GIS를이용한 친수지구 침수범위예측 지원시스템 구축에 관한 연구
A study on Inundation Area Forcast Supporting System for Waterfront Areas using GIS
초록/요약
최근 하천 수변지역 공간활용에 대한 인식 변화 및 레져활용에 대한 공간수요의 증가에 따라 하천내 친수공간에 대한 각종 계획수립 및 개발사업등이 다양하게 추진되고 있다. 이러한 하천주변 친수지구의 공간활용성이 높아지는 추세에 비례하여 친수지구안에서의 활동인구는 점차적으로 증가하고 있다. 기후변화 측면에서는 전 지구적으로 급격한 산업화와 도시화로 인한 탄소배출량의 증가 및 녹지면적의 감소에 기인한 지구온난화에 의해 우라나라도 계절적 특성변화 및 이상강우 현상이 빈발하고 있다. 이러한 이상강우 현상의 빈발과 친수지구 내의 활동인구의 증가는 새롭게 대두된 국지적 재해위험요인으로서 그 위험에 대비한 홍수방어체계구축의 중요성이 점차 강조되고 있다. 일반적으로 친수공간은 지형적으로 저빈도의 강우에도 대규모 인명피해 발생 가능성이 높으며 침수발생빈도 또한 높아서 친수지구의 홍수예보체계 구축에 대해서는 좀더 실질적인 대처방안이 필요하다. 현재까지 국내에는 홍수예경보체제 구축에 대한 다양한 연구 및 용역이 수행되고 있다. 본 연구는 국가하천의 친수지구에 대한 홍수정보 제공체계 구축을 위한 기초 연구를 수행하는 것이 목적이며 다음과 같은 단계로 연구를 수행 하였다. 첫째 기존의 침수예측을 위한 기본이론의 제시 및 검토, 둘째 현재 우리나라에서 서비스 중인 홍수정보제공 지원체계의 조사 및 검토, 셋째 친수지구 홍수정보 제공에 적합한 침수예측모형과 GIS기반의 침수분석 기법의 정립, 넷째 정립한 기법을 친수지구에 실제로 적용하여 그 결과를 비교검증, 다섯 번째 검증 결과를 반영하여 친수지구 홍수예측 지원시스템을 개발하는 것이다. 본 연구에서는 GIS침수분석기법을 별도의 분석시스템으로 개발하였으며 연구대상 친수지역의 DEM 및 실시설계 도면을 이용하여 지형공간정보체계를 구축하였다. 본 연구에서 정립한 기법을 검증하기 위해 최근 새로 수립된 영산강 하천기본계획의 횡단측선자료을 시스템에 탑재하고 친수지구 상하류에 인접한 수위관측소의 수위값을 이용하여 예측침수구역을 생성한 후 그 결과를 나주지구 일원에서 실제로 수행된 친수흔적 조사결과와 비교 검증하였다. 또한 친수지구의 효과적 유지관리를 위한 친수지구 관리 시스템구축을 위해 데이터베이스 및 UI(User interface)설계방안에 대한 연구를 수행 하였다.
more초록/요약
Recently, according to increasing of spatial demand regarding changing of awareness and applying of leisure about spatial application of river site, continuos design plan for Waterfront area and different kinds of development are carrying out variously. According the trend that spatial application of river site is increased, active population in Waterfront area is gradually increased. Seasonal character change and abnormal rainfall in South Korea are also occurred frequently by global warming come from increasing of carbon emission quantity and decreasing of green areas because of rapid industrialization and urbanization in the climate change side. As newly raised main cause in regional disaster, these frequent occurrence of abnormal rainfall and increasing of floating population in river site are getting emphasized significance of flood prevention system construction for preparing from the danger. Generally, it needs more substantive preparation plan about construction of flood forecasting system in Waterfront areas because, topographically, Waterfront area in river site has very high occurrence possibility of large-scale life damage and frequency of inundation occurrence even in a case of low frequency rainfall. Until now, various research and business are being carried out regarding flood forecasting and warning system construction in domestic. The purpose of this study is to carry out basic study in order to construct flooding information supporting system regarding Waterfront area in national river. The study will carry out as following steps: First step is that suggestion and review of basic theory for existed inundation forecasting. Second step is that research and review of information supporting system related flooding, which is serving currently. Third step is that establishment of inundation analysis method based on GIS and inundation prediction model suitable for flood information service of Waterfront area. Fourth step is that comparison and verification the result after applying established technique in Waterfront area in reality. Finally, fifth step is that development flood forecasting supporting system with reflecting the result of verification. This study has developed separated analysis system from inundation prediction model realized GIS inundation analysis technique. Moreover, it constructed topography spatial information system by using DEM of Waterfront areas, where are object of the study, and detail design plaste. This study verified and compared with inundation mark survey data carried out in reality in a part of Naju district with the result after creating forecasting inundation area using the stage of stage gage station contiguous to Waterfront area Up-down stream and loading crossing section line of basic plan for Yeongsan river, which is new established recently, on the system in order to verify established technique in this study. Furthermore, it carried out the study about database and UI design plan for Waterfront area management system construction in order to effective maintenance of Waterfront area.
more목차
제 1 장 서 론
1.1 연구배경 및 목적 1
1.2 연구동향 3
1.3 연구내용 및 범위 7
제 2 장 침수예측 기본이론 및 절차
2.1 침수예측 방법의 특징 9
2.2 HEC-RAS 10
2.2.1 기본 이론 10
2,2.2 모의 절차 13
2.3 FLUMEN(FLUvial Modeling ENgine) 15
2.3.1 기본 이론 16
2.3.2 모의 절차 17
2.4 하천의 홍수위를 이용하는 방법 19
2.4.1 대상지역의 수치지형도 및 수치표고모델(DEM) 구축 19
2.4.2 하천횡단측선 제내지로 연장 20
2.4.3. 하천기본계획의 측선을 이용하여 홍수위자료 구축 20
2.4.4. GIS 공간연산을 통한 침수영역 및 침수심 산정 21
2.4.5 침수영역의 검토 및 수정 22
2.5 본 연구에서의 적용방안 22
제 3 장 국내 홍수정보 지원체계 서비스 현황
3.1 국내 서비스 사례 23
3.1.1 아라천 침수위험정보 정보 제공 시스템 23
3.1.2 물관리시스템 3.1.2 입력자료 구축 24
3.1.3 지자체 홍수정보 관리 시스템 구축 (합천군) 25
3.1.4 안전디딤돌 26
3.1.5 도심하천 홍수피해 알림 어플리케이션 27
3.1.6 생활안전지도 28
3.2 홍수정보 제공 시스템 29
3.2.1 영산강 홍수통제소 홍수예보 모형 29
제 4 장 GIS 기법을 이용한 친수지구 침수범위예측
4.1 시험수계의 GIS특성 32
4.1.1 유역의 일반적 특성 32
4.1.2 수계의 구성 33
4.1.3 영산강 유역의 수위관측소 현황 34
4.2 영산강 친수지구 공간 현황 35
4.2.1 친수지구 공간구역 현황 35
4.2.2 친수지구 주요 시설물 현황 37
4.3 영산강 홍수예보 현황 39
4.3.1 홍수예보 지점현황 39
4.3.2 홍수예보 발령이력 현황 40
4.4 본 연구와 관련된 사업 현황 42
4.5 GIS를 이용한 침수범위예측 기법 연구 43
4.5.1 연구 대상지구 선정 43
4.5.2 대상지역 지형공간 정보 구축 44
4.5.3 횡단측선 구성 45
4.5.4 연구대상 지구 지형DEM 구축 45
4.5.5 침수예측모형 선정 및 시스템 개발 46
4.5.6 침수흔적조사 47
4.5.7 침수범위예측 결과와 침수흔적 조사 결과의 비교 51
4.6 DEM 격자크기별 침수범위예측 시스템 성능 평가 54
4.6.1 성능평가 절차 54
4.6.2 세부 성능평가 조건 55
4.6.3 평가 결과 55
제 5 장 친수지구 침수예측 지원시스템 구축
5.1 친수지구 침수예측 지원시스템 프레임 워크 58
5.1.1 목표 시스템 구성도 58
5.1.2 개발 환경 59
5.1.3 시스템 기능 명세 59
5.2 친수지구 기본 지형공간 정보 구축 59
5.2.1 수치표고자료(DEM) 생성 60
5.2.2 친수지구 공간 DB구축 61
5.2.3 데이터 베이스 설계 63
5.2.4 시스템 인터페이스 설계 69
제 6 장 결 론 73
참고문헌 75
Abstract 77
