최근 지구 온난화로 폭염, 가뭄 및 홍수 등 극한 기상현상의 발생이 증가하고 있다. 북극지역 이상고온 현상에 따른 제트기류 변화 및 기후 양극화 현상 등 기후변화 및 이상기후 발생이 지구촌에 빈번히 발생하고 있다. 이상기후에 따른 기후 양극화 현상으로 지구촌의 건조한 지역은 강우량이 더욱 줄어들어 가뭄이 발생하고 다우 지역의 강우량은 더욱 늘어 홍수 피해가 발생하고 있다. 최근 국내·외에서는 저 영향 개발 기법(LID, Low Impact Development) 도입으로 빗물을 지하로 침투시켜 지하수 확보에 많은 노력을 하고 있으나, 기존 우수 배제 방식은 빗물을 우수관거로 통해 신속히 하천으로 방류하기 급급하다. 이와 관련 저 영향 개발 기법 (LID)을 적용한 우수배제 시스템 변경이 절실하고 시급한 실정이다.
국내 기존 도시에 확률년수 이상의 호우발생시 기 매설된 기존 우수관거는 통수능력 부족으로 도로 침수가 발생하나 본 연구에서는 기존의 우수관거를 교체하지 않고 기존 우수관거를 그대로 사용하며 “빗물 침투성 우수관거 구조 개선 시스템”을 적용하였다.
빗물 침투성 우수관거는 기존 우수관거 배제 시스템과 연계하여 홍수 저류 시간 증가로 인한 홍수 지체 효과 및 우수 통수능력 증가 역할을 하여 도로 침수가 발생하지 않고 우수관거 교체와 같은 효과로 우수배제 역할을 하며 빗물 침투 기능으로 지중 지하수 함양 효과가 있어 저 영향 개발 기법(LID) 역할을 수행한다.
본 연구에서는 서울특별시 하수도 정비기본계획(변경)보고서(2009.6, 서울특별시)에 의거 확률년수를 5년→10년(지선), 10년→30년(간선)으로 상향 적용시 우수 유출량 산정은 합리식 수리분석을 적용하였고, 유출 모형 모의(Simulation)은 XP-SWMM을 적용하여, 연구 지역인 서울특별시 강남구 강남역 사거리 부근과 마포구 홍대입구역 부근 우수관거 통수능력 비교·분석을 하였다.
이들 지역은 서울특별시 내수재해 위험지구 중 관리 침수지역으로 확률년수 이상의 호우 발생시 기존의 우수관거 통수능력 부족으로 침수가 발생하여 우수관거를 확대하여 통수능력 검토를 하였고 개발한 “빗물 침투성 우수관거 구조 개선 시스템” 통수능력과 비교·분석 결과 우수 수리학적 조건에서 양쪽 모두 만족한 수리학적 결과가 나왔으며 공사비 측면에서는 강남구 강남역 사거리 공사비는 26백만원(42%)과 마포구 홍대입구역 공사비는 16백만원(47%)에서 “빗물 침투성 우수관거 구조 개선 시스템”에서 공사비 절감 효과가 도출되었다.
또한, 신규 부지 조성시 확률년수 이상의 호우 발생시 첨두 홍수량 증가에 대한 저감 대책으로 현재 영구 저류지를 적용하여 침수에 대비하고 있으나 영구 저류지 적용시에는 별도의 넓은 부지 확보가 필요하며 경관 및 안전성 등 향후 유지관리에도 지속적으로 예산이 투자된다.
연구지역인 전라북도 남원시 신정동 일원에 첨두 홍수량 저감대책인 영구 저류지 대안으로 “빗물 침투성 우수관거 구조 개선 시스템”을 비교·분석하였다.
우수 유출량 산정은 합리식 수리분석을 적용하였고 유출모형 모의(Simulation)은 (EPA-SWMM)을 적용하였다.
연구방법은 “영구 저류지 + 일반 우수관거”와 “영구 저류지 + 빗물 침투성 우수관거 구조 개선 시스템”을 적용했을 때 영구 저류지 규모와 우수 유출량 및 공사비를 비교·분석하였으며, 분석결과 우수 유출량 합리식 수리분석과 유출모형 모의(Simulation)에서 신규부지 공사 전보다 우수 유출량이 양쪽 모두 감소되어 만족하였으며, 공사비 및 영구 저류지 면적은 “영구 저류지 + 빗물 침투성 우수관거 구조 개선 시스템” 적용했을 때 공사비 91백만원(45%) 절감 및 영구 저류지 면적 80m2(40%) 축소 효과가 도출되었다.
본 연구에서 개발한 빗물 침투성 우수관거 구조개선 시스템은 기존 도시에서는 확률년수 이상의 호우 발생시 우수관거를 교체하지 않고 기존 우수관거를 그대로 사용하며 우수 통수능력을 증가시키는 기능과 신규 부지 조성시에는 홍수 지체 및 홍수량 감소에 따른 홍수방지 기능으로 영구 저류지 규모 축소 효과가 우수하다.
본 연구의 결과 “도시침수 저감을 위한 빗물 침투성 우수관거 구조 개선 시스템” 은 여름철 확률년수 이상의 비가 오더라도 “도시침수 저감을 위한 빗물 침투성 우수관거 구조 개선 시스템”를 통하여 통수능력을 증가시켜 통수능력을 원활하게 하고 봄, 가을에 내리는 소량의 강우는 “빗물 침투성 우수관거 구조 개선 시스템” 의 침투공을 통하여 전량 지중 수자원으로 확보가 가능할 것으로 판단된다.

Recently, global warming has caused extreme weather phenomena such as heat, drought and inundation. Climate changes and abnormal climate such as jet airflow change and climate polarization phenomenon due to high temperature phenomenon over the Arctic region are frequently occurring in the world. Due to the extreme climatic polarization, dry areas of the globe are becoming more vulnerable to drought due to less precipitation and more rainfall in the Dow area. Recently, in Korea and abroad, LID(Low Impact Development) has been introduced to introduce underground rainwater into the underground water. However, the existing rainwater exclusion method is to discharge storm water quickly to the river. In this regard, it is urgent to change the exclusion system applying low impact development (LID).
However, in this study, existing storm water pipelines are used instead of replacing conventional storm water pipelines. In this study, the existing storm water pipeline system. Furthermore, In conjunction with the existing storm water pipeline system, it plays a role of increasing the inundation delay effect and the better watering capacity due to the increase of the inundation retention time. Therefore, it does not cause road inundation, And it plays a role of low impact development (LID).
In this study, considering the occurrence of local storm surge over the probable period of abnormal weather, the probable period of the storm water pipeline improvement plan (2009) of the Seoul Metropolitan Government was upgraded to 5 years → 10 years, 10 years → 30 years runoff model was applied rational formula and the runoff model simulation was applied to XP-SWMM to analyze the ability of passing through the Gangnam Station in Gangnam-gu and Hongdaeibgu Station in Mapo-gu Seoul, Korea.
These areas have been flooded by management of the inundation area of the Seoul Metropolitan City. In case of a storm over the probable years, inundation occurred due to the lack of capacity of the existing storm water pipeline, and the storm water pipeline was extended to examine the water runoff capacity. As a result of the water quality inspection, it was found that the water quality of both sides was satisfactory. In terms of construction cost, the construction cost of Gangnam-gu, Gangnam Station intersection was 26 million (KRW) (42%), The construction cost was reduced by 16 million (KRW) (47%) from the "storm water pipeline structure system of rainwater permeability".
In addition, permanent ponds for the maintenance of the inundation level and measures to reduce peak inundation require a large area of land, which requires consideration of land purchase costs and aesthetics, and continuous investment and management for future maintenance such as safety.
Compared to the permanent pond which was applied as a measure to reduce the peak inundation amount in accordance with the increase of the runoff coefficient and the shortening of the time.
Runoff model was applied rational formula and the runoff model simulation was applied to EPA-SWMM to analyze the ability of passing through in Sinjeong-dong, Namwon-city, Jeollabuk-do, Korea.
The method was compared and analyzed the storm runoff and construction cost when applying "permanent pond + general storm water pipeline" and "permanent pond + storm water pipeline structure system of rainwater permeability". The analysis showed that the storm runoff analysis (45%) reduction in construction cost when applying the "permanent pond + storm water pipeline structure system of rainwater permeability", and the construction cost of the permanent pond was lower than that of the new site construction. The reduction effect of area 80m2 (40%) was derived.
The storm water pipeline structure system of rainwater permeability developed in this study uses the existing storm water pipeline system without replacing storm water pipes in case of storm over the probable years in existing cities, The effect of reducing the scale of the permanent pond is excellent due to the inundation prevention function due to the decrease in inundation volume.
The results of this study are as follows: "Improvement of storm water pipeline structure system of rainwater permeability for urban inundation reduction" is analyzed. , And a small amount of rainwater falling in the spring and fall can be secured as underground water resources through the infiltration hole of "storm water pipeline structure system of rainwater permeability".