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1. 서론

도심지 중심의 인구증가와 도시화로 인한 산림지역의 개발에 따라 산지 및 구릉지는 산사태 및 토석류 재해에 대해 취약한 실정이다. 최근에는 도시 외곽부의 산지에 교육시설, 산업관련시설, 대규모 주택단지 등이 입지되면서 자연재해에 대한 위험성을 가중시키는 결과를 초래하고 있으며, 이에 행정적인 규제 및 법제화에 대한 요구가 증가되고 있다(KFS, 2013; Ok and Park, 2013; Jung, et al., 2007). 산지 비탈면 하단의 대규모 주택지 및 산업시설 등의 토지이용변화는 산사태 및 토석류에 의한 피해를 가중시킬 수 있으므로 도시계획단계에서 산사태 예방구조물에 대한 시설배치 및 계획을 우선시하고 토지이용 및 건축 규제가 선행되어야 할 것이다.

특히, 산지비탈면의 안정성 평가 없이 무분별한 개발허가로 인한 피해를 가중시키는 사례가 많으므로 산림보호법, 급경사지 재해예방에 관한법률, 자연재해대책법, 건축법 등의 지침 및 규정에 의거하여 도심지역의 주택지나 공업단지의 개발에 따른 영향 및 관련된 재해의 정밀한 평가·검토의 사전 실시에 대한 인식이 증대되고 있다(Lee et al., 2015; KFS, 2013; Moon, 2012; NDMI, 2012). 상위에 언급된 관련법에 의하여 산사태 및 토석류에 대한 관리가 진행되고 있으나, 산사태 및 토석류 특성상 산지에서 발생된 현상이 도심지에 영향을 미치기 때문에 산지와 도심지의 경계부 즉, 산지와 도심지가 만나는 지역에 대한 구체적인 관리계획이 필요한 실정이다. 산지와 도심지가 만나는 지역은 도시 공간 부족으로 인해 특정계획시설 또는 구도심지가 형성되어 있고 계곡부가 모두 복개되어 있으며, 산지의 소규모 계곡에서 발생되는 산사태, 토석류, 비탈면 붕괴 등과 같은 토사재해 발생 시 인명 및 재산피해발생의 위험성을 상시 내포하고 있다. 또한 2011년 발생된 우면산 산사태와 같이, 상류에서 발생된 소규모 산사태가 계곡부에서 토석류로 확대되어 생활권지역으로 진입하여 대규모 인명 및 재산피해를 유발시키는 사례가 빈번하게 발생되고 있다. 따라서 토석류 재해예방에 효과적인 사방시설 확충 등과 같은 구조적 조치 외에도 토지이용 규제 등과 같은비구조적 조치에 대한 필요성이 증대되고 있다(Moon and Lee, 2015; Lee et al., 2013; Kim, 2005). 이러한 배경으로 본 연구는 도심지 토사재해 예방을 위해 도시계획 단계에서 전략을 제안하고자 GIS 기법을 토대로 도심지 토사재해 유형분석을 실시하여 중점관리대상지역을 선별하려는 목적으로 수행되었다.

2. 토사재해 발생현황

최근 산사태 발생현상은 지구온난화로 인한 집중호우 빈발로 2000년대 들어 산사태 피해가 증가하고 있으며, 최근 3년간의 일강우량도 200 mm 이상이 71건으로 증가하고 있다. 복구비는 연평균(‘04~’13) 813억원이며, 특히 2013년에는533억이 소요되었다(Table 1). 산사태 연평균 추이는 80년대 231 ha, 90년대 349 ha, 2000년대 713 ha로 급속하게 증가하고 있다. 2000년대 산사태 발생규모는 1980년대 대비 3배 이상 증가 하였으며, 태풍 및 기후변화에 따른 국지성 집중호우로 대형 산사태피해가 증가하고 있다(KFS, 2016). 2000년 이후 대형 산사태 피해사례로는 2003년 태풍 매미(산사태1,330 ha), 2006년 태풍 에위니아(산사태 1597 ha), 2011년 국지성 집중호우(산사태 824 ha) 등이 있다(Table 1). Oh and Park (2014)에 의해 국립재난안전연구원에서 조사된 1999년부터 2012년도 산사태 발생이력을 살펴보면 약 13년이 넘는 기간 동안 약 670여건이 넘는 산사태가 발생하였다. 산사태발생 특성으로는 국지성 집중호우 등으로 산사태 발생 규모가 시기별·지역별로 편중되는 경향을 보이고 있다. 산림청 산림정보 시스템의 산사태 통계정보에서 제시된 결과에서는 시기적으로는 7월중 34%, 8월중 45.5%의 산사태 발생확률을 보이고 있으며, 지역별로는 중부지방(서울, 인천, 경기, 강원지역)이 37.51%, 영남지방(부산, 대구, 울산, 경북, 경남지역)41.17%의 발생확률을 보이고 있다(Fig. 1).

Table 1

The landslide historical data for the about decade (2002~2013) (Korea forest service, 2014)

Fig. 1

Occurence frequency of landslide disaster by regional groups (A) and monthly unit (B) from 1998 to 2014 (Data: http://www.forest.go.kr)

3. 토사재해 관리현황

우리나라는 토사재해 관련 방재정책이 산림청(Korea Forest Service, KFS), 국민안전처(Ministry of Public Safety and Security, MPSS) 그리고 국토교통부(Ministry of Land, Infrastructure and Transport, MOLIT)를 중심으로 이루지고있다.

산림청은 산사태 관련 「산림보호법」,「사방사업법」등 법·제도적 장치를 마련하였으며 특히, 2011년 서울시 우면산 산사태를 계기로 2012년「산림보호법」제45조의8을 개정하여,‘산사태실태조사’결과를 기초로 2013년부터 ‘산사태취약지역’을 지정하여 2016년 2월 시도총계 18,444지점을 지정·고시하여 관리하고 있다. 국민안전처는「급경사지 재해예방에 관한 법률」제13조 및「자연재해대책법」제12조에 고시한 “풍수해저감종합계획”세부수립기준을 근거로 사면재해위험지구 선정하여 관리하고 있다. 그리고 국토교통부는 「국토의 계획 및 이용에 관한 법률」 제37조에 근거하여 방재지구 지정을 통해 산사태로 인해 건축 및 인명피해가 우려되는 건축물 건축을 불허하는 등의 행위제한을 하고 있으며, 「도시개발법」제10조에서 도시계획 시 기초조사 내용에 산사태 및 지반붕괴 이력을 조사할 것을 명시하고 있다. 이와 같이 산지와 도로, 하수, 하천 등에 대한 계획빈도와 관리주체가 상이하여 종합적인 토사재해의 관리가 어려운 실정이다. 따라서 도심지토사재해를 저감하기 위해서는 적극적인 토지이용 및 건축규제시행이 필요하며, 도시개발 방식 및 생활환경 안정성에 대한 근본적인 제도 변화가 필요하다.

국가차원에서 토사재해를 관리하는 대표적인 나라는 일본과 홍콩이라 할 수 있다. 일본은 국가 중앙행정기관인 국토교통성에서 전국을 대상으로 1972년부터 약 5~10년 주기로 현지조사를 실시하며 재해형태별로 조사표를 작성하여 토사재해 위험지역을 판정하고 있다(Ok and Park, 2013; Moon, 2003). 최근에는 GIS를 이용한 전국 토사재해 위험지도 작성은 물론 토사재해 시설 혹은 구역의 관리에 GIS를 활용하고 있으며, 2005년부터 국토교통성에서 토사재해 위험지도 작성지침을 마련하여 각 지방사무소, 지자체에서 위험지역 추가조사 및 DB를 구축하였으며, 사방시설대장, 사방지정구역 대장, 토사재해위험개소 조사결과 등의 자료를 구축하고 있다. 따라서 GIS를 이용하여 구축된 DB자료를 표시하고 2002년 제정된 ‘토사재해방지법’에 의해 각 재해형태별 경계구역을 설정하고 피난지역까지 표시하도록 하고 있다. 홍콩도 마찬가지로 정부차원에서 기존 개발지에 발생하는 자연사면 위험의 대처법으로 ‘알려진 위험에 대응하기’원칙을 채택하여 큰 위험 요소가 명백히 드러나는 지역을 연구하고 완화 조치를 취하였다(Choi and Cheung, 2013; Millis, 2008). 2010년 이후 산사태 예방 및 완화 프로그램에 의거해서 기존 건물들과 주요 교통망에 위험하다고 알려진 30여 개의 자연사면에 대해 ‘알려진 위험에 대응하기’접근법에 따라 매년 체계적으로 진행되고 있다. 또한 명백한 산사태 위험이 있는 곳에서는 무허가 건물 거주자는 다른 지역으로 이동을 권고하며 불이행시 건물은 강제로 철거되지만 이동조치된 거주자는 새집이 제공된다. 폭우기간 동안 산사태에 취약하지만, 즉각적이고 명백한 위험 범위에 있지 않은 무허가 건물에 대해서는 정부가 설득하여 택지 및 주택정비를 수행하며 설득에 의해 사업이 진행되지 않을 때에는 산사태 예방 및 완화 작업에 착수하였다.

4. 도심지 토사재해 유형 분석

4.1 도심지 토사재해 유형분석 절차

토사재해는 산지에서 발생하여 도심지에 영향을 미치는 특성을 가지고 있다. 우리나라는 산지, 도심지, 하천, 도로 등 관계기관 별 법령에 의해 관리되고 있으나 산지계류부와 도시가 만나는 경계부의 경우 관리주체가 상이하여 종합적인 토사재해 관리가 어려운 실정이다. 따라서 도심지 토사재해 예방을 위해 도시계획 단계에서 전략을 제안하고자 도심지 토사재해 유형분석을 실시하여 중점관리대상지역을 선별하였다. 선별과정은 Fig. 2에 나타낸 것과 같이 산사태 이력자료를 바탕으로 도심지 토사재해 유형분석을 위한 절차를 정리하면 아래와 같다.

Fig. 2

A flow chart for select a priority control subject area of urban areas at high risk to landslide hazard.

• (1) 산사태 이력자료 구축

• - 전국토를 대상으로 과거 산사태 발생지역에 대한 자료 축적

• (2) 산사태 발생지역의 인구밀도 분석

• - 토사재해 발생지점 반경 1 km² 이내 인구밀도 100명 이상인 지역을 고려하여 선별

• (3) 산사태 발생지역의 산사태위험등급 분석

• - 대상유역 반경 1 km² 이내 산사태 1,2 위험등급을 대상으로 면적비율을 산출

• (4) 산사태 발생지역 유형분석

• - 산출된 결과를 이용하여 통계분석으로 유형분석을 수행

• (5) 도심지 토사재해 중점관리대상지 선정

• - 현장조사를 통해 중점관리대상지역 최종선정

과거에 발생한 산사태의 정보는 미래에 발생 가능한 산사태를 예측하는데 가장 중요한 자료이다. 따라서 본 연구를 위해 먼저 1999년부터 2012년까지 전국에 발생한 산사태 발생이력자료(Oh and Park, 2014)를 획득하여 DB화 하였다. 문헌조사를 통해 수집한 670여개 이상의 데이터 중 재해이력의 중복지역 등을 배제한 250여개의 데이터를 활용하였다(Fig. 3A). 산사태 이력자료의 DB 구축 및 지도제작을 위해서 미국 ESRI 사의 ArcMap 10.2 소프트웨어를 모든 과정에 이용하였다. 본 연구과제의 연구범위는 도심지에 발생하는 토사재해로 한정되어 있으므로 미국 오크릿지 국립연구소에서 발행된 전자인구분포지도(ORNL’s LandScan™, 2009; Fig. 3B)를 이용하여 산사태발생지역을 중심으로 도시지역을 선별하였다. 선별방법은 산사태가 발생했던 지점을 중심으로 반경 1 km² 이내 인구밀도 100명 이상 거주 예상지역을 선별하였다(Fig. 3C). 방법(2)까지 수행한 결과, 우선 선별된 지점은 전국단위 총 76개 지점이었다. 산림청에서 제공받은 산사태위험지도는 전국 산림을 대상으로 집중강우 등 산사태 유발요인이 작용할 경우, 산지의 사면경사, 임상, 토질, 모암 등 9개의 인자를 활용하여 산사태 발생가능성이 높은 지역을 위험 순으로 5등급(1등급(매우 높음), 2등급(높음), 3등급(낮음), 4등급(매우 낮음), 5등급(없음))으로 구분하여 작성된 산사태 위험지도이다. 방법(4)에서 제시된 바와 같이 산사태 발생지점과 산사태위험지도를 중첩하여 산사태발생 지점을 기준으로 반경1 km² 이내의 산사태 위험 1,2등급에 대한 면적을 계산하였다. 상위에 제시된 방법(3)과 (4)에서 도출된 결과를 바탕으로 SPSS 12.0 소프트웨어를 이용하여 군집분석을 통해 기준값을 도출하였다. 도출된 기준값으로 도심지 토사재해 중점관리대상지역의 유형분석이 수행되었으며, 현장검증조사를 통해 최종 도심지 토사재해 중점관리지역으로 선정하였다.

Fig. 3

The selection method of priority control subject area for landslide disaster prevention in Urban area. A: Sites of Landslides Occurred During 1999~2012 (Oh and Park, 2014), B: Electronic Population map, LandScan™ dataset (http://www.ornl.gov/landscan), C: Landslide hazard map (http://www.forest.go.kr), and D: The range to within a 1km radius of landslide site.

4.2 도심지 토사재해 유형분석 결과

상위에 제시된 도심지 토사재해 유형분석 방법(1), (2) 그리고 (3)절차를 통해 전국대상 76개 지점이 우선 선정되어 Fig. 4에 도시하였다. Fig. 4에 도시된 지역명은 연구과제가 완료되지 않아 상세지역을 명시하지 않고 시 또는 군까지 표기하고 지역개소가 중복되면 숫자로 표기하였다.

Fig. 4

Classification analysis of Landslide hazard 1,2 grade percentage from Korea forest service versus Resident population aggregate (Type A : High population exposure and Mid landslide occurrence likelihood, Type B : Mid population exposure and High landslide occurrence likelihood, Type C : High population exposure and High landslide occurrence likelihood)

선정된 지역에 대한 인구밀도와 산사태 위험 1,2등급 면적을 계산하여 군집분석을 수행하여 도출된 기준값은 산사태위험 1,2등급은 29.15%이고 인구밀도는 410.4명/km² 이었다. 우선 선발된 도심지 토사재해 중점관리대상 76개 지역을 도시하여 기준값으로 구분한 결과, 유형은 크게 3가지로 분류되었으며 아래와 같이 요약할 수 있다.

• Type A (27지역) : 대도심 지역으로 높은 인구밀도, 산사태 위험 1,2등급 비율 낮음

• Type B (25지역) : 소도시 지역으로 낮은 인구밀도, 산사태 위험 1,2등급 비율 높음

• Type C (14지역) : 중소도시, 높은 인구밀도, 산사태 위험 1,2등급 높음

A Type으로 분류된 지역은 주로 대도시지역으로 인구밀도는 높으나 산사태 1,2등급 비율은 낮은 지역으로 분류된다. 2012년도에 대형토사재해가 발생했던 우면산 지역이 대표적이다. B Type은 인구밀도는 낮으나 산사태 1,2등급 비율은 높은 지역으로 토사재해의 발생빈도가 높은 강원도 지역이 많이 포함되었다. 그리고 C Type은 인구밀도도 높고, 산사태 1,2등급 분포도 높은 토사재해 고위험지역에 해당한다. 인구밀도도 낮고, 산사태 1,2등급 분포도 낮은 Type D 지역은 본 연구지역에서 제외하였다. Fig. 4에 도시된 자료에서는 살펴보면, 전자인구분포지도를 이용하여 인구 100명 이상 거주지역을 선별하였으나 인구 100명 이하 결과가 도시되어 있다.이러한 결과는 전자인구분포지도는 해상도가 1 km²이고 밤시간 동안 빛의 밝기로 인구밀도를 책정하기 때문에 오차가 발생된 것으로 생각된다.

본 연구에서 도심지 토사재해 유형분석은 산사태의 발생가능성(빈도)을 나타내는 산사태위험 1, 2등급 비율과 산사태발생에 따른 인명피해의 노출정도에 따라 분류되었다. 분석된 자료를 이용하여 각 시도별 도심지 토사재해 유형에 따라 Table 2에 정리하였다. 발생가능성도 높고 노출정도도 높은 Type C에 가장 많이 집중된 강원지역과 경기지역은 토사재해예방을 위한 도시 계획적 관리방안이 시급히 도입되어야 할 것으로 보인다. 도심지 토사재해 중점관리 대상 지역 유형 Type A, Type B 그리고 Type C 지역 중 인구밀도도 높고, 산사태 위험 1,2등급 분포도 높은 Type C지역에 해당되는 14지점 중 10개 지역에 대해 현장조사를 실시하여 토사재해 중점관리대상 지역으로 최종 1차 선발되었다(Table 3). 뿐만 아니라 지속적인 연구를 통해 Type A와 Type B유형의 지점에 대해서도 현장조사를 통해 도심지 토사재해 중점관리대상지역을 점차적으로 추가 선정할 것이다.

Table 2

Distribution regional of landslide disaster in classified types

Table 3

The priority control object area for landslide disaster prevention in Urban area

5. 결론

1) 산림청에서 2013년부터 시행되고 있는 산사태취약지역의 지정요건이 산사태로 인하여 인명 및 재산피해가 우려되는 지역으로 명시되어 있지만 산지지역에 대한 구조적 방재시설(사방댐 등)에 국한되어 있어 산지가 아닌 계류부 또는 도심지역에 대해서는 고려가 되지 않고 있다. 또한 최근 도시 외곽부의 산지에 교육시설, 산업관련시설,대규모 주택단지 등이 입지되면서 자연재해에 대한 위험성을 가중시키는 결과를 초래하고 있다. 산지 비탈면 하단의 대규모 주택지 및 산업시설 등의 토지이용변화는 산사태 및 토석류에 의한 피해를 가중시킬 수 있으므로 도시계획단계에서 산사태 예방구조물에 대한 시설배치 및 계획을 우선시하고 토지이용 및 건축 규제가 선행되어야 할 것이다.

2) 따라서 도심지 토사재해 예방을 위해 도시계획 단계에서 전략을 제안하고자 도심지 토사재해 유형분석을 실시하여 3가지 유형의 중점관리대상지역을 선별하였다. Type A (27지역)는 주로 대도심 지역으로 인구밀도는 높지만 산사태 위험 1,2등급 비율 낮은 지역이며, Type B (25지역)은 주로 소도시 지역으로 인구밀도는 다소 낮지만 산사태 위험 1,2등급 비율 높은 지역이 주로 분류되었다. 그리고 Type C (14지역)은 주로 중소도시에 해당되며 인구밀도 높고, 산사태 위험 1,2등급 높은 지역이 분류되었으며, 현장조사를 실시하여 토사재해 중점관리대상 지역으로 최종 10개 지역을 선발하였다.

3) 지속적인 연구를 통해 도심지 토사재해 중점관리대상지역을 점차적으로 추가 선정할 것이며, 현재 구축 중인 도심지 토사재해 통합관리시스템에 결과를 DB로 구축하여 도시유형에 적합한 맞춤형 토사재해 대응을 위한 도시계획적 관리를 방안을 제안하여 중앙정부차원에서 관리되도록 지원할 예정이다.

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