우리나라는 홍수피해를 평가하기 위한 방법으로 간편법과 개선법을 사용하다가 현재는 2004년도에 개발된 다차원 홍수피해액 산정기법을 활용하고 있다. 본 연구에서는 GIS 자료를 기초로 다차원 홍수피해액 산정기법을 이용한 댐 하류지역의 홍수피해액 평가기법을 제시하였다. 먼저 배수강제알고리듬에 기초한 횡단측선 레이어에 FLDWAV 모델을 이용한 홍수위 자료를 입력한 후 DEM 자료와의 공간연산 처리를 통해 침수심 격자를 생성하였다. 그리고, 수치지형도에서 추출한 건물 레이어와 토지피복도에서 추출한 농경지 자료를 이용하여 지자체별 건물과 농경지 자산가치를 평가하였다. 또한 건축형태별 건축단가, 도시유형별 가정용품 평가액, 농작물 단가정보, 사업체의 유형 및 재고자산 평가액 자료를 건물, 농경지, 침수심 레이어와 연계하여 항목별로 피해액을 산정하였다. 홍수피해액 분석을 통해, 200년 빈도의 홍수피해액이 100년, 50년, 10년 빈도에 비해 각각 1.19배, 1.30배 그리고 1.96배 높게 나타났다.
우리나라는 홍수피해를 평가하기 위한 방법으로 간편법과 개선법을 사용하다가 현재는 2004년도에 개발된 다차원 홍수피해액 산정기법을 활용하고 있다. 본 연구에서는 GIS 자료를 기초로 다차원 홍수피해액 산정기법을 이용한 댐 하류지역의 홍수피해액 평가기법을 제시하였다. 먼저 배수강제알고리듬에 기초한 횡단측선 레이어에 FLDWAV 모델을 이용한 홍수위 자료를 입력한 후 DEM 자료와의 공간연산 처리를 통해 침수심 격자를 생성하였다. 그리고, 수치지형도에서 추출한 건물 레이어와 토지피복도에서 추출한 농경지 자료를 이용하여 지자체별 건물과 농경지 자산가치를 평가하였다. 또한 건축형태별 건축단가, 도시유형별 가정용품 평가액, 농작물 단가정보, 사업체의 유형 및 재고자산 평가액 자료를 건물, 농경지, 침수심 레이어와 연계하여 항목별로 피해액을 산정하였다. 홍수피해액 분석을 통해, 200년 빈도의 홍수피해액이 100년, 50년, 10년 빈도에 비해 각각 1.19배, 1.30배 그리고 1.96배 높게 나타났다.
A simple and an improved methods for the assessment of flood damage were used in previous studies, and the Multi-Dimensional Flood Damage Assessment (MD-FDA) has been applied since 2004 in Korea. This study evaluated flood damage of dam downstream using considering MD-FDA method based on GIS data. F...
A simple and an improved methods for the assessment of flood damage were used in previous studies, and the Multi-Dimensional Flood Damage Assessment (MD-FDA) has been applied since 2004 in Korea. This study evaluated flood damage of dam downstream using considering MD-FDA method based on GIS data. Firstly, flood water level with FLDWAV (Flood Wave routing) model was input into cross section layer based on enforcement drainage algorithm, water depth grid data were created through spatial calculation with DEM data. The value of asset of building and agricultural land according to local government was evaluated using building layer from digital map and agricultural land map from landcover map. Also, itemized flood damage was calculated by unit price to building shape, evaluated value of housewares to urban type, unit cost to crop, tangible and inventory asset of company connected with building, agricultural land, flooding depth layer. Flood damage in rainfall frequency of 200 year showed 1.19, 1.30 and 1.96 times to flood damage in rainfall frequency of 100 year, 50 year and 10 year respectively by flood damage analysis.
A simple and an improved methods for the assessment of flood damage were used in previous studies, and the Multi-Dimensional Flood Damage Assessment (MD-FDA) has been applied since 2004 in Korea. This study evaluated flood damage of dam downstream using considering MD-FDA method based on GIS data. Firstly, flood water level with FLDWAV (Flood Wave routing) model was input into cross section layer based on enforcement drainage algorithm, water depth grid data were created through spatial calculation with DEM data. The value of asset of building and agricultural land according to local government was evaluated using building layer from digital map and agricultural land map from landcover map. Also, itemized flood damage was calculated by unit price to building shape, evaluated value of housewares to urban type, unit cost to crop, tangible and inventory asset of company connected with building, agricultural land, flooding depth layer. Flood damage in rainfall frequency of 200 year showed 1.19, 1.30 and 1.96 times to flood damage in rainfall frequency of 100 year, 50 year and 10 year respectively by flood damage analysis.
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문제 정의
본 연구에서는 가상의 홍수 시나리오에 대한 댐 하류 지역의 홍수피해액을 지형공간정보와 연계하여 평가하는 것으로서 금강본류 일부 구간을 선정하여 분석한 결과 다음의 결론을 얻을 수 있었다.
본 연구에서는 이러한 기존연구의 한계를 개선하고자 수치지형도 및 토지피복도를 기초로 MD-FDA 방법을 구현하기 위한 방법론을 개발하였으며, 이를 금강일부 구간에 적용하여 홍수피해액을 평가할 수 있는 연구를 수행하였다. 특히 금강 상류의 용담댐과 대청댐 유역의 빈도 홍수량을 적용하였으며, 댐 방류 효과를 반영하기 위해 용담댐과 대청댐의 댐 운용조건도 함께 반영함으로서 현실적인 홍수 시나리오를 반영하고자 하였다.
96배 높은 홍수피해액을 나타내었다. 본 연구에서는 제방 붕괴와 같은 극한의 상황을 모의하기 위해, 하천의 홍수해석결과를 기초로 제외지의 수위가 제내지와 동일하다는 가정하에 홍수피해액을 분석하였다. 따라서 분석결과에서는 상대적으로 200년 빈도의 홍수피해액 규모가 10년 빈도에 비해 큰 차이를 보이지 않은 것으로 해석되며, 2차원 홍수해석을 수행할 경우에는 제방 월류에 의한 영향이 10년 빈도에 비해 200년 빈도가 매우 크게 나타날 것이므로 홍수피해액 측면에서는 큰 차이를 보일 것으로 예상된다.
본 연구에서는 이러한 기존연구의 한계를 개선하고자 수치지형도 및 토지피복도를 기초로 MD-FDA 방법을 구현하기 위한 방법론을 개발하였으며, 이를 금강일부 구간에 적용하여 홍수피해액을 평가할 수 있는 연구를 수행하였다. 특히 금강 상류의 용담댐과 대청댐 유역의 빈도 홍수량을 적용하였으며, 댐 방류 효과를 반영하기 위해 용담댐과 대청댐의 댐 운용조건도 함께 반영함으로서 현실적인 홍수 시나리오를 반영하고자 하였다.
가설 설정
농경지에 대한 홍수피해액은 환경부의 토지피복자료를 기반으로 침수심 1m 이상의 홍수시나리오를 가정하였으며, ｢농업재해피해조사보고요령｣과 ｢농어업재난복구비용산정기준단가｣에서 제시한 표 9의 기준을 이용하여 계산하였다(http://www.vegetables.pe.kr).
표 5는 농경지 및 농작물에 대한 자산가치 평가 결과이다. 농경지의 매몰과 유실에 대한 자산가치 평가에서는 논과 밭이 모두 모두 1m 이상 침수된 것으로 가정하였으며, 농작물에 대한 자산가치 평가에서도 논과 밭이 모두 1m 이상 침수된 것으로 가정하였다. 또한 농작물에 대한 홍수피해액을 평가하기 위해서는 먼저 농경지별 농작물의 종류를 파악할 수 있는 자료의 확보가 매우 절실하다.
표 3은 건물에 대한 자산가치 평가결과다. 수치지형도상에는 단독주택/연립주택/아파트에 대한 층수정보가 없기 때문에, 본 연구에서는 단독주택은 1층, 연립주택은 5층 그리고 아파트는 15층으로 가정하여 평가하였다. 공주시, 논산시, 부여군의 건물유형별 연면적을 분석한 결과, 단독주택의 연면적이 13,577,085m2로서 연립주택 982,325m2와 아파트 4,770,690m2에 비해 매우 높은 분포특성을 보였다.
제안 방법
또한 침수심 정보를 추출하기 위한 DEM은 유역조사 성과물을 이용하였다. 그림 4(a)는 수치지형도를 이용하여 구축한 건물 레이어로서 침수 심에 따른 피해율을 고려하기 위해 단독주택, 연립주택 그리고 아파트로 구분하였다. 또한 그림 4(b)는 건물, 토지피복도 그리고 DEM 정보를 구축한 사례를 보여준다.
이는 공주시와 논산시가 행정구역상 시의 기능을 수행하지만 농촌지역과 유사한 전원도시의 역할을 하고 있음을 알 수 있다. 각 행정구역별로 계산한 건물 연면적에 2010년도 기준의 주택유형별 건축단가를 곱하여 자산가치를 평가하였으며, 여기서 주택유형별 건축단가는 다양한 건축형태 중 철근 콘크리트조를 기초로 하여, 단독주택은 1,385,000원/m2, 연립주택은 853,000원/m2 그리고 아파트는 1,690,000원/m2을 적용하였다.
건물 내용물은 세대수를 기준으로 홍수피해액이 평가되나, 수치지형도에서 추출한 단독주택/연립주택/아파트 레이어에는 세대수 정보가 없기 때문에 통계연보에서 제시된 행정구역별 세대수를 연면적 기준으로 환산하였다. 분석 결과 공주시, 논산시, 부여군의 단위면적(m2)당 세대수는 각각 0.
건물내용물에 대한 홍수피해액을 평가하기 위해서는 침수지역내 세대수 정보가 필요하나, 이에 대한 정보 추출이 어렵기 때문에 3의 자산가치 평가에서 미리 계산한 건물의 단위면적당 세대수 정보에 중소도시와 농촌지역의 가정용품 평가액 자료를 침수심별 건물내용물 피해율 자료와 연계하여 계산하였다.
건물에 대한 홍수피해액을 산정하기 위해 먼저, 단독 주택, 연립주택, 아파트 레이어에 코드를 할당한 후 단위면적당 건축형태별 건축단가와 층수를 고려한 연면적을 계산하였다. 건축형태는 대표적으로 철근 콘크리트조에 해당되는 건축단가를 이용하였으며, 침수심별 단독주택, 연립주택, 아파트에 대한 건물피해율을 이용하여 홍수피해액을 산정하였다.
건물에 대한 홍수피해액을 산정하기 위해 먼저, 단독 주택, 연립주택, 아파트 레이어에 코드를 할당한 후 단위면적당 건축형태별 건축단가와 층수를 고려한 연면적을 계산하였다. 건축형태는 대표적으로 철근 콘크리트조에 해당되는 건축단가를 이용하였으며, 침수심별 단독주택, 연립주택, 아파트에 대한 건물피해율을 이용하여 홍수피해액을 산정하였다.
홍수피해액 산정을 위해 시나리오별 홍수위자료를 하천구간별로 산정한 후, 각 구간별로 Grid 자료에 해당 수위값을 할당하여 원시 DEM과의 연산처리를 통해 침수심을 계산하였다. 계산된 침수심을 벡터데이터로 변환한 후 건물, 농경지, 산업체 레이어와의 공간중첩을 통해 시나리오별 홍수피해액을 계산하였다.
또한 이충성 등(2006)은 GIS를 이용한 홍수피해액 산정 연구를 수행하였으며, 수리해석 모델과 DEM 자료를 연계하여 침수심을 계산하였다. 그러나 주거, 농업, 산업체 자산을 평가하기 위해 실제 건물, 피복도 및 산업체 건물을 이용하지 않고 행정구역별 통계자료를 GIS 레이어에 입력하여 분석하는 방법을 채택하였다. 따라서 이건행 등(2006)과 이충성 등(2006)의 연구에서는 주거 및 산업체 건물이 침수위험도가 높은 하천주변에 위치하는 경우와 하천에서 멀리 떨어진 경우에 대한 지역적 차이를 효과적으로 고려할 수 없는 한계가 있는 것으로 조사되었다.
219) 위치에 대한 법선레이어를 구축한 후 배수강제 알고리듬에 의한 만곡부를 고려한 횡단측선 레이어를 생성하였다. 그리고 하천구간별 모델에서 계산된 최고 수위와 수치지형도에서 추출한 DEM 자료간의 공간연산 처리과정을 수행하여 침수심 레이어를 그림 5와 같이 구축하였으며, 산악지형에 의해 단절되는 지역은 현실적으로 침수되기가 어렵다고 판단하여 해당 지점을 외곽 경계로 지정하였다.
건물, 토지피복도, DEM 그리고 하천구간별 최대수위정보를 기초로 홍수피해액을 산정하기 위해서는 각 행정구역별 자산가치를 사전에 평가해야 한다. 대상지를 포함하고 있는 행정구역은 공주시, 논산시 그리고 부여군으로서 대상지내 건물, 산업체, 농경지 분포특성을 GIS 레이어를 통해 분석하였으며, 특히 건물내용물 및 산업체는 통계연보를 통해 얻은 세대수 및 유형/재고자산 정보를 이용하여 계산하였다.
또한 침수지역에 대한 공간적 정의 없이 수치적으로만 침수면적을 상정하기 때문에 침수 심에 대한 고려가 불가능하며, 피해지역 내에서도 토지의 이용형태나 인구밀집도 등에 따라 피해액 산정방법이 달라야 함에도 이를 반영하지 못하는 단점이 있었다. 따라서 이를 보완하기 위해 그림 2와 같이 본 연구에서 채택한 다차원 홍수피해액 산정법에서는 피해지역의 읍ㆍ면ㆍ동 단위 행정구역, 침수구역 및 침수심, 토지이용상태 등의 공간정보를 GIS와 연계하여 행정구역 내에서도 침수피해지역의 침수심에 따라 주거지역, 농업지역, 산업지역별로 침수편입율을 산정한다. 침수 편입율이란 행정구역 내에서 주거, 산업, 농업 등 지역 특성요소의 총자산가치를 실제 침수된 부분에 대한 자산가치로 환산하기 위해 지역특성요소별로 지리요소인 공간객체들의 위치정보를 침수심별로 중첩하여 전체에 대한 비율로 나타낸 것이다.
홍수조절효과분석을 위한 시나리오는 표 1과 같이 200년, 100년, 50년 그리고 10년 빈도에 대한 48시간 강우량을 이용하였다. 또한 대상지역에 영향을 주는 상류댐의 운영조건은 용담댐과 대청댐에 대해 표 2와 같은 수위, 운영룰 그리고 조절율을 적용하였다.
먼저 건물, 건물내용물 그리고 산업체 평가를 위해 1/5,000 수치지형도를 기초로 건물레이어를 추출하였으며, 농경지와 농작물의 평가를 위해 환경부의 중분류 토지피복도를 이용하였다. 또한 침수심 정보를 추출하기 위한 DEM은 유역조사 성과물을 이용하였다. 그림 4(a)는 수치지형도를 이용하여 구축한 건물 레이어로서 침수 심에 따른 피해율을 고려하기 위해 단독주택, 연립주택 그리고 아파트로 구분하였다.
홍수조절에 따른 건물, 건물내용물, 농경지, 농작물, 산업체 그리고 이재민 등에 대한 치수경제성을 평가하기 위해서는 다양한 GIS 레이어가 필요하다. 먼저 건물, 건물내용물 그리고 산업체 평가를 위해 1/5,000 수치지형도를 기초로 건물레이어를 추출하였으며, 농경지와 농작물의 평가를 위해 환경부의 중분류 토지피복도를 이용하였다. 또한 침수심 정보를 추출하기 위한 DEM은 유역조사 성과물을 이용하였다.
빈도별 강우 시나리오와 댐운영 조건을 고려하여 FLDWAV 모델을 통해 계산한 하천구간별 홍수위자료를 이용하여 침수심 레이어를 구축하기 위해, 본 연구에서는 이근상 등(2009)이 제시한 배수강제 알고리듬에 기초한 하천횡단측선 레이어 추출기법을 적용하였다. 먼저 하천중심선으로부터 횡단측선별(No.175～ No.219) 위치에 대한 법선레이어를 구축한 후 배수강제 알고리듬에 의한 만곡부를 고려한 횡단측선 레이어를 생성하였다. 그리고 하천구간별 모델에서 계산된 최고 수위와 수치지형도에서 추출한 DEM 자료간의 공간연산 처리과정을 수행하여 침수심 레이어를 그림 5와 같이 구축하였으며, 산악지형에 의해 단절되는 지역은 현실적으로 침수되기가 어렵다고 판단하여 해당 지점을 외곽 경계로 지정하였다.
홍수피해액은 주거지역, 농업지역, 산업지역에 대한 일반자산 피해액에 인명/이재민 피해액, 공공시설물 피해액을 더하여 총피해액을 계산한다. 본 연구에서는 인명피해액은 제외하였으며, 공공시설물 피해액은 표 12와 같이 일반자산 피해액에 대한 공공토목시설의 피해액 비율을 사용하여 계산하였다.
kr). 비닐하우스 피해액은 크게 시설피해액과 농작물 피해액으로 구분되며, 시설물과 농작물 피해액은 침수심에 관계없이 각각 30,364원/m2과 2,221원/m2을 적용하였다.
산업체의 유형 및 재고자산의 피해액은 유형 및 재고의 자산가치에 산업지역의 침수 편입률과 침수심별 피해율을 고려하여 계산하였다. 표 6에 제시된 사업체 1인당 유형 및 재고자산 평가액을 계산하기 위해, 본 연구에서는 1/5,000 수치지형도의 레이어를 표 6의 산업체 코드에 할당하는 재분류 과정을 수행하였다.
산업체 건물의 자산가치를 평가하기 위해 행정구역별 통계연보에 제시된 산업체 관련항목을 조사하여 표 6과 같은 형식으로 정리하는 과정이 선행되어야 한다. 이를 통해 평가된 유형 및 재고자산을 산업체 건물면적으로 나누어 산업체 건물의 단위면적당 유형 및 재고원단위를 계산하였다. 표 6에 제시된 1997년 기준의 1인당 산업체 유형 및 재고자산을 2010년도 기준으로 환산하기 위해 소비자 물가지수 1.
농작물의 종류는 논에 대해서는 벼의 단가인 629원/m2를 적용하였으며, 밭에 대해서는 고추의 단가인 1,732원/m2를 적용하였다. 표 10은 침수심별 농작물 피해율 자료이며, 본 연구에서는 토지피복자료와 침수심 자료를 중첩 분석하여 홍수피해액을 산정하였다.
산업체의 유형 및 재고자산의 피해액은 유형 및 재고의 자산가치에 산업지역의 침수 편입률과 침수심별 피해율을 고려하여 계산하였다. 표 6에 제시된 사업체 1인당 유형 및 재고자산 평가액을 계산하기 위해, 본 연구에서는 1/5,000 수치지형도의 레이어를 표 6의 산업체 코드에 할당하는 재분류 과정을 수행하였다.
219로 총 45개 구간에 해당된다. 홍수조절효과분석을 위한 시나리오는 표 1과 같이 200년, 100년, 50년 그리고 10년 빈도에 대한 48시간 강우량을 이용하였다. 또한 대상지역에 영향을 주는 상류댐의 운영조건은 용담댐과 대청댐에 대해 표 2와 같은 수위, 운영룰 그리고 조절율을 적용하였다.
홍수피해액 산정을 위해 시나리오별 홍수위자료를 하천구간별로 산정한 후, 각 구간별로 Grid 자료에 해당 수위값을 할당하여 원시 DEM과의 연산처리를 통해 침수심을 계산하였다. 계산된 침수심을 벡터데이터로 변환한 후 건물, 농경지, 산업체 레이어와의 공간중첩을 통해 시나리오별 홍수피해액을 계산하였다.
대상 데이터
농작물에 대한 홍수피해액은 통계청에서 발표한 2010년도 기준의 농작물 생산비 단가를 이용하였다. 농작물의 종류는 논에 대해서는 벼의 단가인 629원/m2를 적용하였으며, 밭에 대해서는 고추의 단가인 1,732원/m2를 적용하였다.
시작지점은 금강과 지천의 합류지점 부근인 백마강교로서 행정구역상 충남 부여군 규암면 호암리에 위치하고 있으며 마지막지점은 금강과 석성천의 합류지점으로 행정구역상 충남 부여군 세도면 반조원리에 위치하고 있다. 대상구간의 길이는 약 20km이며, 홍수위 계산을 위한 수리해석 모델인 FLDWAV(Flood Wave routing model) 모델에서 해당 지역의 단면번호는 No.175～No.219로 총 45개 구간에 해당된다. 홍수조절효과분석을 위한 시나리오는 표 1과 같이 200년, 100년, 50년 그리고 10년 빈도에 대한 48시간 강우량을 이용하였다.
본 연구에서는 다차원 홍수피해액 산정방법을 기초로 하여 홍수피해액을 산정하기 위해 대청댐 하류 구간 중 그림 3과 같이 금강수계 일부 구간을 선정하였다. 대상지역은 대청댐 및 용담댐의 댐운영조건과 수리모델 구간을 고려하여 결정하였다. 시작지점은 금강과 지천의 합류지점 부근인 백마강교로서 행정구역상 충남 부여군 규암면 호암리에 위치하고 있으며 마지막지점은 금강과 석성천의 합류지점으로 행정구역상 충남 부여군 세도면 반조원리에 위치하고 있다.
이건행 등(2006)은 도시지역의 내수배제를 고려하여 산업지역의 유형고정자산과 공공시설물의 피해율을 중심으로 연구를 수행하였으며, 주거지, 가정용품, 농경지, 농작물, 비닐하우스 등의 항목에 대한 검토는 수행하지 않았다. 또한 산업지역 피해 산정시 GIS 상의 산업체 건물이 아닌 행정구역별 산업지역 통계자료를 이용하였다. 또한 이충성 등(2006)은 GIS를 이용한 홍수피해액 산정 연구를 수행하였으며, 수리해석 모델과 DEM 자료를 연계하여 침수심을 계산하였다.
322배를 적용하였다. 본 연구에서는 공주시와 논산시의 경우 중소도시 기준인 22,329,401(원/세대)을 적용하였으며, 부여군은 농촌지역인 12,182,399(원/세대)를 적용하였다.
또한 각지역마다 재배되고 있는 밭작물의 종류에 따라 그 피해액의 범위도 큰 차이를 보이는 만큼 향후 국가차원의 농작물 DB화가 필수적으로 필요할 것으로 판단된다. 본 연구에서는 논과 밭의 농작물 피해액을 산정하기 위해 통계청에서 발표한 2010년도 기준의 농작물 생산비단가를 이용하였다. 이 중 논은 벼를 적용하였으며 밭은 고추를 대표작물로 간주하여 적용하였다.
본 연구에서는 다차원 홍수피해액 산정방법을 기초로 하여 홍수피해액을 산정하기 위해 대청댐 하류 구간 중 그림 3과 같이 금강수계 일부 구간을 선정하였다. 대상지역은 대청댐 및 용담댐의 댐운영조건과 수리모델 구간을 고려하여 결정하였다.
비닐하우스의 피해액을 평가하기 위해 본 연구에서는 토지피복자료를 기반으로 ｢농어업재난복구비용산정기준단가｣자료를 이용하였다(http://www.vegetables.pe. kr). 비닐하우스 피해액은 크게 시설피해액과 농작물 피해액으로 구분되며, 시설물과 농작물 피해액은 침수심에 관계없이 각각 30,364원/m2과 2,221원/m2을 적용하였다.
대상지역은 대청댐 및 용담댐의 댐운영조건과 수리모델 구간을 고려하여 결정하였다. 시작지점은 금강과 지천의 합류지점 부근인 백마강교로서 행정구역상 충남 부여군 규암면 호암리에 위치하고 있으며 마지막지점은 금강과 석성천의 합류지점으로 행정구역상 충남 부여군 세도면 반조원리에 위치하고 있다. 대상구간의 길이는 약 20km이며, 홍수위 계산을 위한 수리해석 모델인 FLDWAV(Flood Wave routing model) 모델에서 해당 지역의 단면번호는 No.
이를 통해 평가된 유형 및 재고자산을 산업체 건물면적으로 나누어 산업체 건물의 단위면적당 유형 및 재고원단위를 계산하였다. 표 6에 제시된 1997년 기준의 1인당 산업체 유형 및 재고자산을 2010년도 기준으로 환산하기 위해 소비자 물가지수 1.322를 적용하였다.
이론/모형
빈도별 강우 시나리오와 댐운영 조건을 고려하여 FLDWAV 모델을 통해 계산한 하천구간별 홍수위자료를 이용하여 침수심 레이어를 구축하기 위해, 본 연구에서는 이근상 등(2009)이 제시한 배수강제 알고리듬에 기초한 하천횡단측선 레이어 추출기법을 적용하였다. 먼저 하천중심선으로부터 횡단측선별(No.
성능/효과
1) 빈도별 강우 시나리오와 댐운영 조건을 고려하여 FLDWAV 모델로 계산한 홍수위 자료를 배수강제 알고리듬을 이용하여 추출한 하천구간별 횡단측선 레이어에 입력한 후 수치지형도에서 추출한 DEM 자료와 공간연산 처리를 수행함으로서 다차원홍수피해액산정 기법을 위한 침수심 격자자료를 추출할 수 있었다.
2) 수치지형도에서 추출한 건물 레이어와 토지피복도에서 추출한 농경지 분포특성 자료를 기반으로 지자체별 건물과 농경지 자산가치를 평가하였으며, 건물의 단위면적당 세대수 비율을 사전에 평가함으로서 침수 지역에 대한 건물내용물 평가액 산정의 기초자료로 활용할 수 있었다.
3) 단위면적당 건축형태별 건축단가와 침수지역내의 침수심별 건물 피해율을 고려하여 건물에 대한 홍수피해액을 산정하였으며, 도시유형별 가정용품 평가액과 단위면적당 세대수 비율을 침수심별 건물내용물 피해율에 적용하여 건물내용물에 대한 홍수피해액을 평가할 수 있었다.
4) 농경지는 침수심별 농경지 피해율과 논과 밭은 대표작물에 대한 침수심별 피해율을 고려하여 평가하였으며, 사업체의 홍수피해액은 수치지형도상의 레이어코드를 사업체 1인당 유형 및 재고자산 평가액 기준과 일치한 후 침수심별 피해율을 적용하여 계산할 수 있었다.
5) 홍수피해액 산정결과, 200년 빈도의 홍수피해액이 100년, 50년, 10년 빈도에 비해 각각 1.19배, 1.30배 그리고 1.96배 높게 나타났으며, 지자체 중에서는 침수면적이 넓은 부여군이 매우 높은 홍수피해액을 보였다.
수치지형도상에는 단독주택/연립주택/아파트에 대한 층수정보가 없기 때문에, 본 연구에서는 단독주택은 1층, 연립주택은 5층 그리고 아파트는 15층으로 가정하여 평가하였다. 공주시, 논산시, 부여군의 건물유형별 연면적을 분석한 결과, 단독주택의 연면적이 13,577,085m2로서 연립주택 982,325m2와 아파트 4,770,690m2에 비해 매우 높은 분포특성을 보였다. 이는 공주시와 논산시가 행정구역상 시의 기능을 수행하지만 농촌지역과 유사한 전원도시의 역할을 하고 있음을 알 수 있다.
본 연구에서는 제방 붕괴와 같은 극한의 상황을 모의하기 위해, 하천의 홍수해석결과를 기초로 제외지의 수위가 제내지와 동일하다는 가정하에 홍수피해액을 분석하였다. 따라서 분석결과에서는 상대적으로 200년 빈도의 홍수피해액 규모가 10년 빈도에 비해 큰 차이를 보이지 않은 것으로 해석되며, 2차원 홍수해석을 수행할 경우에는 제방 월류에 의한 영향이 10년 빈도에 비해 200년 빈도가 매우 크게 나타날 것이므로 홍수피해액 측면에서는 큰 차이를 보일 것으로 예상된다.
건물 내용물은 세대수를 기준으로 홍수피해액이 평가되나, 수치지형도에서 추출한 단독주택/연립주택/아파트 레이어에는 세대수 정보가 없기 때문에 통계연보에서 제시된 행정구역별 세대수를 연면적 기준으로 환산하였다. 분석 결과 공주시, 논산시, 부여군의 단위면적(m2)당 세대수는 각각 0.00760, 0.00655, 0.00647로 나타났다. 따라서, 단독주택, 연립주택, 아파트에 대한 침수심별 점유면적이 계산될 경우 단위면적당 세대수 정보를 이용하여 자산가치를 평가할 수 있게 된다.
표 13은 시나리오별 홍수피해액 산정결과로서, 부여군의 피해가 가장 크게 나타났으며 공주시가 가장 작게 나타났다. 시나리오 1～4에 대해 부여군은 공주시에 비해 각각 677배, 2729배, 4239배 그리고 4558배 높은 홍수피해액 규모를 나타내었으며, 논산시에 비해서는 각각 3.3배, 2.8배, 2.7배 그리고 2.9배로 높게 나타났다. 이는 부여군과 논산시의 침수면적 규모가 공주시에 비해 상대적으로 매우 큰 영향으로 해석된다.
이는 부여군과 논산시의 침수면적 규모가 공주시에 비해 상대적으로 매우 큰 영향으로 해석된다. 전체 홍수피해액 규모를 볼 때 200년 빈도인 시나리오 1은 100년, 50년, 10년 빈도인 시나리오 2～4에 비해 각각 1.19배, 1.30배 그리고 1.96배 높은 홍수피해액을 나타내었다. 본 연구에서는 제방 붕괴와 같은 극한의 상황을 모의하기 위해, 하천의 홍수해석결과를 기초로 제외지의 수위가 제내지와 동일하다는 가정하에 홍수피해액을 분석하였다.
후속연구
우리나라는 논의 경우 대부분 벼를 재배하고 있으나 밭의 경우에는 매우 다양한 작물들이 분포하고 있고 해마다 그 종류도 변화하고 있어 이를 GIS DB로 구축하고 있지 못하고 있는 실정이다. 또한 각지역마다 재배되고 있는 밭작물의 종류에 따라 그 피해액의 범위도 큰 차이를 보이는 만큼 향후 국가차원의 농작물 DB화가 필수적으로 필요할 것으로 판단된다. 본 연구에서는 논과 밭의 농작물 피해액을 산정하기 위해 통계청에서 발표한 2010년도 기준의 농작물 생산비단가를 이용하였다.
질의응답
핵심어
질문
논문에서 추출한 답변
다차원 홍수피해액 산정기법이란 무엇인가?
다차원 홍수피해액 산정기법(MD-FDA; MultiDimensional Flood Damage Assessment)은 회귀식에 의한 기존 개선법의 문제점을 보완하기 위하여 건설교통부(현 국토해양부)에서 개발한 홍수 피해액 산정방법이다(그림 1).
국내의 경우 치수경제성 평가를 위해 ｢하천시설기준｣에 의한 간편법이 처음 도입되었는데, 이 방법은 무엇이며, 어떤 단점이 있는가?
국내의 경우 치수경제성 평가를 위해 ｢하천시설기준｣에 의한 간편법이 처음 도입되었다(건설부, 1985; 건설교통부, 1993). 이 방법은 농업피해를 산정한 후 다른 피해 항목들을 모두 농업피해에 계수를 곱하여 산정하는 방법으로서, 지나치게 농업피해 위주의 산정으로 편익이 과소 추정되는 단점이 있다. 이를 개선하고자 건설교통부 (2001; 2002)는 과거 홍수피해 자료를 이용하여 회귀 식을 산정한 개선법을 개발하였으며, 최근에는 주거지역, 농업지역 그리고 산업지역에 대한 물적 피해를 GIS 공간정보와 연계하여 평가할 수 있는 다차원 홍수피해액 산정기법(MD-FDA; Multi Dimensional Flood Damage Analysis)이 개발되었다(건설교통부, 2004a;2004b).
침수 편입율이란 무엇인가?
따라서 이를 보완하기 위해 그림 2와 같이 본 연구에서 채택한 다차원 홍수피해액 산정법에서는 피해지역의 읍ㆍ면ㆍ동 단위 행정구역, 침수구역 및 침수심, 토지이용상태 등의 공간정보를 GIS와 연계하여 행정구역 내에서도 침수피해지역의 침수심에 따라 주거지역, 농업지역, 산업지역별로 침수편입율을 산정한다. 침수 편입율이란 행정구역 내에서 주거, 산업, 농업 등 지역 특성요소의 총자산가치를 실제 침수된 부분에 대한 자산가치로 환산하기 위해 지역특성요소별로 지리요소인 공간객체들의 위치정보를 침수심별로 중첩하여 전체에 대한 비율로 나타낸 것이다.
Biza, P., Gimun, V., Christian, H. and Smith, G., 2001, "The Use of a GIS-based Software Tool for Benefit-Cost Analysis of Flood Mitigation Measures in the Czech Republic", DHI Software Conference: DHI Software
BTRE, 2002, "Benefits of flood mitigation in Australia", Bureau of Transport and Regional Economics Report 106.
Dutta, D. and Heath, S. 1998, "Methodology for Flood Damage Assessment using GIS and Distributed Hydrologic Model", Proceedings of International Symposium on Information Technology Tools for Natural Disaster Risk Management, Bangkok, Thailand, Feb. 1998, pp.109-124.
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