수펌프의 가동대수를 단순한 수위기준에서 변화시켜 실무에서 전문가가 아니더라도 사용할 수 있는 전산모형 8개를 개발하여 제시하였고, 지속기간, 설계빈도, 시간분포 등을 변화시켜 유수지 수위의 적정 조절여부를 검토하였다. 그리고 강제적인 배수에 의해 하류부의 수위영향이 예견되기 때문에 해당 유역의 수위를 안전하게 유지하면서도 하류부에 수위영향을 최소화할 수 있는 방안에 대해서도 검토하였다. 연구결과 Fuzzy 모형이 기존의 운영방법보다 더 효과적으로 유수지의 수위를 저하시킬 수 있었으며, 하류부 수위는 약 8cm 정도 감소시킬 수 있었다.

우수유출저감 시설의 최적위치 결정 (Optimal Location of Best Management Practices for Storm Water Runoff Reduction)

  • 장수형;이지호;유철상;한수희;김상단
    • 한국물환경학회지
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    • 제24권2호
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    • pp.180-184
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    • 2008
  • A distributed hydrologic model of an urban drainage area on Bugok drainage area in Oncheon stream was developed and combined with a optimization method to determine the optimal location and number of best management practices (BMPs) for storm water runoff reduction. This model is based on the SCS-CN method and integrated with a distributed hydrologic network model of the drainage area using system of 4,211 hydrologic response units (HRUs). Optimal location is found by locating HRU combination that leads to a maximum reduction in peak flow at the drainage outlet in this model. The results of this study indicate the optimal locations and numbers of BMPs, however, for more exact application of this model, project cost and SCS-CN reduction rate of structural facilities such infiltration trench and pervious pavement will have to be considered.

로지스틱 회귀에 의한 도시 침수발생의 한계강우량 산정 (Computation of Criterion Rainfall for Urban Flood by Logistic Regression)

  • 김현일;한건연
    • 대한토목학회논문집
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    • 제39권6호
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    • pp.713-723
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    • 2019
  • 기후변화와 다양한 강우 패턴에 의하여 도시 유역 별 침수발생 기준을 산정하기에 어려움이 있다. 이에 도시 유역의 상세 지형, 배수체계 그리고 다양한 강우 시나리오를 고려하여 침수해석을 실시 및 결과를 검토할 필요가 있으며, 동일 지역에 대한 실측 강우에 따른 침수 사상을 조사할 필요가 있다. 본 연구에서는 서울시 효자 배수분구의 침수 발생에 영향을 미치는 강우 특성을 파악하기 위해 확률론적 빈도 분석과 Huff 분포를 고려한 다양한 강우 시나리오를 생성하였으며, 1차원 도시유출해석을 위한 SWMM (Storm Water Management Model)과 2차원 침수해석 모형을 이용하였다. 본 연구에서 사용된 SWMM 모형은 침수흔적도와 유전자 알고리즘을 통해 최적화 되었다. 최적화 된 1차원 모형을 2차원 침수해석과 연계하여 기존의 침수흔적도와 73.6 %의 적합도를 나타낼 수 있었다. 각 강우량에 따른 침수 발생 유무를 파악하였으며, 로지스틱 회귀 곡선을 통하여 침수발생 한계강우량을 산정할 수 있었다. 1-2차원 침수해석 결과와 2010~2018년 AWS (Automated Weather System)자료와 ASOS (Automated Synoptic Observing System)를 반영한 결과, 지속시간 1시간의 경우 침수발생 한계강우량은 72.04 mm, 2시간의 경우 146.83 mm, 3시간의 경우 203.06 mm으로 산정되었다. 산정된 한계강우량은 지속적으로 관측되는 강우 자료의 입력을 통하여 갱신될 수 있을 것으로 보인다. 본 연구에서 제시되는 방법론을 통해 도시 배수분구별 정량적 한계강우량을 제시할 수 있을 것으로 보이며, 이는 도시 유역에서 홍수 예·경보 발령을 위한 기초자료를 제공할 수 있을 것으로 판단된다.

군자 시험배수구역 합류식 하수관거시스템의 일일하수량 및 직접유출량 산정 (Estimation of Daily Sewage and Direct Runoff for the Combined Sewer System of Gunja Experimental Drainage)

  • 김충수;한명선;김형섭
    • 한국수자원학회논문집
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    • 제42권3호
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    • pp.191-200
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    • 2009
  • 기상 이변과 해수 온도 상승으로 인한 국지성 집중 호우 및 돌발홍수, 대형급 태풍 빈발 등에 대비하기 위하여 홍수예보와 방재 대책에 가장 기본이 되는 각 유역 특성별 수문 기초자료의 축적 및 분석이 더욱 필요하게 되었다. 특히 홍수시 큰 피해를 가져오는 도시지역의 수문 모니터링이 부족한 실정을 고려한다면 도시하천별, 소배수구역별 수문 관측 및 제공이 필요하다. "도시홍수재해관리기술연구사업단"에서는 도시하천 유역의 수문현상 규명을 위한 기초정보 축적을 위해 중랑천 유역에 시험배수구역(신내1 배수구역, 군자 배수구역, 어린이대공원 배수구역)을 운영하여 수문 관측 및 자료 분석을 수행하였다. 본 연구에서는 실시간으로 관측되고 있는 도시하천 시험배수구역 중 주로 상가지역 및 주택지역으로 구성되어 있는 군자 배수구역에서 합류식 하수관거를 통해 유출되는 유량자료를 주간별, 요일별로 분석하여 일일하수량과 강우 발생시 직접유출량을 산정하였다. 이를 통해 도시하수 유출의 특성 분석이 가능하며 하수관거 관리 대책 수립에 유용한 자료로 활용될 것으로 판단된다. 또한 산정된 직접유출량은 강우-유출 모형(SWMM) 모의를 통해 모의값과 비교, 분석되었다.

고해상도 기후시나리오를 이용한 서울지역 배수시스템의 기후변화 영향 분석 (Climate Change Impact Analysis of Urban Inundation in Seoul Using High-Resolution Climate Change Scenario)

  • 이문환;김재표;배덕효
    • 한국수자원학회논문집
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    • 제48권5호
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    • pp.345-355
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    • 2015
  • 본 연구에서는 고해상도 기후시나리오를 이용하여 국내 대표 도시 지역인 서울특별시를 대상으로 기준기간(1971~2000년) 대비 미래기간 2020s (2011~2040년), 2050s (2041~2070년), 2080s (2071~2100년)의 기후변화에 따른 배수시스템의 영향을 평가하였다. 이를 위해 과거 관측 강수량 자료는 기상청 관할 기상관측소와 자동기상관측망 자료를 이용하였으며, 기후변화 시나리오는 RegCM3과 Sub-BATS 기법을 통해 역학적 상세화된 $5{\times}5km$ 해상도 기반의 시단위 강수량 자료를 생산하였다. 과거기간 대비 미래기간 확률강우량의 변동성을 비교한 결과 과거기간 대비 2080s의 확률강우량 증가율은 28~54%로 나타났으며, 특히 지속시간 3시간, 6시간, 24시간 확률강우량의 증가폭이 크게 나타났다. 또한 배수시스템의 기후변화 영향을 직접적으로 분석하기 위해 XP-SWMM을 이용하여 유출해석을 수행하였다. 평가 결과, 강우강도 증가로 인해 과거기간 대비 미래 3기간에 공릉1, 서초2, 신림4 배수분구의 침수발생 맨홀 수와 월류량이 크게 증가하였다. 이러한 결과는 현재 구축되어 있는 서울시 배수시스템은 기후변화에 취약함을 나타내고 있으며, 이에 대응하기 위해 다양한 기후변화 적응대책이 요구됨을 의미한다.

도시유역 저류형 시스템 설계를 위한 CSOs 산정 (Storm-Water CSOs for Reservoir System Designs in Urban Area)

  • 조덕준;김명수;이정호;박무종;김중훈
    • 한국수자원학회:학술대회논문집
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    • 한국수자원학회 2005년도 학술발표회 논문집
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    • pp.1199-1203
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    • 2005
  • Combined sewer overflows(CSOs) are themselves a significant source of water pollution. Therefore, the control of urban drainage for CSOs reduction and receiving water quality protection is needed. Examples in combined sewer systems include downstream storage facilities that detain runoff during periods of high flow and allow the detained water to be conveyed by an interceptor sewer to a centralized treatment plant during periods of low flow. The design of such facilities as stormwater detention storage is highly dependant on the temporal variability of storage capacity available(which is influenced by the duration of interevent dry periods) as well as the infiltration capacity of soil and recovery of depression storage. As a result, a contiunous approach is required to adequately size such facilities. This study for the continuous long-term analysis of urban dranage system used analytical Probabilistic model based on derived probability distribution theory. As an alternative to the modeling of urban drainage system for planning or screening level analysis of runoff control alternatives, this model have evolved that offer much ease and flexibility in terms of computation while considering long-term meteorology. This study presented rainfall and runoff characteristics or the subject area using analytical Probabilistic model. Runoff characteristics manifasted the unique characteristics of the subject area with the infiltration capacity of soil and recovery of depression storage and was examined appropriately by sensitivity analysis. This study presented the average annual COSs and number of COSs when the interceptor capacity is in the range 3xDWF(dry weather flow). Also, calculated the average annual mass of pollutant lost in CSOs using Event Mean Concentration. Finally, this study presented a dicision of storage volume for CSOs reduction and water quality protection.

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전문가기법을 이용한 도시 하수용량 분석에 관한 연구 (A Study on the Analysis of the Urban Sewer Volume Using the Expert System)

  • 이규석;유재용
    • 한국측량학회지
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    • 제11권1호
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    • pp.67-75
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    • 1993
  • 도시팽창 및 현대화에 따른 도시기반시설의 확충은 효율적인 도시정보관리를 위한 새로운 기법을 필요로 하게 되었으며, 최근 각종 도시기반시설 정보처리에 이용되는 토지정보체계는 좋은 예이다. 도시기반 시설정보체계 중 하수정보체계 또한 업무의 효율화, 고도화를 위해 토지정보체계의 이용이 필요하며, 비 전문가의 용이한 접근을 위해서는 전문가 기법의 이용이 또한 필요하다. 본 연구는 관계형 데이타베이스의 분석 및 조회 능력과 벡터를 기본으로 하는 토지정보체계의 Chain Topology Generator 기능, 하수시설 용량산출에 관한 전문가 지식을 통합하여 사용자 편의를 도모하고, 사전정보의 제공으로 예측계획을 가능하게 하며, 하수량 분석 및 예측을 자동화한 도시 하수용량 분석 시스템을 개발하여 서울시의 사례지역에 적용하였다.

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역사도시구조와 연계한 도시수체계의 구성형태와 역할에 관한 연구 - 경주, 개경, 한양, 수원화성을 중심으로 - (A Composition and Role of Urban Water System in Connection with Historic City Structure - Focusing on Gyeongju, Gaegyeong, Hanyang, and Suwon Hwaseong -)

  • 강인애;이경찬
    • 한국전통조경학회지
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    • 제39권4호
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    • pp.99-110
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    • 2021
  • 본 연구는 신라왕경 경주, 고려 개경, 조선 한양, 조선후기 신도시로 조성된 수원 화성을 중심으로 우리나라의 역사도시에서 나타난 도시수체계의 구성방법이 지니는 특성을 파악해보고자하는 목적을 지니고 있다. 특히 도시입지, 도로, 도시시설 배치 등을 중심으로 도시골격구조와 연계하여 물길이 지니는 의미를 살펴보고 수체계의 구성형태에 대한 해석을 통하여 도시 내 수공간 경영에 투입되었던 기술적, 계획적 요소와 함께 도시구조와의 관계를 분석하였다. 연구대상지에서는 자연수계를 기반으로 부분적인 하천 정비와 인공수계를 도입하여 도시수체계가 구축되고 있다. 특히 물과 자연수계는 도시의 입지를 결정하는 핵심요소로 작용하고 있으며 도시구조와 도시발달과정, 도시구조와 밀접한 관계를 지니고 있음을 알 수 있다. 여기에는 지리적 관념과 어우러져 물이 지니는 상징적 의미와 더불어 치수, 이수 등의 관점에서 요구되는 현실적 수요가 중요한 배경으로 자리하고 있다. 물 공간과 관련된 다양한 수요에 대응하기 위하여 도시 형성·발달과정에서 물 공간을 경영하기 위한 다양한 계획적, 기술적 요소가 도입되었다. 연구대상지에 대한 분석을 통하여 도시형성·발달과정에서 도시수체계가 지니는 계획적 요소를 종합해보면 다음과 같이 요약된다. 첫째로 연구대상지로 선정된 신라왕경 경주, 고려 개경, 조선 한양, 수원 화성의 도시수체계를 구축하는 과정에는 배수, 재해를 고려한 치수의 관점이 공통적으로 작용하고 있지만 수체계의 구축방법이나 활용성에서는 차이를 나타내고 있다. 둘째로 물과 자연수계는 도시입지의 상징적 요소로서, 그리고 지리적 관념과 어우러진 도시 입지를 결정하고 도시의 좌향을 결정하는 핵심요소로 작용하고 있다. 셋째로 도시가 형성되기 이전의 자연수계는 지형여건과 어우러져 도시 형성·발달과정에서 구축되는 도시수체계의 구성형태를 결정하는 기반으로 작용하고 있다. 넷째로 자연수계를 기반으로 구축된 도시수체계는 자연물길과 계획적 인공수로가 결합되어 도시구조의 일부로서 위계별 수계의 활용성이 차이를 나타내고 있다. 다섯째로 도시수체계는 배수체계와 재해를 고려한 치수의 관점 이외에 도시용지의 확보, 도시시설 배치와 영역 확보, 기능지역 구성, 토지구획과 연계하여 계획적으로 구축되고 있다.