1. 서론
1.1 연구 배경 및 목적
1996년부터 개발 사업에 의한 재해영향이 사업지구 내에서 전량 처리되도록 하기 위한 재해영향평가제도가 시행되었으며, 2005년에 사전재해영향성검토협의제도가 자연재해대책법에 반영되면서 재해영향평가제도는 2008년 12월 31부로 폐지되었다. 13년간 재해영향평가제도에 의해 총 636건(최종본)에 달하는 일정규모 이상의 개발 사업에 대한 평가가 이루어져 개발 사업으로 인해 발생 가능한 재해를 사전에 예방하였다.
그러나 규제완화정책과 더불어 재해영향평가제도에 의해 개발 사업으로 인한 피해뿐만 아니라 유역의 전반적인 재해피해가 감소되었음에도 불구하고 재해영향평가제도가 폐지되어 향후 개발 사업에 의한 재해피해 발생가능성이 증가하고 있는 실정이다. 특히, 재해영향평가제도가 폐지되고 사전재해영향성검토협의제도가 2009년 1월 1일부로 단독으로 시행된 이후 최근 연간 검토협의건수는 2013년 개발사업 기준 약 1,498건으로 2010년 이후 연간 약 1,500여건으로 재해영향평가제도에 비해 협의건수가 증가하였으나, 검토의견에 대한 보완사항의 시행여부나 사후관리에 대하여 소홀히 할 수 밖에 없는 사전재해영향성검토협의제도의 취약점을 국민안전처에서도 같이 인식하고 있어 제도보완을 위한 작업을 진행하고 있다.
본 연구에서는 현재까지 재해영향평가가 완료된 사업지역에 대하여 개발전·개발후에 대한 치수효과 분석을 통해 재해영향평가제도의 치수효과를 가시화하고, 현재 시행되고 있는 사전재해영향성검토협의제도의 취약점을 보완할 수 있는 분석결과를 도출하고자 하였다.
2008년 12월까지 총 636건의 개발 사업에 대한 재해영향평가가 이루어졌으며, 재해영향평가제도에 의한 치수효과를 분석하기 위하여 개발사업 완료 이후 재해영향평가서에서 제시한 50년 빈도의 확률강우량을 초과하는 실제 강우사상을 사업지역이 위치한 강우 관측소에 대하여 조사하여 50년 빈도 이상의 강우가 발생하였을 때의 유출량을 산정하여 개발전·후의 유출량과 비교분석을 실시하였다.
1.2 관련제도분석
1.2.1 재해영향평가제도
대규모 개발 사업으로 인하여 증가되는 유출량을 개발이전의 상태로 유지하기 위하여 저류지 등과 같은 재해저감시설을 개발사업 지구 내에 설치토록 함으로써 홍수로부터 국민의 생명과 재산을 보호하기 위하여 1996년 6월 재해영향평가제를 도입·시행하게 되었다. 재해영향평가제도는 개발계획이 수립, 입안되는 과정에서 해당 개발행위가 유역의 치수능력에 미치는 영향을 사전에 평가하고, 홍수피해 요인을 분석하여 그 요인들을 최소화하는 방향으로 계획을 추진하도록 하는 제도라고 정의할 수 있다. 재해영향평가제의 관리체계는 크게 다음과 같은 세 가지의 수단을 가지는 제도라 할 수 있다. 첫째로는, 예방적 성격의 보호적 규제이며, 둘째로는 강제적인 규제조치를 통한 규제적 수단이다. 셋째로는 평가제에 의해 승인된 계획을 통하여 개발이 완료된 이후 발생할 수 있는 천재지변에 의한 피해에 대해서는 분쟁조정과 피해배상의 부분을 포함하는 구체적 수단을 포함하는 제도이다.
1996년 6월 자연재해대책법에 근거를 두고 개별적으로 시행해 오던 재해영향평가제도는 2001년 1월 환경, 교통, 인구영향평가제도와 더불어 통합영향평가를 실시하게 되었다. 통합영향평가제도는 1999년 12월 31일 “환경·교통·재해 등에 관한 영향평가법”, 2000년 12월 30일 동법 시행령이 제정·공포됨에 따라 6개월의 유예기간을 두고 2001년 7월 1일부터 시행되었다. 환경·교통·재해 등에 관한 영향평가법은 총칙, 평가서의 작성, 평가서의 협의, 환경영향평가특례, 보칙, 벌칙 등 총 6장 42조항과 부칙으로 구성되어 있으며, 협의기관, 당해 사업의 승인기관, 사업시행자가 하여야 할 사항을 규정하고 있다(National Emergency Management, 2005).
1.2.2 사전재해영향성검토협의제도
1996년 재해영향평가제도가 실시된 이후 지속적인 보완에도 불구하고 편법적 개발행위 및 제도 자체의 한계로 인하여 보다 광역적인 방재제도의 도입을 요구하게 되었다. 기존의 재해영향평가제도의 대상사업의 범위는 6개 분야 24개의 사업으로, 대상의 범위가 모든 개발에 대한 방재계획을 포함하기에는 부족하며, 개발 사업만을 대상으로 포함하였을 경우 개발계획 전반에 대한 체계적인 방재계획을 수립하기에는 부족한 점이 많았다. 이에 따라 정부에서는 2004년 소방방재청의 신설과 자연재해대책법의 개정을 통하여 개발과 관련된 계획에 대하여 방재에 대한 종합적이고 체계적인 고려를 하기 위하여 사전재해영향성검토협의제도를 도입하게 되었다. 그러나 이와 같은 자연재해대책법에도 불구하고 우리나라는 해마다 반복적으로 자연재해가 빈발하고 있으며, 최근 기상이변으로 인하여 자연재해의 피해 강도는 점차 증가하고 있다. 이러한 급변하는 자연환경의 변화 및 사회 환경의 개발로 인한 인위적인 변화가 가중되어 재해의 위험도는 점차 증가하고 있으나 현행 방재제도로는 재해의 위험으로부터 국민의 생명과 재산을 지키기에는 어려움이 있다. 이와 같은 문제점을 해소하기 위하여 사전재해영향성검토협의제도는 1996년부터 시행되었던 재해영향평가의 한계점을 보완하고자 2005년 1월 27일 개정된 자연재해대책법에서 마련되었고, 2005년 8월 17일 동법 시행령을 개정 공포하여 사전재해영향성검토협의제도를 본격 시행하게 되었으며, 2007년, 2010년 및 2012년 등 3차례의 관련 법 및 지침서 개정을 통해 오늘에 이르고 있다(National Emergency Management, 2007, 2010, 2012).
2. 대상유역의 치수효과 분석
개발 사업에 대한 치수효과를 분석하기 위하여 먼저 개발사업 완료 이후 재해영향평가서에 제시한 50년 빈도의 확률강우량을 초과하는 실제 강우사상을 조사하였다. 그 후 개발 지구에 대하여 HEC-HMS를 이용한 실측 강우에 대한 유출량을 계산하고, 개발전·후의 유출량을 비교하였다. 그리고 HECGeoRAS를 이용하여 하류부 하천 홍수위 검토 및 홍수범람 모의를 실시한 후 이를 통해 재해영향평가 협의지역의 치수효과를 정량적으로 분석하였다.
2.1 대상유역 현황
재해영향평가제도는 대체적으로 50년 빈도의 강우에 대하여 저감대책을 수립하므로 본 연구에서도 재해영향평가 협의지역 중에서 재해영향평가 협의 후 50년 빈도 이상의 강우가 발생한 관측소를 대상으로 우선 선별하였다.
2.2 강우자료 및 유출량 분석
2.2.1 광주사업장
광주사업장은 2005년 6월부터 2008년 5월까지 진행되어 완료가 되었다. 재해영향평가서에 제시되어 있는 강우량 자료는 1961년~2004년까지 44개년간의 광주관측소 강우자료를 분석하였으며 각각의 분포형 검정을 통하여 적합도를 검정하여 Gumbel 분포형을 채택하였으며 결정된 확률강우강도식에 따른 지속기간별 확률강우량은 다음 Table 1과 같다.
Table 1
Frequency-based flood(Gwangju)
Table 1과 같이 산정된 50년 빈도 확률강우량을 바탕으로 개발 사업이 완료된 시점 이후에 발생한 실제 강우에 대하여 기상청 강우자료를 조사하였다. 선정 강우자료는 평가서에 제시된 50년 빈도 확률강우량에 대하여 동일한 지속시간에 대하여 초과강우량을 대상으로 한다. 광주관측소의 실강우량 자료를 검토한 결과 최대강우는 Table 2와 같이 2008년 8월 8일에 발생하였다(Disaster Impact Assessment Report of Gwangju Pyeongdong 2nd Industrial estate development project, 2006).
Table 2
Real rainfall data(Gwangju)
| Time\Date | 2008-08-08 19:14 | Accept |
|---|---|---|
| 10 min | 20.0 mm | |
| 60 min | 86.5 mm | ○ |
| 1440 min | 98.0 mm |
재해영향평가 협의 당시의 확률강우량과 비교하면 지속시간 10분, 1440분의 실강우량은 50년 빈도의 확률강우량에 미치지 못하고, 지속시간 60분의 실강우량은 86.5 mm로서 확률강우량 77.4 mm보다 9.1 mm가 더 많은 것으로 나타났다. 이에 따라 기 협의시 제시된 확률강우강도보다 크게 발생한 지속시간 60분의 강우량 86.5 mm를 선정하였다.
유출량 산정시 강우의 시간분포의 선행절차가 수반되므로 광주관측소의 2008년 8월 8일 호우의 AWS자료를 기초로 Fig. 3과 같이 우량주상도를 작성하였다. 이 기간 동안 AWS자료는 3번의 결측 현상이 관측되었으나, AWS의 강우량 총합은 87.0 mm로서 공식(기상청) 자료가 거의 유사하다고 판단된다.
재해영향평가서에 수록되어 있는 입력자료 및 유출산정 방법과 동일하게 유출량 산정을 수행해야 사업지역에 대한 정량적인 치수효과 분석을 수행할 수 있다. 따라서, 개발전 유출량 산정에 필요한 입력 자료는 재해영향평가서에서 제시한 동일한 입력 매개변수와 동일한 유출산정 방법을 사용하였고 Table 3과 같다. 특히, NRCS 합성단위도법을 통한 유출량 산정시 사용되는 AMC 조건은 선행강우에 따른 유출률을 나타내는 것으로서 토양이 포화되어 높은 유출률을 나타내는 AMC-III 조건을 채택하였다. 이는 재해영향평가서 작성시 가장 많은 유출량을 산정하기 위하여 사용되었기 때문에 본 연구에서도 같은 조건을 채택하였다.
Table 3
Analysis result of input parameter(Gwangju)
| Input parameter | Disaster impact assesment program | Flood control effectiveness |
|---|---|---|
| Flood estimation method | NRCS composit unitgraph | |
| Area(km2) | 7.11 | |
| AMC Condition | AMC-III | |
| CN | 89.33 | |
| Lag Time(min) | 51.2 | |
유출량 산정에 사용된 강우사상은 광주관측소의 2008년 8월 8일 18시 30분에 발생한 관측 자료를 이용하였고 모의구간은 8일 18시 00분부터 8일 24시 00분까지이며 매분단위로 모의 하여 유출량을 산정하였다.
유출량 산정결과 첨두유출량은 강우발생 18시 30분 기준으로 2시간 8분 후에 발생하였고 값은 124.80 m3/s 이다. 이 값은 재해영향평가서에 제시되어 있는 개발전 첨두홍수량을 초과하는 값이다. 유출량 산정에 대한 모의결과는 Table 4 및 Fig. 4와 같다.
2.2.2 김해사업장
김해사업장 강우량 자료는 1961년~2004년까지 44개년간 의 강우자료를 대상으로 하였으며, 50년 빈도에 대한 확률강우량은 Table 5와 같다. 산정된 50년 빈도 확률강우량을 바탕으로 개발 사업이 완료된 시점 이후에 발생한 실제 강우에 대하여 기상청 강우자료를 조사하였다.
Table 5
Frequency-based flood(Gimhae)
선정 강우자료는 평가서에 제시된 50년 빈도 확률강우량에 대하여 동일한 지속시간에 대하여 초과강우량을 대상으로 하였다. 부산관측소의 실강우량 자료를 검토한 결과 최대강우는 2008년 8월 12일에 발생하였고 그 결과는 Table 6과 같다(Disaster Impact Assessment Report of Jinrae Country Club Construction, 2005).
Table 6
Real rainfall data(Gimhae)
| Time\Date | 2008-08-12 19:37 | Accept |
|---|---|---|
| 10 min | 26.5 mm | |
| 60 min | 106.0 mm | ○ |
| 1440 min | 144.0 mm |
재해영향평가 협의 당시의 확률강우량과 비교하면 지속시간 10분, 1440분의 실강우량은 50년 빈도의 확률강우량에 미치지 못하고, 지속시간 60분의 실강우량은 106.0 mm로서 확률강우량 96.5 mm보다 9.5 mm가 더 많은 것으로 나타났다. 이에 따라 기 협의시 제시된 확률강우강도보다 크게 발생한 지속시간 60분의 강우량 106.0 mm를 선정하였다.
유출량 산정시 강우의 시간분포 절차가 선행되므로 부산관측소의 2008년 8월 12일 호우의 우량주상도는 Fig. 5와 같다.
유출량 산정에 사용된 강우사상은 부산관측소의 2008년 8월 12일 19시 37분에 발생한 관측 자료를 이용하였고 모의구간은 13일 00시 00분부터 13일 03시 00분까지이며 매분단위로 모의하여 유출량을 산정하였다.
유출량 산정결과 첨두유출량은 8월 13일 00시 58분과 00시 59에 발생하였다. 각 지점별 홍수량은 Table 8과 같다. 이 값은 전체 지점에 대하여 재해영향평가서에 제시되어 있는 개발전 첨두홍수량을 초과하는 값이다. 유출량 산정에 대한 HEC- HMS 모의결과는 Fig. 6과 같다.
Table 7
Analysis result of input parameter(Gimhae)
3. 홍수범람모의
광주사업장, 김해사업장을 대상으로 개발전 상태에서의 50년 빈도 확률강우량, 실측 강우량, 재해영향평가 협의이후 저류지 등 재해저감시설 설치된 후의 총유출량, 홍수위, 홍수범람 모의 분석 등을 통해 치수효과를 분석하고자 한다.
3.1 광주사업장
광주사업장으로 인하여 하류부에 영향을 받게 되는 하천은 황룡강(국가하천) 및 평동천(지방2급), 농배수로가 있다. 평동천은 평동천 하류로부터 농업용수로 합류점까지, 농업용수로는 평동천 합류점에서부터 원두2교까지 구간을 검토대상으로하여 평동천 및 농업용수로의 50년 빈도의 계획홍수량 및 실측 강우량에 대해 홍수범람 검토를 실시하였다. Table 9는 사업장의 HEC-GeoRAS 입력 자료이며 Fig. 7과 Fig. 8은 분석과정을 도시한 것이다.
Table 9
HEC-GeoRAS Input Data(GwangJu)
| Classification | 50yr frequency | Real Event |
|---|---|---|
| Flood peak(m3/s) | 277.00 | 280.49 |
| High Water Level of Cardinal Point(m) | 11.84 | 11.84 |
| Coefficient of Roughness(n) | 0.03 | 0.03 |
유출량 변화를 살펴보면, 개발전 상태 하에서 50년 빈도를 상회하는 2008년 8월 8일 호우시의 유출량은 280.49 m3/s로 계산되었으며, 개발후의 유출량보다 약 40%이상 증가하는 것으로 나타났다. 실측 강우량 발생시의 침수피해는 현장조사시 짧은 시간 일부 지점의 침수가 있었던 것으로 나타났다. 정확한 침수면적, 침수심, 침수시간 등에 대한 피해이력 기록이 없지만, 탐문조사 및 유출계산량을 고려할 때는 재해저감시설에 의한 유출저감량으로 피해가 최소화되었을 것으로 추측된다.
Table 10에 제시한 사업장 하류뷰 홍수위의 경우 No.26.677(농배수로) 및 No. 5 지점은 모든 조건에서 침수가 발생한 것으로 나타났다. 특히, 실측 강우량 모의결과는 No.26.677 홍수위의 경우 우안제방고(10.4 m)보다 2.71 m가 높게, No. 5의 경우 좌안제방고(8.40 m)보다 3.46 m보다 높은 것으로 나타났으며, 개발후의 경우 No. 26.677 지점 홍수위는 실측 강우량의 홍수위보다 약 50 cm정도가 낮게 나타났다.
Table 10
Water Level Analysis of downstream(Gwang Ju)
No. 26.44지점(평동교)에서부터 No. 6지점에서는 제방 범람이 발생하지 않는 것으로 분석되었다.
개발전, 실측 강우량, 개발후의 유출량, 홍수위를 비교하여 볼 때 일정 재해저감시설을 설치한 개발후의 상태에서 50년 빈도와 동일하거나 약간 상회하는 강우 발생시에는 유출량 및 홍수위를 더 저감시키는 것을 알 수 있다. 50년 빈도의 확률강우량과 개발후, 실측 강우의 강우량차이가 미비하여 큰 차이는 발생하지 않으나 5번 단면 및 26.677 단면에서 범람이 발생하였으며 실측 강우량의 범람구역면적(166,543 m2)이 50년 빈도의 범람구역 면적(166,498 m2)보다 약 45 m2 정도 크게 분석되었다.
3.2 김해사업장
분석대상유역은 소하천인 학성천으로 유입되고 지방2급 하천인 진례천으로 유입된다. 유역이 위치한 김해시 진례면의 토지이용 현황을 보면 전체면적의 51.61%를 임야가 차지하고 있으며 농경지가 34.91%, 하천 및 구거는 4.52%, 그 외 도로, 대지, 기타용지 등으로 구성되어 있다. Fig. 9와 Fig. 10은 HEC-GeoRAS 분석과정을 도시한 것이며 Table 11은 사업장의 HEC-GeoRAS 입력자료이다.
Table 11
HEC-GeoRAS Input Data(Gimhae)
| Classification | 50yr frequency | Real Event |
|---|---|---|
| Flood peak(m3/s) | 18.84 | 21.50 |
| High Water Level of Cardinal Point(m) | 27.10 | 27.10 |
| Coefficient of Roughness(n) | 0.035 | 0.035 |
김해사업장 하류부 모의 구간은 약 1.2 km에 걸쳐 총 34개의 단면으로 구성하였으며 Table 11에서와 같이 재해영향평가서에서 제시된 50년 빈도의 확률강우량과 최근 강우사상중 50년 빈도 강우량 보다 많은 실측 강우사상에 대한 홍수량을 적용하여 범람모의를 실시하였다.
유출량 변화를 살펴보면, 개발전 상태에서 50년 빈도를 상회하는 2008년 8월 12일호우시의 유출량은 21.50 m3/s로 계산되었으며, 개발후의 유출량과 거의 유사한 것으로 나타났다. 실측 강우량 발생시 일부 지점의 피해가 발생하였으며, 이는 구거의 통수단면적 부족도 한 요인이지만, 공장지대가 밀집되어 있는 중류부에서 사업주의 구거 임의 복개 및 하천내 퇴적물 방치 등도 침수 피해의 가중 요인으로 작용하였다.
Table 12에 제시한 김해사업장 하류부 홍수위의 경우 No.11.07~No.1지점은 거의 모두 침수가 발생하였으며, 월류 및 여유고 부족구간이 발생하는 것을 보여지고 있다. 실측 강우량과 개발후 침수상황을 비교하면 상대적으로 실측 강우량에 의한 침수피해가 많은 것으로 보인다. 침수피해가 발생하지 않은 상류구간은 실측 강우량보다 개발후의 홍수위가 최고 34 cm가 저감되고 있음을 나타내고 있으며, 침수가 발생한 하류부 구간에서도 대체적으로 실측 강우량 및 개발후의 홍수위가 유사한 것을 알 수 있다. 북측수로 인접지역에는 공장 및 주거단지가 형성되어 있어 재해저감시설을 수반한 개발이 이루어지지 않았다면 ‘90년 7월호우시 침수면적은 더 늘어났을 것으로 보여진다, 이는 개발로 인한 유출량이 남측수로에 유입되기 전 유역전반의 강우량을 저류함으로써 개발전보다 피해를 상당히 줄인 것으로 판단된다.
Table 12
Water Level Analysis of downstream(Gimhae)
홍수위 계산 후 도로, 농경지, 건물을 대상으로 피해정도를 파악하기 위해 50년 빈도의 홍수량과 실측에 의한 홍수량에 대한 범람 구역을 분석하였다. 분석결과 공장지대가 위치한 구간부터 학성천 합류지점 전까지 침수피해가 발생함을 알 수 있으며, 침수면적의 경우 개발전 상태에서 50년 빈도의 경우 11,134 m2가, 실측에 의한 강우사상의 경우 12,086 m2로 나타났다.
개발이 완료된 상태에서 침수여부를 확인한 결과 하천 중류에 위치한 공장지대 침수 및 농경지가 일부 침수한 것으로 조사되었으며, 모의결과와 실측 강우에 의한 침수면적을 비교했을 때 개발후 상태의 침수면적이 훨씬 작은 것으로 파악되었다.
4. 결론
본 연구 수행을 통해 현재 시행되고 있는 사전재해영향성검토협의제도의 취약점을 보완할 수 있는 제도 개선(안) 및 재해영향평가 협의지역에 대한 개발전·후에 대한 치수효과 분석효과를 도출하였다.
1. 사전재해영향성검토협의제도는 재해영향평가처럼 대규모 개발 사업에 대한 구체적이고 기술적인 평가가 소홀히 될 수 있다는 우려가 보여지며, 재해영향평가와 달리 검토항목, 심의제도, 용역비 등에서 상당부분 간소화, 저비용화되어 실제 운영상 철저한 관리가 필요할 것으로 보여진다.
2. 사전재해영향성검토협의제도는 검토의견에 대한 보완사항의 시행여부나 사후관리에 대하여 소홀히 할 수밖에 없는 취약점을 가지고 있으므로 이에 대한 보완사항의 시행여부· 사후관리의 점검 정례화, 관련 공무원의 전문 교육 등이 우선 되어야 할 것으로 판단된다.
3. 모의결과 재해영향평가가 협의된 지역의 경우 실측 강우량 발생시 개발전 상태보다 일정 재해저감시설을 설치한 개발후의 상태가 홍수 유출량 저감으로 인하여 홍수위를 더욱 낮추는 것으로 분석되었다.
4. 일정 재해저감시설을 갖춘 개발후 상태에서는 실측 강우 발생시 피해가 저감되는 것을 고려할 때 개발 사업에 따른 일정 재해저감시설 설치라는 규제의 효과가 토지이용 사용자의 자율권 부여보다는 더 효과적임을 알 수 있다.
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