급속한 경제발전과 이상기온 등으로 인해 기후변화에 따른 풍수해 재해가 여전히 지속되고 있다. 풍수해가 발생하고 대피발령이 선포되고 그에 따른 시민이 대피소까지 도달하는 시간에 따라 안전하게 대피해야 인명피해를 최소화 할 수 있다. 하지만 현존하는 풍수해에 대한 대피시설에 대한 정보는 시민에게 잘 알려지지 않고 대피시간 안에 지역 주민을 수용 할 수 있는지는 알 수가 없다. 따라서 본 연구에서는 서울시의 서울 열린 데이터 광장에서 제공하는 수해예방정보 중 방재시설의 취약지역을 추출하는 것을 목적으로 하였다. 본 연구에서는 GIS등의 지리정보시스템을 이용하여, 대피소의 속성정보를 이용하여 인간의 보행속도에 따른 대피소의 수용범위를 분석하였다. 또한 재해약자 중 고령자를 대상으로 현존하는 대피소가 얼마나 고려했는지에 대해서 노인의 평균 속도에 따른 수용 범위를 분석하였다. 현존하는 대피소의 수용범위를 성인과 재해약자 중 고령자를 대상으로 대피시간을 설정하여 Network Analysis의 Service Area 분석을 실시하였다. 서울시에서 제공하는 대피소의 속성정보에 따라 서울시 전역을 지역구단위로 분석을 하고 취약지역을 추출하였다. 또한, 고령자의 경우에는 취약지역이 전체적으로 나타났으며 서울시 중에서도 고령화지수가 다른 지역구보다 높은 지역을 선별하여 분석을 실시하였다. 성인의 경우 1m/s, 고령자의 경우 0.5m/s를 평균속도로 설정하였고 대피시간을 5분,10분,15분으로 설정하여 대피소의 수용범위에 대해서 분석을 실시하였다.

최근 기후변화로 인하여 도심지역내 돌발홍수가 빈번하게 발생하여 많은 인명 및 재산피해가 발생하고 있다. 특히, 급격한 도시화로 인한 불투수면적의 증가와 녹지면적의 감소 등이 도심지역내 우수 저류 및 지연능력 감소와 첨두 유량의 증가를 발생시켜 도시 돌발홍수의 발생과 피해를 증가시키고 있다. 도심지역내 우수유출에 의해 발생하는 피해를 저감시키기 위한 방법으로 미국 PGDER(Prince George’s County, Maryland Department of Environmental Resources)에 의하여 시행된 LID 기법에 대한 연구 및 시행이 활발히 이루어지고 있다. 본 연구의 대상지는 경남 양산시 내에 위치한 실증단지이며, 실증단지 내 LID 적용시설은 건축물형 LID시설, 도로형 LID시설, 주차장형 LID시설, 산업체형 LID시설, 생태저류형 LID시설로 이루어져 있다. 본 연구는 유역 구분 및 지형자료 분석을 통하여 실증단지에 적합한 매개변수를 산정하여 SWMM 모형을 구축하였으며, 구축된 모형에 LID 기법을 적용한 유출량을 산정하고 분석하여 최종적인 실증단지 통합모형을 구축하였다. 모형은 크게 LID 기술을 적용하지 않은 대조군 유역과 LID 기술을 적용한 실증단지 유역으로 구분하였다. 본 연구는 실증단지와 대조군부지의 비교를 통하여 LID요소기술별 성능을 평가ㆍ분석하고, 설계 강우 기준을 제시하고자한다.

현재 전세계는 재난으로 인한 국가 경제ㆍ사회전반에 막대한 영향을 미치고 있어 인증을 통하여 문화 확산과 더불어 표준 도입으로 재난의 선진관리체계의 확립이 요구되고 있다. 우리나라뿐만 아니라 국외에서도 방재관련 인증제도는 방재기술지정, 방재신기술검증 등 범용적이지 못하여 한계가 있으며, 일부하고 있는 방재기술에 대한 성능인증 범위를 현재의 기술인증에 국한하고 있고, 시스템 인증은 하고 있지 않고 있어, 이를 확대하여 국제적 흐름에 선제적 대응 필요성이 있다. 그러나 현재까지 우리나라는 방재기술은 주로 자연재해에 관련된 분야로 독자적 영역에서 관련기술들이 발전해 왔음. 최근의 동향을 보면 다양한 분야의 복합적 기술들의 융합을 통한 기술이 개발되고 있다. 따라서 국제표준화에 목표를 두고 개발하여 세계 시장을 리드하는 방재기술의 중심국가로 도약 하는 기술적 우위가 필요하다. 그러기위해선 국내의 방재기술인증 실태와 국외의 선진국에서 실행되고 있는 인증에 대한 비교분석을 통하여 한국형 방재기술성능 인증 기술개발에 따른 발판을 마련하여 국제표준화 토대를 마련하고 방재기술 성능인증 세부기준에 따른 방재관리의 표준화로 시너지효과를 도출하고자한다.

본 연구에서는 국가기반시설 보호를 강화하기 위한 CPTED 기법 적용을 검토하였다. 우리나라는 재난및안전관리기본법 제26조에 의해 에너지, 정보통신, 교통수송, 식용수 등 9개 분야 19개 유형으로 국가기반시설을 지정하고 있으며 2014년 현재 275개소가 지정되어 있다. 국가기반시설의 관리기관에서는 보호목표, 위험분석, 경비계획 등 12개 항목으로 구성 된 국가기반체계 보호계획을 매년 수립·제출하도록 되어 있다. 이중 보호활동과 관련된 경비계획은, 민간부문에서 관리하는 시설이거나 시설규모가 작으면 형식적인 서류작업에 머무는 경우가 많다. 하지만 9.11 테러 이후 전세계적으로 테러의 위협은 더욱 더 커지고 있는 상황으로, 우리나라에서도 1986년 김포공항 테러로 5명이 숨지고, 30여명이 중경상을 입는 사고가 있었으며, 최근 경색된 남북관계 및 IS의 무장활동 등 국내외 안보여건의 악화로 테러의 위협은 그 어느 때보다 높아진 상황이다. 이에 본 연구에서는 예산 등의 이유로 비교적 보안이 취약한 국가기반시설에 환경적 설계를 통한 범죄예방 기법 즉, CPTED(Crime Prevention Through Environmental Design)를 적용하였다. 그 결과 CCTV 설치장소, 출입구 등의 변경 등 소규모 예산으로도 국가기반시설의 보호활동(보안)을 강화하는 것이 가능함을 확인하였다. 그러나 국가기반시설 중 일부 시설은 도심에서 벗어난 오지에 위치하였거나, 특히 댐과 같이 대형 구조물의 경우 CPTED를 적용하는데 일부 한계점이 있다는 점에서 추가 연구가 필요하다.

본 연구의 목적은 범죄적으로 취약한 지역을 대상으로 지역주민들이 범죄에 대하여 느끼는 불안(걱정)과 두려움, 공포심에 대한 노출 및 잠재적 고충지점(터치포인트)의 도출과 이를 기반으로 한 퍼소나와 범죄두려움지도를 개발하고, 궁극적으로는 범죄예방을 위한 개선사업에 반영하기 위함이다. 연구의 대상지역은 서울시 금천구 가산동 및 독산동 일대이며, 이 지역은 용도지역 상 주거지역과 준공업지역(소공장 밀집지역)이 혼재되고 외국인 근로자들이 다수 거주하고 있는 특성을 지닌다. 터치포인트와 퍼소나는 기본적으로 모두 대상지역의 이해관계자의견조사와 관찰조사를 기반으로 작성하였다. 범죄두려움지도 역시 이해관계자의견조사와 관찰조사를 통한 범죄취약성 요인을 기반으로 하였지만 지역주민의 의견강도와 직간접적 관련성 등도 세분화하여 반영하였고 대상지역의 물리적 여건 및 현황분석과 경찰청 Hot Spot 등의 자료를 함께 고려하여 범죄두려움지수로 계량화하였다. 그리고 이를 대상지역의 공간(지점 및 가로)에 배분하여 범죄두려움지도를 제작하였다. 본 연구를 통하여 개발한 범죄취약지역 터치포인트와 퍼소나, 범죄두려움지도는 향후 안전도시와 관련된 계획수립과 범죄예방디자인사업 등을 수행 시 매우 유용할 것으로 보이며, 특히 범죄두려움지도는 현재 경찰청 Hot Spot 지도가 가지는 제약과 한계점을 보완할 수 있을 것으로 사료된다.

최근 증가하고 있는 소셜 네트워크 서비스의 이용은 재난사고 발생 시, 재난정보의 전달에 큰 역할을 하고 있다. 소셜 네트워크 서비스는 이용자들이 서로간의 관계망을 통해 실시간·쌍방향으로 소통이 가능해 정보 전달이 쉽고 빠르게 공유되는 특징을 가지고 있어, 재난사고 발생 시 중요한 재난정보 전달매체로 활용되고 있다. 본 연구에서는 한국방재학회에서 선정한 ‘2014년 재난사고 10선’을 대상으로 소셜 네트워크 서비스 내 재난정보 내용 및 전달체계 분석을 통해 재난정보의 전달 및 공유의 특징을 분석하고자 한다. 국내 약 600만명의 이용자를 보유한 대표적인 소셜 네트워크 서비스인 트위터를 이용하여, 2014년에 발생한 10건의 재난사고와 관련된 트윗과 리트윗 자료를 분석해 이용자 간의 재난정보 내용 및 연결망을 분석하였다. 또한 소셜 네트워크 서비스 이용자들의 재난에 대한 인식과 정보 제공 기관과 언론사들에서 생산된 재난정보의 전달과정과 특징에 대해 분석하였다. 소셜 네트워크 서비스를 이용하는 시민들의 재난에 대한 인식 및 재난정보의 전달체계 분석은 효율적인 재난정보 관리에 도움이 될 것으로 기대된다.

본 연구는 도시의 범죄취약지역에서 거주자(주민) 만족도에 영향을 미치는 주요 계획요인을 규명하고자 하는 것이 목적이다. 본 연구의 주요 차별성은 서비스디자인방법론과 통계방법론을 혼합한 새로운 방법론적 플랫폼을 통하여 기존 연구들이 가지는 방법론적 한계점을 극복할 수 있다는 점과 이를 통해 시민의식기반의 영향요인을 좀 더 세밀하게 규명할 수 있다는 점이다. 서비스디자인방법론인 이용자여정지도(User Journey Map)와 표적집단면접법(Focus Group Interview)을 통한 목표 계층 거주자의 심층인터뷰 등의 기법과 기존의 전통적 통계방법이 가지는 문제점을 개선한 PLS-회귀분석을 혼합하였으며, 이를 통하여 범죄취약지역에서의 주민들이 원하는 핵심적인 요구사항을 명확하게 도출하고 개선사업을 위한 우선순위를 밝힐 수 있었다. 범죄발생 및 두려움에 대한 취약성 요인은 범죄유형 특성과 인구·사회적 특성, 물리적 환경특성, 심리·행태적 특성 등으로 나누어 고찰하였다. 분석결과, CCTV와 가로등의 사각지대와 막다른 길과 공간, 야간 누군가 튀어나올 것 같은 걱정(두려움), 야간 골목길의 전반적인 어두움, 열악한 보행환경, 산책 및 주민소통 공간의 부족 등이 해당 대상지역의 주민 만족도를 제고시킬 수 있는 핵심 요인으로 도출되었으며, 지역의 인구·사회적 특성요인인 외국인 근로자에 대한 걱정(두려움)요인은 예상과는 달리 거의 영향이 없는 것으로 나타났다. 특히 본 사업대상지역에서의 막다른 길과 공간요인은 CPTED의 디자인기법으로 활용되어온 Cul-de-sac 설계개념과는 다르게 위험한 환경특성 요인으로 인식되었다. 따라서 향후 이에 대한 지역특성을 고려하여 새로운 디자인 기회요소로서의 인식과 세부 계획요인을 발굴할 필요가 있다고 사료된다.

최근 국내에는 불규칙한 강우로 인해 수자원관리가 어려워 집중호우와 돌발홍수로 인한 피해가 급증하고 있는 상황이다. 이러한 피해를 최소화하기 위해 홍수 예경보 시스템구축을 위한 실시간 모니터링이나 강우-유출 모의 실험장치를 이용하여 모의 강우 적용 시 발생하는 유출량을 분석하여 그 대안을 찾고자 한다. 기존의 강우-유출 모의실험장치는 규모와 유지관리비용 측면에서 부담이 되는 실정이라 본 연구에서는 강우-유출 모의실험장치의 장단점을 보완한 소형강우모의장치의 설계와 개발 및 활용을 통해 인공강우 분사에 의한 시료의 포화와 지표 및 지하수 유출을 관측하였으며, TDR-300로 측정된 시료의 함수비는 강우강도를 112mm/hr로 설정하여 측정했고 실험 전, 후 차이를 비교 했을 때 모래의 경우 20.87% 증가하였고, 흙은 2.32% 증가하는 것을 확인 할 수 있었다. 또한 물수지방정식으로 분석한 결과 총 유입량이 28891.5 cm3였고 모래의 경우 지표유출량이 발생하지 않았으며 침투량은 26941.5 cm3, 함수량은 1950 cm3 로 산정되었고 흙의 경우 지표유출량이 22080 cm3였고, 침투량과 함수량은 각각 3480 cm3, 3331.5 cm3 였다. 이를 통해 소형강우모의장치의 효용성을 평가하였다.

최근 기후변화와 지구온난화로 인한 돌발성 집중호우 및 홍수, 태풍 등에 의한 사회·경제적 피해가 증가하고 있는 추세이다. 이러한 피해를 줄이기 위해 강우의 정밀한 관측 및 정확한 공간 분포 특성 파악이 요구되고 있다. 그러나 일반적으로 강우의 측정 시 사용되는 지상우량계의 경우 공간적인 밀도가 낮고, 불규칙적으로 위치하고 있어 강우의 시·공간적 변화를 반영하기 어려운 문제가 있다. 이러한 문제를 보완하고자 지상우량자료와 레이더자료를 결합하여 사용하고 있다. 본 연구는 지상우량자료의 양적인 특성을 반영하면서 레이더자료의 공간적 경향성과 유사한 강우장을 추정하고자 하였다. 크리깅 기법 중 하나인, KED(Kriging with External Drift) 기법을 사용하여 지상우량자료와 레이더자료를 혼합한 최적의 강우장을 추정하였다. 예측값을 추정하기 위해 베리오그램, 상관거리, 유효반경과 같은 인자들을 사용하였다. 적절성을 평가하기 위해 교차검증(Cross Validation)을 수행하였으며, 레이더자료와의 공간적 주기성과 유사성 확인을 위해 스펙트럼 분석(Spectral Analysis)을 실시하였다.

강수의 강도와 빈도의 변화는 물관련 자연재난과 밀접하게 연관되어 있다. 기후변화와 기후변동의 영향으로 국내 호우의 발생빈도와 강도가 증가세에 있으며, 이로 인한 사회경제적 손실은 국가경제에 악영향으로 작용하고 있다. 최근 배포된 IPCC 5차보고서에서도 호우의 빈도와 강도가 중위도와 적도지역에서 증가될 가능성이 매우 크다(very likely)고 전망하였다. 따라서 본 연구에서는 이러한 미래 강수의 변화가 국내 물관련 재난에 미칠 수 있는 영향을 분석하고자 하였다. 이를 위해 본 연구에서는 IPCC 5차보고서 작성에 이용된 20개 CMIP5 기후모델 결과를 이용하여 자연재난 발생과 관련된 강수지표의 변화를 분석하였다. 강수와 관련된 주요 지표로는 유럽의 STARDEX(STAtistical and Regional dynamical Downscaling of EXtremes for European regions)에서 제시한 6개 지표를 이용하였다. 6개 지표는 90분위에 해당하는 강수량(pd90), 5일 최대강수량(px5d), 평균강수강도(pint), 90분위 강수량을 초과하는 강수량의 비율(pfl90), 90분위 강수량을 초과하는 강수일수(pnl90), 최대 연속 무강수일수(pxcdd)이다. 분석기간은 과거 1976~2005년, 미래 2011~2040년으로 설정하였으며, 두 분석기간에서의 지표값을 비교함으로써 변동 가능성을 전망하였다. 분석결과 pd90, px5d, pfl90, pnl90 지표가 증가될 것으로 나타나 호우의 빈도와 강도가 기후변화로 인해 강화될 가능성이 큰 것으로 전망되었다. 이에 비해 pxcdd는 변화는 기후모델간 전망에서도 불확실성이 큰 것으로 나타났다. 본 연구는 기후변화가 국내 호우발생에 영향을 미칠 수 있으며, 이로 인한 피해도 증가될 수 있음을 시사하였다. 따라서 비록 기후변화 전망이 여전히 상당한 불확실성을 포함하고 있지만, 불확실성 범위 내에서 현재 방재시스템의 취약성과 적응능력을 평가하고 취약한 정도와 시급성을 고려하여 기후변화에 적응해 나가는 방재전략이 필요할 것으로 사료된다.

전 세계적으로 기후변화에 대한 관심이 증대되고 있으며 이는 지금껏 우리가 경험하지 못한 이상기후 현상과 이로써 발생하는 에너지, 식량, 물 관련 위기가 직접적으로 나타나고 있기 때문이다. 또한 가뭄, 태풍, 폭설 및 폭우 등의 극한의 재난 및 재해로 인한 피해가 발생하고 있어 이에 대한 예측 및 대비를 위한 연구 또한 활발히 진행되고 있다. 기후변화에 관한 정부 간 협의체 (Intergovernmental Panel on Climate Change; IPCC)는 미래 예측 산출물인 기후변화 시나리오를 제공하고 있으며, 제 5차 보고서에서는 새로운 온실가스 시나리오인 대표농도경로(Representative Concentration Pathway; RCP) 시나리오를 제안하였다. 이는 온실가스 감축정책의 수행 여부에 따라 4가지 시나리오 (RCP 2.6, 4.5, 6.0, 8.5)로 구분된다. 기상청에서는 각각의 시나리오 자료를 제공하고 있고, 본 연구에서는 동아시아를 대상으로 한 RCP 4.5 및 8.5를 대표적인 토양-식생-대기 순환(Soil-Vegetation-Atmosphere Transfers; SVAT) 모형 중 하나인 Common Land Model (CLM)의 강제입력자료로 활용하여 토양수분에 대한 과거 및 미래 예측 결과를 산출하였다. 이 두 자료를 활용한 산출 결과를 비교하여 온실가스 감축정책의 수행 단계에 따른 토양수분 산출 결과 간의 차이를 분석하였다. 추후 더 다양한 시나리오를 활용하여 수문기상인자에 대한 예측을 수행하도록 할 계획이다.

가뭄은 그 특성상 홍수에 비해 점진적이고 피해규모가 광범위하여 효율적인 대처가 어려운 기상재해이다. 그러나 이런 가뭄의 특징은 가뭄관리에 장점이 되기도 한다. 즉 적시에 경보해야하는 홍수와 달리 가뭄은 진행속도가 느려 시간적으로 대처할 여유가 있기 때문에 비록 진행중일 지라도 초기에 이를 감지할 수 있다면 피해를 최소화 할 수 있다. 이로 인해 미국 등 수문기상 선진국에서는 장기예측정보 및 수문모델의 연계를 통해 여러 가뭄전망정보를 생산하고 있으며, 웹 기반으로 이를 제공하고 있다. 국내에서도 가뭄전망정보의 생산 및 활용이 되어야 할 것이며, 이를 위해서는 기상예측정보 기반의 가뭄정보 생산기술이 요구된다. 최근 기상청에서는 기존 UM (Unified Model)에서 Glosea5 (Global Seasonal forecasting system 5, GS5)의 체계로 전환한바 있다. GS5는 한국 및 영국의 공동계절예측시스템 운영을 목적으로 개발된 것으로 그동안 여러 평가 및 검증을 통해 국내 현업 장기예보에 활용되기 시작하였다. 다만, 가뭄예보에 있어 GS5 정보가 활용된바 없기 때문에 이에 대한 평가가 필요하다. 본 연구에서는 GS5로부터 가뭄전망정보를 생산하고 가뭄예보의 활용성을 평가하고자 한다. 이를 위해 GS5의 과거 hindcast 기간(1996년∼2009년)에 강수량, 최고, 최저 및 평균기온, 평균풍속 자료를 수집하였으며, LSM에 입력하여 유출전망정보를 생산하였다. 수문학적 가뭄지수인 SRI(Standardized Runoff Index)를 산정하고 가뭄감시에서의 SRI와 비교분석하였다. 1개월 전망의 경우 과거 2개월의 관측자료의 활용으로 SRI의 거동이 감시정보와 유사하였으나, 2개월 및 3개월 전망으로 갈수록 차이가 높게 나타났다. 상관계수는 선행시간별 0.82, 0.58, 0.31로 나타났으며, 계절별로는 가을 및 겨울철에 상관성이 높게 나타났다. RMSE는 평균 0.52, 0.88, 1.19로 나타나 선행시간 길어질수록 감시정보와의 거동 및 평균적 심도의 차이가 높은 것으로 확인되었다. 1개월 전망까지는 GS5가 가뭄예보에 활용성이 높다고 판단되며, 향후 실시간 조기경보시스템을 통해 현업화가 추진된다면 국내 가뭄관리 및 기술개발에 큰 기여를 할 것이라 기대된다.

기상재해(Meteorological disasters)는 폭설, 한파, 호우, 태풍, 강풍, 폭염 등으로 대표되는 극한기상(Extreme Weather) 현상이 원인이 되어 피해를 발생시키는 자연재해이다. 극한기상으로 발생되는 산사태, 교통사고, 건축물 붕괴, 화재, 홍수 등과 같이 기상재해는 다양한 형태로 사회·경제부문에 영향을 미치게 된다. 국내에서 폭설로 인한 피해규모를 공표하는 자료들은 직접적인 피해정도를 가늠할 수 있는 정보로써 간접적인 피해정도를 가늠하기에는 한계가 있는 자료이다. 눈은 정상적인 상황으로 복구하기 위해서는 상당한 시간이 소요된다. 눈으로 인해 발생되는 자연재해는 재해기간 외에도 복구 기간에 발생하는 사회적인 편익과 비용이 발생하게 된다. 따라서 폭설기간 이후에 회복되는 기간의 추정은 간접적인 비용을 측정하기 위한 자료로써 중요한 의미를 가질 수 있다. 이에 본 연구에서는 영동지역 고속도로 일별 유입교통량과 열차를 이용한 일별 방문객 수를 이용하여 극한기상상황으로 인해 피해가 발생된 폭설기간의 유입량 변화를 살펴보고자 한다. 또한 폭설이 종료된 이후에 언제쯤 다시 폭설이 시작된 이전과 같은 수준의 유입교통량으로 회복하는지에 대한 분석을 수행하고자 한다. 연구를 위해 2014년 2월에 발생한 대설사례를 중심으로 폭설이 고속도로 유입교통량과 열차 이용객 수에 미치는 영향을 시계열 회귀분석을 통해 분석하였다. 분석을 위해 영동지역에 소재한 9개 고속도로 톨게이트 유입교통량과 기상청 ASOS 최심신적설 관측치, 강릉역 이용객 수 자료를 이용하였다. 본 연구를 통해 도출된 결과는 기상재해로 인한 직·간접적인 비용을 측정하는데 사용될 수 있을 것으로 기대된다.

본 연구에서는 Bayesian 통계기법을 활용한 지역빈도해석 모형을 기반으로 외부 기상인자 및 공간정보에 의한 확률강우량의 변동성을 고려할 수 있는 Bayesian 지역빈도해석 기법을 개발하였다. 기존 지역빈도해석에서 분석시 확률분포형의 매개변수는 과거와 일정하다는 정상성을 기본 가정으로 연구를 진행해 왔다. 이는 평균의 변동성 및 확률강우량 추정시 최근 기후변화의 영향을 효과적으로 고려하지 못하는 단점이 존재하였다. 또한 우리나라의 경우 산악지형이 약 70% 이상을 차지할 정도로 지형적 및 계절적으로 강수량 패턴이 불분명하여 확률강우량 추정시 공간적 변동성을 고려할 수 있는 새로운 개념의 지역빈도해석의 필요성이 대두되고 있다. 최근 국내 연구에서는 유역내 면적강우량 환산시 극치계열의 강수자료를 이용하여 지점빈도해석(point frequency analysis, PFA) 또는 지역빈도해석(regional frequency analysis, RFA)을 수행하여 수자원 설계에 이용되고 있다. 그러나 기존 지역빈도해석연구에서 매개변수 산정시 외부인자(covariate)를 고려할 수 없는 단점이 존재하며, 불확실성을 정량적으로 해석하는데 어려움이 있다. 이와 더불어 기존 RFA에서는 관측지점을 중심으로 산정된 확률강우량은 Thiessen망을 통해 유역면적강우량으로 변환하여 사용하는 것이 일반적이나 우리나라의 산지특성과 여름철 강우처럼 시공간적 변동성이 큰 경우 면적평균강우를 추정하는데 있어서 오차가 크게 발생할 수 있다고 알려지고 있다. 이러한 이유로 본 연구에서는 Bayesian 통계기법을 활용하여 매개변수 추정시 기상인자 및 공간정보가 고려된 지역빈도해석을 수행할 수 있는 모형을 개발하였으며 다음과 같이 연구를 진행하였다. 첫째, 한강유역내 18개 관측소를 대상으로 연도별 여름강수량을 추출하고 이들 관측소의 여름강수에 물리적인 영향을 미치는 기상인자로서 SST(sea surface temperature)를 외부인자로 채택하였다. 둘째, 극치분포를 잘 재현한다고 알려져 있는 Gumbel 분포를 확률분포형으로 선정하였으며, Gumbel 분포 매개변수 산정시 앞서 추출한 SST와 한강 유역내 공간정보를 활용하여 매개변수를 산정하였다. 마지막으로 Bayesian 기법을 도입하여 산정된 매개변수의 불확실성 구간을 제시하였으며, 추정된 확률강우량 또한 불확실성 구간을 제시하여 신뢰성 있는 연구를 수행하였다.

현재 세계적으로 지난 133년간(1880~2012년) 지구온난화로 인해 발생된 이상기후로 평균기온은 약 0.85℃ 상승하였으며, 기후변화로 인해 강우강도, 강우량이 증가하고 있다(한국환경공단, 2013). 이러한 기후변화는 수문 현상에 많은 영향을 미쳐 물 순환 과정의 정확한 파악을 더욱 어렵게 하고 있으며 안정적인 물 공급을 위한 수자원 계획 수립에 불확실성을 증대시키고 있어 기후변화를 고려한 물관리가 필요하게 된다. 본 연구에서는 장기유출 SLURP 모형을 이용하여 RCP시나리오를 바탕으로 하천유역의 수문 변화를 분석하고, 물 수지 분석을 통한 미래의 물 수급의 변동성을 파악하고자 한다. 이를 위해 현재 대상유역인 금호강유역의 30년(1983~2012)간의 기상자료(강수량, 일조시간, 상대습도, 평균기온, 평균풍속)와 지형자료(DEM, 토지피복도)를 이용하여 미래의 유출변동성을 산정하였다. 또한 유출량 자료를 바탕으로 RCP시나리오에 따른 계절별 유출 변동성을 분석하고, 미래의 유출량 자료를 바탕으로 물 수지 분석을 통해 금호강 유역의 이수변동성을 확인하였다. 본 논문의 결과를 바탕으로 향후 모든 이해관계자와 정책결정자가 이해할 수 있는 수문변동특성을 활용하여 향후 수자원계획수립과 유출변동 특성에 따른 적응대안을 고려할 수 있는 종합적인 수자원계획 및 평가에 기초자료로써 활용할 수 있을 것이다.

기후변화의 영향이 가시화됨에 따라 전 세계의 물 부족에 대한 우려가 가시화되고 있다. 이에 부족한 수자원을 유효하게 사용하기 위하여 가상수의 흐름을 가시화한 물발자국 개념이 주목받고 있다. 우리나라는 물발자국에 대한 기초연구가 충분히 이루어지지 못한 상태이지만, 선진국을 중심으로 가상수와 물발자국 관련 연구가 활발하게 진행되고 있다. 이에 따라 본 연구는 기후변화 대비 물발자국 지표의 국내도입 및 활용을 위한 분석체계 구축의 기초조사로써, 선진국의 사례를 먼저 살펴보았다. 그 결과 미국, 호주 등 주요 선진국에서는 물발자국 DB를 구축하여 기후변화 대응을 위한 지표로 활용하고 있었으며, 기후변화 시나리오에 따른 적응기술 개발 및 법적·제도적 근거를 마련하고 있었다. 이러한 측면으로 본 연구는 물발자국 국내 활용의 타당성 도출을 위한 분석을 진행하였다. 먼저 STEEP 분석을 통해 사회, 기술, 환경, 경제, 정책의 5분야가 물발자국 산정에 영향을 미치는 요소를 도출하였다. 이후 인구, 제품생산, 수질, 무역수지, 환경규제 등 각 분야별로 도출된 요소와 물발자국 산정 범위를 비교하고, SWOT 분석을 통해 물발자국 국내 도입의 타당성 및 활용 방안을 모색하였다. 물발자국은 담수 소비의 지표로서 한 국가의 정확한 물 수지 계산과 이를 근거로 국가수자원계획의 수립을 위한 자료로 활용할 수 있음을 알 수 있었다. 또한 물발자국 산정 결과를 통해 ①수자원 양에 따른 물 배분 계획의 문제점 파악, ②국가 내의 수자원 부족량과 실사용량, 지역별 물 사용량 파악, ③기후 변화에 따른 세계적인 물 부족 완화 방안의 도출이 가능할 것으로 파악된다. 분석을 통해 나온 결과를 바탕으로 물발자국은 기후변화에 대응하기 위한 국가 물수자원 전략 및 정책의 지표로 활용할 수 있다. 향후 가상수와 물발자국의 분석체계 및 DB 구축은 앞으로의 우리나라 물 산업의 전략을 도출할 수 있는 자료로 활용될 수 있을 것으로 기대된다.

전 세계적으로 기후변화로 인한 기상이변으로 홍수, 가뭄, 태풍 등의 기상재해가 급격히 증가하고 있다. 기후변화에 의한 온도상승은 증기압을 더 증가시켜 홍수를 유발할 수 있는 강우의 잠재력을 증가시키고 있다.(IPCC, 2001). 즉, 기후변화는 수문순환 과정을 빠르게 진행시키고 극한 수문사상의 빈도를 증가시키고 있기 때문에 홍수관리에 있어 기후변화를 고려하는 것은 매우 중요한 이슈이다. 따라서 기후변화가 홍수 재해 및 관리에 미치는 영향을 파악하기 위해서는 기후변화를 고려한 홍수범람모의를 통해 기후변화가 유역에 미치는 영향을 파악하는 것이 중요하다. 본 연구에서는 IPCC 5차 평가보고서(AR5, 2013)에서 제시한 기후변화 시나리오인 RCP(Representative Concentration Pathways)를 이용하여 경안천 유역의 홍수범람을 모의하였다. 홍수범람 모의를 위해 RCP 시나리오 중 온실가스 저감 정책이 상당히 실행 되는 경우인 RCP 4.5와 현재 추세로 온실가스가 배출되는 경우인 RCP 8.5를 활용하였으며, 목표기간별로(Reference : 1971∼2005년, 목표기간Ⅰ : 2006∼2040년, 목표기간Ⅱ : 2041∼2070년, 목표기간Ⅲ : 2071∼2100년) 강우·유출분석 모형에 적용해 미래 기후변화가 경안천 유역의 홍수범람 모의에 미치는 영향을 분석하였다.

첨단 ICT환경은 국민생활에 다양한 편의를 제공하는 반면, 장애발생 시 그 파급효과로 인하여 사회·경제적 혼란을 초래할 수 있다. 태양흑점 폭발과 같은 우주전파환경 변화는 과거에도 지속적으로 발생하였으나, 최근 사회가 첨단 정보화 사회로 점차 발달하는 환경 하에서 큰 이슈로 부각되고 있다. 태양흑점 폭발 시 X선과 같은 전자파, 고에너지 입자, 전자·양성자 등으로 구성된 코로나물질 등이 우주공간으로 방출되고 지구에 도달할 경우, 지구자기장 및 전리층을 교란하여 위성, 항공, 항법, 전력 및 방송통신 서비스 등에 피해를 유발시킬 수 있다. 따라서 미국, 영국 등을 비롯한 해외 선진국 및 국내에서도 태양흑점 폭발현상을 재난으로 분류하여 대비하고 있다. 본 논문에서는 우주전파환경변화에 따른 주요 피해사례를 소개하고 우주전파재난으로부터 국민 및 국가 기반시설 보호하기 위한 미래부, 국민안전처, 국토부, 해수부, 산업부, 기상청 등 범 정부차원의 감시 및 대응활동을 설명하고자 한다. 또한, 우주전파환경 수요기관에게 제공하고 있는 다양한 예·경보 서비스와 앞으로 수요기관의 신속한 대응을 지원할 수 있는 알림서비스 개발 방안에 대하여서도 소개하고자 한다.

최근 분화가능성이 대두되고 있는 백두산 화산이 폭발적으로 분화(噴火:eruption)하는 경우, 백두산에서 분출되는 대량의 화산재는 대기 중으로 확산되면서 많은 인적, 물적 피해를 가져올 것으로 사료된다. 서울을 기점으로 백두산으로부터 약 500km 떨어져 있는 우리나라는 화산 분출물로 인한 직접적인 피해보다는 화산재/오염물질의 간접적인 피해 영향권 내에 속하게 된다. 따라서 약 천년전과 같은 대규모 화산분화가 발생될 때 한반도 주변의 기압배치에 따른 종관 기상장의 영향으로 대기 중에서 이류, 확산, 침적을 통한 화산재의 비산과 낙하로 인한 지역적인 장·단기 영향이 나타나거나 피해를 초래할 가능성이 예상되며 우리나라 상공으로 확산된 화산재는 항공기 운항 및 해상 운송 등과 관련된 관광산업을 비롯한 농축산업, 환경 분야 등에 영향을 미칠 것으로 사료된다. 본 연구에서는 백두산 분화를 가정할 때, 대기 중으로 분출되는 화산재로 인하여 우리나라가 영향을 받게 될 피해 예측을 위하여 화산재 및 오염물질을 정량적으로 파악할 수 있는 화산재 피해예측 기술을 개발하고 화산재에 대한 취약함수를 기반으로 화산재에 의한 직접적 피해액을 예측하는 알고리즘을 개발, 피해액을 추정하였다.

본 연구에서는 우리나라 전역의 설해위험지도를 개발하기 위해 Generalized Extreme Value 확률분포형에 의한 적설심 빈도분석을 수행하여 기상관측소별 100년빈도 확률적설심 및 적설하중을 산정하였다. 여기서, 100년 빈도는 건축구조설계기준에서 제시하는 건축구조물의 설계 빈도이다. 적설하중은 적설의 단위중량을 고려하여 산정하였으며 적설의 단위중량은 눈이 내린 날을 기준으로 강수량과 적설량의 비율에 의해 산정하였다. 산정된 69개 기상관측소별 100년빈도 적설심과 단위중량을 고려하여 적설하중을 산정하고 ArcGIS의 크리깅 기법을 통해 지역별로 보간(interpolation)하여 우리나라 적설하중지도를 개발하였다. 적설하중지도를 기반으로 설해위험지도를 개발하기 위해 본 연구에서 산정된 100년빈도 적설하중과 건축구조설계기준에서 제시하고 있는 설계 적설하중을 비교하고 분석하였다. 설해위험지도는 1등급(안전), 2등급(경계), 3등급(위험), 4등급(매우위험) 4단계로 구분된다. 눈이 내리지 않는 경우는 1등급(안전), 100년빈도 적설하중이 건축구조설계기준에서 제시하고 있는 설계적설하중 보다 작을 경우 2등급(경계), 설계적설하중보다는 크나 200년빈도 적설하중보다 작은 경우는 3등급(위험), 200년빈도 적설하중보다 큰 경우는 4등급(매우위험)으로 구분된다. 이와 같은 구분방법을 적용하여 우리나라 전역에 대한 설해위험지도를 개발하였다. 본 연구의 결과는 구조물적인 대책인 폭설의 적설하중에 대비한 구조물 설계기준 제시와 설해위험지구 선정 및 적정 풍수해 보험요율 산정 등에 기여할 것으로 기대된다.