• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2023년도 학술발표회
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• pp.105-105
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• 2023

최근 기후변화로 인해 매년 집중호우 및 태풍으로 인한 침수피해가 증가하고 있다. 현재 국내에서는 이러한 피해를 줄이기 위해 구조적 대책뿐만 아니라 치수사업의 의사결정을 지원할 수 있는 비구조적 대책들이 대두되고 있다. 비구조적 대책으로는 재해예방사업 등에서 투자우선순위를 결정할 수 있는 다차원법, 홍수취약성지수 등과 같은 정량적, 정성적 홍수위험도 평가가 대표적이다. 하지만 기존 시군구별 홍수위험도 평가는 빈도별 홍수위험지도의 침수면적을 반영하지 않았었다. 따라서 본 연구에서는 서울특별시를 대상으로 빈도별(50, 80, 100 및 200년) 설계홍수량에 따른 홍수위험지도를 작성하고 IBA(Indicator Based Assessment) 방법을 활용한 홍수위험도 평가를 실시하였다. 홍수위험지수는 4가지 항목(Hazard, Exposure, Vulnerability 및 Capacity)과 8개의 세부지표로 구성하였다. 분석결과, 송파구와 성동구는 100년 빈도, 용산구와 강남구는 80년 빈도와 100년 빈도에서 홍수위험지수의 순위 변동이 관측되었다. 순위 변동이 발생한 주요 원인으로는 홍수위험도 평가에 반영된 Exposure 및 Vulnerability 항목에 포함된 세부지표별 지수가 시군구 내 빈도별 침수면적이 변화함에 따라 증가 혹은 감소했기 때문이었다. 본 연구를 활용하면 빈도별 침수면적 변화에 따른 시군구별 홍수위험도를 파악할 수 있으며, 그에 따른 예방책 또한 마련할 수 있을 것이다. 그리고 공간분석을 통해 도출된 통계지도를 활용하여 홍수위험에 직접적으로 노출된 건물 및 인구 밀집지역을 파악하고, 해당 지역을 대상으로 치수사업을 전개할 수 있을 것으로 판단된다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2019년도 학술발표회
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• pp.395-395
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• 2019

대한민국에서 홍수는 매해 여름 발생하는 자연재해로 인명, 재산, 사회 기반시설에 심각한 피해를 일으키고 있으며, 기후변화로 인해 홍수 사상이 과거와는 다른 형태이다. 이를 대비하기 위해서는 기후변화를 고려한 홍수 위험도(flood risk)를 평가를 통해 적절한 대비책을 수립하여야 한다. 이에 본 연구는 전국의 홍수위험도를 중권역 별로 평가하는 홍수위험지수(Flood Risk Index, FRI)를 새로이 개발하였다. FRI는 세 가지 세부 지표인 위협도, 노출도, 대응능력(Hazard, Exposure, Capacity)의 결합으로 산정된다. 위협도는 직접적인 홍수의 원인이 되는 기상학적 요인인 강수에 대한 정보이고, 노출도는 홍수로부터 피해를 입을 수 있는 인명 및 재산에 대한 요소이다. 대응능력은 자연 환경과 인간의 중장기 전략을 고려한 적응능력(adaptive capacity)과 홍수 발생 시 조치능력(coping capacity)으로 나눠져 평가된다. 즉 위협도와 노출도가 높을수록 홍수 위험도가 커지며, 대응능력이 뛰어날수록 홍수 위험도는 줄어든다. 인자들은 특정 유형의 위험도에만 초점이 맞춰지지 않고 다양한 방면을 포괄적으로 평가할 수 있도록 선정되었으며, 통계 기법을 활용해 FRI를 산정하였다. 크론바흐 알파 계수(Cronbach's ${\alpha}$)를 통해 FRI의 타당성을 진단하였으며, 홍수피해금액간의 스피어만(Spearman) 상관계수를 통해 FRI의 설명력을 검증해 신뢰도를 제고했다. 최종적으로 환경부로부터 제공받은 미래 기후 시나리오를 사용하여 FRI를 산출해 미래의 세 시점(2030년대, 2050년대, 2080년대)의 전국 홍수위험도 평가를 진행하였다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2021년도 학술발표회
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• pp.71-71
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• 2021

현재 국내에서 사용되고 있는 지자체 단위 위험도 평가 기법들은 자연재난과 사회재난으로부터 유발되는 여러 위험성들을 함께 고려하여 평가에 반영하고 있다. 또한, 지자체 내에서 홍수위험에 노출될 수 있는 대상만을 선별하여 분석한 것이 아닌 지자체별 단순 통계값으로 평가가 이루어지기 때문에 홍수위험에 대한 정확한 평가가 어렵다는 한계를 가지고 있다. 따라서 본 연구에서는 Indicator Based Approach(IBA)에서 제시하는 평가 항목인 Hazard, Exposure, Vulnerability, Capacity 중 Exposure에 해당하는 건축물수를 대상으로 홍수위험지도와 중첩되는 건축물들을 선별하여 홍수위험도 평가를 수행하였다. 지자체별 건축물수 산정은 2018년 11월 기준 경기도 31개 시군별 도로명주소 전자지도(건물)와 500m × 500m 건축물수 격자자료를 사용하였다. 건축물수 격자자료는 도로명주소 전자지도의 건물 폴리곤 자료 대비 분석이 간편하다는 장점을 가지고 있다. 비교 분석을 통해 공간분석자료의 유형에 따라 발생하는 통계값의 차이는 격자자료에 보정계수를 적용하여 보완하였다. 보정된 경기도 지자체별 건축물수 격자자료로 세부지표 지수를 산정한 결과 단순히 자지체별 건축물수를 사용했을 때에는 화성시, 용인시, 평택시 순으로 지수가 크게 산정되었다, 하지만 홍수위험지도와 중첩된 건축물수를 사용했을 때에는 고양시, 광명시, 김포시 순으로 지수가 크게 산정되었다. 본 연구를 통해서 건축물수 격자자료와 홍수위험지도를 사용하여 위험도 평가를 수행했을 때 기존 방법론 대비 합리적인 평가결과를 얻을 수 있었다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2016년도 학술발표회
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• pp.91-91
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• 2016

본 연구는 대규모 대기환경패턴 변화에 따른 극한 기후발생 및 극치 수문사상의 지역적 변동 특성을 분석하였고, 통계기법을 이용한 기후지수와 수문변량간의 원격상관관계 분석결과를 이용하여 한반도 중 장기 수문변량 예측의 가능성을 진단하였다. 또한 경남 지자체를 대상으로 다양한 통계예측모형(AR, MA, ARMA, ARIMA, VAR)을 구축하여 그 예측능력을 평가하고 적용성을 검토하였고, 중 장기 통합홍수위험 평가를 위한 인덱스를 개발하였다. 서로 다른 엘니뇨 시기별 홍수 위험도 평가결과 전형적인 엘니뇨(Cold Tongue El Nino)해에는 남해안 일부 지역(거제시, 남해군)에서 위험도가 높게 산정되었으며, 경남 북부지역에서는 위험도가 매우 낮게 산정되었다. 중앙태평양 엘니뇨(Warm Pool El Nino) 해에는 경남 남부 지역을 중심으로 홍수위험지수가 높게 나타나 중앙태평양 엘니뇨가 발달 시 경남지역의 홍수위험 발생 가능성 평년에 비하여 큰 것으로 분석된다. 또한 라니냐(La Nina) 해에는 경남 서쪽일부 지역(남해군, 하동군, 산청군)에서 통합홍수위험지수가 높게 나타났으며, 나머지 지역에서는 홍수위험도가 작거나 중간 값을 보이는 것으로 분석되었다. 본 연구는 중 장기적 관점에서 수자원 예측 및 효율적인 물 관리와 안정적인 용수공급에 도움을 줄 것으로 사료되며, 한반도 대상 특정 엘니뇨 해의 지자체별 홍수위험 취약성 평가에 활용이 가능할 것이다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2012년도 학술발표회
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• pp.981-981
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• 2012

최근 지구환경 변화에 따른 기후변화의 영향으로 자연재해의 형태는 점차 대형화, 다양화되고 있으며 극치사상의 발생 빈도가 계속해서 증가하고 있는 추세이다. 특히 도시하천의 경우 인구와 재산이 밀집해 있어 기후변화에 따른 홍수위험 및 취약성이 클 것으로 사료된다. 본 연구에서는 기후 변화에 따른 홍수위험 및 취약성 분석을 위하여 위험도 기반 불확실성을 다루는 수단으로 UQR-MCS (Upper Quartile Range-Monte Carlo Simulation)을 적용하였으며, 다양한 형태의 확률 분포로부터 특정변량(variable)의 확률분포 Quartile을 모의하였다. 또한 기후변화에 따른 도시하천의 홍수위험 및 취약성 평가를 위하여 도시하천에 적합한 홍수위험 및 취약성평가 지수(FVI: flood vulnerability index)를 산정하였으며, 홍수취약성지수는 기후변화(Climate change)와 도시화(Urbanization), 제방월류위험(Overtopping risk) 및 홍수범람 면적(Flood area) 등의 지표를 사용하였다. 각각의 지표는 엔트로피(Entropy) 기법을 적용하여 가중치를 부여하였으며, 표준화과정을 통한 일반화된 지표 값을 산정하였다. 우이천 유역의 기후변화에 따른 홍수위험 및 취약성 지표값은 KMA RCM A1B 시나리오자료를 바탕으로 추정한 미래 확률강수량과 각 인자별 재현기간에 따른 수문변량의 변화를 통하여 산정하였다. 본 연구의 결과는 향후 도시하천의 기후변화에 따른 홍수위험도분석 및 취약성 평가, 극치 수문사상에 대한 신뢰성 있는 분석과 더불어 예상치 못할 이상홍수에 대비한 하천방재 연구에 도움이 되리라 사료된다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2012년도 학술발표회
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• pp.702-702
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• 2012

이상기후로 인하여 최근 급증하는 자연재해에 대한 대비가 요구되며, 2010년 광화문 침수 및 2011년 서울 강남지역의 침수 등과 같이 이에 대한 대비가 시급한 현안으로 부각되고 있다. 그러나 이는 기존의 치수대비 개념으로 접근하여 인명 및 재산 등에 초점이 맞춰져 있어, 건축문화재에 대한 대비는 충분하게 고려되고 있지 않다. 본 연구에서는 건축문화재의 홍수 위험도 평가를 위한 기초 연구로서 서울의 대표적인 건축문화재인 창경궁의 홍수 위험도 평가 모형을 구축하였으며, 모형 구축을 위해 현장 실측 유량 자료와 서울 기상청(종로구 송월동)의 강우자료(2011년 6월-8월의 8개 사상) 활용을 통해 홍수 위험도 평가 모형(HEC-HMS)의 매개변수 최적화를 수행하였다. 그리고 구축된 창경궁 지역의 평가 모형 검증을 위해 2011년 7월 26-28일까지 모의한 홍수량을 지형정보시스템(GIS)에 적용하여 침수 지도를 작성하였으며, 작성된 침수 지도를 현장에서 조사한 침수 흔적과 비교 검토하였다. 그 결과, 침수 면적이 약 10%의 오차를 보였으며, 수행한 모의가 우수한 결과를 나타내었음을 확인할 수 있었다. 이는 본 연구에서 구축한 홍수 위험도 평가 모형이 대상유역에 적합하며, 향후 홍수 위험도 평가를 위해 활용이 가능할 것이라 사료된다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2010년도 학술발표회
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• pp.337-341
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• 2010

최근들어 기상 이변에 따라 단시간에 집중되는 국지호우로 인하여 돌발홍수(Flash Flood)에 의한 피해가 빈번하게 발생하고 있다. 대하천의 경우에는 각 홍수 통제소에 의한 홍수 예경보 시스템(Flood Warning System)을 통하여 본류 구간에서의 인명 및 재산 피해가 과거에 비하여 상당히 감소하였으나 소하천에서는 반대로 피해가 증가하고 있는 실정이며, 따라서 돌발홍수에 대한 대비의 필요성이 증대되고 있는 실정이다. 본 연구에서는 돌발홍수로 인한 인명 및 재산 피해를 최소화하기 위하여 산지유역의 돌발홍수 발생 위험도를 평가할 수 있는 방법론을 제시하였다. 돌발홍수 위험도를 평가하기 위하여 고려되는 요소들로는 유역경사, 하천경사, 강우특성 등이며, 이러한 서로 다른 단위의 평가요소들을 종합적으로 고려하기 위하여 다기준의사결정방법 중 하나인 PROMETHEE 기법을 이용하였다. 주요 평가 인자들은 크게 지형특성, 지역특성 및 강우특성으로 구분되며, 각 평가 요소들간의 상대적인 가중치의 산정은 엔트로피 이론을 이용하였다. 본 연구에서 제안된 위험도 평가 방법은 그 적용성을 검증하기위하여 17개의 소유역들을 포함하고 있는 봉화군 유역에 적용되었다. 적용 결과 봉화군 유역 내 17개의 소유역들은 돌발홍수에 대한 상대적인 위험도에 따라 고 중 저위험군으로 분류되었으며, 과거 돌발홍수로 인한 피해 이력이 있는 소유역이 고위험군에 속해있는 결과를 나타냄으로써 본 연구의 방법론에 대한 적용성이 검증되었다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2016년도 학술발표회
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• pp.264-264
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• 2016

홍수위험의 정도를 표시하기 위한 연구는 다양한 방법으로 진행되어 왔으나, 많은 지역에 수리 및 수문모형을 적용하여 홍수위험을 평가하기에는 매개변수 보정이나 모형의 검정에 한계가 있을 수밖에 없다. 특히, 많은 지역에 대하여 행정구역별로 홍수위험을 평가한다던지, 기후변화에 따른 홍수위험 변화양상을 평가하기 위하여는 더욱 그러하다. 이에 본 연구에서는 기존의 수위관측소에서 관측되어진 유량 자료를 적극 활용하여 시강우량과의 다중회귀분석을 통하여 첨두유량을 예측할 수 있는 회귀방정식을 구축하고 홍수위험을 평가할 수 있도록 시도하였다. 홍수피해는 하천의 유량 증가가 가장 직접적인 원인이 될 수 있으며, 비교적 하천정비가 잘 이루어진 우리나라의 경우는 하천정비 시 설정한 계획홍수량과 호우에 따라 발생되는 첨두유량을 비교하여 홍수피해 발생여부를 판단할 수 있을 것이다. 하천의 첨두유량 값은 복잡한 유역특성이나 수문특성에 의하여 결정되지만, 결국은 시간별 순간 최대강우량의 조합에 의하여 크게 좌우 되는 것으로 판단된다. 본 연구에서는 수도권의 일부 행정구역별 대표 수위관측소를 정하고, 각 지점의 최근 10년 동안의 하천유량 관측자료를 이용하여 단일 호우사상의 1시간, 2시간, 3시간, 5시간, 10시간, 1일, 2일, 3일, 5일, 10일 순간최대강우량과 첨두유량 사이의 다중회귀분석을 실시하여 유의한 통계값을 보이는 자료끼리 회귀방정식을 구성하도록 하였다. 다중회귀분석은 각 하천 지점별로 해당 하천의 수리특성이 일정하게 유지되어진 기간 동안만을 선정하여 분석하였으며, 유량자료 가운데 각 지점에서 관심수위 이상으로 유량이 크게 증가하였던 호우사상만을 사용하였다. 회귀분석 결과, 매우 의미 있는 회귀방정식의 도출이 가능하였는데, 의정부시 신곡교의 경우는 1시간, 10시간, 1일 강우량으로부터, 광주시 경안교 지점의 경우는 3시간, 1일, 10일 강우량으로부터, 양평군 흑천교 지점의 경우는 10시간, 3일 강우량으로부터 각각 첨두유량을 예측할 수 있는 회귀방정식이 높은 유의성을 보이는 것으로 나타나, 유역면적이나 도달시간 등의 유역특성을 어느 정도 반영하고 있는 회귀방정식이 도출된 것으로 판단되었다. 이와 같은 회귀방정식에 의하여 예상되어지는 시간별 강우량 자료를 적용하면 첨두유량을 예측할 수 있으며, 이를 기존 계획홍수량과 비교하여 홍수위험 정도를 적절하게 평가할 수 있을 것으로 판단된다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2016년도 학술발표회
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• pp.69-69
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• 2016

하천은 크게 하도와 홍수터 그리고 제방으로 나눌 수 있으며, 국내에서는 다른 국가들과 다르게 대하천사업 이후 하천의 홍수터에 생태공원이나 체육시설 등과 같은 다양한 친수시설들을 조성하여 활용하고 있다. 하지만 최근 이상기후로 인해 홍수의 발생빈도 및 강도가 증가하고 있으며 여름철 집중호우에 의한 하천의 홍수위 상승은 이러한 친수시설의 침식과 퇴적 등과 같은 침수피해를 가중시키는 원인이 되기도 한다(Ku et al., 2013). 따라서 이와 같은 홍수피해를 예측하기 위해서는 홍수터를 포함한 복단면에서의 수치해석이 선행되어야 하며, 일반적으로 2차원 수치해석이 바람직한 것으로 제안되고 있다(Sato et al., 1989). 또한 하천에서의 2차원 수치해석 결과를 이용하여 침식과 퇴적에 관한 친수시설 안정성 평가 지수를 산정할 수 있으며, 산정된 지수를 통해 홍수터에서의 홍수피해를 예측할 수 있다. 다른 국가에서는 국내와 다르게 홍수터에 대한 활용이 거의 없기 때문에 홍수에 따른 홍수터에서의 위험도를 평가한 연구는 거의 없는 실정이며, 한국에서도 홍수터에서의 홍수위험도 평가에 대한 연구는 Song et al.(2016)이 다른 국가에서 활용하고 있는 제내지에서의 홍수위험도 평가 지수를 홍수터에 도입하여 실제 태풍에 의한 홍수위험도를 간접적으로 평가한 연구 정도가 대부분이라고 볼 수 있다. 따라서 본 연구에서는 Einstein-Krone 공식(1962)을 이용하여 침식과 퇴적을 동시에 고려할 수 있는 Transient Erosion and Deposition Index(TEDI)와 Steady Erosion and Deposition Index(SEDI)를 개발하였다. 또한 개발된 지수를 실제 자연하천에 적용하여 태풍 사상에서의 산정된 지수를 통해 홍수터 안정성을 평가하였다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2009년도 학술발표회 초록집
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• pp.74-78
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• 2009

우리 사회가 발전함에 따라 재해의 위험으로부터도 안전하게 살고자 하는 대중들의 욕구 또한 증가하고 있다. 하지만 최근의 기후변화와 이상홍수의 사례에서 볼 때 현재 우리가 처해 있는 자연재해로부터의 위협은 과거와는 상이하다는 것을 알 수 있다. 이러한 위협에 대처하기 위해서는 우리에게 노출된 재해의 특성을 평가하는 과정이 무엇보다 선행되어져야 한다. 홍수로 인한 피해는 대부분이 인명이나 재산피해가 주를 이루기 때문에 홍수위험도의 평가결과도 발생 가능한 인명이나 재산피해로 표현되는 것이 적절하다고 판단된다. 따라서 본 연구에서는 지역회귀분석을 적용하여 가능 홍수 피해금액을 추산하고, 이를 통해 각 지역별 홍수위험도를 평가하는 방법을 제안하였다. 지역회귀분석은 강우유출모형이나 확률분포모형의 매개변수들을 유역 특성인자들로 표현하기 위해 수문학 분야에서 사용되어져 왔으며 본 연구에서는 이 방법을 홍수 피해금액 추정에 응용하였다. 지역회귀방법의 절차는 먼저 계측지역에서는 홍수 피해금액과 시강우량 자료를 바탕으로 비선형회귀분석을 실시한 후 이 회귀식의 계수를 다시 해당 지역의 인문 사회 경제학적 인자들로 표현하였다. 이러한 방법을 통해 지역적 인자들이 홍수 피해에 미치는 영향을 정량적으로 분석할 수 있었으며 궁극적으로 미계측지역에서도 지역적 인자들을 통해 특정 빈도에 발생 가능한 홍수 피해금액을 추정할 수 있었다. 최종적으로 추정된 홍수 피해금액과 지역 총 자산의 비를 통해 홍수위험지도를 작성하였다. 본 연구결과를 수자원장기종합계획에서 홍수위험도 평가를 위해 사용된 홍수피해잠재능(Potential Flood Damage; PFD)과 비교해 보면 PFD에서는 각 인자들의 가중치 산정에서 전문가의 주관이 개입될 수 있다는 단점이 있었으나 과거 피해금액과의 상관관계를 분석한 본 연구에서는 이러한 단점을 극복할 수 있었다.