제방 도시 하천의 홍수 재분배 및 수리 반응

급격한 도시화와 광범위한 제방 시스템으로 인해 극한 홍수 위험에 노출된 중국 간장강 상류 지역에서 제방 붕괴 시나리오에 따른 홍수 재분배 및 수리 반응을 분석했습니다. 1D-2D 연동 수리 동역학 모델(GAST)을 활용하여 50년, 100년, 500년 빈도 홍수 발생 시 월류 시나리오 1개와 통제된 제방 붕괴 시나리오 3개를 시뮬레이션했습니다. 붕괴 방류량, 하류 수리 반응, 시공간적 침수 양상을 분석하여 붕괴 위치와 홍수 규모가 홍수 재분배 및 하류 홍수 전파에 미치는 영향을 정량화했습니다. 특히, 상류 제방 붕괴는 채널 유량의 조기 재분배를 통해 하류 첨두 유량을 3.87~10.31%, 첨두 수위를 0.26~0.93m 감소시켜 가장 큰 하류 첨두 감쇠 효과를 보였습니다. 홍수 규모가 커질수록 범람원 저류가 홍수파 전파에 미치는 영향이 증가하면서 첨두 지연 메커니즘이 변화했습니다. 통제된 제방 붕괴는 또한 홍수 위험의 공간적 분포를 재편하여 수용 지역의 침수 면적을 10.89~39.50%, 침수 부피를 28.22~150.33% 증가시키는 동시에 하류 홍수 영향을 줄였습니다. 이 연구 결과는 고제방 도시 하천의 홍수 재분배에 대한 과정 기반 이해를 증진시키고, 유사한 하천-범람원 수리 제어를 가진 고제방 하천-범람원 시스템의 하류 수리 반응에 대한 통찰력을 제공합니다.