유지관리를 고려하여 도시철도 자갈도상을 콘크리트 도상으로 교체함에 따라 증가되는 소음진동을 저감하는 방안으로 흡음판을 기존 운행 중인 터널 내부에 부착하는 방안이 다양하게 시도되고 잇다. 기존의 설계에 반영되어 있지 않은 새로운 유지관리, 안전, 화재 등 여러가지 간섭현상이 주요 문제점으로 부각되었다. 국내외 설계기준과 시도된 방안들의 문제점과 시공 및 유지관리를 고려한 요구조건을 비교 검토하여 현실성있는 설치방안을 제한하고자 한다.

소방방재청에서는 2011년 5월부터 5개년 계획에 걸쳐 “중소하천 홍수예·경보 체계 구축” 연구사업의 진행을 통해 위에서 언급한 중소하천에서의 홍수예경보와 관련된 연구 및 예경보 시스템 구축을 진행하고 있으며, 이에 일환으로 본 연구에서는 서울시 동대문구 내 위치한 정릉천 유역을 대상으로 도시유역 중소하천 홍수예경보 발령 기준을 제시하였다. 이때 예경보 발령기준을 선정하기 위한 수위상승에 따른 복잡한 발령기준 산정 방안의 경우 Song. et al., (2014)이 제시한 “상·하류 관측수위 기반 도시 중소하천 홍수예경보 기준 강우량 산정기법”의 시나리오를 적용하여 분석을 실시하였다. 연구진행시 강우-유출 관계의 경우 HEC-HMS 모형을 적용하였으며, 유량-수위의 관계를 통한 분석은 HEC-RAS를 바탕으로 정릉천 유역을 구축함으로써 배수위 조건에 따른 경보발령 기준강우량을 산정하였다. 산정된 결과는 최종적으로 정릉천 내 실시간 수위 관측기록과 비교함으로써 도시유역 중소하천 홍수예경보 발령기준의 타당성을 고려하였다. 본 연구에서 제안한 도시 중소하천 홍수예경보 발령기준은 다양한 배수위 조건별 시나리오 기반에 의해 산정된 지속기간별 강우량을 통해 적정 예경보 발령 및 관련 대책 수립에 도움이 될 것으로 기대된다. 즉, 실시간으로 변하는 본류수위의 영향을 다양한 배수위 조건별로 고려함으로써 주요 지점에서의 예경보를 발령할 수 있는 방법론을 제시하였으며, 이는 실제 방재관련 담당자의 의사결정에 도움이 될 수 있을 것으로 판단된다.

최근 전 지구적인 온난화로 인한 이상기후에 따라 강수량이 증가하고, 특정지역에만 국한되어 집중적으로 비가 내리는 국지성 집중호우의 발생 빈도가 증가하여 이로 인한 극한 홍수나 강우로 인한 산사태 등의 재해가 반복적으로 발생하고 있다. 홍수는 재산 및 인명에 이르기까지 막대한 피해를 야기한다는 점에서 이를 대비하기 위한 방안이 필수적이다. 따라서, 국가적인 차원에서 홍수피해를 경감시키기 위한 여러 가지 구조적 또는 비구조적 대책들을 제시하고 있지만, 정확한 기상 변화의 예측이 어렵고 다양한 유발 원인들로부터 비롯된 홍수에 모두 대응할 수 있는 통합 대책 마련이 어려운 실정이다. 즉, 사전예방보다는 피해 복구에만 중점을 두고 있기 때문에 홍수 발생 유역의 지역적인 홍수피해 특성을 반영하지 못할 뿐만 아니라 어느 지역이 상대적으로 홍수피해의 위험성이 높은 지역인지도 파악하기 어렵다. 이러한 관점에서 본 연구에서는 관련문헌들로부터 도시홍수피해 및 취약성과 저감성에 영향을 미치는 대표적인 인자들을 도출하고 Arc-GIS와 도시유출모형인 XPSWMM을 활용하여, 서울시 상습침수구역인 도림천 유역에서의 피해규모와 치수부족지역 등이 고려된 잠재적 도시홍수피해의 위험성 정도를 제시함으로써 치수대책의 우선순위를 결정하고자 하였다. 또한, 본 연구의 결과를 토대로 향후 도시홍수피해의 잠재적 위험성이 높을 것으로 판단되는 유역에 대해서 활용방안을 제시하여 유역의 특성 및 중요도에 따른 치수사업의 우선순위를 결정하고 도시홍수로 인한 인명 및 재산의 피해를 최소화 하는 것에 목적이 있다.

최근 기후변화로 인한 단시간의 집중호우와 돌발홍수의 증가로 도심지역의 침수피해가 빈번하게 발생하고 있다. 특히, 내륙에 위치한 도시지역과는 달리 해안에 접해있는 해안도시지역은 하천연장이 짧고, 급경사로 인하여 조위에 따라 홍수위가 크게 영향을 받기 때문에 동일한 강우라도 피해규모가 더 큰 특성을 가진다. 국내의 대표적인 해안지역인 창원시(구 마산)의 경우 2012년 9월 태풍 산바(Sanba)로 인해 상당한 침수피해와 인명피해가 발생하였다. 당시 최대 일강우량은 65mm로 창원시 하수관거의 설계강우량(258mm) 보다 훨씬 적었음에도 불구하고 많은 인명 및 재산 피해가 발생하였다. 이는 태풍의 남해안 상륙시각과 만조위(최대 265cm)가 겹치면서 도시의 배수시스템이 정상적으로 작동하지 못하였고, 이로 인해 심각한 침수피해가 발생하였다. 본 연구에서는 2차원 도시범람해석 모형인 XP-SWMM 모형을 이용하여 창원시(구 마산)내의 장군천 배수구역을 대상으로 빈도-지속기간별 강우와 조위의 영향을 고려한 침수모의를 수행하였다. 그 결과 AR4 기후변화 시나리오에 따른 목표기간별 발생 빈도와 지속기간이 증가함에 따라 침수피해가 가중되는 것을 알 수 있었다.

가속화되는 도시화와 함께 기후변화로 인하여 가중되는 환경 측면의 수질, 생태, 기온, 에너지 이외에도 수문순환에서 발생되고 있는 변화는 우선적으로 해결되어야 하는 중요한 문제임이 확실하다. 이러한 요인은 도시유역 내 불투수면적의 증가에 따라 증발산량의 감소, 지표유출의 증가, 침투량 감소의 물순환 변화를 초래한다. 본 연구에서는 기후변화 및 도시화가 물순환 변동에 미치는 영향을 정량적으로 산정하고 이를 도시지역별로 평가하기 위해 주성분 분석(Principal Component Analysis) 기법을 적용하였다. 낙동강 유역 내 도시화 지역의 발달 정도에 따라 16곳의 동단위의 지역을 선정하였다. 선정된 지역은 면적 대비 도시화율이 10 % 이상인 곳을 기준으로 산정하였으며, 선정된 도시는 대구 동/북구/서구/달성군, 구미, 경산, 구미 및 칠곡, 밀양, 문경 등으로 도시화 정도에 따라 물순환 변동의 대조군을 위한 지역도 함께 선정하였다. 선정된 도시지역 내 물순환 변동 평가 지수에 따라 상관관계 분석을 통하여 주성분 분석의 입력변수를 선정하였다. 주성분 분석을 통하여 정보의 기여율이 98 %를 나타내는 PC3 (Principal Component 3)을 통하여 각 지역별 물순환 특성 변동 지수의 주성분 분석 결과를 선형결합하였다. 이로써 물순환 변동에 따른 종합 민감도 지수를 산출하였으며, 대구 지역이 약 23으로 가장 큰 민감도를 보였고 다음으로 부산, 구미 등으로 나타났다. 본 연구의 결과는 기후변화 및 도시화에 따른 물순환 변동의 결과를 지수로 정량화하여 각 도시별로 산정하였고 이를 주성분분석 기법에 적용함으로써 도시지역별 종합 지표를 산정하였다. 본 연구의 결과는 기후변화 및 불투수면적의 증가가 수문순환에 미치는 영향을 도시별로 가할 수 있으며 물순환 변동 평가기법은 지역을 상세화하여 최대 단위를 동으로 설정하여 적용한다면 도시 개발 및 계획 시 그 활용정도가 높을 것으로 판단된다.

오늘날 국내에서는 지진이 발생했을 때, 이에 대한 대비책으로 지진재해대응시스템을 운영 중에 있으며, 지진재해대응시스템은 각 시설물 별 지진취약도 모델을 통해서 시설물의 파괴확률을 산정하고, 지진재해 정도를 평가하고 있다. 이에 따라서, 본 논문에서는 지진발생시 1차 시설물의 붕괴뿐만 아니라 재산상, 인명상의 2차 피해를 동반하는 도시기반 네트워크 시설물인 가스시설물 중 매설 가스배관에 대하여 지진취약도 분석을 수행하였고, 국내의 지반특성을 고려하여 매설가스배관의 비선형 시간이력 해석을 수행하였으며, 확률론적 접근해석방법인 최우도추정법을 이용하여 지진취약도 모델을 개발하였다. 매설가스배관의 해석모델은 국내의 대표도시인 서울지역에 매설된 고압관과 중압관으로 선정하였으며, 지반은 가스관의 매립심도 설계기준에 따라 서울시 GIS(Geographic Information System)포털시스템과 지반조사편람에서 제공하는 자료를 분석하여, 매립토층과 퇴적토층의 물성치를 적용한 Winkler foundation 모델을 이용하였다. 또한 추가적으로 개발된 매설가스배관 취약도 모델의 GIS(Geographic Information System) 지리정보시스템 적용방안을 제시하였다.

최근 이상기후로 인해 급격하게 도시홍수피해가 빈번하게 발생하고 있고, 그로 인해 인명 및 재산피해가 급증하고 있다. 본 연구는 RCP 기후변화 시나리오에 따른 강우량을 가산1 빗물펌프장 유역에 적용하여 강우-유출 해석을 하였다. RCP 기후변화 시나리오 2.6, 4.5, 6.0, 8.5에 따라 2100년까지 예측된 강우량 자료의 일단위에서 시간단위로의 시간 상세화기법(Downscaling) 중 하나인 인공신경망이론을 적용하여 시간 단위 자료로 변환하였다. 이후에 매개변수 최적화된 SWMM을 사용하여 가산1 빗물펌프장 유역의 우수관망을 통해 강우-유출모의를 하고, 이에 대해 기후변화가 미치는 영향을 분석하였다. 본 연구의 결과는 향후에 정부나 지자체에서 향후 정책을 결정하는데 유용한 정보로 활용될 수 있을 것으로 판단된다.

도시화의 급격한 변화로 인한 불투수층의 증가는 도시 내의 강우유출수를 아무런 처리 없이 직접 도시 내에 유출되어 홍수, 첨두유량 증가 등의 문제점을 야기 시킨다. 이러한 문제점을 해결하기 위하여 미국, 유럽, 우리나라 등 많은 국가에서 개발 전 자연이 가지고 있던 수문학적 기능을 최대한 유지하면서 개발 후 발생되는 비점오염물질을 효율적으로 관리하는 저영향 개발 기술을 도입하고 있다. 따라서 본 연구에서는 도시지역 물순환 관리 및 비점오염물질 저감에 기여하고자 저류와 침투가 가능한 식생체류지를 개발 및 평가하고자 수행되었다. 본 연구는 식생체류지의 물순환 및 비점오염물질 저감 능력을 평가하기 위하여 공주대학교 내 주차장에 설치된 식생체류지의 모니터링을 수행하였다. 모니터링한 수질시료는 수질오염공정시험법에 준하여 입자상물질, 유기물, 영양물질 및 중금속에 대한 분석을 수행하였다. 또한 첨두유량 발생시간 및 지체시간, 첨두유량 저감 및 물수지를 산정하여 물순환 효과를 분석하였다. 식생체류지 시설의 모니터링은 2013년 11월부터 현재까지 총 11회가 수행되었으며 모니터링 결과, 강우유출수의 발생시간은 식생체류지를 적용하기 전에 비하여 약 40min 지체되는 것으로 나타났다. 또한 첨두유량의 발생 시간은 시설 적용 전에 비하여 약 80min 이후에 발생하는 것으로 분석되었으며, 첨두유량은 약 0.3m3/min 저감되는 것으로 나타났다. 물수지 산정 결과, 시설 내 저류 및 침투되는 양은 90%로 높은 물순환 효과를 나타낸 것으로 분석 되었다. 비점오염물질 저감효율을 산정한 결과, 모든 오염물질에서 90% 이상으로 높은 저감효율을 나타내는 것으로 분석되었다. 이는 여재부에서 일어나는 오염물질 저감 기작이 효과적으로 작용되는 것으로 판단된다.

최근 10년간 우리나라 재해특성을 분석한 결과 호우에 의한 홍수피해가 가장 큰 것으로 나타났으며, 특히 도시지역에서의 홍수피해가 증가하고 있는 것으로 나타났다. 최근 5년간 총 25개 시·군 77개 동이 2회 이상 반복적인 주택침수를 겪은 것으로 나타났으며, 서울시는 2010년과 2011년 집중호우로 광화문, 강남역 등 도심지역에서 홍수피해를 입기도 하였다. 이렇듯 도시지역에서 홍수피해가 빈번하게 발생하는 원인은 강우패턴 변화와 지역집중현상 증가 그리고 강우강도의 증가를 들 수 있으며, 도시화로 인한 불투수성 증가, 위험지역으로의 주거지역 확대, 무분별한 도시계획 등을 꼽을 수 있다. 도시 지역에 활용 가능한 도시홍수저감대책으로는 우수유출저감시설, 하수·우수관거, 펌프장, 하천시설 그리고 분리배수시설 등이 있다. 현재 도시는 i) 전기배선, 통신라인 등 각종 지중 매설물 설치로 인한 우수·하수관거 확대 및 정비 어려움, ii) 계획홍수위 보다 낮은 지역에 주거지가 형성된 경우 계획홍수위 조정이 필요하나 도시화로 하천확대 및 정비 어려움, iii) 부처별로 기본계획을 수립하고 있는 등 하천, 펌프장, 하수관거, 우수유출저감시설을 동시에 고려하는 홍수재해저감종합대책 수립 어려움 등의 문제점을 낭고 있어 홍수저감대책을 효과적으로 수립하는데 어려움이 있다. 본 연구에서는 도시지역 홍수재해저감종합대책 수립을 위한 방안으로 일본의 특정도시하천특별법을 통한 도시지역 침수피해 저감 사례 등 국외 사례를 통해 하천, 펌프장, 하수관거, 우수유출저감시설을 동시에 고려하는 홍수피해저감대책 수립방안을 소개한다. 더불어 이러한 대책을 성공적으로 수행하기 위한 중앙정부, 지방정부, 전문가, 지역주민, NGO 등이 함께 참여하는 협의체 구성을 소개한다.

도시지역은 인구가 밀집되어 있고 각종 사회기반시설이 복잡하게 얽혀 있기 때문에 지진발생시 1차 피해는 물론, 교통 두절, 가스공급중단, 전력단절 등에 의한 2차 피해도 막대하게 발생한다. 이와 같이 도시지역의 라이프라인이 지진에 대해 얼마나 저항하여 성능을 발휘할 수 있는지를 예측하는 기술이 중요하다. 이와 더불어 라이프라인의 지진피해가 도시지역의 사회 및 경제에 미치는 영향을 평가하는 것도 방재정책을 결정하는데 중요한 요소가 된다. 본 연구에서는 국내 도시지역의 라이프라인 중 매설가스관, 공동구, 송전철탑의 지진취약도 함수를 개발하였다. 또한 서울지역을 대상으로 사회 및 경제적 영향을 고려한 지진재해 위험도를 산출하였다. 국내에서 사용되고 있는 매설가스관, 공동구, 송전철탑을 조사하여 각각 대표적인 시설물의 규격을 결정하여 해석적인 방법으로 지진취약도 함수를 도출하였다. 이를 위해서 다양한 지반가속도 기록과 인공지진파를 사용하였으며 여러 단계의 지진규모를 가정하여 시간이력해석을 수행하였다. 각각의 라이프라인 별로 도출한 지진취약도 함수는 현재 국가안전처에서 사용 중인 지진대응시스템에 탑재하여 지역별 지진피해 예측에 사용될 수 있다. 한편, 서울지역의 지진재해위험도를 평가하기 위해 위험요소, 노출요소, 치약요소, 대응 및 복구요소의 4가지 요소를 각각 도출하고 정량화하여 종합적인 지진재해 위험도를 산출하였다. 도출된 지진재해 위험도를 통해 주요소 및 지표가 위험도에 미치는 영향을 평가하였다.

본 연구에서는 도시침수 저감을 위한 비구조적인 대책 중 빗물저류조 최적운영에 관해 연구하였다. 기존의 빗물저류조는 크게 온라인 빗물저류조와 오프라인 빗물저류조로 구분할 수 있다. 온라인 빗물저류조는 일반적으로 대규모로 설치되어 자연유하에 의한 방류를 하며 오프라인 빗물저류조는 중소규모로 경제적이나 월류턱 높이 결정의 운영관리가 어렵고 펌프 압송에 의해 방류한다. 우수관망 내 설치된 오프라인 빗물저류조의 경우 도심지에서 부지확보가 곤란하기 때문에 규모에 한계성이 있고 일반적으로 강우 종료 후 방류를 시작하므로 연속강우에 대한 대처가 취약하다. 오프라인 빗물저류조의 경우 구조적 대책만으로는 연속 강우에 대해 완벽하게 대응하기는 곤란하며 방재성능을 향상시킬 수 있는 비구조적 대책이 필요하다. 오프라인 빗물저류조의 효율을 극대화하여 도시침수를 저감시키기 위해서는 빗물저류조 최적운영은 필수적이다.

기후변화로 인한 극한 강우사상의 빈번한 발생과, 도시화로 인한 토지이용의 변화로 도시유역의 침수피해가 많이 발생하고 있다. 도시에서의 홍수배제는 우수관거에 의존하고 있으며, 대부분 집중호우의 발생이후 하수도 시스템의 용량부족으로 침수가 발생하고 있다. 이러한 도시유역의 침수방지를 위한 내수배제시설에는 배수문, 배수펌프, 유수지, 우수관거 등이 있다. 도시유역에서의 침수피해는 지역 물 순환을 고려한 내수배제를 위해 내수 및 외수를 함께 고려하여야 하고, 유역의 재산상 피해와 밀접한 관계가 있어, 원활한 홍수량 배제 및 침수피해의 감소를 위해 각각 시설별 정확한 평가가 필요하다. 본 연구에서는 상습침수가 발생하는 도시유역으로 서울시의 도림천 유역을 선정하였다. 도림천 유역은 최근 폭우발생시 침수 피해가 빈번히 발생한곳이다. 도림천 유역은 관악산에서 발원하여 관악구, 구로구, 동작구등 도심지를 관통하며 하천의 일부가 복개되어 도로로 사용되고 있다. 도림천 유역은 총 17개의 배수분구로 구분되어 있으며, 침수피해는 복개되지 않은 부분에서의 하천의 범람, 하수관거 및 펌프장의 내수배제 불량 등의 원인에 의해 발생하고 있다. 본 연구에서 연구대상지역으로 선정한 곳은 신림3, 4 배수분구이며, 이러한 도림천 유역에 대하여 내수배제시설의 효율을 알아보기 위해 적용 가능한 내수배제시설을 선정하고, 시설별 내수 침수 저감율을 산정하였다. 불투수율이 높은 도시유역 유출특성을 고려한 홍수의 정확한 예측을 위해 도시유출모형인 SWMM 모형을 이용하여 관거에서 우수의 흐름을 모의하였고, 이 결과 발생한 월류량을 홍수범람해석 모형인 FLUMEN의 입력자료로 사용하여 범람해석을 실시하였다.

본 연구는 도심지 지역에서 위험지역 선정 - 사회경제적 취약성 평가 - 고위험구역 정밀평가로 이어지는 토사재해 통합 취약성 평가 가이드라인을 작성하는 것을 목적으로 하며, 그 첫 단계로 국내·외 취약성 평가 관련 제도 및 법률을 분석하였다. 국내 토사재해 관련 법률은 관리 주체와 관리 대상에 따라 다양하게 구분되어 있는 것으로 나타났다. 토사재해는 국토해양부, 안전행정부, 소방방재청, 산림청 등 4개 행정부처가 관할하며 관련 법률도 14개가 있는 것으로 분석되었다. 국토의 개발과 관리 및 그에 따른 개발제한, 주택건설과 관련해서는 국토교통부가 관할하고 있으며, 재난, 재해 및 안전관리, 재해 피해저감을 위한 이주 등은 안전행정부와 소방방재청, 산림의 보호, 관리 및 사방사업은 산림청이 관할하고 있다. 2012년부터는‘국토의 계획 및 이용에 관한 법률’을 비롯하여 도시 개발을 위한 장기계획인 ‘광역 도시계획 수립지침’, ‘도시군 기본계획 수립지침’과 ‘도시군 관리계획 수립지침’에 매 5년마다 재해 취약성 분석을 수행하고, 계획 수립시 반영토록 하여, 피해를 사전에 방지하는 예방형 토지이용체계로의 변화가 있었다. 미국, 캐나다, 스위스, 아일랜드, 스웨덴 등에서도 토사재해를 저감하기 위한 토지이용의 제한 및 대책수립을 법으로 강제하고 있는 것으로 나타났다. 토사재해 통합 취약성 평가 가이드라인의 원활한 활용을 위해서는 관련 법에 취약성 분석 수행여부를 명시하고 관련 고시(또는 예규)에 토사재해 통합 취약성 평가 가이드라인을 포함하는 방안이 고려되고 있다. 그러나 토사재해 관리체계가 국토해양부, 산림청, 소방방재청 등 3개 부서로 나누어진 상황에서 전 부처에서 통합적으로 사용하기 위해서는 각 부처와의 사전 의견 조율 및 협의가 매우 중요할 것으로 판단된다.

본 연구에서는 풍수해 피해 예측에 적용하기 위하여 주거·산업·상업용 건축물이 포함된 도시 시설물에 대한 강풍취약도를 평가하였다. 강풍취약도를 평가하기 위하여 시설물 취약요소에 작용하는 풍하중과 저항성능의 통계치로부터 시설물의 한계상태를 산정할 수 있는 몬테카를로 모사모형이 개발되었다. 도시 시설물의 특성 및 지형적 영향을 고려하여 강풍취약도를 평가하기 위하여 시설물의 높이·폭, 형태 등이 상이한 시설물의 한계상태가 세 가지 지표면조도구분(B, C, D)에서 평가되었다. 본 연구에서 평가된 도시 시설물에 대한 모든 강풍취약도는 로그정규분포의 형태로 곡선 맞춤된 후 최종적으로 데이터베이스화 되었다. 본 연구방법론을 통하여 구축된 강풍취약도의 데이터베이스는 풍수해 피해 예상 지역에 건설된 도시 시설물의 잠재적 피해정도를 평가하기 위하여 사용될 예정이다.

본 연구에서는 분포형 모형을 이용하여 재해저감 도시설계기법 시설물 적용을 위한 시스템을 검토하였다. 이 시스템은 기후변화에 따른 폭우재해에 대하여 유출, 침수범람해석 분석 결과를 바탕으로 재해저감 도시설계기법 시설물 적용을 통하여 재해저감 효과에 대한 정량적 분석과 설치비용 등의 정보를 제공함으로서 분석 대상지역의 도시설계 시설물 설치 시 최적위치 및 조합Set 등의 합리적인 의사결정을 지원하게 된다. 이 시스템에서 유출, 침수범람해석 모의 및 도시설계기법 시설물 적용을 위한 분석모형으로는 GIS기반 분포형 모형을 사용하였다. 이는 투수성포장, 식생수로, 옥상녹화, 침투트랜치 등의 침투형 시설물과 빗물받이, 빗물통, 지하저류조 등의 저류형 시설물 크게 2가지로 구분한 도시설계기법 시설물에 대하여 시스템에 적용할 때 시설물의 설치 위치와 규모에 따라 매개변수와 입력 자료의 변경이 용이하고 간편하게 적용할 수 있기 때문이다. 이 시스템은 실제 침수지역과의 비교·분석, 재해저감 도시설계기법 시설물의 실증 실험을 통한 정확성 검토 등의 지속적인 연구가 필요하며, 적용성과 신뢰성에 대한 검증이 완료되었을 경우 폭우재해에 따른 위험분석과 재해저감 시설물 설치 지원 결정 등의 대응체계 정책 수립에 활용될 수 있을 것으로 기대된다.

기후변화 조건에서 강우량 특성치 전망들은 도심지 폭우재해에 큰 우려를 낳고 있다. 폭우재해란 도시의 배수능을 크게 상회하는 집중호우에 의해 침수가 발생하여 주민, 주거지, 자산 및 경제활동 등을 위협하는 현상으로 설명할 수 있다. 폭우재해로 인한 직 · 간접적 피해를 중장기적으로 예방하기 위해서는 저류기능 부여, 침투능 향상, 우수유출 분산 · 지연 등 전통적 방재대책과 더불어 도시 기반시설(공원, 녹지, 광장, 도로 등) 개발입지와 토지이용 규제를 강화하는 대책들을 도시계획으로 메인스트리밍 (mainstreaming)할 필요가 있다. 본 연구에서는 유역을 폭우재해 피해지점 또는 침수발생 유역의 하류지점으로 설명되는 재해발생지점 (Point), 잠재적인 침수발생이 가능한 지역으로 분석되는 재해직접영향권 (Site), 침수발생을 최소화하기 위해 종합적 도시계획 수립이 가능한 지역인 재해간접영향권(Region)으로 구분하였다. 이 개념을 토대로 Point, Site, Region을 체계적으로 도출하기 위한 ‘분석모듈’과 구조적 비구조적 재해저감대안들의 효과를 분석하기 위한 ‘계획모듈’을 구축하여, 최종적으로 GIS 기반의 Urban PSR System을 개발하였다. 본 논문에서는 개발된 시스템에 대해 2011년 홍수피해가 심각했었던 서울 한강 이남지역을 대상으로 적용성과 유용성을 검토코자 한다.

2009년 이후 서울, 부산, 인천 등 대도시의 집중호우가 증가함에 따라 많은 피해가 발생하고 있다. 도시홍수는 국지적이고 짧은 시간에 발생하는 집중호우로 인하여 피해가 발생하기 때문에 구조적 대책만으로는 한계가 있다. 2014년 부산시 집중호우 피해는 기존 강우 관측 및 예측 체계로는 강우의 감지 및 이동 예측에 한계가 있다는 것을 단적으로 보여준 사례이다. 현재 강우발생에 따른 경보는 기상청에서 발표하는 6시간 및 12시간 강우 기준의 호우 주의보 및 경보 기준에만 의존하고 있어 짧은 시간에 발생하는 도시홍수의 특성을 반영하지 못하고 있으며, 전국 공통 지표를 사용함으로써 지역적 특성을 반영하지 못하고 있는 실정이다. 일본의 경우 지역적 특성을 반영한 호우 기준을 사용하고 있으며, 소형레이더를 이용한 초단기 강우 예측정보와 침수예측모형을 연계하는 실시간 경보시스템에 연구결과를 실용화하고 있다. 도시홍수에 대비하기 위해서는 시공간적 고해상도의 강우정보와 우리나라 지형적 특성을 고려한 도시침수해석 모형의 개발 필요하다. 그러나 현재 사용되고 있는 도시침수해석 모형들은 우리나라 도시지역의 특성을 반영하지 못하고 있으며, 최근 침수피해가 자주 발생하는 대형 지하쇼핑몰 및 지하철 등 지하공간에 대한 해석이 불가능하다. 따라서, 본고에서는 일본의 선진 도시홍수관리기술을 통해 시사점을 도출하고, 국립재난안전연구원에서 개발 중인 UFAM(Urban Flood Analysis model)과 X밴드 등 레이더 기반 강우정보를 연계한 새로운 도시재난관리시스템의 구축 전략에 대하여 제시하였다.

현재 재난재해와 관련된 연구는 태풍, 홍수, 지진, 교통사고 등, 단일 대상 재난기술을 중심으로 투자 및 개발이 이루어지고 있다. 하지만 미국의 경우 9/11 사태 이후 국가의 핵심 사회기반시설(인프라)에 관해 위험 분석과 관리를 목표하는 연구 센터인 NISAC 설립등 재난재해와 관련하여 패러다임의 전환을 지원하고 있다. 기존의 패러다임은 재난을 일으키는 직접적인 요인이 되는 개별 사건(홍수, 사고 등)의 관점에서 접근하고 있으며 이는 개별 사건이 미치는 물리적, 인적, 사회적, 경제적 파급효과를 반영하기에는 미흡한 점이 있어 파급효과를 제대로 반영할 수 있는 재난 대비 및 대응이 요구된다. 본 연구는 이러한 맥락에서 국가 전반을 구성하는 주요 물리적, 인적, 사회적 기반체계에 대한 위험분석 및 상호연동 통합 플랫폼으로 구성된 국가 통합 안전관리 체계를 개발하고자 한다. 이는 국가 기반체계의 위험관리에 활용되는 동시에, 개별재난을 시스템적 관점에서 분석하여 정부 부처별 관리 대응하는 개별 재난 뿐 아니라 미래 재난 및 복합 재난 등에 관한 국가 및 지역 레벨의 안전관리 의사경정체계를 구축함에 기여한다. 이를 통해 국가 라이프라이(lifeline)에 해당하는 전력, 교통, 도시 인프라 등 국가주요 기반체계 별 재해재난 위험관리 모델링 및 시뮬레이션 모듈을 구축할 수 있으며, 다각적이고 유기적인 안전관리 기술 개발을 통해 개별적 안전관리를 통합하고 복합재난에 대응하여 국가적 안전도 향상을 기대할 수 있다.

지금 세계는 기후변화 영향으로 가뭄과 홍수, 태풍을 비롯한 각종 기상재해 등 자연재해들이 발생하고 있다. 서울시는 지형적으로 재해를 입을 가능성이 큰 특징을 가지고 있으며, 특히 급격한 도시화, 산업화와 최근의 기후변화에 의한 집중호우로 인하여 재해가 빈번히 발생되어 왔고 이때 마다 재발방지를 위한 대책보다 복구위주로 진행된 것이 사실이다. 그러나 재해는 2010년과 2011년 이후에 기후변화 영향으로 과거보다 더욱 커질 것이며, 이로 인한 피해규모도 증가할 것으로 예측되어 재해로 인한 피해를 최소화하기 위해 노력하고 있다. 집중호우로 인하여 도심지에서 내배수 침수피해가 빈번하게 발생하는 문제에 대해 주로 하수관로 및 빗물펌프장이 감당하여 왔으나 설계 빈도를 초과하는 홍수량은 유역에 적정 분담시키고 홍수방어시설을 설치하고 있다. 소유역별로 분산된 홍수방어대책 수립을 통해 주거지가 밀집되어 있는 하류유역 및 저지대 배수시설의 부담을 경감시키고 내수배제 불량 및 침수로 인한 홍수피해 잠재성을 경감시키는 대책을 추진하고 있다. 인명피해와 재산피해를 일으키는 홍수에 대응하고 치수관리를 위한 방안으로 하천제방 및 배수시설, 빗물저류시설 등 시설물을 설치하는 방법인 구조적 대책과 토지이용제도, 홍수위헌지도, 홍수예경보시스템 등과 같은 제도적인 방법인 비구조적 대책을 같이 실시하고 있다. 본 연구에서는 기후변화의 재난에 대비한 실질적인 방재 대책과 방안을 제시하기 위해, 기존의 방재 정책과 기후변화의 연계성을 가지면서 적응하기 위한 대책을 제시하고자 한다. 지금까지의 재해로부터 대책을 마련하고 앞으로 점진적으로 재해에 대한 대응책을 수립·추진하여 기후변화에 따른 재해로부터 피해를 최소로 하는 방안이다.

The impacts of climate change and land use change are still causing changes in natural patterns as increase of temperature, rainfall intensity, and frequency of rainfall. Also, urbanization is well known to impact hydrology of basins because of its creation of impervious surfaces. This study has been investigated developing method being able to estimate changes of hydrological properties and assessing these changes on each city. For this study, it used three land use scenarios in 1975, 1990, and 2009 for considering impervious changes and future climate change scenario based on RCP 8.5 for impacts of climate change. Three clusters by k-means clustering method were formed by variables shown high correlations from results of Spearman’s order-rank method and Kendall Tau for various variables as rate of each land cover over area of each subwatershed on 145 subwatersheds in Nakdong River, difference of rate of land cover area and CN (Curve Number) between scenarios based on scenario in 1975, and rate of hydrological properties like rate of evaporation, surface runoff, and groundwater. An assessment method using the results from correlation and cluster analysis was developed for deriving the weighted index in accordance with sensitive degree of hydrological property and increase of impervious area. The assessment method for sensitive city applied principal component analysis (PCA) method. Results show that Daegu is greatly sensitive on impacts of hydrological property and increase of impervious area. Consequently, linear regression equations on Daegu are derived by analysis of hydrologic response unit. Urbanization appeared to increase of surface runoff and decrease of evaporation and groundwater in accordance with change of land uses, also the results are considerably important and useful in case of development and design of city.