기후변화 영향으로 미래의 유출량은 변화할 것이다. 미래 유출량의 변화는 수자원시설에 유입량을 변화시켜 발전량에 영향을 미친다. 본 연구는 기후변화로 인한 유출변화에 따른 북한 수자원시설 발전량을 평가하였다. 수자원시설에 대한 발전량은 물의 에너지에 의해 수차 발전기를 회전시켜 전력을 발생시킨다. 즉, 물의 위치에너지를 운동에너지로 바꾸고 운동에너지를 다시 전기에너지로 변화시키는 것이다. 본 연구의 평가 결과, 북한 수자원시설 발전량은 현재보다 2011년부터 2040년까지 감소하였고, 2041년부터 2100년까지는 증가하였다. 또한, 기존 북한 수자원시설의 발전량은 미래에 감소하거나 현재와 비슷하게 나타났다. 신규 북한 수자원시설의 발전량은 단기적으로는 감소하지만, 중장기 미래에는 증가하는 것으로 나타났다. 기존 북한 수자원시설은 기후변화 영향에 취약하고, 신규 북한 수자원시설은 기후변화 영향에 유리하게 입지하고 있는 것으로 판단된다.

우리나라 수해 통계정보를 얻을 수 있는 자료로는 재해연보로서, 시설물 복구비 지원 위주의 단순 통계 집적 관리 목적으로 작성되어 방재정책 수립시 필요한 기본정보로서의 수준이 미흡하다. 반복되는 재해에 따른 피해액과 복구비 등의 국가적 손실을 최소화하기 위해서는 직접피해뿐 아니라 실제 체감할 수 있는 사회·경제 전반에 걸친 재해 정보를 통한 홍수피해 예측으로 타당한 방재 대책을 수립할 수 있는 의사결정 정보가 필요하다. 따라서, 본 연구에서는 수해 통계정보의 현황을 파악할 수 있는 수준평가 방안을 마련하였다. 방재 선진국의 홍수피해 산정을 위한 피해대상항목 및 피해액 도출방법 등의 통계 정보조사 및 브레인스토밍을 통해서 평가지표는 크게 피해조사 항목 적정성과 피해 산정 방법의 정밀도로 구분하고, 세부지표로는 직·간접 피해 정보의 적정성, 공간단위 정밀도, 직·간접피해 산정의 정밀도 등으로 구성하여 국내 수해통계 정보에 적용하였다. 향후 동일한 수준평가 항목을 일본, 미국 등 국외 수해통계 정보에 적용하여 수준을 평가하고, 국내의 수준과 비교분석을 통하여 국내 수해통계의 문제점에 대한 개선방안이 도출된다면 수해정보의 정확도 및 활용성 향상으로 효율적인 방재정책 수립이 가능할 것으로 사료된다.

폭우는 갑작스럽게 국지적으로 내리는 엄청난 양의 비로써 특히, 짧은 시간에 많은 양이 내리는 강우를 가리킨다. 기후변화 및 도시화에 따른 이상기상을 고려한 도시 특정지역의 미래 목표연도 확률강우량으로 정의하기도 하지만 기상학적으로 강우량, 강우강도, 지속 시간 등에 따른 명확한 정의는 없다. 최근 강원대학교에서는 방재와 수자원분야 전문가 300명을 대상으로 폭우의 정량적인 정의를 위한 설문조사를 실시한 바 있으며, 설문결과 응답자의 약 31 %가 50 mm/hr를 폭우라고 응답하였다. 본 연구에서는 강원대학교의 설문조사 결과를 근거로 기상청의 시강우자료와 AWS를 활용하여 폭우 발생 빈도 및 특성을 분석하였다. 폭우발생 빈도는 시계열적 추이, 전국 230개 지자체별, 권역별, 내륙․해안별로 구분하여 분석하였다. 폭우 특성에서는 폭우가 집중적으로 발생하는 시기, 기왕최대강우량(지역별 방재성능목표)의 80 %이상 강우의 발생 빈도 등을 추가적으로 분석하였다. 이러한 분석자료는 도시의 방재계획 수립 시 배수시스템의 설계용량을 초과하는 강우에 대한 재해저감 도시설계의 기초자료로 활용될 수 있을 것으로 기대된다.

전 세계적으로 기후변화로 인한 이상기후에 대한 관심이 높아지고 있다. 가속화되고 있는 지구온난화가 미래기후를 어떻게 변화시키고 이러한 변화로부터 받게 될 영향에 대한 우려가 증가되고 있으며, 실제로 현재기후에서도 전 세계 곳곳에서 이상기후로 인한 피해가 확인되고 있다. 우리나라도 지구온난화에 따른 기후변화로 연평균 강수량이 1910년대 1,155.6mm에서 2000년대 1,375.4mm로 약 19% 증가했으며 A1B 기후변화 시나리오에 따르면 21세기말(2071~2100년)에는 20세기말(1971~2000년)에 비해 약 17%가 증가할 것으로 전망하고 있다. 특히, 최근 10년간(1999~2008년) 1일 100mm/day 이상 집중호우의 발생빈도는 총 385회로, 70~80년대 222회에 비해 1.7배나 증가했다. 2002년도 태풍 루사 때는 강릉에 870.5mm의 일 최대강수량을 기록하며 많은 피해를 발생시켰다. 2011년 7월초부터 8월 중순까지 지속적인 장마와 집중호우로 인해 1285.3mm의 누적강수량이 발생하였으며. 특히, 올해 7월 서울 및 수도권 지역에 발생한 100년 빈도 설계강우를 초과하는 집중호우로 인하여 비교적 수해에 안전하다고 여겨졌던 서울 중심부가 침수되어 많은 재산 및 인명피해를 발생시켰다. 기후변화는 과거에는 발생하지 않았던 기간에 강수가 발생하고 집중되거나 지속시간이 길어지는 기상이변 현상 즉, 비정상적 기후로 설명되는 극한 기상 사상을 유발하기도 한다. Nicholls 등(1996)은 현재까지 세계 여러 지역에서 지구의 평균온도가 꾸준히 상승하고 있으며 이에 따라 강수량이 점차 증가하는 경향을 보인다고 하였다. 이는 온도의 변화에 따른 증기압 즉, 수증기의 변화를 측정하는 방법인 Clausius-Clapeyron 물리식 개념으로 설명할 수 있다. 이 물리식에 따르면 온도가 상승함에 따라 증기압이 증가하고, 이는 곧 홍수를 유발할 수 있는 잠재성적 가능성이 커지게 됨을 의미한다(Sonntag 등, 2005). 기후변화는 극한강수의 발생빈도와 강도를 변화시키고 있으며(Frei et al. 1998; Cubasch et al. 2001; IPCC, 2007). 특히, Trenberth (1999)은 기후변화로 인해 극한강수의 발생빈도가 증가할 가능성이 높다고 하였다. 이처럼 기후변화는 수공 관련 시설물을 설계하는 데 있어 가장 중요한 변수인 극한강우사상을 변화시키기 때문에 배수관련 기반시설물을 계획하고 설계하는 수공기술자들에게 있어 기후변화를 고려해야 한다는 것은 이제 현실이 되고 있다. 배수시스템 설계의 주목적은 특정 설계강우량에 대한 도시지역의 설계홍수량을 통과할 수 있도록 배수시스템의 규모를 결정하는 것으로 지금까지 설계에 이용되고 있는 보편적인 방법은 기후는 변화하지 않는다는 가정 하에 과거 기후자료만으로도 미래의 상황을 충분히 반영할 수 있다고 간주하고 있다. 즉, 기후자료는 시간에 따라 평균과 분산이 변하지 않는다는 정상성을 전제로 설계되고 있다. 그러나 불행히도 기후변화로 인해 극한강수의 빈도와 규모가 변화하고 있고 이로 인해 홍수의 규모가 증가되고 있다. 따라서 기존의 정상성을 가정한 설계방법은 많은 배수시설물 파괴의 원인과 설계범위를 벗어나는 원인이라고 할 수 있다. 본 논문에서는 기후변화로 인한 도시지역에서 발생하는 홍수발생의 특성을 간략히 살펴보고 기후변화로 인한 설계빈도(치수안전도)의 저하를 확인하고자 한다. 또한, 마지막으로 기후변화를 고려한 목표연도 설계강우량의 도입 및 도시배수설계기준 강화의 필요성과 외국의 대응사례와 방법론 등을 살펴보았다.

우리나라의 기후변화영향은 전 세계 평균보다 빠르게 진행되는 추세이며, 최근 기후변화 영향으로 도시에서의 재해는 대형화, 다양화, 일상화되고 있다. 따라서 국토해양부는 국토의 계획 및 이용에 관한 법률(3조)를 개정하여 도시계획을 통해 기후변화에 대응하고 풍수해를 저감하여 국민의 생명과 재산을 보호할 수 있는 근거를 마련하였다. 특히, 광역도시계획, 도시기본계획, 도시관리계획 수립지침을 개정하여 도시계획 시 재해 취약성 분석 결과를 반영하도록 제도화하였다. 본 연구에서는 자연재해(홍수, 가뭄, 폭염, 폭설, 강풍, 해수면상승) 중 홍수에 대한 기존의 취약성 분석 방법론을 개선하여 분석 결과를 시스템화하고, 이를 도시관리계획에 활용할 수 있는 방안을 제시하고자 한다.

지구 온난화의 급속한 진행으로 인해 전세계 곳곳에서 기후변화에 따른 재해가 빈번히 발생하고 있다. 우리나라의 경우 기후변화 경향이 전세계 평균을 크게 상회하고 있으며, 특히 도시홍수와 산사태와 같은 집중호우 관련 재해에 의해 많은 인명 및 재산피해가 발생하고 있다. 지난 2011년 7월 서울 강남침수와 우면산 산사태와 같은 도시지역에서 발생한 재해의 1차적인 원인은 도시방재시설물 설계빈도를 넘는 집중호우이지만, 방재를 고려하지 않은 도시 시스템 및 설계가 피해를 가중시킨 것으로 판단되고 있다. 대형화되고 일상화되어가는 기후변화 관련 재해에 안전한 도시구축을 위해 하수관거, 제방 등 방재시설물 설계기준 강화와 같은 구조물적 대책뿐만 아니라 도시의 토지이용, 공원, 녹지, 광장, 도로 등 도시의 모든 구성요소를 활용하는 도시차원의 종합적 대응이 필요하다. 최근, 기후변화에 따라 대형화되는 집중호우 관련 재해에 대비하여 도시 방재시설물의 부담을 감소시키기 위한 도시계획 및 설계기법 연구가 활발히 진행되고 있다. 하지만, 기존에 개발된 홍수 및 산사태 관련 시스템은 재해에 따른 피해지점(Point) 및 피해영향권(Site) 분석 기능만 제한적으로 제공하고 있다. 따라서, 피해를 전략적으로 저감시키기 위해 도시계획 및 도시설계기법을 적용할 수 있는 관리지역(Region)을 도출하고, 그에 따른 효과를 분석할 수 있는 시뮬레이션 시스템 개발이 필요하다. 본 연구에서는 기존에 개발된 홍수 및 산사태 관련 시스템들과 연계하고 정부의 다양한 부처에서 구축한 DB를 최대한 활용하는 기후변화에 따른 도시홍수 및 산사태 피해지점, 영향권 및 관리지역 도출 시스템 개발방향을 제시한다. 또한, 기후변화에 따라 대형화되는 재해를 도시차원에서 적응하기 위한 도시계획 및 설계기법을 적용하고 효과를 분석할 수 있는 시뮬레이션 시스템을 개발방향을 제시한다.