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요약문(SUMMARY)

목차

제1장 서론 21

1.1. 연구 배경 및 필요성 21

1.2. 연구 범위 및 내용 21

1.3. 대상유역 22

제2장 모니터링 사이트 설계 및 구축 27

2.1. 모니터링 사이트 선정 27

2.1.1. 모니터링 사이트 현장조사 및 위치 선정 27

2.1.2. 모니터링 지점별 현황 28

2.2. 모니터링 시스템 설계 35

2.2.1. 계측기기 선정 및 설치 방안 35

2.2.2. 데이터 취득 방안 44

2.2.3. 전원 공급 방안 52

2.2.4. 함체 및 거치대 설계 55

2.3. 모니터링 시스템 구축 59

2.3.1. 우수유출 모니터링 사이트 구축 59

2.3.2. 계측 장비 및 부대시설 시공 현황 63

제3장 계측 자료 분석 83

3.1. 우수유출 계측 데이터 검보정 83

3.1.1. 수위 유속 검정 시험 83

3.1.2. 계측 데이터의 이상치 보정 96

3.2. 자료 분석 102

3.2.1. 모니터링 자료 분석 102

3.2.2. 수위-유속 반전 현상 110

제4장 자료 표출 및 시스템 안정화 117

4.1. 데이터베이스 117

4.2. 자료 표출 120

4.3. 시스템 안정화 및 유지관리 124

제5장 시범유역의 강우유출특성 분석 131

5.1. 도시유역 특성 분석 131

5.1.1. 배수구역 현황 131

5.1.2. 우수관망 및 지형특성 132

5.1.3. 토양 및 토지이용 특성 136

5.2. 모형의 선정 및 구축 138

5.2.1. 모형의 조사 및 선정 138

5.2.2. SWMM의 LID 계산 모듈 140

5.2.3. SWMM의 매개변수 144

5.2.4. SWMM의 주요 과정 매개변수 147

5.2.5. 모형의 구축 157

5.3. 수치해석 모형의 매개변수 및 최적화 방법 159

5.3.1. SCE-UA 159

5.3.2. SWMM과 SCE-UA의 연계 159

5.3.3. 목적함수와 모형 평가지표 162

5.3.4. 민감도 분석과 추정 대상 매개변수 163

5.4. 대상지역에 대한 모형의 자동 보정 및 검증 167

5.4.1. 자동 보정 전 상태에 대한 분석 167

5.4.2. 대표 지점에 대한 보정을 통한 타 지점의 결과 검토 171

5.4.3. 지점별 단계적 모형 보정 176

5.4.4. 지점별 단계적 모형 보정결과의 검증 184

5.5. 우수유출저감시설의 도시 배수시설 영향 분석 186

5.5.1. 우수유출저감시설의 계획 현황 186

5.5.2. 실 강우 사상에 기초한 도시 배수시설 영향 분석 189

참고문헌 193

부록 1. SWMM의 과정 매개변수에 대한 홍수량의 민감도 분석 199

서지자료(REPORT DOCUMENTATION PAGE) 205

판권기 207

표목차

표 1.1. 표 대상유역 개요 23

표 2.1. 모니터링 사이트 후보지 27

표 2.2. 모니터링 지점 현황 29

표 2.3. 유량계 센서 형태 비교 37

표 2.4. 초음파유량계 사양 39

표 2.5. 강우량계 사양 40

표 2.6. 온·습도 센서 사양 41

표 2.7. 기압 센서 사양 41

표 2.8. 데이터로거 사양 44

표 2.9. 아두이노 우노 사양 45

표 2.10. WCDMA 사양 46

표 2.11. 원형관 통수 단면적 산정식 48

표 2.12. 헌치가 있는 사각 암거 통수 면적 산정식 50

표 2.13. 1분 강우 변환법 51

표 2.14. 우수유출 모니터링 전력사용량 52

표 2.15. 우수유출 모니터링 전력사용 및 최대 배터리 사용 기간 계산 53

표 2.16. 기상 관측 시스템 전력사용 및 최대 배터리 사용 기간 계산 54

표 2.17. 주요 기관의 지하매설물 설치 현황 60

표 2.18. 지점1 제원 정보 63

표 2.19. 지점2 제원 정보 66

표 2.20. 지점3 제원 정보 69

표 2.21. 지점4 제원 정보 73

표 2.22. 기상 관측 설치 위치 77

표 3.1. 유량 검정 기기를 이용한 시험 방법 84

표 3.2. 고유량, 저유량 시험 결과 84

표 3.3. 고유량 비교 결과 85

표 3.4. 저유량 비교 결과 86

표 3.5. 지점1 저유량 수위, 유속 데이터 87

표 3.6. 지점1 저유량 수위, 유속 오차 87

표 3.7. 지점1 고유량 수위, 유속 데이터 88

표 3.8. 지점1 고유량 수위, 유속 오차 88

표 3.9. 지점2 저유량 수위, 유속 데이터 89

표 3.10. 지점2 저유량 수위, 유속 오차 89

표 3.11. 지점2 고유량 수위, 유속 데이터 90

표 3.12. 지점2 고유량 수위, 유속 오차 90

표 3.13. 지점3 저유량 수위, 유속 데이터 91

표 3.14. 지점3 저유량 수위, 유속 오차 91

표 3.15. 지점3 고유량 수위, 유속 데이터 92

표 3.16. 지점3 고유량 수위, 유속 오차 92

표 3.17. 지점4 저유량 수위, 유속 데이터 93

표 3.18. 지점4 저유량 수위, 유속 오차 93

표 3.19. 지점4 고유량 수위, 유속 데이터 94

표 3.20. 지점4 고유량 수위, 유속 오차 94

표 3.21. 센서별 저유량 정밀도 계산 95

표 3.22. 센서별 고유량 정밀도 계산 95

표 3.23. 센서별 저유량 정확도 계산 95

표 3.24. 센서별 고유량 정확도 계산 95

표 3.25. 이상치 발생원인 96

표 3.26. 지점별 수위-유속 관계곡선식 97

표 3.27. 강우량 데이터 비교 103

표 3.28. 면적대비유출비율 산정 공식 109

표 3.29. 지점별 모니터링 결과(19.10.02 00:00~10.04 00:00) 109

표 3.30. 수위-유속 반전 현상 발생 정보 110

표 3.31. 우수관 말단 지점 수위 112

표 4.1. GUI 표출 기능 120

표 4.2. 계측 센서 유지관리 124

표 4.3. 유지관리 점검 항목 124

표 4.4. 시스템 안정화 및 유지관리 이력 125

표 4.5. 일반 점검 이력 127

표 4.6. 강우 점검 이력 128

표 5.1. 수치표고 및 유역경사 분석 135

표 5.2. 대상지역의 토지피복 면적 및 비율 137

표 5.3. 도시유출모형의 비교 139

표 5.4. SWMM의 특징 140

표 5.5. SWMM-LID의 모의가능 LID 형태 142

표 5.6. SWMM-LID의 층별 입력 매개변수 143

표 5.7. SWMM의 주요 매개변수 구분 146

표 5.8. 지표면 흐름에 관한 Manning의 조도계수 149

표 5.9. 유럽의 지면 저류량 자료 151

표 5.10. 다양한 지면 저류량에 관한 참조값 152

표 5.11. 토양 종류별 매개변수의 값 154

표 5.12. SCS 토양형에 따른 Horton 식의 매개변수 154

표 5.13. 개수로의 Manning 조도계수 155

표 5.14. 다양한 관거 및 개수로의 Manning 조도계수 156

표 5.15. 소유역 입력자료 157

표 5.16. 관망 입력자료 158

표 5.17. 맨홀 입력 자료 158

표 5.18. 모형 평가 지표 162

표 5.19. Moriasi 등(2007)이 제안한 모형의 성능평가 기준 163

표 5.20. 침투량 산정 방법 적용에 따른 SWMM의 추정 대상 매개변수 164

표 5.21. 추정 대상 매개변수와 매개변수별 탐색 범위 166

표 5.22. 자동보정 전 모형의 적용성 검토 170

표 5.23. 대표 지점에 대한 모형 보정 결과 172

표 5.24. 대표 지점에 대한 모형 보정 결과의 적용 검토 174

표 5.25. 대표 지점에 대한 모형 보정 시 결정된 매개변수 175

표 5.26. 지점별 단계별 모형 보정 결과 평가 181

표 5.27. 지점별 단계별 모혐 보정 시 결정된 매개변수 182

표 5.28. 모형 검증에 대한 평가 결과 185

표 5.29. LID 시설의 종류 186

표 5.30. LID 시설 계획 현황 187

표 5.31. 삼호지구 2-1구역에 계획된 LID 시설처리규모 188

표 5.32. LID 시설도입에 따른 첨두유출량 저감효과(실강우시) 189

표 5.33. LID 시설도입에 따른 유출체적 저감효과(실강우시) 190

부록 표 1.1. 매개변수 변화에 따른 첨두 홍수량 증감비 204

그림목차

그림 1.1. 연구 범위 21

그림 1.2. 연구 내용 22

그림 1.3. 대상유역 위치 및 우수흐름 방향 24

그림 2.1. 모니터링 지점 위치도 28

그림 2.2. 모니터링 지점 위치도 29

그림 2.3. 모니터링 지점1 30

그림 2.4. 모니터링 지점2 31

그림 2.5. 모니터링 지점3 32

그림 2.6. 모니터링 지점4 33

그림 2.7. 옥현 초등학교 옥상 34

그림 2.8. 유량계 측정 방식 비교 35

그림 2.9. 유량계 센서 형태 비교(NivuFlow7550과 AVFM6.0) 36

그림 2.10. 초음파유량계 38

그림 2.11. 초음파유량계 설치 방안 39

그림 2.12. 기상 관측 시스템 장비 40

그림 2.13. RF 통신 모듈 42

그림 2.14. 자동 기상 관측 센서 설치 위치 43

그림 2.15. 데이터로거 44

그림 2.16. 아두이노 우노 45

그림 2.17. WCDMA 통신모듈 46

그림 2.18. 수위, 유속 데이터 획득 방식 47

그림 2.19. 원형관 단면도 48

그림 2.20. 헌치가 있는 사각 암거 단면도 49

그림 2.21. 헌치가 있는 사각 암거 단면도 산정 조건 49

그림 2.22. 시스템 전원 공급 현황 52

그림 2.23. 지점별 계량기 설치 현황 53

그림 2.24. 함체 종류 55

그림 2.25. 함체 내부 구성도 56

그림 2.26. 우수 유출 모니터링 시스템 함체 및 폴대 설계도 57

그림 2.27. 기상 관측 시스템 폴대 설계도 58

그림 2.28. 모니터링 시스템 구축을 위한 행정처리 순서도 59

그림 2.29. 모니터링 지점별 지하매설물 현황 60

그림 2.30. 모니터링 사이트 시공 과정 61

그림 2.31. 지점별 케이블 강선 배치 62

그림 2.32. 지점1 유량계 및 함체 설치 위치 63

그림 2.33. 지점1 구축 현황 64

그림 2.34. 지점1 센서 케이블 설치도 65

그림 2.35. 지점2 유량계 및 함체 설치 위치 66

그림 2.36. 지점2 구축 현황 67

그림 2.37. 지점2 센서 케이블 설치도 68

그림 2.38. 지점3 유량계 및 함체 설치 위치 69

그림 2.39. 지점3 구축 현황 71

그림 2.40. 지점3 센서 케이블 설치도 72

그림 2.41. 지점3 유량계 및 함체 설치 위치 73

그림 2.42. 우수유출 모니터링 지점4 구축 현황 75

그림 2.43. 지점4 센서 케이블 설치도 76

그림 2.44. 기상 관측 시스템 설치 위치 78

그림 2.45. 옥현 초등학교 기상 관측 시스템 설치 79

그림 3.1. 초음파유량계 검증 기기 83

그림 3.2. 유량자료 이상치 보정 절차 96

그림 3.3. 지점3 이상치 보정 결과 100

그림 3.4. 지점4 이상치 보정 결과 101

그림 3.5. 강우량 데이터 비교 103

그림 3.6. 지점별 유량 그래프 104

그림 3.7. 지점별 유량 그래프 106

그림 3.8. 지점별 유량 그래프 108

그림 3.9. 삼호교 수위 그래프(상단), 지점4 수위, 유속 그래프(하단) 111

그림 3.10. 우수관의 태화강 유입부 112

그림 3.11. 우수관의 태화강 유입부 113

그림 4.1. 데이터 취득 구성도 117

그림 4.2. 데이터베이스 ERD 118

그림 4.3. 데이터베이스 테이블 스키마 119

그림 4.4. 도시우수유출 및 기상 관측 모니터링 시스템 자료 표출 120

그림 4.5. 자료 검색기능 121

그림 4.6. 강우 그래프 121

그림 4.7. 위치 지도 122

그림 4.8. 지점별 유량 그래프 122

그림 4.9. 지점별 수심, 유속, 유량 그래프 123

그림 4.10. 검색 구역 확대 기능 123

그림 4.11. 현장 점검 사진 127

그림 5.1. 대상지역 일반현황 131

그림 5.2. 모니터링 대상유역 우수관로 현황 132

그림 5.3. 모니터링 유역 및 전체 우수관로의 흐름현황 분석 132

그림 5.4. 지형 및 관로 특성을 고려한 소배수 구역 구분 133

그림 5.5. 과업 대상지역의 수치표고모델 134

그림 5.6. 과업 대상지역의 소유역별 평균경사 134

그림 5.7. 과업 대상지역의 토지이용도 136

그림 5.8. 과업 대상지역의 정밀토양도 136

그림 5.9. SWMM-LID의 화면구성 및 유출계산 개념도 141

그림 5.10. 유역유출 모의 모형의 매개변수 구분 144

그림 5.11. 이상적인 상태의 유역 폭 148

그림 5.12. 불규칙한 유역의 유역 폭 산정 148

그림 5.13. SWMM 구축 157

그림 5.14. 연결 모듈을 이용한 SCE-UA와 SWMM의 연계 160

그림 5.15. SWMM과 SCE-UA의 연계 모식도 161

그림 5.16. 모니터링 지점 168

그림 5.17. 자동보정 전 모형의 수문곡선(1번 지점) 168

그림 5.18. 자동보정 전 모형의 수문곡선(2번 지점) 169

그림 5.19. 자동보정 전 모형의 수문곡선(3번 지점) 169

그림 5.20. 자동보정 전 모형의 수문곡선(4번 지점) 170

그림 5.21. 대표 지점에 대한 모형 보정 결과(4번 지점) 171

그림 5.22. 대표 지점에 대한 모형 보정 결과의 적용(1번 지점) 173

그림 5.23. 대표 지점에 대한 모형 보정 결과의 적용(2번 지점) 173

그림 5.24. 대표 지점에 대한 모형 보정 결과의 적용(3번 지점) 174

그림 5.25. 지점별 단계별 모형 보정 모식도의 예 177

그림 5.26. 지점별 단계별 모형 보정 결과 수문곡선(1번 지점) 179

그림 5.27. 지점별 단계별 모형 보정 결과 수문곡선(2번 지점) 179

그림 5.28. 지점별 단계별 모형 보정 결과 수문곡선(3번 지점) 180

그림 5.29. 지점별 단계별 모형 보정 결과 수문곡선(4번 지점) 180

그림 5.30. 유역 유출의 구분 183

그림 5.31. 모형 검증 결과(2019년 10월 18일) 184

그림 5.32. 삼호지구 2-1구역 LID 시설 계획 현황 188

그림 5.33. LID 적용 효과 분석(지점 1) 190

그림 5.34. LID 적용 효과 분석(지점 2) 191

그림 5.35. LID 적용 효과 분석(지점 3) 191

그림 5.36. LID 적용 효과 분석(지점 4) 192

부록 그림 1.1. 하도 조도계수 변화에 따른 민감도 200

부록 그림 1.2. 투수 영역의 조도계수 변화에 따른 민감도 200

부록 그림 1.3. 불투수 영역의 조도계수 변화에 따른 민감도 201

부록 그림 1.4. 투수 영역의 지면 저류량 변화에 따른 민감도 201

부록 그림 1.5. 불투수 영역의 지면 저류량 변화에 따른 민감도 202

부록 그림 1.6. 불투수 영역 중 지면 저류가 없는 면적의 변화에 따른 민감도 202

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도시방재시설물 영향분석 및 실험모형 검보정을 위한 모니터링 사이트 구축 = Construction of monitoring site for analysis of impact of urban disaster prevention facilities and calibration of experimental model 이용현황 표 - 등록번호, 청구기호, 권별정보, 자료실, 이용여부로 구성 되어있습니다.
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