The purpose of this study is to develop a method to assess the expected damage and loss of vehicle by flood disaster. To this end, we designed the inventory (exposure) DB to define spatial location and distribution by vehicle type, and presented the construction procedure of inventory DB. Vehicle asset value required for quantifying loss was taken into account depreciation in the replacement cost of each representative vehicles. The vehicle vulnerability curve is used to analyze the percent damage due to flood depth. It is classified the vehicle into three types based on the vehicle height, developed the vulnerability curve from the opinion of the expert group. The method proposed in this study is part of f lood loss assessment model. It will be used for flood risk assessment and economic analysis of flood mitigation projects.

본 연구에서는 한강유역 산지소하천 미세소유역별 돌발홍수 재현기간을 산정하고, 돌발홍수 실사례를 활용하여 적합성을 평가하였다. 이를 위해 1시간 지속기간의 한계유출량과 SURR 모형으로 모의한 토양포화미흡량으로부터 돌발홍수능을 산정하였다. 이후 돌발홍수능을 초과한 과거 집중호우 사상(2002∼2010년)의 강우량과 재현기간별 유역평균확률강우량을 비교하여 미세소유역별 돌발홍수 재현기간을 산정하였다. 또한, 돌발홍수 실사례(2011∼2016년) 강수량으로부터 추정된 재현기간을 활용하여 적합성을 평가하였다. 돌발홍수 재현기간 산정결과 평균은 1.6년, 표준편차는 1.1로 산정되었으며, 1.1∼19.9년 범위로 나타났다. 적합성 평가결과 돌발홍수 사례별 추정된 재현기간의 83%가 돌발홍수 재현기간 범위 이내로 나타났다. 본 연구에서 산정한 돌발홍수 재현기간의 적합성은 높은 것으로 판단된다.

본 연구에서는 비슬산 이중편파 Radar 자료와, GPM 위성자료 및 21개 (Korea Meteorological Administration, KMA) 지상강우자료를 활용하여 분포형 강우-유출 모형(KIneMatic wave STOrm Runoff Model2, KIMSTORM2)을 이용해 남강댐 유역(2,293 km2)을 대상으로 유출해석을 수행 하였다. 모형의 유출 해석은 2016년 10월 5일 02:00∼09:00 총 8시간 동안 최대강우강도 33 mm/hr, 유역평균 총 강우량 82 mm이 발생한 태풍 차 바(CHABA)를 대상으로 하였으며, Radar 및 GPM 자료와 조건부합성(Conditional Merging, CM) 기법을 적용한 Radar (CM-corrected Radar) 및 GPM (CM-corrected GPM) 자료를 각각 활용하여 결과를 비교하였다. 이 때, 공간 강우자료에 유출 검보정은 남강댐 유역 내 3개의 수위관측 지점(산청, 창촌, 남강댐)을 대상으로 실시하였으며, 모형의 매개변수 초기토양수분함량, 지표와 하천의 Manning 조도계수를 이용하여 검보정하였다. 유출 결과는 결정계수(Determination coefficient, R2), Nash-Sutcliffe의 모형효율계수(NSE) 및 유출용적지수(Volume Conservation Index, VCI)를 산정하였다. 그 결과 CM-corrected Radar, GPM 자료가 평균 R2는 0.96, NSE의 경우 0.96, 유출용적지수(VCI)는 1.03으로 가장 우수한 결과를 나타내었다. 최종적으로 CM 기법을 이용한 보정된 공간분포자료는 기존의 자료에 비해 시공간적으로 정확한 홍수 예측에 사용 될 것으로 판단된다.

본 연구의 목적은 TOPLATS 지표해석모형으로부터 생산된 격자 수문기상성분과 통계적 돌발홍수지수모형을 이용하여 격자 돌발홍수지수를 생 산하고 그 적용성을 평가하는데 있다. 대상유역은 2009∼2012년동안 38건의 돌발홍수 구조요청 사례가 발생한 수도권 지역을 선정하였다. 지표 해석모형의 시공간 해상도는 1 h, 1 km 이며 동일한 해상도의 모의를 위해 필요한 격자 기상자료는 기상청 AWS (automatic weather stations) 의 시단위 자료를 역거리법을 이용하여 구축하였다. 돌발홍수 피해사례 38건에 대해 대응되는 모의격자의 수문성분을 분석하였으며 27건(71%) 에서 구조요청시점에 대해 강우량, 지표유출량, 토양수분량, 지하수면깊이가 적절하게 모의되는 것을 확인하였다. 강우조건에 따른 격자 돌발홍수 지수의 정확도는 구조요청시점 기준 선행시간 4∼6시간까지 71∼87%, 구조요청시점으로 한정된 0시간에서 42∼52%로 나타났다. 이상의 결 과로부터 지표해석모델을 이용한 격자 수문성분과 통계적 돌발홍수지수모형으로부터 산정된 격자 돌발홍수지수는 산지 돌발홍수를 예측하는데 활용될 수 있을 것으로 판단된다.

본 연구에서는 홍수위험도 작성을 위한 낙동강 유역에서의 도달시간을 산정하였다. 현재 국내에서 제작되고 있는 홍수위험지도는 홍수범람범위 및 홍수심을 표출하는 것을 목적으로 하는 Flood Hazard Map이다. 최근 발생하고 있는 홍수피해는 태풍이나 국지성 호우에 의한 피해가 대부분으로 이를 대비하기 위해서는 실시간 홍수예보가 중요하며, 나아가서는 실시간 홍수위험도 예측이 필요한 실정이다. 특히 실시간 홍수예경보가 이루어지고 있는 대하천의 경우 4대강 살리기 사업으로 인해 보 설치 및 하천 준설 등으로 인해 하천환경이 변화되어 하천의 흐름특성이 변화되었다. 따라서 변화된 하천 단면의 적용 및 보 등의 내부구조물을 고려한 수리학적 분석을 통한 실시간 홍수예경보 및 홍수위험도 작성이 필요하다. 본 연구에서는 현재 제작되고 있는 Flood Hazard Map들이 홍수범람범위와 침수심의 제한된 정보만을 포함하고 있는 한계를 벗어나 다양한 범람 시나리오에 대한 불확실성을 고려한 홍수위험도를 작성하기 위한 요소 중 홍수파 도달시간을 산정하였다. 도달시간 산정을 위해 본 연구에서는 FLDWAV 모형을 사용하였으며 태풍 산바 사상을 통한 검증 후 가상 홍수 시나리오에 대한 낙동강 유역에서의 도달시간을 산정하였다. 또한, 4대강 살리기 사업으로 설치된 보의 영향을 분석하기 위해 보 설치 전·후를 비교하였다. 홍수에 대한 여러 가지 불확실성이 있겠지만 홍수 발생시 중요하게 고려되는 홍수심, 유속 등을 추가로 고려하여 이를 바탕으로 나아가 불확실성을 고려한 홍수위험도를 작성하고자 한다.

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.

많은 선진국들에서는 홍수재난에 효과적으로 대응하기 위한 재난손실추정시스템을 개발해 현재 운영 중이며, 우리나라의 경우 건설교통부에서 수행된 "치수사업 경제성분석 방법 연구"(건설교통부, 2004)를 통하여 보다 방대한 통계자료와 GIS 정보 등을 활용하는 다차원홍수피해산정법(Multi-Dimensional Flood Dmage Analysis; MD-FDA)을 치수경제성분석 목적으로 사용하고 있다. 개발된 지 10년 가까이 된 현행의 홍수피해산정법은 많은 통계자료와 피해지역의 공간정보를 활용하는 측면에서 그 이전의 방법들에 비해 장점이 있으나, 그동안 제기되어온 문제점에 대해 방법론 상에서 개선된 연구는 많지 않았다. 이에 따라 본 연구에서는 향후 개선되어야 할 홍수피해산정법의 목표상을 제시하고자 현행의 MD-FDA의 문제점을 분석하였고 이를 위해 2011년에 발생한 동두천시 홍수피해사례를 바탕으로 MD-FDA의 기본절차에 따라 홍수피해액을 비교, 검토하였다.동두천시는 2011년 7월 26일부터 사흘간 내린 집중호우로 인해 시를 관통하는 한강 제 3지류 신천이 범람하여 도로, 하천, 소하천 등 공공시설 피해와 주택 파손, 침수 등 사유재산에 대한 막대한 피해가 발생하였고, 이때 일최대 강수량은 관측이례 최대인 449.5mm를 기록하였고, 총 강수량은 약 700mm에 달하였다. 이 기간 동안 동두천시에서 발생한 총 피해액(사후피해, 실제피해)은 총 202억원이며, 피해복구를 위한 지원복구비, 자체복구비를 합산한 액수는 총 606억원이었다. 이때의 침수흔적도와 그 당시의 통계자료, 공간자료 등을 활용하여 MD-FDA의 기본절차에 따라 홍수피해액을 추정한 결과 일반자산피해액이 약 221.7억원, 인적피해가 약 33.5억원, 공공시설물피해가 약 375.6억원으로 나타났으며, 이를 합산한 총 홍수피해액은 약 630.8억원으로 평가되어 재해연보의 실제피해액인 202억원과는 다소 차이를 보였다.

본 연구에서는 2007년 제주지역을 강타한 태풍 ‘나리’이후 홍수조절을 위해 한천유역에 설치된 저류지의 효과를 정량적으로 평가하였다. 이를 위해 2010년 태풍 ‘뎬무’의 내습 시, 한천 상․하류에 위치한 하천유량 관측소의 자료와 저류지 유입량 자료를 이용하여 한천저류지 운영이 하류지역에 미치는 홍수저감 효과를 검토하였다. 분석결과, 하류지역에서의 실제 하천수위는 3.44m를 기록하였으나, 수위-유량 관계식, 유출전파속도, 저류지 유입량 등을 활용하여 저류지가 운영되지 않았을 경우의 하류지역 하천수위를 분석한 결과 4.16m로 예측되었다. 이와 같은 결과는 한천유역에 설치된 저류지의 홍수저감 효과를 분명하게 보여주는 것으로 향후 유사한 사상에 대해서도 적절한 기여를 할 수 있을 것으로 판단되었다.

최근 이상기후로 인해 홍수 등 자연재해의 강도 및 빈도가 증가하고 있다. 2002년 태풍 루사, 2003년 태풍 매미 등 집중호우에 따른 대규모 홍수로 인해 인명 및 재산피해의 급격한 증가가 나타났으며, 이는 불규칙한 기상변화에 대한 기존의 방재대책과 홍수예측시스템의 한계를 보여주고 있다. 이러한 이상홍수에 효율적으로 대응하기 위해서는 홍수범람 양상을 정확하게 모의할 수 있는 범람모형을 통해 효과적인 대응방안 마련하는 것이 중요하지만 기존의 홍수범람해석모형은 해석시간의 과다소요 및 해석결과의 정확성 등의 문제가 존재한다. 따라서 본 연구에서는 2002년 8월 집중호우로 인해 붕괴된 낙동강 유역의 백산제를 대상으로 쿼드트리격자를 사용하는 Gerris모형을 이용하여 홍수범람해석을 수행하였으며, 기존의 홍수범람모형 중 비구조격자를 사용하는 FLUMEN모형 및 실제 범람지역과의 비교를 통해 쿼드트리 격자기반 홍수범람모형의 적용성 및 효율성을 판단하였다.

최근 이상기후에 따른 홍수 및 가뭄 등 물 문제를 근원적으로 해결하고, 하천공간을 합리적으로 정비하여 하천 환경, 수질 개선 등을 위한 4대강 살리기 사업이 시행되었다. 4대강 살리기 사업은 제방축조 위주의 치수대책으로 인하여 치수 위험도가 증가하여 이에 따른 홍수방어능력 증대사업의 일환으로, 홍수피해를 방지하고 홍수위를 저감시키기 위하여 하도준설을 실시하였다. 따라서, 본 연구에서는 4대강 살리기 사업으로 인한 하도변화 등 물리적 환경변화와 그에 따른 하천 홍수위 저감 효과를 분석하기 위하여 영산강 수계를 중심으로 HEC-RAS 모형을 이용한 1차원 수리분석을 진행하였다. 본 연구에서는 영산강 유역의 대규모 자연하천유역 중 영산강 본류의 10개 지점, 황룡강 2개 지점, 지석천 5개 지점, 고막원천 7개 지점, 함평천 5개 지점 등 총 29개 지점으로 유역을 선정하여 수문분석을 실시하였다. 홍수량 산정을 위한 유역추적 방법으로는 Clark 유역추적법을 적용하였으며, 하도 홍수추적 방법은 영산강 하류부 구간은 수문학적 홍수추적방법인 Muskingum 방법을 사용하였고, 나머지 전 하도구간에서는 Muskingum-Cunge(M-C)법을 적용하였다. 수문분석을 통해 산정된 각 소유역의 계획홍수량은 수리분석을 위한 상류단 경계조건으로 사용하였다. 이 때 영산강으로 유입되는 소유역내의 첨두유출량은 동시에 발생한다고 가정하였으며, 유입되는 유량의 경우 영산강 하도의 상류단과 하류단 사이의 여러 중간 지점에 대해 각각 다른 유량을 적용하였으며, 각 지점의 유량은 그 지점에 영향을 미치는 집수유역의 면적을 고려하여 비유량법으로 구해 적용하였다. 또한 영산강 수계의 각 지점에 대한 홍수위를 계산하기 위해 영산호의 계획홍수위를 하류단의 경계조건하여 수리분석을 진행하였다. 홍수위 분석결과 대부분 구간의 수위변화는 크게 나타나지 않았으나, 영산강 살리기 사업으로 인한 하상준설이 이루어진 구간에서 0.01m ∼ 0.63m의 홍수위 저감효과가 나타났으며, 죽산보 상류 5km 지점부터 광주천 합류점 구간의 수위 저감효과가 비교적 크게 나타난 것으로 분석되었다.

건축문화재인 경복궁이 이상기후에 의한 홍수위험이 존재하여 홍수재해위험도 평가 시나리오를 제시하고 이를 강우-유출모형, 도시유출모형, 홍수침수모형 등으로 구성된 위험도 평가모형에 적용, 대상지역의 홍수재해위험도를 평가해 보고자 한다. 또한 유역내의 과거재해이력을 통해 침수시 강우사상과 침수지역을 확인하여 강우사상을 모델링의 강우시나리오로 사용토록 하였다. 경복궁 외부배수로 도시유출모형 결과, 서울시 하수도기본계획의 설계기준인 30년 빈도에서 Ⅱ-H2 강우시나리오의 경우 KB1-5~6, KB1-12~15, KB2-1~2지점에서 침수가 발생하였다. KB1-5~6지점은 우수배제관거의 제원이 갑자기 줄어들면서 관거지체 및 통수능 부족으로 월류가 발생하였으며, KB1-12~15, KB2-1~2 지점은 경복궁유역과 경복궁 오른쪽 외부유역이 합류되면서 관로의 용량 부족에 의한 월류로 침수가 발생한 것으로 이 우수들이 흘러 광화문의 침수까지 영향을 미친다고 판단된다. 따라서 경복궁 주변 배수로에 대한 관로의 성능개선을 위한 하수도 정비사업을 실시 및 별도의 배수관로를 설치하여 침수를 방지하여야 한다. 과거 재해사례를 통한 시대별, 문화재별, 재해유형에 따라 GIS맵에서 확인함으로써 상대적으로 재해에 취약하였던 문화재 및 주변지역을 파악하고 피해액, 피해빈도와 재해상황, 당시의 사진 등을 통해 문화재별 재해에 적합한 대비 및 대응관리를 할 수 있다. 특히 기상이변과 기후변화 등 재난정보 연계를 통해 각종 위험요소를 확인, 평가할 수 있으며, 이에 기반하여 사전예방책을 마련함으로써 건축문화재를 보호하는 등 홍수로부터의 위험을 완화할 수 있다. 재해발생시 신속한 조치와 긴급정보 공유를 위한 시설별 위험요소별 비상절차에 따라 대응하는 비상계획을 수립하는 기반을 마련할 수 있다. 또한 사전예측을 통해서 신속한 응급조치와 복구지원을 위한 상세계획을 지원할 수 있을 것으로 기대된다.

홍수사상은 크게 첨두홍수량, 홍수용적, 지속기간 등과 같은 서로 상관된 세 가지의 요소로 정의될 수 있다. 그러나 그동안 수공학적 계획이나 설계, 운영 등을 위한 홍수빈도해석에서는 주로 첨두홍수량 한가지 요소에 초점을 맞추어 홍수빈도해석을 수행해 왔다. 이러한 단변량 홍수빈도해석은 서로 상관된 홍수사상 사이의 복잡한 확률적 거동을 분석하는 데 있어 한계를 가지고 있다. 따라서, 본 연구에서는 Gumbel 혼합모형을 이용한 이변량 홍수빈도해석을 수행하여