기후변화 대응을 위한 홍수위험평가 및 홍수방어기준 전략 마련 연구(Ⅰ)
Analysis on Establishment of Strategies for Flood Risk Evaluation and Flood Defense Criteria against Climate Change
정기철 · 이문환 · 한대호 · 정아영 · 유종현
기후환경정책연구 · 2022-03기후변화 대응을 위한 홍수위험평가 및 홍수방어기준 전략 마련 연구 (Ⅰ)
기후환경정책연구 2022-03
연구진
연구책임자 정기철 (한국환경연구원 부연구위원) 참여연구원 이문환 (한국환경연구원 부연구위원) 한대호 (한국환경연구원 책임연구원) 정아영 (한국환경연구원 전문연구원) 유종현 (서울시립대학교 조교수)
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연구자문위원 (가나다순)김형준 (한국건설기술연구원 수석연구원) 류재나 (한국환경연구원 연구위원) 문현주 (한국환경연구원 선임연구위원) 박상근 (환경부 시설연구관)
엄명진 (경기대학교 조교수)
이병국 (한국환경연구원 선임연구위원) 최지용 (서울대학교 책임연구원)
ⓒ 2022 한국환경연구원 발행인 이 창 훈
발행처 한국환경연구원
(30147) 세종특별자치시 시청대로 370 세종국책연구단지 과학·인프라동
전화 044-415-7777 팩스 044-415-7799 http://www.kei.re.kr
인 쇄 2022년 12월 26일 발 행 2022년 12월 31일
등 록 제 2015-000009호 (1998년 1월 30일) ISBN 979-11-5980-638-4 93530 인쇄처 (사)아름다운사람들복지회 02-6948-9650
이 보고서를 인용 및 활용 시 아래와 같이 출처를 표시해 주십시오.
정기철 외(2022), ｢기후변화 대응을 위한 홍수위험평가 및 홍수방어기준 전략 마련 연구(Ⅰ)｣, 한국환경연구원.
값 9,000원
서 언
기후변화에 따라 한반도 기온은 현재 대비 상승할 것으로 전망되고 있으며, 강수량 또한 증가하여 홍수와 같은 물재해 피해가 지속해서 늘어날 것으로 예측되고 있습니다. 국지적 집중 호우 발생 횟수가 증가하고, 단기간의 매우 강한 호우로 홍수피해 규모가 커지는 가운데, 기후 변화를 고려한 홍수방어목표의 우선순위 설정 및 홍수피해를 최소화할 수 있는 정책 마련이 긴요한 상황입니다. 물관리 최상위 계획인 국가물관리기본계획에서는 과거 기상여건만 고려한 하천 등급 위주의 획일적 관리에서, 기후변화에 따른 미래 불확실성, 예상피해지역 및 규모 등을 고려한 선택적 집중 관리로의 방향 전환 필요성을 명시하고 있습니다.
이에 기후변화 및 사회·경제적 중요도를 고려한 정량적 홍수위험 분석 및 홍수방어기준 차 등화 제안을 통한 탄력적 홍수 대응방안 마련이 필요합니다. 극한 물재해 대응 및 관리방향을 제시한 본 연구는 기후위기 시대에 시의적절하다고 볼 수 있습니다. 본 연구가 향후 홍수방어 및 관리정책 결정에 중요한 자료가 될 것으로 기대합니다.
끝으로 본 연구를 수행한 한국환경연구원 통합물관리연구실의 정기철 부연구위원, 이문환 부연구위원, 한대호 책임연구원, 정아영 전문연구원과 서울시립대학교 도시공학과 유종현 조 교수께 감사를 표합니다. 또한 바쁘신 와중에도 자문을 통해 연구에 도움을 주신 한국건설기술 연구원 김형준 수석연구원, 환경부 박상근 시설연구관, 경기대학교 엄명진 조교수, 서울대학교 최지용 책임연구원께 깊은 감사를 드립니다. 아울러 연구와 관련한 사례조사를 도와주신 한국 건설기술연구원 김경탁 선임연구위원, 동부엔지니어링(주) 박문현 상무께도 감사의 마음을 전 합니다. 또한 우리 원의 문현주 선임연구위원, 이병국 선임연구위원, 류재나 연구위원의 자문 에도 감사를 표합니다.
2022년 12월 한국환경연구원 원 장
이 창 훈
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요 약
Ⅰ. 서 론
1. 기후변화와 홍수재해
ㅇ 기상청(2015) 보고서에 따르면 지구 표면 온도는 21세기 전반에 걸쳐 상승할 것이며, 폭염뿐만 아니라 극한강수현상의 발생빈도와 강도 또한 늘어날 가능성이 큰 것으로 전망하고 있음
ㅇ 기온변화에 따른 강수량 증가는 온실가스 배출 정도에 따라 3~14%로 전망되었으며, 미래 전반기(2021~2040년)보다 미래 후반기(2081~2100년)에 큰 폭으로 늘어날 것으 로 보여, 홍수와 같은 재해 피해가 지속해서 증가할 것으로 예측됨
ㅇ 국내 기상측정지점에서 수집한 자료에서는 모두 1900년 초반부터 최근으로 올수록 집중호우의 발생 횟수가 증가하는 추세로 나타나고 있으며, 단기간의 국지적 집중호우 발생으로 홍수피해 규모가 커질 것을 예상할 수 있음
ㅇ 최근 10년(2011~2020년) 동안 호우로 인한 인명피해는 139명, 태풍으로 인한 피해 포함 시 182명이며, 총 피해액은 호우피해가 2조 1,557억 원, 태풍 포함 시 4조 1,126 억 원으로 집계되는 등 홍수로 인한 피해가 지속적임
2. 연구의 필요성 및 목적
❏ 연구의 필요성
ㅇ 국내 하천 홍수방어목표는 하천등급 기준으로 나누어져 있지만, 홍수방어의 최종목적이 지역사회 침수피해의 사전 방지라는 점을 고려할 때, 주변 여건을 고려해 피해 저감에 초점을 맞추며 정량적 영향평가 기반의 홍수방어목표 설정이 필요함
ㅇ ｢물관리기본법｣ 제27조에 의거, 분야별 물관리 계획을 아우르는 국가 최상위 계획인
제1차 국가물관리기본계획(2021-2030)이 발표되었고, 분야별 전략과제 중 물재해 안전체계 구축에 대한 전략을 제시하여 물재해, 특히 기후변화에 따른 홍수대응체계 구축 및 침수관리체계 강화의 필요성을 강조하고 있음
ㅇ 물관리 일원화 이후 ｢하천법｣과 ｢수자원법｣이 환경부로 이관되었고, ｢하천법｣에 의거 한 하천기본계획, ｢수자원법｣의 하천유역수자원관리계획을 기반으로 홍수방어 및 치수계획을 수립하고 있으며, 환경부 소관 법령인 ｢물관리기본법｣을 토대로 국가물관리 기본계획, 유역물관리종합계획을 수립하는 등 홍수와 같은 물재해 경감과 물관리 취약성 대응방안을 지속적으로 마련하고 있음
❏ 연구목적
ㅇ 홍수 빈도별 피해액에 기반한 정량적 홍수위험분석, 기후변화와 함께 사회·경제 변화도 고려한 홍수위험도 기준 설정을 통해, 기후변화 영향·취약성 평가도구 개발, 위험을 반영한 기후변화 적응체계 구축 등 실효성 있는 기후변화 적응 정책 기반을 마련하고자 함 ㅇ 지역별·하천별 홍수사상에 따라 예상되는 침수피해액 산정방법을 마련하고 사례분석을
수행하여, 하천별 연평균 예상 피해액을 현재 홍수방어목표와 비교분석하고, 대규모 침수피해가 예상되는 하천을 선별하고, 홍수방어목표 강화 및 차등화 필요성을 검토하여 정책적 시사점을 도출하는 것을 목적으로 함
3. 연구내용 및 범위
❏ 연구내용
ㅇ 본 연구에서는 홍수피해에 대한 경제성 분석을 통해 기후변화를 고려한 홍수방어기준 개선, 관련 법령 및 치수계획 정비 방향을 논의하고자 함
ㅇ 환경부에서 제공하는 홍수위험지도 빈도별 홍수위험 정보를 활용하여 침수범위 및 침수 심에 대한 피해액을 산정하고, 홍수재해 취약성 평가로 홍수피해 정도를 검토함 ㅇ 2022년 기준 시행 중인 부처별 홍수방어 법령 및 계획 현황을 조사하고, 그 변화에서
나타나는 시사점을 분석하여, 선택적·차등적 홍수방어목표 정립을 제안함
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❏ 연구범위
ㅇ 1차 연도의 주 연구범위는 낙동강권역 지방하천을 중심으로 홍수 빈도별 예상되는 인 명·재산 피해에 대한 경제적 리스크 정량화 방안, 하천별 침수피해액 추정 및 취약성을 검토하는 것이며, 2차 연도의 주 연구범위는 기후변화 및 사회·경제 발전 시나리오를 고려한 정량적 홍수위험 분석 기반 홍수방어기준과 차등화 된 홍수방어목표, 즉 탄력적 홍수대응방안 제시임
ㅇ 1, 2차 연도 연구를 통해 기후, 사회·경제 여건을 반영한 홍수재해 리스크 정량화 분석, 다양한 시나리오별 분석을 기반으로 기후변화 적응정책의 비용 효과를 알아볼 수 있는 정책지원도구를 제시하고자 하며, 본 연구는 홍수방어에 필요한 비용 추정, 방어를 위한 대안 검토는 포함하지 않음
4. 연구 관련 개념 정의
ㅇ 정량적 홍수위험 분석은 홍수손실과 위험자산의 가치를 평가한 결과를 보여주는 것으로, 원치 않는 홍수재해로 인한 위험을 계량적 가능한(금전적) 형태로 정의함
ㅇ 본 연구에서 사용한 홍수방어 관련 주요 용어는 다음과 같음
- 연평균 기대피해액(Expected Annual Damage) 또는 연평균 예상피해액: 홍수로 인한 침수피해액을 지칭하며, 빈도별로 계산한 피해액을 빈도별 연간 생기확률과 곱하여 누계한 금액
- 홍수피해액지도(Flood Damage Map): 추산한 연평균 기대피해액을 시각적으로 표 현한 지도
- 홍수방어기준(Flood Defense Criteria): 홍수로 인한 상습침수지역이나 재해위험도가 높은 지역에 대하여 침수피해를 방지하기 위해 정한 기준
- 취약성 분석(Vulnerability Analysis): 하천별·지역별 인구, 산업, 주택 및 건축물, 공공시설, 농경지 등의 현황 및 장래 예측을 기반으로 한, 홍수의 잠재적 위험 분석을 뜻함
Ⅱ. 국내 홍수방어법령 및 계획
1. 물관리기본법 및 국가물관리기본계획
ㅇ ｢물관리기본법｣에는 홍수방어와 관련된 구체적 조항은 없으나 물관리 기본원칙으로 유역별 관리를 제시하고 있으며, 홍수로 발생하는 재해 예방 및 관련 계획 수립에 대한 사항을 규정하고 있음
ㅇ 국가물관리기본계획에서는 기존 시설 중심, 과거 기상여건만 고려한 하천등급 위주의 획일적 관리에서, 기후변화에 따른 미래 불확실성, 예상 피해지역 및 규모 등을 고려하는 선택적 집중 관리로 관리방향을 전환할 것을 제안하고, 기후변화 및 사회·경제적 중요도 를 반영한 홍수방어목표 수립을 추진과제로 명시하고 있음
2. 하천법·수자원법 및 관련 계획
ㅇ 홍수방어와 관련하여 ｢하천법｣에서는 홍수피해를 예방하기 위한 하천의 지정·관리·사용 및 보전 등에 관한 사항을 규정하고 있으며, 관련 계획인 제25조 하천기본계획을 통해 하천의 홍수방어기준 및 목표를 정하고 있음
ㅇ ｢수자원법｣에서는 물 관련 재해의 경감·예방을 위하여 수자원의 조사, 수자원계획의 수립·집행 및 수자원 관리의 효율화에 필요한 사항을 규정하며, 관련 계획으로는 제17조
수자원장기종합계획(2021년 이후 더는 수립되지 않음), 제18조 하천유역수자원관리 계획, 제19조 지역수자원관리계획, 제20조 특정유역치수계획이 있음
3. 재난 및 안전관리 기본법 및 관련 계획
ㅇ ｢재난안전법｣은 각종 재난으로부터 국토를 보존하고 국민의 생명·신체 및 재산을 보호 하기 위하여 국가와 지방자치단체의 재난 및 안전관리체계를 확립하며, 재난의 예방·대비·
대응·복구와 그 밖의 안전관리에 필요한 사항을 규정하는 것을 목적으로 함 ㅇ ｢재난안전법｣은 재난관리를 위한 기본법 성격을 띠는 법령이지만 홍수방어와 관련된
구체적 규정은 포함하고 있지 않으며, 관련 계획인 국가안전관리기본계획, 시·도안전
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관리계획, 시·군·구안전관리계획과 함께 기능연속성계획, 재난대응활동계획 등 각종 예방·대비·대응·복구 관련 계획에 대한 규정을 포함하고 있음
4. 자연재해대책법 및 관련 계획
ㅇ ｢자연재해대책법｣에서는 풍수해 전반에 대한 정책을 규정하고 있으며, 하천 유량 증가 로 인해 발생하는 홍수방어와 관련해서는 ‘지구단위 홍수방어기준’이 있음
ㅇ 홍수, 호우로 발생하는 재해를 예방하기 위한 정책목표를 ‘강우량’ 값으로 제시하는
‘방재성능목표’에 대한 규정을 포함하고 있으며, 관련 계획으로는 풍수해 생활권 종합 계획, 자연재해저감 종합계획이 있음
5. 국토계획법 및 관련 계획
ㅇ ｢하천법｣과 ｢수자원법｣이 환경부로 이관되면서, 국토교통부에는 홍수방어기준 및 목표와 직접적인 관련이 있는 법령은 없음
ㅇ 다만 하천 주변 제내지의 재해취약성을 평가하여 도시계획에 반영하기 위해 2015년 6월 ｢국토계획법｣에 재해취약성 분석을 신설한 바 있으며, 관련 계획으로는 도시·군 관리계획이 있음
6. 시사점
ㅇ 물관리 일원화, ｢물관리기본법｣ 제정, 국가물관리기본계획의 수립 등 정부 물관리 조직 및 국가 최상위 법·계획의 전반적인 변화가 진행되고 있고, 국가물관리기본계획
에서도 하위 및 관련 법령과 계획의 개선 필요성에 대해 논의하고 있음
ㅇ 기후변화를 고려한 홍수방어기준 및 목표를 기본방향으로 설정하기 위해서는, 관련 법령·계획에 대한 검토, 세부기준을 결정하기 위한 정량화된 분석 및 방법론의 구체화, 효율적인 홍수방어계획을 수립하기 위한 계획 평가체계 구축이 필요함
Ⅲ. 국내 홍수피해비용 산정 연구사례
1. 간편법
ㅇ 1993년 건설부 하천시설기준에서, 농작물 피해액을 산정한 뒤 계수를 곱하여 다른 피해항목을 결정하는 방식인 간편법이 처음으로 사용되었음
ㅇ 간편법이 개발된 시기에는 국내 홍수피해의 상당 부분이 농업자산에 집중되었으며, 상세한 추정은 가용자료와 기술면에서 한계가 있었음
2. 개선법
ㅇ 2001년 하천정비사업을 대상으로 한 “치수사업 경제성 분석 개선방안 연구”가 수행되 면서, 침수면적을 변수로 하는 회귀식에 기반해 홍수피해를 산정하는 개선법이 제안됨 ㅇ 하천 범람 피해액에 가장 큰 영향을 미치는 요소로 강우량과 침수면적을 강조하면서,
이들의 상관관계를 도시 규모 및 유형에 따라 대도시, 중소도시, 전원도시, 농촌지역, 산간지역의 5개 유형으로 구분하여 분석함
3. 다차원법
ㅇ 대상 지역의 자산 규모 및 공간적 분포와 관련된, 각종 통계 및 공간자료를 지리정보시스 템을 이용하여 분석하는 다차원법이 2004년 개발되어 실무에 활용되고 있음 ㅇ 다차원법에서는 주거용지 면적을 기반으로 계산한 침수편입률을 사전 결정된 행정구역의
자산분석 결과와 곱해 실제 피해를 본 구역의 자산가치를 결정함
4. 객체기반법
ㅇ 최근에는 다차원법에서 제기되어 온 문제점을 개선하고자, 해상도가 높은 자산데이터 (인벤토리) 및 국내 실정의 손상함수를 활용한 객체기반법의 활용이 대두되고 있음
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ㅇ 객체기반법은 지역별 평균값을 사용해 개별 건물 및 자산의 공간특성을 무시하는 다차 원법에 비해, 공간데이터를 기반으로 고해상도의 공간단위 분석을 실시하기 때문에 실제 피해액과의 오차를 크게 감소시킬 수 있음
5. 시사점
ㅇ 현재 사용되고 있는 다차원법은 침수구역을 식별하고, 이 구역이 속한 행정구역의 평균 자산 데이터를 이용해 홍수피해액을 추정하고 있어, 개별 자산의 공간특성을 고려하지 않기 때문에 실제 피해액과의 오차가 큰 단점이 있음
ㅇ 객체기반법에서는 고해상도 데이터 기반 공간 단위 분석을 시행하므로 실제 피해액과의 오차를 감소시킬 수 있음
ㅇ 본 연구에서는 GIS 기반 공간데이터를 이용해 100m 격자 단위로 분석을 시행하여 홍수 침수피해액 산정의 신뢰성 및 정확성을 향상하고자 하였음
Ⅳ. 홍수위험지도 및 공간인벤토리 자료 구축
1. 홍수위험지도 개요
❏ 홍수위험지도 정의
ㅇ 비구조물 관련 홍수방어대책은 홍수방어 및 조절을 위한 시설물 축조 제외와 홍수피해를 제거하거나 경감시키기 위한 제반 활동을 의미하며, 홍수범위 및 피해 경감을 위한 포괄적 홍수관리라 할 수 있음
ㅇ 홍수위험지도는 과거 구조물 관련 대책에 집중됐던 우리나라 치수정책의 한계를 극복하기 위한 비구조물적 대책의 일환으로, 홍수 발생 이해와 그 영향 범위 파악에 가장 기초가 되는 정보를 제공하며, 홍수경감대책 수립, 홍수피해 사전 대비, 예방 및 복구 등 홍수관 리의 전 과정에 걸쳐 활용할 수 있음
ㅇ 홍수위험지도는 홍수방어계획 수립을 위한 구조물적·비구조물 관련 대책 수립 모두를 지원하는, 하천공간정보 기초자료 관리를 위한 특수목적지도로 볼 수 있음
❏ 우리나라 홍수위험지도 도입 배경과 작성 경위
ㅇ 도입 초기 지도는 ‘홍수지도’라 명명하였으나, 2007년 ｢하천법｣ 개정에 따른 최초 법제화 이후 ‘홍수위험지도’로 운용하고 있으며, 하천 범람으로 인한 침수범위 및 깊이 등 예측에 대한 중심에서 하천의 범람에 의한 홍수위험지도와, 설계 시 예상 강우량 초과로 인한 내수침수피해를 예측하는 내수침수위험지도를 모두 포함하고 있음
ㅇ 홍수위험지도의 현재 법적 정의는 ｢수자원법｣ 제7조에 따라 “홍수피해의 위험도를 예측 하는 지도”이며, ｢자연재해대책법｣ 제21조는 침수흔적도, 침수예상도, 재해정보지도를 재해지도로 정의하고 있음
❏ 우리나라 홍수위험지도 작성에 관한 기준
ㅇ 하천 범람으로 인한 홍수위험지도의 공간적 범위는 대상 하천과 그 지류에서 가상의 홍수로 발생할 수 있는 범람원을 모두 포함하는 구역이며, 내수침수위험지도의 공간적 범위는 해당 전체 배수구역에서 설계강우량을 초과하는 강우 발생, 외수위 상승, 펌프장 고장 등 가상의 상황으로 내수침수 피해가 발생할 수 있는 구역임
ㅇ 홍수로 인한 제내지의 가상 침수 상황을 모의로 실험하려면 먼저 범람 발생 조건을 가정해야 하며, 홍수시나리오는 유역조건, 홍수규모(내수의 경우 강우 규모), 홍수범람 (내수의 경우 내수침수) 등 세 가지로 구분함
2. 공간인벤토리 개요
❏ 공간인벤토리 구축을 위한 범위 및 방법
ㅇ 본 연구에서는 건설교통부(2001)와 한국개발연구원(2008) 방식을 따라 연평균 기대피 해액을 추정했으며, 객체기반법 및 GIS 기반 공간데이터를 적극적으로 활용하여 연평균 기대피해액 추정치 신뢰도 및 정확도를 높이도록 하였음
ㅇ 선행연구와 비교해 가장 큰 차별점은 피해액을 시·군·구 혹은 읍·면·동과 같은 행정구역 단위가 아닌, 100m2 크기(100m×100m)로 구획한 고해상도 공간단위별로 산정한 것과, 낙동강권역 468만여 곳의 모든 공간별로 연평균 기대피해액을 평가한 것임
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ㅇ 낙동강권역 지방하천 798곳의 자료를 50년, 80년, 100년, 200년 단위로 분석하였으며, 통계분석은 자료 확보가 가능한 2019년을 기준으로 함
❏ 피해항목별 홍수 침수피해액(연평균 기대피해액) 산정방법
ㅇ 1차 연도 연구에서 홍수피해는 데이터 구득 및 체계적인 산정방법 부재를 고려하여 피해 항목 4종류, 즉 주거자산, 농업자산, 산업자산, 인명을 중심으로 분석하였음 ㅇ 주거자산, 농업자산, 산업자산 등 일반자산은 지역별 자산 데이터를 구축하고, 이를
바탕으로 침수 발생 시 예상되는 연평균 피해액의 기댓값을 기반으로 하는 연평균 기대 피해액을 산정하였으며, 인명피해는 홍수 발생에 따른 침수면적을 예상하고 인명손실액 및 이재민 피해액이 그와 비례한다고 가정하여 추정하였음
ㅇ 낙동강권역 지방하천의 홍수위험지도 4개의 빈도를 활용하여 제공되지 않는 빈도에 대한 침수피해액 내삽으로 편차 발생을 최소화하였고, 각 항목별 피해액의 합인 총 피해액에 연간 생기확률을 곱하여 연 기대피해액을 산정하였음
Ⅴ. 시범지역 침수위험분석 및 홍수위험평가
1. 시범지역(낙동강권역 개요)
ㅇ ‘2020년 재해연보’에 따르면, 낙동강 유역의 10년간(2011~2020년) 총 홍수피해액은 약 1조 7,922억 1백만 원으로, 동일 기간 전체 홍수피해액 4조 3,757억 84백만 원의 약 41%를 차지하고 있고, 이는 태풍의 영향이 잦을 뿐만 아니라 일반자산 및 인구가 많아 홍수 발생에 따른 침수피해 규모가 크기 때문인 것으로 해석됨
ㅇ 중권역별 홍수피해액(2001~2019년)을 살펴보면, 낙동강 본류 상류지역에 비해 하류지역 (남강댐, 남강, 낙동밀양, 낙동강하구언)의 피해가 큰 것으로 분석되며, 기타 수계 (낙동강 남해, 수영강, 거제도)의 피해액이 높은 것으로 파악됨
ㅇ 낙동강권역의 기상청 관할 기상관측소 23곳의 강수량 특성 및 변동성을 분석한 결과, 1976~2020년(총 45년) 부산지역의 연간 강수량과 1일 최대강수량은 대체로 증가하는 경향을 보임
2. 연평균 기대피해액 분석결과
❏ 시범지역 대상 연평균 기대피해액 산정 분석
ㅇ 연평균 기대피해액의 확률분포함수는 긴 꼬리(long-tail)를 가진 비대칭 분포함수로 분석되었는데, 이는 대부분의 피해수준이 낮게 예상된 가운데, 소수의 침수위험지역에 피해가 집중된 것으로 해석할 수 있음
ㅇ 낙동강권역의 홍수위험지역별 예상 피해 규모는 매우 불균등하게 분포되어 있으며, 이는 일률적으로 설정된 하천등급 기반의 하천홍수방어 전략을 침수피해에 따라 차별화 해야 할 필요성을 시사함
ㅇ 주거자산, 농업자산, 산업자산, 인명피해 중 주거자산 피해가 60%로 가장 높았으며, 다른 항목 대비 산업자산 피해의 비중이 상당히 작은 것은 연구를 지방하천 중심으로 진행했기 때문으로 판단됨
❏ 하천별 연평균 기대피해액 분석
ㅇ 낙동강권역에 있는 지방하천 중심으로 연평균 기대피해액을 추산한 결과, 해반천(131 억 원), 다방천(107억 원), 북천(105억 원), 주천강(92억 원), 상남천(69억 원)에서 가장 큰 것으로 나타남
ㅇ 상기 상위 5개 하천은 대규모 피해 예상에도 불구하고 홍수방어목표는 30~100년 빈도의 매우 낮은 수준으로 설정되었으며, 이는 향후 홍수 발생 시 대규모의 침수피해 발생 가능성을 시사함
❏ 홍수방어목표와 홍수피해액 간의 관계
ㅇ 홍수 침수피해액과 홍수방어목표 간 상관관계는 나타나지 않으며, 오히려 대규모 피해가 예상되는 하천의 홍수방어목표가 50년 빈도의 매우 낮은 수준으로 설정되어 있는 경우도 상당수 발견됨
ㅇ 반면 기대피해액이 매우 낮은 수준임에도 불구하고 80년 혹은 100년 빈도로 설정된 하천들 역시 발견되었음
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ㅇ 대규모 침수피해가 예측된 하천의 경우 홍수방어목표를 상향 조절하고, 반대로 매우 낮은 수준의 침수피해가 예측된 하천의 경우 홍수방어목표를 하향 조절해, 한정된 홍수 방어 예산을 효율적으로 사용할 필요가 있으며, 이것이 홍수피해 취약 지점에 대한 홍수방어기준의 개선방향이라고 할 수 있음
❏ 민감도분석
ㅇ 한국건설기술연구원(2019)에서 제안한 피해함수를 활용해 결과에 대한 민감도분석을 시행하였으며, 피해함수 가정에 따라 피해 추정액이 달라질 수 있지만 하천 간 홍수방어 목표의 우선순위는 크게 변하지 않을 것으로 판단됨
Ⅵ. 홍수피해액평가 분석 및 방어제도 정비
1. 홍수 침수피해액 평가
ㅇ 연구 분석을 통해 현재 국내 하천별 홍수방어목표는 하천별 기대피해액과 비례하지 않으며, 홍수 발생 시 대규모의 침수피해 발생 가능성이 존재하는 것으로 확인되었음 ㅇ 또한 정밀한 영향평가를 통해 하천별 기대침수피해액 추정의 정확도를 높이고, 이와
연계된 정량적 홍수방어목표를 제안할 필요가 있음
ㅇ 공공시설, 차량피해, 간접피해 등에 대한 분석은 추후 분석으로 남겨두었으며, 하천별 홍수방어목표를 정량적으로 제시하기보다, 피해액 분석을 통해 대규모 침수피해 예상 하천의 홍수방어목표 상향 및 취약 하천을 우선순위에 둘 것을 제안하였음
2. 홍수방어기준 관련 제도·계획·대책 정비
❏ 홍수방어 관련 법령 및 계획 정비
ㅇ 하천기본계획의 치수종합계획에서 치수목표나 기본방향 설정에 있어 기후변화, 사회·
경제적 중요도, 홍수 취약성 고려가 미흡하여 개정이 필요함을 알 수 있음
ㅇ 하천기본계획의 홍수방어계획에서 계획규모를 초과하는 홍수 발생 가능성을 고려하는 동시에, 사회·경제적 중요성에 대한 정량적 분석을 통해 설계홍수를 추산하여 홍수 피해를 최소화할 것을 제안함
ㅇ 하천기본계획의 종합치수대책에서 기후변화를 고려하여 하천 중요도를 결정하고, 홍수재해 피해액 추정을 통한 홍수 취약성 분석내용이 추가되어야 할 것으로 판단됨 ㅇ ｢하천법｣ 및 ｢수자원법｣에 기후변화를 고려한 홍수방어기준 및 목표에 대한 구체적인
법률조항 및 계획이 포함되어야 할 것으로 판단됨
❏ 홍수방어목표 설정 변화
ㅇ 기후변화에 따른 극치수문사상의 강도 및 빈도 증가와 설계빈도를 넘어서는 집중호우로 하천 범람과 도시침수로 인한 홍수피해의 규모가 증가하고 있으며, 이러한 피해를 줄이기 위해 취약성 분석과 함께 피해를 가시적으로 정량화한 분석이 필요함
ㅇ 홍수방어 설계빈도를 결정할 때, 정량적 홍수분석을 통해 홍수피해액을 추정하고 홍수 취약성 및 피해잠재력을 정하여, 그에 맞추어 계획 규모를 선택함으로써, 홍수방어목표 결정에 정당성을 부여하고 우선순위를 둘 수 있도록 함
ㅇ 홍수 취약성 분석을 통해 사회·경제적 피해 규모가 상당히 큰 지역은 설계빈도를 높여 홍수방어를 강화하는 한편, 주변 지역이 자연녹지나 농업지역일 경우 자연환경이 침해 되지 않는 범위에서 설계빈도를 낮추어 방어 대신 적응대책을 설정함
❏ 홍수방어기준 개선을 위한 기본전략
ㅇ ｢수자원법｣ 및 ｢수자원법 시행령｣ 개선으로 하천 주변의 사회·경제적 변화, 기후변화를 고려한 권역별 홍수위험지도를 10년마다 재작성하여, 지도를 보완하고 정보의 신뢰성을 높일 필요가 있을 것으로 판단됨
ㅇ ｢수자원법｣ 제7조의2(홍수피해액지도 작성)를 추가하여 홍수방어목표 및 기준 개선을 위한 홍수피해액지도 작성의 법적 근거를 마련할 필요가 있을 것으로 사료됨
요 약 ∣ xiii
❏ 계획의 홍수방어목표 평가체계 구축 필요성
ㅇ 국가물관리기본계획 전략에 정량적 홍수위험 분석과 평가를 추가하여 차등화된 방어 목표 설정의 근거를 마련하고, 홍수방어평가 제시와 실행력 제고를 위한 이행 평가체계 내용 추가로 평가 결과의 심의·의결을 시행할 수 있는 기반을 마련함
ㅇ ｢수자원법｣ 제18조(하천유역수자원계획)의 정량적 홍수위험 분석 추가를 통한 평가 체계 구축과 홍수 침수피해액 분석 기반의 차등화 된 홍수방어기준 수립 관련 내용 추가로 치수계획의 개선방향을 확인할 수 있음
Ⅶ. 결론 및 2차 연도 계획
ㅇ 본 연구는 홍수방어 부문의 기후변화 적응대책으로, 정량적 홍수위험분석을 통한 연평균 기대피해액 산정, 하천별·지역별 홍수방어목표의 차등화 기준 마련에 대하여 경제적으로 평가하였음
ㅇ 홍수위험지도와 공간인벤토리를 활용하여 홍수 침수피해액을 산정하였으며, 민감도 분 석과 더불어 대규모 침수피해가 예상되는 지역의 우선순위 선정과 홍수방어목표 상향의 필요성을 제시하였음
ㅇ ｢하천법｣과 ｢수자원법｣에서 기후변화를 고려하여 계획을 수립할 것을 제안하였고, 홍수 방어 설계빈도에서 홍수 취약성을 고려한 하천등급 설정과 필요 시 설계빈도 상향을 강조하며, 관련 계획인 국가물관리기본계획, 하천기본계획 등에 홍수방어기준 개선 및 평가체계 구축 기반 정립을 모색하였음
ㅇ 추후 연구에서는 다양한 기후변화와 사회·경제 발전 시나리오를 활용한 홍수위험평가 및 잠재홍수위험 우선순위 분석을 시행할 예정이며, 해외 주요국의 홍수방어기준 및 관련 부처체계에 대한 구체적 조사로 국내 홍수방어 시스템 개선 방향을 검토하고, 홍수방어를 효과적으로 이행하기 위한 절차를 마련할 예정임
주제어: 차등적 홍수방어목표, 연평균 기대피해액, 홍수방어기준 개선, 정량적 홍수위험 분석, 기후변화를 고려한 홍수방어계획
✥ 차 례 ✥
요 약 ···ⅰ
제1장 서 론 ···1
1. 기후변화와 홍수재해 ···1
2. 연구의 필요성 및 목적 ···7
3. 연구내용 및 범위 ···12
4. 연구 관련 개념 정의 ···14
제2장 국내 홍수방어법령 및 계획 ···18
1. 물관리기본법 및 국가물관리기본계획 ···18
2. 하천법·수자원법 및 관련 계획 ···20
3. 재난 및 안전관리 기본법 및 관련 계획 ···27
4. 자연재해대책법 및 관련 계획 ···28
5. 국토계획법 및 관련 계획 ···31
6. 시사점 ···32
제3장 국내 홍수피해비용 산정 연구사례 ···33
1. 간편법 ···33
2. 개선법 ···35
3. 다차원법 ···37
4. 객체기반법 ···39
5. 시사점 ···44
2. 공간인벤토리 개요 ···60
제5장 시범지역 침수위험분석 및 홍수위험평가 ···73
1. 시범지역(낙동강권역 개요) ···73
2. 연평균 기대피해액 분석결과 ···80
제6장 홍수피해액평가 분석 및 방어제도 정비 ···92
1. 홍수 침수피해액 평가 ···92
2. 홍수방어기준 관련 제도·계획·대책 정비 ···94
제7장 결론 및 2차 연도 계획 ···105
참고문헌 ···109
Executive Summary ···115
✥ 표 차 례 ✥
<표 1-1> 한반도 평균 강수량 및 강수일수 변화 전망 ···2
<표 1-2> 한반도 강수 극한기후지수 변화 전망 ···3
<표 1-3> 호우 및 태풍 주의보, 경보 현황(2010~2020년) ···3
<표 1-4> 연차별 주요 연구내용 ···14
<표 1-5> 홍수방어 관련 주요 용어 ···16
<표 2-1> ｢물관리기본법｣ 홍수방어 관련 주요 조문 ···19
<표 2-2> 뺷국가물관리기본계획뺸의 치수분야 전략에서의 홍수방어 관련 추진과제 ···20
<표 2-3> ｢하천법｣의 관련 계획 ···21
<표 2-4> ｢수자원법｣ 제정(개정) 이유 ···21
<표 2-5> ｢수자원법｣의 관련 계획 ···21
<표 2-6> 뺷하천기본계획뺸의 하천 홍수방어 관련 규정 ···23
<표 2-7> 하천의 계획규모 ···24
<표 2-8> 하천의 홍수방어등급 ···24
<표 2-9> ｢물관리기본법｣의 물관리 관련 계획 수립 및 변경 ···26
<표 2-10> 뺷지역수자원관리계획뺸 관련 ｢수자원법｣ 주요 내용 ···26
<표 2-11> 뺷특정하천유역치수계획뺸 관련 ｢수자원법｣ 주요 내용 ···27
<표 2-12> ｢재난안전법｣의 주요 관련 계획 ···28
<표 2-13> ｢자연재해대책법｣의 홍수방어 관련 규정 ···29
<표 2-14> ｢국토계획법｣의 홍수방어 관련 규정 ···31
<표 2-15> 뺷도시·군 기본계획뺸 및 뺷도시·군 관리계획뺸의 홍수방어 관련 규정 ···32
<표 3-1> 간편법에서의 홍수피해 추정방법 요약 ···35
<표 3-2> 개선법을 적용한 도시유형별 피해액 산출식 ···36
<표 3-3> 개선법에서의 기타 피해액 산정방법 ···37
<표 3-4> 다차원법에서의 자산가치분석 및 피해액 추정방법 ···38
<표 3-5> 공공시설물 피해계수 ···39
<표 4-1> 비구조물적 대책 ···46
<표 4-2> 홍수위험지도의 법적 근거 ···49
<표 4-3> ｢수자원법｣ 및 ｢수자원법 시행령｣의 홍수위험지도 관련 규정 ···50
<표 4-4> ｢자연재해대책법｣의 재해지도 관련 규정 ···51
<표 4-5> 홍수위험지도 작성현황 ···53
<표 4-6> 홍수위험지도 작성지침 연혁 ···53
<표 4-7> 외수와 내수 홍수위험지도 작성단계별 비교 ···54
<표 4-8> 1차원 부등류해석을 통한 홍수범람분석 ···57
<표 4-9> 홍수피해액 산정방법 비교 ···61
<표 4-10> 침수심별 건축물 및 건물내용물 피해율 ···64
<표 4-11> 시도별 세대당 가재자산액 ···65
<표 4-12> 주요 농작물별 생산비 ···67
<표 4-13> 침수심별 농작물 피해율 ···67
<표 4-14> 5개 지자체별 산업자산 가치 ···68
<표 4-15> 침수심별 산업자산 피해율 ···69
<표 4-16> 침수면적당 손실 인명수 ···69
<표 4-17> 1인당 손실 평균비용 ···70
<표 4-18> 침수면적당 이재민 수 ···70
<표 4-19> 일평균 소득 ···71
<표 5-1> 낙동강 대권역 특성 ···73
<표 5-2> 6개 권역별 최근 10년간(2010~2019년) 홍수피해액 ···75
<표 5-3> 6개 권역별 최근 5개년(2015~2019년) 평균 강수량 및 강수일수 ···77
<표 5-4> 낙동강 유역 내 기상관측소의 강수량 특성 변화(1976~2020년) ···79
<표 5-5> 연평균 기대피해액 상위 5개 하천 ···83
<표 5-6> 민감도분석을 위한 침수심별 건축물 및 건물내용물 피해율 ···90
<표 5-7> 민감도분석을 위한 연간 기대피해액 상위 5개 하천 ···91
<표 6-1> 민감도분석에 대한 하천별·피해항목별 연평균 기대피해액 비교 ···93
<표 6-2> 뺷하천기본계획뺸 치수종합계획 개선방향 ···95
<표 6-3> 『하천기본계획』 홍수방어계획 개선방향 ···96
<표 6-4> ｢자연재해대책법｣에서의 기후변화 관련 규정 ···97
<표 6-5> 기후변화를 고려한 ｢하천법｣ 홍수방어 관련 법령 개선방향 ···97
<표 6-6> 기후변화를 고려한 ｢수자원법｣ 홍수방어 관련 법령 개선방향 ···98
<표 6-7> 홍수 취약성을 고려한 하천의 홍수방어 설계빈도 ···99
<표 6-8> ｢수자원법｣ 및 ｢수자원법 시행령｣ 홍수위험지도 작성에 대한 개선방향 ···101
<표 6-9> ｢수자원법｣ 홍수피해액지도 작성 관련 추가사항 ···102
<표 6-10> 뺷국가물관리기본계획뺸 전략 3 내용 개선방향 ···103
<표 6-11> ｢수자원법｣ 정량적 홍수위험분석 및 평가계획 개선방향 ···104
<그림 1-1> 1986~2005년 대비 2081~2100년 평균 강수량 변화 ···2
<그림 1-2> 호우와 태풍의 경향 분석 결과 ···4
<그림 1-3> 1시간 최대 50mm 이상 및 1일 최대 300mm 이상 집중호우 발생 횟수 ···5
<그림 1-4> 최근 10년간(2011~2020년) 호우 및 태풍으로 인한 인명피해 현황(a) 및
피해액 현황(b) ···6
<그림 1-5> 수자원 및 물재해 관련 계획 ···9
<그림 1-6> 부처별 물재해 정책기능 ···10
<그림 1-7> 1959~2022년 홍수기록 및 법·계획 ···11
<그림 1-8> 정량적 홍수위험분석 절차 ···15
<그림 1-9> 연구 수행체계 ···17
<그림 2-1> ｢물관리기본법｣ 제정 이후 물 관련 주요 계획의 현행 체계 ···22
<그림 4-1> 홍수방어에 대한 비구조물적 대책 특징 ···47
<그림 4-2> 홍수위험지도 외수 작성절차(a) 및 내수 작성절차(b) ···55
<그림 4-3> 홍수규모 시나리오 설정기준 ···56
<그림 4-4> FLUMEN 모형을 이용한 홍수범람해석 절차 ···58
<그림 4-5> 내수침수분석 절차 ···59
<그림 4-6> 홍수위험지도 도면 구성 ···59
<그림 4-7> 피해항목 및 주요 데이터 ···63
<그림 4-8> 팜맵 예시(경상남도 김해시 한림면 일대) ···66
<그림 5-1> 낙동강 유역도(a) 및 행정구역(b) ···74
<그림 5-2> 낙동강 유역의 연도별 홍수피해액 ···76
<그림 5-3> 낙동강 중권역별 홍수피해액 ···77
<그림 5-4> 부산 기상관측소의 연도별 총 강수량(a) 및 연간 1일 최대강수량(b) ···78
<그림 5-5> 낙동강권역 홍수피해액지도(연평균 기대피해액)와 홍수위험지도(200년 빈도) 비교 ·· 80
<그림 5-6> 격자별 연평균 기대피해액 확률분포함수 ···81
<그림 5-7> 피해항목별 연평균 기대피해액 대비 비중 ···82
<그림 5-8> 해반천 연평균 기대피해액지도(홍수피해액지도) ···84
<그림 5-9> 다방천 연평균 기대피해액지도(홍수피해액지도) ···85
<그림 5-10> 북천 연평균 기대피해액지도(홍수피해액지도) ···86
<그림 5-11> 주천강과 상남천 연평균 기대피해액지도(홍수피해액지도) ···87
<그림 5-12> 하천별 연평균 기대피해액과 홍수방어목표 간 관계 ···88
제1장 서 론 ∣ 1
제1장 서 론
1. 기후변화와 홍수재해
인간의 다양한 활동과 화산 폭발, 가뭄에 의한 화재 등으로 전 지구적 기후변화가 지속해서 발생하고 있으며, 최근에는 기후위기로 불릴 정도의 심각한 현상이 지구 곳곳에 벌어지고 있다.
기상청 보고서(2015)1)에 따르면, 평가한 모든 배출 시나리오에서 지구 표면 온도는 21세기 전반에 걸쳐 상승할 것으로 전망하고 있고, 다수 지역에서 폭염뿐만 아니라 극한강수현상의 발생빈도, 지속기간, 강도 또한 증가할 가능성이 매우 크다고 한다.
강수량의 변화는 일정하지 않으나, RCP8.5 시나리오에서는 고위도 및 적도 부근 태평양, 중위도 습윤 지역의 연평균 강수량은 증가할 가능성이 큰 반면, 중위도 및 아열대 건조 지역의 연평균 강수량은 대체로 감소할 가능성이 크다고 전망하고 있다(기상청, 2015). <그림 1-1>의 RCP2.6 시나리오(왼쪽)와 RCP8.5 시나리오(오른쪽)에 따른 평균 강수량 변화를 살펴보면, 21세기 후반 다수 지역의 강수량이 많아지는 것을 확인할 수 있다(기상청, 2015).
또한 기후변화에 따른 한반도 기온변화는 21세기 후기(2081~2100년)의 온실가스 배출량에 따라, 1995~2014년 대비 2.6(SSP1~2.6)~7.0℃(SSP5~8.5) 상승할 것으로 전망되고 있다(국립 기상과학원, 2021).2) 이는 과거(1912~2008년) 100년간 평균 1.7℃ 기온 상승과 비교하면 매우 높은 증가율로, 더 많은 기후변화가 발생하리라는 것을 간접적으로 예측할 수 있다(국립 기상연구소, 2009).3)
1) 기상청(2015), p.10.
2) 국립기상과학원(2021).
3) 국립기상연구소(2009).
자료: 기상청(2015), p.10.
<그림 1-1> 1986~2005년 대비 2081~2100년 평균 강수량 변화
기온변화와 함께 강수량은 <표 1-1>과 같이 온실가스 배출 정도에 따라 현재 대비 3~14%
증가할 것으로 전망되었으며, 미래 전기(2021~2040년)보다 후기(2081~2100년)에 증가 폭 이 클 것으로 보인다(국립기상과학원, 2021).
강수
현재 (1995~
2014년)
미래 전기 (2021~2040년)
미래 중기 (2041~2060년)
미래 후기 (2081~2100년) SSP1-2.6 SSP5-8.5 SSP1-2.6 SSP5-8.5 SSP1-2.6 SSP5-8.5 강수량
(mm) 1195.2 1183.4 (-11.8)
1163.6 (-31.6)
1231.1 (+35.9)
1240.7 (+45.5)
1233.4 (+38.2)
1370.5 (+175.3) 강수일수
(일) 123.8 121.1 (-2.7)
121.2 (-2.6)
122.1 (-1.7)
120.4 (-3.4)
120.6 (-3.2)
116.4 (-7.4) 주: 괄호 안의 숫자는 현재 대비 미래의 변화폭을 의미함.
자료: 국립환경과학원(2021), p.16.
<표 1-1> 한반도 평균 강수량 및 강수일수 변화 전망
평균 강수량은 미래 전기에 감소할 전망임에도 불구하고, 최근 자주 문제시되는 극한강수는 1일 기준 최소 +3.4에서 +31.0까지, 5일 기준 +4.3에서 +41.0까지 증가하는 것으로 나타났다.
특히 극한강수량뿐만 아니라 강수일수도 증가함에 따라, 홍수 등으로 인한 재해 피해가 지속해서 증가할 것으로 예측할 수 있다.
제1장 서 론 ∣ 3
극한기후 지수
현재 (1995~
2014년)
미래 전반기 (2021~2040년)
미래 중반기 (2041~2060년)
미래 후반기 (2081~2100년) SSP1~2.6 SSP5~8.5 SSP1~2.6 SSP5~8.5 SSP1~2.6 SSP5~8.5 1일 최대
강수량 (mm) 127.96 131.0 (+3.4)
131.8 (+4.2)
134.6 (+7.0)
140.3 (+12.7)
133.9 (+6.3)
158.6 (+31.0) 5일 최대
강수량 (mm) 210.5 214.8 (+4.3)
216.6 (+6.1)
221.0 (+10.5)
227.3 (+16.8)
220.4 (+9.9)
251.5 (+41.0) 99퍼센타일
강수일 수 (일) 1.4 1.5 (+0.1)
1.5 (+0.1)
1.5 (+0.1)
1.7 (+0.3)
1.6 (+0.2)
1.9 (+0.5) 95퍼센타일
강수일 수 (일) 6.6 6.7 (+0.1)
6.7 (+0.1)
6.9 (+0.3)
7.2 (+0.6)
7.2 (+0.6)
8.5 (+1.9) 주: 괄호 안의 숫자는 현재 대비 미래의 변화폭을 의미함.
자료: 국립환경과학원(2021), p.21.
<표 1-2> 한반도 강수 극한기후지수 변화 전망
기후변화에 따른 강우의 변화 전망값 이외에 최근 11년(2010~2020년)간 호우 및 태풍에 의한 주의보(재해가 일어날 우려) 및 경보(중대한 재해가 일어날 우려) 상황을 파악해 보면
<표 1-3>과 같다. 호우의 경우 주의보 횟수가 경보보다 많다는 것을 알 수 있었으며, 2017년 이후 점차 증가하고 있다. 태풍의 경우 주의보와 경보의 횟수가 유사함을 확인할 수 있고, 2018년 이후 주의보 및 경보의 횟수가 급격하게 증가한 것으로 조사되었다.
(단위: 회) 구분
(년)
호우 태풍
주의보 경보 소계 주의보 경보 소계
2010 483 118 601 43 41 84
2011 503 158 661 16 15 31
2012 345 113 458 53 32 85
2013 338 109 447 17 9 26
2014 268 97 365 21 19 40
2015 200 64 264 8 7 15
2016 267 91 358 19 15 34
2017 374 102 476 8 5 13
2018 427 170 597 72 58 130
2019 396 130 526 44 68 112
2020 507 173 680 86 63 149
합계 4,108 1,325 5,433 387 332 719
자료: 기상청 기상자료개방포털, “기상특보”, 검색일: 2022.4.15.
<표 1-3> 호우 및 태풍 주의보, 경보 현황(2010~2020년)
또한 2017년 이전과 이후 집중호우 및 태풍의 횟수, 경향이 달라지고 있음을 <그림 1-2>를 통해 확인할 수 있다. 특히 2018년 이후부터 집중호우를 비롯해 태풍으로 인한 호우도 동시에 증가하고 있어, 홍수 발생 가능성이 커지고 있음을 파악할 수 있다.
(단위: 회)
자료: 행정안전부(2021)를 토대로 저자 작성.
<그림 1-2> 호우와 태풍의 경향 분석 결과
<그림 1-3>은 전국 기상청 76곳에서 측정한 1시간 최대 50mm 이상 및 1일 최대 300mm 이상 집중호우 발생 횟수를 보여주고 있다. 최근으로 올수록 집중호우의 발생 횟수가 증가하는 추세가 나타나고 있으며, 이는 홍수 발생 가능성이 커지고 있음을 뜻한다. 이런 추세와 함께 기후변화로 인한 매우 강한 국지성 집중호우로 홍수 피해가 많아지고 피해 규모가 커질 수 있음을 예상할 수 있다.
제1장 서 론 ∣ 5
(단위: 회)
자료: 감사원(2015), p.4.
<그림 1-3> 1시간 최대 50mm 이상 및 1일 최대 300mm 이상 집중호우 발생 횟수
호우 증가 및 기후변화로 인한 이상기후의 영향으로, 2020년 여름에는 1973년 전국 단위 기상 관측 이래 가장 긴 총 54일(중부지방 기준, 6월 24일~8월 16일)의 장마가 기록되었지만, 금년도 장마는 17일(7월 3일~7월 19일)로, 중부지방 기준 역대 세 번째로 짧은 장마(1973년 6일간, 2018년 16일간)로 기록되었다. 역대 가장 긴 장마로 기록된 2020년에는 안성, 연천, 철원, 화천, 천안, 아산, 남원, 구례 등 전국에 걸쳐 심각한 홍수피해가 발생해, 8월에만 총 3차례에 걸쳐 38개 시군구, 36개 읍면동이 집중호우 특별재난지역으로 선포되었다. 한탄강, 섬진강, 금강, 낙동강 등에서 하천 범람으로 인한 침수피해가 발생하였으며, 하천의 설계빈도인 100년 빈도를 초과하는 호우가 관측되었고, 일부 지역에서는 500년 빈도를 초과하는 강우가 기록되었다. 또한 부산, 천안, 아산, 광주 등 도시지역에서는 하수관거와 빗물펌프장의 설계빈 도를 초과하는 집중호우로 인해 침수피해가 발생하였다.
(a)
(b)
주: 각 당해 연도 가격 기준.
자료: 행정안전부(2021), pp.226-227.
<그림 1-4> 최근 10년간(2011~2020년) 호우 및 태풍으로 인한 인명피해 현황(a) 및 피해액 현황(b)
우리나라에서 발생한 주요 홍수피해와 기상상황을 살펴보면, 최근 10년 동안 호우로 인한 인명피해(사망, 실종)는 139명, 태풍으로 인한 피해까지 포함 시 182명이며, <그림 1-4>와 같이 2011년과 2020년에 인명피해가 많았음을 확인할 수 있다. 2011년 호우로 인해 5,276억 원, 태풍피해 포함 시 7,459억 원, 2020년 호우로 인해 1조 952억 원, 태풍피해 포함 시
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1조 3,177억 원의 피해가 발생해, 2011~2020년 중 가장 큰 피해가 집계되었다. 2020년 총 피해액은 2011년 대비 증가하였지만, 인명피해는 감소하였다. 2011년부터 2020년까지 총 피해액은 호우피해가 2조 1,557억 원, 태풍 포함 시 4조 1,126억 원으로 집계되어 홍수로 인한 피해가 지속됨을 확인할 수 있다.
2. 연구의 필요성 및 목적
국내 하천홍수방어목표는 하천등급(국가하천 혹은 지방하천) 혹은 구간 내 중요도(주요구간 혹은 기타구간)를 기준으로 나누어져 있다. 국가하천의 주요구간은 200년 빈도 이상, 기타구 간은 100~200년 빈도로 설정되어 있으며, 지방하천의 주요구간은 100~200년, 기타구간은 50~200년 빈도로 설정되어 있다. 이러한 기준은 엄밀한 정량평가보다 정성평가를 기반으로 한 것이며, 실제 홍수 발생 시 예상되는 침수피해보다 물리적 취약성에 바탕을 둔 것이다.
홍수방어의 최종 목적이 지역사회 침수피해의 사전 방지라는 점을 고려할 때, 홍수방어목표 설정 시 주변 여건을 고려한 피해 저감에 초점을 맞추고, 정량적 영향평가를 기반으로 할 필요가 있다.
예컨대 범람 빈도가 낮아 물리적인 취약성이 낮은 하천이라도, 범람 시 대규모의 인명, 건축물, 농작물 피해가 예상되는 도시지역이나 대규모 경작지역이라면 높은 홍수방어목표를, 반대로 범람 빈도가 높아 물리적인 취약성이 높은 하천이라도 하천 범람 시 일시적이고 낮은 수준의 피해가 예상되는 산지, 호수와 같은 지역이라면 낮은 홍수방어목표를 설정할 수 있다. 이와 같이 홍수피해 규모를 기준으로 한 정량적 평가 기반의 홍수방어목표 설정은 이미 독일, 네덜 란드, 미국과 같은 국가에서 시행하고 있다.
최근 물관리 일원화에 따른 정부조직 개편(2018.6), ｢물관리기본법｣ 시행(2019.6), 국가물 관리위원회 출범(2019.8), 제1차 국가물관리기본계획 공고(2021.6) 등 물 관련 정부 조직, 법령, 계획 등이 전반적으로 변화하고 있다. 특히 ｢물관리기본법｣ 제27조에 의거, 분야별 물관리 계획을 아우르는 국가 최상위 계획인 제1차 국가물관리기본계획(2021-2030)이 발표되었고, 이에 따라 2019년 기준 7개 부처, 29개 법률에 존재하는 약 97개의 물 관련 계획4)도 정비할
4) 환경부(2021a), p.25.
예정이다. 국가물관리기본계획의 6대 분야별 추진전략에서 물재해 안전 체계 구축을 위한 여러 전략을 제시하며, 기후변화에 따른 홍수대응체계 구축 및 방어기준 강화를 명시하고 있다.
국가물관리기본계획의 분야별 전략 과제를 살펴보면, 6개 전략 중 하나로 물재해 안전체계 구축에 대한 전략을 제시하여 물재해, 특히 기후변화에 따른 홍수 대응체계 및 침수 관리체계 강화의 필요성을 강조하고 있다. 구체적인 하천유역 홍수방어 계획을 위해, ｢하천법｣에 의거해
유역종합치수계획의 하위계획 하천기본계획을 수립 중이다. 현재 환경부에서는 유역종합 치수계획의 전체적 개선 및 보완을 위해, 하천유역수자원관리계획 수립 사업을 진행하고 있다.
또한 ｢하천법｣, ｢수자원의 조사·계획 및 관리에 관한 법률｣(이하, 수자원법), ｢자연재해대책법｣,
｢재난 및 안전관리 기본법｣(이하, 재난안전법), ｢댐건설·관리 및 주변지역지원 등에 관한 법률 시행령｣(이하, 댐건설법) 등 10개 법률에 기반하여 약 30개의 물재해 대응 계획을 수립하고 있다. 이와 더불어 홍수방어 체계 구축을 위한 홍수위험지도 제작, 강우레이더 도입, 홍수특보 체계 고도화 등 홍수 조절 능력 제고를 위한 사업을 지속적으로 추진 중이다. 이는 기후변화와 미래 불확실성을 고려하고, 피해 규모 및 정도 등에 대한 분석을 통해 선택과 집중 원리에 따른 홍수관리를 실현하기 위함이다.
국가물관리기본계획이 발표되기 전에는 ｢하천법｣ 제23조에 근거한 수자원장기종합계획 이 수자원 이용·보전·개발을 위한 국가 최상위 계획으로, 여기에 따라 홍수재해 방지 등 수자원 관리를 위한 종합적 방향과 전략을 제시하였다. 제4차 수자원장기종합계획에서는 이를 수정 하여 2016~2020년 한강, 금강, 낙동강, 영상강, 섬진강 등의 대권역을 중심으로, 안정적 물공급, 홍수방어를 위한 국토 기반 구축, 친수환경 조성 등의 추진 전략을 제시하였다. 수자원 관리 계획에 대한 체계는 국가물관리기본계획을 상위계획으로, 댐건설장기계획, 유역종합치수 계획, 지하수관리기본계획, 수도정비기본계획, 수문조사기본계획을 기반으로 하고 있다.
제1장 서 론 ∣ 9
자료: 최승안 외(2021), p.110의 내용을 토대로 저자 재구성.
<그림 1-5> 수자원 및 물재해 관련 계획
우리나라 홍수방어 법령 및 계획 관련 정책 기능은 주로 환경부, 행정안전부, 국토교통부에서 담당하고 있다. 물관리 일원화 이후 ｢하천법｣과 ｢수자원법｣이 환경부로 이관되었고, 환경부에 서는 ｢하천법｣에 의거한 하천기본계획 및 ｢수자원법｣의 하천유역수자원관리계획에 기초 하여 홍수방어 및 치수계획을 수립하고 있다. 또한 환경부의 소관 법령으로 ｢물관리기본법｣이 수립되어, 이를 토대로 국가물관리기본계획, 유역물관리종합계획을 세우고 홍수와 같은 물재해 경감과 물관리 취약성 대응방안을 마련하고 있다.
｢재난안전법｣과 ｢자연재해대책법｣은 행정안전부 소관의 법령으로, 국가와 지방자치단체의 재난 및 안전관리체계를 확립하거나 지구 단위 홍수방어기준을 수립하여, 상습 침수지역 또는 홍수피해 예상 지역 등에 대해 물재해 경감을 위한 규정과 목표를 제시하고 있다. ｢국토의 계획 및 이용에 관한 법률｣(이하, 국토계획법)은 국토교통부 소관의 법령으로, 홍수방어기준과 관련해 직접적인 법령은 없지만, 하천 주변 제내지 재해 취약성 분석 및 평가를 반영한 도시계획 수립 규정을 포함하고 있다.
주: 각 법에 대한 조문사항 및 주요 내용을 다른 색으로 구분.
자료: 저자 작성.
<그림 1-6> 부처별 물재해 정책기능
우리나라 물재해 관련 주요 법령 및 계획은 수년 간의 홍수피해, 수자원 관리의 요구로 인해 제정·개선되었다. 1961년 ｢하천법｣ 제정을 시작으로, 1967년 ｢풍수해대책법｣이, 2017년
｢수자원법｣이 제정되었다. 이후 2018년 물관리 일원화와 함께 2022년에는 하천관리 일원화를 달성하여, 물관리 관련 제도와 대책은 지속해서 수립되고 있다.
하지만 물재해, 특히 홍수 관련 법과 계획이 계속 제정·수정됨에도 불구하고 홍수피해는 계속해서 발생하며, 그 피해 규모도 작지 않음을 확인할 수 있다. 1972년에 태풍 ‘베티’로 인해 1925년 이후 가장 큰 홍수가 발생하였으며, 2002년과 2003년에는 각각 태풍 ‘루사’와
‘매미’로 인해 우리나라 전역에 막대한 홍수피해가 발생했다. 최근인 2020년에는 역대 최장급의 장마로 합천댐, 용담댐, 섬진강댐 등에 큰 홍수피해가 있기도 했다. 1959~2022년 우리나라의 주요 홍수피해 및 관련 법·계획 제정 기록은 <그림 1-7>과 같다.
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자료: 영산강홍수통제소(2022.5).
<그림 1-7> 1959~2022년 홍수기록 및 법·계획
‘제3차 국가 기후변화 적응대책’에서는 ‘제2차 국가 기후변화 적응대책’의 성과와 한계 및 추가사항을 검토하고, 그 결과를 제3차 적응대책 수립에 반영하고자 했다. 평가를 통해 국가 기후변화 적응대책의 이행력 확보, 사회 전 부문에 걸친 기후변화 대응 기반 마련, 국제적 위상 제고 등 성과가 있었지만, 기후변화 적응을 위한 체계적 기반, 기후변화 리스크를 고려한 적응 대책 수립, 대책 이행 점검평가에 대한 국민 체감도 반영이 미흡하다는 한계점도 있었음을 알 수 있었다.
기후변화 영향으로 인한 전 지구의 온도 상승, 예상 강수량 증가, 이상기후 현상 심화로 인해 우리나라도 극한강우 발생, 물재해 피해의 증가를 전망하고 있다. 이에 국가 물관리 시설의 지역 맞춤형 홍수 대응 역량 및 홍수피해 예방을 위한 정보 제공 강화, 기후변화로 급변하는 자연재해 대응기반 마련에 대한 여건과 방향을 제시하였으며, 따라서 여기에 맞는 적응대책 수립을 위한 연구가 필요하다. 또한 기후변화 영향·취약성 평가 도구 고도화, 기후변화 적응 평가 및 리스크 반영 체계 구축 등 기후변화 적응정책 기반을 마련하기 위해서, 홍수 빈도별
재해 피해 비용 분석 기반 홍수위험 정량평가, 기후변화 및 사회·경제 변화를 고려한 홍수위험도 기준 설정 연구가 요구된다.
본 연구에서는 이를 고려하여, 지역별·하천별 예상 홍수 침수 피해액, 연평균 기대피해액 (Expected Annual Damage)5), 산정 방법을 마련하고, 낙동강권역을 대상으로 사례 분석을 수행하여, 하천별 연평균 기대피해액을 현재 홍수방어목표와 비교·평가하였다. 공학적인 홍수 피해 예측은 일반적으로 침수 해석 모형 등을 통한 침수 예상 구역 식별, 침수심 예측을 통한 취약 지역 선발에 그치지만, 본 연구에서는 사회·경제 데이터도 함께 활용하여 예상 취약 지역의 연평균 기대피해액을 산정해, 지역별 취약성 경중(輕重)과 홍수방어목표의 우선순위 정보를 제공하고자 한다.
홍수 발생 시 건축물과 그 내부 시설, 산업, 농업, 인명 관련 피해 범위가 광대하고, 피해액에 직간접적으로 영향을 미치는 사회·경제적 요인이 다양하기 때문에, 정확한 경제성 분석을 위한 앞으로의 연구계획이 중요하다. 이에 가용한 데이터 범위와 연구 기간 내에서, 추정치 신뢰도를 최대한 담보할 수 있는 산정방법을 마련하고, 이를 사례 지역(낙동강권역)에 시범적으로 적용하 였다. 연구결과를 기반으로 대상 지역에서 대규모 침수피해가 예상되는 하천을 선별하였고, 홍수방어목표 상향 및 차등화 필요성을 검토하였으며, 관련 정책적 시사점을 도출하였다.
3. 연구내용 및 범위
물관리 일원화와 함께 통합물관리 체계가 수립되어, 환경부가 수자원 및 치수계획, ｢하천법｣
및 ｢수자원법｣을 기반으로 한 홍수방어계획 수립 정책을 주 업무로 담당하고 있다. 하지만 기후변화를 고려한 구체적 치수계획, 홍수위험 정량평가를 포함하는 홍수방어기준 정비는 미 비한 상태이며, 이에 대한 연구·검토의 필요성이 대두되고 있다. 이와 관련하여 홍수방어 관련 법령 및 계획 등에 대한 개선도 뒤따를 것으로 예상된다.
본 연구에서는 기후변화를 고려한 홍수방어기준 개선, 관련 법령 및 계획 정비, 홍수피해에 대한 경제적 분석을 통해 치수계획의 방향을 논의하고자 한다. 환경부에서 제공하는 홍수위험 지도의 빈도별 홍수위험 정보를 활용하여 침수범위 및 수심에 대한 피해액을 산정하고, 홍수재해
5) 연평균 기대피해액은 연평균 예상피해액으로도 표현할 수 있음.
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취약성 평가로 홍수피해 정도를 검토할 것이다. 또한 2022년을 기준으로 시행 중인 부처별 홍수방어법령 및 계획 등의 현황을 조사하고, 변화되는 법령과 계획에서 나타나는 시사점을 살펴보고자 한다.
연구는 2022년부터 2023년까지 2차 연도에 걸쳐 진행될 계획이며, 1차 연도에는 홍수피해에 대한 경제적 분석을 위해 홍수위험지도 자료 및 공간인벤토리 자료를 구축하였다. 시범적 침수 위험분석 및 홍수위험평가는 낙동강권역 지방하천을 중심으로 수행하였다. 홍수빈도별 예상 인명·재산 피해에 대하여 경제적 리스크 정량화 방안을 도출하였고, 시범분석으로 하천별 홍수 침수피해액을 추정하고 취약성을 검토하였다.
2차 연도에는 낙동강권역의 홍수빈도별 리스크를 정량화한 경제적 분석에서 기후변화 및 사회경제 발전 시나리오를 고려해, 홍수위험을 정량적으로 분석하고, 이를 바탕으로 홍수방어 기준 및 차등화한 홍수방어목표를 제안해 탄력적 홍수대응방안을 도출할 예정이다. 또한 해외 선진국의 리스크 정량화를 통한 홍수방어기준 수립, 기후변화 시나리오에 따른 홍수위험평가 기반 정책을 제시하고, 효과 분석을 통해 정책점 시사점을 제시할 것이다.
기후변화로 인한 여러 피해를 경제적으로 정량화하는 연구가 활발히 진행되고 있지만, 물재해, 특히 홍수재해를 대상으로 한 정량적 분석과 기후 및 사회·경제 시나리오를 고려한 연구사례는 부족하다. 따라서 1, 2차 연도 연구를 통해 기후, 사회·경제 여건을 반영한 홍수재해 리스크 정량화 분석 및 다양한 시나리오별 분석을 기반으로, 기후변화 적응정책의 비용과 효과를 분석 할 수 있는 정책지원도구를 제시하고자 한다.
본 연구에 홍수방어에 필요한 비용 추정, 대안 검토는 포함하지 않을 예정이며, 이를 향후 과제로 하여 시나리오별 적응 대책 효과분석을 할 수 있을 것이다. 또한 본 연구에서는 낙동강 권역의 지방하천 연구 결과를 토대로, 홍수방어대책 마련에 필요한 주요 리스크 정량화의 가능 성을 도출할 것이며, 낙동강권역의 국가하천 및 내수침수 분석은 차후 과제로 남겨두었다.
1차 및 2차 연도 연구의 주요 범위는 <표 1-4>와 같다.
