Investigation of Urban Flooding Characteristics due to Heavy Summer Rainfall in Seoul using GIS

Abstract

최근 기후 변화와 도시 내 인공폐열 방출량의 증가로 인한 도시내 집중호우에 의하여 도심지 침수가 자주 발생하고 있다. 도시는 인구와 시설물이 밀집되어 농촌지역보다 인명 및 재산 피해 규모가 더 큰 특징을 가지고 있다. 특히 2011년 7월 27일에 발생한 집중호우에 의한 서울 대치역 침수는 우면산 산사태와 더불어 인명 사망 및 재산 피해로 폭우에 의한 도심지 재해의 심각성을 보여 주었다. 그러므로 본 연구는 7월 27일 대치역 도심지 침수의 특성을 파악하고자 지형, 토지이용 특성 및 당시 기상 자료를 분석하고 GIS 관망해석을 이용하여 침수된 지점을 파악하였다. 분석 결과 대상지는 (1) 지형이 주변지역보다 낮은 분지 형태로 빗물이 대치역으로 집수되어 침수되기 쉬운 곳이며 (2) 당시 대치동의 강우강도는 최대 92 mm/hr로서 전형적인 도시 집중 호우이고 (3) 대상지 배수분구지역의 토지이용은 불투수포장이 70%이상으로 유출계수 0.95로 첨두유출량이 <TEX>$1.99m^3/sec$</TEX>로서 하수관의 최대배수용량을 <TEX>$1.19m^3/sec$</TEX> 초과하여 침수가 발생하였으며 (4) 침수는 주(主)관이 아닌 지(支)관에서 발생하였으며 향후 도시 폭우에 의한 재해 대비는 이와 같은 특성을 고려하여 수립할 필요가 있다고 판단되었다. The urban flood occurs frequently due to the heavy summer rainfall by climate change and the intensification of urban heat island caused by increase in the emission of anthropogenic heat in urban area. The damage in urban area is more disastrous than that of rural area due to the concentration of population and facilities. In particular, Daechi station flooding and Woomyeon Mountain landslide by heavy rainfall occurred on July 27, 2011 which showed the seriousness of the urban flooding with life death and property damage. Therefore, the purpose of this study is to investigate the urban flooding characteristics by analyzing meteorological, topographical and land use characteristics of Daechi Station Flooding on July 27, 2011. GIS sewer-network analysis was used in this study to investigate the flooding point. After implementing this study the following conclusions were derived. (1) The topography of the study site is lower than the surrounding area and the water is collected at the study site as a basin. (2) The rainfall intensity was 92mm/hr at that time, which showed the typical heavy urban rainfall. (3) 70% of the surface in the study site was paved with impervious materials and runoff coefficient is 0.95, so the peak discharge rate is <TEX>$1.99m^3/sec$</TEX> which exceeded <TEX>$1.19m^3/sec$</TEX>, the maximum drainage capacity of drainage pipe, which resulted in urban flooding. (4). The flooding occurred at branch pipe, not main pipe. So these flooding characteristics should be considered in the future disaster prevention planning.