[논문]환경시설물 대상 홍수취약성 평가지표 개발에 관한 연구 - 하수처리장을 중심으로 -

노재덕; 한지희; 이창희

doi:10.22156/cs4smb.2020.10.12.110

환경시설물 대상 홍수취약성 평가지표 개발에 관한 연구 - 하수처리장을 중심으로 -
A Study on Development of Flood Vulnerability Evaluation Indicators for Sewage Treatment Plant 원문보기

융합정보논문지 = Journal of Convergence for Information Technology, v.10 no.12, 2020년, pp.110 - 118

노재덕 ((주)엔지스) , 한지희 ((주)엔지스) , 이창희 (중원대학교)

초록
AI-Helper

본 연구에서는 환경시설을 대상으로 침수피해에 대비한 재해 예방능력을 강화하고자 정량적인 부분뿐만 아니라 정성적인 부분을 고려한 홍수취약성 평가지표를 개발하고자 하였다. 이를 위해 환경시설의 침수에 취약한 시설물을 분석하고 구조적, 비구조적인 평가지표로 구분하여 개발하였다. 구조적 평가지표는 환경시설에 취약한 측면을 시설의 유형적인 측면에 대해 11개의 평가지표를 제시하였으며, 비구조적 평가지표는 내부인자와 외부인자로 구분하여 시설의 운영·상태 등 무형적인 측면에 대해 내부인자 8개와 외부인자 6개로 제시하였다. 본 연구에서 제시한 홍수취약성 평가지표는 기존 환경시설물의 침수피해 대비 홍수취약성에 대해 평가할 수 있도록 함으로써 홍수에 대한 대비할 수 있을 것으로 기대된다.

Abstract ▼ AI-Helper

This study developed a evaluation indicators on environmental facilities highly vulnerable to flood damage from quantitative and qualitative perspectives in order to reinforce the ability or preemptive disaster prevention. At first, this study classified the facilities into structural factor and non-structural factor. The structural factor consists of 11 indicators, the non-structural factor consists of 8 internal indicators and 6 external indicators. This study is expected to be prepared for flood damage by evaluating flood vulnerability of environmental facilities.

주제어

표/그림 (7)

그림 Fig. 1. Development Procedure
표 Table 1. Derivation of Environmental Facility Checklist for Flood Damage
표 Table 2. Environmental Facility Checklist
표 Table 3. Evaluation Criteria of Structural Indicators
표 Table 4. Evaluation Criteria of Non-structural Indicators(Internal Factor)
표 Table 5. Evaluation criteria of Non-structural Indicators(External Factor)
표 Table 6. Case Study

AI 본문요약
AI-Helper

* AI 자동 식별 결과로 적합하지 않은 문장이 있을 수 있으니, 이용에 유의하시기 바랍니다.

문제 정의

본 연구는 환경시설물 대상 홍수취약성을 평가하기 위한 평가지표를 개발하는데 목적이 있다. 홍수 취약성 평가지표 개발절차는 아래 Fig.
1과 같으며 우선 기존취약성 평가기법에 대한 사례를 조사하여 시사점을 도출하고 환경시설물에 대한 조사를 통해 점검리스트를 도출하였으며, 환경시설물 취약성 평가지표를 개발하는 순으로 수행하였다. 본 연구에서는 환경시설 중 하수처리시설을 대상으로 향후에 진행될 홍수취약성 평가를 평가자 측면에 초점을 두고 연구를 진행하였다.
본 연구에서는 환경시설 중 하수처리장을 대상으로 진행하였으며, 안양 박달하수처리장, 부천 굴포공공하수처리장, 부천 역곡공공하수처리장, 광주 하수처리장, 곤지암하수처리장에 대해 현장조사를 실시하였다. 현장조사를 통한 주요 점검 사항은 침수피해이력, 침수피해 예방/대비/대응 관련 시설·장치 보유 및 운영 여부, 침수피해 관련 매뉴얼 및 교육·훈련 등 대처계획 여부에 대해 진행하였으며, 홍수취약성 평가지표 개발을 위한 점검리스트 도출을 목적으로 수록하였다.
본 연구에서는 환경시설물의 홍수취약성 평가지표를 개발하기 위해 기존 취약성 평가기법 사례 조사 및 분석하고 시사점을 도출하여 환경시설물 현장조사를 통해 환경시설물의 점검리스트를 도출하고 최종적으로 환경시설물의 홍수취약성 평가지표를 개발하였다. 또 해당 평가지표를 실제 시설물 사례에 적용하여 평가 점수를 도출하였다.
이와 달리 환경시설물을 고려한 홍수취약성 연구는 기초수준으로 타분야에 비해 연구도 미미한 상태이다. 이에 본 연구에서는 기존 홍수취약성 평가에 활용한 지표들을 분석하고, 하수처리장 등 환경시설물을 구조적, 비구조적인 점검리스트를 조사·분석 후 환경시설물 대상 홍수취약성 평가지표를 개발하고자 한다.
대해 현장조사를 실시하였다. 현장조사를 통한 주요 점검 사항은 침수피해이력, 침수피해 예방/대비/대응 관련 시설·장치 보유 및 운영 여부, 침수피해 관련 매뉴얼 및 교육·훈련 등 대처계획 여부에 대해 진행하였으며, 홍수취약성 평가지표 개발을 위한 점검리스트 도출을 목적으로 수록하였다.

제안 방법

구조적 인자는 침수 예방 및 대비와 밀접한 관련이 있는 총 8개로 침수대비 비상대처 훈련 및 매뉴얼 보유유/무, 침수방지 및 예방/대비 설비 유/무, 출입구 방지턱 높이, 전기시설 예상 침수심 이상 설치 유/무, 시공 시 방수능력 공법 적용 유/무, 긴급 하수처리 우회 시스템 유/무, 침수방지대책 수립 유/무로 도출하였다.
도출하였다. 구조적 인자는 환경시설 내부에 시설물의 설치, 보수 및 보강, 매뉴얼, 훈련 시행과 같은 침수 예방 및 대비가 가능한 요소에 대해 점검리스트를 도출하였으며, 비구조적 인자는 내부인자와 외부 인자로 구분하여 내부인자의 경우 환경시설물 내부의 중요 설비 상태를 확인하는 요소에 대해 도출하였고 외부인자는 환경시설물 인근 외부의 홍수취약성과 관련하여 밀접한 연관이 있는 요인을 확인하는 요소에 대해 도출하였다. 환경시설물 점검리스트는 다음 Table 2와 같다.
구조적 평가지표는 침수방지 및 예방·대비 설비 측면의 요소 5가지와 시설의 위치, 장치의 유무, 방수 공법 등의 지표 5가지를 각각 10점씩 배점하여 100점 만점으로 제시하였다. 본 연구의 대상인 하수처리장에 대해 침수방지 및 예방/대비 설비 중 중요 설비인 침사지 및 유입펌프장, 집수정, 저류지, 긴급차단 밸브, 스크린을 고려하였으며, 출입구 방지턱 높이는 현장조사를 통해 주요 설비가 위치한 출입구 문의 방지턱 높이가 10cm인 것을 고려하여 10cm를 기준으로 하였다.
구조적 평가지표와 비구조적 평가지표의 내부인자와 외부인자를 각 100점 만점으로 배점을 부여하고 구조적 평가지표와 비구조적 평가지표를 각각 50%의 가중치를 적용한 후 합산하여 홍수취약성 평가점수를 제시하도록 개발하였으며, 각 지표의 배점과 평가기준, 평가 방법에 대해 지표별로 제시하였다.
도시기후변화 재해취약성은 우면산 산사태, 강남역 주변 침수 등을 계기로 도시방재정책을 적극 마련하면서, 광역도시계획, 도시기본계획, 도시관리계획 등 도시계획 수립지침을 개정하여 재해 취약성 분석을 2012년부터 시행되었다. 이러한 도시기후변화 재해취약성은 기후변화 재해 취약성은 기후노출과 도시 민감도로 구성되며, 도시민감도는 잠재취약지역과 분석대상(시민, 도시기반시설, 건축물)의 취약특성을 중첩하여 산정한다.
이 밖의 침수 피해 여부에 따른 배점과 하수도정비대책 수립 유무, 하수도정비 기본계획수립 시기 경과년수를 고려하여 배점하였고, 하수도정비 중점관리지역과 자연재해저감 종합계획위험지구 지정 및 포함 유/무를 고려하였다. 도심지에 흐르는 우수 등이 하수처리장에 유입되는 것을 고려하여 하수관로 준설율을 고려하였다.
또 해당 평가지표를 실제 시설물 사례에 적용하여 평가 점수를 도출하였다. 본 연구의 결과를 요약하면 다음과 같다.
비구조적 인자의 내부인자는 환경시설의 주요한 설비에 대한 가동 상태 등에 대해 총 8개 도출하였으며, 유입펌프장 수위 상태, 비상발전기 이상 여부, 관로 및 맨홀 점검 상태, 중앙제어 시스템 가동 상태, 유입차단 수문 가동 상태, 비상방류수문 가동 상태, 수전설비 가동 상태, 변전설비 가동 상태로 도출하였다. 비구조적인 자의 외부인자는 환경시설 인근의 홍수취약성과 밀접한 관련이 있는 총 6개에 대해 도출하였으며, 시군기후변화 취약성 평가결과, 침수피해이려기 유/무, 하수도 정비수립계획 수립 시기, 하수도정비 중점관리지역 위험지구 포함 유/무, 자연재해저감 종합계획 위험지구포함 유/무, 하수관로 준설율에 대해 도출하였다.
비구조적 평가지표 중 내부인자 평가지표의 평가 기준과 방법은 침수 대비 대처 훈련 시행 및 매뉴얼 보유 여부 평가 및 환경시설물의 주요 설비에 대한 상태를 평가하는 것을 기준으로 하였으며, 유출입수 관리시설가동 상태, 전력 및 제어 설비 가동 상태, 그 외 기타시설 평가 상태에 대해 배점을 부여하였다. 해당 상세방법은 다음 Table 4와 같다.
비구조적인 자의 외부인자는 환경시설 인근의 홍수취약성과 밀접한 관련이 있는 총 6개에 대해 도출하였으며, 시군기후변화 취약성 평가결과, 침수피해이려기 유/무, 하수도 정비수립계획 수립 시기, 하수도정비 중점관리지역 위험지구 포함 유/무, 자연재해저감 종합계획 위험지구포함 유/무, 하수관로 준설율에 대해 도출하였다.
본 연구를 통해 개발한 평가지표를 평가항목으로 하여 점수를 배점하였으며, 해당 상세 점수는 Table 6을 통해 확인할 수 있다. 시설물세 곳은 실제 침수 피해 이력이 존재하는 곳이며 피해 이후 평가 항목에 대한 결과를 기록해 도출하였다. 평가 점수는 100점 만점으로, 시설물 1의 경우 구조적 지표 35점, 비구조적 내부인자 65점, 외부인자 77점으로 도출된 평가점수는 53점이고 시설물 2의 경우 구조적 지표 35점, 비구조적 내부인자 65점, 외부인자 77점으로 도출된 평가점수는 53점이며 시설물 3의 경우 구조적 지표 45점, 비구조적 내부인자 80점, 외부인자 65 점으로 도출된 평가점수는 58.
연안역 범람평가는 해수면 상승에 따른 연안역의 취약성 분석을 위하여 미국 USGS에서 제시한 연안취약성 지수 (CVI)를 우리나라 동해안(강원도 해안)에 적용하여 취약성이 높게 평가된 사례 지역에 대한 범람평가를 실시한다. 연안 재해 취약성 평가체계(Coastal Disaster Assessment System)는 연안재해취약성 조사 및 평가방안 수립을 위하여, 연안위험취약지수(CHVI), 연안환경취약지수(CEVI), 연안지속가능개발지수(CSDI)를 정의하고, 연안 재해 취약관리선(CVML)의 선정방안을 수립하고 취약성을 정량적으로 분석할 수 있는 지표를 개발하고, 연안 재해 노출지수(CODI), 연안재해민감도지수(COSI), 연안 적응능력지수(CACI) 및 이를 종합한 연안재해취약지수 (COPI)를 산정하여 연안재해약성을 평가한다. 하천종합관리지표는 국내·외 유역 및 하천 관련 기존 평가지표를 조사·분석하여, 유역 및 하천의 기능을 종합적으로 평가하고 정량화 하는 유역 및 하천 관리지표를 개발하여, P-S-R(압력-상태-대응) 구조체계에 따른 홍수 취약지수를 제시한다.
이상 홍수 취약성 지수(Excess Flood Vulnerability Index)는 기후변화와 이상홍수에 대응하기 위한 이상홍수취약성지수를 1 개의 위험성 그룹과 4개의 취약성그룹(기상, 사회-경제, 주요시설, 홍수방어)으로 구분하여 평가한다. 연안역 범람평가는 해수면 상승에 따른 연안역의 취약성 분석을 위하여 미국 USGS에서 제시한 연안취약성 지수 (CVI)를 우리나라 동해안(강원도 해안)에 적용하여 취약성이 높게 평가된 사례 지역에 대한 범람평가를 실시한다. 연안 재해 취약성 평가체계(Coastal Disaster Assessment System)는 연안재해취약성 조사 및 평가방안 수립을 위하여, 연안위험취약지수(CHVI), 연안환경취약지수(CEVI), 연안지속가능개발지수(CSDI)를 정의하고, 연안 재해 취약관리선(CVML)의 선정방안을 수립하고 취약성을 정량적으로 분석할 수 있는 지표를 개발하고, 연안 재해 노출지수(CODI), 연안재해민감도지수(COSI), 연안 적응능력지수(CACI) 및 이를 종합한 연안재해취약지수 (COPI)를 산정하여 연안재해약성을 평가한다.
40점을 부여하여 제시하였다. 지역별 기후변화 취약성 평가결과는 10등급으로 제시되어 등급의 결과에 따른 점수를 배점하도록 하였다. 이 밖의 침수 피해 여부에 따른 배점과 하수도정비대책 수립 유무, 하수도정비 기본계획수립 시기 경과년수를 고려하여 배점하였고, 하수도정비 중점관리지역과 자연재해저감 종합계획위험지구 지정 및 포함 유/무를 고려하였다.
현장조사를 통해 환경시설물의 구조적, 비구조적 인자를 도출하였다. 구조적 인자는 환경시설 내부에 시설물의 설치, 보수 및 보강, 매뉴얼, 훈련 시행과 같은 침수 예방 및 대비가 가능한 요소에 대해 점검리스트를 도출하였으며, 비구조적 인자는 내부인자와 외부 인자로 구분하여 내부인자의 경우 환경시설물 내부의 중요 설비 상태를 확인하는 요소에 대해 도출하였고 외부인자는 환경시설물 인근 외부의 홍수취약성과 관련하여 밀접한 연관이 있는 요인을 확인하는 요소에 대해 도출하였다.
홍수 취약성 평가지표 개발절차는 아래 Fig. 1과 같으며 우선 기존취약성 평가기법에 대한 사례를 조사하여 시사점을 도출하고 환경시설물에 대한 조사를 통해 점검리스트를 도출하였으며, 환경시설물 취약성 평가지표를 개발하는 순으로 수행하였다. 본 연구에서는 환경시설 중 하수처리시설을 대상으로 향후에 진행될 홍수취약성 평가를 평가자 측면에 초점을 두고 연구를 진행하였다.
환경시설물 대상 홍수취약성 평가지표 개발을 위해 환경시설물 점검리스트를 활용하여 개발하였다. 점검리스트의 구조적 인자와 비구조적 인자를 토대로 환경시설물 홍수취약성 평가지표(Flood Vulnerability Checking Index)를 다음 Eq (1)과 같이 개발하였다.
환경시설물 대상 홍수취약성 평가지표를 개발 후 실제 시설물 세 곳의 사례에 대하여 해당 지표를 이용해 평가 점수를 도출하였다. 본 연구를 통해 개발한 평가지표를 평가항목으로 하여 점수를 배점하였으며, 해당 상세 점수는 Table 6을 통해 확인할 수 있다.

대상 데이터

제시하였다. 본 연구의 대상인 하수처리장에 대해 침수방지 및 예방/대비 설비 중 중요 설비인 침사지 및 유입펌프장, 집수정, 저류지, 긴급차단 밸브, 스크린을 고려하였으며, 출입구 방지턱 높이는 현장조사를 통해 주요 설비가 위치한 출입구 문의 방지턱 높이가 10cm인 것을 고려하여 10cm를 기준으로 하였다. 이밖에 전기시설이 예상침수심 이상 설치되었는지, 누전차단 장치, 방수능력 공법 적용, 긴급 하수처리 우회 시스템에 대해 고려하였다.

이론/모형

점검리스트의 구조적 인자와 비구조적 인자를 토대로 환경시설물 홍수취약성 평가지표(Flood Vulnerability Checking Index)를 다음 Eq (1)과 같이 개발하였다.

성능/효과

(2) 환경시설물인 하수처리장에 대한 현장 조사를 실시하여 환경시설물의 점검리스트를 구조적 인자 6개와 비구조적 인자 12개로 도출하였으며, 비구조적 인자는 내부인자 5개와 외부인자 7개로 도출하였다.

후속연구

(3) 환경시설물 점검리스트를 통해 환경시설물 홍수 취약성 평가지표(1)를 제시하였으며, 환경시설물을 대상으로 홍수취약성에 대한 평가에 활용할 수 있으며, 향후 환경시설물 대상 홍수 취약성 평가 관련 사업의 근거자료로 활용이 가능할 것이다.
(4) 환경시설물 홍수취약성 평가지표를 실제 사례세 곳에 적용해보았으며, 이를 통해 구조적 지표와 비구조적 지표의 구분이 적정함을 알 수 있고, 이러한 실 사례 적용이 추가로 연구되어 가중치 측면의 보완이 추후 연구에서 진행되어야 한다.
알 수 있다. 각각의 구분 지표 내 항목 간 배점이 동일하여, 시설물의 특성에 따라 해당 항목이 유의미하지 않을 수 있는데도 불구하고 동일한 평가 점수가 나타나는 것이 본 평가 지표의 한계로 볼 수 있다. 항목의 중요도에 분별을 두는 것이 추후 연구에 필요로 해 보인다.
본 연구에서 이루어진 환경시설물 점검리스트 도출과 환경시설물 홍수취약성 평가지표 개발을 통해 환경시설물에 대한 홍수취약성 평가 연구의 기반이 될 것이며, 추후 홍수취약성 평가지표에 대한 자문회의, AHP 검사 등 검증을 통해 보다 확고한 평가지표가 될 것으로 판단된다.
각각의 구분 지표 내 항목 간 배점이 동일하여, 시설물의 특성에 따라 해당 항목이 유의미하지 않을 수 있는데도 불구하고 동일한 평가 점수가 나타나는 것이 본 평가 지표의 한계로 볼 수 있다. 항목의 중요도에 분별을 두는 것이 추후 연구에 필요로 해 보인다. 또 여러 다양한 사례로 해당 평가 지표 평가 점수의 전체적인 통계치를 확인하는 등의 보완이 필요하다.

참고문헌 (13)

Ministry of the Interior and Safety(MOIS). (2018). Disaster Annual Report 2018. Sejong-si, Republic of Korea : MOIS.
H. N. Park & J. M. Song. (2014). Empirical Study on Environmental Justice through Correlation Analysis of the Flood Vulnerability Indicator and the Ratio of the Poor Population. Journal of Korea Planning Association, 49(7), 169-186. DOI : 10.17208/jkpa.2014.11.49.7.169
W. S. Han, O. B. Sim, B. J. Lee & J. H. Yoo, (2012). The Proposal of Evaluation Method for Local Government Infrastructure Vulnerability Relating to Climate Change Driven Flood. Climate Change Research, 3(1), 25-37
M. W. Son, J. Y. Sung, E. S. Chung & K. S. Jun. (2011). Development of Flood Vulnerability Index Considering Climate Change. Journal of Korea Water Resources Association, 44(3), 231-248. DOI: 10.3741/JKWRA.2011.44.3.231

원문보기 상세보기
H. S. Lee & J. J. Lee. (2018). Sensitivity analysis of flood vulnerability index of levee according to climate change. Journal of Korea Water Resources Association, 51( S), 1161-1169. DOI : 10.3741/JKWRA.2018.51.S-1.1161

원문보기 상세보기
N. H. Hwang, H. S. Park & G. H. Chung. (2019). Flood vulnerability analysis in Seoul, Korea. Journal of Korea Water Resources Association, 52(10), 729-742. DOI : 10.3741/JKWRA.2019.52.10.729

원문보기 상세보기
Ministry of Construction and Transportation (MOCT). (2001). National Water Resource Plan. Sejong-si, Republic of Korea : MOCT.
Ministry of Construction and Transportation (MOCT). (2005). Analysis of Flood Damage Characteristics and Development of Flood Damage Index. Sejong-si, Republic of Korea : MOCT.
Korea Institute of Civil engineering and building Technology (KICT). (2009). Strengthen facility standards against excess climate. Goyang-si, Republic of Korea : KICT.
National Emergency Management Agency (NEMA). (2011). Assessment for urban flood risk & development of integrated management plan. Sejong-si, Republic of Korea : NEMA.
National Emergency Management Agency (NEMA). (2012). Development of Assessment System for Flood Vulnerability Index. Sejong-si, Republic of Korea : NEMA.
National Emergency Management Agency (NEMA). (2012). Construction of Fundamental Technology for Disaster Risk Assessment and Response. Sejong-si, Republic of Korea : NEMA.
Ministry of Oceans and Fisheries (MOF). (2011). Coastal Disaster Vulnerability Assessment System. Sejong-si, Republic of Korea : MOF.

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].

내보내기 구분	파일저장 인쇄 메일전송
구성항목	기본정보 상세정보 관리번호, 논문명, 저널/프로시딩명, 저자 , 발행년, 권, 호, 시작페이지, 끝페이지, 발행기관 관리번호, 논문명, 대등논문명, 저자 , 저널/프로시딩명, 발행기관, 발행년, 발행언어, 권, 호, 시작페이지, 끝페이지, ISBN, ISSN, 주제분야, 키워드, 초록(한글), 초록(영문), 저자(소속기관)
저장형식	Text(ASCII format) Excel format RefWorks Direct Export RIS format (for Reference Manager, ProCite, EndNote), Scholar's Aids, Mendeley
메일정보	받는사람 (필수) @ 보내는사람 (선택) @ 제목 내용 KISTI 검색결과 이메일 서비스
안내	총 건의 자료가 검색되었습니다. 다운받으실 자료의 인덱스를 입력하세요. (1-10,000) 검색결과의 순서대로 최대 10,000건 까지 다운로드가 가능합니다. 데이타가 많을 경우 속도가 느려질 수 있습니다.(최대 2~3분 소요) 다운로드 파일은 UTF-8 형태로 저장됩니다. 파일의 내용이 제대로 보이지 않을실 때는 웹브라우저 상단의 보기 -> 인코딩 -> 자동선택 여부를 확인하십시오. ~ Text(ASCII format) Excel format

연합인증