1. 서 론
2. 복합유역에 대한 이중배수체계 모형 적용
2.1 이중배수체계 모형
2.2 대상유역
2.3 모형의 입력자료 구성
2.4 모의 강우 조건
2.5 모형의 검정
3. 이중배수체계 모형의 모의 결과 비교
3.1 모의 강우 조건별 침수해석 결과 비교
3.2 이중배수체계 모형별 침수양상 비교
4. 결 론
1. 서 론
일반적으로 배수유역은 산지로 구성된 자연유역과 도시로 구성된 도시유역으로 구분한다. 하지만 우리나라는 외곽부의 산지와 중심부의 도시가 혼합된 유역의 형태가 일반적이며, 이러한 유역을 투수유역과 불투수유역이 혼재된 복합유역이라 정의할 수 있다. 복합유역에서 발생하는 유출현상은 불투수층 또는 완전 포화된 토양층의 상부에서 발생하거나 강우강도에 따라 포화되기 전의 토양에서 발생하는 지표 유출과 투수성 토양층 내부의 침투현상에 의해 발생되는 지표하 유출, 침루와 지하수에 의해 발생하는 기저유출로 나눌 수 있으며, 유역의 유출량은 이러한 형태의 유출해석을 모두 실시함으로써 산정되어야 한다(Kwak and Lee, 2012a4). 또한, 도심과 같이 불투수층 하부에 배수체계를 구성하고 있는 하수관망에 대한 해석이 별도로 이루어짐과 동시에 지표유출과 연계하여 해석하는 이중배수체계를 적용하여 유출해석을 실시하고 있다.
자연유역의 유출해석 모형은 HEC-HMS, ILLUDAS 등이 있으며, 도시유역의 유출해석 모형은 SWMM 5.0, MOUSE 등이 있다. 최근에는 도심에 집중호우로 인한 침수해석을 위해 이중배수체계 모형인 XP-SWMM, UFAM, PC-SWMM, MIKE FLOOD 등을 주로 활용하고 있다.
이중배수체계 모형은 지표면의 흐름과 관거의 흐름 현상을 보다 정확히 표현하기 위하여 표면유출과 관거 유출을 각각의 관련 방정식과 매개변수들을 통해 해석하며, 이를 시각별로 연동하여 동시에 시뮬레이션하는 모형을 의미한다. 이중배수체계 모형은 도시지역의 침수범위 및 침수심 등을 시각적으로 표현함에 따라 정보전달이 용이하며 침수지도를 이용한 침수위험지구 선정, 침수해석을 이용한 침수저감시설의 설치, 실시간 침수위험지역 알림 등 다양한 분야에 사용될 수 있으므로 이에 대한 연구가 활발히 진행되고 있다.
이중배수체계 모형에 대한 연구동향은 다음과 같다. 2000년 이전에는 SWMM 모형 및 HEC-HMS 등의 적용성 및 매개변수 산정에 관한 연구가 많이 진행되었으나 1990년 중·후반 이후 기후 변화로 인한 도시 내수침수 증가로 도시유역의 침수해석을 위한 연구가 많이 진행되었다. 실무에서는 주로 XP-SWMM 모형 등 외국에서 개발된 이중배수체계 모형을 이용하여 도시유역의 침수해석을 실시하였다. 따라서 XP-SWMM 모형 등을 대체하기 위한 국내 실정에 맞는 강우-유출해석 모형을 개발하기 위한 연구가 시작되었다. 2000년 초반에는 격자를 기반으로 한 지표유출 모형 개발에 관한 연구가 진행되었으나 이는 지표 유출해석의 정확도를 높이기 위한 연구로 도시유역의 강우-유출해석을 위한 이중배수체계 모형의 개발은 2000년대 중후반부터 시작되었다. Lee et al. (2006a)8은 배수불량시 발생되는 월류유량의 정확한 산정을 위하여 SWMM 모형과 연계하여 연속방정식과 운동량 방정식을 사용한 DEM 기반 도시 침수해석 모형을 개발하였으며, 기존 모형을 수정하여 건물영향을 고려할 수 있는 침수해석모형을 개발하였다(Lee and Han, 2007a)6. 또한 Lee and Han (2007b)7은 지하공간을 link와 node로 구성하고 지하공간 구조물의 영향을 고려한 비정형격자 기반의 지하공간침수해석모형을 개발하였다. Kwak and Lee (2012a4; 2012b5)는 분포형 유출모형으로 포화상태에서 지표유출이 발생한다는 가정 하에 기저유출을 제외한 지표 유출과 지표하 유출 개개의 알고리즘을 구성하고 두 가지 해석과정을 수치해석적으로 커플링 할 수 있는 복합유역 유출해석 모형인 COBRA 모형을 개발하였다. Lee et al. (2015)11은 지표 흐름은 2차원 동역학파를 이용하고 우수관거, 맨홀, 집수구 등 다양한 요소간의 흐름을 반영한 모형을 개발하였으며, 서울시 사당 유역을 대상유역으로 선정하여 모형의 적용성에 대해 검증하였다(Lee et al., 2017)12. National Disaster Management Institute (2017)16은 지상공간, 우수관망, 지하공간을 상호 연계된 형태로 구성하여 도시공간의 복잡한 배수체계를 반영한 침수예측모형인 UFAM 모형을 개발하였으며, Ahn et al. (2018)1은 분할격자기법과 격자세분화기법을 동시에 활용하여 매우 적은 수의 격자로 복잡한 형상의 흐름영역을 표현할 수 있어 효율적인 모형이 가능한 적응형 분할격자기반 2차원 침수해석모형인 K-Flood를 개발하였다. 이와 같이 다양한 이중배수체계 모형들이 개발되고 있으며, 최근에는 격자의 개수에 따라 이중배수체계 모형의 계산시간이 오래 걸리는 단점을 보완하기 위해 실시간 도시침수 해석을 위한 모형의 개발이 이루어지고 있다.
본 연구는 자연유역과 도시유역이 혼재되어 있는 복합유역에 이중배수체계를 접목하여 해석이 가능한 COBRA 모형을 실제 유역에 적용하여 그 적용성을 파악해 보고 다른 이중배수체계 모형인 XP-SWMM과 UFAM과 상호 비교하여 결과의 적합성을 판단해 보았다.
2. 복합유역에 대한 이중배수체계 모형 적용
2.1 이중배수체계 모형
2.1.1 XP-SWMM
XP-SWMM은 미국 XP Software 사에서 개발한 모형으로 1차원 내수침수 프로그램인 EPA-SWMM 엔진을 기반으로 하여 상류 및 하류 흐름을 위한 1D계산과 2차원 TUFLOW엔진을 기반으로 하는 2D 지표 유출 계산을 통합한 수리·수문 모델링 소프트웨어로 1차원 SWMM 모형을 통해 맨홀로 들어가고 나오는 유량을 모의하고, 이 유량을 2차원 모형인 TUFLOW로 모의하여 하수네트워크 윗부분의 지표에서의 물의 흐름을 모의한다. XP-SWMM 모형의 적용범위는 저류지 설계, LID/BMP 설계, 펌프, 웨어, 오리피스 등의 구리 수조물 해석과 같은 우수해석과 오수 및 합류식 시스템의 해석 등을 수행할 수 있으며, 현재 실무에서 가장 많이 사용되고 있다.
XP-SWMM에서는 지표면 유출량을 계산하기 위해 비선형저류방정식을 사용하고 있으며, 투수지역에서의 침투량 산정을 위하여 Horton 식과 Green-Ampt 공식 중 선택하여 사용할 수 있다. 본 연구에서는 침투량 산정을 위해 Horton이 제안한 침투능 곡선식을 이용하였다.
2.1.2 UFAM
UFAM (Urban Flood Analysis Model)은 국립재난안전연구원에서 개발한 도시유출해석모형으로 도시공간의 복잡한 배수체계를 반영하여 정확한 침수예측을 실시할 수 있는 침수예측모형이다. UFAM은 빗물받이와 지하공간을 고려하여 유출해석을 수행 할 수 있으며, 도시지역에서 강우발생시 지표흐름 후 우수관망에 유입되기 전 빗물받이와 지하공간을 하나의 저류지로 가정하여 우수가 유입되며, 지하공간으로 유입된 유량은 다시 지상으로 월류되지 않는 것으로 가정하고 있다.
UFAM에서 지상공간은 1차원 격자기반 분포형 모형, 우수관망은 EPA-SWMM 엔진을 기반으로 해석되며, 지하공간은 Pond 모형을 이용하여 해석을 실시한다. UFAM 모형은 DEM, 유역경계, 소유역, 수문학적토양군, 토지이용도, 산지표시, 불투과벽, 건물, 빗물받이 등 지상공간 자료와 노드 및 관로와 같은 우수관망 자료, 지하공간 적용시 지하구조도, 지하유입구, 지하공간의 데이터를 입력자료로 사용한다.
UFAM 모형의 격자간 흐름은 지표의 조도특성 및 하류격자의 수위조건 적용이 가능한 1차원 확산파 방정식인 Manning- Strickler 식을 활용하고 있으며 기본 식은 다음 Eq. (1)과 같다.
| $$V=\frac1nH^{2/3}\;S_f^{1/2}$$ | (1) |
여기서, V : 평균유속(m/s), n : Manning의 조도계수, H : 동수반경(m), Sf : 수면경사(m/m)이다. Eq. (1)에서 동수반경을 수심과 같다고 가정하고 단위폭당 유량을 계산하기 위해 아래와 같이 식을 변형하였다.
| $$Q=\;\frac1nh^{5/3}S_f^{1/2}$$ | (2) |
여기서, Q : 단위폭당 유량(m³/sec), Sf : 수면경사(m/m)이다.
격자별 유량은 Eq. (3)과 같은 전방향 차분식을 사용하여 유량을 산정할 수 있다. 단 수면경사가 0보다 크면 순방향 흐름으로 sign은 1이고, 수면경사가 0보다 작으면 역방향 흐름으로 sign은 –1이다.
| $$Q_{i,j}=\frac{sign}{n_{i,j}}h_{i,j}^{5/3\;}\left[\frac{z_{i,j}-z_{i,j+1}+h_{i,j}-h_{i,j+1}}{\triangle s}\right]^{1/2}$$ | (3) |
여기서, Qi, j : (I, j)격자에서 단위폭당 유량(m3/sec), ni, j : (I, j)격자에서의 지표면 조도계수이다. 이때 수치해의 안정성을 위해서는 다음과 같은 일반적인 조건을 만족해야 한다.
| $$\triangle t\leq\;\frac{L_c}{\sqrt{gD}}$$ | (4) |
여기서, : 연산간격(sec), Lc : 격자 중심간 거리(m), D : 격자의 침수심(m), g : 중력가속도(m/sec2)이다.
또한, 침투량 산정을 위해서는 Horton의 침투능 곡선식을 사용하고 있다.
2.1.3 COBRA
COBRA (COmposite Basin Runoff Analysis)는 차세대홍수방어기술개발연구단의 개발성과로 만들어진 분포형 모형으로 산지와 도심지가 혼재된 대도시 유역과 같은 복합유역의 특성을 반영할 수 있고 기존 도시유역 유출해석 모형들이 가지고 있는 적용한계를 개선하고자 입력강우에 대한 침투해석을 지표면의 상황에 따라 수행할 수 있으며, GIS를 통한 유역의 지형학적인 구성상태가 고려될 수 있게 개발된 지표 및 지표하 흐름 Coupling 기법 기반의 유출모형이다(Kwak and Lee, 2012a4; 2012b5). COBRA 모형은 DEM, 유역의 투수·불투수, 조도계수와 같은 3개의 지형자료와 토양의 공극률, 유효토심, 잔류함수비, 공극분포와 같은 5개의 토양자료를 입력자료로 사용하고 있으며, 우수관망해석을 위한 맨홀 및 관망자료를 추가 입력자료로 채택하고 있다. 이 중 토양과 관련된 입력값은 USDA의 토양분류별 토양수분 특성 값을 이용하고 있다.
COBRA에서 지표 유출의 동역학적인 흐름은 연속방정식과 운동량 방정식으로 구성된 Saint-Venant 방정식을 Diffusion Wave 근사해법으로 간략화 한 2차원 Diffusion Wave 모델로 다음 식 Eq. (5)와 같이 구성되어 있다.
| $$\frac{\partial H}{\partial t}+\frac\partial{\partial x}\left(-D(h_s)\frac{\partial H}{\partial x}\right)+\frac\partial{\partial y}\left(-D(h_s)\frac{\partial H}{\partial y}\right)=r(t)$$ | (5) |
여기서, 이다.
지표하 유출은 연속방정식과 운동량방정식을 기본 방정식으로 선정하고, Darcy의 법칙과 Dupuit-Forchheimer 가정을 이용한 Boussinesq 방정식으로 구성하였으며, 일정한 유량에 대한 비피압 투수층에서 2차원 부등류 흐름을 나타내는 Boussinesq 방정식으로 정리하면 다음 Eq. (6)과 같다.
여기서, ne : 유효공극률, r(t) : 시간간격별 강우량, K : 수리전도도, H : 총수두이다. 본 연구에서 사용된 이중배수체계 모형들의 특징을 간략하게 비교하면 다음과 같다(Table 1).
Table 1. Comparison of dual drainage system models
2.2 대상유역
이중배수체계 모형 적용을 위해 경기도 시흥시 대야동을 대상유역으로 선정하여 연구를 진행하였다. 대상유역의 유역면적은 472.38 ha이며, 투수지역의 면적은 305.62 ha로 유역의 2/3 정도가 투수지역으로 구성되어 있다. 유역의 상류는 산지로 이루어져 있으며, 중류지역은 논, 밭, 초지 등으로 구성되고 유역의 하류는 주거지역으로 이루어져 있다.
2015년 9월에 수립된 시흥시 풍수해저감종합계획(현 자연재해저감종합계획)에 따르면 과거 집중호우 발생 시 하수관거 용량부족에 따른 주택이 침수된 사례가 있었다. 기존 배수로 확장 및 내수배제 시설 설치 등 주민의견과 탐문 및 설문을 통해 하수관거의 용량부족 및 외수위 상승시 관거 내 우수 역류, 주택침수로 인한 재산피해 우려 등을 이유로 위험지구로 선정되었다(Fig. 1).
실제로 대상유역에서는 과거 2011, 2012년 집중호우로 인한 내수침수피해가 발생한 이력이 있으며, 풍수해저감종합계획이 수립된 이후인 2017년에도 집중호우로 인해 대야동, 대야동의 남쪽에 위치한 신천동 및 남동쪽에 위치한 은행동에서 침수피해가 크게 발생하였다.
본 연구에서는 복합유역을 대상으로 이중배수체계모형의 침수모의 결과를 비교하기 위한 연구목적 상 기존 시흥시 풍수해저감종합계획의 내수재해 위험지구인 대야 3지구 경계를 포함하는 범위에서 토지이용을 고려하여 모의대상 유역을 재설정하였다(Fig. 2).
2.3 모형의 입력자료 구성
이중배수체계 모형들의 입력자료 구축을 위해 국토지리정보원의 수치지형도와 토지이용도, 농촌진흥청 국립농업과학원의 정밀토양도를 이용하였다. 수치지형도는 DEM, 토지이용도 및 정밀토양도는 지표 및 침투해석을 위한 매개변수 산정을 위해 사용된다.
XP-SWMM은 도시유역의 강우-유출해석을 위한 모형으로 노드 및 관거자료를 기본 입력자료로 구성되어 있으며, 입력매개변수는 토지이용도, 정밀토양도 등을 이용하거나 계산을 이용하여 직접 입력하도록 구성되어 있다. 또한 2차원 침수해석을 위해 DEM을 필요로 한다.
UFAM은 DEM, 소유역, 노드 및 관거, 토지이용도, 정밀토양도를 기본 입력자료로 사용하고 있으며, 빗물받이, 빌딩, 산지, 불투과벽 등을 조건에 따라 입력가능 하도록 구성되어 있다(Fig. 3). 또한 지하공간 해석 시 지하공간에 대한 자료를 추가로 입력할 수 있다.
COBRA는 토지이용도와 정밀토양도를 이용하여 토지이용현황, 토양종류, 토양배수등급에 따라 적용한 USDA의 토양분류별 토양특성 값을 입력자료로 구성하고 있다. DEM, 투수계수, 공극률, 유효토심, 조도계수, 투수·불투수 구분, 잔류함수비, 공극분포의 8가지 입력자료를 필요로 하며, 도시유역 모의를 위한 노드 및 관거를 추가자료로 입력할 수 있다(Fig. 4).
2.4 모의 강우 조건
모의 강우 조건은 경기도 시흥시의 빈도 10년의 지속기간 120분 강우 98.6 mm, 빈도 30년의 지속기간 120분 강우 121.1 mm, 방재성능목표 강우량 지속기간 120분의 강우 130.0 mm를 적용하였다. 모의조건은 계산간격 10분, 총 모의시간은 360분으로 적용하였다(Fig. 5).
2.5 모형의 검정
모의를 위한 XP-SWMM의 매개변수는 토양특성 및 토지이용상태 따라 유역에 따라 입력 값을 조정하였으며 매개변수 조정 값은 다음과 같다(Table 2). 여기서 Initial value의 조도계수, 지면저류, Horton 종기침투능, 침투율은 모형의 기본 값을 나타낸 것이다.
Table 2. Input parameters in XP-SWMM
UFAM의 경우 입력 매개변수인 토지이용도 및 정밀토양도를 입력시 모형에 내장되어 있는 계산식을 이용하여 자동으로 계산이 이루어지는 형태로 구성되어 있어 모형 내에서 매개변수 값을 조정하는 기능이 없으므로 매개변수 값은 조정하지 않았다.
COBRA의 경우 토지이용현황 및 토양분류에 따른 토양특성 값을 입력 조건으로 요구하고 있으며 USDA에서 분류한 토양분류 별 토양특성 값을 기본으로 사용하고 있다. USDA에서 분류한 토양분류 별 토양특성 값의 범위에 대한 적용 값은 Lee et al. (2016)10이 제시한 배수등급에 따른 토양특성 분류값을 사용하여 연구를 진행하였다(Table 3).
Table 3. Parameter adjustment value of COBRA model (Lee et al., 2016)
3. 이중배수체계 모형의 모의 결과 비교
3.1 모의 강우 조건별 침수해석 결과 비교
3.1.1 침수면적
침수면적은 10년 빈도 강우에서는 3가지 모형 모두 유사하게 산정되었다. 30년 빈도 강우시 XP-SWMM이 10년 빈도 침수면적보다 39% 증가한 결과를 보였으며, UFAM과 COBRA는 각각 10년 빈도 침수면적 대비 30년 빈도 침수면적이 13%, 37% 증가한 결과를 보였다. 방재성능목표 강우량에 대해서는 XP-SWMM이 30년 빈도 침수면적 보다 81% 증가된 결과를 나타내었고, UFAM과 COBRA는 각각 8%, 12% 증가되는 결과를 보였다(Table 4). 침수심의 기준을 0.3 m 이상으로 설정하였을 때 동일한 Horton 식을 사용한 XP-SWMM과 UFAM은 비슷한 침수양상을 나타내었으며, COBRA는 두 모형과 다른 침투해석기법을 사용함에 따라 침수양상에서 약간 차이가 발생한 것으로 사료된다.
Table 4. Comparison of Inundation results of models
3.1.2 유역면적 대비 침수면적의 비율
대상유역의 면적 대비 모형의 침수면적 산정 결과의 비율을 비교해보면 XP-SWMM은 4.61%~11.72% 범위로 나타났으나, 30년 빈도 강우와 방재성능목표강우량의 강우총량의 차이가 크지 않으나 침수면적이 1.8배 크게 증가된 결과로 나타나 과다 침수의 경향을 보였다. UFAM과 COBRA는 침수면적의 결과와 마찬가지로 각각 4.98%~6.23%, 5.66%~10.15% 범위에서 모의 강우량의 증가에 따라 침수면적의 비율이 증가되는 일반적인 경향을 보였다(Fig. 6(a)).
3.1.3 최대 침수심
최대 침수심 분석결과에서는 UFAM이 3가지 모형 중 가장 큰 최대 침수심을 보였으나 XP-SWMM과 COBRA와 비교적 비슷한 침수심을 보이는 것으로 분석되었다(Fig. 6(b)).
3가지 모형 모두 하수관거 설계빈도를 상회하는 방재성능목표 강우량에 대해서 가장 큰 침수해석 결과를 보였고, XP-SWMM의 경우 침수면적이 급격히 증가되는 특징이 나타났다. 이러한 결과로 볼 때 우수관망의 용량 부족으로 발생하는 내수침수 특징은 XP-SWMM이 비교적 잘 모의하는 것으로 보이며, 다른 두 모형에 비해 가장 낮은 침수면적 및 침수면적 비율 분석결과 UFAM은 도로의 빗물받이를 고려하는 특징이 나타나는 것으로 판단되었다. COBRA는 침수해석 결과에서 큰 특징이 발견되지 않았지만 모의 강우의 증가에 대해 침수면적과 침수면적의 비율, 최대침수심이 비례하여 증가하는 일반적인 결과를 보여서 모형의 안정성 측면에서는 양호하다고 판단되었다.
3.2 이중배수체계 모형별 침수양상 비교
3.2.1 10년 빈도 침수양상
10년 빈도 모의 강우에 대해 XP-SWMM과 UFAM은 하류부 유출구 지점으로 갈수록 침수면적이 증가하고 특정 유로를 따라 흐름이 발생하는 침수양상이 나타낸 반면, 토양조건에 따라 유효우량을 세밀하게 분류하는 COBRA는 일부 유로에서 연속성을 보이는 침수양상과 부분적으로 지표유출에 의한 저지대 침수현상이 발생하는 특징이 나타났다(Fig. 7).
3.2.2 30년 빈도 침수양상
30년 빈도 모의 강우에 대해서는 세 가지 모형의 모두 침수양상이 주변지역으로 확대되는 현상 외에 10년 빈도 강우의 침수양상과 큰 차이점이 없었다(Fig. 8).
3.2.3 방재성능목표 강우량의 침수양상
XP-SWMM은 맨홀의 범람 현상을 세부조건 별로 조절 가능하며 우수관망에 대한 모의가 타 모형에 비해 다양한 특징 상 범람이 발생하는 맨홀을 중심으로 침수가 확대되는 양상을 보였다. COBRA는 우수관망의 설계빈도를 상회하는 모의 강우 조건에 따라 범람이 발생하는 맨홀의 영향과 지표유출이 저지대로 모여서 형성되는 침수양상이 잘 모의되었다. UFAM은 별 다른 특징 없이 30년 빈도 침수양상과 큰 차이를 보이지 않았다(Fig. 9).
각 모형의 침수양상을 전체적으로 볼 때 3가지 모형 모두 유역의 특성을 반영한 침수양상이 나타나는 것으로 분석되었다. 그러나 XP-SWMM과 UFAM은 침수양상이 맨홀과 관거가 형성되어 있는 특정 유로를 중심으로 나타나는 경향이 뚜렷했고, COBRA는 특정 유로에 관계 없이 지표 고저차로 발생하는 지표 저류에 의한 침수양상이 나타나는 차이점이 있었다.
4. 결 론
본 연구는 이중배수체계 형식의 침수해석 모형으로 국내에서 널리 활용되고 있는 XP-SWMM과 2017년 국립재난안전연구원에서 개발한 UFAM 및 2013년 차세대홍수방어기술개발연구단의 개발성과로 만들어진 COBRA 모형 등 3가지 모형의 침수해석 결과를 비교분석하는 것이 목적이다. 모의 대상유역은 2011년, 2012년, 2017년 침수실적이 있고 시흥시 풍수해저감종합계획에서 내수재해 위험지구로 선정된 경기도 시흥시 대야동 일대의 상습침수 지역을 모의 대상으로 설정하였다.
10년, 30년 빈도의 확률강우량과 시흥시의 방재성능목표 강우량을 강우조건으로 각 모형의 매개변수를 모의 대상 유역에 맞추어 조정 한 후 침수해석 결과 및 침수양상을 분석한 결과는 다음과 같다.
첫째, 대상유역의 침수면적과 유역면적 대비 침수면적의 비율은 XP-SWMM이 최대 값을 보였고, 이어서 COBRA, UFAM 순으로 나타났으며, 강우량 증가에 따라 침수면적과 침수면적의 비율이 증가하는 일반적인 결과를 보였다. 그러나 XP-SWMM의 경우 강우 증가량에 비해 침수면적이 급격히 증가하는 결과를 나타냈다.
둘째, 대상유역에서 발생하는 최대 침수심의 경우 UFAM이 가장 크게 나타났으나 XP-SWMM과 COBRA와 비교적 비슷한 침수심을 보이는 것으로 분석되었다.
셋째, 대상유역에서 발생한 침수양상으로 볼 때 UFAM은 하류부 유출지점에 가까울수록 침수가 뚜렷이 발생하였고, XP-SWMM은 범람이 발생하는 맨홀을 중심으로 침수가 확대되는 양상을 보였다. COBRA는 토양조건에 따라 유효우량을 세밀하는 분류하는 모형 특성에 따라 지표유출에 의한 부분적인 저지대 침수현상이 나타나 자연유역 및 지형 조건을 고려한 유출해석에 강점을 보이는 것으로 나타났다.
동일한 대상유역에 대해 3가지 형태의 이중배수체계 모형의 침수해석 결과 및 침수양상을 분석한 결과를 종합해볼 때 우수관망의 통수능 부족으로 발생하는 내수침수 특징은 XP-SWMM이 비교적 잘 모의하는 것으로 나타났으나 맨홀과 떨어진 지역의 지형 특성에 따른 저지대 침수현상은 모의가 되지 않는 것으로 나타났으며, UFAM은 도로의 빗물받이를 고려하는 특징에 따라 타 모형에 비해 가장 낮은 침수해석 결과를 나타내었다. 마지막으로 COBRA는 침수면적과 침수면적의 비율, 최대침수심이 강우량 증가에 비례하는 일반적인 결과와 토양조건에 따라 유효우량을 세밀하게 분류하여 모의하는 모형 특성 및 지표 저류에 의한 침수양상이 나타나는 현실성을 고려할 때 모형의 안정성 측면에서 양호하다고 판단되었다.
향후 실측 강우자료 및 침수흔적이 있는 유역을 대상으로 모형 간의 비교를 통해 각 모형의 정확도를 높인다면 유역의 특성에 따라 적합한 이중배수체계 모형이 활용이 가능할 것이다.
