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최근 전 세계적인 온난화로 인한 기후변화는 태풍과 국지성 집중호우의 빈도를 높이고 있으며, 그 결과 도시 침수 피해가 지속적으로 증가하고 있다. 급격한 도시화로 불투수 면적이 확대되면서 지표 침투와 자연적인 물 저류 능력이 감소하고, 배수시설의 용량 제한과 노후화된 하수관망은 홍수 유출과 도심 내수침수를 더욱 악화시키고 있다. 불투수 면적의 증가는 홍수 도달 시간을 단축시키고 첨두 유출량을 증가시켜, 과거에 침수가 발생하지 않았던 강우강도에서도 홍수 피해 발생 빈도가 점점 증가하고 있다. 지자체에서는 하수관거 정비, 우수저류시설, 빗물펌프장 설치 등 다양한 침수 저감 대책을 시행하고 있지만, 근본적인 대응은 아직 부족한 상황이다. 본 연구는 2017년, 2020년, 2022년 집중호우 시 침수 피해가 발생했던 청주시 모충동 지역을 대상으로 침수분석을 실시하였다. 도시 홍수 해석에 널리 사용되 는 XP-SWMM 모형을 활용하여, 빗물저류조 설치를 통한 침수 저감 효과를 평가하고 이러한 시설이 도시 침수 피해 완화에 미치는 잠재적 영향을 분석하였다.

Recently, climate change caused by global warming has led to frequent typhoons and localized heavy rainfall in South Korea, resulting in a continuous increase in urban flooding damage. Rapid urbanization has expanded impervious surfaces, which reduces surface infiltration and natural water retention capacity, while the limited capacity of drainage facilities and the aging sewer systems exacerbate flood runoff and urban inundation. The increase in impervious areas shortens flood arrival time and raises peak discharge, making flood damage possible even under rainfall intensities that previously caused no flooding. Although the government has implemented various flood mitigation measures, including sewer network improvement, rainwater storage facilities, and rainwater pumping stations, overall responses remain insufficient. This study focuses on the Mochung-dong area in Cheongju, where flood damage occurred during heavy rainfall events in 2017, 2020, and 2022. Using the XP-SWMM model, widely applied for urban flood analysis, this study evaluates the effectiveness of installing stormwater storage tanks as a mitigation measure and examines their potential to alleviate urban flood damage.

최근 기후변화에 따른 전지구적인 지구온난화는 대형 태풍의 발생, 집중호우의 증가 등 기존의 기후 특성을 변화시키고 있다. 이로 말미암아 자연재해의 강도가 강해지고 있고, 인명과 재산피해가 대규모화되고 있다. 따라서 본 연구에서는 기후변화로 인한 자연재해에 대비하기 위하여 미래 기후변화를 예측하고 도심지에 미치는 영향을 파악하고자 하였으며, 대상지역으로는 배수 관거의 용량 초과로 인해 상습적으로 침수가 발생하는 인천광역시 계양구 일대를 선정하였다. 먼저, 기후변화 시나리오 및 기후모형들을 검토하여 적정 기후시나리오와 기후모형을 선정하고, 수집한 강우자료를 시간단위로 축소한 뒤 미래 기후변화의 영향으로 인해 발생할 수 있는 확률 강우량을 구하였다. 미래 증가하는 확률강우량을 XP-SWMM모형에 적용해 도시배수시스템의 홍수유출량을 산정하였는데, 대상지역에 월류가 발생할 것으로 예상되었다. 따라서 이에 대한 적절한 대책 마련이 필요할 것으로 사료된다.

In recent decade, the occurrences of typhoon and severe storm events are increasing trend due to the climate change. And the intensity of natural disaster is more and more stronger and the loss of life and damage of property are also increasing. Therefore, this study tried to understand the impact of climate change on urban drainage system for prevention and control of natural disaster and for this, we selected Gyeyang-gu, Incheon city as a study area. We investigated the climate models and scenarios for the selection of proper model and scenario, then we estimated frequency based rainfall in hourly unit considering climate change. The XP-SWMM model was used to estimate the future flood discharge on urban drainage system using the estimated frequency based rainfall. As a result, we have known that the study area will be overflown in the future and so we may need prepare proper measures for the flood prevention and control.

본 연구에서는 상습침수구역이자 산지 도시지역인 강원도 평창군 하진부지구에 XP-SWMM모형을 적용하여 빈도별 내수재해를 모의하고 원인 분석 및 내수재해 해소방안을 제시하였다. 강원도 평창 군 하진부지구에 침수해석을 모의한 결과 방재성능목표 강우량뿐만 아니라 저빈도 강우사상에서도 중⋅하류 관로에서 월류가 발생한 것으로 나타났다. 이러한 내수재해를 저감하기 위해 우수관로 개선방안과 배수펌프장 신설 방안에 대해 모의하였으며 적합한 해소방안을 제시하였다. 우수관로 개선에 따른 모의결과 침수면적은 54%가 저감되고, 침수심은 26%가 저감된 것으로 나타났으나 우 수관로 개선만으로는 중⋅하류에 발생하는 월류를 해소하기 어려움이 있어 추가 방재시설물을 설치 해야 할 것으로 나타났다. 이에 우수관거 개선 및 배수펌프장 신설을 모의한 결과 목표 저감량 전량 을 해소할 수 있는 것으로 나타났다. 본 연구는 내수재해를 저감하기 위한 치수계획 수립 시 기초자 료로 활용될 것으로 판단된다.

In this study, the XP-SWMM model was applied to Hajin-bu district in Pyeongchang-gun, Gangwon-do, which is a habitual inundation zone and mountainous area, and the inundation disasters were simulated by frequency and the cause analysis and the solution of domestic disasters were suggested. As a result of simulating inundation analysis in the Hajin district of Pyeongchang-gun, Gangwon-do, it was found that overflow occurred in the middle and down stream pipeline as well as the rainfall target for disaster prevention performance. In order to reduce the inundation disaster, the improvement plan of the rainwater pipeline and the new drainage pumping station were simulated and appropriate solutions were presented. As a result of simulations following improvement of rainwater pipeline, the inundation area was reduced by 54% and the inundation depth was reduced by 26%. However, it was found that improvement of rainwater pipeline alone had difficulty in solving the overflow in the middle and downstream. As a result of simulating the improvement of rainwater pipeline and the establishment of a drainage pumping station, it was found that the total amount of target reduction can be solved.

본 연구는 최근 기상이변에 따른 집중호우에 의해 도시지역에서 빈번히 발생하고 있는 침수피해를 XP-SWMM모형을 이용하여 침수해석을 수행한 것으로서, 이를 위해 대상유역의 강우분석을 선수행하고 하천 외수위 상승에 따른 배수구역의 10년, 20년, 30년, 50년 설계빈도별 침수해석을 실시하였다. 이에 본 연구에서는 과거 하천 외수위 변화에 따른 내수배제 불량으로 인한 침수피해가 일어난 지역을 산정하고, 도시유역의 강우-유출해석과 하수관거 해석을 실시한다. 이를위해 XP-SWMM 모형을 이용하여 하수관망 시스템과 하천 외수를 연계 해석하여 장래 하천의 빈도별 홍수량에 대한 침수가능 여부를 분석하였다. 본 연구의 대상유역 면적은 62.35ha, 총 관로연장 12,741m, 소유역 60개, 하수관로 175개로 모형을 구성 하였고, 유출해석결과 설계빈도 50년의 임계지속시간은 90분, 총 침수량은 $15,362m^3$, 침수면적은 $65,384m^2$였으며, 최대 침수심은 0.81m인것으로 산정되었다. 침수피해 경감효과로는 245세대, 585명의 피해경감 효과가 있을 것으로 분석 되었다.