[논문]우리나라 호우특성과 홍수피해와의 상관관계

박두호; 안재현; 최용준

doi:10.17663/jwr.2011.13.2.219

우리나라 호우특성과 홍수피해와의 상관관계
Correlation between Storm Characteristics and Flood Damage 원문보기

한국습지학회지 = Journal of wetlands research, v.13 no.2, 2011년, pp.219 - 229

박두호 (한국수자원공사 K-water 연구원) , 안재현 (서경대학교 토목공학과) , 최용준 (한국수자원공사 K-water 연구원)

초록
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본 연구는 강우특성과 홍수피해액과의 관계를 히스토그램분석을 이용해 분석하였다. 분석대상의 공간적 범위는 전국 및 16개의 광역자체단체로 하였으며 시간적 범위는 1994년에서 2009년까지 16개년도의 홍수피해 자료를 이용하였다. 분석결과, 홍수로 인한 총 피해액은 대부분 발생횟수가 높은 중 소규모 호우사상에 의한 피해 비중이 가장 높게 나타나고 있음을 알 수 있었다. 또한 국내 16개 광역지자체별 홍수피해액을 비교한 결과 도(道)에 비해 광역시의 방재능력이 우수한 것으로 나타났으며, 각 지자체별로 총 피해액이 최대로 발생하는 강우 특성들이 상이하게 나타났다. 따라서 국가에서 집중해야 할 치수대책 수립 시 위의 결과들을 고려하여 대상 규모를 결정하여야 할 것으로 판단된다.

Abstract ▼ AI-Helper

In this study, Correlation analysis for relationship between storm characteristics and flood damage cost was carried out using histogram analysis. The spatial range of flood damage cost data was the whole country and 16 provinces in the Korea, and period range was 16 years, from 1994 to 2009. According to the results of this analysis, most of total flood damage cost was highest in small; middle scale rainfall events of high frequency. Based on the results of comparison among 16 provinces, the ability to prevent flood demage of metropolitan was better than that of provinces. And the storm characteristics of causing maximum flood damage cost was different from each provinces. Therefore, the construction size in flood defence measures has to be determined when flood defence measures considering the results of this study as an useful guideline.

주제어

AI 본문요약
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문제 정의

그러나 홍수 피해는 그 발생 특성 상 피해가 단기간에 발생하며 비교적 짧은 시간 내에 복구가 이루어지므로 이로 인한 간접피해액을 산정한다는 것은 매우 어려운 일이다. 따라서 본 연구에서는 유형의 직접 피해를 중심으로 분석을 실시하고자 하였다.
따라서 본 연구에서는 이상에서 언급된 연구 제한 사항들을 바탕으로 전국 및 광역지자체별 강우사상의 특성에 따른 홍수피해액 양상을 종합적으로 분석고자 하였다.
앞 절에서 보았듯이 우리나라 홍수로 인한 총 피해액의 대부분은 비교적 규모가 작은 홍수에 의해 발생함을 알 수 있었다. 따라서 평균 피해액보다는 총 피해액에 대한 분석을 통한 치수구조물의 경제적 설계가 바람직 할 것으로 판단되며, 이에 대한 분석이 의미가 있을 것으로 판단되어 본 절에서는 우리나라 16개 광역자치단체별로 홍수로 인한 총피해액을 분석하였다.
우리나라에서 강우특성에 따른 재산피해액 자료를 체계적으로 정리하여 보관하는 곳은 국가안전관리정보시스템(National Disaster Management System, NDMS)이 있다. 재난 발생 시 각 시군구에서는 피해액 자료를 종합하여 NDMS에 업로드하는데, 본 연구에서는 피해액 자료에 대한 공신력 확보를 위해 이 자료를 이용하였다. 대상기간은 1994~2009년까지의 자료를 사용하였으며 각각의 연도의 자료는 조사 당시의 금액으로, 본 연구에서는 최근 기준(2009년)의 물가에 맞춰 가치를 현재화하여 사용하였다.

제안 방법

즉, 0~25mm, 25~50mm, 50~75mm, 75~100mm, 100~125mm로 구간을 나눈 후, 각 구간별 발생횟수와 피해양상을 비교 평가하였다. 누적강우량도 시간 최대강우량과 마찬가지로 피해액과 깊은 연관이 있을 것으로 예상하여 200mm 간격의 구간으로 분리하여 피해양상을 비교 평가하였다.
물론 홍수피해와 수문학적 요소들 사이의 정확한 상관관계를 위해서는 지표면의 습윤 상태, 지하수위 및 증발량 등의 영향을 고려하여야 하겠지만 현실적으로 모든 수문학적 요소를 정확하게 고려하여 이러한 상관관계를 규명한다는 것은 불가능 하다. 따라서 본 연구에서는 여러 수문학적 인자(因子) 중 호우사상의 강우특성과 피해액의 상관관계에 대한 분석으로 연구범위를 한정하였다.
따라서 본 연구에서는 이와 유사하게 홍수피해액과의 관계분석을 위한 독립변수로서 호우사상 기간 동안의 시간 최대강우량과 호우사상 기간 동안의 누적강우량으로 선정하였다.
그러나 이러한 결과가 전체 피해액에서 대형 호우 등이 발생한 경우가 가장 큰 비중을 차지하고 있다는 것을 정확히 보여주는 결과는 아니며, 각 발생 상황에 대한 세부적인 분석을 통해 이를 입증하는 것이 필요하다. 이를 위해 본 연구에서는 발생한 강우사상의 특성과 해당 피해액의 상관관계 분석을 실시하였다.
전체 시군구별 피해자료의 횟수는 4,154회이며 각각의 피해가 발생했던 1시간 최대강우량과의 관계를 분석하였다. 전국에 대한 분석결과는 Table 3과 Figs.
시간 최대강우량의 크기가 피해액과 깊은 연관이 있을 것으로 예상하여 25mm 간격의 구간으로 분리하였다. 즉, 0~25mm, 25~50mm, 50~75mm, 75~100mm, 100~125mm로 구간을 나눈 후, 각 구간별 발생횟수와 피해양상을 비교 평가하였다. 누적강우량도 시간 최대강우량과 마찬가지로 피해액과 깊은 연관이 있을 것으로 예상하여 200mm 간격의 구간으로 분리하여 피해양상을 비교 평가하였다.

대상 데이터

재난 발생 시 각 시군구에서는 피해액 자료를 종합하여 NDMS에 업로드하는데, 본 연구에서는 피해액 자료에 대한 공신력 확보를 위해 이 자료를 이용하였다. 대상기간은 1994~2009년까지의 자료를 사용하였으며 각각의 연도의 자료는 조사 당시의 금액으로, 본 연구에서는 최근 기준(2009년)의 물가에 맞춰 가치를 현재화하여 사용하였다. 이를 위해 사용된 물가 환산지수는 Table 1과 같다(소방방재청, 2009).

성능/효과

Tables 5 and 6은 각각 광역단체별 1시간 최대 강우량과 호우기간 중의 누적강우량에 따른 홍수피해액을 정리한 것이다. Table 5에서 볼 수 있듯이 비교적 짧은 시간 최대강우량에 의해 홍수 피해가 발생하는 광역지자체는 경상북도, 광주 및 부산지역임을 알 수 있었으며, 또한 경상북도는 이러한 홍수사상에 대한 총피해액도 매우 높게 발생했음을 알 수 있다. 따라서 이 지역은 시간 최대강우량이 0~25mm인 홍수사상에 초점을 맞추어 초기 우수배제시설 확충에 대한 재원 투자가 필요할 것으로 판단된다.
평균피해액은 1회의 해당 강우사상이 발생했을 경우 각 시군구별로 발생했던 평균적인 피해액을 의미하는 것으로서 강우사상이 클수록 큰 값을 나타내고 있다. 가장 큰 평균피해액은 75~100mm 구간에서 나타났으며, 발생했던 시군구별로 각각 평균 292억원의 피해가 발생한 것으로 조사되었다. 이 구간의 발생횟수는 총 83회이며, 이를 평균피해액에 곱하면 구간의 전체 피해액을 산정할 수 있다.
그러나 본 연구의 분석 결과, 홍수로 인한 총 피해액 대부분은 발생횟수가 높은 비교적 중·소규모 호우사상에 의한 피해의 비중이 가장 높게 나타나고 있음을 알 수 있었다.
Table 4의 (4)란과 같이 발생구간별 평균피해액은 1시간 최대강우량과 마찬가지로 발생횟수와는 다른 양상을 보여주고 있다. 누적강우량의 발생횟수가 가장 많았던 0~200mm 구간의 경우 평균피해액은 가장 작은 36억원에 불과했으며, 두번째로 발생횟수가 많은 200~400mm 구간도 평균 피해액은 47억인 것으로 나타났다. 또한 세 번째였던 600~800mm 구간은 66억원으로 분석되었다.
산정된 피해액은 2조4천억원으로 나타났다. 두 번째 평균피해액이 나타난 구간은 100~125mm이며 273억원으로 나타났으며, 전체 피해액은 약 1,900억원으로 산정되었다.
또한 경상남도의 경우에는 시간 최대강우량이 25~50mm인 홍수사상을 대비한 설비계획 수립이 시급한 것으로 판단된다. 마찬가지로 강원도의 경우는 50~75mm의 홍수사상에 대한 방지책을 수립하여야 할 것이며, 또한 지자체별 홍수피해액을 비교한 결과 도(道)에 비해 비교적 특별시나 광역시가 시간 최대강우량별 홍수피해에 안전한 것으로 나타났으나, 부산의 경우에는 초기 우수배체시설의 확충이 가장 시급한 것으로 판단된다.
즉, 최근 들어 기후변화에 따른 재난양상의 대형화로 각종 설계기준을 상향하려는 움직임이 많아지고 있으나, 본 연구의 결과로 판단해볼 때 무조건 큰 규모에 대한 대비책을 수립하는 것이 가장 효과적이지 않을 수 있으며, 실제 가장 큰 피해를 유발하는 적정 규모에 대한 대책에 집중하는 것이 더욱 효율적일 수 있음을 알 수 있었다. 물론 국가 방재 정책수립을 위해서는 세분화된 지역에 대해 보다 정밀한 조사가 필요하겠지만 국내 16개 광역지자체별 홍수피해액을 비교한 결과 비교적 도(道)에 비해 광역시의 방재능력이 우수한 것으로 나타났으며, 도(道)의 경우에는 경상북도가, 광역시의 경우에는 부산광역시의 홍수대응능력의 확충이 필요한 것으로 분석되었다.
2~4의 (a)와 같다. 분석 결과 자료에서 볼 수 있듯이 발생빈도 측면에서 홍수피해는 1시간 최대강우량이 0~25mm일 경우에 총 2,107회 발생하였으며, 전체 홍수빈도의 50.7%를 차지하였다. 또한 구간별 발생횟수의 두 번째를 차지하는 것은 25~50mm의 1,573회로 37.
즉 1시간 최대 강우량에 의한 홍수피해분석과 마찬가지로 호우기간 중의 누적강우량 역시 큰 사상이 한번 발생했을 경우의 피해액 자체는 크지만 그 발생횟수가 많지 않기 때문에 전체 피해액에서 차지하는 비중이 높지 않다는 것이다. 오히려 400mm이하의 누적강우량으로 인한 피해가 전체 피해액의 절반 이상인 약 63%를 차지함 알 수 있었다.
0%에 불과하였다. 이러한 결과로부터 시군구별 홍수피해가 발생한 경우 중 누적강우량이 400mm 미만이었던 경우가 무려 85%를 차지한다는 것을 알 수 있었으며, 통상적인 의미에서 대부분의 호우 피해는 빈도적인 측면에서 볼 때 누적강우량이 400mm 이내의 사례인 것을 알 수 있었다.
2~4의 (b)와 같다. 전체 누적강우량 중 0~200mm 구간에 해당되는 것은 총 2,210회로 전체의 53.2%를 차지하였다. 구간별 발생횟수의 두 번째를 차지하는 것은 200~400mm의 1,302회로 31.
그러나 발생횟수와 평균피해액을 함께 고려한 전체 피해액 산정결과는 또 다른 양상의 결과를 보여주었다. 즉, 발생횟수는 가장 많지만, 평균피해액은 반대로 가장 작은 0~200mm 구간의 전체 피해액은 7조9천억원으로 총 피해액의 35%에 해당하는 가장 큰 비중을 차지하는 것으로 나타났다. 또한 200~400mm 구간의 전체 피해액이 6조3천억원으로 총 피해액 중 28%로서 두 번째 높은 비중을 보여주었다.
2%를 차지하고 있다. 즉, 빈도적인 측면에서 볼 때 우리나라의 홍수피해 발생은 1시간 최대강우량이 50mm 이하 일 경우에 절대적으로 빈번하게 발생하고 있음을 알 수 있었다. 그러나 평균피해액은 발생횟수와는 전혀 다른 양상을 보여주고 있다.
따라서 국가에서 집중해야 할 치수대책 수립 시 대상 규모도 고려해야 할 사항인 것이다. 즉, 최근 들어 기후변화에 따른 재난양상의 대형화로 각종 설계기준을 상향하려는 움직임이 많아지고 있으나, 본 연구의 결과로 판단해볼 때 무조건 큰 규모에 대한 대비책을 수립하는 것이 가장 효과적이지 않을 수 있으며, 실제 가장 큰 피해를 유발하는 적정 규모에 대한 대책에 집중하는 것이 더욱 효율적일 수 있음을 알 수 있었다. 물론 국가 방재 정책수립을 위해서는 세분화된 지역에 대해 보다 정밀한 조사가 필요하겠지만 국내 16개 광역지자체별 홍수피해액을 비교한 결과 비교적 도(道)에 비해 광역시의 방재능력이 우수한 것으로 나타났으며, 도(道)의 경우에는 경상북도가, 광역시의 경우에는 부산광역시의 홍수대응능력의 확충이 필요한 것으로 분석되었다.

후속연구

Table 5에서 볼 수 있듯이 비교적 짧은 시간 최대강우량에 의해 홍수 피해가 발생하는 광역지자체는 경상북도, 광주 및 부산지역임을 알 수 있었으며, 또한 경상북도는 이러한 홍수사상에 대한 총피해액도 매우 높게 발생했음을 알 수 있다. 따라서 이 지역은 시간 최대강우량이 0~25mm인 홍수사상에 초점을 맞추어 초기 우수배제시설 확충에 대한 재원 투자가 필요할 것으로 판단된다. 또한 경상남도의 경우에는 시간 최대강우량이 25~50mm인 홍수사상을 대비한 설비계획 수립이 시급한 것으로 판단된다.
또한 강우에 의한 피해는 지역적인 특성이나 발생양상에 따라 많은 차이를 보이고 있으나 아직까지 이에 대한 구체적인 분석은 미흡한 실정이다. 따라서 지역별로 강우 사상의 특성과 피해액 발생 양상의 관계를 정량적으로 연계할 수 있다면 강우 사상의 특성에 의한 피해액을 추정할 수 있을 것이며, 지역 간의 특성에 대한 비교 평가도 가능할 것이다. 또한 이를 통해 합리적인 치수대책이나 복구대책을 수립하는데 큰 도움이 될 수 있을 것이다.

질의응답

핵심어	질문	논문에서 추출한 답변
	홍수로 인한 총 피해액 중 가장 높은 경우는?	분석대상의 공간적 범위는 전국 및 16개의 광역자체단체로 하였으며 시간적 범위는 1994년에서 2009년까지 16개년도의 홍수피해 자료를 이용하였다. 분석결과, 홍수로 인한 총 피해액은 대부분 발생횟수가 높은 중 소규모 호우사상에 의한 피해 비중이 가장 높게 나타나고 있음을 알 수 있었다. 또한 국내 16개 광역지자체별 홍수피해액을 비교한 결과 도(道)에 비해 광역시의 방재능력이 우수한 것으로 나타났으며, 각 지자체별로 총 피해액이 최대로 발생하는 강우 특성들이 상이하게 나타났다.
	홍수재해에서 나뉜 유형의 피해와 무형의 피해의 특징은?	홍수재해는 넓은 의미에서 유형(tangible)의 피해와 무형(intangible)의 피해로 나눌 수 있다. 유형의 피해는 홍수의 직접, 간접 피해로 농작물피해, 토지피해, 공공시설물 피해, 교통통신피해, 가구피해 등 피해물량에 대해 금전적으로 쉽게 표시할 수 있는 것이며, 간접유형피해는 자산피해, 공작물의 내구성약화 등 그 피해내용을 금전적으로 표시할 수 있으나 홍수현상으로부터 직접 입은 피해가 아닌 홍수 후의 영향이 잔재되어 일어나는 간접적인 피해를 의미한다. 무형의 피해는 금전적으로 쉽게 그 피해내용을 나타낼 수 없는 홍수피해로, 직접무형피해와 간접무형피해로 나눌 수 있다. 직접무형피해에는 인명피해, 교통통신의 마비로 인한 인간의 사회활동 장애 및 상품과 그 유통 과정의 장애 등이 있으며, 간접무형피해로는 질병 발생, 지역사회개발의 지연 등 인간의 복지생활에 커다란 장애를 초래하는 것이다(심순보, 1972). 이러한 유형, 무형의 직․간접적인피해는 그 종류와 상관없이 막대한 사회문제를 일으켜 피해 절감을 위한 부단한 노력이 이어지고 있다. 그러나 홍수 피해는 그 발생 특성 상 피해가 단기간에 발생하며 비교적 짧은 시간 내에 복구가 이루어지므로 이로 인한 간접피해액을 산정한다는 것은 매우 어려운 일이다.
	국내 16개 광역지자체별 홍수피해액을 비교한 결과 우수한 곳은?	분석결과, 홍수로 인한 총 피해액은 대부분 발생횟수가 높은 중 소규모 호우사상에 의한 피해 비중이 가장 높게 나타나고 있음을 알 수 있었다. 또한 국내 16개 광역지자체별 홍수피해액을 비교한 결과 도(道)에 비해 광역시의 방재능력이 우수한 것으로 나타났으며, 각 지자체별로 총 피해액이 최대로 발생하는 강우 특성들이 상이하게 나타났다. 따라서 국가에서 집중해야 할 치수대책 수립 시 위의 결과들을 고려하여 대상 규모를 결정하여야 할 것으로 판단된다.

참고문헌 (8)

건설교통부, 2006수자원장기종합계획, 2006.
국토연구원, 홍수피해특성 분석 및 홍수피해지표 개발에 관한 연구, 2005.
권현한, 2010년 분과위원회 연구과업 보고서 - 극치강수의 비정상성 빈도해석, 2011.
박두호, 김선영, "Panel Data 분석을 통한 홍수피해와 복구비 관계분석", 한국수자원학회논문집, 제44권, 제1호, pp. 1-8, 2011.

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소방방재청, 2009재해연보, 2009.
심순보, "頻度分析法에 의한 洪水被害算定에 관하여", 대한토목학회논문집, 제20권, 제4호, pp. 106-119, 1972.
장옥재, 김영오, "지역회귀분석을 이용한 홍수 피해위험도 산정", 한국방재학회논문집, 제9권, 제4호, pp. 71-80, 2009.

원문보기 상세보기
Pielke, R.A., Downton, M.W., and Miller, J.Z.B., Flood Damage in the United States, 1926-2000; A Reanalysis of National Weather Service Estimates, Environmental and Societal Impacts Group, 2002.

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표제어: PCR

동의어: Packet Collision Rate

용어 설명 출처 목록 (6)

용어 설명: PCR은 세균 특이성이 있는 primer를 이용하여 적은 수의 세균이 있을지라도 쉽게 검출할 수 있는 유용한 방법이며, 이를 이용하여 구강 내 치면세균막이나 타액에서 직접 세균을 검출할 수 있게 되었다[8].

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