Water for Future
1. 서 론
최근 지구온난화로 인하여 해수면의 온도가 상 승하면서 이상기후 현상이 발생하고 있다. 이로 인해 태풍 및 집중호우 등 극한강우사상의 발생빈 도와 피해규모를 증가시키고 있다. 또한, 과거에 비해 강수량과 강수일수의 변동성이 점차 증가하 면서 장마 전·후에 집중호우가 자주 발생하는 여
인 태풍의 내습, 태풍과 집중호우의 연속 발생, 장 마가 끝난 후 국지성 호우 발생 등 연속적인 호우 로 인해 발생한 피해는 단일 호우사상으로 인한 일반적인 피해보다 막대한 재산피해와 인명피해를 발생시키고 있다. 이러한 연속적인 호우발생은 한 반도에만 국한된 문제가 아니며 전 세계적으로도 큰 이슈가 되고 있다. 따라서 본 고에서는 국내·
외에서 발생한 연속호우 사례를 검토하고, 호우특 성 분석 및 장마특성 분석을 통해 한반도의 연속 호우 발생 전망을 살펴보고자 한다.
2. 연속호우 발생 사례
연속호우는 태풍 및 집중호우가 연속적으로 발 생하거나, 장기간 내린 비로 인해 토양의 수분함 유량이 포화가 되었음에도 불구하고 지속적으로 비가 내려 기존의 단일호우 사상으로 인한 피해보 다 더 큰 피해가 발생하는 경우를 의미한다. 과거 에는 흔하지 않았으나, 최근 기상이변으로 빈번하 게 발생하는 연속호우가 어떤 형태로 발생하는지, 어느 정도의 피해를 발생시키는지를 파악하기 위 하여 국내·외 사례 조사를 수행하였다
2.1 국외 연속호우 발생 사례
한반도 연속호우 발생 사례 및 전망 분석
한 대 건
인하대학교 토목공학과 박사과정 [email protected]
김 형 수
인하대학교 사회인프라공학과 교수 [email protected]
김 덕 환
인하대학교 수자원시스템연구소 박사 [email protected]
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과 표 1과 같이 2011년 미국에 한 달간 지속적인 강우 발생 사례, 2013년, 2014년 중국과 일본에 두개의 태풍이 연속적으로 내습한 사례 등 과거에 는 볼 수 없었던 다양한 형태의 연속호우가 발생 하였다.
(1) 미국 미시시피강 홍수
미국의 대표적인 연속강우 사례로는 2011년 4월 과 5월에 걸쳐 한 달간 내린 폭우로 인하여 미시시 피강 홍수가 발생하였다. 당시 강우량은 120년 만 에 최고 수준에 달했다. 이로 인해 최소 20여명의 인명피해가 발생하였으며, 1,000여 채의 가옥과 건물이 침수되어 16,000명 이상이 대피하는 등 약 40억 달러의 재산피해가 발생하였다.
(2) 중국 태풍‘피토’, ‘다나스’
중국 동남부지역에 2013년 10월 7일 제 23호 태 풍 ‘피토’와 제 24호 태풍‘다나스’가 연속적으로 내 습하면서 저장성, 상하이, 장시성, 장쑤성 등 동남 부 지역에 50 ∼ 280mm의 집중호우가 발생하였 으며, 저장성 북부지역은 최고 620mm의 집중호 우가 발생하였다. 이로 인해 약 500만명의 이재민 이 발생하였으며, 약 4,000억원의 재산피해가 발 생하였다.
(3) 일본 태풍‘판폰’, ‘봉퐁’
일본 오키나와 지역에 2014년 10월 6일 제 18 호 태풍‘판폰’으로 시간당 107mm의 호우가 발생 해 도로와 주택이 침수되어 53명의 인명피해가 발 생하였다. 이어 1주일 간격으로 태풍 19호 ‘봉퐁’
이 발생하면서 64가구 109명에게 피난 지시가 내 려졌고, 63만 725가구 151만 5,919명에게 피난 권 고가 내려졌다. 일본 기상청에 따르면 1955년과 2004년에 이어 두 개의 태풍이 연속적으로 내습 한 연속호우 발생은 3번째로 밝혀졌다.
2.2 국내 연속호우 발생 사례
국내에서 발생한 연속호우에 대하여 조사한 결 과 표 2와 같이 2008년 경기, 강원을 중심으로 두 개의 태풍이 연속적으로 내습한 사례, 2009년 남 해안 일대에 장마기간 동안 집중호우가 발생한 사 례, 2012년 전국적으로 세 개의 태풍이 내습 사례 등 과거에는 볼 수 없었던 다양한 형태의 연속호 우가 발생하였다.
(1) 경기 북부·강원도 영서 태풍‘갈매기’, 집중호우 2008년 7월 제 7호 태풍 ‘갈매기’의 영향으로 중 부지방에 7월 19일, 20일에 200mm 강우가 발생 하였다. 이로 인해 약화된 지반에 24일 집중호우
표 1. 국외 연속호우 발생 현황
년도 국가 연속호우 형태 연속호우 특성 피해 현황
2011 미국 연속강우 한 달간 연속적인 강우 발생으로
120년 만에 최고 강우량 기록
인명피해 : 20명 가옥 및 건물 침수 : 1,000채
재산피해 : 40억달러
2013 중국 태풍 + 태풍 연속적인 태풍의 내습으로 최고 620mm의 집중호우 발생
이재민피해 : 약 500만명 재산피해 : 4,000억원
2014 일본 태풍 + 태풍 연속적인 태풍의 내습으로 시간당
107mm의 호우 발생 인명피해 : 53명
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의 영향으로 200mm가 넘는 연속호우가 발생해 10명의 사망자가 발생하였으며, 463억 원의 재산 피해가 발생하였다.
(2) 남해안 집중호우
2009년 7월 장마로 인해 토양 수분함량이 포 화된 상태에서 7월 15일∼16일 이틀간 200 ∼ 300mm의 집중호우가 발생하여, 남해안 일대의 초등학교는 휴교를 하며, 홍수가 발생하였다. 이 는 1시간 만에 호우경보 기준에 도달하였다. 이로 인해 8명이 사망하고, 1명이 실종되었으며, 주택 파손 및 차량침수 등 약 2,300억 원의 재산피해를 입었다.
(3) 태풍 ‘덴빈’, ‘볼라벤’, ‘산바’
한반도에는 2012년 8 ∼ 9월에 3개의 태풍 (제 15호 태풍 ‘볼라벤’(8.28) → 제 14호 태풍 ‘덴 빈’(8.30) → 제 16호 태풍 ‘산바’(9.17))이 상륙하 였다. ‘볼라벤’ 상륙 이후 43시간 만에 ‘덴빈’이 상 륙한 것은 최단시간 기록이며, ‘산바’ 상륙시 중 심기압은 965hPa로 남해안 상륙 태풍 중 역대 5 위로 기록되었다. 태풍 ‘볼라벤’의 영향으로 제 주 강우량은 305.9mm, 광주 무등봉 순강풍속은 59.5mm/s를 기록하였으며, 2000년 이후 서해상
및 ‘덴빈’의 연이은 내습으로 인해 사망자는 10명, 실종자는 56명이었으며, 7만여 가구가 재해로 피 해를 입었고 차량침수, 주택파손, 정전 등의 재산 피해는 6,365억 원이 발생하였다. 또한, ‘산바’로 인해 10명의 사망자가 발생하였으며, 재산피해는 3,657억 원이 발생하였다.
3. 한반도 호우경보 특성 및 장마 특성 분 석을 통한 연속호우 전망
앞서 연속호우 발생 사례 조사에서 확인한 바 와 같이 최근 예상치 못한 태풍의 연속적인 내습 과 장마기간에 발생하는 집중호우 등의 연속호우 로 인한 피해가 급증하고 있다. 이에 호우경보 특 성 및 장마 특성 분석을 통해 미래 한반도의 연속 호우 발생 전망을 파악하고자 한다.
3.1 호우경보 특성 분석
우리나라 10개 관측지점(춘천, 강릉, 서울, 인 천, 대전, 대구, 전주, 울산, 광주, 부산)의 1979 년~2016년에 대한 3월부터 10월까지의 일 단위 강우량을 이용하여 강우량 20mm를 기준으로 발 생횟수 및 강우지속기간을 분석하였다. 또한, 과 표 2. 국내 연속호우 발생 현황
년도 지역 연속호우 형태 연속호우 특성 피해 현황
2008 경기·강원 태풍 + 태풍
태풍 내습이후 200mm이상의 집중호우
발생
인명피해 : 10명 재산피해 : 463억원
2009 남해안 장마 + 집중호우
장마기간 중 200mm∼300mm의
집중호우 발생
인명피해 : 8명 실종 : 1명 재산피해 : 2,300억원
2012 전국 태풍 + 태풍 + 태풍 최초의 3연속 태풍 발생 및 최단시간 태풍 내습
인명피해 : 20명 실종자 : 56명 재산피해 : 6,365억원
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간(1979∼1997년)과 현재기간(1998∼2016년)으 로 구분하였다. 그 결과 그림 1과 같이 년도 별 평 균 강우량과 지속기간이 줄어드는 추세를 나타났 지만, 년도 별 평균 강우사상의 발생횟수는 증가 하는 것을 확인할 수 있었다. 즉, 지속기간이 짧아 지고 강우발생횟수는 증가하므로, 집중호우의 형 태의 연속호우 발생 빈도가 증가할 것으로 추정할 수 있다.
3.2 장마 특성 분석
우리나라 10개 관측지점(춘천, 강릉, 서울, 인
천, 대전, 대구, 전주, 울산, 광주, 부산)의 1979년
~2016년까지의 장마 특성 분석을 수행하였다. 그 결과표4와 같이 1979년부터 2016년까지 장마기간 은 평균 32.05일, 강수일수 17.7일로 나타났으며, 평균 강수량은 364.39mm로 나타났다.
또한, 이를 바탕으로 장마기간 전·장마기간·
장마기간 후 강수량 및 강수일수 변화를 비교·분 석하였다. 그 결과 그림 2와 같이 1979년부터 2016 년까지 총강수량은 장마기간 전을 제외하고 모두 증가하였으며, 평균 강수량의 경우 장마기간에만 증가하는 추세를 보였다. 또한, 강수일수의 경우 모든 기간에서 증가하는 것을 확인 할 수 있었다.
그림 1. 강우 지속기간 및 발생회수 분석
표 3. 관측소별 장마 평년값(1979년~2106년)
관측소 시작일 종료일 장마기간(일) 강수일수 평균 강수량(mm)
춘천 6.24 7.24 31.8 17.7 426.38
강릉 6.24 7.24 31.8 18.1 289.68
서울 6.24 7.24 31.8 18.3 431.37
인천 6.24 7.24 31.8 18.0 380.16
대전 6.24 7.24 31.8 19.3 390.64
대구 6.22 7.23 32.3 16.9 367.66
전주 6.22 7.23 32.3 18.7 273.62
울산 6.22 7.23 32.3 17.4 307.73
광주 6.22 7.23 32.3 18.8 388.98
부산 6.22 7.23 32.3 17.9 387.74
평균 32.05 18.11 364.396
(a) 년도 별 평균 강우지속 기간 (b) 년도 별 평균 강우발생횟수
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과거와 현재에 대하여 보다 명확한 강수일수와 강수량의 변화 추세를 확인하기 위하여 과거기간 (1979년∼1997년)과 현재기간(1998년∼2016년) 으로 구분하여 분석을 수행한 결과 그림 3과 같이 장마기간의 경우 강수일수가 0.7일 증가하였으며, 강수량도 5.3% 증가하는 추세를 보였다. 또한, 장 마기간 전의 강수일수는 0.2일 증가하였지만, 강
면 장마기간 후의 경우 강수일수가 5.1일 증가하 였고, 강수량도 25.9%증가하는 추세를 보였다. 이 를 통해 과거보다 현재 강수일수도 증가하고 있으 며, 강수량 역시 증가하는 것을 확인 할 수 있었 다. 즉, 과거보다 현재 장마기간이 길어지고 있으 며, 장마기간 동안 연속호우 발생 빈도가 증가할 것으로 추정할 수 있다.
총강수량과 강수일수(장마기간 전)
총강수량과 강수일수(장마기간)
총강수량과 강수일수(장마기간 후)
평균강수량과 강수일수(장마기간 전)
평균강수량과 강수일수(장마기간)
평균강수량과 강수일수(장마기간 후) 그림 2.1979년 이후 10개소의 장마기간 전·장마기간·장마기간 후 강수량과 강수일수
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4. 결론 및 제안
국내·외 연속호우 발생 사례를 살펴본 결과 최 근 장마기간 동안 비교적 장기간 호우가 발생한 후에 단기간에 집중호우가 발생하기도 하고, 태 풍이 지나간 후 바로 집중호우가 발생하여 특성 이 다른 호우 사상들이 연속적으로 발생하고 있 다. 또한, 한반도 호우경보 특성 및 장마 특성 분 석을 통하여 한반도 연속호우 발생 전망을 분석 한 결과 지속기간이 짧아지고 강우발생횟수는 증 가하므로, 집중호우의 형태의 연속호우 발생 빈도 가 증가할 것으로 추정된다. 즉, 과거보다 현재 장 마기간이 길어지고 있으며, 장마기간 동안 연속호 우 발생 빈도가 증가할 것으로 추정할 수 있다. 연 속적으로 호우사상들이 발생하게 되면, 동일한 양 의 비가 내리더라도 토양의 수분함유량이 포화되 어 강우 손실량이 감소하게 되고 유효우량이 증가 하게 된다. 유효우량의 증가는 직접유출량의 증가 로 이어져 기존 단일 호우사상의로 인한 홍수피해 보다 더 큰 홍수피해를 초래하게 된다. 이러한 연 속적인 호우는 한반도에만 국한된 문제가 아니고, 현재 전 세계적인 문제로 발생하고 있다. 따라서 연속적인 강우사상에 대한 합리적인 유출해석을 통해 피해를 최소화 하는 대안을 마련해야 한다.
하지만 기존에 유출해석을 위한 다양한 모델들은 단일호우사상에 대한 유출해석을 수행하기에 적합
한 모형으로서, 연속적인 호우에 대한 유출해석은 적합하지 않다. 이에 연속적인 호우에 대한 합리 적인 유출해석을 수행하기 위해서는 증발산량, 기 저유출량 등의 다양한 변수를 고려한 유출해석 모 형을 개발해야 할 것으로 판단된다.
감사의 글
본 연 구 는 국 토 교 통 부 / 국 토 교 통 과 학 기 술 진 흥 원 의 지 원 으 로 수 행 되 었 음 ( 과 제 번 호 18AWMP-B083066-05).
참고문헌
김덕환 (2018), 연속호우사상 기반의 단기 홍수유 출 모의를 위한 유출모형 개발 및 기후변화를 고 려한 적용성 평가
소방방재청 (2013), 재해연보 2013
최창현 (2016), 연속적인 극한 호우 및 태풍을 가 정한 거대홍수 모의
UN 세계수자원개발보고서 (2003), Water for People, Water for life.
Annual Disaster Stafisfical Review 2012(Cetre for Reasearch on the Epidemidongy of Disasters,http://www.cred.be)
강수일수 강수량
그림 3. 연대별 10개소의 장마기간 전·장마기간·장마기간 후 강수일수와 강수량 비
