한 국 방 재 학 회 논 문 집 제8권 6호 2008년 12월
pp. 101 ~ 111
하천방재
팔당댐 방류량에 따른 한강 시민공원의 수리학적 영향 분석
An Analysis of Hydraulic Effect due to the Outflow of Paldang Dam at Hangang Parks
이재준*·곽창재**·이상원***
Lee, Jae Joon · Kwak, Chang Jae · Lee, Sang Won
···
Abstract
Hangang Parks have been played an important role as the source of various Civilian activities by providing a natural space near Han River ever since it was developed. Due to the local-heavy rain caused by recent climate change, the Hangang Parks tends to be easily overflowed. Evacuation of the park in emergency and its controlled system should be made for the sake of Civilian's safety. In this study, various basic data and several parameters were analyzed to simulate the hydraulic effect of Hangang Parks based on the outflow in P¼÷¼³ Dam. Rising effects of flood water level were investigated through the one-dimensional and two- dimensional numerical hydraulic models. Relationships of water level and travel time of flood between key station and centeral part of each park were also identified. It can be used to forecast the future flood water level of each individual park in Hangang Parks. Obtained results can be used to establish the rational plan of usage, management, citizen's safety, and emergency action plan of the Hangang Parks as the flood is occurred from the outflow of Paldang dam.
Key words : Hangang Parks, Flood water level, Inundation depth, Flood water level relationships, Relationships of travel time of flood
요 지
서울시민의 대표적인 친수환경 공간인 한강시민공원은 조성 이후 이용자에게 위락 및 자연공간으로서 그 역할을 다하여 왔으 나 최근에 급증하고 있는 이상기상현상과 국지적 집중호우의 증가에 따른 도시지역 및 상류지역의 홍수 발생시에는 한강시민공 원의 폐쇄와 함께 이용자의 접근을 사전통제하거나 신속하게 대피시켜 안전을 도모하여야 한다. 따라서 본 연구에서는 팔당댐 방류량에 따른 한강시민공원의 수리학적 영향을 모의분석하기 위해 필요한 각종 기본 자료와 매개변수에 대한 고찰을 실시하였 고, 1차원 및 2차원 수리수치모형을 통한 한강시민공원의 홍수위 영향을 분석함과 아울러 조석의 영향에 대해 고찰하였으며, 상류부 Key Station과 하류부 한강시민공원 각 지구간의 수위관계식 및 홍수도달시간관계식을 제시하여 한강시민공원 각 지구 에서 장래의 홍수위 상황을 예측할 수 있게 하였다. 본 연구에서 분석한 결과는 홍수 발생시 한강시민공원의 합리적인 이용 및 관리와 이용자의 안전 및 비상대처계획 등의 수립에 있어서 중요한 자료로 활용될 수 있을 것이다.
핵심용어 : 한강시민공원, 홍수위, 침수심, 수위관계식, 홍수도달시간관계식
···
1. 서 론
한강시민공원은 서울의 중심부를 가로지르며 넓은 수변공 원으로 조성되어 있어 많은 사람들이 각 지구에 구비된 레저, 위락, 조경, 스포츠 시설 등을 다양하게 활용하고 있으며, 친 수성 및 친자연환경성 공간으로서 정서적 안정감을 제공해주 고 있기도 하다. 최근 4년간의 한강시민공원 12개 지구의 연 평균 이용객은 4,700만명으로 집계되고 있으며, 한강시민공원 단위면적당 71.08명으로 나타났다. 이러한 한강시민공원이 태 풍 및 집중호우로 인한 홍수 발생 시에는 이용객의 안전을 위하여 사전대비 및 이용객 통제 등과 같은 한강시민공원의
침수범위에 대한 분석을 통한 홍수예경보 시스템의 구축이 이루어져야 한다. 한강은 팔당댐 방류량의 유입과 서해안의 조석에 대해 영향을 받고 있고, 임진강을 비롯한 여러 지류 에서 홍수량이 유입되고 있으며, 교량이나 수중보 등의 인위 적인 구조물이 많이 설치되어 있어 아주 복잡한 하천흐름 양 상을 띠고 있기 때문에 수리학적 해석이 더욱 절실하다. 최 근 한강에 대한 수리학적 흐름해석에 대한 연구는 한강 하류 부를 중심으로 하구부 흐름의 분석(한강홍수통제소, 1997), 신곡수중보의 영향 분석(한국건설기술연구원, 1998), 한강 및 임진강에 대한 조석 영향분석(해양수산부, 2001,2002) 등의 연구가 있으며, 수리학적 모형 구축을 통한 흐름해석은 이종
****정회원·국립금오공과대학교 토목환경공학부 교수 (E-mail: [email protected])
****국립금오공과대학교 대학원 토목공학과 박사과정
***국립금오공과대학교 대학원 토목공학과 석사과정
태 등(1993)이 1차원 하도추적모형인 DWOPER 모형을 이 용하여 한강본류에 대한 조위영향 분석, 안익장 등(1994)은 한강 하구부의 흐름특성을 분석하기 위한 흐름해석 모형을 개발한 바 있으며, 김원 등(1995, 1996)은 1차원 부정류 모 형을 이용하여 한강 하류부의 홍수류 특성을 분석하였고, 황 의준과 전경수(1997)는 가변형 매개변수 모형을 이용한 폐합 형 부정류 계산모형을 수립한 바 있으며, 윤태훈 등(2000)은 한강 하류부에 대해서 수위 및 유량자료를 Hec-2와 Network, SMS 등을 이용하여 모의결과를 실측수위와 비교하였으며, 김 원 등(2001)은 한강 본류에서 신곡수중보와 조석운동을 고려 한 흐름특성에 관한 연구를 수행하였다. 김동구 등(2001)은 UNET 모형을 이용하여 한강 하류부에서의 흐름해석을 실시 하였고, 김상호와 김원(2002)은 감조지역에서 실측한 조위자 료와 한강에 대한 최근 하천측량성과를 이용하여 수리학적 모형을 구축하였다. 이정규와 이창현(2003), 이정규와 전세호 (2004)는 수리학적 모형을 이용하여 한강하류부의 조도계수 산정을 위한 연구를 수행하였으며, 김상호 등(2003)은 서해안 의 조위가 한강과 임진강에 미치는 영향을 수리학적 모형을 이용하여 분석한 바 있다. 유명관과 전경수(2004)는 댐 운영 방안을 수리학적 모형의 내부경계로 포함하는 수리학적 모형 을 개발하여 한강수계에 적용하였으며, 이을래 등(2005)은 수 리인자를 이용하여 한강에서의 홍수위 영향분석을 실시한 바 있으며, 김상호와 김원(2006)은 신곡수중보를 중심으로 1차원 범용 해석모형인 FLDWAV모형을 이용하여 신곡수중보가 한 강 흐름에 미치는 영향을 분석하고, 팔당댐의 방류량과 서해 안 조위가 한강 하류부 흐름에 미치는 영향을 정량적으로 분 석하였다. 그러나, 한강시민공원에 대한 직접적인 침수원인 분 석과 침수위에 대한 연구는 한강시민공원사업소에서 매년 발 간하고 있는 풍수해 대책 보고서에 의존할 뿐, 한강본류 전 반에 대한 수리학적 흐름해석을 통한 분석은 이루어지지 않 은 실정이다.
본 연구에서는 과거 10년간 한강시민공원의 침수자료를 분
석하고, 한강시민공원이 침수되는 상황을 모의분석하기 위해 필요한 각종 기본 자료와 매개변수에 대한 고찰을 실시하고, 팔당댐 방류량에 대한 한강본류의 1차원 및 2차원 수치모형 을 통한 한강시민공원의 홍수위 영향을 분석함과 아울러 조 석의 영향에 대해 고찰하고, 상류부 기준관측소(Key Station) 과 하류부 한강시민공원의 11지구의 수위관계식 및 도달시간 관계식을 제시하여 한강시민공원 각 지구의 장래 홍수위 상 황을 예측할 수 있게 하였다.
2. 침수상황 분석을 위한 기본 자료와 매개변수 고찰
2.1 과거 10년간 한강시민공원의 침수현황1997년부터 2006년까지 과거 10년간의 한강시민공원 침수 현황을 정리하여 수록하면 표 1과 같다. 표 1에서 보는 바와 같이 상습적인 침수 지구는 반포 지구로서 지난 10년간 중에 서 팔당댐 방류량이 최저치였던 6,689 m3/s을 보인 2000년 9월에도 반포 지구에서는 침수가 발생하였다. 최근 5년 이내 에 발생한 집중호우 및 태풍 시의 홍수에 있어서는 한강시민 공원 전 구간에 침수가 발생하여 막대한 피해가 발생하였으 며, 2003년부터 2005년에는 시민공원의 침수를 야기하는 홍 수가 발생하지 않았다.
2.2 수리학적 흐름해석을 위한 기본자료 및 매개변수 2.2.1 본류 및 지천의 계획홍수량
현재 한강 본류부에 대한 계획홍수량은 재현기간 200년 규 모인 37,000 m3/s 을 안전하게 소통시킬 수 있도록 설정되어 있으며, 서울시 관내의 한강 본류로 유입되는 주요 지천으로 는 탄천, 중랑천, 홍제천, 안양천이 있다. 한강시민공원에 침 수가 발생할 경우에 대한 정확한 수리분석을 위해서는 팔당 댐 방류량과 주요 각 지천의 유입량이 주어져야 하나 한강대 교와 잠수교의 수위자료가 기록되고 있을 뿐 지천의 수위나 유입량은 관측되지 못하고 있다. 따라서 지천의 유입 상황을 표 1. 최근 10년간 한강시민공원의 침수현황
최근 10년간 한강시민공원 침수현황
연도별 침수기간 팔당댐 방류량 (m3/s) 침수된 시민공원지구 잠수교 최고수위 (El.m)
1997 7월 2일 03:00 ~ 7월 2일 15:00 8,069 반포
6.82
8월 4일 22:00 ~ 8월 5일 15:00 6,846 반포
1998 8월 4일 11:00 ~ 8월 5일 15:00 17,704 반포 등 8개 지구 10.87
(뚝섬 지구 제외)
1999 8월 1일 08:00 ~ 8월 4일 21:30 18,844 반포 등 8개 지구
10.93 (뚝섬 지구 제외)
9월 20일 12:00 ~ 9월 22일 05:00 9,865 반포
2000 8월 27일 05:00 ~ 8월 28일 02:00 8,082 반포 6.77
9월 15일 22:00 ~ 9월 16일 06:00 6,689 반포
2001 7월 15일 08:00 ~ 7월 15일 21:00 10,600 반포
7.64
7월 23일 13:00 ~ 7월 23일 17:00 9,710 반포
2002 8월 6일 10:30 ~ 8월 10일 17:30 22,062 전 지구 침수 11.57
2006 7월 12일 17:00 ~ 7월 20일 10:00 23,084 11개 지구 침수 (선유도 제외)
12.62 7월 27일 17:00 ~ 7월 30일 09:00 14,581 10개 지구 침수 (선유도, 뚝섬 제외)
고려하기 위해서는 본류부의 계획홍수량에 대한 유량수문곡 선의 비율로 동일하게 지천 유역에도 홍수가 발생하였다고 가정하여 지천의 유입량을 지천의 계획홍수량에 대한 본류부 비율을 적용하여 지류 유량수문곡선을 산출하여 적용하는 방 안을 고려해볼 수 있다. 이를 위해서는 주요 지류의 계획홍 수량을 알아야 하며 본 연구에서는 기왕의 자료인 01년 수해 백서(한국수자원학회, 2002)로부터 지천의 계획홍수량을 발췌 하여 표 2와 같이 정리하였다.
그러나 본 연구에서는 팔당댐 방류량에 따른 한강시민공원 각 지구의 수리분석을 실시함에 있어서 지천의 홍수량이 팔 당댐 방류량의 약 10% 정도를 차지하고 있으나, 한강 상류 부에서 발생한 홍수량과 도달시간면에서 큰 차이가 나므로 첨두유량이 발생하는 시간대가 달라져 지천의 홍수량이 큰 영향을 미치지 않을 수 있고, 지천 유입에 관한 실적(實積)자 료가 미미하여 모형의 검증을 신뢰성 있게 할 수가 없기 때 문에 지천의 유입이 없는 것으로 가정하여 수리분석을 실시 하였다.
2.2.2 하도단면
본 연구의 대상지역인 한강시민공원 11개 지구의 수리분석 을 하기 위해서는 대상구간의 상류부에 위치한 상류단 경계 조건(유량)의 부여가 가능한 지점과 대상구간의 하류부에 위 치한 하류단 경계조건(수위)의 부여가 가능한 지점을 포함하 여야 함으로 여기서는 상류단 경계조건 지점으로 팔당댐을 설정하고 하류단 경계조건 지점으로 전류 수위관측소를 설정 하여 팔당댐부터 한강 하류부 전류지점까지 총 70 km를 수 리분석 대상구간으로 정하였으며, 최근의 하천 종·횡단측량 결과를 이용하여 하도단면 자료를 구축하였다. 서울시 관내의 하도단면 자료는 한강 하천정비기본계획 보고서(서울지방국토 관리청, 2002)의 자료를 바탕으로 최근의 하천측량 자료인
2006년도 저수로 측량성과(한강시민공원사업소, 2006)를 반영 하여 구축하였으며, 서울시 관내를 벗어난 상류측 및 하류측 하도단면은 저수로 측량성과가 없기 때문에 2002년도 한강 하천정비기본계획 보고서의 자료를 활용하였다.
2.2.3 기점수위 산정
동수역학적 흐름해석을 위한 계산 방법은 부등류 해석과 부정류 해석으로 대별할 수 있다. 이 두 가지 방법은 모두 하류단 경계조건의 입력이 필수적이다. 부등류 해석은 통상 기점수위라고 불리는 하나의 수위만을 입력자료로 사용하며 부정류 해석시에는 기점수위를 기반으로 한 수위수문곡선을 입력자료로 사용하므로 하류단의 경계조건인 기점수위는 수리 모형 해석시 중요한 매개변수로 작용된다. 본 연구에서는 하 천설계기준·해설(한국수자원학회, 2005)에서 명시하고 있는 기점수위에 대한 사항을 고려하여 한강 본류에 대해 지류가 계획홍수위 또는 배수효과가 있는 것으로 판단하여 본류의 계획홍수위를 기점수위로 사용하기로 한다. 이에 본 연구의 최하류단인 전류지점의 한강대교 추정홍수량에 대한 실적(實 積)수위자료를 수집하여 표 3에 나타내었다.
표 3의 과거 전류지점의 실적(實積)수위와 한강대교 추정홍 수량간의 회귀분석 결과 그림 1를 이용하여 팔당댐 방류량에 대한 전류지점의 수위를 추정하여 기점수위로 사용하였으며, 이를 방류량 크기별로 정리하면 표 4와 같다.
2.2.4 조도계수
동수역학적 수리모형의 매개변수 중의 하나인 조도계수는 현재 국내 모든 하천에 대하여 명확한 수치가 수립되어 있지
표 3. 전류지점의 실적(實積)수위
연 월 일 한강대교 수위 (영점표고 : 1.945 m) 전류지점 수위 (영점표고 : 0.063 m) 한강대교 추정홍수량 (m3/s)
72. 08. 19 11.25 6.8 28,228
78. 08. 20 8.86 5.61 18,688
84. 09. 02 11.05 6.42 23,613
91. 07. 26 6.74 4.99 13,854
표 4. 팔당댐 방류량에 대한 기점수위(전류 지점)
홍수량(m3/ s) 1,000 3,000 5,000 10,000 12,000 15,000 20,000 25,000 30,000 37,000 금번 연구기점(전류)수위 (EL.m) 4.07 4.30 4.53 5.11 5.34 5.69 6.27 6.84 7.42 8.23
표 2. 한강 본류와 지천의 계획홍수량
하천명 유역면적
(km2)
계획확률년 (yr)
계획홍수량
(m3/s) 비고
한 강 26,218.60 200 37,000 본류
탄 천 300.94 100 2,555 좌안 합류
중랑천 299.60 100 2,080 우안 합류
홍제천 39.760 50 545 우안 합류
안양천 286.00 200 2,360 좌안 합류 그림 1. 전류지점의 실적(實積)수위도
않고, 특히 한강과 같은 대하천에서는 잦은 퇴적과 세굴에 의한 하상변동으로 인해 그 수치를 가늠하는 것이 어렵다.
본 연구에서는 하천설계기준·해설에 의거하여 과거에 채택 된 조도계수를 직접 이용하여 비교·검토를 통한 적절한 조 도계수를 선정하고자 한다. 표 5는 2002년 한강 하천정비기 본계획에서 선정된 조도계수를 수록한 것이며 표 6은 한강·
임진강 유역에 대한 조위영향 연구(해양수산부, 2001, 2002) 에서 선정된 조도계수를 수록한 것이다. 한강 하천정비기본계 획에서 적용된 조도계수는 하천구간을 두 구간으로 나누어 전 유량에 대하여 조도계수를 일괄 적용하고 있으나 해양수 산부에서 적용된 조도계수 방법은 구간을 보다 세분화 하고 유량에 따른 조도계수를 달리적용하고 있어, 금번 연구에서는 표 6을 바탕으로 수정하여 과거 실적(實積)자료와 1차원 수 리분석의 비교분석을 통한 보정 후 표 7과 같은 팔당댐 방 류량별 조도계수를 사용하였다.
3. 팔당댐 방류량에 따른 한강시민공원의 침수범위 분석
본 연구에서 수집한 기본자료와 검증된 매개변수를 이용하 여 한강시민공원의 팔당댐 방류량에 따른 1차원 및 2차원 수 리분석을 실시하기로 하며, 1차원 수리모형으로는 HEC-RAS 모형(G. Dyhouse 등 2003)을 이용하고 2차원 수리모형으로 는 SMS 모형(ECGL, 2005)을 이용하기로 한다. 수리분석은 앞에서 기술한 바와 같이 부등류 해석과 부정류 해석으로 나 눌 수 있다. 먼저, 1차원 수리분석은 부등류 및 부정류 해석
을 실시하였으며, 1차원 부등류 해석을 통해서는 한강시민공 원 각 지구의 침수위를 산정하고, 1차원 부정류 해석 결과를 바탕으로 팔당댐에서부터 한강시민공원 각 지구까지의 도달 시간을 산정하였다. 2차원 부정류 해석은 각 지구의 유속분 포와 수위분포를 보다 상세히 파악하고 침수 시 유속벡터의 방향을 통해 시설물 대피 경로를 설정할 수 있는 참고자료로 제공될 수 있도록 실시하였으며, 최종적으로 1차원 부정류 해 석 결과와 2차원 부정류 해석 결과를 상호비교 하였다.
3.1 1차원 수리분석
팔당댐 방류량에 따른 1차원 수리분석은 한강시민공원 각 지구에서의 수위와 팔당댐으로부터의 도달시간을 분석하고, 수위계가 없을 경우 목측에 의한 수위관측값을 이용하여 각 지구에서 장래 수위예측을 용이하게 하기 위하여 한강의 각 교량지점에 대한 수위와 팔당댐으로부터 각 교량지점까지의 도달시간도 함께 분석하였다.
그림 2는 각 지구별 1차원 부등류 수리분석을 통해 팔당댐 방류량에 따른 한강시민공원의 침수상황을 도시한 것이고, 표 8은 1차원 부정류 수리분석을 통한 팔당댐으로부터 각 지구 까지의 도달시간을 나타낸 것이다.
표 9는 현재 서울특별시 한강사업본부에서 매년 발행하고 있는 풍수해대책2006(재해없는 한강)에서 제공되고 있는 팔 당댐부터 한강대교까지의 유량별 도달시간이다. 팔당댐~한강 대교의 거리는 35.581 km이며, 본 연구에서 얻어진 팔당댐 방류량 1,000 m3/s의 평균유속은 대략 0.226 m/s이다. 팔당댐
~한강대교간의 구간 거리와 평균유속을 이용하여 도달시간을 산정하면 다음과 같이 43.73시간(43시간 44분)이 얻어진다.
도달시간 = 구간거리/평균유속 = 35,581/0.226/3600 = 43.73 hr (43시간 44분)
그러나 표 9에서는 유량 1,000 m3/s에서 도달시간은 7시간 45분으로 수록되어 있어 평균유속으로 개략 산정한 도달시간 43시간 43분과 본 연구에서 제시하고 있는 도달시간인 33시간 22분과 크게 차이가 남을 알 수 있다. 만일 도달시간이 7시간 45분이 되기 위해서는 평균유속은 다음과 같이 1.275 m/s가 되 어야 한다.
평균유속 = 구간거리/도달시간 = 35,581/7.75/3,600 = 1.275 m/s 평균유속 1.275 m/s는 금번 연구결과로 미루어볼 때 팔당댐 방류량 10,000 m3/s 정도의 평균유속으로서 팔당댐 방류량 1,000 m3/s의 평균유속인 0.226 m/s와는 큰 차이를 보이고 있다.
따라서 현행 한강대교의 도달시간은 신뢰성이 매우 부족하 여 실제 홍수의 도달시간으로 사용하기에는 부적절하다고 판 단되며, 향후에는 본 연구에서 제시한 표 8의 도달시간을 사 용하는 것이 바람직할 것으로 판단된다.
3.2 2차원 수리분석
본 연구 대상구간인 한강시민공원의 2차원 수리분석을 실 시하기 위한 총 구간거리는 약 70 km로서 유한요소망의 수 가 너무 많아지고 계산시간도 많이 소요되어 단일 해석으로 표 5. '02 한강하천정비기본계획에서 적용된 조도계수
팔당댐~신곡수중보 신곡수중보~곡릉천합류점
0.02 0.03
표 6. '01 해양수산부에서 적용된 조도계수 유량(m3/s) 팔당댐
~잠실수중보 잠실수중보
~신곡수중보 신곡수중보
~월곶
<1,000 0.065~0.033 0.045~0.025 0.025~0.022
~2,000 0.040~0.033 0.035~0.020 0.025~0.022
~4,000 0.035~0.030 0.035~0.020 0.022~0.018
~6,000 0.032~0.030 0.032~0.020 0.022~0.018
~12,000 0.030~0.027 0.032~0.020 0.018~0.015
~20,000 0.027~0.025 0.030~0.020 0.018~0.015
~35,000 0.025~0.022 0.030~0.020 0.018~0.015 표 7. 금번 연구에서 사용한 조도계수
유량(m3/s) 팔당댐
~잠실수중보 잠실수중보
~신곡수중보 신곡수중보
~전류
<1,000 0.040 0.035 0.025
~2,000 0.040 0.035 0.025
~4,000 0.035 0.035 0.022
~6,000 0.032 0.030 0.022
~12,000 0.030 0.030 0.018
~20,000 0.027 0.028 0.018
~35,000 0.025 0.028 0.018
분석하기에는 많은 무리가 따른다. 따라서 각 지구사업소의 위치와 2차원 격자 요소의 제한성을 감안하여 광나루·잠실·
뚝섬(1구간), 잠원·반포·이촌(2구간), 여의도(3구간), 양화·
망원·난지(4구간), 강서(5구간)의 총 5개 구간으로 나누어 2 차원 수리분석을 실시하였다.
3.2.1 상·하류단 경계조건 및 매개변수
2차원 수리분석 시 상·하류단 경계조건으로는 HEC-RAS 모형에 의한 1차원 부정류 해석 결과를 이용하여 각 구간의 상류단에는 유량수문곡선, 하류단에는 수위수문곡선을 경계조 건으로 적용하였으며, 조도계수는 1차원 수리분석과의 결과비 교를 위해 1차원 수리분석에서 사용된 값을 이용하였고, 와 표 8. 팔당댐 방류량별 각 지구까지의 도달시간
방류량 (m3/s) 광나루 잠실 뚝섬 잠원 반포 이촌 여의도 양화 망원 난지 강서
37,000 1 h 43 m 2 h 21 m 2 h 16 m 2 h 45 m 3 h 25 m 3 h 11 m 3 h 58 m 4 h 34 m 4 h 08 m 4 h 41 m 5 h 13 m 34,000 1 h 46 m 2 h 26 m 2 h 21 m 2 h 51 m 3 h 33 m 3 h 19 m 4 h 09 m 4 h 46 m 4 h 19 m 4 h 55 m 5 h 28 m 30,000 1 h 09 m 2 h 25 m 2 h 20 m 2 h 52 m 3 h 37 m 3 h 22 m 4 h 15 m 4 h 55 m 4 h 27 m 5 h 04 m 5 h 40 m 24,000 2 h 04 m 2 h 50m 2 h 45 m 3 h 20 m 4 h 09 m 3 h 53 m 4 h 50 m 5 h 34 m 5 h 03 m 5 h 43 m 6 h 22 m 20,000 2 h 25 m 3 h 18 m 3 h 11 m 3 h 52 m 4 h 48 m 4 h 29 m 5 h 34 m 6 h 22 m 5 h 47 m 6 h 32 m 7 h 14 m 16,000 2 h 27 m 3 h 24 m 3 h 17 m 4 h 02 m 5 h 04 m 4 h 43 m 5 h 57 m 6 h 54 m 6 h 13 m 7 h 07 m 7 h 58 m 12,000 2 h 59 m 4 h 06 m 3 h 58 m 4 h 51 m 6 h 03 m 5 h 39 m 7 h 03 m 8 h 08 m 7 h 22 m 8 h 23 m 9 h 19 m 10,000 3 h 11 m 4 h 25 m 4 h 16 m 5 h 16 m 6 h 41 m 6 h 12 m 7 h 55 m 9 h 18 m 8 h 18 m 9 h 36 m 10 h 50 m 8,000 3 h 36 m 5 h 01 m 4 h 52 m 6 h 00 m 7 h 37 m 7 h 04 m 9 h 01 m 10 h 36 m 9h 27 m 10 h 57 m 12 h 20 m 6,000 4 h 16 m 5 h 56 m 5 h 44 m 7 h 03 m 8 h 54 m 8 h 16 m 10 h 27 m 12 h 12 m 10 h 56 m 12 h 34 m 14 h 04 m 4,000 5 h 30 m 7 h 41 m 7 h 27 m 9 h 10 m 11 h 38 m 10 h 48 m 13 h 44 m 16 h 10 m 14 h 25 m 16 h 41 m 18 h 47 m 2,000 8 h 37 m 12 h 19 m 11 h 56 m 14 h 52 m 19 h 14 m 17 h 43 m 22 h 59 m 27 h 24 m 24 h 13 m 28 h 22 m 32 h 12 m 1,000 13 h 01 m 19 h 13 m 18 h 32 m 23 h 51 m 31 h 59 m 29 h 10 m 38 h 58 m 47 h 24 m 41 h 16 m 49 h 15 m 56 h 33 m
그림 2. 각 지구별 팔당댐 방류량에 따른 침수위 및 침수심
점성계수는 2,000~8,000의 범위에서 보정하여 적용하였으며, 보다 정확한 수위분포를 파악하기 위해 Wet & Dry는 5 cm 내외로 적용하여 2차원 수리분석을 수행하였다.
3.2.2 팔당댐 방류량에 따른 각 지구별 수위분포
2차원 수리분석 결과는 분석유형별 모의조건이 많아서 본 연구에서는 계획홍수량(37,000 m3/s) 상황에 대한 것만을 수 록하였다.(그림 3~그림12)
3.3 1차원-2차원 수리분석 결과 비교
팔당댐 방류량에 따른 한강시민공원 각 지구의 수리량을 분석하기 위하여 1차원 수리수치모형과 2차원 수리수치모형 을 이용하였다. 여기에서는 1차원 모형과 2차원 모형에 의해 얻어진 결과의 비교를 통해 각 모형의 적정성을 보이고자 한
다. 표 10은 계획홍수량 37,000 m3/s의 경우 한강시민공원 지구별 1차원 부등류 분석결과와 2차원 부등류 분석결과를 상호 비교한 것이다.
표 10에서 보는 바와 같이 1차원 수리분석 결과와 2차원 수리분석 결과의 수위차는 최대 29cm이며, 수위의 평균제곱 근오차(RMSE)는 0.18로 비교적 유사함을 알 수 있으며, 유 속은 수위보다 1차원 수리분석 결과와 2차원 수리분석 결과 의 차이가 더 작은 것을 알 수 있었다. 1차원 수리분석 결 과와 2차원 수리분석 결과의 차이는 분석대상의 지형학적인 요인(만곡부, 단면 급축소, 급확대), 수리학적인 요인(와점성 계수), 모의방식(차원)에 원인이 있다고 할 수 있다.
3.4 조석의 영향에 따른 침수범위 분석
한강 하류부는 서해안의 조석 영향을 상당히 받고 있으며 표 9. 팔당댐~한강대교 구간 유량별 도달시간 비교
유량 (m3/s) 풍수해대책 본 연구 유량 (m3/s) 풍수해대책 본 연구
1,000 7시간 45분 33시간 22분 15,000 4시간 10분 6시간 14분
2,000 7시간 10분 19시간 54분 25,000 3시간 20분 4시간 17분
5,000 6시간 00분 9시간 42분 30,000 3시간 10분 3시간 53분
10,000 4시간 55분 6시간 56분 35,000 3시간 00분 3시간 40분
그림 3. 제 1구간 침수위 분포도(광나루, 잠실, 뚝섬지구)
그림 4. 제 2구간 침수위 분포도(잠원, 반포, 이촌지구)
일반적으로 잠실수중보 근처까지 조석의 영향이 미치는 것으 로 관측되고 있다. 조석에 의한 수위 상승은 홍수 시에는 특 히 한강시민공원의 침수에 크게 영향을 미칠 것으로 판단되 어 본 연구에서는 2000년부터 2005년까지 전류지점의 연 평 균 조석자료를 수집하여 대조시와 소조시의 산술평균값을 산 정하고, 1차원 부등류 해석을 통한 한강시민공원 각 지구별 로 조석의 영향을 분석하였다. 표 11은 전류지점의 조석에 대해 수집된 자료의 특성값을 나타낸 것이다.
표 11에서 보는 바와 같이 2000년~2005년간의 전류 지점 의 대고조시의 평균조위는 5.13 m이고 대저조시의 평균조위
는 0.15 m이고, 소고조시의 평균조위는 2.0 0m이고 소저조시 의 평균조위는 0.15 m이다. 전류지점의 조위가 높을 때 상류 부에 미치는 영향이 커지게 될 것이므로 전류의 조위가 대고 조일 때와 소고조일 때의 수위영향분석을 하였으며, 그 결과 를 수록한 것이 표 12과 표 13이다. 표 12를 보면, 팔당댐 방류량이 200 m3/s일 때에는 조석에 의한 각 지구의 수위상 승효과가 최대 1.45m(강서 지구), 최저 1.38 m(양화, 망원 지구)로 나타났고, 수위상승효과는 팔당댐 방류량이 증가함에 따라 점차 감소하여 팔당댐 방류량이 13,000 m3/s가 되면 각 지구의 수위상승효과가 5 cm내로 감소하는 것을 알 수 있다.
그림 5. 제 3구간 침수위 분포도(여의도 지구)
그림 6. 제 4구간 침수위 분포도(양화, 망원, 난지 지구)
그림 7. 제 5구간 침수위 분포도(강서 지구)
잠실수중보 상류에 위치하는 광나루 지구는 조석에 의한 영 향이 아주 미미한 것으로 분석되었다. 표 13을 보면, 팔당댐 방류량이 200 m3/s일 때에는 조석에 의한 각 지구의 수위상 승효과가 최대 37 cm(강서 지구), 최저 31 cm(잠실, 뚝섬, 잠 원 지구)로 나타났고, 수위상승효과는 팔당댐 방류량이 증가
함에 따라 점차 감소하여 팔당댐 방류량이 1,000 m3/s가 되 면 각 지구의 수위상승효과가 10 cm내로 떨어지는 것을 알 수 있다. 소고조시에도 잠실수중보 상류에 위치하는 광나루 지구는 조석에 의한 영향이 아주 미미한 것으로 분석되었다.
4. Key Station과 각 지구와의 수리특성량 관계분석
유역에 강우가 도래하면 일정시간 후에 유출현상이 발생하 여 점차 유출량이 증가하게 되고 첨두유량을 보인 후에 강우 가 종료되면 유출량이 차츰 감소하게 된다. 이 때 하류지역 에서는 상류의 유출상황을 바탕으로 하여 장차 하류지역에서 나타날 수위와 도달시간을 예측할 수 있으면 홍수 예·경보 상황을 발령을 통해 인명과 재산을 보호할 수 있는 대처를 할 수가 있게 된다. 이 때 상류지역에 위치한 각종 수리수문 정보를 보유하고 있는 중심이 되는 지점을 Key Station이라 표 11. 2000~2005년 전류지점의 연 평균 조석자료연 도 소저조(m) 소고조(m) 대저조(m) 대고조(m)
2000 −0.01 1.97 0.04 4.8
2001 −0.12 1.4 0.01 7.56
2002 0.17 2.33 0.23 4.75
2003 0.48 2.21 0.26 4.69
2004 0.27 2.34 0.21 4.46
2005 0.12 1.73 0.13 4.51
평균 0.15 2.00 0.15 5.13
중심값 0.925 2.49
표 10. 1차원-2차원 수리분석 결과 비교(계획홍수량 37,000 m3/S)
지구 HEC-RAS (El.m) SMS (El.m) 수위차 (m) RMSE 지구 HEC-RAS (m/s) SMS (m/s) 유속차 (m/s) RMSE
광나루 18.02 18.25 −0.23
0.18
광나루 2.58 2.53 0.05
0.08
잠 실 17.17 17.46 −0.29 잠 실 1.75 1.78 −0.03
뚝 섬 17.14 17.4 −0.26 뚝 섬 2.27 2.25 0.02
잠 원 16.16 16.24 −0.08 잠 원 2.4 2.48 −0.08
반 포 15.01 15.29 −0.28 반 포 2.13 2.25 −0.12
이 촌 15.18 15.26 −0.08 이 촌 2.38 2.23 0.15
여의도 14.21 14.34 −0.13 여의도 1.85 1.87 −0.02
양 화 13.88 14.05 −0.17 양 화 2.37 2.23 0.14
망 원 13.2 13.21 −0.01 망 원 2.26 2.29 −0.03
난 지 13.07 13.09 −0.02 난 지 2.29 2.24 0.05
강 서 12.16 11.99 0.17 강 서 2.44 2.38 0.06
표 12. 대고조시 각 지구의 조석에 의한 수위상승 (단위 : m3/S, m)
방류량 잠실 뚝섬 잠원 반포 이촌 여의도 양화 망원 난지 강서
13,000 0.03 0.02 0.03 0.03 0.03 0.03 0.03 0.03 0.03 0.03
12,000 0.08 0.08 0.09 0.11 0.11 0.11 0.11 0.11 0.11 0.12
10,000 0.07 0.06 0.08 0.12 0.11 0.14 0.17 0.16 0.18 0.22
8,000 0.11 0.11 0.13 0.21 0.2 0.24 0.27 0.25 0.28 0.35
6,000 0.18 0.18 0.22 0.28 0.27 0.33 0.38 0.34 0.39 0.49
4,000 0.33 0.33 0.39 0.48 0.46 0.56 0.62 0.58 0.63 0.74
3,000 0.25 0.24 0.28 0.37 0.35 0.42 0.46 0.43 0.48 0.62
2,000 0.96 0.94 1.03 1.22 1.18 1.34 1.43 1.37 1.45 1.57
1,000 1.13 1.14 1.16 1.28 1.26 1.31 1.31 1.31 1.31 1.35
200 1.41 1.41 1.42 1.4 1.41 1.39 1.38 1.38 1.4 1.45
표 13. 소고조시 각 지구의 조석에 의한 수위상승 (단위 : m3/m)
방류량 잠실 뚝섬 잠원 반포 이촌 여의도 양화 망원 난지 강서
1,000 0.06 0.05 0.06 0.07 0.07 0.07 0.06 0.07 0.07 0.07
800 0.08 0.08 0.09 0.11 0.11 0.11 0.11 0.11 0.11 0.12
600 0.12 0.12 0.13 0.16 0.16 0.17 0.18 0.18 0.18 0.19
400 0.19 0.19 0.2 0.25 0.26 0.28 0.28 0.27 0.28 0.29
200 0.31 0.31 0.31 0.34 0.35 0.35 0.35 0.34 0.35 0.37
고 하며 팔당댐 하류부 한강에서는 팔당대교 수위관측소와 한강대교 수위관측소를 Key Station으로 활용할 수가 있다.
본 연구에서는 한강시민공원의 침수상황 대비에 초점을 두어 상류부의 홍수상황에 따라 하류부에 위치한 한강시민공원 각 지구에서의 홍수 예·경보상황을 대비할 수 있도록 하기 위 하여 1차원 수리분석 결과를 토대로 한강 본류의 수위관측지 점인 고안 수위관측소와 한강대교 수위관측소를 Key Station 으로 선정하고, Key Station 수위와 한강시민공원 지구 수위 간의 관계를 도출하고, 팔당댐 방류량별 각 지구까지의 도달 시간을 산정함으로써 향후 홍수 발생시 선조치를 수행할 수 있는 기초자료를 제시하고자 한다. 여기서는 편의상 팔당대교 지점을 Key Station 1이라고 하고, 한강대교 지점을 Key Station 2라고 명명한다.
4.1 상하루 수위 관계식을 이용한 수위예측의 검증 상류부에 위치한 Key Station과 하류부 특정지점의 수위 관계식을 이용하여 상류부의 수위로부터 장래 하류부의 수위 를 예측할 수 있음을 보이기 위하여 본 절에서는 한강대교와 행주대교의 실적(實積)수위를 이용하여 그 가능성을 검증하였 다. 표 14는 실적(實積)수위자료와 한강대교-행주대교 수위관 계식에 의해 산출된 수위예측치를 비교 수록한 것이다.
표 14에서 알 수 있는 바와 같이 한강대교-행주대교 수위 관계식에 의해 산출된 행주대교의 예측수위와 행주대교 실적 (實積)수위와의 수위차는 20 cm 이내인 것으로 나타나서 상 하류간의 수위관계식에 의한 하류부 수위예측의 가능성을 보 여주고 있음을 알 수 있다. 그림 8은 한강대교 수위와 행주 대교 수위의 관계를 도시한 것이다.
4.2 Key Station 수위와 각 지구별 수위간의 관계분석 4.2.1 Key Station 1(팔당대교)과 각 지구 중앙부간의 관계 분석
표 15는 팔당댐 방류량별 Key-Station 1(팔당대교)의 수위 와 각 지구의 중앙부 수위를 나타낸 것이고, 표 16은 각 지 구별 수위-수위 관계식을 정리한 것이다. 표 17은 팔당댐 방 류량별 각 지구 중앙부 까지의 도달시간을 나타낸 것이다.
4.2.2 Key Station 2(한강대교)와 한강대교 하류부 지구 중 앙간의 관계분석
표 18은 팔당댐 방류량별 Key-Station 2(한강대교)의 수위 와 한강대교 하류부에 위치한 지구의 중앙부 수위를 나타낸 것이고, 표 19는 각 지구별 수위-수위 관계식을 정리한 것이 다. 표 20은 팔당댐 방류량별 Key-Station 2(한강대교)로부터
표 15. 팔당댐 방류량별 Key-station 1(팔당대교) 및 각 지구 중앙부의 수위 (단위 : El.m)
방류량(m3/s) 팔당대교 광나루 잠실 뚝섬 잠원 반포 이촌 여의도 양화 망원 난지 강서
37,000 18.04 16.24 15.38 15.32 14.39 13.41 13.56 12.79 12.1 12.52 11.97 11.13 34,000 18.02 16.38 15.58 15.52 14.63 13.69 13.83 13.08 12.38 12.8 12.25 11.38 30,000 17.49 15.92 15.17 15.12 14.3 13.42 13.56 12.85 12.17 12.58 12.04 11.18 24,000 16.27 14.78 14.08 14.04 13.33 12.54 12.67 12.02 11.41 11.78 11.29 10.51 20,000 15.30 13.87 13.19 13.16 12.53 11.81 11.93 11.32 10.77 11.11 10.66 9.94 16,000 13.65 11.89 11.10 11.08 10.53 9.89 10.00 9.49 9.08 9.34 8.99 8.44 12,000 12.46 10.88 10.14 10.13 9.67 9.10 9.20 8.77 8.42 8.65 8.35 7.85 10,000 11.81 9.86 8.96 8.97 8.51 7.92 8.01 7.60 7.30 7.49 7.24 6.82 8,000 11.08 9.27 8.43 8.44 8.04 7.50 7.58 7.22 6.96 7.13 6.9 6.53 6,000 10.21 8.55 7.63 7.64 7.31 6.83 6.90 6.60 6.39 6.52 6.34 6.03 4,000 9.22 7.58 6.13 6.14 5.91 5.64 5.68 5.50 5.39 5.46 5.36 5.21 2,000 8.13 6.75 5.24 5.25 5.09 4.90 4.93 4.81 4.73 4.78 4.72 4.62 1,000 7.25 5.77 4.49 4.49 4.42 4.34 4.35 4.30 4.27 4.29 4.27 4.23 표 14. 한강대교·행주대교 수위관계식에 의한 수위예측 비교
연 월 일 시 한강대교
실적수위(El.m)
행주대교 실적수위(El.m)
행주대교예측수위
(El.m) 수위차(m) 00년 6월 3일 20시 2.64 3.05 2.88 0.17 00년 6월 3일 22시 2.56 2.96 2.83 0.13 00년 6월 3일 23시 2.49 2.87 2.78 0.09 00년 6월 7일 16시 12.14 9.57 9.77 −0.20 00년 6월 7일 17시 9.05 7.50 7.53 −0.03 00년 6월 7일 19시 7.18 6.30 6.18 0.12 00년 6월 7일 20시 6.23 5.54 5.49 0.05 00년 6월 7일 21시 4.85 4.54 4.49 0.05 00년 6월 7일 23시 4.15 4.14 3.98 0.16 00년 6월 7일 24시 3.50 3.72 3.51 0.21 00년 6월 8일 20시 2.88 3.17 3.06 0.11
표 16. Key-Station 1에 대한 각 지구별 수위-수위 관계식
지구 수위-수위 관계식 상관계수(R)
광나루 광나루수위 = 0.994 × 팔당대교수위 − 1.549 0.998 잠 실 잠 실수위 = 1.050 × 팔당대교수위 − 3.224 0.997 뚝 섬 뚝 섬수위 = 1.044 × 팔당대교수위 − 3.152 0.997 잠 원 잠 원수위 = 0.971 × 팔당대교수위 − 2.717 0.996 반 포 반 포수위 = 0.898 × 팔당대교수위 − 2.359 0.994 이 촌 이 촌수위 = 0.909 × 팔당대교수위 − 2.417 0.995 여의도 여의도수위 = 0.846 × 팔당대교수위 − 2.039 0.994 양 화 양 화수위 = 0.782 × 팔당대교수위 − 1.589 0.993 망 원 망 원수위 = 0.820 × 팔당대교수위 − 1.851 0.993 난 지 난 지수위 = 0.770 × 팔당대교수위 − 1.508 0.993 강 서 강 서수위 = 0.691 × 팔당대교수위 − 0.991 0.993
한강대교 하류부에 위치한 지구 중앙부까지의 도달시간을 나 타낸 것이다.
4.3 Key-Station을 이용한 한강시민공원의 장래 홍수위 예측 만약 팔당댐 방류량이 20,000 m3/s일 경우 팔당대교지점의 실적(實積)수위는 표 15에 나타난 바와 같이 15.30 El.m이었 으며, 여의도지구의 도달시간은 표 8에 의해 팔당댐에서 5시 표 17. Key-Station 1(팔당대교)에서부터 하류부 각 지구 중앙부분까지의 도달시간 (단위:시간(h) 분(m))
방류량 (m3/s) 광나루 잠실 뚝섬 잠원 반포 이촌 여의도 양화 망원 난지 강서
37,000 1h 34m 2h 12m 2h 7m 2h 36m 3h 15m 3h 2m 3h 49m 4h 24m 3h 59m 4h 32m 5h 4m 34,000 1h 37m 2h 16m 2h 11m 2h 42m 3h 23m 3h 9m 3h 59m 4h 37m 4h 10m 4h 45m 5h 19m 30,000 1h 39m 2h 15m 2h 10m 2h 42m 3h 27m 3h 12m 4h 5m 4h 45m 4h 16m 4h 54m 5h 30m 24,000 1h 53m 2h 39m 2h 33m 3h 9m 3h 58m 3h 41m 4h 39m 5h 22m 4h 51m 5h 32m 6h 10m 20,000 2h 13m 3h 4m 2h 57m 3h 38m 4h 34m 4h 15m 5h 20m 6h 8m 5h 33m 6h 18m 7h 00m 16,000 2h 45m 3h 9m 3h 3m 3h 47m 4h 50m 4h 29m 5h 43m 6h 40m 5h 59m 6h 53m 7h 44m 12,000 2h 53m 3h 48m 3h 40m 4h 33m 5h 45m 5h 21m 6h 46m 7h 51m 7h 4m 8h 5m 9h 1m 10,000 2h 52m 4h 6m 3h 57m 4h 57m 6h 22m 5h 53m 7h 36m 8h 59m 7h 59m 9h 17m 10h 31m
8,000 3h 15m 4h 40m 4h 30m 5h 38m 7h 15m 6h 42m 8h 39m 10h 14m 9h 6m 10h 35m 11h 59m 6,000 3h 50m 5h 30m 5h 18m 6h 38m 8h 28m 7h 50m 10h 1m 11h 46m 10h 30m 12h 8m 13h 38m 4,000 4h 57m 7h 8m 6h 54m 8h 37m 11h 5m 10h 14m 13h 11m 15h 36m 13h 51m 16h 8m 18h 13m 2,000 7h 46m 11h 28m 11h 5m 14h 00m 18h 22m 16h 51m 22h 7m 26h 32m 23h 22m 27h 31m 31h 20m 1,000 11h 38m 17h 49m 17h 8m 22h 27m 30h 35m 27h 47m 37h 35m 46h 1m 39h 53m 47h 52m 55h 10m 표 18. 팔당댐 방류량별 Key-Station 2(한강대교) 수위 및 한강대교 하류부 지구의 중앙 수위 (단위 : El.m)
방류량(m3/s) 한강대교 여의도 양화 망원 난지 강서
37,000 12.90 12.79 12.10 12.52 11.97 11.13
34,000 13.20 13.08 12.38 12.80 12.25 11.38
30,000 13.00 12.85 12.17 12.58 12.04 11.18
24,000 12.20 12.02 11.41 11.78 11.29 10.51
20,000 11.50 11.32 10.77 11.11 10.66 9.94
16,000 9.60 9.49 9.08 9.34 8.99 8.44
12,000 8.90 8.77 8.42 8.65 8.35 7.85
10,000 7.75 7.66 7.30 7.49 7.24 6.82
8,000 7.36 7.22 6.96 7.13 6.90 6.53
6,000 6.72 6.66 6.39 6.52 6.34 6.03
4,000 5.58 5.56 5.39 5.46 5.36 5.21
2,000 4.87 4.81 4.73 4.78 4.72 4.62
1,000 4.32 4.36 4.27 4.29 4.27 4.23
표 19. Key-Station 1에 대한 각 지구별 수위-수위 관계식
지구 수위-수위 관계식 상관계수(R)
여의도 여의도수위 = 0.990 × 한강대교수위 − 0.03 0.999 양 화 양화수위 = 0.915 × 한강대교수위 + 0.263 0.999 망 원 망원수위 = 0.960 × 한강대교수위 + 0.093 0.999 난 지 난지수위 = 0.901 × 한강대교수위 + 0.315 0.999 강 서 강서수위 = 0.809 × 한강대교수위 + 0.647 0.999
표 20. Key Station 2(한강대교)에서부터 하류부 시민공원 중앙부까지의 도달시간 (단위 : 시간(h) 분(m))
방류량(m3/s) 한강대교 여의도 양화 망원 난지 강서
37,000 3h 31m 0h 27m 1h 32m 0h 37m 1h 10m 1h 42m
34,000 3h 40m 0h 29m 1h 36m 0h 40m 1h 15m 1h 48m
30,000 3h 53m 0h 22m 1h 32m 0h 33m 1h 11m 1h 47m
24,000 4h 17m 0h 33m 1h 17m 0h 46m 1h 26m 2h 5m
20,000 4h 56m 0h 37m 1h 25m 0h 51m 1h 36m 2h 17m
16,000 5h 14m 0h 43m 1h 40m 0h 59m 1h 53m 2h 44m
12,000 6h 15m 0h 48m 1h 53m 1h 37m 2h 38m 3h 34m
10,000 6h 56m 0h 59m 2h 22m 1h 22m 2h 40m 3h 54m
8,000 7h 53m 1h 37m 2h 43m 1h 34m 3h 34m 4h 27m
6,000 9h 12m 1h 15m 2h 59m 1h 44m 3h 22m 4h 52m
4,000 12h 33m 1h 41m 4h 36m 2h 21m 4h 38m 6h 43m
2,000 19h 59m 3h 00m 7h 26m 4h 15m 8h 24m 12h 13m
1,000 33h 22m 5h 36m 14h 2m 7h 54m 15h 53m 23h 11m
간 34분 후가 될 것이다. 이 때 여의도지구의 홍수위는 Key-Station1을 기준으로 수위-수위 관계식 [여의도수위 = 0.846 × −2.039]를 이용하여 산출해 보면 10.90El.m이 나온다.
이를 바탕으로 팔당댐 방류량이 20,000 m3/s일 경우 여의도 지구의 수위가 10.90El.m이 되는데 걸리는 시간 5시간 34분 을 감안하여 공원 이용객을 대상으로 홍수예경보를 실시할 수 있을 것이다.
5. 결 론
본 연구에서는 서울시민의 대표적인 친수환경 공간인 한강 시민공원의 수리학적 흐름해석을 통해 팔당댐 방류량에 따른 한강시민공원의 침수범위를 분석한 것으로 그 주요 결론을 정리하면 다음과 같다.
(1) 1차원 수리모형을 통해 팔당댐 방류량에 대한 한강시민 공원의 침수위 및 도달시간을 그림 2와 표 8을 통해 제시하였으며, 도달시간은 기존의 자료와 비교하여 타 당성을 입증하였다.
(2) 팔당댐 방류량에 따른 한강시민공원의 침수상황을 분석 하기 위하여 1차원 및 2차원 수리수치모형을 적용하고, 그 결과를 비교한 결과 수위에 대한 RMSE는 0.18로 유속에 대한 RMSE는 0.08의 차이를 보였으며 이는 지형학적인 요인(만곡부, 단면 급축소, 급확대), 수리학 적인 요인(와점성계수), 모의방식(차원)에 원인이 있다 고 할 수 있을 것이다.
(3) 서해안 조석의 영향에 대해 분석하기 위해 전류지점의 조위자료를 토대로 한강본류의 수위에 미치는 영향을 분석한 결과 대고조시 팔당댐의 방류량 13,000 m3/s에 서 수위상승치가 5 cm이하로 나타났으며, 소고조시 1,000 m3/s의 유량에서 7 cm이하의 수위상승을 보여 조 석에 대한 영향이 미미하였다.
(4) 홍수 발생시 한강시민공원의 안전을 위해 상류부 주요 수위관측지점을 Key Station으로 설정하고 하류부와의 수위 및 도달시간 관계식을 제시하여 장래의 홍수위와 홍수파 도달시간을 예측가능하게 하였고, 실측자료와의 검증을 통해 적용성을 입증하였으며, 예시를 통해 활용 방법을 제시하였다.
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◎ 논문접수일 : 08년 06월 17일
◎ 심사의뢰일 : 08년 06월 24일
◎ 심사완료일 : 08년 10월 13일
