침수대응 하수도 시뮬레이션 수행절차 및 효과

정의와 핵심 키워드

침수대응 하수도 시뮬레이션은 강우 조건에서 하수도의 배제 능력과 침수 범위를 수치 모델로 예측하는 기법이다.

이를 바탕으로 대응시설을 평가하고 배치한다.

핵심 키워드는 침수해석, 관로 배제능력, 대응시설이다. 침수해석은 강우와 관로 유량을 연계해 침수 범위와 깊이를 계산한다.

구성요소와 흐름

시뮬레이션은 강우 입력, 유출 모형, 관거 흐름 모형, 지표 침수 모형, 결과 분석의 다섯 부분으로 구성된다.

유출 모형이 강우를 관거 유입량으로 바꾸고, 관거 흐름 모형이 관내 수위와 맨홀 월류량을 계산한다.

관거 흐름 모형은 대부분 비정상류 해석을 쓴다. 정상류로는 맨홀 역류를 재현할 수 없다.

맨홀 월류량은 지표 침수 모형에 넘어가 침수 범위와 침수 심도를 계산한다.

수행절차

수행절차는 여섯 단계다. 먼저 자료를 모은다.

관망 모델과 지표 모델을 연계해 모델을 구축한다.

실측 침수 흔적과 관측 수위를 비교해 검·보정한다.

설계 강우와 초과 강우 시나리오를 모의한다.

관거 증설, 저류, 펌프 증설 대책을 비교한다.

마지막으로 침수 면적, 심도, 시간의 감소로 효과를 평가한다.

계산 예제

설계 유량은 1.2㎥/s, 기존 관로의 통수능력은 0.9㎥/s이다.

부족 유량은 설계 유량에서 통수능력을 뺀 값이다.

1.2에서 0.9를 빼면 0.3㎥/s이고, 이는 300 L/s와 같다.

부족분은 설계 유량의 25% 수준이라 저류시설이나 관로 증설을 검토할 대상이다.

대책 후 통수능력이 1.2㎥/s 이상이면 월류가 줄었는지 시뮬레이션으로 확인한다.

대응시설 배치와 효과 검증

침수 대책은 기존시설 평가, 시뮬레이션, 대응시설 배치, 효과 검증 순으로 진행한다.

기존시설은 관거 용량 부족 구간과 펌프장 가동률로 평가한다.

대응시설은 저류시설, 빗물 침투시설, 펌프장 증설을 침수 위험 지역과 연결해 배치한다.

배치한 뒤에는 대책 전후를 다시 모의해 침수 면적, 심도, 시간의 감소를 확인한다.

효과 평가 방법

대책 효과는 정량, 정성, 비용 세 방법으로 평가한다.

정량 평가는 침수심, 침수면적, 침수 가구 수를 대책 전후로 비교한다.

정성 평가는 주민 안전성과 교통 영향처럼 수치로 나타나지 않는 피해를 보완한다.

비용 평가는 공사비와 유지관리비를 편익과 비교한다.

세 평가를 함께 써야 대책의 우선순위가 정해진다.

핵심 정리

정리하면 침수대응 시뮬레이션은 침수 원인을 분석하고 대책 효과를 정량 평가하는 기법이다.

목적은 기존시설을 평가하고 대응시설을 효율적으로 배치하는 것이다.

법적 근거는 하수도법 제5조 제3항 제5호의2의 침수 피해 위험도 예측분석 항목이다.

한계는 입력 자료의 정확도와 기후변화 시나리오의 불확실성이다.

시험에서는 수행절차와 효과, 대책 수립 절차가 자주 출제된다.