SWMM모형을 이용한 도시하천 유역 내 LID기법이 유출저감에 미치는 영향 분석

Abstract

최근 기후변화와 기상이변으로 인해 과거와는 다른 양상의 강수특성으로 국지성 호우와 같은 극치강우 사상이 빈번히 발생하고 있으며, 도시화로 인한 불투수면의 증가에 따라 단기간의 강우에 의한 첨두유출량이 증가되고 있다. 대상유역인 서울대학교 및 도림천 유역은 2000년대에 들어 1900년 대비 불투수면이 11.35% 증가하였다. 또한 2010년 및 2011년에 발생한 기습적인 폭우는 도림천 유역의 하수관거 통수 부족, 토사 유출에 의한 배수불량 등 많은 요인을 야기시켰으며, 이로 인해 인명피해와 막대한 재산피해를 입었다. 근래에 하수관거의 확장, 침투시설의 증설 등으로 치수안전도를 높이고자 하나, 이는 많은 비용과 시간 및 면적 등이 요구되어 현실적으로 불가하다. 현재 서울대학교 내와 정문에 30년 빈도 강수량을 통한 저류조 공사가 실시되고 있으나 국지성 호우와 같은 극치강우 사상에 대한 미래의침수피해를 위한 추가적인 LID 시설 도입으로 인해 유출저감효과를 고려하여야 한다. 본 연구에서는 관악구청 기상관측소 자료를 이용하여 현재 침수취약지구로 선정된 서울대학교 및 도림천 유역에 대한 유출량 분석 및 유출저감효과 분석을 위해 SWMM-LID를 이용하여 모의하였다. 효과적인 유출저감 효과 분석을 위해 사용한 LID 시설(투수성포장 및 옥상녹화)의 매개변수 예민도 분석을 실시하였다. 분석 결과 효과적인 매개변수를 도출한 후 공사 중인 저류지로도 유출량이 저감되지 않는 유역들을 분석하여 적용하였다. 현실적으로 우수유출 저감시설을 적용시키기 위해 LID 시설 설치가 가능한 면적들과 설치 가능 여부를 고려할 필요가 있으며, 본 연구에서는 현실적이고 구체적인 유출량 저감효과 분석을 위해 각 유역별 LID 시설(투수성 포장 및 옥상녹화) 설치 가능 면적을 계산하여 분석하였다. 저류조 설치에도 불구하고 유출저감이 되지 않는 유역들에 대해 투수성 포장과 옥상녹화를 현실적으로 가능한 지역에 적용한 결과, 투수성 포장과 옥상녹화를 동시에 모두 적용하였을 시 침수된 5개의 유역에서 유출저감효과가 발생하였고 침수 또한 일어나지 않는다는 것을 확인하였다.