표제지
목차
요약문 3
SUMMARY 4
제1장 서론 13
1.1. 연구배경 및 필요성 14
1.2. 연구목적 및 범위 18
1.3. 연구방법 및 절차 19
제2장 지속 가능한 학습자료 추가 확보 계획 수립 20
2.1. 2021년 침수피해자료 및 강우자료 수집ㆍ분석 22
2.2. 유역특성자료 최신화를 위한 GIS 자료 수집ㆍ분석 28
2.3. 자료수집 절차 및 분석 프로세스 수립 32
2.4. 소결론 45
제3장 침수 위험기준 개선 및 적용성 분석 47
3.1. 도시침수 위험기준 운영 및 침수자료를 활용한 검증ㆍ개선 49
3.2. 최신자료의 모델 적용 및 위험기준 개선 56
3.3. 복합기준 적용을 통한 위험알람 정확도 분석 60
3.4. 침수 위험기준 미개발지역에 대한 타부처 연구결과 적용성 검토 64
3.5. 소결론 68
제4장 도시침수 계측센서 유지관리 및 자체 개발 센서 개선 70
4.1. 도시침수 계측센서 유지관리 72
4.2. 도시침수 계측센서 개선 및 시험 운영 81
4.3. 소결론 101
제5장 결론 103
참고문헌 108
판권기 112
표 1.1. 서울 주요 침수지역 강우 빈도('22.8.8.~9.) 17
표 2.1. 2021년 시군구별 주요 침수피해현황 23
표 2.2. 시도별 강우자료 분석현황 24
표 2.3. 지속시간별 최대누적강우량(ASOS 진도군 관측소) 25
표 2.4. 피해이력기반 한계강우량 산정 가능지역 27
표 2.5. 피해이력기반 한계강우량 식 27
표 2.6. 연도별 GIS자료 수집ㆍ분석 현황 29
표 2.7. 침수피해이력 자료 요청 항목 34
표 2.8. 유역특성 분석을 위한 기초자료 수집 방법 39
표 2.9. 한계강우량 산정값 검증조건 43
표 3.1. 침수 위험알림 발생 현황(6~10월) 50
표 3.2. 침수자료 수집현황 51
표 3.3. 한계강우량 검토 결과 53
표 3.4. 침수자료를 활용한 한계강우량 검토 결과 54
표 3.5. 오차 및 오차율 분석 결과(절댓값) 54
표 3.6. 한계강우량 개선 가능 조건 검토 결과 55
표 3.7. 한계강우량 개선 결과 55
표 3.8. 한계강우량 산정 모델 성능 평가 56
표 3.9. 모델 학습자료 구축 57
표 3.10. 한계강우량 산정값 검증조건 57
표 3.11. 한계강우량 산정값 유효성 검토 결과 58
표 3.12. 학습자료 확장을 통한 모델 예측성능 평가 58
표 3.13. 한계강우량 선정 결과 59
표 3.14. 2022년 위험기준 개선 결과 59
표 3.15. 위험알람 검토 기준 60
표 3.16. 위험알람 검토 결과 61
표 3.17. 위험알람 검토 기준 62
표 3.18. 침수 위험알람 검토 결과 63
표 3.19. 침수 위험알람 ROC분석 결과 64
표 3.20. 한계강우량-영향한계강우량 범위 66
표 3.21. 한계강우량과 영향한계강우량 특성 67
표 4.1. 울산지역 계측센서 형태별 개수(2022년 하반기 기준) 73
표 4.2. 부산지역 계측센서 형태별 개수(2022년 하반기 기준) 74
표 4.3. 인천지역 침수센서 형태별 개수(2022년 하반기 기준) 75
표 4.4. 천안지역 계측센서 형태별 개수(2022년 하반기 기준) 76
표 4.5. 창원지역 계측센서 형태별 개수(2021년 하반기 기준) 77
표 4.6. 긴급점검 처리현황 80
표 4.7. 초음파센서별 제원 84
표 4.8. 초음파센서별 검토 결과 86
표 4.9. 센서 테스트 결과(US-100, 10.0cm 이격) 88
표 4.10. 아두이노 메가 보드 제원 89
표 4.11. Codezoo LTE-Cat.M1 통신 모듈 제원 89
표 4.12. 기울기 측정 모듈(GY-521) 제원 90
표 4.13. 태양광 패널 제원 91
표 4.14. 태양광 컨트롤러 제원 92
표 4.15. 배터리 제원 92
표 4.16. TFT SD 카드 모듈 제원 93
표 4.17. 전압측정 모듈 제원 93
그림 1.1. 2021년과 2001~2020년 평균 자연재난 발생 현황 비교 14
그림 1.2. 1908~2020년 강우일수 변화(서울) 15
그림 1.3. 최근 5년(2017~2021) 사유시설 침수피해 통계(NDMS) 15
그림 1.4. 서울 침수피해 사진 16
그림 2.1. NDMS 사유시설 피해자료 22
그림 2.2. 한계강우량 산정 예시(부산 동구 수정2동) 26
그림 2.3. 유역특성자료 수집 29
그림 2.4. 불투수율 분석 결과(강북구) 30
그림 2.5. 행정동별 고도 및 상대고도 분석 결과(서울) 31
그림 2.6. 행정동별 경사 분석 결과(서울) 31
그림 2.7. 강우자료 수집 절차 33
그림 2.8. 침수피해이력 자료 수집 절차 34
그림 2.9. 강우이벤트 분석과정 35
그림 2.10. 침수 피해지역 분석 과정(국토정보맵) 36
그림 2.11. 침수 피해지역 분석 과정(지도/로컬 API) 37
그림 2.12. 한계강우량 산정 과정 38
그림 2.13. 한계강우량 산정 과정(도시침수 모니터링 시스템 활용) 39
그림 2.14. 유역특성 자료 분석 절차 40
그림 2.15. 한계강우량 산정을 위한 모델예측 수행 절차 42
그림 2.16. 모델 산정 결과 유효성 검토 흐름도 44
그림 2.17. 모델 산정 결과 한계강우량 보정 방법 45
그림 3.1. 도시침수 모니터링 시스템(개선) 48
그림 3.2. 행정동별 한계강우량 현황(지속시간 1시간 한계강우량) 49
그림 3.3. 침수 위험알람 개선 방안 61
그림 3.4. 복합기준을 적용한 위험알람 사례 62
그림 3.5. 영향한계강우량(서울) 65
그림 3.6. 격자별 영향한계강우량 값 추출 66
그림 3.7. 한계강우량-영향한계강우량 비교 67
그림 4.1. 도시침수 계측센서 정기점검표(현장점검) 72
그림 4.2. 울산지역 침수 계측센서 설치현황 73
그림 4.3. 부산지역 침수 계측센서 설치현황 74
그림 4.4. 인천 부평구 침수 계측센서 설치현황 75
그림 4.5. 인천 미추홀구 침수 계측센서 설치현황 76
그림 4.6. 천안지역 참수 계측센서 주요 사진 76
그림 4.7. 창원지역 침수 계측센서 설치현황 77
그림 4.8. 2월 현장점검 주요 사진 78
그림 4.9. 3월 현장점검 주요 사진 78
그림 4.10. 4월 현장점검 주요 사진 79
그림 4.11. 5월 현장점검 주요 사진 79
그림 4.12. 6월 현장점검 주요 사진 79
그림 4.13. 8월 현장점검 주요 사진 79
그림 4.14. 도시침수 계측기 형태(2018년 제작) 81
그림 4.15. 도시침수 계측기 개선 형태(2019년 이후 제작) 81
그림 4.16. 개선형 함체 82
그림 4.17. XL-TrashSonar-WR 초음파 방사 패턴 83
그림 4.18. 초음파 센서별 사전 84
그림 4.19. 초음파센서 테스트 환경 85
그림 4.20. 초음파센서 테스트 수조 85
그림 4.21. 초음파센서 테스트 결과 87
그림 4.22. 센서 거치 높이 변경(US-100) 87
그림 4.23. 센서 테스트 결과(US-100, 10.0cm 이격) 87
그림 4.24. 아두이노 메가 89
그림 4.25. Codezoo LTE-Cat.M1 89
그림 4.26. 기울기 측정 모듈(GY-521) 90
그림 4.27. 태양광 패널 91
그림 4.28. 태양광 컨트롤러 91
그림 4.29. 배터리 92
그림 4.30. 태양광 충전 테스트 92
그림 4.31. TFT SD 카드 모듈 93
그림 4.32. 전압측정 모듈 93
그림 4.33. 침수센서 데이터 로거 및 모듈 연결부 모델링 94
그림 4.34. 침수센서 센서 거치부 모델링 95
그림 4.35. 침수센서 컨트롤러 및 센서 거치부 3D 프린터 출력 95
그림 4.36. 침수센서 컨트롤러 및 센서 거치부 3D 프린터 출력물 96
그림 4.37. 침수센서 컨트롤러 및 센서부 제작 97
그림 4.38. 침수센서 구동 알고리즘(초기설정) 98
그림 4.39. 침수센서 구동 알고리즘(반복 구문) 99
그림 4.40. 도시침수 계측기 현장 설치 100
그림 4.41. 개선된 침수센서 측정 데이터(울산 명촌지하차도) 101