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  1. 겜북대학교 걎섀환겜에너지공학부 박사곌정 (Kyungpook National University)
  2. 겜북대학교 걎섀환겜에너지공학부 교수 (Kyungpook National University)


홍수 위험 지수, FVI, PSR, DPSIR
Flood risk index, FVI, PSR, DPSIR

  • 1. 서 ë¡ 

  • 2. 홍수 위험 지수 Ʞ법 및 자료 수집

  •   2.1 홍수 위험 지수

  •   2.1.1 FVI

  •   2.1.2 PSR

  •   2.1.3 DPSIR

  •   2.2 자료 수집

  • 3. 결곌 및 분석

  • 4. ê²° ë¡ 

1. 서 론

최귌 Ʞ후변화로 읞하여 태풍의 규몚가 점점 컀지고 집쀑혞우의 발생 빈도와 강도가 슝가하고 있는 상황에서 유역의 홍수위험 ꎀ렚 현황을 파악하고 유역의 수재핎 저감을 위한 대응첎계구축곌 개선읎 요구된닀. 읎륌 위하여 유역의 홍수위험도 현황을 파악에 필요한 각종 지수듀읎 개발되얎 적용되고 있윌며 여러 형태의 홍수위험 ꎀ렚 지도가 제작되얎 사용되고 있닀. 홍수와 ꎀ렚된 위험지수산정 및 췚앜성 분석 ꎀ렚 연구는 국낎왞적윌로 지속핎서 읎룚얎지고 있윌며 Aronica et al.(2012)는 닀륞 홍수 원읞곌 ꎀ렚하여 도시 홍수 칚수 몚덞에 대한 겜계 조걎 불확싀성의 영향을 평가하였윌며, 읎륌 고렀한 가쀑 홍수 위험지도의 생산을 위한 객ꎀ적읞 방법론을 정의하였닀. Kandilioti and Makropoulos(2012) 도시 지역의 홍수 위험을 계량화하는 데 사용되는 죌요 방법을 간략히 제시하고, 가장 적절한 위험 정량화 방법에 대한 영역을 탐색하Ʞ 위한 공간 분석 방법을 개발하고, 지형 Ʞ쀀을 사용하여 홍수 위험을 정량화하는 프로섞슀륌 제안하였닀. Masood and Takeuchi(2012) DEM (Digital Elevation Model) 데읎터와 수묞학 현장 ꎀ찰 데읎터륌 Ʞ반윌로 한 1D 유첎 역학 시뮬레읎션을 통핎 홍수 위험지도륌 개발하여 닀칎지역의 홍수 위험을 평가하였닀. Jun et al.(2013)은 Ʞ후변화의 영향을 고렀하멎서 홍수 위험도륌 계량화하는 첎계적읞 절찚륌 개발하였닀. Karagiorgos et al.(2016)은 홍수 췚앜성곌 ꎀ렚하여 묌늬적 췚앜성곌 사회곌학적 췚앜성의 상ꎀꎀ계륌 연계하여 귞늬슀 동아티칎 지역의 돌발홍수 췚앜성을 평가하였닀. Ettinger et al.(2016)은 logistic 회귀법을 사용하여 페룚의 아레퀎파 지역에 발생한 돌발홍수로 읞한 걎묌의 췚앜성에 대핮 평가 하였닀. Zachos et al.(2017)은 농쎌곌 도시 공동첎에서 Ʞ졎의 제방 시슀템에서 칚수가 발생하였을 때, 칚수로 읞한 영향에 대한 췚앜성 평가륌 위한 절찚에 쎈점을 두고 연구륌 진행하였닀. Hatzikyriakou and Lin(2017)은 동수역학적 몚형을 사용하여 폭풍 핎음읎 발생시킀는 구조적 췚앜성을 평가하고 홍수위험지도륌 제시하였닀.

국낎에서는 국토핎양부에서 수늜하는 수자원장Ʞ종합계획(2000)에서 활용되고 있는 홍수플핎잠재능(Potential Flood Damage, PFD) 지수는 ë©Ž 개념을 도입하여 치수 닚위구역의 치수특성곌 사회겜제적읞 가치륌 핚께 평가할 수 있도록 고안된 지수로 전국 150개 치수 닚위구역별로 홍수플핎의 잠재적 위험성을 분석하고 유역 닚위로 치수안전도 평가하였닀. Kim et al.(2003)은 계산 홍수위의 신뢰도에 영향을 믞치는 닀양한 요읞에 대핮 분석하여 확률론적 홍수위 계산 결곌륌 제시핚윌로썚 하천 닚멎에서의 월류 위험도륌 정량화하였닀. Kim et al.(2011)은 각종 변수가 가지는 불확싀성, 댐 하류 지점에서의 홍수 조절 횚곌, 수자원 시슀템에서 허용 가능한 부분적 싀팚륌 고렀하Ʞ 위하여 홍수 조절 횚곌 정량화 지표 개발에 fuzzy 집합읎론을 적용하였닀. Kim et al.(2011)은 홍수 췚앜도에 대한 정량적 평가륌 위핎 홍수에 녞출된 지역의 읞구수, 겜제적 활동의 형태, 홍수가 발생했을 때 2찚적 플핎륌 불러올 수 있는 섀비 등윌로 췚앜도 지표륌 산정하였닀. Kim et al.(2012)는 췚앜성 평가의 국낎적용 음환윌로서 낙동강 유역을 대상윌로 Ʞ후변화와 대규몚 하천 정비사업 영향에 의한 췚앜성 변화륌 평가하였닀. Sung et al.(2012)는 Ʞ후변화 및 Ʞ후변동윌로 읞한 서욞지역의 홍수췚앜도륌 분석하고, 믞래 홍수췚앜도 평가륌 위하여 비정상성을 고렀한 FVI (Flood Vulnerability Index)륌 전망하였닀. Park et al.(2013)은 도시홍수에 직접적읞 영향을 믞치는 읞자륌 활용한 산술적읞 도시홍수 췚앜성 평가방법의 적합성을 평가하였닀. Lee et al.(2013)은 극한강우 사상곌 유형별 홍수플핎의 상ꎀ분석을 통핎 홍수플핎 췚앜성 지수 제안하였닀. Yoon et al.(2014)은 홍수 위험에 대한 몇 가지 지표의 양적 횚곌와 홍수 ꎀ늬에 대한 정성적 횚곌륌 분석하여 정책 Ʞ쀀을 향상시킀고 개발도상국의 홍수 위험을 쀄읎렀는 조치륌 수늜하였닀. Kim et al.(2014) 구조적 홍수방얎대책읎 닀수 졎재하는 지역은, 아묎늬 구조적 대책윌로 읞핎 현재 홍수위험도가 작닀고 하더띌도, 지형적읞 요읞윌로 읞핎 태생적윌로 가지고 있는 고유홍수 췚앜성읎 늘 졎재한닀고 가정하여, 고유홍수 췚앜성읎띌는 개념을 정의하고, 홍수방얎시섀용량-플핎 맀튞늭슀(Flood Protection Capacity and Damage Matrix, PCD Matrix)륌 정의하여 표현하였닀.

횚윚적윌로 홍수에 대처하Ʞ 위핎서 유역의 특성 및 쀑요도에 따띌 홍수방얎대책을 수늜하고 지속핎서 몚니터링 및 평가하여알 한닀. 몚니터링 및 평가는 홍수위험에 합늬적윌로 대처하Ʞ 위핎서는 유역의 닀양한 Ʞ능을 종합적윌로 진닚하고 읎륌 객ꎀ적윌로 정량화하여 판닚하여알 하며, 정량화하는 방법윌로는 IPCC에서 제시한 Ʞ후변화 췚앜성 평가 읎론(Flood Vulnerability Index, FVI), OECD에서 개발한 PSR (Pressure State Response) 몚형, EEA (European Environmental Agency)에서 개발한 DPSIR (Driving force Pressure State Impact Response) 몚형 등읎 있닀(IPCC, 2007; OECD, 1993; EEA, 1999). 국낎의 연구에서 홍수췚앜도륌 산정하고, 믞래의 Ʞ후변화에 따륞 홍수 췚앜성만을 분석하였윌나 볞 연구에서는 FVI, PSR, DPSIR 방법론에 따륞 홍수위험지수륌 산정하여 홍수 발생의 유형에 따띌 적합한 방법론을 비교하였닀. 볞 연구에서 FVI, PSR, DPSIR 방법론에 따띌 우늬나띌 쀑권역 닚위 홍수위험을 잘 나타낎는지륌 분석하Ʞ 위하여 지수산정에 필요한 각종 변수듀을 수집하여 113 쀑권역 닚위의 자료로 구축하였닀. 2000년부터 2015년까지 각 Ʞ법에 따륞 홍수위험지수륌 산정하고 동음Ʞ간에 발생한 여러 유형의 플핎형태 슉 읞명플핎, 플핎멎적, 플핎액, 발생빈도와 비교·평가하였닀.

2. 홍수 위험 지수 Ʞ법 및 자료 수집

2.1 홍수 위험 지수

2.1.1 FVI

IPCC (2007)에서는 홍수 췚앜성을 나타낮는 요소듀을 믌감도(Sensitivity), 녞출도(Exposure), 저감성(Adaptation)윌로 분류하였윌며, ê·ž 지표듀은 정성적읞 개념읎닀. 정성적읞 개념을 정량적윌로 표현하Ʞ 위하여 섞부 지표륌 읎용하여 정량적읞 지표로 표현하여알 하며, 읎러한 섞부 지표륌 활용한 홍수 췚앜도 제시는 현황에 따륞 정적읞 췚앜성 제시로 ꎑ역에 대한 전반적읞 현황정볎륌 파악하는 데는 도움을 쀄 수 있닀. ꎑ역에 대한 정적 홍수위험도 지표에 선정된 예륌 제시하였닀. Ʞ후변화에 따륞 췚앜성 평가 몚형에서 믌감도, 녞출도, 적응능력 지수륌 읎용한 홍수 위험 지수 산정 식은 Eq. (1)곌 같닀.

PICFE0F.gif (1)

여Ʞ서, sens는 믌감도로 홍수플핎에 직접 영향을 죌는 요소듀로 볞 연구에서는 1시간 최대 강수량, 10분 최대 강수량, 1음 강수량읎 80mm 쎈곌한 음수, 연평균 강수량, 음 최대 강수량 등곌 같은 수묞 특성읎 섞부 지표로 사용되었닀. expo는 녞출도륌 뜻하며 위험성 요소에 의한 플핎에 녞출된 정도륌 나타낎며, 섞부 지표로는 분석하고자 하는 대상 유역에 대한 읞구 밀도, 자산 밀도 등을 사용하였닀. adap은 적응능력읎며 믌감도 및 녞출도 요소에 대한 ë°©ì–Ž 능력윌로 제방곌 같은 왞수 방얎시섀의 정비 정도, 하천개수윚, 배수펌프시섀곌 같은 낎수배제시섀곌 ꎀ렚한 자료륌 사용하였닀. Table 1은 볞 연구에서 사용된 믌감도, 녞출도, 적응능력 지수에 대한 섞부 지표듀로 각 변수듀을 0-1로 정규화하여 사용하였닀.

Table 1. Structure of Assessing the Flood Risk Issue using the FVI Approach (IPCC, 2007) Table_KSCE_38_01_04_T1.jpg

2.1.2 PSR

PSR 몚형은 평가지표륌 구분하는 방법 쀑 죌제 ì ‘ê·Œ 방식볎닀는 읞곌 ꎀ계적 접귌방식의 대표적읞 형태읎닀. 겜제 협력 개발Ʞ구(Organization for Economic Co-operation and Development, OECD) (1991)에서 개발하여 국제Ʞ구나 각국의 지표섀정에 죌로 활용되고 있닀. PSR 몚형은 홍수 플핎 특성을 분석하여 사회, 겜제 및 여타 사항 간의 상혞 연ꎀ된 ꎀ계륌 읞곌 ꎀ계로 파악하여 평가할 수 있닀. 닀음 Table 2는 각각 압력지수(Pressure), 현상지수(State), 대책지수(Response) 구성에 의한 평가지표 선정 예륌 볎여죌고 있닀.

Table 2. Structure of Assessing the Flood Risk Issue using the PSR Approach (OECD, 1991) Table_KSCE_38_01_04_T2.jpg

PSR 몚형윌로 산정하는 홍수 위험 지수 산정 식은 Eq. (2)와 같닀.

PICFE20.gif (2)

여Ʞ서, 압력지수는 홍수플핎에 대핮 묌늬·환겜적 압력을 평가하Ʞ 위한 수닚윌로 수묞 및 유역 특성, 읞묞·산업·겜제 지표 등읎 핎당한닀. 현상지수는 홍수에 녞출된 수쀀 판당 및 홍수플핎 현황을 파악하는 지수로 홍수 플핎 밀도 및 칚수멎적, 사망자 및 플핎자 수 등읎 핎당한닀. 대책지수는 홍수 재핎 발생 시 대응할 수 있는 능력을 판당하는 지표로 재정자늜도, 왞수방얎시섀, 낎수배제시섀 등읎 핎당한닀.

2.1.3 DPSIR

DPSIR 몚형은 지표화의 지속가능성을 위하여 개발되었윌며, 추진력-압력-상태-영향-반응(Driving force-Pressure-State-Impact- Response, DPSIR)윌로 구분된닀. DPSIR 몚형은 OECD에서 개발한 PSR 몚형을 개선하여 1999년 EEA (European Environ-mental Agency)가 제안한 몚형읎닀. DPSIR 몚형은 Ʞ졎의 PSR 몚형에서는 복잡한 생태학적 곌정곌 읞간 환겜의 상혞 읞곌ꎀ계륌 포핚하지 못 하는 점을 읞간의 행복은 환겜의 질곌 ꎀ계가 있고 사회의 활동곌 겜제적 압력은 환겜곌 읞간의 행복에 영향을 믞친닀는 개념을 추가하여 추진력곌 영향윌로 반영하였닀. 대상시슀템곌 읎와 ꎀ렚된 사회-겜제시슀템, 자연시슀템을 평가하Ʞ 위하여 사용된닀. PSR 몚형을 개선한 DPSISR 몚형윌로 홍수위험지수륌 산정하는 식은 Eq. (3)곌 같닀.

PICFE21.gif (3)

여Ʞ서, 추진력(Driving force) 지수는 홍수와 직접적 및 간접적윌로 영향을 죌는 읞자로 섞부 지표로 읞구, 거죌자 수, 수묞 특성 등읎 핎당한닀. 압력(Pressure) 지수는 환겜의 상태에 직접 영향을 믞치는 자연적읞 요소로 사회, 겜제, 환겜 분알별로 치수·방재의 필요성을 요구하는 지수읎닀. 상태(State) 지수는 홍수에 의핎 상태의 변화가 예상되거나 변화된 상태가 예상되는 지표로 도시지역비윚, 범람 위험지역 등읎 핎당한닀. 영향(Impact) 지수는 홍수, 재핎로 읞하여 알Ʞ되는 영향을 나타낮는 지수로 섞부 지표는 읞명 플핎, 홍수 플핎액, 홍수발생빈도 등읎 있닀. 반응(Response) 지수는 홍수 등의 재핎에 대한 분알별 치수·방재에 대응하는 지수로 제방 슝고, 왞수방얎시섀, 낎수배제시섀 등읎 핎당한닀.

2.2 자료 수집

몚형에 필요한 입력 자료는 수묞 특성, 유역 특성, 사회 특성, 치수에 필요한 대책 등읎 있닀. 홍수륌 유발하는 극한 강우 사상을 반영하Ʞ 위하여 수묞 특성윌로는 1시간 최대 강수량, 10분 최대 강수량, 1음 강수량읎 80mm 쎈곌한 음수, 음 최대 강수량을 사용하였윌며 연강수량 또한 전반적읞 홍수플핎와 ꎀ렚읎 있을 것윌로 판닚하여 사용하였고, 각 쀑권역 별 유역의 특성을 반영하Ʞ 위하여 유역 특성읞 유역고도, 겜사도, 시가화윚 등을 사용하였닀. 홍수로 읞하여 읞명 및 자산 플핎의 정도륌 반영할 수 있는 사회 특성윌로 읞구 밀도, 자산 밀도, 도로와 같은 사회 간접 시섀 ꎀ렚 자료륌 사용하였윌며, 왞수범람 및 낎수배제에 대비하는 대책윌로는 하천개수윚, 하수도 볎꞉률, 배수펌프시섀, 유수지용량 등의 자료륌 사용하였닀(Fig. 1). 산정한 홍수위험지수와의 비교 검슝을 위하여 홍수플핎 ꎀ렚 정볎륌 수집핎알 한닀. 홍수플핎 ꎀ렚 자료로는 읞명플핎 ꎀ렚 적합지수륌 위한 사망자 수, 부상자 수, 읎재믌 수(읞), 홍수에 의핎 플핎륌 당한 멎적 ꎀ렚 적합 지수읞 플핎 멎적(PICFE31.gif), 겜제손싀 ꎀ렚 적합 지수륌 위한 홍수 플핎액(원) 등읎 있윌며(Fig. 1), 홍수로 읞한 읞명플핎, 범람 등 공간적 플핎, ꎀ렚 플핎액읎 발생한 지역 등 홍수로 읞하여 각종 플핎가 발생한 것을 빈도로 환산하여 발생빈도 정볎륌 구축하고 홍수플핎 발생여부륌 포ꎄ적윌로 확읞할 수 있는 정볎로 홍수의 발생빈도륌 사용하였닀.

Table 3. Structure of Assessing the Flood Risk Issue using the DPSIR Approach (EEA, 1999) Table_KSCE_38_01_04_T3.jpg
Fig. 1.

Input Data and Flood Damage Data Samples

Figure_KSCE_38_01_04_F1.jpg

Ʞ상청 종ꎀꞰ상ꎀ잡시슀템에서는 음강수량, 1시간 최대 강수량, 10분 최대 강수량을 제공하고 있얎 읎 자료륌 토대로 1음 강수량읎 80mm 쎈곌한 음수, 연평균 강수량을 지점별로 산정할 수 있닀. 지점별로 산정된 수묞 특성 자료륌 역거늬 가쀑법을 읎용하여 핎당 쀑권역에 대한 수묞특성을 산정하였닀. 우늬나띌에서는 5년마닀 읞구죌택쎝조사한 결곌륌 통계청을 통하여 제시하고 있윌며, 또한 맀년 행정안전부에서 죌믌등록 읞구통계륌 제시하고 있닀. 읞구죌택쎝조사에서 제공하고 있는 읞구밀도 자료와 죌믌등록 읞구통계 자료는 동읍멎윌로 제시하고 있윌며, 볞 연구에서는 자료륌 맀년 제공하고 있는 행정안전부의 죌믌등록 읞구통계자료륌 사용하였닀. 자산밀도는 국토교통부에서 제공하는 ‘부동산 가격공시에 ꎀ한 연찚볎고서’와 지가변동률 통계륌 찞조하여 정량화하였윌며, ‘부동산 가격공시에 ꎀ한 연찚볎고서’와 지가변동률은 시군구로 정볎가 제공되고 있닀. 국토교통부의 한강홍수통제소에서는 하천읎력ꎀ늬시슀템을 욎영하고 있윌며, 하천읎력ꎀ늬시슀템에서는 한국하천음람을 통하여 각 하천에 대하여 하천개수윚을 제공하고 있닀. 환겜부에서는 연도별 하수도통계륌 통하여 전국 시군구별 하수도 볎꞉률, 배수펌프시섀 및 유수지용량 등을 제공하고 있닀. 홍수로 읞한 읞명플핎, 홍수로 읞한 플핎액, 칚수멎적 등은 행정안전부에서 각 핎에 발생한 자연재핎로 읞한 플핎현황 통계륌 제공하고 있는 재핎연볎륌 찞조하였닀. 재핎연볎 쀑 Ʞ간별-시군구별 자료 쀑 혞우 및 태풍 등 홍수륌 유발하는 사상에 대한 읞명플핎, 플핎액, 칚수멎적 등을 수집하였닀(Table 4).

Table 4. Source of Data Table_KSCE_38_01_04_T4.jpg

수집된 입력자료는 변수별로 Eq. (4)륌 적용하여 0곌 1사읎의 값윌로 정규화하였닀. 수공학 분알에서 흔히 사용되는 정규화하는 방법윌로 최대, 최솟값을 읎용하는 방법곌 평균곌 표쀀펞찚륌 사용하는 방법읎 있닀. 볞 연구에서는 재조정된 변수가 음의 값을 가지지 않는 최대, 최솟값을 읎용하는 방법을 사용하였닀.

PICFE32.gif (4)

동읍멎윌로 제공되고 있는 죌믌등록 읞구통계자료와 시군구로 자료륌 제공하는 ‘부동산 가격공시에 ꎀ한 연찚볎고서’와 하수도 볎꞉률, 배수펌프시섀, 유수지용량 정볎륌 제공하고 있는 하수도통계, 읞명플핎, 플핎멎적, 플핎액곌 같읎 홍수플핎정볎륌 제공하고 있는 재핎연볎와 같읎 행정구역윌로 수집한 자료륌 쀑권역곌 같은 유역닚위로 전처늬하Ʞ 위하여 Arc GIS의 intersect 툎을 사용하였닀. Intersect 툎을 읎용하여 행정구역곌 쀑권역읎 쀑첩되는 멎적을 산정하여 쀑첩된 멎적에 핎당하는 멎적비로 섞부 지표륌 쀑권역 닚위로 환산하였윌며, 환산하는 곌정은 Fig. 2와 같닀.

Fig. 2.

Data Preprocessing Scheme to Make Watershed Units

Figure_KSCE_38_01_04_F2.jpg

3. 결곌 및 분석

Fig. 3은 수집한 자료륌 활용하여 2000년부터 2015년까지 FVI 몚형의 믌감도, 녞출도, 적응능력 및 홍수췚앜지수, PSR 몚형의 압력지수, 현상지수, 대책지수 및 PSR 지수, DPSIR 몚형의 추진력지수, 압력지수, 영향지수, 반응지수, 대책지수 등을 산정한 결곌와 홍수로 읞한 사망자 수, 부상자 수, 읎재믌 수륌 합한 읞명플핎, 칚수멎적, 홍수로 읞한 플핎액, 홍수의 발생빈도륌 평균한 귞늌읎닀. 우늬나띌에서 읞구밀도 및 자산밀도가 높은 서욞을 포핚하고 있는 유역곌 부산을 포핚하고 있는 유역에 각 몚형윌로 산정한 홍수위험지수가 공통윌로 높게 산정됚을 알 수 있닀. 낎수배재시섀 및 왞수방얎시섀 등 치수대책읎 제대로 수늜되지 않은 전띌낚도 서낚핎 유역 또한 홍수위험지수가 높게 산정되는 겜향을 볎읞닀. 홍수플핎 ꎀ렚 정볎현황에서 읞구밀도가 높은 서욞 유역에 읞명플핎가 많읎 발생하였윌며, 홍수의 발생 또한 빈번하게 음얎난닀. 칚수멎적은 농겜지가 많은 지역에 두드러지게 높게 나타나며, 홍수로 읞한 플핎액은 2002년곌 2003년에 발생한 태풍 룚사와 맀믞로 재산플핎가 많읎 발생한 강원도 동핎안 유역에 높게 발생하였닀. FVI 몚형윌로 산정한 홍수 위험 지수는 믌감도 지수에 믌감하게 반응하며, PSR 몚형은 현상 지수, DPSIR 몚형은 상태 지수 등에 믌감하게 반응하여 홍수 위험 지수륌 산정한닀. Ʞ후변화에 따륞 췚앜성 평가 몚형의 믌감도 지수는 ꎑ범위하게 큰 값을 나타낎며, PSR 몚형의 현상 지수는 믌감도 지수와 비교하멎 지역읎 한정적읎고, DPSIR 몚형의 상태 지수는 국한된 지역에서 큰 값을 나타낞닀. 읎러한 각 몚형별로 믌감한 지수에 의하여 홍수 위험 지수가 ꎑ범위하게 또는 한정적읞 지역에 큰 값을 볎읞닀.

Fig. 3.

Flood Risk Index Average for FVI, PSR, DPSIR Approaches and Flood Damage Data for Different Types between 2000 and 2015

Figure_KSCE_38_01_04_F3.jpg

Fig. 4는 2000년부터 2015년까지 연도별 홍수의 발생빈도, 홍수로 읞한 플핎액 및 FVI 몚형, PSR 몚형, DPSIR 몚형윌로 산정된 홍수위험지수륌 비교한 귞늌읎닀. 우늬나띌에서 홍수는 전 유역에 고륎게 발생하나 비교적 우늬나띌 동낚부볎닀 한강서욞유역을 포핚하는 서북부에 발생하는 빈도가 높닀. 귞러나 홍수로 읞한 플핎액 규몚는 발생빈도와 닀륎게 2002년곌 2003년의 태풍 맀믞와 룚사의 영향윌로 강원도와 겜상도륌 쀑심윌로 높게 산정되었닀. FVI 몚형, PSR 몚형, DPSIR 몚형에서 공통윌로 읞구와 자산읎 밀집된 한강서욞유역에 홍수위험지수가 높게 산정되며, FVI 몚형읎 닀륞 몚형에 비교하여 홍수위험지수가 상대적윌로 높게 산정되며 2011년에 겜Ʞ도 및 충청도 음부 유역에 특히 높읎 산정된닀. PSR 몚형은 닀륞 몚형곌 닀륎게 2002년 강원도 및 영낚지방, 2003년 영낚지방 및 강원도 동핎안, 2011년 겜Ʞ 및 충청지방에 홍수위험지수가 높게 산정되었윌며, DPSIR 몚형은 한강서욞유역읎 홍수위험지수가 두드러지게 높게 산정되며, 닀륞 유역은 닀륞 몚형에 비하여 비교적 홍수에 대한 위험읎 낮게 나타난닀. 볞 연구의 결곌륌 바탕윌로 홍수플핎액은 PSR 몚형윌로 홍수위험지수륌 산정하는 것읎 적합하닀고 판닚되고, 홍수의 발생빈도는 극한값을 잘 산정하는 DPSIR 몚형읎 적합하닀고 판닚된닀. 또한, PSR 몚형곌 DPSIR 몚형윌로 Ʞ후변화륌 고렀한 믞래의 홍수위험지수 산정에 얎렀움읎 있얎 Ʞ후변화륌 고렀한 믞래의 홍수위험지수는 IPCC에서 제시한 Ʞ후변화륌 고렀한 FVI 몚형윌로 홍수위험지수륌 산정하는 것읎 적합하닀고 판닚된닀.

Fig. 4.

Flood Risk Index using FVI, PSR, DPSIR Approaches from 2000 to 2015

Figure_KSCE_38_01_04_F4.jpg

Table 5는 FVI 몚형, PSR 몚형, DPSIR 몚형의 홍수위험지수와 홍수 플핎액곌의 검정통계량을 나타낎었닀. 검정통계량윌로 평균 제곱귌 였찚 RMSE (Root Mean Square Error), 상ꎀ계수 R, 평균 절대 백분윚 였찚 MAPE (mean absolute percentage error)륌 사용하였닀. RMSE와 MAPE는 0에 가까욞수록, 상ꎀ계수는 1에 가까욞수록 적합한 몚형윌로 판닚되며, FVI 몚형의 RMSE는 0.90∌2.53, 상ꎀ계수는 –0.25∌0.60, MAPE는 0.73∌2.07읎닀. PSR 몚형의 RMSE는 0.30∌1.41, 상ꎀ계수는 –0.07∌0.89, MAPE는 0.22∌0.69읎고, DPSIR 몚형의 RMSE는 0.11∌1.54, 상ꎀ계수는 –0.12∌0.72, MAPE는 0.05∌0.21읎닀. Table 6은 각각의 몚형윌로 산정된 홍수위험지수와 홍수로 읞한 읞명플핎, 칚수멎적, 홍수의 발생빈도의 상ꎀ계수륌 나타낾 표읎닀. FVI 몚형곌 읞명플핎의 상ꎀ계수는 0.01∌0.76, 칚수멎적의 상ꎀ계수는 –0.23∌0.97, 발생빈도의 상ꎀ계수는 0.04∌0.79읎고, PSR 몚형곌 읞명플핎의 상ꎀ계수는 –0.23∌0.90, 칚수멎적의 상ꎀ계수는 –0.02∌0.97, 발생빈도의 상ꎀ계수는 0.11∌0.89읎며, DPSIR 몚형곌 읞명플핎의 상ꎀ계수는 0.02∌0.97, 칚수멎적의 상ꎀ계수는 –0.15∌0.99, 발생빈도의 상ꎀ계수는 0.32∌0.93읎닀. PSR 몚형은 닀륞 몚형볎닀 홍수 플핎액곌의 상ꎀꎀ계륌 잘 구현하며, 가뭄의 영향윌로 홍수가 상대적윌로 적게 발생한 2015년은 각각의 몚형의 홍수위험지수와 홍수 플핎액곌는 음의 상ꎀꎀ계륌 가짐을 알 수 있닀. 귞러나 FVI 몚형곌 PSR 몚형볎닀 DPSIR 몚형에서 산정한 홍수위험지수와 홍수로 읞한 플핎액의 MAPE가 더 적은 값을 가진닀. 홍수플핎유형별 각 몚형의 홍수위험지수와 상ꎀ계수에서는 발생빈도와 홍수위험지수의 상ꎀꎀ계는 각각의 몚형에서 홍수 플핎 유형 쀑 가장 상ꎀꎀ계가 높윌며, 칚수멎적곌 각 몚형별 상ꎀꎀ계는 가장 낮은 것윌로 나타났닀.

Table 5. Test Statistics between Flood Risk Indices using Different Approaches (FVI, PSR, and DPSIR) and the Amount of Flood Damage Table_KSCE_38_01_04_T5.jpg
Table 6. Correlation Coefficients of between Different Flood Indices and Different Flood Damage Types Table_KSCE_38_01_04_T6.jpg

4. ê²° ë¡ 

Ʞ후변화의 영향윌로 읞하여 태풍 및 집쀑혞우, 돌발홍수 등의 발생빈도가 슝가하고, 읎로 읞핎 읞명 및 재산 플핎가 슝가하고 수공구조묌의 붕ꎎ륌 유발하고 귞에 따륞 2ì°š 플핎가 발생한닀. 읎러한 플핎에 대핮 횚윚적윌로 대처하Ʞ 위핎 각각의 유역 특성에 따띌 홍수방얎대책 수늜 및 지속적읞 몚니터링읎 필요로 한닀. 홍수방얎대책의 몚니터링 및 평가는 홍수위험에 합늬적윌로 대처하Ʞ 위핎서는 유역의 닀양한 Ʞ능을 종합적윌로 진닚하고 읎륌 객ꎀ적윌로 정량화하여 판닚하여알 하며, 볞 연구에서는 홍수위험을 정량화하는 방법윌로 IPCC에서 제시한 Ʞ후변화 췚앜성 평가 읎론, OECD에서 개발한 PSR 몚형, EEA에서 개발한 DPSIR 몚형 등을 활용하여 113개 쀑권역 닚위의 홍수위험지수륌 2000년부터 2015년까지 산정하였닀. 각 Ʞ법을 읎용하여 생산한 홍수위험지수는 읞명플핎, 플핎멎적, 플핎액, 발생빈도와 같은 여러 홍수플핎유형에 대하여 상ꎀ분석을 수행하였닀. FVI 몚형, PSR 몚형, DPSIR 몚형에서 공통윌로 읞구와 자산읎 밀집된 한강서욞유역에 홍수위험지수가 높게 산정된닀. FVI 몚형은 닀륞 몚형에 비하여 홍수위험지수가 상대적윌로 높게 산정되며, PSR 몚형은 닀륞 몚형곌 닀륎게 특정년도에 특정 지역에서 높게 산정되는 겜향을 볎읎며, DPSIR 몚형은 연도와 상ꎀ없읎 읞구 및 자산 밀도가 높은 한강서욞유역읎 홍수위험지수가 두드러지게 높게 산정되며, 닀륞 유역은 닀륞 몚형에 비하여 비교적 홍수에 대한 위험읎 낮게 나타났닀. 지수와 플핎유형별 상ꎀ분석 결곌 플핎액, 읞명플핎 및 플핎멎적에 대핎서는 PSRꞰ법읎, 홍수발생빈도에 대핎서는 DPSIRꞰ법에 따륞 지수의 적용성읎 높은 것윌로 나타났닀. Ʞ졎에 제시되었던 홍수위험지수는 홍수플핎유형 쀑 홍수의 발생빈도와 상ꎀꎀ계는 높은 겜향을 볎읎나 닀륞 홍수플핎유형곌는 상ꎀꎀ계륌 개선할 수 있는 새로욎 홍수위험지수의 개발읎 필요한 것윌로 판닚된닀. 또한, 현재까지 발생한 홍수플핎유형을 분석하여 통계적읞 방법을 활용하여 유역특성에 적합한 홍수위험지수륌 산정할 겜우 홍수플핎유형에 따띌 홍수발생에 대비한 홍수위험지수륌 산정할 수 있닀고 판닚된닀.

Acknowledgements

볞 연구는 국토교통부/국토교통곌학Ʞ술진흥원의 지원윌로 수행되었음(곌제번혞 18AWMP-B083066-05).

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