1. 서 론
전국 모든 지역에 대한 홍수피해를 저감하기 위한 투자와 대비에는 많은 예산과 인력이 소요되므로, 홍수피해 저감대책을 위한 지원은 지역별 우선순위에 따라 선별적으로 집행되어야 할 것이다. 또한 지역별 홍수위험에 합리적으로 대처하기 위해서는 지역의 다양한 홍수특성과 피해양상 및 대응기능을 면밀히 파악하고 정량화하여 홍수취약성을 산정할 수 있는 평가방안의 구축이 매우 중요하다. 따라서 통합적인 홍수위험을 관리하는 측면에서 지역의 특성과 우선순위에 따른 홍수피해 대책의 방향을 선정하고 효율적인 홍수피해 저감을 위한 대안선정에 도움을 줄 수 있도록 다양한 홍수취약성 분석이 수행되고 있다. 그러나 서로 다른 취약성 평가체계에 따른 홍수취약성 산정결과에 대한 비교고찰은 체계적으로 이루어지지 않고 있다.
홍수취약성 분석에 많이 사용되고 있는 평가기법으로,
OECD (1991)에서 개발하여 활용되고 있는 Pressure-State-Response (PSR) 모형은 압력(Pressure), 현상(State), 대응(Response)의 3개 평가지표들의 인과 관계적 접근방식을 통해 치수특성 평가문제를 파악할 수 있어, 홍수취약성 분석에 널리 이용되고 있다. 국내의 주요 홍수취약성 평가 사례에서 사용된 압력, 현상, 대응의 3개 평가지표 구성에 의한 대리변수들의 선정 예를 살펴보면 다음과 같다.
압력 지표의 대리변수를 위해
Chung and Lee (2009)에서는 자산가치, 인구밀도, 기반시설, 자연문화자원을 선정하였고,
Lim et al. (2010)은 연평균강우량, 확률강우량, 초과강우발생회수, 저지대율, 임상, 고도, 도시화율, 인구밀도, 녹지면적율, 불투수지비율, 자산현황, 사회기반시설밀도, 경사를 포함하였고,
Lee et al. (2013)은 초과강우량발생회수, 도시화율, 전답비율, 인구밀도로 구성하였고,
Lee et al. (2016)은 일최대강우량, 유역평균경사도, 도시화율, 인구밀도를 사용하였으며,
Kim et al. (2017)에서는 재해기간 총강우량, 30 mm이상 시강우 발생회수, 연평균 일최대강우량, 도시화율, 공공시설면적율, 평균경사, 인구밀도, 1인당 지역내 총생산 등의 대리변수들을 선정하였다. 선행 연구들에서는 압력 지표의 대리변수로 주로 강우량 관련 기상 및 지형특성 관련 자연요소와 인적 및 물적 사회요소 인자들을 선정하고 있는 것을 확인할 수 있다.
상태 지표의 대리변수들로는
Chung and Lee (2009)에서는 유역경사, 강우강도, 연평균 홍수피해액, 도시화율을 선정하였고,
Lim et al. (2010)은 홍수피해밀도, 침수면적밀도, 사망자수, 피해자수, 우심피해회수를 포함하였고,
Lee et al. (2013)은 홍수피해액, 침수면적, 이재민수로 구성하였고,
Lee et al. (2016)은 홍수피해액밀도, 침수면적밀도, 인평피해자수, 홍수발생빈도를 사용하였으며,
Kim et al. (2017)에서는 연평균 호우피해액, 호우피해 발생회수, 내수재해위험지구개소, 하천재해위험지구개소 등의 대리변수들을 선정하였다. 선행 연구들에서는 홍수피해 이력 관련 재해요소를 상태 지표의 대리변수로 선정하는 경우가 많은 것으로 보인다.
대응 지표를 위한 대리변수들의 경우,
Chung and Lee (2009)에서는 외수범람안전도, 펌프장용량, 댐저수지용량이 선정되었고,
Lim et al. (2010)은 재정자립도, 하수도보급율, 댐및저수지, 중계펌프장, 우수관로설치길이, 홍수예보시스템, 기상관측소밀도, 복구비, 치수사업투자비율을 포함하였고,
Lee et al. (2013)은 홍수조절용량, 하천개수율, 치수사업투자비율, 복구비로 구성하였고,
Lee et al. (2016)은 하천개수율, 우수관로연장, 주요공공시설물수, 치수사업투자비를 사용하였으며,
Kim et al. (2017)에서는 소규모 치수시설개소, 제방연장, 재정자립도, 방재예산 등의 대리변수들을 선정하였다. 선행 연구들에서는 대응 지표를 위해 주로 방재 및 복구 관련 대책요소 인자들을 대리변수로 선정하고 있다.
PSR 구조와 함께 홍수취약성 평가기법으로 널리 사용되고 있는 평가체계로 기후변화취약성 개념모형(
IPCC, 2001)이 있다.
IPCC (2001)는 기후변화취약성이란 한 시스템이 기후변화에 의해 부정적인 영향을 받거나 적절히 대응하지 못하는 정도를 의미하는 것으로서, 어떤 시스템이 기후변화에 대한 노출도(Exposure)와 민감도(Sensitivity), 그리고 적응능력(Adaptive Capacity)의 요소에 의해 결정되는 것으로 정의하였다. 국내의 홍수취약성 평가를 위하여 사용되는 기후변화취약성 개념모형의 노출도, 민감도, 적응능력 3개 평가지표에 선정된 대리변수들의 현황을 분석하면 다음과 같다.
노출도 지표의 대리변수를 위해
Kim et al. (2011)에서는 일최대강우량, 극치강우량, 일강우량 80mm 초과일수, 단위면적당 유출량을 선정하였고,
Kim et al. (2012)은 일강우량 80 mm 초과일수와 100년 빈도 일확률강우량을 사용하였고,
Oh et al. (2012)은 일최대강우량, 우기강우량, 일강우량 80mm 초과일수, 최대 연평균유출량으로 구성하였고,
Jun et al. (2013)은 일최대강우량, 일강우량 80 mm 초과일수, 5일 최대강우량, 지표유출량, 우기강우량을 포함하였으며,
Lee and Choi (2018)에서는 일최대강우량, 강우강도, 일강우량 80 mm 초과일수 등의 대리변수들을 선정하였다. 선행 연구들에서는 노출도 지표의 대리변수로 주로 강우량 및 유출량 관련 기상 및 수문특성 관련 자연요소 인자들을 선정하고 있다.
민감도 지표의 대리변수를 위해
Kim et al. (2011)에서는 65세 이상인구수, 인구밀도, 15세 미만 인구수, 자산밀도, 도로비율, 불투수비율, 유역평균고도를 선정하였고,
Kim et al. (2012)은 100년빈도 일직접유출량, 소하천비개수율, 100년빈도 홍수위이하 면적비율을 사용하였고,
Oh et al. (2012)은 도로면적, 고도, 상수도보급 지역면적, 하수도보급 지역면적으로 구성하였고,
Jun et al. (2013)은 10 m이하 저지대면적, 10 m이하 저지대가구수, 유제부지역면적비, 인구밀도, 총인구수, 지역평균경사, 도로면적비, 최근 3년간 홍수피해액, 최근 3년간 인명피해자수를 포함하였으며,
Lee and Choi (2018)에서는 인구밀도, 도시화율, 유역경사 등의 대리변수들을 선정하였다. 선행 연구들에서는 민감도 지표의 대리변수로 주로 인적 및 물적 사회요소 인자들을 선정하고 있으며, 지형특성 관련 자연요소 및 홍수피해 이력 관련 재해요소 인자들을 일부 포함하는 경우도 있다.
적응능력 지표의 대리변수를 위해
Kim et al. (2011)에서는 임상도, 토양배수분포도, 홍수조절용량, 하천개수율, 배수펌프용량을 선정하였고,
Kim et al. (2012)은 하수도보급률, 방재 및 유지보수 성과, 재정자립도, 방재적응능력, 응급의로기관개수를 사용하였고,
Oh et al. (2012)은 재정자립도, 공무원수, 하천개수율, 홍수적응능력으로 구성하였고,
Jun et al. (2013)은 수자원관련 공무원수, 재정자립도, 공무원비율, 지역내 총생산, 하천개수율, 배수시설용량, 댐저수지용량을 포함하였으며,
Lee and Choi (2018)에서는 하천개수율, 빗물펌프용량, 공무원비율 등의 대리변수들을 선정하였다. 선행 연구들에서는 적응능력 지표를 위해 지자체의 재정능력 등을 포함하여 주로 구조적 및 비구조적 대책요소 인자들을 대리변수로 선정하고 있다.
한편, 우리나라의 대표적인 홍수취약성 평가기법으로,
MOLIT (2001)는 수자원 장기종합계획 수립에서 치수단위구역별 치수특성을 파악하여 홍수방어대책의 우선순위를 선정하거나 대규모의 치수종합계획을 세우기 위한 목적으로 홍수피해잠재능(PFD, Potential Flood Damage)을 제시하였다. 치수단위구역의 잠재홍수피해 취약성을 나타내는 PFD 산정을 위해서, 인구밀도, 자산밀도, 도시화율, 사회기반시설밀도의 대리변수로 구성된 잠재성(Potential) 지표와 홍수피해가 발생할 가능성을 나타내기 위한 대리변수로 확률강우량과 홍수피해액밀도를 사용하고, 이에 대한 방어능력 정도를 고려하기 위한 대리변수로 저수지 및 댐, 외수방어능력, 내수방어능력 등을 사용한 위험성(Risk) 지표를 종합하여 평가한다.
이와 같이, 국내 홍수취약성 분석사례들에서 전체적으로는 크게 다르지 않은 대리변수들을 선정하지만, 사용하는 취약성 분석방법에 따라 선정된 대리변수들이 상이하게 분류되어, 전체 홍수취약성 분석결과에 영향을 크게 미칠 수 있다.
Kim and Kim (2018)은 3가지 서로 다른 취약성 분석방법에 의해 우리나라 113개 중권역 단위의 홍수위험지수들을 2000년부터 2015년까지 산정하고, 각 산정결과와 여러 홍수피해유형에 대한 상관분석을 실시하였지만, 각 취약성 분석방법별로 선정된 대리변수들이 상이하여 평가지표 분류체계 자체가 홍수취약성 산정결과에 미치는 영향을 고찰하기에는 한계가 있다. 따라서 본 논문에서는 홍수취약성 평가를 위해 사용되는 대표적인 대리변수들을 먼저 선정하고, OECD PSR 모형, IPCC 기후변화취약성 개념이론, MOLIT PFD 산정기법 등 3개의 서로 다른 취약성 평가기법에서 동일하게 선정된 대리변수들에 대한 평가지표 분류체계의 차이가 홍수취약성 분석결과에 미치는 영향을 낙동강 유역에 대한 사례분석을 통하여 고찰하고자 한다.
4. 결 론
지역별 홍수로 인한 피해를 저감하고 예비하기 위한 홍수대책 수립 및 적용의 우선순위 선정을 위해 선행되어야하는 것은 합리적인 홍수취약성 평가이다. 국내 많은 홍수취약성 평가 연구들에서 사용하고 있는 취약성 평가체계 중 대표적인 방법으로, 압력, 현상, 대응 지표로 구성된
OECD (1991) PSR 구조, 노출도, 민감도, 적응능력 지표로 구성된
IPCC (2001) 기후변화취약성 개념이론, 그리고 잠재성과 위험성 지표로 구성된
MOLIT (2001) PFD 산정방법이 있다. 이와 같이 기존 연구들에서 다양한 평가지표 분류체계를 사용하여 각각 지역별 홍수취약성을 평가하고 있으므로, 본 논문에서는 국내 홍수취약성 평가에 널리 사용되고 있는 3개의 취약성 평가기법에서의 평가지표 분류체계가 홍수취약성 지수 산정결과에 미치는 영향을 고찰하였다.
본 논문에서는 우선 기존 연구들에서 사용한 대리변수들을 확인하고, 기상, 사회, 재해, 대책의 4가지 요소로 구분하여 대표적인 총 12개의 대리변수를 선정하였다. 기상요소의 대리변수는 일최대강우량, 강우강도, 일강우량 80 mm 이상 일수로, 사회요소의 대리변수는 인구밀도, 자산밀도, 도시화율로, 재해요소의 대리변수는 인명피해자밀도, 재산피해액밀도, 침수면적비율로, 그리고 대책요소는 공무원비율, 하천개수율, 빗물펌프용량으로 각각 구성하고, 최신 자료를 수집하여 낙동강 유역의 54개 시군구에 대한 자료를 구축하였다. 각 평가지표 분류체계별로 분류된 대리변수는 표준화하여 평가지표로 변환하고, 분류체계별 평가지표들은 승법형 효용함수를 통해 각 방법별 3개의 홍수취약성 지수인 OECD FVI, IPCC FVI, MOLIT FVI로 종합되었다.
낙동강 유역에 대한 3개 홍수취약성 지수 산정결과를 살펴보면, 각 평가기법에서 총 12개의 동일한 대리변수를 사용하였지만, 방법별 평가지표의 분류체계에 따른 대리변수들의 상이한 조합의 영향으로 홍수취약성 분석결과에 큰 차이를 보이고 있다. OECD FVI에서는 현상 지표, IPCC FVI에서는 민감도 지표, 그리고 MOLIT FVI에서는 잠재성 지표가 낙동강 유역에서 상대적으로 지역별 변별력이 뚜렷한 특징을 보여, 각 홍수취약성 지수 산정결과에 큰 영향을 미치는 지배 지표로 확인되었으며, 이들 지배 지표를 구성하는 대리변수들의 특성에 따라 동일지역에서의 홍수취약성 분석결과가 크게 다를 수 있는 사실을 알 수 있다. 이에 따라, OECD FVI에서는 재해요소가, IPCC FVI에서는 재해요소 및 사회요소가, 그리고 MOLIT FVI에서는 사회요소가 각각 높은 취약성을 보이는 지역의 홍수취약성이 일반적으로 높게 평가되는 것을 확인하였다.
본 논문의 연구결과를 바탕으로 향후 연구에서 적정한 대리변수 선정, 독립성 평가, 표준화 방법 선정, 그리고 평가지표 및 홍수취약성 지수 산정 시 적정 가중치 및 합리적 효용함수의 적용 등 최종 홍수취약성 분석결과에 영향을 미칠 수 있는 다양한 요인들에 대한 종합적인 분석을 통하여, 각 취약성 평가방법별 특성에 따라 홍수취약성 평가의 목표와 목적에 적합한 평가기법을 선정하는 가이드라인을 제시할 수 있을 것으로 기대한다.