소방방재청(현 국민안전처)은 지역별 방재성능목표 설정 기준을 마련하여 방재성능목표 강우량을 제시하고 있으며, 자치단체별 10년 주기로 방재성능목표를 설정하고 있다. 반면에 10년 단위 목표 강우량 재산정은 기후변화에 따른 현재 상태의 강우량 변동을 반영하는데 있어 다소 어려움이 있는 것으로 판단되었다. 본 연구에서는 최신 강우량 자료를 이용한 충남지역 및 대전지역의 확률강우량도를 작성하고 목표 강우량 산정 기준인 도시 특성을 반영한 사회 경제적 기준에 따른 가중치 적용과 상향된 확률강우량 적용 기준에 따른 목표 강우량 산정 및 기존 목표 강우량과 비교 검토를 수행하였다. 확률강우량 산정을 위한 입력자료는 충청남도와 대전 지역 기상청 산하 강우관측소에 위치한 6개 지점을 선택하여 적용하였다. 산정결과 상향된 확률강우량 적용시 일부 유사지역이 나타나는 반면에 상향 또는 하향되는 경우가 적지 않게 발생하였으며, 그 차이도 10mm 미만에서 다소 큰 차이를 갖는 것으로 나타났다. 이러한 결과는 기후변화에 따른 강우 변동성 및 불확실성을 고려하는 경우 기존 목표 강우량이 현재 상태를 적절히 반영하지 못하는 것으로 판단되었다. 최근 기후변화에 따른 강우 변동성 및 불확실성 등을 고려한 방재성능 목표 강우량의 필요성이 대두되고 있으며, 이와 함께 장래 목표 강우량의 산정기준의 적합성 검토와 함께 설계자를 위한 명확한 기준제시를 통해 현재상태를 반영한 목표 강우량 산정이 필요할 것으로 판단되었다.
소방방재청(현 국민안전처)은 지역별 방재성능목표 설정 기준을 마련하여 방재성능목표 강우량을 제시하고 있으며, 자치단체별 10년 주기로 방재성능목표를 설정하고 있다. 반면에 10년 단위 목표 강우량 재산정은 기후변화에 따른 현재 상태의 강우량 변동을 반영하는데 있어 다소 어려움이 있는 것으로 판단되었다. 본 연구에서는 최신 강우량 자료를 이용한 충남지역 및 대전지역의 확률강우량도를 작성하고 목표 강우량 산정 기준인 도시 특성을 반영한 사회 경제적 기준에 따른 가중치 적용과 상향된 확률강우량 적용 기준에 따른 목표 강우량 산정 및 기존 목표 강우량과 비교 검토를 수행하였다. 확률강우량 산정을 위한 입력자료는 충청남도와 대전 지역 기상청 산하 강우관측소에 위치한 6개 지점을 선택하여 적용하였다. 산정결과 상향된 확률강우량 적용시 일부 유사지역이 나타나는 반면에 상향 또는 하향되는 경우가 적지 않게 발생하였으며, 그 차이도 10mm 미만에서 다소 큰 차이를 갖는 것으로 나타났다. 이러한 결과는 기후변화에 따른 강우 변동성 및 불확실성을 고려하는 경우 기존 목표 강우량이 현재 상태를 적절히 반영하지 못하는 것으로 판단되었다. 최근 기후변화에 따른 강우 변동성 및 불확실성 등을 고려한 방재성능 목표 강우량의 필요성이 대두되고 있으며, 이와 함께 장래 목표 강우량의 산정기준의 적합성 검토와 함께 설계자를 위한 명확한 기준제시를 통해 현재상태를 반영한 목표 강우량 산정이 필요할 것으로 판단되었다.
The National Emergency Management Agency (NEMA) presented the disaster prevention performance target rainfall (DPPTR) for disaster prevention. The estimation criteria for DPPTR is a 10 year cycle. On the other hand, the target rainfall recalculated every 10 years is difficult to reflect the current ...
The National Emergency Management Agency (NEMA) presented the disaster prevention performance target rainfall (DPPTR) for disaster prevention. The estimation criteria for DPPTR is a 10 year cycle. On the other hand, the target rainfall recalculated every 10 years is difficult to reflect the current change in rainfall on climate change. In this study, the probability of precipitation using the recent rainfall data was prepared and the weights according to socio-economic criteria reflecting the urban characteristics and adjusted probability rainfall criteria were applied to the results. The difference between the existing target rainfall and recalculated result was compared. The input data for the estimated probability rainfall was selected from 6 points located in the rainfall observing station of Chungcheongnam-do, Daejeon region. As a result of the estimation, in the case of upward probability precipitation weight, some similar areas were observed. On the other hand, there were a few cases of upward or downward changes within 10 mm. Considering the rainfall variability and uncertainty due to climate change, the existing target rainfall does not present the condition properly. Therefore, hydrological designers need to calculate the target rainfall, reflecting the present condition.
The National Emergency Management Agency (NEMA) presented the disaster prevention performance target rainfall (DPPTR) for disaster prevention. The estimation criteria for DPPTR is a 10 year cycle. On the other hand, the target rainfall recalculated every 10 years is difficult to reflect the current change in rainfall on climate change. In this study, the probability of precipitation using the recent rainfall data was prepared and the weights according to socio-economic criteria reflecting the urban characteristics and adjusted probability rainfall criteria were applied to the results. The difference between the existing target rainfall and recalculated result was compared. The input data for the estimated probability rainfall was selected from 6 points located in the rainfall observing station of Chungcheongnam-do, Daejeon region. As a result of the estimation, in the case of upward probability precipitation weight, some similar areas were observed. On the other hand, there were a few cases of upward or downward changes within 10 mm. Considering the rainfall variability and uncertainty due to climate change, the existing target rainfall does not present the condition properly. Therefore, hydrological designers need to calculate the target rainfall, reflecting the present condition.
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문제 정의
방재성능목표 강우량은 기후변화 대응을 위한 패러다임 설정에 따른 지역별 도시방재성능 목표 및 기준 설정을 통해 현황위주의 지역별 수문분석을 수행하고, 홍수및 침수 방재성능목표 설정을 위한 강우기준 설정을 목적으로 제안되었다[1].
본 연구는 기존의 방재성능목표 강우량 산정에 대한 검토 및 현재상태를 반영한 목표 강우량의 재산정을 통해 비교 분석하고자 하였다.
본 연구에서는 기존 방재성능목표 강우량 산정 기준 검토 및 이를 반영한 현재상태 목표 강우량을 산정하였다. 또한 10년간 동일한 적용기준을 갖는 방재성능목표 강우량과 현 상태를 반영한 목표 강우량의 비교․검토를 수행하였다.
본 연구에서는 최신 강우량 자료를 적용한 현재 상태를 반영한 목표 강우량을 산정하여 기존 방재성능목표 강우량과의 강우량 증감에 따른 결과 분석을 수행하였다. 현재 상태을 반영한 목표 강우량 산정을 위해 소방방 재청(현 국민안전처)에서 제시한 기준을 반영한 도시 특성 가중치 및 확률강우량 가중치를 적용하였다.
제안 방법
2와 같으며 빈도별 방재성능목표 강우량 산정결과는 Table 3과 같다. DDF 곡선은 빈도별로 2, 3, 5, 10, 20, 30, 50, 70,80, 100, 200, 300, 500min으로 작성되었다. Table 3은 방재성능목표 강우량 산정을 고려하여 빈도별 15, 20, 30, 60, 100년에 대한 결과를 제시하였으며, 지속시 간별 1hr, 2hr, 3hr에 대한 단기, 중기, 장기계획의 확률 강우량을 산정하였다.
본 연구에서는 기존 방재성능목표 강우량 산정 기준 검토 및 이를 반영한 현재상태 목표 강우량을 산정하였다. 또한 10년간 동일한 적용기준을 갖는 방재성능목표 강우량과 현 상태를 반영한 목표 강우량의 비교․검토를 수행하였다. 대상은 대전․충남의 기상관측소가 위치한 6개 지역을 선정하였고, 이 지역 확률강우량을 산정하였다.
또한 도시 특성 가중치를 적용하는 경우 적용범위(10~15%) 내에서 지역에 따라 달리 적용되고 있다. 반면에 확률강우량 및 도시 특성 가중치 적용 대상에 대한 구분기준 검토가 필요하며, 도시 특성 가중치 적용 시점이 현재 상태와는 상이한 점 등을 고려하여 전 대상 지역에 두 가지 가중치 및 도시 특성 가중범위를 적용하여 목표 강우량의 산정 및 기존과 비교․검토를 수행하였다. 증가된 강우량의 산정은 단기, 중기, 장기에 따른 지속시간별 1hr, 2hr, 3hr에 대한 결과를 비교․검토하였다.
방재성능목표 강우량 산정은 확률강우량 또는 도시 특성 가중치를 적용하여 산정하도록 제시하고 있음에 따라 이를 반영하여 충청남도 지역과 대전지역의 방재성능목표 강우량을 재산정하였다.
본 연구에서는 도시 특성 가중치를 적용하였으며, 적용범위는 기존의 적용이 2011년으로 현재 시점과의 차이를 가짐에 따라 가중범위를 고려하여 최소 0.1(10%)과 최대 0.15(15%)를 적용하였다. 대상 6개 지역 중에서 대전은 주요도시에 해당함에 따라 0.
현재 상태을 반영한 목표 강우량 산정을 위해 소방방 재청(현 국민안전처)에서 제시한 기준을 반영한 도시 특성 가중치 및 확률강우량 가중치를 적용하였다. 이 경우 충남은 확률강우량 가중치 적용 대상이고 대전은 도시 특성 가중치 적용 대상으로 구분되어 있으나, 가중치 적용 기준의 모호성 및 지역별 특성에 따른 가중범위 (0.1~0.15) 내에서 상이한 가중치를 갖는 도시 특성 가중치의 현재 상태의 반영이 어려움에 따라 대상지역 전체에 두 가지 가중치를 모두 적용하였으며, 도시 특성 가중치는 가중범위에 대한 0.1과 0.15를 적용하여 산정하였다.
한편으로 이러한 주요도시 외의 지역에서도 사회․경제적인 요인을 반영한 방재성능목표를 도출하는 것이 필요한 것으로 판단되며, 이를 위해 충청남도 지역 5개시․군별 관측소에 대한 가중치 적용을 수행하였다. 이경우 지역별 가중치를 적용하는 것은 한계가 있으므로 가중치 범위에 대한 최대 및 최소값을 산정하고 이를 재현기간별 결과에 대한 비교 검토를 수행하였다. Fig.
입력 강우자료에 결측치가 있는 경우에 대한 보완은 실무에서 일정수준의 신뢰성과 적용성을 갖는 Reciprocal Distance Squared(RDS) 강수결측보완 기법을 적용하였다[9]. RDS 기법은 대상관측소와 보완관측소간 거리가 멀어질수록 강수의 상관성이 낮아진다는 개념으로 식은 다음과 같다.
반면에 확률강우량 및 도시 특성 가중치 적용 대상에 대한 구분기준 검토가 필요하며, 도시 특성 가중치 적용 시점이 현재 상태와는 상이한 점 등을 고려하여 전 대상 지역에 두 가지 가중치 및 도시 특성 가중범위를 적용하여 목표 강우량의 산정 및 기존과 비교․검토를 수행하였다. 증가된 강우량의 산정은 단기, 중기, 장기에 따른 지속시간별 1hr, 2hr, 3hr에 대한 결과를 비교․검토하였다.
한편으로 이러한 주요도시 외의 지역에서도 사회․경제적인 요인을 반영한 방재성능목표를 도출하는 것이 필요한 것으로 판단되며, 이를 위해 충청남도 지역 5개시․군별 관측소에 대한 가중치 적용을 수행하였다. 이경우 지역별 가중치를 적용하는 것은 한계가 있으므로 가중치 범위에 대한 최대 및 최소값을 산정하고 이를 재현기간별 결과에 대한 비교 검토를 수행하였다.
본 연구에서는 최신 강우량 자료를 적용한 현재 상태를 반영한 목표 강우량을 산정하여 기존 방재성능목표 강우량과의 강우량 증감에 따른 결과 분석을 수행하였다. 현재 상태을 반영한 목표 강우량 산정을 위해 소방방 재청(현 국민안전처)에서 제시한 기준을 반영한 도시 특성 가중치 및 확률강우량 가중치를 적용하였다. 이 경우 충남은 확률강우량 가중치 적용 대상이고 대전은 도시 특성 가중치 적용 대상으로 구분되어 있으나, 가중치 적용 기준의 모호성 및 지역별 특성에 따른 가중범위 (0.
대상 데이터
또한 10년간 동일한 적용기준을 갖는 방재성능목표 강우량과 현 상태를 반영한 목표 강우량의 비교․검토를 수행하였다. 대상은 대전․충남의 기상관측소가 위치한 6개 지역을 선정하였고, 이 지역 확률강우량을 산정하였다. 목표 강우량은 산정된 강우량에 가중치를 적용하여 산정되며, 확률강우량 가중치와 도시특성 가중치로 구분하여 적용하고 있다.
대상지역의 공간적인 범위는 충청남도와 대전지역의 기상관측소 설치 지점으로 Fig. 1에서 제시한 바와 같이 충남지역에 5개소 및 대전지역 1개소 등 총 6개소로 구분되어 있다.
대상지역의 확률강우량에 대한 입력자료 구축은 국토부 확률강우량도 활용시스템에서 제공되는 대상유역의 6개 시군별 자료를 수집․적용하였다.
방재성능목표 강우량 산정을 위한 대상지역은 충청남도 및 대전지역의 기상청 산하 강우관측소 설치 위치를 대상으로 분석하였으며 Gumbel 분포형을 이용한 지점별 확률강우량을 산정하였다. 충남지역은 금산, 보령, 부여, 천안, 서산 등 5개 관측지점이 있으며 대전에 1개지점이 있다.
확률분포형은 Gumbel분포를 채택하고 매개변수 추정은 확률가중모멘트법을 적용하였다. 강우강도식은 결정계수를 높이는 3변수 General형을 채택하였고, 식은 다음과 같다.
성능/효과
금산과 보령의 경우 금산은 중기 2hr에서 -5.1mm로감소된 반면에 장기 3hr에서 6.0mm로 높은 증가율을 나타냈고, 서산은 중기 1hr, 2hr을 제외하고는 전체적인 증가를 보였으며, 중기 2hr에서 -4.0mm로 가장 적은 반면에 장기 3hr에서 8.4mm 가장 크게 증가하는 것으로 나타났다. 이외에는 천안에서 중기 1hr -11.
대전과 충남을 포함한 기간별, 지속시간별 가중적용 결과 가중치 미적용시 전체적으로 3~13mm까지 감소를 보였고, 가중치 0.1을 적용하는 경우 장기 2hr을 제외하고는 모두 증가되는 것으로 나타났으며, 증가 범위는 평균 2.3~7.4mm까지인 것으로 나타났다. 가중치 0.
1 가중치 적용 범위 내에서 나타났다. 도시 특성 가중치를 반영한 현재 상태의 목표 강우량과 기존 방재 성능목표 강우량 결과를 비교․검토한 결과 충남지역은 목표 강우량이 가중치 미적용과 0.1 적용 사이 범위에서 발생한 반면에 미적용 가중치 결과보다 작거나 0.1과 0.15 범위 내에서도 발생하는 것으로 나타났다. 반면에 대전은 기존 목표 강우량이 장기 1hr을 제외하고는 가중치 0.
또한 가중치 0.1을 적용 시에는 보령(단기 3hr), 부여 (장기 1hr, 2hr), 천안(중기 1hr, 장기 1hr, 2hr) 등을 제외하고는 기존의 방재성능목표 강우량보다 높게 산정된 반면에 가중치 0.15를 상회하는 경우는 발생하지 않는 것으로 나타났다.
반면에 보령지역이 가장 큰 확률강우량을 보였으며 부여 지역도 상대적으로 높은 확률강우량으로 나타났다.
본 연구결과에 따른 기존과 현재 상태를 반영한 목표 강우량의 차이가 적지 않은 것으로 나타났다. 이러한 결과의 상이함은 기후변화에 따른 강우 변동성 및 불확실 성을 고려한 확률강우량 차이 및 5mm 단위로 목표 강우량을 산정하는 등의 산정 기준에 따른 것으로 판단되었다.
Table 3은 방재성능목표 강우량 산정을 고려하여 빈도별 15, 20, 30, 60, 100년에 대한 결과를 제시하였으며, 지속시 간별 1hr, 2hr, 3hr에 대한 단기, 중기, 장기계획의 확률 강우량을 산정하였다. 산정결과 금산지역 확률강우량이 가장 적게 나타났으며, 서산도 높지 않은 것으로 나타났다.
산정결과 대전지역 가중치 0.1을 적용하는 경우 중기 1hr, 장기 1hr를 제외하고는 강우량이 감소되는 것으로 나타났고, 단기 2hr, 3hr에서 약 8~9mm 정도 감소되는 것으로 나타났다.
산정결과 확률강우량 가중치 발생범위는 가중치 미적용 및 0.1 가중치 적용 범위 내에서 나타났다. 도시 특성 가중치를 반영한 현재 상태의 목표 강우량과 기존 방재 성능목표 강우량 결과를 비교․검토한 결과 충남지역은 목표 강우량이 가중치 미적용과 0.
산정결과 대전을 제외한 지속시간별, 지역별 구분에 따른 45개의 결과 중에서 27개에서 감소를 나타내었다. 증가된 구간을 살펴보면 보령을 제외한 단기 3 hr에서 평균 2.8mm, 장기 3 hr에서 평균 5.9mm로 증가되는 것으로 나타났다.
충남 및 대전지역의 산정결과와 기존 목표 강우량 결과를 비교․분석한 결과 다양한 범위에서 발생됨에 따라 현재 상태와 상당한 차이를 나타내는 것으로 판단되었다.
충남의 확률강우량 가중치 적용 결과와 기존 목표 강우량을 비교한 결과, 금산은 단기 1hr, 3hr, 중기 1hr, 장기 3hr, 보령은 단기 1hr, 중기 1hr, 장기 1hr, 부여는 단기 3hr, 장기 3hr, 천안은 단기 3hr, 장기 3hr에서 기존 목표 강우량보다 높게 산정된 반면에 서산은 중기 1hr, 2hr을 제외하고는 기존의 목표 강우량보다 높은 산정 결과를 보였다.
충남지역에 대한 가중치별 적용 결과, 대부분 기존의 방재성능목표 강우량이 가중치 미적용 결과보다 높게 산정되었으나 금산(중기 1hr), 보령(단기 1hr, 중기 hr), 서산(단기 1hr, 중기 3hr)은 높지 않은 것으로 나타났다.
확률강우량 가중치를 적용한 경우에는 충남의 경우 기존 확률강우량과 유사한 분포를 보인 반면에 기존보다 상향 또는 하향이되는 경우가 적지 않게 발생하였으며, 그 차이도 10mm 미만에서 다소 큰 차이를 보이는 것으로 분석되었다.
후속연구
기후변화에 따른 강우량의 증가 및 이에 따른 홍수 피해 위험이 증가되고 있다. 따라서 이러한 홍수 피해를 최소화하기 위한 사회․경제적 요소를 반영한 강우량 목표를 상향하여 지역별 방재성능목표 강우량 기준 마련 및 재해예방사업에 반영하는 측면이 고려되어야 할 것으로 판단되었다.
질의응답
핵심어
질문
논문에서 추출한 답변
방재성능목표 강우량 산정을 위해 소방방재청에서 마련한 것은?
이러한 기준에 따라 소방방재청(현 국민안전처)은 지역별 방재성능목표 마련의 일환으로 강우지속시간별 방재성능목표 강우량 (Disaster Prevention Performance Target Rainfall, DPPTR) 산정을 수행한 바 있다[1]. 방재성능목표 강우량 산정을 위해 소방방재청은 지역별 특성에 따른 사회․경제적 요소를 반영한 가중치를 마련하였고, 이를 적용한 지역별 방재성능목표 강우량을 산정하고 이를 제시한 바 있다[1, 2]. 또한「자연재해대 책법」16조4에서 제시하는 기준에 따라 방재성능목표 강우량을 10년 단위로 재산정이 이루어지도록 하고 있다[2].
지역별 방재성능목표 강우량의 산정의 한계점은?
지역별 방재성능목표 강우량의 산정은 지자체별로 방재성능 목표 설정을 위한 강우의 입력자료 활용에 있어 편의성을 제공할 수 있는 반면에 10년 단위로 재산정이 이루어지고 있어, 기후변화에 따른 홍수 등의 피행양상에 대한 현실적인 반영에는 한계를 가져 올 수 있다. 최근 기후의 급격한 기후변화 양상은 향후 연평균 강수량 증가에 따른 극치 자연재해의 위험성과 극한 강수 사상의 발현빈도의 증가양상으로 나타날 수 있다[6, 7].
최신 강우량 자료를 적용한 현재 상태를 반영한 목표 강우량의 산정이 필요한 이유는?
기후변화에 따른 강우량의 증가 및 이에 따른 홍수 피해 위험이 증가되고 있다. 따라서 이러한 홍수 피해를 최소화하기 위한 사회․경제적 요소를 반영한 강우량 목표를 상향하여 지역별 방재성능목표 강우량 기준 마련 및 재해예방사업에 반영하는 측면이 고려되어야 할 것으로 판단되었다.
참고문헌 (10)
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B. S. Kang, Yang, S. K. Jung, W. Y. Kim, Y. S. "Calculation of the flood runoff of the river with imaging equipments", Journal of the Environmental Sciences, vol. 23, No. 4, pp. 585-594. 2014.
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Ministry of Land, Infrastructure and Transport, "Guideline for Estimation of Design Flood", Jan 2012.
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