하천급변화구간에 대한 UAV기반 조기경보설정

• 영문명: UAV-Based Floodwater-Level Establishment for FEWS for Abrupt River Section Change in Imsan
• 발행기관: 한국방재학회
• 저자명: 공예진 김태균 이태삼
• 간행물 정보: 『2. 한국방재학회 논문집』22권6호, 377~384쪽, 전체 8쪽
• 주제분류: 공학 > 기타공학
• 파일형태: PDF
• 발행일자: 2022.12.31

국문 초록

최근 홍수피해가 기후변화의 영향 등으로 증가하고 있으며, 홍수취약 지역에서 주민의 안전을 담보하기 위해 홍수조기경보발령 시스템이 활용되고 있다. 홍수조기경보 시스템은 홍수로 인한 인적피해 및 물적피해를 줄이기 위한 중요한 시스템이며, 적절한 발령수위 설정을 해야만이 피해를 최소화 할 수 있다. 현재 조기경보의 발령은 교량에 수위계를 설치하여 교량 인근의 제방에 월류 수위를 기준으로설정되고 있으나, 교량 근방에 하천급변 구간이 존재하는 경우에도 교량의 수위계에 맞춰서 경보가 발령되고 있다. 하지만 교량보다 교량 상류등에 하천이 급격하게 좁은 경우 같은 홍수량에도 쉽게 범람이 발생할 수 있는 지역이 존재하게 된다. 본 연구 대상지역인 초강천의 경우도 이러한 상황이었다. 따라서 본 연구에서는 Unmanned Aerial Vehicle (UAV) 항공측량을 기반으로 하천 수위 측정 위치와 홍수취약구간에 대한 홍수위차를 극복하기 위한 방법을 제시하고자 한다. 먼저, UAV를 통해 하천단면에 대한 공간정보를 획득하였다. 다음으로 UAV 공간정보를 Pix4D로 처리하여 수위계가 설치되는 초강천 관기교의 상류지점에 하폭이 급격하게 좁아지는 구간이 존재함을 확인하였다. 이후 HEC-RAS를 통해 상류위험지점의 월류수위를 기준으로 한 유량을 바탕으로 관기교에서의 수위를 산정하였다. 이를 통해 하폭이 급격하게 감소되는 관기교 상류 위험지역의 하천단면에서 홍수가 먼저 발생하는 것을 확인하였고 이를 적용하여 적절한 홍수 조기경보발령 기준을 제시하였다. 본 연구는 홍수조기경보를 설정하고자 하는 하천, 그리고 하천이 급격하게 변하는 구간에서 폭넓게 적용될 수 있을 것으로 사료된다.

영문 초록

Flood damage has been increasing owing to climate change; thus, a flood early-warning system (FEWS) has been established to evacuate residents safely in flood-prone areas. The FEWS is a fundamental nonstructural system that reduces human and material damage caused by floods. The damage can be minimized when appropriate settings are used. In general, the need for an early warning is determined using a water gauge installed on a bridge. If there is an abrupt change in the river section near the bridge, an alarm is issued based on the water-level gauge on the bridge. However, some areas may be more vulnerable to flooding than where the bridges exist. In these cases, vulnerable areas can be inundated by floods before a warning alarm is provided. The current study area of the Chogang-cheon River is such an area. Therefore, an unmanned aerial vehicle (UAV)-based remedy is proposed to overcome the discrepancy between the flooding water levels of the gauge location and the vulnerable area. First, spatial information about the river cross section was obtained through a UAV for the study area. As a result of Pix4D processing after river surveying by the UAV, a noticeable abrupt river width change section was confirmed, particularly upstream of the Gwangi Bridge in the middle of the Chogang-cheon River. Then, the level of the bridge and the upstream point of the bridge for the same flow rate were calculated using the Hydrologic Engineering Center River Analysis System (HEC-RAS) program. Through this remedy, the section of the river where flooding occurs first was defined, and an appropriate flood early-warning water level was appropriately estimated. The approach in this study can be widely applied to rivers where a FEWS is needed to determine where rivers change abruptly.

목차

1. 서론

2. 연구 범위

3. 연구 방법

4. 결과

5. 결론

References

키워드

홍수조기경보발령 시스템 하천측량 UAV 하천급변화 Flood Early Warning System River Surveying UAV Abrupt River Section Change