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문제 정의
- 본 연구의 목적은 홍수 피해예측 및 피해결과 분석을 수행하기 위해 피해설문조사 기반의 침수심별 피해 추정함수 개발을 수행하는 것으로 본 연구결과를 정리하면 다음과 같다.
- 또한 풍수해 외력(예를 들면 홍수에 있어서 침수범위 및 침수심 등)의 정도에 따라 예상되는 피해손실 추정에 있어서 간편법, 개선법, 다차원법이 적용되고 있으나, 국내의 실제 피해 조사자료를 바탕으로 개발된 기법 및 인자가 아니므로 추정된 피해액이 국내 지역특성을 충분히 반영하지 못한다는데 한계가 있다. 이에 본 연구에서는 실제 침수 피해가 발생한 지역을 대상으로 침수심별 피해내용과 해당 피해액에 대해서 설문조사를 수행하였고, 이 결과를 이용해 피해 추정함수를 개발하였다.
- 이에 본연구에서는 실제 침수 피해가 발생한 도시지역을 대상으로 침수심별 피해내용과 해당 피해액을 조사하여 침수 발생시 국내 지역특성을 반영하면서, 풍수해 외력의 규모에 따른 피해액을 추정할 수 있는 피해추정함수를 개발하였다. 이를 위해 실제 침수 피해가 발생한 지역을 대상으로 현장 설문조사를 통해 침수심별 피해상황을 조사하였는데, 도시지역의 경우 홍수로 인해 건물파괴로 인한 피해보다는 대부분 침수에 대한 피해이므로 피해조사는 침수심에 따른 건물 및 건물내용물에 대해 수행하였다.
제안 방법
- 1) 실제 침수 피해가 발생한 동두천시를 대상으로 침수심별 건물에 대한 피해액 추정을 통해 침수심별 손실함수 개발을 위한 설문항목을 구성하였다. 건물에 대한 피해는 주거용 건물과 영업용 건물로 구분하였고, 주거용 건물은 다시 단독주택(단독, 다가구)과공동주택(다세대, 아파트)으로 영업용 건물은 1종근린생활시설, 2종근린생활시설, 문화 및 집회시설, 판매 및 영업시설, 의료시설, 위락시설 등 용도에 따라 매우 다양하게 구분하였다.
- 2) 2011년 7월 동두천에서 발생한 하천범람으로 인한 홍수피해와 관련하여 주거용 건물과 영업용 건물에 대해 개발된 침수심별 피해추정함수를 이용하여 실제 피해액을 추정하였다.
- 3) 기존의 추정 기법과 본 연구에서 개발한 추정기법과 비교, 검토하였다. 기존 추정 기법은 실제 피해 조사 자료를 바탕으로 개발된 기법 및 인자가 아니므로 추정된 피해액이 국내 지역특성을 충분히 반영하지 못한다는데 한계가 있는 것으로 판단되며, 국내실정에 맞는 침수심별 피해추정을 위해서는 지역특성을 고려한 조사와 그에 따른 피해추정함수개발이 꾸준하게 이루어져야 가능하다.
- Fig. 2에 나타난 항목에 동두천시의 범람피해 지역(보산동, 중앙동, 생연1동, 생연2동, 상패동 일대) 피해주민을 대상으로 개별 면담 조사에 의한 설문조사를 수행하였다.
- 개발된 주거건물과 영업건물에 대해 침수심별 피해추정함수를 이용하여 2011년 7월 동두천시에서 발생한 전체 범람지역에 대한 실제 피해액을 추정하였다. 이를 위해 침수흔적도(Fig.
- 영업건물에 대한 피해액은 주거건물과는 달리 대부분 영업을 위해 건물내부에 마련된 구성물품에 대한 피해가 많았으며, 도배나 장판, 기타 시설물과 같은 부착물에 대한 보수비는 상대적으로 적게 추정되었다. 따라서 영업건물에 대한 피해액 추정을 위해 내장물은 실제 조사된 피해액을 피해 영업장의 평당 침수심별 단위 피해액으로 환산하여 이를 피해 영업장의 평수와 침수심에 일괄 적용하여 피해액을 추정하였으며, 부착물 및 설비시설은 침수 피해발생 후 도배나 장판 등과 같은 보수 수리를 실시하지 않은 영업장이 많고 또 이에 대한 비용이 크지 않아 비용이 발생한 영업장의 피해액만 적용하였다.
- 본 연구에서 개발된 함수를 이용하여 추정된 피해액을 소방방재청 재해연보(National Emergency Management Agency, 2012) 피해액 자료와 홍수 피해추정과 관련하여 기존추정기법 중 많이 이용되는 다차원법(MD-FDA)과 비교하였고, 그 결과는 Table 2와 같다. 재해연보는 영업 피해액에 대해서 반영되지 않고, 다차원법 역시 영업용 건물 피해에 대해서 별도로 산정하지 않으므로, 주거용 건물에 대해서만 비교하였다.
- 여기서 건물은 주거, 영업용으로 구분하였으며, 그 가운데 주거건물은 단독주택, 다가구주택, 아파트, 연립주택으로 구분하였다. 부착물 및 설비시설의 경우는 설문을 통해 조사한 도배, 장판, 보일러 등에 대한 실제 복구비용을 이용하여 평당 침수심별 피해액을 추정하였으며, 이를 전체 피해 가구의 평수와 침수심에 일괄 적용하여 피해액을 추정하였다. Fig.
- 설문조사는 개별면담조사를 이용하였다. 개별면담조사는 이메일조사, 전화조사에 비해비용과 인력이 많이 소요되지만 설문해야 할 분량이 많고, 복잡할 경우 가장 높은 응답을 받을 수 있다.
- 건물 중 영업건물에 대한 설문조사는 모두 184개 영업장에 대해 조사가 되었다. 업종별로는 1종 및 2종 근린생활시설과 위락시설에 대해 설문조사가 이루어졌으며, 이에 대한 하천범람으로 인한 침수 피해액 추정을 위해 주거건물과 동일하게 영업을 위해 필요한 내부의 시설물인 내장물과 건물 내부의 도배, 장판, 보일러 시설 등과 같은 기타 시설물을 부착물 및 설비시설에 대한 피해액을 산출하였다. 영업건물에 대한 피해액은 주거건물과는 달리 대부분 영업을 위해 건물내부에 마련된 구성물품에 대한 피해가 많았으며, 도배나 장판, 기타 시설물과 같은 부착물에 대한 보수비는 상대적으로 적게 추정되었다.
- 건물 중 주거건물에 대한 설문조사는 모두 119곳에 대해 조사가 되었다. 여기서 건물은 주거, 영업용으로 구분하였으며, 그 가운데 주거건물은 단독주택, 다가구주택, 아파트, 연립주택으로 구분하였다. 부착물 및 설비시설의 경우는 설문을 통해 조사한 도배, 장판, 보일러 등에 대한 실제 복구비용을 이용하여 평당 침수심별 피해액을 추정하였으며, 이를 전체 피해 가구의 평수와 침수심에 일괄 적용하여 피해액을 추정하였다.
- 이에 본연구에서는 실제 침수 피해가 발생한 도시지역을 대상으로 침수심별 피해내용과 해당 피해액을 조사하여 침수 발생시 국내 지역특성을 반영하면서, 풍수해 외력의 규모에 따른 피해액을 추정할 수 있는 피해추정함수를 개발하였다. 이를 위해 실제 침수 피해가 발생한 지역을 대상으로 현장 설문조사를 통해 침수심별 피해상황을 조사하였는데, 도시지역의 경우 홍수로 인해 건물파괴로 인한 피해보다는 대부분 침수에 대한 피해이므로 피해조사는 침수심에 따른 건물 및 건물내용물에 대해 수행하였다. 조사결과를 바탕으로 침수심별 손상정도와 피해액을 도출하였고, 국내에서 홍수피해 추정에 이용되고 있는 다차원법과 비교분석을 수행하였다.
- 개발된 주거건물과 영업건물에 대해 침수심별 피해추정함수를 이용하여 2011년 7월 동두천시에서 발생한 전체 범람지역에 대한 실제 피해액을 추정하였다. 이를 위해 침수흔적도(Fig. 3)를 이용하여 실제 침수된 가구를 수치지도로부터 추출하였다. Figs.
- 그러나 현재 국내에는 건축법의 건축물 용도 구분 기준에 맞춰 건물의 각종 정보가 기록되고 있는 실정을 고려할 필요가 있다. 이에 본 연구에서는 건축법의 건축물 용도 구분 기준에 맞춰 건물에 대한 피해는 주거용 건물과 영업용 건물로 구분하였고, 주거용 건물은 다시 단독주택(단독, 다가구)과 공동주택(다세대, 아파트)으로 영업용 건물은 1종근린생활시설, 2종근린생활시설, 문화 및 집회시설, 판매 및 영업시설, 의료시설, 위락시설 등으로 구분하였다. 침수심별 피해항목을 조사할 수 있도록 구성하고, 피해 당시 보유 항목 및 세부 피해 항목을 도배, 장판, 도색, 전기수리, 보일러수리 등 부착물/설비시설에 대한 피해항목과, 장롱, 침대 및 쇼파와 같은 가구류, TV, 냉장고 및 세탁기와 같은 전자제품류 등 설문조사 대상자의 입장에서 당시의 침수심에 대한 정보를 자세히 제공할 수 있도록 내장물을 세분화하였다.
- 본 연구에서 개발된 함수를 이용하여 추정된 피해액을 소방방재청 재해연보(National Emergency Management Agency, 2012) 피해액 자료와 홍수 피해추정과 관련하여 기존추정기법 중 많이 이용되는 다차원법(MD-FDA)과 비교하였고, 그 결과는 Table 2와 같다. 재해연보는 영업 피해액에 대해서 반영되지 않고, 다차원법 역시 영업용 건물 피해에 대해서 별도로 산정하지 않으므로, 주거용 건물에 대해서만 비교하였다. 다차원법의 기본적인 분석과정은 현 하천설계기준․ 댐설계기준(KWRA, 2011a; KWRA, 2011b)의 절차와 동일하며, 이때 사용되는 기초자료 및 각종 원단위는 2008년에 수행된 “수자원 사업의 타당성 분석 개선방안 연구”(Ministry of Land, Transport and Maritime Affairs, 2008b)에서 제시된 값을 사용하였다.
- 이에 본 연구에서는 건축법의 건축물 용도 구분 기준에 맞춰 건물에 대한 피해는 주거용 건물과 영업용 건물로 구분하였고, 주거용 건물은 다시 단독주택(단독, 다가구)과 공동주택(다세대, 아파트)으로 영업용 건물은 1종근린생활시설, 2종근린생활시설, 문화 및 집회시설, 판매 및 영업시설, 의료시설, 위락시설 등으로 구분하였다. 침수심별 피해항목을 조사할 수 있도록 구성하고, 피해 당시 보유 항목 및 세부 피해 항목을 도배, 장판, 도색, 전기수리, 보일러수리 등 부착물/설비시설에 대한 피해항목과, 장롱, 침대 및 쇼파와 같은 가구류, TV, 냉장고 및 세탁기와 같은 전자제품류 등 설문조사 대상자의 입장에서 당시의 침수심에 대한 정보를 자세히 제공할 수 있도록 내장물을 세분화하였다. 피해조사와 관련한 설문 항목의 개략도는 Fig.
대상 데이터
- 대상지역인 동두천시는 2011년 7월 26일부터 사흘간 내린 집중호우로 인해 동두천시를 관통하는 한강 제 3지류 신천이 범람하여 도로, 하천, 소하천 등 공공시설 피해와 주택 파손, 침수 등 사유재산에 대한 막대한 피해가 발생하였다. 이때 일최대 강수량은 관측이례 최대인 449.
- 조사한 기간은 2013년 10월∼11월에 걸쳐 2개월 동안 진행되었으며, 설문에 대한 응답은 총303곳(주거: 119, 영업: 184)에 대해서 받을 수 있었다.
데이터처리
- 이를 위해 실제 침수 피해가 발생한 지역을 대상으로 현장 설문조사를 통해 침수심별 피해상황을 조사하였는데, 도시지역의 경우 홍수로 인해 건물파괴로 인한 피해보다는 대부분 침수에 대한 피해이므로 피해조사는 침수심에 따른 건물 및 건물내용물에 대해 수행하였다. 조사결과를 바탕으로 침수심별 손상정도와 피해액을 도출하였고, 국내에서 홍수피해 추정에 이용되고 있는 다차원법과 비교분석을 수행하였다. Fig.
이론/모형
- 다차원법의 기본적인 분석과정은 현 하천설계기준․ 댐설계기준(KWRA, 2011a; KWRA, 2011b)의 절차와 동일하며, 이때 사용되는 기초자료 및 각종 원단위는 2008년에 수행된 “수자원 사업의 타당성 분석 개선방안 연구”(Ministry of Land, Transport and Maritime Affairs, 2008b)에서 제시된 값을 사용하였다.
성능/효과
- 12에서 보는 바와 같이 1종 근린생활시설보다는 2종근린생활시설의 피해액이 전반적으로 더 크게 나타나고 있었는데, 이는 일반적으로 영업장의 면적이 1종보다 2종근린생활시설이 더 큰 것을 고려하면 적정한 결과인 것으로 판단된다. 1종과 2종의 피해액의 차이는 침수심이 깊어질수록 더 증가하고 있었는데, 약 0.55m의 침수심에서는 피해액이 약 217만원 차이나는 것으로 나타났으며, 침수심 1.6m 부근에서는 피해액이 약 771만원 증가하는 것으로 나타났다. 위락시설의 경우 전반적인 추세는 2종근린생활시설과 유사한 경향을 나타내고 있었다.
- 12에는 상업용 건물인 1종근린생활시설, 2종근린생활시설 그리고 위락시설에 대한 침수심별 피해추정함수곡선을 나타내고 있다. Fig. 12에서 보는 바와 같이 1종 근린생활시설보다는 2종근린생활시설의 피해액이 전반적으로 더 크게 나타나고 있었는데, 이는 일반적으로 영업장의 면적이 1종보다 2종근린생활시설이 더 큰 것을 고려하면 적정한 결과인 것으로 판단된다. 1종과 2종의 피해액의 차이는 침수심이 깊어질수록 더 증가하고 있었는데, 약 0.
- 13 and 14에는 주거건물과 영업건물 종류별 침수피해가 발생한 침수심별 가구수와 피해액이 건물의 종류별로 추정되었다. Fig. 13에서 보는 바와 같이 주거건물의 경우 단독주택에 대한 총 피해액이 약 47.58억원으로 추정되어 주거건물 중에서는 가장 피해액이 높게 나타났으며, 1종근린생활시설의 경우 총피해액은 약 19.81억원으로 추정되었고, 2종근린생활시설은 약 240.37억원으로 추정되었다. 결국 2011년 7월 홍수로 인해 동두천에서 발생한 하천범람 피해는 최고 1.
- 다차원법의 기본적인 분석과정은 현 하천설계기준․ 댐설계기준(KWRA, 2011a; KWRA, 2011b)의 절차와 동일하며, 이때 사용되는 기초자료 및 각종 원단위는 2008년에 수행된 “수자원 사업의 타당성 분석 개선방안 연구”(Ministry of Land, Transport and Maritime Affairs, 2008b)에서 제시된 값을 사용하였다. 일반건물(주거용 건물)피해액을 건물형태에 따라 비교하였을 때, 단독주택건물에 대한 피해율이 높게 반영됨에 따라 피해액 또한 기존 방법에 의한 결과보다 높게 평가되었다. 이러한 결과가 나타나는 이유는 재해연보는 건물의 부착물/설비시설에 대한 피해와 내장물에 대한 피해종류 및 건물면적에 관계없이 획일적으로 동별 혹은 세대당 피해액으로 추정되기 때문인 것으로 판단되며, 다차원법의 경우 통계적으로 도출된 비율계수를 적용하여 일괄 계산되며, 이마저도 일본의 피해산정 기준에서 제시된 계수를 사용하기 때문인 것으로 판단된다.
- 63m인 것으로 나타났으며, 각 침수심별로 전반적으로 고른 설문이 이루어졌다. 전체적으로 일정한 기울기를 가지며 피해액이 증가하는 것으로 나타났고, 침수심 1.2m에서는 피해액이 3,019만원으로 나타났으며, 1.63m에서는 3,412만원으로 비교적 피해액이 크게 발생한 것으로 나타났다.
- 5에서 보는 바와 같이 표준오차의 범위가 매우 크게 나타나고 있었다. 침수심별 평균 피해단가는 0.08m에서 약 136만원의 피해금액이 0.42m에서는 564만원으로 급격히 상승한 후 2.0m에서는 1,052만원으로 일정하게 증가하는 것으로 나타났다. 다세대주택의 경우 침수심이 0.
- 9에서 보는 바와 같이 전체 수심에 대해 비교적 고른 표준오차를 나타낸다. 침수심별 피해액을 살펴보면, 전체적으로 일정한 기울기를 가지며 피해액이 증가하는 것으로 나타났고 0.59 m에서 약 821만원의 피해액이 발생한 것으로 나타났으며, 1.22m에서 약 2,392만원으로 비교적 일정한 증가 추세를 보이다가 이후부터는 완만한 기울기로 피해액이 증가하여 최고 침수심인 1.83m에서 약 2,704만원의 피해액이 발생한 것으로 나타났다.
후속연구
- 4) 본연구에서 제시한 과정은 향후 지역별 피해추정함수개발에 활용될 수 있으며, 이를 통해피해예측 및 피해 결과 분석을 신속히 수행할 수 있을 것으로 판단된다. 또한 향후 과학적 재난관리의 튼튼한 기초를 마련하고, 모든 방재 정책의 효율적 추진을 위한 도구로 이용될 수 있을 것으로 판단된다.
- 4) 본연구에서 제시한 과정은 향후 지역별 피해추정함수개발에 활용될 수 있으며, 이를 통해피해예측 및 피해 결과 분석을 신속히 수행할 수 있을 것으로 판단된다. 또한 향후 과학적 재난관리의 튼튼한 기초를 마련하고, 모든 방재 정책의 효율적 추진을 위한 도구로 이용될 수 있을 것으로 판단된다.
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