2012년 자연재해로 인한 피해액 중 90% 이상이 태풍과 강풍 등 풍해로 인한 것이었다. 계속되는 기후변화와 도시지역의 확장은 풍해를 지속적으로 증가시키고 있다. 풍해에 효율적으로 대처하기 위해서는 도시에 대한 풍해 위험을 정확하게 평가하고 위험지역에 대한 효과적인 재해경감사업을 수행해야 한다. 본 연구에서는 이와 같은 정책적 필요성을 충족시키기 위해 국내외의 자연재해 위험지표에 대한 면밀한 사례분석을 바탕으로 한국적 도시환경에 가장 적합한 풍해 위험지표를 제안한다. 제안된 풍해 위험지표는 구조적 취약성 세부지표 3개, 사회적 취약성 세부지표 5개, 대응 및 복구능력 세부지표 7개 등 총 15개의 세부지표로 구성된다. 각 세부지표는 모두 정량적인 지표로서 기 구축된 국가통계자료를 활용하여 빠르고 쉽게 계산이 가능하며, 무차원화 과정을 통해 하나의 통합적인 점수로 종합화될 수 있다. 정책 입안자들은 본 연구에서 제안한 풍해 위험지표를 활용하여 풍해로 인한 고위험 도시를 사전에 판별할 수 있으며, 이를 바탕으로 효율적인 자원분배를 통해 재해경감사업을 펼침으로써 풍해로 인한 피해를 최소화할 수 있을 것으로 기대된다.

지구온난화로 인한 이상기후현상은 기온 상승과 함께 태풍, 강풍, 폭우 및 폭설 등의 극한기후현 상을 유발하며, 이로 인해 시설물의 안전이 위협받고 있다. 그 결과, 매년 전국적으로 자연재해에 대한 피해가 발생하고 있으며, 피해지역의 응급 복구를 위해 많은 예산이 투입되고 있는 것이 현실이다. 본 연구에서는 시범지역을 선정하여 바람재해에 따른 시설물의 위험도를 산정하는 풍해위험도 평가시스템의 개발을 통해 향후 전국화를 위한 기반을 마련하였다. 풍해위험도 평가시스템은 재현기간별 풍속 혹은 태풍 바람장에 따라 대상 시설물의 개별 피해확률을 추정하고, 이를 바탕으로 풍해위험도가 산출되는 기능을 제공한다. 이를 통해 사용자는 시설물, 단위지역별 분석결과를 확인할 수 있다. 또한 시스템에서 제공하는 강풍위험요인 외에도 사용자가 입력한 데이터를 바탕으로 분석할 수 있는 기능도 제공한다. 본 시스템은 전라남도 여수시와 강원도 강릉시를 시범지역으로 선정하여 DB를 구축하고, 풍해위험 도를 평가하기 위한 알고리즘과 각종 분석 기능을 웹 환경으로 개발하였다. 이를 통해 연구 성과를 실제 시스템으로 구축 및 검증하였으며, 활용성에 대한 검토도 실시할 수 있었다. 이러한 연구 성과는 향후 풍해위험도 평가시스템의 신뢰도 향상과 함께 전국으로 확장될 시스템의 구축에 활용될 수 있을 것이다.

풍해의 위험도 분석을 수행하기 위해서는 강풍위험요인, 풍해위험지표, 시설물과 같이 풍해 위험도 분석에 필요한 자료에 대해 데이터베이스를 구축할 필요가 있다. 구축되는 데이터베이스의 품질은 풍해 위험도 분석 결과의 정확성 및 신뢰도와 직결되기 때문에 정확한 데이터를 확보하고 체계적인 과정으로 데이터베이스를 구축하여 데이터베이스의 품질을 높일 필요가 있다. 특히 시설물 데이터베이스는 타 데이터베이스와 다르게 1차적으로 기본자료를 확보한 후 현장조사를 통해 데이터베이스를 통해 구축해야 하므로 조사항목 및 기준설정이 필요하다. 따라서 본 연구에서는 각 시설물별로 풍해 위험도 평가시 활용되는 구성항목을 결정하고 건축물 대장 및 농업시설자료를 통해 전라남도 여수시와 강원도 강릉시를 대상으로 산업용시설물, 아파트, 상업용시설물, 연립주택, 다세대주택, 비닐하우스, 축사에 대한 자료를 확보하고 조사대상 시설물을 결정하였으며, 현장조사를 통해 데이터베이스를 구축하였다.

본 연구에서는 풍해 위험도 평가 IT 기반 시스템을 이용하여 풍수해저감종합계획에서 바람재해 위험요인 평가의 적용 방안에 대해 검토하였다. 바람재해 위험요인 평가의 경우 지역적 특성을 반영한 바람의 영향에 대해 정량적으로 평가하는 기술이 필요하다. 미국재난관리청(FEMA)에서는 HAZUS-MH를 개발하여, 재해 발생에 따른 피해액 산출 및 피해 예측을 통해 재해피해 경감 정책 개발, 사전대비 계획, 구호 및 복구 계획 수립의 근거를 위한 의사결정지원도구로 활용하고 있고, 대만의 경우 HAZUS-MH를 자국의 상황에 맞게 수정하여 사용하고 있다. 그러나 국외시스템 도입 시 국내 실정에 맞게 수정하기 위해서는 상당한 추가 개발 비용이 들어 도입하기에 어려움이 있다. 매년 반복적인 피해가 발생하고 있으나 과학적인 방법에 의한 위험도 산정 시스템의 부재로 인해 과학적인 재난대처의 한계가 있으며, 자연재해에 대한 선제적 대응 및 방재정책의 효율적인 확립을 위해 국내 실정에 맞는 위험도 평가 시스템 개발이 요구되고 있으며, 풍해 위험도 평가 IIT 기반 시스템은 강풍위험요인 평가 모형, 강풍 취약도 평가 모형, 풍해 위험도 평가 모형, 풍해 위험지표 평가 모형을 기반으로 공간정보 및 시설물 DB를 활용하여 도시 풍해 위험에 대해 정량적으로 평가하고, 피해 규모에 대한 예측 및 분석을 통해 과학적인 내풍저감대책 수립의 기틀을 마련하고 풍수해저감종합계획 수립의 의사결정지원 도구로서 활용될 수 있을 것으로 예상된다. 다만, 현재단계는 시범도시인 여수시 및 강릉시에 대하여 구축되어 있는 실정으로 전국으로의 확대가 필요하다.

기후변화로 인한 태풍, 홍수, 폭설 등과 같은 자연재해의 빈도가 높아지며 재난 재해로 인한 방재 문제에 사회적인 관심이 높아지고 있다. 특히, 도시환경변화와 동반하여 토지 피복 변화, 온도 상승, 인공 배열량 증가, 녹지면적 감소, 수증기 발생량 증가 등의 변화와 초고층 빌딩 증가에 따라 도시의 강풍 및 돌풍과 같은 풍해가 증가하고 있다. 이와 관련하여 예측 및 효율적인 대응을 위해 과거 태풍 및 재현주기 풍속을 이용하여 단위지역별 위험도를 추정하는 풍해위험도 평가시스템을 개발을 진행하고 있다. 본 연구에서는 도시 풍해위험도 평가시스템 구축의 일환으로, 시스템에 탑재되어지는 취약도 산정 및 바람장 계산 모듈의 분석을 통해 시스템 표출 방안을 제시하고, 파일럿 시스템에 적용하여 GIS 기반 표출을 진행하였다.

동해안지역의 벼농사에서 바람에 의한 장해는 주로 생육지연 줄기와 잎의 절상 및 파열, 도복, 퇴화지편 및 영화, 백수, 백화영, 변색립, 탈립등이다. 특히 벼의 출수기전후부터 유숙기 사이의 고온 건조한 바람은 백수 및 변색립과 같은 피해를 빈번히 일으켜 등숙에 큰 장해를 입히고 있으며 풍수해는 그 피해가 엄청난데 비하여 사전예방이나 사후대책 방법은 아주 미비한 형편이으로 피해의 극소화를 위해서는 내풍성 벼 품종을 육성하기 위해 꾸준한 노력이 필요하다. 본 연구는 2001년 이후 우리나라에서 육성된 자포니카형 146품종 초다수성 8품종 등 총 154품종을 1/1,250a 플라스틱 원형폿트에 국립식량과학원 영덕출장소 내풍성검정육묘장에서 4월 30일 파종된 30일 묘을 이앙하여 유리지붕을 설치하고 출수전에 방풍망을 씌워 자연적인 풍해을 받지 않도록 하였다. 실내풍동처리는 출수기에 농촌진흥청 내풍성 표준검정법에 준하여 처리 후 조사기준에 따라 조사 하였다. 시험결과 내풍성이 강한 품종은 동해진미, 동보, 백옥찰, 삼덕, 수안, 친농, 큰눈 등이고, 내풍성이 약한 품종은 드래찬, 새누리, 다산1호, 청정진미, 백진주벼 등은 풍해에 약한 품종으로 나타났다. 백수율과 등숙비율에 의한 풍해저항성은 동해진미, 동보, 백옥찰, 삼덕, 수안, 친농, 칠보, 큰눈 등이 백수율이 낮고 등숙비율이 높아 풍해에 강한 품종인 반면 새누리, 다산1호, 백진주벼 등은 백수발생율이 높고, 등숙비율이 낮아 풍해에 약한 품종으로 나타났다. 내풍성 실내풍동 처리된 154품종 중 28.5%인 44품종이 백수율 40%이하로 비교적 강한 반응을 보였으며 자포니카형 품종은 68%인 100품종이 백수발생율이 60%이하였으나 통일형 품종은 풍동처리된 대부분 품종이 백수율 51%이상으로 자포니카형 품종보다 풍해에 약한 반응을 보였다.

최근 이상기후로 인한 자연재해 발생빈도가 증가하고 있으며, 강풍을 동반한 태풍에 의한 피해가 광범위한 지역에서 발생하고 있다. 강풍에 의한 피해는 직접적인 시설물 피해뿐만 아니라 사회 기반시설 및 산업용 시설물 피해로 이어져 막대한 사회비용 지출을 증가시키고 국가 전반적인 피해를 유발시킨다. 따라서 자연재해에 대한 사전 대응을 통해 국가와 국민의 안전을 지키기 위한 도시 환경변화 모형 기술을 개발하고 도시 풍해에 대응하기 위한 시스템 개발이 필요하다. 본 연구에서는 기존에 개발된 국내외 풍해 위험도 평가 시스템을 조사하고 그 시스템에서 적용하고 있는 DB의 입력 방식과 형식을 분석하여 시스템에 적용할 수 있는 부분을 추출하여 비교·분석하고, 현재 개발하고자하는 시스템에 필요한 주택, 비닐하우스, 축사 등 내풍취약시설과 광범위한 지역의 자료를 시스템에 대입하기 위한 DB를 국내 실정에 맞게 구성하고 각각의 자료를 확보할 수 있는 방안 및 DB 구축 방법을 제시하고자 한다.

본 연구에서는 위험도 평가 시스템에 대한 국내외 연구동향 및 기술현황을 조사하고 위험도 평가 모형의 사례별 특성을 분석하여 이를 기반으로 “풍해 위험도 평가를 위한 GIS 기반 전산 모형 개발 방안”을 도출하였다. 국내외 연구동향 및 기술현황 조사에서는 위험도 평가 시스템, GIS 기반 시스템, 기술 현황으로 나누어 국내와 국외의 사례를 조사하였으며, 위험도 평가 모형의 사례별 특성 분석에서는 조사된 내용을 바탕으로 분석 항목을 세분화하여 “풍해 위험도 평가 IT 기반 시스템”에 적용 및 활용할 수 있는 항목을 정리하였다. 이러한 내용을 토대로 앞으로 구축될 시스템을 구체적으로 정의함으로써 향후 진행될 시스템의 개발 범위와 내용, 개발 방안 및 시스템 구성 방안을 제시하였다.

동해안 랭조풍지대의 풍해 대표지역인 경북 영덕지방에서 1986년부터 1989년가지 4개년간 방풍강의 강목에 다른 풍해 경감효과와 농가포장 설치효과를 종합하면 다음과 같다. 1. 동해안 랭조풍지대의 1979년부터 1989년까지 11년간 태풍에 의한 백수 피해의 발생빈도는 8월 10일부터 9월 10일 사이에 높아 이 지역의 수도 안전출수한계기는 8월 10일 이전이 안전하다고 생각된다. 2. 이 지대는 태풍 통과시 증발계수가 250이상으로 높아 백수피해 위험도가 높으며 풍해를 유발시키는 바람의 종류는 태백산맥을 넘어오면서 휀(Fohn) 현상에 의한 고온건조한 편서풍과 해양에서 내륙으로부터 한랭과습한 랭조풍이었으며 도작기간중 발생빈도는 각각 25, 20%였다. 3. 방풍강 설치에 의한 풍속 감속효과는 방풍강의 강목이 좁을수록 컸으며, 방풍강이 설치된 지점으로부터 1m 거리에서는 23%, 10m 거리에서는 34%, 20m 거리에서는 28%였으며 그 효과는 설치된 방풍강 높이의 10배까지 있었다. 4. 방풍강 설치에 의한 기상개선효과는 무방풍구에 비해 방풍강의 강목이 좁을수록 컸으며 기온은 최고 0.8℃ , 최저 0.7℃ , 평균 0.6℃ 상승되었고 수온은 최고 0.5℃ , 최저 0.6℃ , 평균 0.5℃ 상승되었으며 지온도 0.4℃ 상승되었다. 5. 방풍강에 의한 생육개선효과는 무방풍구에 비하여 방풍강의 강목이 좁을수록 컸으며 출수촉진, 개체군 생장속도 및 광이용율 증진, 간장신장, 주당수수, 수당영화수, 임실율, 천립중 등이 증가하여 방풍강의 강목(0.5 0.5cm)에 따른 증수효과는 10%, 농가포장 설치효과는 15% 증수되었다. 6. 답면수온이 낮은 동해안 랭조풍지대에서는 주당묘수를 늘리는 것이 수수 확보에 유리하여 13% 증수효과가 있었으며 그 효과는 무방풍구에서 더욱 현저하였다. 7. 방풍강 설치에 의한 풍속 경감으로 동화기관의 고엽방지효과로 완전미의 비율이 높아 미질개선의 효과가 있었으며 벼알의 변색정도가 감소되었고 변색정도가 심할수록 증숙율과 천립중이 떨어졌으며 그 정도와 부의 상관관계가 있었다. 이상의 결과를 종합하면 태풍 발생빈도가 높은 동해안 랭조풍지대에서는 품종과 이앙기를 조절하여 풍해를 회피하거나 방풍림이나 방풍강을 설치하여 풍해를 경감시키는 것이 수량 생산의 안전성을 향상시킬 수 있을 것으로 생각된다.

동해안 냉조풍지대의 풍해상습지에 대한 방풍망설치방법과 설치시기에 의한 풍해 경감 효과를 구명하고자 1983년부터 1985년까지 3개년간 경북영덕지방에서 실시한 결과를 요약하면 다음과 같다. 1. 동해안 냉조풍지대의 1954년부터 1985년까지 32년 동안 강풍 발생빈도는 8월 10일부터 9월 10일 사이에 높아 이 지역의 수도 안전출수한계기는 8월 10일 이전 안전하다고 생각된다. 2. 이 지대에 주로 풍해를 유발시키는 바람은 태백산맥을 넘어오면서 휀(Fohn) 현상에 의한 고온건조한 편서풍과 해양에서 내륙으로 부는 한냉과습한 냉조풍이었으며 도작기간중 발생빈도가 각각 25 %였다. 3. 방풍망 설치에 따른 1차 효과는 감풍효과였으며 방풍망이 설치된 지점으로부터 1m에서는 23.9%, 10m에서는 35.8%, 20m에서는 26.9% 감풍효과가 있었으며 그 효과는 설치된 방풍망 높이의 10배 거리까지 있었다. 4. 방풍망 설치에 따른 2차 효과는 기온, 지온, 수온의 상승효과였으며 무방풍구에 비해 기온은 최고 0.7℃ , 최저 0.4℃ , 평균 0.1℃ 상승되었으며 수온은 최고 0.3℃ , 최저 0.3℃ 상승되었고 지온도 0.3℃ 상승효과가 있었다. 5. 방풍망 설치에 따른 3차 효과는 생육촉진 감수경감, 품질향상의 효과가 있었으며 무방풍구에 비해 출수기가 2~5일 단축되었고 간장, 주당수수, 수당영화수, 임실율의 증가로 20~28% 증수효과가 있었으며 완전중의 비율도 높았다. 6. 벼알의 변색정도가 심할수록 등숙율과 정조 1,000 입중이 현저하게 떨어졌으며 그 감소정도와 부의 상관관계가 있었다. 7. 방풍망 설치방법별로는 한냉과습한 냉조풍과 고온건조한 편서풍을 모두 방풍할 수 있는 종합방풍시설이 가장 효과가 컸으며 방풍망 설치시기별로는 수잉기에 설치하는 것이 가장 효과가 컸다.