하천의 횡적 연결성 유무에 따른 홍수터 식생 구조의 비교

추연수,진승남,조현석,조강현 한국습지학회 2017 한국습지학회지 Vol.19 No.3

하천의 수로-홍수터 생태계에서 주기적인 범람은 물, 영양염류, 하상재료 및 생물을 상호 교환시킴으로써 생물다양성 과 생태계 서비스를 증진시킨다. 그러나 치수와 토지이용의 목적으로 건설된 제방에 의하여 하천의 횡적 연결성이 훼 손되었다. 본 연구에서는 하천의 횡적 연결성 유무에 따른 홍수터 식생의 특성을 비교하기 위하여, 청미천, 섬강, 황구 지천, 만경강, 고막원천 및 보성강에서 본류와 수리적으로 연결된 홍수터와 제방에 의해 단절된 홍수터에서 지형, 토양 환경요인과 식생 구조와 분포를 조사하였다. 토양의 수분과 점토 함량은 횡적 연결성이 단절된 홍수터에서 연결된 홍 수터보다 많았다. 환경요인 자료를 이용한 주요인분석 (PCA)의 결과에서 단절된 홍수터와 연결된 홍수터의 환경은 수 분함량, 토성 및 식생 분포고도에 의하여 구분되었다. 식생 자료를 이용한 탈경향대응분석 (DCA)의 결과에 따르면 홍 수터의 식생은 다양한 생활형의 수생식물이 우점하는 단절된 홍수터와 교란에 강한 습생식물이 우점하는 연결된 홍수 터로 분리되었다. 결론적으로 제방에 의해 횡적 연결성이 단절된 홍수터에서는 정수성 습지 환경에서 수생식물이 우점 하는 습지 식생이 분포하여 수로와 연결된 홍수터의 식생과 차이를 나타내었다. The flood pulse in streams enhances the biodiversity and ecosystem services of the channel-floodplain ecosystems by exchanging water, nutrients, sediments and organisms. However, the lateral connectivity in most streams of Korea has been disrupted by the levee constructions for the purpose of flood control and land use of floodplains. To compare the characteristics of floodplain vegetation according to existence of lateral connectivity in streams, we investigated the geomorphological and soil environmental factors and structures and distribution of vegetation in the floodplains connected and isolated by levee to the channel in Cheongmi Stream, Seom River, Hwangguji Stream, Mangyeong River, Gomakwon Stream, and Boseong River, Korea. In comparison of soil environments, moisture and clay contents were higher in the isolated floodplain than in the connected floodplain. According to the result of principal component analysis (PCA) using environmental data, the environments of the connected floodplain and the isolated floodplain were separated by soil moisture contents, soil texture and distribution altitude of the vegetation. The results of detrended correspondence analysis (DCA) using vegetation data showed that the isolated floodplain was dominated by the hydropythic communities of diverse life form and that the connected floodplain was dominated by the hygrophytic communities that endure disturbance. In conclusion, it is thought that the vegetation of the floodplain changed to the lentic wetland vegetation dominated by diverse hydrophytes as the floodplain was isolated from the channel by artificial levees.

도시홍수 통합관리모델 수립연구 - 유곡천 유역을 중심으로 -

권유정,서용원,박창근 (사)위기관리이론과실천 2023 Crisisonomy Vol.19 No.4

Urban areas with high levels of impervious cover and inadequate flood-mitigation policies are becoming increasingly vulnerable to flooding compared to other areas. Despite nationwide efforts to mitigate flood damages, which primarily focus on major rivers, smaller rivers and urban catchments still experience frequent floods. This study utilized a semi-distributed hydrologic model and SWMM to consider the potential backwater effect on inland flooding. Through complementary analysis using observed rainfall and flow data from early October 2016 (Typhoon Chaba), the study was conducted on the Yugok Catchment. The results demonstrate the advantages of the semi-distributed model, which can handle spatial-temporal rainfall distribution and infiltration parameters while maintaining relatively faster calculation speed compared to a fully-distributed model. Furthermore, this study suggests that integrating the model with the SWMM can provide sufficient, accurate, and prompt information to enable effective flood crisis management plan. 최근 증가하는 홍수피해는 높은 불투수면적률과 홍수 대응 정책 미흡 등으로 인해 도시지역에서 취약성이 크게 나타난다. 또한 이에 대응하기 위한 홍수정책은 국가하천 및 대하천 위주로는 수립이 잘되어 있으나 중소하천에서 장마철에 발생하는 홍수 대응에 대해서는 미흡하다고 할 수 있다. 우리나라는 지형적 특성, 하천 특성 등 지역별 특성이 다양하기 때문에 지역마다 자연재해에 대비한 저감 대책이주기적으로 발행되고 있지만 이는 홍수 발생 시 대응 방안이라고 보기는 어렵다. 본 연구에서는 도시홍수에 대응하기 위해 도시홍수 통합관리 모델을 수립하고, 외수 분석을 위해 집중형 수문 모형과 준분포수문 모형의 적용 방안을 제시하였고 내수 분석을 위해 SWMM 모형 구축을 제안하였다. 이를 검증하기위해 울산광역시 유곡천 유역을 대상지역으로 선정하여 홍수 피해 이력을 바탕으로 내수 및 외수 홍수분석모형을 구축하여 수리 수문 분석을 수행하였다. 이러한 도시홍수 관리모델은 예상 강우량과 외수위를 이용하여 유역의 홍수 대응 결정 방안으로 이용될 수 있을 것으로 판단된다.

연안지역 홍수피해자료 분석을 통한 홍수취약성 평가

이종석,최현일 한국방재학회 2016 한국방재학회논문집 Vol.16 No.2

Flood damage occurs nationwide in the Korean Peninsula and it causes more severe impacts in coastal areas due to regional climate characteristics. This study has therefore performed the flood vulnerability assessment for 74 administrative districts in coastal areas by analysis of 17-year historical flood damage data. Three flood damage indicators were constructed from flood damage data collected separately for the two occurrence causes of typhoon and rainstorm events, such as casualty losses, property damage, and inundated areas to represent social, geographic, and economic aspects, respectively, for understanding of flood damage features in coastal areas. Three flood damage indicators were also normalized by rank order for each indicator and then integrated by Euclidean distance function as typhoon flood vulnerability index, rainstorm flood vulnerability index, and typhoon/rainstorm flood vulnerability index, respectively, for flood vulnerability assessment by damage occurrence causes. This study has proposed a methodology for flood vulnerability assessment by flood damage data from occurrence causes, which is expected to provide the basic information for development of flood damage assessment and mitigation plans in coastal areas. 우리나라는 전국적으로 홍수피해가 발생하고 있으며, 지역적인 기후특성에 의하여 연안지역에서 보다 심각한 피해양상을 나타내고 있다. 따라서 본 논문에서는 전국 74개 연안 시군구를 대상으로 과거 17개년 동안의 홍수피해자료를 분석하여 연안지역의 홍수취약성을 평가하였다. 연안지역의 홍수피해특성 파악을 위해 사회적, 경제적, 그리고 지형적 요소를 대표하는 인명피해, 재산피해, 그리고 침수피해의 3개 홍수피해자료를 태풍 및 호우의 발생원인별로 수집하여, 3개의 홍수피해지표로 구축하였다. 또한 각 지표별 홍수피해의 상대순위에 따라 3개 홍수피해지표를 표준화하고 유클리드 거리 공식에 의해 3개 평가지표를 종합한 태풍 홍수취약성지수, 호우 홍수취약성지수, 그리고 태풍/호우 홍수취약성지수를 피해 발생원인별 홍수취약성 평가를 위하여 각각 산정하였다. 본 논문에서 제시한 발생원인별 홍수피해자료를 이용한 홍수취약성 평가방법은 연안지역의 홍수피해 평가기술 및 저감대책 개발에 기초정보를 제공할 수 있을 것으로 기대한다.

미계측 소유역에서의 강우-홍수심도 관계 분석

김응석,장호윤,김상단,박무종,최현일 한국방재학회 2012 한국방재학회논문집 Vol.12 No.2

As extreme floods occur frequently in recent years due to global climate changes, an increase in sudden local flooding of great volume and short duration is becoming the significant danger and loss of life and property in the Korean Peninsula as well as most parts of the world. Since such a local flood rises quite quickly with little or no advance warning to prevent flood damage, this study has developed a new flash flood index for the use in small ungauged catchments. The flash flood index is obtained by relative severity factors estimated in ratios for hydrograph characteristics of each flood event to those of the highest recorded maximum flood. Flood runoff hydrographs for the two selected small ungauged basins are generated from a rainfall-runoff model for the annual maximum rainfall series of long-term observed data. The aim of this study is to present the best-fit regression equation with the high coefficient of determination between the flash flood index and rainfall characteristics to provide the basis database for forecasting a local flood severity directly from rainfall data in small ungauged catchments. The regression results in this study show that the proposed flash flood index has a very high relation to a certain rainfall pattern for both study basins. It is therefore expected that the regression equations between the new flash flood index and rainfall characteristics can provide better understanding of the hydrologic behavior of local flash flooding using rainfall patterns in small ungauged catchments. 최근 전세계적인 기후변화로 인하여 극한홍수가 빈번히 발생함에 따라, 세계 대부분의 지역뿐만 아니라 한반도에서도 짧은 시간에 큰 유출양상을 보이는 국지적 돌발성 홍수의 증가추세에 있으며, 이는 막대한 인명 및 재산의 위험과 피해를 일으키고있다. 이와 같은 국지적 홍수는 피해를 방지하기 위한 예보가 어려울 정도로 매우 빠르게 발생하기 때문에 본 연구는 미계측소유역에서 사용할 수 있는 돌발홍수지수를 개발하고자 하였다. 돌발홍수지수는 기왕최대홍수에 대한 각 홍수사상 수문곡선 특성치의 비로 산정되는 상대심도계수들에 의해 구해진다. 선정된 2개의 미계측 소유역에서의 홍수유출수문곡선은 장기간 관측된연최대치계열 강우자료를 사용한 강우-유출모형에 의해 산정하였다. 본 연구의 목적은 미계측 소유역에서 강우자료로부터 직접국지적 홍수심도의 예측을 위한 기초자료를 제공하기 위하여 돌발홍수지수와 강우특성 사이의 상관계수가 높은 최적 회귀관계식을 제시하는데 있다. 본 연구에서 분석된 회귀분석결과는 제안된 돌발홍수지수가 2개의 시범유역에서 특정 강우양상과 매우높은 상관관계가 있음을 보여주고 있다. 따라서 새로운 돌발홍수지수와 강우특성과의 회귀분석식을 통하여 미계측 소유역에서강우양상에 의한 지역 돌발성 홍수의 수문학적 거동에 대한 이해에 도움을 줄 것으로 기대한다.

단기 홍수 지침 곡선을 이용한 남강대의 홍수조절에 관한 연구

Taeuk Kang,Sangjin Lee,Choi 위기관리 이론과 실천 2014 Crisisonomy Vol.10 No.12

남강댐의 상류유역은 산악지형이 대부분이기 때문에 하상경사가 매우 급하고, 홍수 시 유량이 급격히 증가한 다. 또한, 유역면적에 비해 홍수조절 용량이 매우 작고, 상․하류의 제약으로 인해 남강댐 운영자는 해마다 홍수 시 댐 운영에 어려움을 겪고 있다. 본 연구의 목적은 남강댐의 홍수 시 효과적인 댐 운영을 위해 단기 홍수 지침 곡선을 제시하는데 있다. 이를 위해 과거 남강댐에서 발생한 14개의 주요 홍수사상을 분석하였고, 수문학적 홍수 추적 모형인 COSFIM을 이용하여 과거 주요 홍수사상을 모의하였다. 단기 홍수 지침 곡선은 홍수 지침 곡선의 적용 시점과 홍수 진행에 따른 지침 수위와 운영 구간을 추정함으로써 결정되었다. 본 연구에서 제시한 홍수 지 침 곡선은 남강댐 홍수조절에 효과적으로 활용될 수 있을 것으로 기대한다. Upstream area of Namgang Dam is mountainous and has steep channel bed slopes, so the flood hydrograph from a storm rises rapidly. Namgang Dam operators have difficulties in flood control every year because the dam has small flood control capacity for catchment area and there are some restrictions on upstream and downstream of Namgang Dam to store or release water. The purpose of the study is to propose a flood guide curve in flood event of Namgang Dam for effective flood control. We analyzed major historical 14 flood events and simulated them by the COSFIM(Coordinate Operation System for Flood control In Multi-reservoir) that is hydrological flood routing model. The flood guide curve of Namgang Dam was determined by estimating application time of the flood guide curve and operation guide stages & ranges in process of flood time. The flood guide curve may be effectively used in flood control of Namgang Dam.

FOA를 이용한 홍수범람도 구축에서 불확실성 요소의 민감도 분석

정영훈,박제량,여규동,이승오,Jung, Younghun,Park, Jeryang,Yeo, Kyu Dong,Lee, Seung Oh 대한토목학회 2013 대한토목학회논문집 Vol.33 No.6

홍수위험관리에서 홍수범람도는 가장 기본적인 자료로 사용되고 있다. 그러나 홍수범람도 구축과정에서 다양한 형태로 불확실성이 발생하기 때문에 이는 정확한 홍수 방재계획 수립에 걸림돌로 작용할 수 있다. 그러므로 불확실성 요소를 제거하거나 개선하여 홍수범람도의 정확성을 향상시키는 것이 필요하나, 모든 불확실성을 완벽하게 제거하는 것은 경제적 타당성과 홍수에 대한 지식의 한계 때문에 불가능하며 매우 비효율적일 수 있다. 또한, 홍수범람도에 전달되는 불확실성 요소의 영향은 다른 환경변수에 따라 다를 수 있기 때문에 다양한 주변 환경의 조건을 고려한 불확실성 요소에 대한 민감도 분석이 필요하다. 이를 통하여 제거해야하거나 개선시켜야할 불확실성 요소의 우선순위를 정함으로써 전략적이면서도 효율적인 홍수위험관리를 유도할 수 있을 것으로 판단된다. 본 연구는 주변 환경의 조건에 따라 홍수범람도에 미치는 불확실성 요소의 민감도를 FOA방법을 이용하여 분석하고, 이를 미국 Indiana주 Columbus시 근처의 Flatrock 강에 적용하여 홍수범람도에 가장 큰 불확실성을 전달하는 요소를 선별하였다. 본 연구결과는 하나의 불확실성 요소가 다른 입력변수나 매개변수와 같은 주변 환경에 의해 홍수범람도에 다르게 영향을 준다는 것을 확인하였으며 또한, 대상유역의 홍수범람도 구축과정에서 가장 큰 불확실성 요소는 지형자료로 판명되었다. Flood inundation map has been used as a fundamental information in flood risk management. However, there are various sources of uncertainty in flood inundation mapping, which can be another risk in preventing damage from flood. Therefore, it is necessary to remove or reduce uncertainty sources to improve the accuracy of flood inundation maps. However, the entire removal of uncertainty source may be impossible and inefficient due to limitations of knowledge and finance. Sensitivity analysis of uncertainty sources allows an efficient flood risk management by considering various conditions in flood inundation mapping because an uncertainty source under different conditions may propagate in different ways. The objectives of this study are (1) to perform sensitivity analysis of uncertainty sources by different conditions on flood inundation map using the FOA method and (2) to find a major contributor to a propagated uncertainty in the flood inundation map in Flatrock at Columbus, U.S.A. Result of this study illustrates that an uncertainty in a variable is differently propagated to flood inundation map by combination with other uncertainty sources. Moreover, elevation error was found to be the most sensitive to uncertainty in the flood inundation map of the study reach.

엔트로피 가중치 산정방법을 활용한 도시지역 홍수취약성 평가

이선미(Lee, Seonmi),최영제(Choi, Youngje),이재응(Yi, Jaeeung) 한국방재학회 2020 한국방재학회논문집 Vol.20 No.6

Locally concentrated heavy rainfall has led to an increase in the occurrence of flood damage. This is especially so in the urban areas, which are relatively more vulnerable to flood damage due to the high population and property density. In Seoul, which has 25 administrative districts, heavy rainfall triggered flood-related damage in 2010, 2011, and 2018. However, the flood characteristics of each district were different due to difference in flood impact factors such as topography, weather, and disaster prevention measures. The flood vulnerability of each district should be assessed based on local characteristics to reduce flood damage. This study collected and calculated 15 characteristic data points that can explain the climate exposure, sensitivity, and adaptive capacity of each district using the entropy weight method. Thereafter, the flood vulnerability of each district was calculated based on climate exposure, sensitivity, and adaptive capacity, using the Euclidean method. The results showed that the northern and western areas in Seoul are highly vulnerable due to high climate exposure, sensitivity, and low adaptive capacity. In contrast, the other parts of Seoul had low vulnerability due to high sensitivity, low climate exposure, and high adaptive capacity. These results will contribute to the establishment of a flood damage reduction plan that reflects local characteristics. 최근 국내에서는 집중호우가 빈번하게 발생하고 있고, 이로 인한 홍수피해 발생횟수와 규모가 증가하고 있다. 2010년, 2011년, 2018년 서울에서는 집중호우로 인한 홍수로 인해 인명과 재산에 큰 피해가 발생하였다. 서울은 25개의 자치구가 밀집되어있지만 자치구별로 지형, 기후, 방재특성 등 홍수피해에 영향을 미치는 요소들이 상이함에 따라 피해특성 또한 차이가 있다. 이에 따라 지역특성을 고려하여 홍수취약성을 분석하고, 지역별 적절한 홍수저감 조치가 필요한 실정이다. 본 연구에서는서울특별시 25개 자치구의 홍수취약성을 분석하기 위해 평가지표인 기후노출, 민감도, 적응도에 대한 총 15개의 세부지표를선정하였다. 선정된 지표를 객관적으로 분석 가능한 엔트로피 방법과 유클리드 방법을 활용하여 지역별 홍수취약도를 산정하였다. 그 결과 서울 북부와 서부지역의 기후노출과 민감도가 높고, 적응도가 낮아 홍수취약도가 가장 높게 산정되었으며, 서울중부와 남부지역은 민감도는 높지만 기후노출이 적고 적응도가 높아 홍수취약도가 낮게 산정되었다. 이러한 홍수취약성분석결과는 지역 별 특성을 반영한 홍수피해 저감 대책방안 수립을 위해 활용될 수 있을 것으로 판단된다.

홍수위험도 작성을 위한 낙동강 유역에서의 도달시간 산정

박준형,한건연,김병현 한국방재학회 2015 한국방재학회 학술발표대회논문집 Vol.14 No.-

본 연구에서는 홍수위험도 작성을 위한 낙동강 유역에서의 도달시간을 산정하였다. 현재 국내에서 제작되고 있는 홍수위험지도는 홍수범람범위 및 홍수심을 표출하는 것을 목적으로 하는 Flood Hazard Map이다. 최근 발생하고 있는 홍수피해는 태풍이나 국지성 호우에 의한 피해가 대부분으로 이를 대비하기 위해서는 실시간 홍수예보가 중요하며, 나아가서는 실시간 홍수위험도 예측이 필요한 실정이다. 특히 실시간 홍수예경보가 이루어지고 있는 대하천의 경우 4대강 살리기 사업으로 인해 보 설치 및 하천 준설 등으로 인해 하천환경이 변화되어 하천의 흐름특성이 변화되었다. 따라서 변화된 하천 단면의 적용 및 보 등의 내부구조물을 고려한 수리학적 분석을 통한 실시간 홍수예경보 및 홍수위험도 작성이 필요하다. 본 연구에서는 현재 제작되고 있는 Flood Hazard Map들이 홍수범람범위와 침수심의 제한된 정보만을 포함하고 있는 한계를 벗어나 다양한 범람 시나리오에 대한 불확실성을 고려한 홍수위험도를 작성하기 위한 요소 중 홍수파 도달시간을 산정하였다. 도달시간 산정을 위해 본 연구에서는 FLDWAV 모형을 사용하였으며 태풍 산바 사상을 통한 검증 후 가상 홍수 시나리오에 대한 낙동강 유역에서의 도달시간을 산정하였다. 또한, 4대강 살리기 사업으로 설치된 보의 영향을 분석하기 위해 보 설치 전·후를 비교하였다. 홍수에 대한 여러 가지 불확실성이 있겠지만 홍수 발생시 중요하게 고려되는 홍수심, 유속 등을 추가로 고려하여 이를 바탕으로 나아가 불확실성을 고려한 홍수위험도를 작성하고자 한다.

거대홍수 시나리오를 이용한 평창강 유역의 홍수모의

최창현,한대건,김경태,어규,이대웅,김형수 한국재난정보학회 2015 한국재난정보학회 학술대회 Vol.2015 No.11

본 연구에서는 연속적인 호우 사상으로 인한 심각한 홍수를 거대홍수라고 정의하고, 일정 시간 간격으로 극한 호우 사상이 연속적으로 발생 될 수 있음을 가정하여 가상의 거대홍수 시나리오를 구성하였다. 최소 무강우 시간 결정(Inter Event Time Definition, IETD)방법을 사용하여 연속적인 강우의 시간 간격을 결정 하였으며, IETD에 의해 산정된 시간 간격 안에서 호우 사상을 연속적으로 발생시켜 평창강 유역을 대상으 로 거대홍수를 모의하였다. 즉, (1) 기록된 극한 호우 사상의 연속적인 발생 (2) 기왕 자료를 기반으로 빈 도해석에 의해 산정된 설계 호우 사상의 연속적인 발생을 가정하여 거대홍수를 모의하였다. 연속 호우 사 상으로 인한 거대홍수는 단일 호우 사상으로 인한 일반 홍수에 비해 6∼17%의 홍수량이 증가하는 것으로 나타났다. 앞의 호우 사상으로 인한 홍수량에 비해 뒤에 오는 호우로 인한 홍수량의 증가는 많지 않지만, 연속적인 호우는 두 번의 홍수피해를 가져오므로 가상의 거대홍수로 인한 홍수 피해는 매우 클 것으로 판 단된다. 따라서 본 연구와 같이 가상의 강우 시나리오를 통해 예상하지 못한 연속적인 홍수 재해와 같은 비상 상황에 대비할 수 있는 방안을 마련할 필요가 있을 것으로 사료된다

LiDAR 고도자료와 LISFLOOD 모형을 이용한 홍수범람해석

최천규 ( Cheon Kyu Choi ),최윤석 ( Yun Seok Choi ),김경탁 ( Kyung Tak Kim ) 한국지리정보학회 2013 한국지리정보학회지 Vol.16 No.4

세계적으로 홍수로 인하여 인명과 재산의 피해가 발생하고 있다. 국내에서는 홍수피해를 줄이기 위하여 비구조물적 대책의 하나로 홍수범람지도를 작성하고 있으며, 홍수범람해석을 위한 다양한 모형이 연구되고 있다. 본 연구에서는 LiDAR 자료와 LISFLOOD 모형을 이용한 홍수범람해석을 수행하여 국내 하천에서의 적용성을 검토하고, 파제 시나리오에 의한 파제 위치별 범람해석 결과를 평가하였다. 범람해석 결과 최대 홍수범람면적에서는 HEC-RAS 모형에 의해 작성된 홍수범람 도와 차이가 약 4% 미만으로 유사하였으며, 파제 시나리오에 의한 홍수범람해석에서는 시나리오 별로 약 0.2%~6.5%의 범람면적 차이를 나타내었다. 또한 파제 위치에 따라서 홍수범람 양상이 다르게 나타났으며, 제내지에서 범람류의 흐름방향과 하천 흐름방향의 관계에 따라 최대 홍수범람면적과 최대 침수심이 변화함을 확인할 수 있었다. 연구 결과 국내 하천에서 홍수범람해석시 LISFLOOD 모형의 적용이 가능하고, 다양한 범람상황을 고려한 홍수범람해석이 가능할 것으로 판단된다. Great loss of life and property has been occurred by the severe flood globally. In Korea, a flood inundation map is used as one of the non-structural measures for reducing flood damage, and various inundation models have been studied for flood inundation analysis. This study applies LiDAR data and LISFLOOD model for flood inundation analysis and discusses the the modeling results from levee breaching scenarios for evaluating the applicability of the model to stream inundation modeling. In the results of LISFLOOD modeling, maximum inundation area was similar to the inundation map by HEC-RAS model just less than 4%. The inundation area by each levee breaching scenario showed the difference from 0.2% to 6.5%. Inundation processes were different each other according to the position of levee breach point, and maximum inundation area and depth were changed by the flow direction of stream and flood plain. This study shows that LISFLOOD model can be applied properly to stream inundation analysis using various inundation scenarios.