1. 서론
우리나라의 경우 여름철에 강수량이 집중되어 있 으며 전 국토의 70% 이상이 산지로 구성되어 있는 특징으로 인해 인구와 기반시설이 밀집되어 있는 하 류 도시지역은 높은 범람 가능성과 우수배제의 어려 움을 갖고 있다. 또한 기후변화로 인한 집중호우와 태풍 등의 세기가 과거와 다른 확률적 특성을 보이 고 있어, 부산, 인천, 청주 등의 대도시 지역에서도 최근 도시침수로 인한 많은 피해가 일어나고 있다.
UN DESA(2011)의 세계 도시화 전망 보고서에서 도 전 세계 많은 도시가 물 관련 재해에 상당히 노출 되어 있으며, 2050년까지 이러한 도시에 인구와 경 제활동이 더욱 집중되어 재난위험이 상승할 것으로 예측했다. 또한 UN ISDR(2011)은 평상 시 객관적 인 위험정보를 토대로 시설투자, 개발계획 조정 등 사전대책을 마련해 재해가 발생 시 대형 재난으로 확대되지 않도록 예방대책의 중요성을 한층 더 강조
한 바 있다.
이에 본 연구에서는 도시침수의 사전적 예방을 위 해 도시공간의 위험을 객관적으로 진단하고 공신력 있는 위험 관련 정보를 생산하는 기술을 소개하고자 하며, 지자체의 방재대책 발굴에 실질적인 도움이 되도록 목적 지향적인 시스템 구축 및 운영 방안을 소개하고자 한다.
2. 도시침수와 관련 제도 현황 및 문제점
도시침수를 방어하기 위해서는 도시주변의 하천 정비가 필수적이나 하천정비를 통한 방어에는 한계 가 존재하고 더 이상 사후복구에 의존할 수 없기 때 문에 위험을 근본적으로 낮출 수 있도록 도시공간을 이용한 사전적 위험관리의 필요성이 강조되고 있다.
기존 방재시설 및 유출억제시설에 일정 수준 투자와 동시에 도시의 개발방식, 이른바, 지구지정, 토지이 용, 기반시설, 건축물 규제 등을 함께 고려해 침수 가 발생하더라도 주민과 경제활동상의 피해가 허용 가능한 수준을 넘지 않도록 도시계획적 측면의 사 전적 예방이 강조되고 있다. 이를 위해 그동안 정부 는 크게 두 방향에서 정책을 추진해오고 있다. 행정 안전부에서는 2011년에 자연재해대책법 제16조제4 항을 개정해 시·군에서 도시계획을 수립하거나 변 경할 때 풍수해저감종합계획을 반영하게 하였고, 국 토교통부는 전국적인 도시침수 피해 증가와 기후변 화 대응의 일환으로 2015년 국토의 계획 및 이용에 관한 법률 제20조제2항 및 제27조제3항을 개정하여 도시계획 수립 시 재해취약성 분석을 실시하도록 하
도시침수 위험관리를 위한 도시공간 위험진단 및 실무적 기술지원
이 종 소
국토연구원 도시연구본부 책임연구원 [email protected]
이 상 은
국토연구원 도시연구본부 책임연구원 [email protected]
일 / 반 / 기 / 사일 / 반 / 기 / 사
였다. 하지만 시·군 도시계획 담당자들은 주 업무인 도시계획 분야와 도시침수에 대한 지식(기상, 수문, 토목, 재난관리, 공간정보 등)의 관련성이 높지 않고 관련 정보에 접근하기가 어렵기 때문에 유기적인 연 계와 활용이 미흡한 실정이다. 이에 도시침수 위험지 역의 객관적인 근거, 대책이 필요한 공간범위, 위험 원인 및 대책수단 등의 방재분야 전문성과 관련 정보 를 쉽게 접하고 활용할 수 있는 시스템(가칭 ‘도시침 수 예방대책 지원시스템’)을 구축하고자 하였다.
3. 도시공간의 침수 위험진단 기술
3.1 도시공간의 중점관리 대상지역 선정과 기후 변화 영향평가
본 연구에서 중점관리 대상지역은 해당 지자체의 행정구역 범위 내에서 방재측면의 실효성 있는 도시 계획 수립이 필요한 곳으로 정의하였다. 즉, 도시침 수 위험이 상대적으로 높아 국가차원에서 위험정보 생산, 도시계획 대책수단 발굴 등의 기술지원을 우 선적으로 제공하기 위한 전략적으로 선별된 곳이라 할 수 있다.
중점관리 대상지역을 선정하려면 먼저 피해액과
피해빈도의 두 가지 지표에 따라 호우로 인한 도시 지역 피해여건이 높은 시·군·구를 1차적으로 선별 한 뒤 침수흔적도, 풍수해저감종합계획 보고서, 하 천기본계획 보고서 등을 종합하여 과거 도시침수 피 해발생 위치와 피해원인을 조사해야 한다. 또한 피 해 이력조사의 검증과 추가 조사가 필요한 지점을 파악하기 위해 지자체 공무원과의 현장·면담 조사 를 실시하고 최종적으로 지형분석을 통해 주요지점 을 포괄하도록 집수구역 단위로 범위를 선정할 수 있다.(그림1 참조)
기후변화에 의한 강우시나리오의 경우 기후변화 경로, 목표연도, 확률기준 세 가지를 고려해 구분하 기로 하였다. 현재 추세로 온실가스 배출이 지속되 는 RCP 8.5를 적용하고 목표연도는 2041~2070년 의 비교적 중장기적 관점으로 하였으며, 도시배수시 설 설계 등 방어목표로 채택하고 있는 재현기간 30 년과 재난관리 차원에서 국제적으로 권장하고 있는 재현기간 100년 두 가지를 고려하였다. 또한 도시침 수의 주된 요인이라 할 수 있는 단기간의 집중강우 를 고려하기 위해 생성된 일단위의 기후변화 시나리 오 자료를 비모수적 시간상세화 기법(Lee와 Jung, 2014)을 통해 시단위 강우자료로 상세화 하였다.
(그림 2 참조)
그림 1. 중점관리 대상지역과 영향권 개념도
3.2 도시침수 해석 및 상세위험 주제도 작성
도시침수를 해석함에 있어 본 연구에서는 값 비싸 고 정밀한 모형보다는 도시계획적 대책을 마련하는 데 필요한 넓은 공간을 포괄하고 여러 지차체의 상 황을 고려할 수 있는 범용적 모형을 연계하여 입력 자료 요구수준을 낮추고자 하였으며, 정밀한 해석이 필요한 지역에 대해서만 2차원 지표수 흐름해석모
형(Song et al., 2016)을 적용하고자 하였다. 대상 지역의 잠재적 하천범람은 HEC-RAS 모형과 GIS 를 이용한 하도버퍼링 기법을 적용하여 분석하였으 며, 도심지의 시가화된 관망밀집지역의 내수침수는 EPA-SWMM 모형을 이용하여 월류지점과 월류량 을 산정한 뒤, 2차원 지표수 흐름해석모형을 적용해
<그림 3>과 같이 시간대별 침수영역과 침수위를 분 석하였다.
그림 2. RCP8.5 시나리오의 1시간 지속기간 확률강우량 변화(목표년도 : 2041~2070년, 재현기간 : 100년) 예시
(a) 모의시간 25초경과
그림 3. 대상지역의 2차원 지표수 흐름해석 결과
(b) 모의시간 50초경과
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침수해석 결과와 국토공간정보를 종합하여 <그림 4>과 같이 상세 위험 주제도를 작성하였다. 상세 위 험 주제도는 ‘방어능력을 초과하는 강우조건에서 해 당공간이 침수에 의해 위협받는 정도’로 정의할 수 있는 재해특성 주제도, EU회원국가와 ISO 가이드 라인의 공간 구획화 개념으로 구분한 영향권 주제 도, ‘방어능력을 초과하는 강우조건에서 해당공간이 침수에 노출된 정도’로 정의할 수 있는 거주 인구수 와 토지이용 면적의 노출특성 주제도, ‘기상·수문 현상과 무관하게 해당 공간 고유의 피해민감성’으로 정의할 수 있는 취약건축물 수, 보호대상시설 수, 도 로연장의 취약성 주제도로 구분하여 작성하였다.
3.3 도시공간 위험진단을 통한 방재 우선지역 선 정 및 방재대책 방향 제시
상세 위험정보들을 다기준의사결정기법에 적용하 여 중점관리 대상지역의 도시방재 우선지역을 객관 적으로 선별하고, 현장검증 및 공간범위 재조정을 통해 필지단위로 공간범위를 현실화 하였다. 도시
방재 우선지역을 객관적으로 선별하기 위해서는 하 나의 단위공간으로 중첩할 필요가 있는데, 이를 위 해 100m×100m로 제공되는 국가 그리드 코드를 이 용하여 격자별로 구축한 모든 상세 위험정보를 포함 하도록 하였다. 격자단위로 구축된 상세 위험정보와 AHP를 통해 도출한 평가기준별 가중치를 우선순위 방법인 PROMETHEE에 적용해 도시방재 우선지역 을 1차적으로 선정한 뒤, 학술적으로 선정한 결과에 대한 현장검증 및 공간범위 재조정을 실시하여, 공 간범위를 필지 단위로 현실화 하고 GAIA 위상해석 을 통해 주요 위험원인을 해석하였다.
마지막으로 도시방재 우선지역의 현실적인 방재 대책 제시를 위해 풍수해저감종합계획보고서, 도시 기본계획보고서, 도시계획시설, 용도지역, 개별공시 지가 등의 추가조사를 실시하고, 도시계획전문가와 함께 현장방문, 지자체 공무원과 주민들의 면담 조 사를 실시하여 현실적인 방재대책 방안을 제시하였 다. (그림 5 참조)
그림 4 중점관리 대상지역의 주제별 상세 위험정보 예시
그림 5 도시방재 우선지역의 단계별 선정 및 방재대책 방향제시 예시
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4. 재해예방형 도시계획을 위한 도시침수 예방대책 지원시스템 구축
앞서 소개했던 도시공간의 침수 위험진단 기술을 기반으로 한 시스템은 지자체의 재해예방형 도시계 획을 강화하기 위한 자문성격으로써 담당자에게 분 석 부담을 줄여주고 의사결정에 필요한 위험정보와 참고자료를 제공할 수 있도록 개발하고자 하였다.
시스템 구축 및 운영에 관련된 수요조사를 토대로 도시침수 기초자료 관리, 중점관리 대상지역에 대한 해석결과 및 상세 위험정보, 주요 위험원인, 대책수 단 의사결정을 위한 참고자료, 공식문건 발간 및 기 술정보 공유 등의 기능을 갖춰 <그림 6>과 같이 개 발 중에 있으며, 본 시스템은 도시침수 관련된 다양 한 관련 정보와 대책들을 간편하게 제시해 줌으로써 관련 담당자들이 쉽게 접하고 활용할 수 있을 것으 로 생각된다.
5. 맺음말
기후변화로 인한 집중호우와 태풍 등의 세기가 과 거와 다른 확률적 특성으로 인해 최근 도시침수로 인한 많은 피해가 일어나고 있다. 도시침수의 사전 적 예방을 위해서는 도시계획 측면의 방재대책이 중 요 시 되고 있는데 이를 위해 지자체의 담당자에게 신뢰성 높은 위험정보와 대책수단 결정에 관련된 다 양한 정보 제공이 필요하다. ‘(가칭)도시침수 예방대 책 지원시스템’은 도시침수 위험지역의 객관적인 근 거, 종합대책이 필요한 공간범위, 위험원인 및 대책 수단 등을 제공해 관련 담당자들이 쉽게 접하고 활 용할 수 있을 것이며, 지자체의 재정상황과 사회·
환경적 여건 등을 함께 고려하여 적용한다면, 도시 계획적 방재대책 수립 시 객관적이고 현실적인 대책 수립에 활용될 수 있을 것으로 생각된다.
그림 6 도시침수 예방대책 지원시스템 구축 예시
감사의 글
본 연구는 ‘이상은 외. 2018 도시 침수지역 및 영향권 분석을 통한 재난안전 지원시스템 구현(III):국토연 구원’의 지원을 받아 수행되었음
1. 김종원, 김창현, 심우배. 2006. 최근 홍수피해의 실태와 수해 최소화를 위한 정책방향.
국토정책Brief 100.
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참고문헌
