하천급변화구간에 대한 UAV기반 조기경보설정: 임산지구 사례

Abstract

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.