도심지 물순환 개선시설의 효과 분석: 세종시 내수재해 위험지구를 대상으로

Effectiveness Analysis of Urban Water Circulation Improvement Facility: A Case Study of Flood-Prone Areas in Sejong City

본 연구는 세종시 내수재해 위험지구 중 하나인 용포 배수분구를 대상으로, 기후위기 상황에서 도심지 물순환 개선시설의 홍수저감 효과를 정량적으로 분석하였다. 연구에서는 저영향개발 기법의 일환으로 투수성 포장, 옥상녹화, 침투트렌치 등을 WIF 유형으로 선정하고, 각 시설을 배수분구 면적 대비 5%, 10%, 15% 비율로 적용하여 EPA SWMM 모형을 통해 강우-유출분석을 수행하였다. 이때, 현재(1981-2005) 및 미래(2026-2050) 기간의 강우자료는 SSP2-4.5 시나리오 기반의 강우자료를 활용하여, 편의보정 기법 중 하나인 Quantile Delta Mapping을 적용하여 강우자료의 신뢰성을 확보하고자 하였다. 강우-유출 분석결과, 옥상녹화가 가장 높은 유출량 저감효과를 보였으며, 투수성 포장과 침투트렌치는 적용 면적이 전체유역의 15% 이상일 때, 유의미한 홍수 저감효과를 나타내는 것을 확인하였다. 본 연구의 적용지역인 용포 배수분구에서 발생하는 내수재해는 주로 하천 외수위 상승과 더불어 우수관로 통수능 부족에 기인한 것으로 확인된다. 이론적으로 투수성 포장, 침투트렌치 각각을 전체 유역에 15% 비율로 적용할 경우 증가한 강우유출수를 저감하는데 있어 29.5%의 효율을 보이고 있어, WIF만으로는 근본적인 내수 배제 한계를 극복하기 어려운 것으로 나타났다. 따라서 본 연구는 도심지 홍수 대응을 위해 분산식 물순환 개선시설과 함께 중⋅대규모 저류시설을 병행하는 복합적 물관리 전략의 필요성을 제시하며, 향후 도시계획 단계에서 수량⋅수질⋅경관을 통합적으로 고려한 물순환 관리 체계 구축에 기여할 수 있을 것으로 기대된다.

This study quantitatively analyzed the flood-reduction effects of Water Circulation Improvement Facilities (WIFs) under climate crisis conditions in the Yongpo Drainage Basin, a flood-prone area in Sejong City. As part of the low-impact development strategies, three types of WIFs—Permeable Pavement (PP), Green Roof (GR), and Infiltration Trench (IT)—were selected, and each facility was applied to 5%, 10%, and 15% of the total drainage area, respectively. The rainfall-runoff process was simulated using the EPA SWMM model. For the rainfall input data, both present (1981-2005) and future (2026-2050) precipitation datasets based on the SSP2-4.5 scenario were utilized, and their reliability was enhanced through the application of the Quantile Delta Mapping bias correction method. The results showed that the GR scenario achieved the highest runoff reduction, whereas PP and IT exhibited significant flood mitigation effects only when applied to more than 15% of the watershed area. Inland flooding in the Yongpo drainage basin was mainly attributed to elevated river stages and insufficient storm-sewer conveyance capacity. Theoretical analysis indicates that even when permeable pavement and infiltration trenches are applied to 15% of the total watershed area, they achieve only a 29.5% reduction in increased stormwater runoff. This means that the WIF alone is insufficient to overcome the fundamental limitations of inland drainage. Therefore, this study emphasizes the need for a hybrid water management strategy that combines distributed WIFs with medium- to large-scale detention facilities for effective urban flood control. These findings are expected to contribute to the establishment of an integrated urban water circulation management system that comprehensively considers hydrological, water quality, and landscape aspects during the urban planning stage.