본 연구에서는 통합홍수위험관리 측면에서 지역별 홍수방어대책 우선순위 선정을 위해, 홍수위험이 상대적으로 높은 홍수위험지구를 선정할 수 있는 홍수위험도 분석방안 수립 및 적용에 대한 연구를 수행하였다. 홍수위험도를 평가하기 위해 우리나라의 홍수 피해에 영향을 미치는 요인들을 P-S-R (Pressure-State-Response) 구성 체계에 따라 분류하여 3개의 치수특성 평가지표인 압력지표, 현상지표, 그리고 대책지표를 대표하는 총 12개 세부평가지표들을 선정하고, GIS를 이용하여 전국 수자원단위지도 표준유역 공간단위의 자료를 구축하였다. 12개 세부평가지표 항목들을 종합한 홍수위험도를 산정하기 위하여 지표평균법과 PROMETHEE방법을 각각 적용하여 홍수위험도를 분석하였고, 두 결과를 종합적으로 반영하여 최종 홍수위험도를 결정하였다. 홍수방어대책 수립시 우선순위 선정을 위하여 홍수위험도 상위 20%의 전국 163개 표준유역을 홍수위험지구로 선정하였는 바, 본 연구에서 선정된 홍수위험지구는 추후 현장조사 등 종합적인 검토를 통하여 최종 확정할 필요가 있다. 본 연구에서 제시한 홍수위험도 평가방법은 홍수의 원인, 피해 및 대응에 관한 역학관계의 결과로서, 홍수위험 관련 정보를 공간적으로 분석하여 정부 및 지자체의 홍수방재 관련 정책수립 등의 업무수행을 위한 보다 효과적인 의사결정에 도움을 줄 것으로 기대한다.

본 연구에서는 지표수문모형(Land Surface Models)의 하나인 CoLM(Common Land Model)의 국내 적용을 위해 낙동강 유역에 대한 해상도별 2009년 하천 일유량 모의결과의 예측도를 평가하였다. 우리나라는 지역이 좁으나 지형의 변화가 많으므로, 적정한 예측결과를 제공하기 위하여 지표수문모형의 해상도를 높일 필요가 있으나, 가용한 국내 고해상도 자료가 제한적이며 지표수문모형에 대한 해상도별 국내 적용성 평가에 대한 연구는 많지 않은 형편이다. 따라서 낙동강유역에 대한 CoLM 계산망 구축에 필요한 지표경계조건자료(Surface Boundary Conditions)와 기상관측자료를 4개 해상도(4, 8, 15, 30km)별로 구축하였다. 이를 위하여, 다양한 저장형식, 지도투영법, 해상도 등을 갖는 방대한 양의 지점 및 격자형태 원자료의 처리를 보다 효율적으로 수행하기 위하여 GIS를 기반으로 프로그래밍화한 공간정보처리기술을 구축하였다. CoLM은 최신의 토양-식생-대기순환 모형중의 하나로서 기존의 CoLM에 횡방향 지표수-지하수 연계 흐름모의 모듈이 추가된 최신의 지표수문모형으로, 수문 및 에너지 순환 모의예측성이 높고 격자의 크기에 따른 해상도별 하천 일유량 예측모의가 가능하므로, CoLM에 의한 낙동강 본류 6개 지점에서의 4개 해상도별 하천 일유량 예측모의결과를 비교평가하였다. 향후 대상 유역에서의 장기유출모의 또는 미래 기후변화 시나라오에 대한 예측을 위한 적정해상도의 결정은 본 연구의 결과를 바탕으로 계산시간 및 입력자료 등의 관리를 종합적으로 고려하여 결정할 수 있을 것으로 기대한다.

중소하천유역의 홍수예경보 체계 구축 및 통합홍수위험관리 측면에서 지역별 홍수방어대책의 우선순위 선정을 위하여, 본 연구에서는 홍수위험이 상대적으로 높은 홍수위험지구를 선정할 수 있는 홍수위험도 분석 방안을 수립하고 전국대상 유역에 적용하였다. 이를 위하여 우리나라의 홍수피해에 영향을 미치는 요인들을 P-S-R(Pressure-State-Response) 구성 체계로 분류하여 3개의 치수특성 평가지수인 압력지수, 현상지수, 대책지수를 대표하는 총 12개의 대표적인 홍수위험도 세부평가지표들을 선정하고, 분석가능한 전국대상 812개 수자원단위지도 표준유역 공간단위의 자료를 구축하였다. 또한 홍수위험도 평가에 있어서 세부평가항목별 표준화 방법 및 가중치 산정 방법은 매우 중요하고 신중히 결정되어야 하므로, 다양한 방법들을 적용하여 비교분석을 실시하였다. 12개 세부평가지표의 종합적인 평가를 위해 지표평균법에 의한 홍수위험도(Flood Risk Index, FRI)를 산정하고, 산정결과의 분류를 위해 순위에 따른 5등급 분류방법을 사용하였다. 분석결과에 의해 가장 높은 홍수위험등급(H등급)으로 분류된 162개 표준유역을 홍수위험지구로 선정하고, 선정된 홍수위험지구 중 하천종합관리지표의 홍수취약지수(2012)에서도 H등급에 속하는 동시에, 자연재해위험지구 중 침수위험지구로 지정(2011 현황)되어 있는 27개 표준유역을 특별관리대상구역으로 구분하였다. 선정된 홍수위험지구는 추후 현장조사 등 최종적인 검토를 통하여 최종 확정할 필요가 있다. 본 연구에서 제시한 홍수위험도 평가방법은 홍수의 원인, 피해 및 대응에 관한 역학관계의 결과로서, 홍수위험 관련 정보를 공간적으로 분석하여 정부 및 지자체의 홍수방재 관련 정책수립 등의 업무수행을 위한 보다 효과적인 의사결정에 도움을 줄 것으로 기대된다.

최근 들어 전 세계적인 기후변화 양상에 따라 짧은 시간에 큰 유출양상을 보이는 국지적 돌발성 홍수의 발생이 증가하는 추세이며 이로 인한 인명 및 재산의 피해가 국내뿐만 아니라 전 세계적으로 발생하고 있다. 이와 같이 소규모 지역의 집중된 강우로 발생하는 국지적 돌발성 홍수는 빠른 수문반응으로 인하여 홍수피해를 예방하기 위한 예·경보 시간이 부족한 것이 특징이다. 국지 홍수로 인한 피해를 막기 위해서는 한계유량을 초과하여 제내지의 피해발생 가능성이 있는 홍수사상에 대한 심도예측이 중요하다. 본 논문의 목적은 소규모 유역에서 발생하는 홍수사상의 심각성 정도를 정량화할 수 있는 새로운 홍수지수(New Flood Index)를 개발하고 새로운 홍수지수와 강우특성과의 회귀분석을 통하여 국지 돌발홍수 예측에 적용하고자 하였다. 2개의 시범유역들에 대한 홍수유출수문곡선은 장기간 관측된 연최대치계열 실측 강우자료를 이용하여 강우-유출모형을 통하여 산정하였다. 새로운 홍수지수 NFI는 2년 빈도 홍수량으로 가정된 한계유량을 초과하는 홍수사상에 대하여, 첨두홍수량비, 상승부경사, 초과홍수지속시간 등 홍수유출수문곡선의 특성을 이용한 3가지 상대심도계수의 기하학적 평균값으로 산정하였다. 분석결과 3시간 최대강우가 새로운 홍수지수 NFI와 가장 높은 상관관계가 있음을 확인하였다. 새로운 홍수지수와 강우특성과의 회귀분석을 통해 얻어진 최적 관계식은 소규모 미계측 유역에서의 국지적 홍수 심도예측을 위한 예비정보의 기초자료로 활용될 수 있을 것으로 기대된다.

본 논문에서는 통합홍수위험관리 측면에서 지역의 홍수위험도에 따라 지구를 구분할 수 있는 홍수위험지수(Flood Risk Index, FRI)의 산정 및 적용방안을 제시하고자 하였다. 낙동강 유역에 대하여 시·군·구 단위의 공간해상도로 홍수위험지수(FRI)를 산정하기 위해 P-S-R(Pressure-State-Response) 구조로 분류하여 3개의 홍수지수인 압력지수(PI), 현상지수(SI), 대책지수(RI)를 대표하는 총 17개 세부지표들을 엄선하였다. 세부지표들은 각기 다른 범위와 단위로 측정된 값이므로, T-Score 방법을 사용하여 동일한 범위로 변환되었다. 또한 엔트로피(Entropy) 가중치 산정방법에 의한 가중치를 사용하여 가중치 적용에 따른 주관적인 판정을 최소화하였다. 압력지수(PI), 현상지수(SI), 대책지수(RI)의 3개 지수를 통합하여 지역의 전반적인 홍수위험 상태를 파악할 수 있는 홍수위험지수(FRI)를 산정하고, 가중치 적용 유·무에 따른 홍수위험지수 산정결과와 2010년에 고시된 자연재해위험지구 중 침수위험지구와의 비교를 통해 제안된 홍수위험지수의 적용성을 검토하였다. 충분히 검증된 홍수위험지수를 활용하면 과거 홍수의 원인 및 현상별 홍수재해에 대하여 지역적 방재대책 수립이 가능할 것이라 기대된다.

본 연구에서는 통합홍수위험관리 측면에서 중소하천유역의 홍수위험도를 평가하기 위한 홍수위험지수(Flood Risk Index, FRI) 산정방안을 제시하고, 낙동강 유역의 수자원단위지도 표준유역별 홍수위험도를 평가하였다. 홍수위험도 평가지표 선정을 위하여 치수특성 평가문제를 인과관계로 분석할 수 있는 P-S-R(Pressure-State-Response) 구조에 따라 분류되는 3개의 주요 홍수지수인 압력지수(Pressure Index, PI), 현상지수(State Index, SI), 대책지수(Response Index, RI)를 대표하는 총 12개 세부평가지표들을 엄선하였다. 선정된 홍수위험도 세부평가항목들은 관련 정부기관 및 지자체에서 제공하는 각종 최신 통계자료를 바탕으로 GIS를 통하여 데이터베이스화하였다. 각기 다른 범위와 단위로 측정된 세부평가지표들은 상대적인 비교를 위해 Re-Scaling 표준화방법을 사용하여 동일한 범위의 무차원값으로 변환되었다. 또한 엔트로피(Entropy) 가중치 산정방법에 의한 세부평가지표별 가중치를 추정하여 가중치 적용에 따른 주관적인 판정을 최소화하였다. 압력지수(PI), 현상지수(SI), 대책지수(RI)의 3개 지수를 통합하여 지역의 전반적인 홍수위험 상태를 파악할 수 있는 홍수위험지수(FRI)를 산정하고, 가중치 적용 유·무에 따른 홍수위험지수 산정결과의 비교를 통해 제안된 홍수위험지수의 적용성을 검토하였다.

우리나라의 중소하천의 홍수 예·경보의 경우 저수지의 저류효과를 고려하지 않은 홍수 예·경보의 경우가 대부분이다. 이러한 이유는 농업용 저수지가 실질적으로 방치되는 경우가 대부분이여서 홍수추적에 필요한 자료 확보에 어려움이 있다. 따라서 본 연구에서는 경상남도에 위치한 남강유역을 대상으로 저수지의 저류효과를 고려한 한계유출량에 따른 한계강우량을 산정하였다. 소유역 구분은 ArcGIS의 Hec-GeoHMS를 이용하여 자료를 구축하였으며 구축된 매개변수를 Hec-HMS에 적용하여 홍수유량을 산정하였다. 또한 산정된 홍수유량을 이용하여 한계유출량을 산정 후 지속시간 20분에 따른 한계강우량을 산정하였다.

본 연구에서는 영항지수를 산정하여 기후변동이 우리나라에서 태풍으로 인하여 발생된 강우량에 미치는 영향을 정량적으로 분석하였다. 영향강도와 영향빈도에 의하여 산정된 영향지수는 강우량의 증가 및 감소 정도와 강우량이 증가하는 빈도를 반영하는 지수이다. 또한 수문극치계열자료의 빈도분석에 가장 많이 사용되는 Gumbel 분포를 적용하여 확률강우량을 산정하고 영향지수와 비교분석하였다. 기후변동을 고려할 수 있는 인자로는 8종류의 기후지수를 선정하고 낙동강 하구언 유역의 8개 지점을 대상으로 분석을 수행하였다. 분석 결과, 지점별 기후지수에 따른 영향의 정도가 다르게 나타났으며, 영향지수와 확률강우량의 비교분석을 통하여 태풍에 의한 확률강우량과 집중호우에 의한 확률강우량이 영향지수와 상관성이 있음을 알 수 있었다.