Change of hydrological characteristics such as decrease of flood concentration time and increase of runoff discharge caused by increase of impermeable area due to rapid urbanization is raising severe flood damage in urban area. To overcome the hindrance of inland drainage problems, most of local governments installed pumping stations in the outlet of basin.Operation of pumping station, however, should be viewed as only a stop-gap measure to decrease the flood damage of upper-middle reach resulting from the lack of conveyance of inland drainage system with five to ten year return periods from the past. Therefore, fundamental measure is needed to improve the existing inland drainage system and come up with the advanced method of operating pumping stations.This study conducted run-off analysis of inland drainage system using the SWMM Model with the 10, 20, 30, and 50 year return periods' design rainfall respectively, targeting the basin of Munsan pumping station in Paju city, where repetitive flood damages took place in the late 1990s and extra pumping station is under construction. To improve inland drainage system, three methods were applied; first, rainfall pipeline adjustment method, second rainfall pipeline network redesign method, and third, detention method. Also, the impacts of detention facilities and pumping station were analyzed by these three methods. In addition, fuzzy control method was used in operation of pumping station to analyze the effectiveness of detention in mitigating the water level.The results of the study have shown that rainfall pipeline adjustment method and rainfall pipeline network redesign method are so effective in controling the overflow volume of the target basin and minimizing the storage and the number of detention. In addition, pumping operation using fuzzy control method was shown more effective in mitigating the water level of detention than the current pumping operation standard. Based on these findings, this study presents the improvement and optimization method of inland drainage system and pumping operation.Results and methods derived from this study are expected to contribute to disaster management and urban planning by providing direct and practical guidelines for coming up with inland flood mitigation measures and making it possible to improve the inland drainage system which considers the regional and demographic characteristics and the location of main infrastructure.
과거 무분별한 도시화로 도시는 도로, 건물의 증가 및 토지이용 변화 등으로 인해 불투수성이 확대되어 강우발생시 홍수도달시간의 단축과 유출량의 증가로 최근에는 과거의 외수에 의한 홍수피해 경향과는 달리 내수가 배제되지 못하고 침수를 유발하는 양상으로 변화되고 있으며, 이와 같은 피해를 최소화하기 위해 배수펌프장 등을 설치하여 외수위에 대한 영향을 차단하고 내수를 강제배수하고 있는 실정이다.그러나 배수펌프장 운영은 과거부터 5~10년 빈도로 설계되어온 내배수체계의 통수능 부족으로 인한 중상류부의 침수피해를 개선하는데는 근본적인 해결책이라고 할 수 없으므로 현재의 내배수체계 개선과 이에 따른 배수펌프장의 운영 개선 방안의 마련이 필요하다.따라서 본 연구에서는 1990년대 후반 반복적인 홍수피해가 발생하였고 최근까지 배수펌프장의 증설 및 신설 공사가 진행 중인 파주시 문산 일대의 문산배수펌프장의 유역을 대상으로 SWMM 모형을 이용하여 재현기간 10, 20, 30, 50년의 설계강우에 대하여 내배수체계의 유출해석을 모의하였다. 또한, 내배수체계 개선을 위해서 우수관거 조정, 우수관망 재설계, 저류지 설치를 적용하고, 이에 따른 유수지 및 배수펌프장의 영향과 펌프운영에 퍼지제어기법을 적용하여 효과적인 유수지 수위 저감 방안을 도출하였다.그 결과 우수관거 조정 및 우수관망 재설계 방법은 대상유역의 월류량을 제어하는데 매우 효과적이었으며, 저류지 용량 및 지점을 최소화할 수 있었다. 또한 퍼지제어기법을 적용한 펌프운영은 현재 펌프운영기준에서 보다 유수지 수위를 저감하는데 탁월한 효과가 있는 것으로 분석되었다. 따라서 이 같은 결과를 토대로 대상유역의 내수처리능력 향상을 위한 내배수체계 개선 및 펌프장 운영의 최적화 방안과 우선순위를 제시하였다.본 연구에서 도출된 각종 결과와 방법들은 내수침수방지 대책 수립에 직접적이고 실무적인 가이드 라인을 제시하고 지역적 인구분포 및 주요 보호대상 기반시설 위치 등 지역특성을 고려한 내배수체계 개선을 가능하게 함으로써 향후 방재기본계획 및 도시계획 수립에 기여할 것으로 기대된다.