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신월 빗물저류배수시설 방재성능향상을 위한 모니터링 방안
목차 14
 요약 7
 01. 서론 24
 1. 연구배경 및 목적 24
  1-1. 연구배경 24
  1-2. 연구목적 25
  2. 연구 동향 25
  3. 연구내용 및 범위 27
 02. 시설현황 및 국내외 사례 30
  1. 유역현황 및 침수피해 이력 30
   1-1. 유역 개황 30
   1-2. 침수피해 이력 및 원인분석 37
  2. 관련 시설현황 43
   2-1. 수문관측소 현황 43
   2-2. 하수도 시설현황 45
   2-3. 저류배수터널 시설현황 50
  3. 국내외 사례조사 61
   3-1. 국외 사례 61
   3-2. 국내 사례: 부천 하수터널 91
   3-3. 국내외 사례조사 시사점 98
 03. 터널 유입량 및 저류용량 검토 102
  1. 수문 해석 모형구축 102
   1-1. SWMM 모형 103
   1-2. SWMM 모형 검·보정 107
  2. 터널 유입량 검토 114
   2-1. 수직구별 유입량 빛 홍수분배량 114
   2-2. 수직구별 유입량 민감도 분석 118
  3. 터널 저류용량 검토 121
   3-1. 설계강우 조건에 따른 저류용량 겁토 121
   3-2. 터널 저류용량 검증 128
 04. 신월 빗물저류배수시설 모니터링 방안 134
  1. 모니터링 관련 현장조사 134
   1-1. 모니터링 장비 현황 및 상황실 현장조사 134
   1-2. 유도수문 및 수위계 설치 현장조사 140
   1-3. 정류지 및 유량계 설치 현장조사 141
   1-4. 기타 검토 결과 144
  2. 신윌 빗물저류배수시설 모니터링 가이드라인 146
   2-1. 모니터링 개요 146
   2-2. 1단계: 모니터링 계획 수립 149
   2-3. 2단계: 모니터링 설시 157
   2-4. 3단계: 모니터링 품질관리 158
   2-5. 4단계: 모니터링 데이터 관리 160
 05. 운영 매뉴얼 개선 164
  1. 운영기준 분석 164
   1-1. 운영 대상시설 164
   1-2. 빗물저류배수시설 운영절차 167
  2. 운영 매뉴얼 개선 168
   2-1. 기본운영 계획 개선 168
   2-2. 단계별 운영기준 제시 173
   2-3. 상세운영계획 개선 175
 06. 결론 및 제언 184
 참고문헌 189
 부록 193
 Abstract 213
 표목차 16
  [표 2-1] 양천구 및 강서구 화곡동 인구현황 32
  [표 2-2] 토지이용현황 및 유역내 토지이용 분포도 34
  [표 2-3] 기상개황(최근 10년, 2010~2019) 35
  [표 2-4] 신월 일대 연도별 강수 발생현황 36
  [표 2-5] 1998년 강우발생에 따른 강서구 및 양천구 침수원인 및 현황 38
  [표 2-6] 2001년 강우발생에 따른 강서구 및 양천구 칩수원인 및 현황 39
  [표 2-7] 2010년 강우발생에 따른 강서구 및 양천구 침수원인 및 현황 40
  [표 2-8] 2011년 강우발생에 따른 강서구 및 양천구 침수원인 및 현황 40
  [표 2-9] 2010년 9월 21일 집중호우로 인한 강서구·양천구 사회적 피해현황 41
  [표 2-10] 신월 빗물저류배수시설 유역 내 수위계 위치도 44
  [표 2-11] 대상지역 내 하수도 시설현황 45
  [표 2-12] 대상유역 내 원형관로 지름별 개수 및 길이 46
  [표 2-13] 대상 유역내 박스관로 련수별 개수 및 길이합 47
  [표 2-14] 목동 빗물펌프장 현황 50
  [표 2-15] 목동 빗물펌프장 가동수위 50
  [표 2-16] 신월 빗물저류배수시설 기본설계 및 실시설계 주요 시설물 변경사항 52
  [표 2-17] 신월 빗물저류배수시설 주요 시설물 개요 54
  [표 2-18] 유입 수식구 유역열 관로 개소수 59
  [표 2-19] 유입 수직구 유역열 관로경시에 따른 하수관로 개소수 및 구성비율 59
  [표 2-20] 국외 주요 대심도 저류배수터널 설치 목적 및 규격 63
  [표 2-21] 국외 주요 대심도 저류배수터널 설치 목적 및 규격 66
  [표 2-22] 네야가와 유역 주요 치수대책 시설용량 72
  [표 2-23] 조사를 위한 대표 지점 선정(예시) 84
  [표 2-24] 하수도 등 관련 시설의 관측 항목과 목적, 활용 수준 87
  [표 2-25] 수위계의 종류 및 측정 방식 88
  [표 2-26] 하수도 관로 내 등에 설치하는 수위계 관측방식 선정 시의 유의사항 89
  [표 2-27] 펌프 운전 기준수위 94
  [표 2-28] 수위상승속도에 따른 펌프 운전대수 결정 95
  [표 2-29] 유입정 #1 수문 운전 매뉴얼 97
  [표 2-30] 유입정 #2 수문 운전 매뉴얼 97
  [표 2-31] 기계적 작동기준(PLC) - RTC가 작동되지 않을 때 98
  [표 2-32] 신월 빗물저류배수시설과 부천 하수터널 주요제원 비교 99
  [표 3-1] 도시유출모형 비교·검토 102
  [표 3-2] 토지이용에 따른 조도계수 105
  [표 3-3] 표면상태에 따른 조도계수 105
  [표 3-4] 모형 적정성 평가결과(2O20년 8월 3일 호우사상) 111
  [표 3-5] 모형 적정성 평가결과(2020년 8월 11일 호우사상) 111
  [표 3-6] 수직구별 유입량 분석결과 115
  [표 3-7] 수직구별 설계 강우조건에 따른 홍수량 분배도 116
  [표 3-8] 기존모형과 금회 개발 모형의 홍수 배분량 검토 결과 118
  [표 3-9] 수직구별 하수관로 기준수위(50%) 도달시간 민감도 분석 결과 120
  [표 3-10] 유입량 및 저류용량 검토(30년, 30분, Huff2) 121
  [표 3-11] 유입량 및 저류용량 검토(30년, 60분, Huff-2) 122
  [표 3-12] 유입량 및 저류용량 검토(30년, 90분, Huff2) 123
  [표 3-13] 유입량 검토(30년, 120분, Huff2) 124
  [표 3-14] 유입량 검토(30년, 30분, Huff3) 125
  [표 3-15] 유입량 및 저류용링 검토(30년, 60분, Huff3) 126
  [표 3-16] 유입량 및 저류용량 검토(30년, 90분, Huff3) 127
  [표 3-17] 터널 내 수위열 저류용량(유출수직구 기준) 131
  [표 4-1] 현장 계측 설비 현황 135
  [표 4-2] 유역현황 조시항목 및 내용 150
  [표 4-3] 모델 구축 기초자료 150
  [표 4-4] 강우량계 표준규격 154
  [표 4-5] 수위계 비교표 155
  [표 4-6] 유량계 비교표 156
  [표 4-7] 모니터링 시간 간격 157
  [표 4-8] 모니터링 시기별 계측자료 158
  [표 4-9] 결측치의 증류 159
  [표 5-1] 운영대상 시설물 현황 및 제원(유입 수직구) 165
  [표 5-2] 운영대상 시설울 현황 및 제원(환기 및 유지관리 수직구) 166
  [표 5-3] 운영대상 시설물 현황 및 제원(빗물펌프장) 166
  [표 5-4] 신월 빗물저류배수시설 기준수위에 따른 운영기준 개선 169
  [표 5-5] 선월 빗물저류배수시설 기준수위에 따른 운영계획 169
  [표 5-6] 신월 빗물저류배수시설 유입수직구 기본 운영계획 170
  [표 5-7] 선월 빗물저류배수시설 유입시설(횡월류 수문, 유도수문) 기본 운영계획 170
  [표 5-8] 강우예보를 고려한 운영기준 개선(안) 172
  [표 5-9] 예보 강우에 따른 신월 빗물저류배수시설 유입수직구 운영계획 173
  [표 5-10] 예보 강우에 따른 횡월류 수문 및 유도수문 운영계획 173
  [표 5-11] 호우시 수직구별 유입 하수관로 기준수위 단계열 행동요령 174
  [표 5-12] 터널 내 잔류수 배제를 위한 배수 운영계획 179
 그림목차 19
  [그림 1-1] 연구내용 및 범위 28
  [그림 2-1] 대상지역 구 및 행정동 구분 31
  [그림 2-2] 대상유역 토지이용 현황 및 DEM 33
  [그림 2-3] 월별 총강우량 및 강우발생 일수 35
  [그림 2-4] 신월 일대 연강수량 및 강우일생일수 추세 36
  [그림 2-5] 강서, 양천구 과거 침수피해액 현황 37
  [그림 2-6] 신윌 빗물저류배수시설 유역의 과거 침수피해 흔적도 38
  [그림 2-7] 강서양천구 일대 침수피해 지역 및 현장사진(2010년 9월 21일) 41
  [그림 2-8] 강서, 양천구 일대 침수피해 발생 주요 원인 42
  [그림 2-9] 기상청 AWS 강우관측소 현황 43
  [그림 2-10] 대상지역 내 수위계 위치도 44
  [그림 2-11] 대상지역 내 하수관로 현황 45
  [그림 2-12] 대상유역 내 원형관로 관로 경사별 개수 현황 46
  [그림 2-13] 대상 유역내 박스관로 런수얼 평균 길이 및 경사 47
  [그림 2-14] 대상지역 맨홀 설치 현황도 48
  [그림 2-15] 대상지역 설치된 맨홀 바닥고 별 개소 수 48
  [그림 2-16] 대상지역 내 빗물펌프장 현황 49
  [그림 2-17] 목동빗물펌프장 및 유수지 현황도 49
  [그림 2-18] 신월 빗물저류배시설 등 방재시설 확충공사 사업 위치도 51
  [그림 2-19] 신월 빗물저류배시설 설치 전후 침수저감 효과 52
  [그림 2-20] 신월 빗물저류배수시설의 구성 현황 및 제원 53
  [그림 2-21] 신월 빗물저류배수시설 빗물유입 및 배수 상세도 55
  [그림 2-22] 수직구별 상세 현황도 및 최대유입 우수량 56
  [그림 2-23] 수직구별 유역면적 및 최대영항유역 구분 57
  [그림 2-24] 신월 빗물저류배수시설 유입수직구 유역별 관로 현횡 58
  [그림 2-25] 유입 수직구 유역별 하수관로 경사비율 60
  [그림 2-26] 해외의 대표적 대심도 저류배수 터널 62
  [그림 2-27] 수도권 외곽 방수로 전체 구성도 64
  [그림 2-28] 수도권 외곽 방수로 전체 구성도 65
  [그림 2-29] 이로하돈류 터딜 단연도 66
  [그림 2-30] 이로하돈류 터널 개념도 67
  [그림 2-31] 이로하돈류 터널 위치도 및 주요 모니터링 시설물 67
  [그림 2-32] 시오야다니 방수로 위치도 및 설치 전후 효과 69
  [그림 2-33] 시오야다니 방수로 침사지·유목스크린(좌)과 방수로 터널 출구부(우) 70
  [그림 2-34] 오사카시 네야가와 지하하천 구축 모식도 71
  [그림 2-35] 네야가와 지하하천을 통한 침수피해 저감 방법 및 효과 71
  [그림 2-36] 네야가와 지하하천 우수배수 개념도 및 홍수분담량 계획 72
  [그림 2-37] 네야가와 지하하천 건설에 따른 침수저감 영역도 72
  [그림 2-38] 코치현 우지강 지반표고도 73
  [그림 2-39] 코치현 우지강 지반 횡단면도 74
  [그림 2-40] 2014년 8월 태풍 12호로 인한 침수 피해(코치현 우지강) 74
  [그림 2-41] 우지강 유역 칩수방지대책 결과 75
  [그림 2-42] 우지강 유역 침수방지대책 사업 결과 76
  [그림 2-43] 칸다가와 지하조절지 위치도 및 불투수면적 77
  [그림 2-44] 칸다가와 지하조설지 구조도 및 침수피해 저감효과 78
  [그림 2-45] 이마이강 지하조절지 위치도(좌) 및 터널 내부(우) 79
  [그림 2-46] 이마이강 지하조절지 모식도 79
  [그림 2-47] 이마이강 월류제방의 평상시 및 강우시 흐름 모습 80
  [그림 2-48] 하수관로 수위 등 모니터링 절차와 검토사항 81
  [그림 2-49] 계획 시 및 운용 시에 조사지점 선정 예시 85
  [그림 2-50] 관측 시간간격 차이에 따른 하수관로 수위 변화 87
  [그림 2-51] 침수대책을 목적으로 한 수위계의 선정 흐름(안) 90
  [그림 2-52] 일본의 하수관로 등 모니터링 정보 수집 및 활용 체계도 91
  [그림 2-53] 부천 하수터널 전경 및 계통도 92
  [그림 2-54] 부천 하수터널 계측장비 위치도 93
  [그림 2-55] 빗물펌프장과 상류 저류지 등 연계 운영 모식도 96
  [그림 3-1] XP-SWMM 기반 수문모형 구축현황 106
  [그림 3-2] 모형검증 결과: 수위(2020년 8월 3일 호우사상) 109
  [그림 3-3] 모형검증 결과: H-H Plot(2020년 8월 3일 호우사상) 110
  [그림 3-4] 모형검증 결과: 수위(2020년 8월 11일 호우상상) [그림 3-5] 모형검증 결과: H-H plot(2020년 8월 11일 호우사상) 113
  [그림 3-6] 수직구별 유입수문곡선 산정결과 115
  [그림 3-7] 주요 홍수량 산정지점 116
  [그림 3-8] 수직구별 홍수분배량 산정 결과 117
  [그림 3-9] 수직구별 하수관로 수위 50% 도달시간 분석 결과 120
  [그림 3-10] 터널 유입량 및 저류량 모의결과(CASE1) 121
  [그림 3-11] 터널 유입량 및 저류량 모의결과(CASE2) 122
  [그림 3-12] 터널 유입량 및 저류량 모의결과(CASE3) 123
  [그림 3-13] 터널 유입량 및 저류량 모의결과(CASE4) 124
  [그림 3-14] 터널 유입량 및 저류량 모의결과(CASE5) 125
  [그림 3-15] 터널 유입량 및 저류량 모의결과(CASE6) 126
  [그림 3-16] 터널 유입량 및 저류량 모의결과(CASE7) 127
  [그림 3-17] 도시유출모형 모의저류량(1차 저류 '2O.08.03) 129
  [그림 3-18] 지하저류터널 실측저류량(1차 저류 '2O.08.03) 129
  [그림 3-19] 도시유출모형 모의저류량(2, 3차 저류 20.08.11) 130
  [그림 3-20] 지하저류터널 실측저류량(2, 3차 저류 20.08.11) 130
  [그림 4-1] 저지수직구1 모니터링 화면 136
  [그림 4-2] 고지수직구 모니터링 화연 136
  [그림 4-3] 저지수직구2 모니터링 화면 137
  [그림 4-4] 유지관리수직구 및 유출수직구 모니터링 화면 137
  [그림 4-5] CCTV 관측 현황 138
  [그림 4-6] 계측값 조회 화면 138
  [그림 4-7] 모니터링 일일 보고서 139
  [그림 4-8] 양천구 모니터링 시스템 139
  [그림 4-9] 현장조사 사진(2020.3.6., 3.19.) 140
  [그림 4-10] 유도수문 설치 모습(좌: 저지1, 우: 고지) 140
  [그림 4-11] 횡월류부 수위계 설치 모습 140
  [그림 4-12] 수위계 추가 설치 제안 위치도 141
  [그림 4-13] 2020.8.11. 유입량 및 저류량 분석 결과 142
  [그림 4-14] 횡월류부 및 수문 설지 모습(좌: 저지1, 우: 고지) 142
  [그림 4-15] 유량계 설치 모습(좌: 저지1, 우: 고지) 143
  [그림 4-16] 목자판과 방수용 LED-CCTV를 활용한 월류수심 계측 143
  [그림 4-17] 터널 내 도플러유속계 설치 방안 144
  [그림 4-18] 모니터링 목적 146
  [그림 4-19] 모니터링 시설물 및 모니터링 항목 147
  [그림 4-20] 단계별 모니터링 절차 148
  [그림 4-21] 모니터링 계획서 수립 절차 149
  [그림 4-22] 모니터링 대상 지점 선정 절차 및 방법 153
  [그림 4-23] 센서이상으로 발생되는 불량데이터 원인(사례) 160
  [그림 4-24] 모니터링 데이터 관리 방안 161
  [그림 5-1] 운영대상 시설물의 위치도 164
  [그림 5-2] 빗물 저류배수시설의 운영절차 167
  [그림 5-3] 평상시와 운영시 횡월류 수문 및 유도수문 운영 방식 168
  [그림 5-4] 신월빗물저류시설 수직구별 운영모식도 개선(안) 171
  [그림 5-5] 단계 구분에 따른 수직구별 운영기준 개선(안) 174
  [그림 5-6] 신월 빗물저류배수시설 운영설차도(저지수직구1, 저지수직구2) 175
  [그림 5-7] 신월 빗물저류배수시설 운영절차도(고지수직구) 176
  [그림 5-8] 운영모식도(잔류량 O~10% 미만, 90% 이상) 177
  [그림 5-9] 운영모식도(잔류량 10~90% 미만) 177
  [그림 5-10] 수직구별 상세 운영계획도 178
  [그림 5-11] 신월 빗물저류배수시설 운영 시나리오 180
  [그림 5-12] 시설운영 상세 시나리오 181
 판권기 217