A Numerical Study on Characteristics of Flood Wave Passing through Urban Areas (2) : Application and Analysis

Jeong, Woo-Chang; Cho, Yong-Sik; Lee, Jin-Woo

Journal of the Korean Society of Hazard Mitigation 2010;10(1):65-72.
Published online February 28, 2010.

도시지역을 관통하는 홍수파의 특성에 관한 수치적 연구 (2) : 적용 및 분석

정우창, 조용식, 이진우

A Numerical Study on Characteristics of Flood Wave Passing through Urban Areas (2) : Application and Analysis

Woo-Chang Jeong, Yong-Sik Cho, Jin-Woo Lee

Abstract

In this study, the effects of urban areas against flood waves due to a dam failure were numerically investigated based on the two laboratory experiments and the predicted water surface elevations at specific points showed good agreement with available measurements. In the first experiment, a relatively high water depth and the delay effect of flow at the front of urban areas are observed. The urban areas may become a large obstacle against smooth propagation of flood wave. In the second one, as the inflow increases, moreover, the water surface elevations can be classified into abruptly decreasing portion and slowly decreasing portion, and the first arrival time to the front of urban area is decreasing with the increasing inflow.

Key Words: Flood wave; Shallow-water equations; Laboratory experiment; Dam failure; Finite volume method

요지

본 연구에서는 댐 붕괴로 인한 홍수파에 영향을 미치는 도시지역의 효과에 대해 두 가지 수리모형실험에 근거하여 수치적으로 분석되었으며, 계산된 지점별 수심은 측정결과와 비교적 잘 일치하였다. 첫 번째 수리모형실험에 대해 도시지역 전반부에서 상대적으로 높은 수심영역과 흐름의 지체현상이 발생하였으며, 홍수파의 원활한 전파에 큰 장애요소가 됨을 알 수 있었다. 두번째 수리모형실험에 대해서는 유입량의 증가에 따라 도시지역의 전반부에서 후반부로 전파될 때 수심은 급격히 감소하는 구간과 느리게 감소하는 구간으로 구별되며, 도시지역 전반부에 도달하는 홍수파의 최초시간은 유입량이 증가함에 따라 감소되는 경향을 나타내었다.

핵심용어: 홍수파; 천수방정식; 수리모형실험; 댐 붕괴; 유한체적법