표제지
목차
요약문 3
SUMMARY 4
제1장 서론 14
1.1. 연구배경 및 필요성 15
1.2. 연구목적 및 방법 18
1.3. 연구방법 및 절차 19
제2장 실증실험 기반 우수저류시설 홍수저감효과 분석 22
2.1. 국외 우수저류시설 용량산정 사례 23
2.2. 우수저류시설을 축소한 실내실험모형 구축 32
2.3. 강우유출모형 매개변수 자동보정모듈 구축 및 적용 44
2.4. 유역유출 시나리오별 실증실험 기반 저류시설 홍수저감효과 분석 58
2.5. 소결론 68
제3장 침수피해 대응역량 강화 69
3.1. 국외 지하공간 침수방지 제도와 시설 70
3.2. 지하공간 침수에 따른 대피 안전성 평가 방안 85
3.3. 지하공간 침수상황 추정 및 대피 단계별 소요시간 산정 91
3.4. 침수상황 체험프로그램 운영 118
3.5. 침수대비 국민행동요령 보급 123
3.6. 소결론 126
제4장 요약 및 결론 128
참고문헌 131
판권기 136
표 2.1. 저류용량 산정 방법 비교(PUB, 2021) 25
표 2.2. 저류용량 산정 방법 비교 26
표 2.3. 소재별 저류조 특징 비교 33
표 2.4. 가변형 저류시설 제작에 따른 구현 가능 저류량(축소비 1/7 기준) 36
표 2.5. 의령군 소입지구 강우-유출 사상 46
표 2.6. 대상 관측지점의 보정 전ㆍ후 유출량 비교 49
표 2.7. 모형 평가지표(국립재난안전연구원, 2021) 52
표 2.8. 모형의 성능평가 기준(Moriasi et. al., 2007) 52
표 2.9. 최적화 대상 매개변수 및 보정 범위 53
표 2.10. 매개변수 최적화 전ㆍ후 모형의 활용성 검토 54
표 2.11. 최적화 모형에 대한 검증 결과 54
표 2.12. 확률강우량에 따른 SWMM 강우 입력자료 55
표 2.13. 축소모형 실내 실증실험 시나리오 용어 정의 56
표 2.14. 강우조건 시나리오에서의 첨두 저감량 및 지체시간 원형 환산값 비교 62
표 2.15. 유역조건 시나리오에서의 첨두 저감량 및 지체시간 원형 환산값 비교 64
표 2.16. 저류시설 조건 시나리오에서의 첨두 저감량 및 지체시간 원형 환산값 비교 67
표 3.1. 개발 대상, 침수 이력에 따른 최소 높이(PUB, 2013) 71
표 3.2. 지하공간 침수피해 방지를 위한 설계 방법 및 장치(PUB, 2013) 72
표 3.3. 허용 가능한 최대 침수위에 대한 침수 방지 높이 및 기준 결정 74
표 3.4. 일본 지하공간 유입량 산정 공식 축소실험모형 계단 제원(Tachi et. al., 2001) 95
표 3.5. JR 하카타역(博多驛) 지하상가 계단 실험모형 계단 제원(Tada et. al., 2001) 98
표 3.6. 유량계수 C와 지수 a 산정 결과(Tada et. al., 2001) 99
표 3.7. 지하공간 유입량 산정 공식 종류 101
표 3.8. 개도율별 AVFM 계측자료 통계량 106
표 3.9. 개도율별 ADV 계측자료 통계량 108
표 3.10. 개도율별 AVFM 평균 유속 계측 결과 109
표 3.11. 개도율별 AVFM 계측 및 수리량 계산 결과 112
표 3.12. 재현 유량 흐름 분석을 위한 수리량 계산 공식 112
표 3.13. 흐름 상태에 따른 수로경사 분류 및 특성치 관계(윤용남, 2022) 113
표 3.14. 침수계단 체험자 특성 분석표 115
표 3.15. 침수계단 대피 체험 참여자 기술 통계량 116
표 3.16. 침수상황 체험프로그램 구성 118
표 3.17. 침수상황 체험프로그램 체험 및 견학 참여 현황 119
표 3.18. 침수상황 체험프로그램 설문조사 결과(2023년) 122
표 3.19. 침수대비 국민행동요령 관련 언론보도 실적 123
그림 1.1. 실내 도시침수 실험모형(일본, 교토대학교 방재연구소) 16
그림 1.2. 대형수리실험모형(농어촌공사) 17
그림 1.3. 복합지하공간 침수실험모형(부산대학교) 17
그림 1.4. 국립재난안전연구원 도시홍수실험동 실내 실증실험시설 17
그림 2.1. 수정된 합리식(Modified rational method) 개념도(PUB, 2021) 24
그림 2.2. 표준등위험도선(東京都総合治⽔対策協議会, 2009) 27
그림 2.3. 삼각형의 상사비(東京都総合治⽔対策協議会, 2009) 28
그림 2.4. 우량주상도 형상(東京都総合治⽔対策協議会, 2009) 28
그림 2.5. 표준등위험도선-중앙집중형(東京都総合治⽔対策協議会, 2009) 29
그림 2.6. 수문곡선 방법과 삼각 수문곡선 방법(FHWA, 2022) 30
그림 2.7. SCS detention basin routing curves(FHWA, 2022) 31
그림 2.8. 실내 실험모형 모식도 32
그림 2.9. 가변형 저류시설 구조 34
그림 2.10. 저류수조 내부 유출관(100A 및 200A) 35
그림 2.11. 저류수조 축소관 형태 및 부착 예시 35
그림 2.12. 격판 위치에 따른 저류용량 변화 37
그림 2.13. 가변형 저류시설 격판 운반을 위한 크레인 38
그림 2.14. 대형 비닐을 이용한 수밀작업 39
그림 2.15. 정류수조 40
그림 2.16. 부스터 펌프 41
그림 2.17. 유량공급시설 42
그림 2.18. 유량공급 제어시스템 GUI 구성 43
그림 2.19. 유량공급 제어시스템 GUI - 제어부 상세 44
그림 2.20. 의령군 소입지구 계측장비 설치 위치(국립재난안전연구원, 2022) 45
그림 2.21. 관측간별 수위, 유속 그래프 47
그림 2.22. 관측지점별 유출량 보정 결과 48
그림 2.23. 집합체 혼합진화 알고리즘 모식도(Duan, 1991) 50
그림 2.24. 소입지구 SWMM 모형 구축(국립재난안전연구원, 2022) 51
그림 2.25. 매개변수 최적화 전ㆍ후 관측값과 모의값 비교 54
그림 2.26. 축소모형 실증실험을 위한 유출시나리오(강우 조건) 57
그림 2.27. 축소모형 실증실험을 위한 유출시나리오(유역 조건) 57
그림 2.28. 축소 유출배관 설계 및 제작 과정 58
그림 2.29. 접촉식 유량계 및 비접촉식 유량계 설치 위치 59
그림 2.30. AVFM 및 비접촉식 유량계 계측 결과 비교 60
그림 2.31. 우수저류시설 축소모형 내부 비닐 적용 사진 60
그림 2.32. 우수저류시설 홍수저감효과 시나리오에 따른 실험 절차 61
그림 2.33. 강우조건 시나리오별 실험 결과 비교 62
그림 2.34. 강우조건 시나리오에 따른 저감량(원형) 및 저감율 비교 63
그림 2.35. 유역조건 시나리오별 실험 결과 비교 64
그림 3.36. 유역조건에 따른 저감량(원형) 및 저감율 65
그림 2.37. 저류시설 조건별 실험 결과 비교(50년 빈도 확률강우량) 66
그림 2.38. 저류시설 조건에 따른 저감량(원형) 및 저감율 67
그림 3.1. 홍수방지높이 설계 요구사항 75
그림 3.2. 홍수 방지 높이 및 조치사항을 결정하기 위한 흐름도 76
그림 3.3. 개인주택의 지하실 침수가 발생할 수 있는 조건(지표 침수) 79
그림 3.4. 건물의 홍수 피해 저감을 위한 시설물 조치 사항(FEMA, 2017) 81
그림 3.5. Water gate 설치 사례 82
그림 3.6. WIPP 설치 사례 83
그림 3.7. Flood bags 83
그림 3.8. Flood block 설치 및 가이드 84
그림 3.9. Self Closing Flood Barrier 84
그림 3.10. 개선 전ㆍ후 침수계단 체험시설 91
그림 3.11. 실험용 계단과 체험용 계단의 분리 및 확장된 집수조 92
그림 3.12. 개선된 유입수조 및 안전장치(안전레일, 안전고리) 93
그림 3.13. 공급배관 연장 및 만관유량계 설치 위치 93
그림 3.14. 유량공급 조절 및 제어시스템 94
그림 3.15. 일본 지하공간 유입량 산정 공식 축소실험모형 조감도 95
그림 3.16. 지하상가 확산 모의를 위한 축소실험 모형(Takahashi et. al., 1990) 96
그림 3.17. 시나리오별 유량계수 μ의 검증 결과(Takahashi et. al., 1990) 97
그림 3.18. JR 하카타역(博多驛) 지하상가 계단 실험을 위한 축소모형(Tada et. al., 2001) 98
그림 3.19. 실규모 계단 실험모형 평면도 및 측면도(Ishigaki et. al., 2006) 99
그림 3.20. 경험식과 이론식의 중첩을 통한 정확도 검증 결과(Ishigaki et. al., 2006) 101
그림 3.21. 경험식별 수심에 따른 지하공간 유입량 산정 결과(침수심 : 0.0m~0.6m) 102
그림 3.22. 실험시설 유량공급 배관 위치도 103
그림 3.23. 유량공급 조절 밸브 및 컨트롤러 104
그림 3.24. 조절 밸브 개도율에 따른 공급 유량 104
그림 3.25. 공급 유량 유입부 구조 변경 105
그림 3.26. 유속 계측장비 설치 및 활용 106
그림 3.27. 개도율별 AVFM 계측자료 샘플링 결과 107
그림 3.28. 개도율별 ADV 계측자료 샘플링 결과 108
그림 3.29. Flow Tracker2 샘플링 완료 후 데이터 로거 화면 109
그림 3.30. 유속 계측 장비별 평균유속 110
그림 3.31. 계측 장비별 유량 비교 및 유량공급 배관의 유량계 계측값 비교 110
그림 3.32. 실험 결과와 타 경험식의 비교 111
그림 3.33. 등류수심으로 변환한 수심-유량의 관계 114
그림 3.34. 침수계단 대피 체험 참여자 특성 빈도(지상 침수심 0.4m) 116
그림 3.35. 난간의 유무에 따른 개인 특성별 이동시간 분석 117
그림 3.36. 침수상황 체험프로그램 설문조사 120
그림 3.37. 침수대비 행동요령 전파를 위한 홍보부스 운영 124
그림 3.38. 침수대비 행동요령 전파를 위한 홍보부스 전시 물품 124