• Title, Summary, Keyword: SWMM

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Mapping Inundation Areas Using SWMM (SWMM을 이용한 침수예상지도 작성 연구)

  • Don Gon, Choi;Jinmu, Choi
    • Journal of the Korean Society of Surveying, Geodesy, Photogrammetry and Cartography
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    • v.33 no.5
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    • pp.335-342
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    • 2015
  • In this study, data linking module called GeoSWMM was developed using a typical secondary flooding model SWMM in order to improve the accuracy of the input data of SWMM and to map hourly inundation estimation areas that were not represented in the conventional inundation map. GeoSWMM is a data linking module of GIS and SWMM, which can generate a SWMM project file directly from sewer network GIS data. Utilizing the GeoSWMM the project file of SWMM model was constructed in the study area, Seocho 2-dong, Seoul. The actual flooding has occurred September 21, 2010 and the actual rainfall data were used for flood simulation. As a result, the outflow started from 2 PM due to the lack of water flow capacity of the sewage system. Based on the results, hourly inundation estimation maps were produced and compared with flood train map in 2010. The comparison showed about 66% matching in the overlap of inundation areas. By utilizing GeoSWMM that was developed in this study, it is easy to build the sewer network data for SWMM. In addition, the creation of hourly inundation estimation map using SWMM will be much help to flood disaster prevention plan.

Development of a Parameter Estimation Support System for SWMM 5 (SWMM 5의 매개변수 추정지원 시스템 개발)

  • Jung, Tae Hun;Lee, Sangho
    • Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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    • pp.529-533
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    • 2016
  • 미국 환경청의 SWMM 5(storm water management model 5)는 유역의 홍수유출 모의 및 연속 유출 모의를 할 수 있는 모형으로서 국내뿐만 아니라 세계적으로 많이 사용되고 있는 모형이다. SWMM 5와 같은 유역 유출모형에서 결과의 적절성을 향상시키기 위해서는 모형에 사용되는 매개변수를 올바르게 추정할 필요가 있다. 하지만, 외국의 정교한 유역 유출모형들이 우리나라에서 제대로 적용되고 있지 못하는 이유 중 하나는 적절한 매개변수의 추정이 이루어지지 못하고 있는 점이다. 이러한 문제를 해결하고자 SWMM 5의 매개변수 추정 지원 시스템을 개발하였다. SWMM 5의 매개변수 추정지원 시스템은 민감도 분석, 최적화 기법에 의한 모형 자동보정, 매개변수 할당 및 도움 모듈로 이루어져 있다. SWMM 5의 매개변수 추정 지원 시스템에 사용되는 최적화 기법은 전역최적화 기법 중 하나인 SCE-UA(shuffled complex evolution-University of Arizona) 이다. SWMM 5의 매개변수 추정 지원 시스템의 개발은 국내 수자원 기술자들의 SWMM 5에 대한 이해 및 활용도를 더욱 향상시켜줄 것으로 기대한다.

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Developing a SWMM-HYDRUS model for Enhanced simulation of Low Impact Developments (저영향 개발 모의 향상을 위한 SWMM-HYDRUS 결합 모델 개발)

  • Baek, Sangsoo;Cho, Kyunghwa;Pachepsky, Yakov
    • Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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    • pp.67-67
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    • 2017
  • 급속한 산업화와 도시화로 인하여, 투수지역은 감소함으로써, 개발전과 다른 지표, 지표하 유출이 나타난다. 이에 대한 대안으로 최근 저영향개발 (LID)이 수문학적 및 환경, 생태적 개선으로 대안으로 대두 되고 있다. 이에 많은 연구자들이 EPA SWMM 모델의 이용하여 LID 설치 전, LID를 모의하였으나, 불포화토양 및 토양 내의 matric head에 대한 고려가 없어 정확한 LID 모의가 힘든 실정이다. 이에 본 연구에서 상세한 토양 모의가 가능 HYDRUS를 이용하여, SWMM-HYDRUS 모델을 개발하였다. EPA SWMM 모델의 경우, 가장 상단의 layer에서 green ampt equation을 이용하여 침투량을 계산 후, 다음 layer에서 Darcy eqation을 이용하여 토양 물이동을 계산되어진다. 하지만 기존의 SWMM모델의 경우, 불포화토양내의 물 흐름에 대한 고려와 Matric head와 Pond depth에 대한 고려가 없어, LID 모의 시 한계점이 나타났다. 이에 본 연구에서는 이러한 한계점을 개선하기 위하여, 기존의 EPA SWMM의 LID 모듈을 Van Genuchten's equaton과 Richard Equation을 이용하여 정확한 토양 물 흐름을 계산하는 HYDRUS을 SWMM 모델에 결합하여, 더욱 정확한 LID 모의를 실시하였다. 개선된 SWMM-HYDRUS 모델의 모의 결과, 기존의 SWMM에서 한계점을 보여주는 Metric head를 고려하여 불포화 침투가 이루어지며, 또한 포화 후 LID 위에 존재하는 Pond depth를 고려해주는 결과가 나타났다. 향후 개발된 SWMM-HYDRUS모델를 이용하여 LID를 검증 시 기존의 모델보다 정확한 모의가 가능하다.

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Development of Coupled SWAT-SWMM Model (I) Model Development (SWAT-SWMM 결합모형의 개발 (I) 모형의 개발)

  • Kim, Nam-Won;Won, Yoo-Seung
    • Journal of Korea Water Resources Association
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    • v.37 no.7
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    • pp.589-598
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    • 2004
  • From the continuous long-term rainfall-runoff standpoint, the urbanization within a watershed causes land use change due to the increase in impervious areas, the addition of manmade structures, and the changes in river environment. Therefore, rainfall-runoff characteristics changes drastically after the urbanization. Due to these reasons, there exists the demand for rainfall-runoff simulation model that can quantitatively evaluate the components of hydrologic cycle including surface runoff, river flow, and groundwater by considering urban watershed characteristics as well as natural runoff characteristics. In this study, continuous long-term rainfall-runoff simulation model SWAT-SWMM is developed by coupling semi-distributed continuous long-term rainfall-runoff simulation model SWAT with RUNOFF block of SWMM, which is frequently used in the runoff analysis of urban areas in order to consider urban watershed as well as natural watershed. The coupling of SWAT and SWMM is described with emphasis on the coupling scheme, model limitations, and the schematics of coupled model.

The Development of Coupled SWAT-SWMM Model (II) Model Characteristics and Evaluation (SWAT-SWMM 결합모형의 개발 (II) 모형의 특징 및 평가)

  • Kim, Nam-Won;Won, Yoo-Seung
    • Journal of Korea Water Resources Association
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    • v.37 no.7
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    • pp.599-612
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    • 2004
  • The continuous long-term rainfall-runoff simulation model SWAT has the advantage of being able to account for various land use, however, SWAT lacks the capability of simulating the drainage characteristics of urban area. On the other hand, SWMM, which is the most popular model for runoff analysis of urban watershed, has the advantage of being capable of considering surface and drainage characteristics in urban area, but SWMM cannot easily account for land use other than urban area within a watershed. In this study, SWAT-SWMM model, which builds on the strengths of SWAT and SWMM, has been applied to the Osan River Watershed which is a tributary watershed to the Gyung-Ahn River. From the application, the results from coupled SWAT-SWMM model has been compared to the ones from SWAT for each hydrologic component such as evapotranspiration, surface runoff, groundwater flow, and watershed and channel discharge, and the runoff characteristics of two models for each hydrologic component has been discussed.

A methodology for considering wave overtopping in flooding analysis by using XP-SWMM (XP-SWMM을 이용한 침수 분석 시 월파를 고려하기 위한 방법론)

  • Sun, Dongkyun;Kang, Taeuk;Lee, Sangho
    • Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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    • pp.395-395
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    • 2020
  • 연안 지역의 침수 모의에 관한 국내 연구들은 간단한 월파량 공식 및 조위와 강우만을 결합하여 모의하였거나, 강우 없이 조위와 월파만을 고려하여 모의한 경우가 대부분이었다. 그렇지만 연안 지역의 침수는 강우와 (조위 포함) 월파가 시간에 따라 변하면서 발생하므로, 두 외력조건을 고려하는 침수 모의가 필요하다. 이에 본 연구에서는 연안지역의 침수 분석 시 강우-유출 분석과 2차원 지표면 침수 해석이 가능한 XP-SWMM을 이용하여 강우와 월파의 시간 변화를 고려한 침수 모의 방법론을 제시하고자 한다. 우선 FLOW-3D 모형을 사용하여 연안 지역의 흐름 분석과 월파량 시계열을 산정하였고, XP-SWMM에 산정된 월파량 시계열을 입력하기 위해 해안가 지역에 절점을 생성하였다. 절점의 위치는 FLOW-3D 모형에서 월파량 시계열을 산정한 격자의 중심 위치이다. 월파량 시계열 산정 시 FLOW-3D 모형의 격자를 XP-SWMM에서 모두 고려하기에는 많은 시간이 소요되므로 3개의 격자를 묶어 하나의 절점으로 구현하였고, 3개의 격자에서 산정된 월파량 시계열의 합을 해당 절점에 반영하여 XP-SWMM으로 침수 모의를 진행하였다. 제시된 방법의 적절성을 검토하기 위해 강우와 월파가 동시에 발생한 태풍 차바 내습 시 부산에 위치한 마린시티에 적용하였다. 분석 결과, 한국국토정보공사에서 제공하는 침수흔적도와 모의 결과가 유사함을 확인하였다. 본 연구는 연안 지역의 침수 해석 시 XP-SWMM으로 강우와 함께 월파를 고려한 침수 모의 방법을 제시한 연구 사례로서 의의가 있다. 이는 XP-SWMM의 범용성과 호환성을 높이는 방법론이며, 실제 침수 현상과 가깝게 재현할 수 있다고 판단된다.

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Development of SWMM LID auto-calibration tool (SWMM LID 자동 보정 tool 개발)

  • Ryu, Ji-Chul;Kang, Hyun-Woo;Choi, Jae-Wan;Kong, Dong-Soo;Lim, Kyoung-Jae
    • Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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    • pp.539-539
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    • 2012
  • 최근 미국 환경부에서는 국가 환경 정책으로써 LID(Low Impact Development)를 대안 책으로 제시하고 있으며 우리나라에서도 최근 LID기법 연구가 활발히 진행 되고 있다. LID란 기존의 집중식 BMP처럼 유출 발생 후 처리를 다루는 방식의 기법이 아닌 발생원 단계에서의 처리에 초점을 맞춘 기법이다. 환경적 측면에서 다양한 기능을 가능하게 할 수 있는 LID기법 적용에 따른 효과를 알아보기 위해 전 세계적으로 SWMM 모형이 많이 사용되고 있지만 SWMM 모형 내 유량 및 수질에 따른 자동 보정 툴이 존재하지 않고 유역에 적합한 최적의 LID 기법 구조물의 설계 기준을 정할 수 있는 툴이 존재하지 않기 때문에 보다 효율적인 유역의 수문 보정 및 LID 기법 적용에 따른 효과 모의를 제공하지 못한다. 따라서 본 연구에서는 SWMM 5.0 버전 내 SWMM LID auto-calibration tool을 PARASOL 알고리즘을 기반으로 개발하였다. 또한 개발된 PARASOL 알고리즘 기반 SWMM LID auto-calibration tool을 이용하여 경기도 경안천 유역에 적용하였고 2011년 일별 실측 수문자료와 비교 분석 하였으며 경기도 경안천 유역에 맞는 최적의 LID기법을 산정하였다. 본 연구에서 개발 된 SWMM auto-calibration tool은 SWMM 모형의 유량 및 수질을 자동으로 보정하기 때문에 보다 효율적인 모형의 보정을 사용자에게 제공해 줄 수 있을 것이며 유역에 적합한 최적의 LID 기법 구조물 설계를 제시해 줄 수 있기 때문에 향후 LID 기법을 이용한 도시개발 계획에 유용하게 사용될 수 있을 것으로 판단된다. 향후 PARASOL 알고리즘 뿐만이 아닌 GLUE, SUFI-2, GA 등 다양한 알고리즘이 추가된 SWMM LID auto-calibration tool 을 개발 중에 있다.

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The Study on the Connection of SWMM and HEC-RAS for Urban Flood Forecasting (도시홍수예보를 위한 과 의 SWMM과 HEC-RAS의 연계 검토)

  • Yoon, Seong-Sim;Bae, Deg-Hyo
    • Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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    • pp.340-344
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    • 2008
  • 최근의 급속한 도시화로 인한 불투수면적의 증가는 첨두유량의 증가, 홍수도달시간의 단축을 야기해 도시유역의 홍수 피해를 증가시키고 있다. 특히 하천 홍수위 상승에 의한 외수피해와 순간적인 집중호우에 의해 도로 노면수의 배수불량에서 기인하는 내수피해가 겹치는 경우 도시유역의 홍수피해는 더욱 가중된다. 이러한 도시홍수의 피해를 방지하기 위해서는 구조적 또는 비구조적인 대책수립이 필요하다. 구조적 대책의 경우 효과적이나 예산과 공기 등의 문제가 있으며, 중추적인 해결책이 되지 않으므로 도시홍수예보 시스템의 개발이 필요하다. 일반적으로 홍수예보에는 유출해석모형이 활용되고 있다. 유출해석모형 중 SWMM 모형은 맨홀 및 우수관망의 고려가 가능하여 하천과 우수관로가 연계된 도시 유출특성의 모의가 가능하여 도시홍수예보에 적합한 모형이다. 그러나 SWMM은 소배수유역의 분할 및 계산시간의 제약으로 대체적으로 유역면적이 $100km^2$ 내에 적용되는 한계를 가지고 있다. 따라서 본류 및 지류하천과 우수관로가 연계되는 $100km^2$ 이상인 도시유역의 홍수예보를 위해서는 우수관망 해석 및 하천흐름해석의 연계가 필요하다. 본 연구에서는 중규모 유역의 도시홍수예보를 위해 SWMM과 HEC-RAS 모형을 연계하는 방안을 제시하였다. 중랑천 유역을 대상으로 SWMM 모형을 이용하여 소유역의 지표 및 관망유출과 지류하천의 유출 분석을 수행하였고, 중랑천 본 류구간에 대해서는 HEC-RAS 모형을 구축하여 하천의 부정류 해석을 수행하였다. 또한, SWMM으로 계산된 배수구역별 유출해석 결과를 HEC-RAS의 지류유입량으로 활용하여 본류의 지류유입 영향을 고려하도록 하였으며, 원할한 연계를 위해 SWMM과 HEC-RAS를 연계한 시스템을 구축하였다. 결과적으로 SWMM과 HEC-RAS를 연계시스템 통한 모의유량이 관측유량과 유사한 결과를 보였으며, 도시홍수예보를 위한 SWMM과 HEC-RAS의 연계는 복잡한 도시유역의 홍수관리에 활용성이 클 것으로 판단된다.

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Pollutant Loading Estimates from Watershed by Rating Curve Method and SWMM

  • Jeon, Ji-Hong;Yoon, Chun-Gyeong
    • Korean Journal of Environmental Agriculture
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    • v.19 no.5
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    • pp.419-425
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    • 2000
  • Rating curve method and SWMM (Storm Water Management Model) were applied to estimate pollutant loading from Hwa-Ong watershed in Kyunggi-Do. Rating curves were derived from sampling sites and applied to the whole watershed. SWMM version 4.4 was calibrated by field data of sampling sites and applied to the whole watershed. The pollutant loading estimated by rating curve was slightly higher than the one by SWMM, but the difference was not significant considering diffuse pollution characteristics of wide variation. Land use effect of the subcatchments could not be incorporated logically in rating curve method and difficulty in extrapolation was experienced, therefore, the estimate by rating curve method was thought to be less confident. SWMM was satisfactory in estimation of pollution loading, and its great flexibility worked well to describe complex nonurban land uses. Neither of them could exactly describe complex natural phenomena, but SWMM was preferred in this study due to its flexibility and logical hydrologic processes including land use effects. Use of reasonable watershed model rather than rating curve method for watershed pollutant loading estimate can be more practical and is recommended.

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Determining Subcatchment Size Considering Basin Characteristic by SWMM (유역특성에 따른 SWMM 모형의 소배수구역 분할 크기에 관한 연구)

  • Jang, Min-Seok;Lee, Dong-Hee;Bae, Deg-Hyo
    • Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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    • pp.1102-1105
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    • 2008
  • 도시배수구역에서 SWMM 모형을 적용할 경우 일반적으로 사용자가 모든 관망을 고려하여 대상유역을 소배수구역으로 세분화하기에는 한계가 있다. 따라서 SWMM 적용시 통상적으로 사용자의 주관적인 판단에 의해 소배수구역 분할이 이루어져 왔다. 특히, 소배수구역의 분할 개수가 커질수록 입력자료의 양이 증가하게 되므로 SWMM 모형의 구축시 작업능률에 많은 영향을 미치게 된다. 그러나 반대로 소유역 분할 개수를 작게 할 경우 유역의 실질적인 유출특성을 반영하지 못하는 문제가 발생할 수 있다. 따라서 SWMM을 통한 유출분석의 정확성과 모형의 효율성을 동시에 확보하기 위해서는 적절한 소배수구역 분할에 관한 기준이 필요하다. 이에 본 연구에서는 하도길이에 따른 소배수구역 크기에 관한 허용 가능치를 제안하고자 한다.

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