비정규 유한체적 수치모형 FVCOM을 이용한폭풍해일 및 침수범람 모의

Abstract

우리나라는 매년 반복되는 태풍의 내습에 따른 폭풍해일로 인한 연안역에서의 침수범람피해 등의 자연재해 발생 가능성이 매우 높다. 본 논문에서는 폭풍해일고 및 이에 따른 해일침수범람의 발생을 육역까지 확장된 정밀격자망의 구성을 통해 수치 실험하였다. 해일 및 침수범람에 대한 수치실험에는 3차원 가변격자 유한체적모형 FVCOM이 적용되었으며, 부산, 마산, 여수 등의 실제 관측 자료와 비교하여 그 정밀도를 검증하였다. 수치실험 결과는 관측된 해일고, 침수범위 및 침수심을 정확히 재현하여 해일범람 모형으로서의 그 적용성을 확인할 수 있었다. 또한 조석 조건을 강화한 가상 시나리오에 의한 침수범람의 모의를 통해 시범 영역에 대한 가상의 가능 침수범람분포를 살펴보았다. 이는 기존 태풍 MAEMI 내습시의 경우에 비해 약 84~134 cm의 해면고 상승을 더해진 경우인데, 마산의 경우 최대 4 m, 부산 및 여수에서도 1~2 m 정도의 가능침수고가 모의되는 것으로 나타났다. 본 연구를 통해 수립된 기반기술은 연안 침수범람의 예측시스템의 수립에의 활용할 수 있을 것으로 기대된다.

The low-lying coastal area of Korea has often been damaged by storm surge and corresponding inundation as the approach of strong typhoons repeated every year. In this study, a systematic investigation of storm surge impact to the coasts of Korea peninsula has been conducted using the unstructured grid model, FVCOM. The model was applied to simulate the storm surge and corresponding inundation. Observations of surge and inland flooding data were used to validate the model with satisfactory results. The results of inundation simulations in this study showed correspondence with not only observed inundation area but also inundation depth to prove its ability as an inundation prediction model. And virtual inundation scenarios with enhanced tidal conditions were simulated to evaluate the possible maximum storm surge and inundation height. The simulation results for these scenarios are approximately 84~134 cm sea levels rising cases compared to typhoon MAEMI(2003)'s observation of surge and inland flooding. The possible inundation height was shown up to 4m in Masan and 1~2 m in Busan, Yeosu. The product of this study could be applied to coastal inundation prediction system and hazard mapping.