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1 ISSN Vol. 16 No. 4 제61호 겨울호 방재저널 J O U R N A L O F D I S A S T E R P R E V E N T I O N

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9 2014 Vol. 16 No. 4 제61호 겨울호 방재저널 JOURNAL OF DISASTER PREVENTION 신 년 사 08 새로운 재난관리환경을 주도하는 기본에 충실한 방재협회 김진영 권 두 언 10 새로운 시선이 요구되는 도시 방재 김수삼 CONTENTS 특 집 16 제주도의 산지천 천미천 홍수관리 김진영 20 노후저수지의 붕괴위험과 안전관리 이 백 년 8월 25일 부산지역 홍수의 강우, 수문, 수리 분석 노성진 박희성 황석환 이두한 38 풍수해 피해손실 조사 및 평가체계 개선에 대한 제안 강부식 년 여름가뭄의 특징 및 과거가뭄과의 비교 이주헌 장호원 최 근 이 슈 57 일본 화산폭발로 본 화산재해 윤성효 회 원 광 장 71 지방자치단체 행사 75 수필-추억의 시간여행 윤순섭 77 방재기술 인증제도 소개 88 신기술지정업체 소개 94 방재분야 특수전문교육 소개 96 기업 재난관리자 양성 교육 소개 99 KDPA 뉴스 114 회원가입안내 발행인 김 진 영 발행처 한국방재협회 ( ) 서울시 마포구 마포대로 63-8, 삼창프라자빌딩 304호 TEL (02) FAX (02) 발행일 2014년 12월 30일 인쇄처 화인애드 (02)

10 신 년 사 새로운 재난관리환경을 주도하는 기본에 충실한 방재협회! 2015년 을미년( 乙 未 年 ) 새해를 맞이하여 방재인 모두가 계획한 모든 것이 이루어지고 희망찬 미래를 열어가는 데 의미 있는 해가 되기를 기원합니다. 또한 재해에 강한 나라를 만들기 위해 지금도 재해 현장 최 일선에서 쉬지 않고 일하는 방재인의 노고에 깊은 감사를 드립니다. 2014년은 누구나 생각해도 많은 재난 재해 소식이 끊이지 않았던 해이기도 합니다. 특히 4월 16일 세월호 침몰사고는 재난관리에 몸담고 있는 우리에게 김 진 영 한국방재협회 회장 많은 고민과 숙제를 가져다준 사건이었습니다. 본인이 1979년부터 공직생활에 몸담으면서부터 재난관리 업무를 줄곧 담당 해 왔으나, 돌이켜보면 지금처럼 사회 전반적으로 재난안전관리에 총력을 다하는 풍조를 느끼기는 처음입니다. 대형사고 한 번 나지 않는 완벽하게 안전한 곳은 세상 어디에도 없습니다. 그러나 재난 선진국과 다른 점은 대형사고가 발생하면 그로부터 뼈아픈 교훈을 얻어 다시는 그런 사고가 일어나지 않게 제도를 보완한다는 것입니다. 역사학자 아놀드 토인비는 인류에게 있어 가장 큰 비극은 지나간 역사에서 아무런 교훈도 얻지 못할 때 발생한다 고 말했습니다. 100년 더 이전인 당시 세월호 침몰사고 만큼이나 전세계를 놀라게 한 초대형 해양사고가 바로 타이타닉호 침몰사고였습니다. 당시 타이타닉호는 대서양 횡단을 목적으로 만든 증기선으로 세계에서 가장 큰 배였으며, 건조가 완성될 즈음에는 신도 침몰시킬수 없는 배라는 별명이 있을 정도였습니다. 사고 당시 타이타닉호에 승선한 총인원은 2,206명으로 그 중 1,503명이 사망하고 703명은 구조 되었습니다. 사고가 난 가장 큰 이유는 출항 당시 쌍안경의 열쇠고리가 인계되지 않아 승무원들은 배안의 쌍안경을 꺼내들 수 없었다고 합니다. 안전한 배라는 자만심 탓이었을까, 승무원들은 눈으로만 위험요소를 확인했으며 이는 빙산을 늦게 발견한 원인이 되었고, 결국 빙산과 충돌하게 되는 치명적인 실수로 연결되게 된 것입니다. 또한 20년전 성수대교 붕괴사고 역시 시설물 관리상의 조그마한 소홀이 재난으로 이어진 전형적인 사례입니다. 성수대교는 건설될 당시 트러스식 다리로 건설되었는데 이 다리는 이음새가 잘못되면 무너지기 쉬운 구조물로서 이음새 핀 등의 정확한 연결조립이 필수적이었습니다. 1994년 10월 사고 당시에는 다리 밑부분이 트러스에 제대로 연결되지 않았고 심하게 녹슬어 있어서, 다리 위에 가해지는 압력을 분산시키는 이음새에 나타난 결함이 결국 32명의 무고한 목숨을 앗아가는 8 방재저널

11 결정적인 원인이 되었습니다. 몇 달 전 있었던 성남 판교 공연장 환풍구 붕괴사고 역시 조그마한 부실시공이 낳은 안타까운 사고였습니다. 구체적인 사고원인으로는 받침대 지지 역할을 하는 나사볼트의 개수가 도면과 비교 하여 부족했고, 견고하게 정착되지 않는 등 부실시공된 것으로 확인되고 있습니다. 작은 실수의 결과는 너무나 참담한 것으로 그 위에서 공연을 보던 관람객 27명이 약 20m 아래 주차장 환풍구 바닥으로 추락하여 16명이 사망하고 11명이 부상을 입는 결과를 가져왔습니다. 이러한 과거 재난사례를 통해 취약점이 전체 구조의 강도를 결정짓는다는 최소율의 법칙(Law of Minimum) 에 따라 한순간의 재해가 사회나 조직의 모든 부분을 무너뜨릴 수 있다는 것을 알 수 있습니다. 따라서 재난관리에 있어서 조그마한 기본적인 부분이 중요하다는 최소율의 법칙 은 시대를 초월하여 깊이 인식해야할 절대적인 가치임에 틀림없다고 생각합니다. 이처럼 변화하는 사회환경, 재난환경에 능동적으로 대응하는 것이 재난관리 종사하는 우리들에게 이 시대가 요구하는 소명입니다. 또한, 올해는 10년, 50년, 100년을 내다보며 재난관리 종사자를 중심으로 새로운 비전을 제시하고 분야별 추진전략을 구체적으로 실현해 나갈 때입니다. 국민안전처 출범에 따라 주요 재난관리 정책을 보좌하는 등 한국방재협회를 우리나라 재난안전의 중추기능을 담당하는 전문가 단체로 재도약시킬 것입니다. 국민의 안전과 재산보호를 궁극적인 목표로 설정하여 자연재난분야와 사회재난분야의 협업체계를 구축하고, 재난안전산업을 육성하고, 신기술을 현장에 적극 활용할 방안을 마련할 것입니다. 이를 위해 재난관리분야 연구개발사업 수행 등 유형별로 구체적으로 실천해 나갈 것입니다. 특히, 방재기술인, 기업재난관리자 전문인력 양성 및 정책, 지원 제도 등을 통해 현장 중심으로 교육효과를 제고할 뿐만 아니라 재난관리책임기관 종사자의 역량을 높이기 위한 신규 교육훈련 프로그램 개발에도 앞장서겠습니다. 재난관리 종사자에 대한 교육강화는 사회 전체의 고리를 튼튼하게 만드는 지름길이기 때문입니다. 재난관리종사자가 사회적으로 품위가 향상되고 재난관리 관련업계가 건전한 발전을 이룰 수 있도록 기반을 내실있게 다져 나가도록 하겠습니다. 그간의 경험과 지혜, 앞으로의 혁신과 성장을 통해 우리협회에 대해 맡은 바 책임이 더욱 막중해 졌음을 느끼고 최선을 다함은 물론이고, 급변하는 재난환경에 적극적으로 대비할 수 있는 고도의 전문성을 겸비한 방재협회가 되도록 기반체계를 더욱 공고히 하겠습니다. 끝으로 한국방재협회가 우리 방재인들의 가슴속에 든든한 대변자로서 자리매김할 수 있도록 올해도 최선을 다하겠습니다. 다시 한 번 가정과 하시는 일에 만복이 가득하시길 기원합니다. 새해 복 많이 받으십시오 VOL. 16 NO. 4 9

12 권 두 언 새로운 시선이 요구되는 도시 방재 1. 도시 방재에 대한 새로운 인식 2012년 서울 워커힐에서 제 18차 세계 IABSE가 열렸다. IABSE란 국 제 교량 및 구조 기술자 연합회를 칭한다. 이때 IABSE Seoul의 주제는 "Innovative Infrastructure - Toward Human Urbanism"이었다. 본인은 개회식에서 위 주제에 관한 기조 강연을 요청받았고 원고 작성 김 수 삼 성균관대 석좌교수 에 수개월 지새면서 고생했던 추억이 새삼 기억난다. 이때 논제를 풀어감 에 있어 가장 고민했던 의문은 왜(?) 구조, 교량 기술자들이 Human 과 Urbanism이라는 2단어를 통해 각종 인프라구조의 혁신을 꿈꾸고 있는가(?) 하는 것이었다. 건설 기술에서 가장 오래 된 기술분야인 구조, 교량 부분에서 이제는 단순히 안전하고 볼만한 구조물을 제공하는데 만족하지 않고 도시속의 인간의 삶을 만족시키는 구조기술로 거듭나는 문제를 제기 한 것이다. 인본주의적도시(Humanistic City, Human Centered City)에서 제일의 조건은 안전한 삶을 보장 받는 도시이다. 즉, 도시는 안전을 기반으로 인간 중심의 도시로 거듭나야하며 이에 세계 각국에서 모인 구조전문가들도 이에 동참하는 것이다. 여기서 살만한 도시는 안전과 쾌적한 환경이 보장되는 유지관리, 인간 상호간에 밀접한 교류가 가능한 공간, 시민의 권리가 보장 되면서 살고 싶은 매력이 넘치는 도시라고 Amin.A이라는 도시학자는 정의하고 있다. 이제 도시 방재도 단순히 인명과 재산 을 지키는 수준에서 더 나아가 사람 중심의 삶을 영위하게 하는 기술로 기본 정신을 재정립해야 한 다. 환경적으로 지속가능할 뿐 아니라 남녀노소, 부자와 가난한 자, 인종에 관계없이 누구나 재해와 사고로부터 보호받는 공간을 창출하는데 방재 기술이 기여해야 하며, 이는 도시의 기본구성에서부 터 동행해야 하는 개념이다. 2025년까지 인구 100만이상의 도시가 100개 이상 새로 탄생하고 2030 년까지 도시인구가 전 인구의 60% 이상을 차지하는 시대가 도래하면서 도시에서 방재는 더 이상 부 수적인 주제가 아닌 우선 고려해야 할 요소가 될 것이다. 10 방재저널

13 2. 도시 지하 공간 최근에 우리 사회는 서울 강남, 석촌호수 주변의 소위 싱크홀이라 불리우는 위험요소를 알게 되었 고 많은 시민들이 도시 안전에 대해 불만스러워하는 현상을 목격할 수 있다. 다양한 토론을 경청하 면서 이 문제는 도시의 형성 과정 전반을 생각해야하는 문제를 제기했다고 생각되었다. 우선 서울 강남의 잠실지역은 -모든 도시는 도시 이전에 환경이 존재했었다.- 예전에는 농지이 거나 하천구간이었다. 따라서 언제나 지반속에 지하수가 존재하거나 유 출입이 가능한 지형이었 다. 그 후에 한강 본류에 있는 가는모래질 흙을 준설 매립하여 오늘의 도시가 되었다. 따라서 한강 본류의 수위가 주변에 영향을 미치기도 하고 유역의 모든 지하수가 한강 수위와 어떤 형태로든 연속 적으로 연결되어 있는 지역이다. 그리고 그 역사는 불과 40여년밖에 되지 않은 젊은 지반조건이다. 즉 지반을 구성하는 토립자는 투수성이 비교적 크고, 지질학적으로 덜 다져저 있는 곳에 수많은 지하구조물이 우후죽순격으로 들어서고 있는 것이다. 잠실지역은 한국 최고의 100층 빌딩이 들어서고 수많은 고층 아파트가 지어지고 있고, 최근에는 이들의 교통, 에너지, 용수 등을 지원하기 위한 지하철, 지하공동구공사 등이 빈번하게 펼쳐지고 있 으며, 드물게도 한강 가까운 지역에 한강 파천을 활용한 호수가 존재하는 신흥도시이다. 따라서 지 상에 서 있는 수많은 고층빌딩과 인프라에 비례하여 땅속에도 수많은 지하시설이 존재하게 되었고, 이것들은 과거에 자연스럽게 흘러가고, 오던 지하수의 통로를 방해하게 된다는 것은 누구나 예측가 능 한 것 들이다. 물이 높은데서 낮은데로 흐르는 이치는 누구나 아는 진리이지만 수로가 본의 아니게 집중되면 큰 수압을 받게 되고 이로인해 평소에는 안정적으로 느껴지던 지하 지반은 예상치 못한 침식과 세굴을 당하게 한다. 거미줄처럼 얽힌 지하구조물이 아무런 검토를 거치지 않은 채 땅속에 놓이므로서 지하 환경은 큰 고통을 받게 되고, 그 결과 공동이나 지반부등침하를 유발하여 주변 구조물의 안정을 해치게 된다. GIS 기술 등을 활용하여 지하 구조물 정보화 작업을 수행했다 하더라도 현재 놓여있는 시설들이 지반 공학적으로 어떤 변화나 위험을 수반하고 있는지 파악하는데는 한계가 있다. GIS 기술은 지하구조물이 놓여 있는 실태를 확인하는데는 유용한 수단이지만, 놓여진 지하구조물 로 인해 지하수의 이동, 공동의 발생, 오염원의 확산등을 판단하는 것은 또 다른 기술적 과제들이기 때문이다. 한 지역에 시설물을 설치함에 있어서는 지방자치단체의 인허가를 받아 시행하게 되는데 지자체에 는 이를 관측 분석 할 여유 인력도 없을 뿐 아니라 전문성도 갖추지 못하고 있다. 또 지하구조물들은 밖으로 노출 된 면이 제한되어 위험을 인지함에 있어 지상 구조물보다 훨씬 난해하다. 그리고 지하구조이기 때문에 갖추고 있는 통풍 시설, 배수 시설, 전기 통신 시설, 각종 VOL. 16 NO. 4 11

14 권 두 언 냉 난방 시설들이 요소 요소에 배치되어 있는데 이 시설들이 설계 부실이나 관리 소홀로 불안전 상 태를 노출하게 되면 불특정 다수의 시민들이 고통을 받게 되는 것은 자명한 사실이다. 불안전 상태를 확인하는 것은 소수의 관리 주체들뿐이기 때문에 이들의 판단이 잘못되는 경우에 시민들은 본인도 모르게 위험에 노출되게 되고 억울한 고통을 당하게 된다. 따라서 지자체와 시설안전관리주체에는 전문인력을 배치하거나 교육을 통해 보완해야 한다. 즉 도시라는 공간 전체를 건설이전부터 시간의 흐름과 함께 입체적으로, 종합적으로 이해하고 판 단 할 능력을 보유해야 하는 시대에 이른 것이다. 3. U-City에서 방재 정보화 사회에 들어서면서 인류는 전 세계가 서로 접속 된 세계에 살게 되었다. 예를들면 2003년 에 세계인구는 63억명이었는데 디바이스 연결은 5억개였다. 2010년에는 디바이스 연결이 인구 68 억을 초과하였고, 2020년에는 인구 78억명이 디바이스 500억개를 연결하여 1인당 6.58개의 연결 네트워크를 나타 낼 것으로 예상하고 있다. 위와 같은 네트워크 사회는 인간이 살아가는 도시에서 이루어지므로 유비쿼터스 시티(U-City)라는 개념을 도시 건설에서 도입하게 되었다. 도시에서 영 위하는 생활속에서 발생하는 각종 정보를 원하는 장소에서 원하는 시간에 누구나 접할 수 있는 사람 의 공간을 만들어 가는 것이 U-City인 것이다. U-City는 여러 가지 토론해야 할 논제가 있지만 특히 방재 측면에서 2가지 주목할 필요가 있다. 즉, 교통, 의료, 각종사고, 방범, 에너지, 지역 정보 등 수많은 유용한 정보를 얻는 기능과 U-City 를 구성하는 하드웨어나 소프트웨어가 불통 될 때 당면할 새로운 위험요소들을 사전에 인지하고 대 응하는 것이 두 번째 주목 대상이다. 전자는 정보를 실제 획득하고 사용하는측이지만 후자는 정보를 얻고 활용하는 수단에 대한 것들 로 후자의 경우는 단전, 단수 때 당면하는 어려움과 같은 종류의 고통을 수백 배 가중시킬 것이다. 따라서 정보가 불통되는 사회는 그 자체로 도시에 재난을 가져오게 되는 바 이로인한 도시 안전의 위기를 여하히 해결하느냐하는 문제들을 인식 할 필요가 있다. 그런데 최근에 IoT(Internet of Things)가 등장하면서 사물 네트워크가 활성화 될 것으로 예상되는 Home Automation과 각종 도시 정보와의 연계속에 수많은 재해가 유발 될 가능성을 내포하고 있다. 현재 인터넷이 사용되는 공간에서 사물간에 99.4%가 미연결 상태이고 이제 막 사물 인터넷이 확 대되는 시점에서 사물간에 정보가 오작동 하는 경우 주택, 교통, 치안, 에너지, 보건서비스 등등에 서 예상치 못한 일이 벌어질 것이다. 12 방재저널

15 공공부문에서 인프라스트럭쳐의 안전, 자연재해로부터의 방재 등 직접 피해만을 생각해 왔으나 이들을 계측, 분석, 대응하는 IoT상에서의 오작동이 생기면 그 피해는 상상을 초월할 것이다. 따라서 네트워크 상에서 이루어지는 공공과 민간의 협업과 상호협력은 방재 업무의 새로운 영역 이 될 것이다. 4.종합 지금까지 우리 주변에서 발생하고 있는 여러 가지 재해를 방지하고자 하는 노력에 추가하여 새로 운 시각이 필요한 부분을 본고에서 몇가지 정리해 보았다. 삶의 터전인 도시에 대한 인식이 역사적으로 변해가는데 맞추어 도시 방재에 대한 접근 방법을 시 설 중심에서 인간중심으로 변화해야 함을 제기 하였다. 사람다운 삶을 위한 방재가 되어야지 방재를 위한 삶의 억제가 되어서는 안되기 때문이다. 또 도시는 수많은 복잡계가 얽혀 있는 살아있는 생명체와 같아서 다양한 편의 시설을 건설한 후에 도 시설과 도시간에 예측할 수 없는 변화가 발생하므로 지속적인 관찰이 이루어지고 이에 대한 치밀 한 대처가 필요함을 강조하였다. 한없는 정보화가 진척되면서 유비쿼터스 도시, 스마트시티 등 다양한 기능의 도시들로 진화하면 서 전통적으로 설계자나 엔지니어 중심으로 생각해오던 도시 방재가 이제는 정보통신, 소프트웨어, 빅데이터, IoT 등 다양한 첨단기술이 접목되어 시스템적 위험성이 점증하는 사태에 대한 새로운 준 비와 대응이 준비되어야 함을 제안하고 있다. 도시라는 공간에 인류의 삶의 괘적이 그려지는 한, 방재는 강조되어야 하지만 언제 다가올지 알 수 없는 미래의 사태를 방지하자고 하는 주장에 동조하는 시민과 정책 입안자는 소수 일 수밖에 없 기 때문에 방재 전문가들은 보다 넓고 적극적인 연구와 활동을 통해 현존하는 가치를 방어하는 의미 있는 노력을 포기하지 말아야 할 것이다 VOL. 16 NO. 4 13

16 안전 한국 실현 한국방재협회가 함께합니다.

17 기획특집 J O U R N A L O F D I S A S T E R P R E V E N T I O N

18 기획특집 제주도의 산지천 천미천 홍수관리 J O U R N A L O F D I S A S T E R P R E V E N T I O N 제주도는 km2에 62만( 기준)여명이 거주하고 있는 우리나라에서 제일 큰 섬이고 인구도 가장 많다. 제주도의 지질은 퇴적암 김 진 영 한국방재협회 회장 층과 현무암으로 이루어진 화산암류, 화산쇄설암 등으 로 구성되어 있다. 제주도 전 면적의 90% 이 상을 차지하는 현무암류는 삼다( 三 多 )의 하나인 석다 ( 石 多 ) 현상을 나타내고 있다. 현무암은 구멍이 많고 점착성이 있으 며 검은 빛깔을 띠고 있는데 가옥이나 담장 등에도 쓰이고, 최근 들 어 건설자재로 가공되어 많이 이용되고 있다. 지질의 특성으로 주봉인 한라산을 중심으로 사방으로 흐르는 하 천은 복류되어 지하수를 이루기 때문에 평상시에는 건천을 이룬다. 지하수는 해안부근에서 해수에 밀려 용출하기 때문에 수자원 이용 면에서는 아주 취약하다. 제주도의 수자원 부존량은 총 강수량 변동이 매우 커서 평년 은 3,609 백만m3 이나 과우년의 경우는 2,580백만m3, 다우년에는 5,385백만m3 으로 변동폭이 매우 크다. 지하수함량 양은 강수량에 따라 39%~46% 까지이고, 나머지는 증 발산되거나 곧바로 바다 로 직접 유출된다. 16 방재저널

19 제주도의 산지천 천미천 홍수관리 산림면적은 889km2로 제주도 면적의 48% 수준이다. 활엽수 비율이 가장 높고, 무림목지, 침엽수, 혼효림 순으로 구성되어 있다. 이중 활엽수의 비율이 34%, 침엽수가 26% 인 점을 감안하면 자연발 생적으로 형성된 산림이다. 또한 무림목지가 27%를 차지하고 있는 것을 볼 때 제주도 지질이 화산 암류인 특징을 알 수 있다. 제주도가 수자원과 친수공간 확보에 눈을 돌리고 있는 이유가 여기에 있다고 볼 수 있다. 여름철 태풍 내습시나 집중호우시에는 초기 유출을 억제하여 피해를 경감시키고 확보된 수자원은 생활, 농 업용수 등으로 이용하고 시민들에게는 친수공간을 제공하는 다목적 사업들이 전개되고 있다. 지리 적 특성과 지형을 고려한 맞춤형 정책사업 들이다. 제주도에서 추진했거나 추진하고 있는 사업을 소개하여 치수 이수하는데 방향을 제시하고자 한다. 특 집 산지천 복원으로 친수공간을 제공하고 있다. 산지천은 하천연장이 13.12km, 유역면적은 13.48km2로 한라산 국립공원 관음사위(EL 720m) 부근에서 유역경계를 하고 있으며 삼의 오름(EL 570m)을 끼고 내려와 제주 도심을 관통하여 산 지포구를 통해 제주항 해안으로 북하하는 하천이 다. 산지천은 맑은샘도 많았고, 수량도 풍부할 뿐 아니라 하류부에는 은어가 많아 나라에 진상했다 고도 한다. 1960년대에 하구를 중심으로 주택이 밀집되면서 생활하수와 쓰레기로 오염되는 문제가 생기자 1966년에 일부가 복개되었다. 복개된 후에도 오염문제가 계속 생기고 태풍내습과 집중호우 발생 여 파로 범람 등 크고 작은 피해가 잦아져 민원이 끊이지 않았다. 필자도 중앙재해대책본부에 근무 당시 여러번 에 걸쳐 현지를 조사하러 갔었다. 복개구간의 통 수단면 부족으로 물흐름을 방해하여 침수피해와 시설피해가 가중되고 있었다. 근본적인 대책은 복개를 철거하고 친수공간을 조성하여 시민들에 게 돌려주는 것이었다. 이러한 산지천의 지리적 특성을 고려하여 자연 생태적 서식처를 복원하는 하천정비 방식을 이용하여 하천호안은 어도를 통 하여 물고기가 왕래 할 수 있도록 자연친화적 호안으로 설치하고, 시민들의 건강증진을 위해 산책로 VOL. 16 NO. 4 17

20 기획특집 도 조성되었다. 산지천 복원은 단순히 물의 통로가 아니고 생태적 기능은 물론 시민의 레크레이션 공간, 도시지역 에 수경시설과 더불어 활력을 불어넣는 기능이 인정되어 한국하천협회가 주관하는 2015 전국 아름 다운 하천 공모전 에서 대상을 차지하는 성과를 거두었다. 천미천은 한참 공사중이다. 유로 연장이 25.7km로서 긴 반면에 좁은 폭을 가진 장방형의 서고동저형 지형이다. 하천은 북제주 군 조천읍 교대리에 위치한 흙 붉은 오름과 성널오름사이의 협곡에서 발원하여 동쪽으로 유하하여 교대리 상동의 돔베오름 앞에서 한라산 어후오름(EL 1,014m)의 계곡에서 시작한 지류와 합류하고 다시 남제주군 성읍2리에서 유역의 중, 상류부 남측에 위치한 거문오름(EL 718m)에서 발원한 지류 와 합류하여 천미천을 이룬다. 유역면적은 126,14km2로서 제주도 하천중에서는 유로연장도 제일 길 고 유역면적도 제일 큰 하천이다. 여름철이면 강, 약형 태풍과 집중호우시마다 상류 산간지역으로부터 강한 비가 하류지역으로 빠르게 도달하여 농경지, 가옥의 침수, 주택, 도 로, 교량 등 시설의 유실, 붕괴 등 피해가 발생된 다. 비우기시에는 바닥을 드러내놓은채 하천으로 서의 기능을 상실한다. 천미천의 하천기능을 회 복시키기 위하여 2003년부터 서귀포시 성읍지구 에 농업용 저류지가 한참 공사중이다. 육지와는 달리 농업용 저류지를 조성하는 데도 어려움은 많다. 지반이 투수층인 화산암으로 분포되어 있어 터 파기의 구조물 공사는 수월해도 차수시키는 데는 어려움이 많다. 그간 국내에서는 골프장 저류지 등 적은 규모의 차수실적은 있었으나 본 지구와 같은 규모의 시 공실적이 없었다. 한국농어촌공사에서는 천미천 주변의 홍수피 해예방, 수자원확보, 관개개선 소득증대 및 생활 환경을 개선하기 위하여 총저수량 1,250천m3 규 모의 수원공을 조성하고 있는데 바닥 차수면적만 275천m2다. 18 방재저널

21 제주도의 산지천 천미천 홍수관리 대규모 차수 공사시 시공상 문제점, 저수지내 퇴적물 처리방법, 향후 유지관리 등 시공 후 발생 예 상 문제점을 해소하기 위하여 수차례에 걸쳐 선진 일본 견학을 실시하였고, 그 간에 수집된 결과를 종합하여 친환경적이고 완벽한 차수 시공을 하고 있다. 특 집 중 소하천 정비는 하폭을 넓히고 하도를 정비하고 친환경적 친수공간을 조성하기 위하여 호안은 돌붙임이나 식생브 록으로 마무리하는 식으로 진행된다. 따라서 정비를 하여도 홍수피해를 줄이는 데는 크게 기여하지 못한다. 오히려 중 소하천은 산지하천이고 경사가 급해서 유속이 빨라 상류부의 홍수를 일시에 하류부에 도달하게 하여 홍수를 가중시키는 결과를 초래한다. 중소하천의 정비방법을 산지천과 천미천의 사례를 융 복합하여 상류부에는 중 소규모 저류지 를 설치하여 홍수부담을 완화시키고, 하류부에는 친환경적 친수공간을 조성하는 하천정비 형태로 전환할 때가 되었다고 본다 VOL. 16 NO. 4 19

22 기획특집 노후저수지의 붕괴위험과 안전관리 J O U R N A L O F D I S A S T E R P R E V E N T I O N 1. 서론 우리나라 식량부족현상은 단군시대 이래 1970년대 후반까지 계 속되어 왔다. 광복 후 정부는 쌀 증산을 기하고자 농업용수 개발에 이 백 한국농어촌공사 농어촌연구원 연구원 집중적인 투자를 계속하면서 의림지를 비롯하여 아산호, 남양호, 삽교호, 대호, 담양호, 장성호, 영산호 등 대규모 저수지를 축조하 였다. 이러한 저수지를 중심으로 하는 다양한 수리시설물 구축사업 의 결과로 1980년을 전후로 쌀을 중심으로 한 자급을 달성하게 되 었다. 식량주권을 위한 핵심 농업생산기반시설인 전국 저수지는 17,427 개 이며, 공용연수가 50년을 넘긴 저수지는 69.4%에 달하고 있다. 이중 절반정도가 노후화로 인한 보수 및 보강이 시급한 현실이다. 그러나 예산과 인력의 부족으로 원활한 정비사업이 진행되고 있지 는 않은 실정이다. 특히 소규모 댐과 저수지는 관리 전문인력의 부 족, 점검시 제도적 평가기준의 미흡 등으로 체계적인 유지관리가 이루지지고 있지 못한 실정으로 규모가 큰 댐, 저수지에 비해 붕괴 사고가 다수 발생하고 있는 실정이다. 최근 지구온난화 등 기후변화와 기상이변에 의한 태풍이나 집중 호우, 가뭄 등을 포함한 기상재해가 빈번히 발생되고 있으며, 현재 자연재해의 90%이상이 기상재해로 인하여 발생 하고 있는 실정이 여서, 이러한 기후변화에 따른 재해의 증가는 노후저수지의 안전성 을 위협하는 요인으로 작용하는 실정이다. 공공시설물인 저수지 관 20 방재저널

23 노후저수지의 붕괴위험과 안전관리 리체계를 개선하기 위해서는 현재 운영되고 있는 저수지 관리현황을 파악하고 이를 개선하기 위한 방안을 모색할 필요가 있다. 이러한 상황에서 본고는 노후화로 인한 저수지 붕괴위험에 대하여 소개 하고 이에 대한 관심을 통해 피해를 최소화 하는데 기여하기를 바라며 기술하였다. 특 집 2. 노후저수지 현황과 위험요인 2013 농업생산기반 정비사업 통계연보에 따르면 농업용수용 댐 및 저수지는 17,427개에 달하며, 한국농어촌공사가 3,377개 그리고 지자체가 14,050개를 관리하고 있다. 전체 저수지중 51.9%가 1945년 이전에 준공된 저수지이고, 이중 50년을 넘긴 저수지가 69.4%에 달한다. 표 1에 따르면 한 국농어촌공사 관리 저수지의 경우 50년을 넘긴 저수지는 67.3%에 달한다. 농업토목핸드북(1982, 농수산부, 농어촌진흥공사)에 따른 저수지 설계수명(또는 내구연한)은 60년이고 이를 고려하면 10 개 중 6개 정도가 낡은 시설이다. 공용연수가 증가함에 따른 기능저하 및 노후화는 피할 수 없는 사 실이다. 또한 70년대 이전의 저개발시대에 축조된 저수지는 관개수량의 확보가 우선시되어 안전성 측면에서는 미비점을 내포하고 있어 더욱 조심스러운 관리가 요구되고 있다. 표 1. 한국농어촌공사 농업용 댐과 저수지의 경과연수 (2013 농업생산기반 정비사업 통계연보) 경과연수 계 30년 이하 30년 이상 50년 미만 50년 이상 45년 이후 45년 이전 17,427 (전체) 851 (4.9%) 4,482 (25.7%) 3,089 (17.7%) 9,005 (51.7%) 3,377 (농어촌공사) 453 (13.4%) 651 (19.3%) 986 (29.2%) 1,287 (38.1%) 지난 2013년 4월 경주 안강읍에 있는 산대저수지(총저수량 25만톤)의 제방 일부가 유실되면서 16 만 톤 이상의 농업용수가 하류부에 위치한 마을과 논밭 등을 덮쳤다. 이 사고로 농경지 2ha가 유실 되었고 아파트, 주택, 종합운동장 등이 물과 토사로 잠기는 피해를 입혔다. 사고의 원인은 1964년 축조된 지은 지 50년이 다된 노후저수지 복통누수의 원인으로 제방 10m가 유실됐기 때문인 것으로 조사됐다. 산대저수지의 제방 붕괴 사고는 안전점검에서 D등급을 받고 정밀안전진단 예산을 확보하 는 절차에서 발생한 사고였다. 이처럼 대형 재난사고 위험이 커지고 있지만 보수 보강작업은 더디기만 하다. 전체 저수지의 VOL. 16 NO. 4 21

24 기획특집 80.6%를 관리하고 있는 지자체가 정비 예산을 마련하지 못하고 있기 때문이다. 노후 저수지의 60% 이상이 몰려 있는 경북 전남 전북도 관계자들은 지방비와 지역발전특별회계에서 정비사업 예산 을 충당하는데 우선순위에서 밀려 예산확보가 어려운 실정이다. 최근 지구온난화 등 기후변화에 따른 자연재난 위험 요인은 증가하고 있다. 최근 대규모 태풍 호 우 빈발, 태풍피해액은 매 10년 단위로 3.2배로 증가되어 왔으며, 강수량은 17% 증가 하였고, 강수 일수는 18% 감소하고, 80mm/일(12시간) 이상 집중호우 일수는 90년대 대비 2000년대에 2.1배가 증가 등으로 설계기준 초과 강우에 따른 시설피해가 빈발하고 있다. 이러한 기후변화에 따른 재해의 증가는 노후저수지의 안전성을 위협하는 요인으로 작용하는 실정이다. 현재 농업용 댐과 저수지의 형식은 99.3%가 필댐(흙댐, 석괴댐, 사력댐 등)이고 콘크리트댐은 0.2%에 불과하다. 농업용 댐과 저수지의 대부분을 차지하고 있는 필댐은 축조 당시에는 최대한의 기술을 적용하여 축조되었다 할지라도 오늘날의 재료 및 토질 역학적 관점에서 불안전한 측면도 있 다. 일반적으로 필댐의 주요 파괴형태는 제체 내부 또는 외부로 흐르는 물에 의해 재료가 침식되어 발생한다. 파괴 시 최종적으로 나타나는 형태는 저수지가 가지고 있는 특성에 따라 나타나게 되나 파이핑(Piping), 월류(Overtoppong), 사면활동(Sliding), 부속 구조물의 파괴등으로 구분된다. 필 댐의 특성상 국지성 집중호우 등에 의한 월류 파괴, 집중 누수에 의한 파이핑 등에 취약할 수밖에 없어 지속적인 대책이 필요하다. 그림 1과 같이 흙댐이 전체 붕괴사례 중 81%를 차지하고 있고 댐의 붕괴원인은 월류와 파이핑이 75%을 차지하고 있어 필댐에서 이러한 붕괴원인에 대한 안정조건이 얼마나 중요한지를 시사하고 있다. 그림 1. 필댐의 형식별 붕괴사례(좌)와 댐의 붕괴원인(우) 3. 노후저수지의 붕괴방지 노력 표 2. 관련 법률에 따른 시설물의 분류 구분 저수지 (댐) 시설물의 안전관리에 관한 특별법 농어촌정비법 1종 2종 1종 2종 다목적댐 발전용댐 용수전용댐 (총 저수량 1천만톤 이상) 1종 시설물 외의 지방상수도 전용댐 용수전용댐 (총저수량 1백만톤 이상) 총저수량 30만톤 이상 총저수량 30만톤 미만 22 방재저널

25 노후저수지의 붕괴위험과 안전관리 저수지 댐은 표 2의 농어촌정비법 과 시설물의 안전관리에 관한 특별법 (이하 시특법)에 따라 분류하여 관리된다. 농어촌정비법 과 농업생산기반시설 관리규정 에 따라 관리하여야 하며, 또한 시특법 등 개별 법률이 정하고 있는 사항은 해당 개별 법률에 의해 관리해야 한다. 따라서 시설관 리자는 안전점검(정기점검, 긴급점검, 정밀점검), 정밀안전진단, 유지 개수 보수, 사용제한, 철거 등을 하여야 한다. 여기서 안전점검은 경험과 기술을 갖춘 자가 육안이나 점검기구 등으로 저수지 댐의 결함 등을 조사하는 행위를 말하며, 정밀안전진단이란 안전점검을 한 결과 저수지 댐의 물리 적 기능적 결함을 발견하고 그에 대한 조치를 신속하고 적절하게 하기 위하여 시설의 구조적 안정 성 및 결함의 원인 등을 조사, 측정 및 평가하여 보수, 보강 등의 방안을 제시하는 것을 말한다. 따 라서 정밀안전진단 없이는 보수, 보강 등을 할 수가 없다고 볼 수 있다. 현행법상 총저수량 30만톤 이상의 저수지는 안전점검을 분기별로 1회 이상 실시해야하며 영농기 전에는 반드시 실하여야 하고, 정밀안전진단은 준공 후 10년 이상 지난 저수지를 대상으로 5년에 1 회 이상 정기적으로 실시하도록 규정되어 있다. 총저수량 30만톤 미만의 저수지의 경우에는 안전점 검을 분기별로 1회 이상 실시해야하며, 정밀안전진단의 정기적 실시는 규정되어 있지 않지만, 안전 점검에서 이상상황이 발견되었을 경우 예산을 신청하여 정밀안전진단을 받을 수 있다고 명시되어 있으나 예산과 인력의 부족으로 신속히 이루어지지는 않고 있다. 2013년에 붕괴된 산대저수지가 이 러한 경우이기도 하다. 이에 대한 대책으로 한국농어촌공사에서는 2013년부터 진단대상지 추가선 정을 위한 유보액 운영을 시행하여 진단시급 저수지에 활용하고 있으며, 사전재해예방을 위하여 재 해예방 계측시스템 설치 사업을 확대하고 있다. 이는 안전점검과 지진의 영향을 원격 자동으로 점 검할 수 있는 시스템으로 정밀안전진단과 보수 보강에 준비에 소요되는 시간을 단축시키려는 노 력의 일환으로 시행되고 있다. 또한 한국농어촌공사에서는 안전행정부 시범사업으로 저수지 붕괴 예 경보 서비스 구축 사업 을 진행하고 있으며 이는 저수지 댐 붕괴 시 하류부 주민들에게 경보하 여 신속히 대피할 수 있도록 하는 시스템이다. 특 집 그림 2. 저수지 댐의 내구연한과 시설관리 VOL. 16 NO. 4 23

26 기획특집 저수지 댐의 내구연한은 60년이지만, 1종 저수지의 경우 관련법령에 따라 예방 유지관리가 이루 어지고 있어 그림 2와 같이 그 수명이 증가하여 붕괴의 위험요인은 극히 적다고 할 수 있다. 하지만 2종 저수지의 경우 관련법령에 따른 안전관리를 하고 있으나 이는 사후 유지관리 또는 방치로 귀결 되기에 그 수명이 상대적으로 길다고 할 수는 없는 상황이다. 노후화되는 2종 저수지의 예방 유지관 리를 위해서 정밀안전진단 실시 주기를 마련하는 방안을 활용하고 있다. 현재의 1종 저수지는 총저 수량 30만톤 이상을 의미하지만 이는 50만톤에서 하향 조정한 농어촌정비법 시행령 개정에 따른 결과이다. 이에 따르면 한국농어촌공사 관리의 1종 저수지가 272개소(31.6%)가 증가한 하였다. 우리나라는 최근 기상이변 등의 기후적 요인으로 매년 크고 작은 수해가 발생하면서 많은 재산과 인명피해를 겪어 왔다. 특히 '96년과 '98년의 임진강 유역과 경기북부 지역의 집중호우를 시작으로 2000~2014년까지 대형 태풍의 영향으로 대규모는 물론 중소 수공 구조물의 설계빈도를 초월하는 폭우를 동반하여 전국적으로 사상 유례없는 막대한 홍수피해 및 저수지 붕괴사고를 발생시켰다. 이 와 같은, 대규모 수해발생은 기상이변 등의 불가피한 측면이 직접적인 원인이나 그동안의 재해예방 에 대한 노력 부족, 예방 및 복구체계의 미흡 등의 인프라 부족도 원인으로 작용함을 부인할 수 없 기 때문에 사전 예방능력 강화 등 재해방지를 위한 물적 제도적 기반구축을 위한 효과적인 재해대 응시스템이 요구되고 있다. 현행법상 총저수량 30만톤 이상의 1종 저수지는 비상대처계획(EAP, Emergency Action Plan)의 의무적 수립을 규정하고 있다. 비상대처계획(EAP)이란 예기치 못한 이상홍수나 지진으로 댐이나 저수지에 예기치 못한 비상상황이 발생될 경우 하류부 지역 주민들의 생명과 재산의 피해가 발생될 수 있으므로 발생 가능한 재난에 대비한 비상대처계획을 수립하여 실습과 훈련을 통해 피해규모를 최소화하는 실천적 사전계획을 말한다. 여기에 더하여 한국농어촌공사의 경우 위험요인별 위기관리 매뉴얼을 수립하여 대처하고 있다. 저수지 붕괴 등의 사고에 따른 시설피해 및 하류지역에 대한 인 명 또는 재산의 피해 정도가 매우 큰 긴급 상황에 대해 전사적인 위기관리체계와 부서별 활동방향을 규정하여 피해를 최소화하려는데 목적이 있고, 매뉴얼의 작성근거로는 국가위기관리지침 및 공공기 관 및 공사 위기관리 지침에 근거하여 작성되었다. 최근 기후변화와 도시화의 진행으로 예측이 어려운 돌발적 재난과 여러 피해유형이 결합된 대규 모 복합재난이 증가함에 따라 재난대응 및 복구업무를 제대로 수행할 수 있는 전문인력을 육성하는 일은 국가적으로 매우 중요한 일이다. 재난발생시 재난에 대하여 모든 역량을 집중하여 재난대응에 앞장서는 재난대응 전문가로서의 역량을 발휘하도록 사전에 충분한 교육과 훈련이 필요하다 년 8월 6일 재난상황시 신속한 대응을 위해서 재난안전관리 역량강화를 위한 법률이 개정되었고 현 재 한국농어촌공사에서는 시설물관리 책임관리제 및 농어촌정비법 에 따라 교육 강화를 위하여 농 업생산기반시설 안전관리 과정을 운영하고 있다. 24 방재저널

27 노후저수지의 붕괴위험과 안전관리 4. 결언 저수지의 노후화는 공용연수의 증가에 따른 필연적인 결과이며, 시설관리자가 유지관리에 더욱 노력을 기울여야 하는 이유이기도 하다. 특히 이상기후로 인한 위험도의 증가는 노후 저수지의 안정 성에 악영향을 미치고 있다. 이러한 상황에서 1종 저수지(총저수량 30만톤 이상)은 관련 법률에 따 라 제도적으로 충분한 정도의 유지관리(주기적 안전점검 및 정밀안전진단, 재난대응교육, EAP 수 립 의무화 등)가 규정되어 있지만 소규모 저수지(총저수량 30만톤 미만)의 경우 제도적으로도 취약 한 상황이고 전문인력과 예산이 부족한 지자체의 경우에는 더욱 어려울 수밖에 없는 실정이다. 이러한 상황을 극복하기 위하여 저수지 댐을 농업기반시설을 넘어 국가기반시설로 보고 국비지 원으로 제때 보수해 대형재난사고를 예방하는 보호제도를 구축할 필요가 있다. 저수지와 같은 수리 시설물을 합리적이고 과학적으로 보호하기 위해서는 위험관리체계를 선진화할 필요가 있다. 대규모 복합재난으로 인하여 피해규모와 범위가 광역화되고 있어서 이에 대비한 위험관리의 중요성 역시 증대되고 있다. 이에 따라 자연재해 및 인적재해까지 포함하는 포괄적인 노후저수지 위험관리의 전 반적인 수정이 필요하며 기후변화 대비 필요성이 강조되고 있다. 단순히 안전점검 및 정밀안전진단 을 통하여 구조적 위험만을 가지고 정비여부를 결정하고 예산을 확보하는 체계를 보다 합리적으로 개선할 필요가 있다. 또한 저수지 관리주체가 한국농어촌공사와 지자체로 이원화되어 있어 대형재 난사고의 위험이 높아 저수지 관리를 한국농어촌공사로 일원화해 전액 국비로 정비할 수 있도록 국 가예산 지원 근거를 마련하기 위한 농어촌정비법의 조속한 개정도 전국시도지사협의회에서 제안하 고 있는 실정이다. 보다 안전한 사회를 만들기 위해서는 정부, 지방자치단체, 국민 모두가 노후저수지의 위험요소 에 대한 인식을 가지고 시설관리자가 안전관리에 만전을 기할 수 있도록 많은 관심을 가져야 할 것 이다. 특 집 VOL. 16 NO. 4 25

28 기획특집 2014년 8월 25일 부산지역 홍수의 강우, 수문, 수리 분석 J O U R N A L O F D I S A S T E R P R E V E N T I O N 1. 서론 노 성 진 한국건설기술연구원 수자원연구실 전임연구원 박 희 성 한국건설기술연구원 수자원연구실 수석연구원 황 석 환 한국건설기술연구원 수자원연구실 수석연구원 이 두 한 한국건설기술연구원 하천해안연구실 연구위원 2014년 8월 25일에 발생한 부산 경남지역의 집중호 우로 인해 많은 피해가 발생하였다. 8월 24일경 서해에 서 발달한 저기압이 남해안을 거쳐 동해 쪽으로 빠져나가 면서 8월 25일 부산 경남지역에 집중호우가 쏟아졌으 며, 특히 창원과 부산 일대에서 피해가 속출하였다. 인구 가 밀집한 부산 금정구의 온천천 유역에서는 집중호우로 인하여 1일 강우량 230mm가 넘는 호우가 발생하였으며, 100~140mm/hr 강우강도가 1시간 이상 연속적으로 관측 되기도 하였고, 일부 지점에서는 150mm/hr 이상의 강우 강도가 관측되기도 하였다. 이로 인하여 동래역을 비롯한 일부 지하철 역사가 침수되고 인명피해가 발생하였으며, 고리 원자력 발전소가 가동 중단되는 등 심각한 도시 기능 마비가 발생하였다. 본 고에서는 2014년 8월 25일 발생한 홍수 피해의 원인 이 된 강우 사상에 대해 지상자동관측(AWS; Automatic weather station) 자료와 강우레이더를 통해 분석하고, 침 수피해가 발생했던 지역 중 부산의 온천천 유역에 대하여 저류함수모형(Storage function model)을 이용하여 유출 량을 추정하고, HEC-RAS 모형을 이용하여 홍수위 분석 을 수행하였다. 26 방재저널

29 2014년 8월 25일 부산지역 홍수의 강우, 수문, 수리 분석 특 집 그림 년 8월 25일 부산 홍수 현장 사진 2. AWS 자료를 중심으로 한 강우 분석 2014년 8월 25일 AWS 관측소별로 측정된 일강우량 자료를 기반으로, 내삽기법을 이용하여 공간 분포를 추정하면 다음의 그림 2와 같다. 2014년 8월 25일 호우가 집중된 시간은 13:00-16:00 사이 의 3시간으로, 주변의 AWS 관측지점 중 상대적으로 누가강우량이 많은 6개 지점의 누가강우량(그 그림 2. 일강우량 분포도(2014년 8월 25일; AWS 일강우량 내삽) VOL. 16 NO. 4 27

30 기획특집 그림 3. 자동지상관측장비 지점별 누가강우량 및 강우강도변화(상위 6개 지점) 28 방재저널

31 2014년 8월 25일 부산지역 홍수의 강우, 수문, 수리 분석 특 집 그림 4. 5분 단위 강우공간분포 변화(2014년8월25일 13:00-16:00) 림 3) 및 강우강도 변화(그림 4) 그래프를 통해 시간별 강우 변화를 확인할 수 있다. 그림 3의 6개 관측소에서는 3시간 누가강우량이 100mm를 넘었으며, 특히 금정구 지점은 오후 1시부터 2시간 10 분 동안 193.5mm의 강우가 집중된 것으로 관측되었다. 강우강도의 시간 분포는 지역에 따라 차이 가 있었으나, 앞의 누가강우량 상위 6개 지점 모두에서 100mm/hr 이상의 강우강도가 관측되었으 며, 특히 기장과 간절곶의 2개 지점에서는 순간적으로 150mm/hr 이상의 강우강도가 관측되었다. 금정구 지점에서는 100~140mm/hr의 강우강도가 약 1시간 5분 정도 연속적으로 관측되었으며, 해 당 시간동안 평균 130mm/hr의 강우강도를 기록하였다. 그림 4는 2014년 8월 25일 13:00에서 16:00까지 3시간에 대해 1분 단위로 제공되는 AWS의 15분 누가강우량자료를 이용해 시공간적으로 내삽한 것을 5분 단위로 도시한 것이다. 그림에서 보듯이 강우의 생성 및 공간 변화가 매우 급격히 발생하였음을 알 수 있다. 본 고에서는 제한된 지상관측망 의 자료를 사용하였기 때문에 호우의 공간적 이동에 대해 정량적으로 평가하기는 어려우나, 2014년 8월 25일 13:27분 금정산 서북쪽 낙동강 부근에서 강한 호우가 발생하였고, 이후 2014년 8월 25일 13:40분 금정산 동쪽 금정구 주위로 강한 호우가 발생하여 1시간 정도 지속되었다가 줄어들었으며 VOL. 16 NO. 4 29

32 기획특집 (14시 40분 정도), 이후 기장 지점 부근에서 강력한 호우 중심이 생성되었다가 강우가 동해 쪽으로 이동해 가면서 소멸된 것으로 보인다. 3. AWS 및 강우레이더에 의한 누적강우량 비교 AWS는 점 단위의 관측이기 때문에 강우의 공간분포를 보다 정확히 분석하기 위해 강우레이더 자 료와 AWS 자료의 분석을 수행하였다. 본 분석에서 사용한 강우레이더 자료는 지상 우량 보정된 국 토교통부 10분 단위 합성강우량 자료(KDP-PPI; 임진강, 소백산, 비슬산)를 이용하였다. 분석기간 은 경남 동부지역에 호우가 집중되기 시작한 2014년 8월 25일 7시 30분부터 호우가 종료된 15시 30분까지 선정하였다. 그림 5는 온천천 유역 부근의 AWS와 강우레이더의 누적강우량을 비교한 그림이다. 그림의 세로 로 긴 분홍색 선으로 표시된 지역이 온천천 유역이다. 왼쪽 그림이 KMA AWS로 추정된 강우량 공 간분포이고 오른쪽이 MOLIT 레이더로 관측된 강우량 공간분포이다. 흰색 점선으로 표시한 지역이 MOLIT 레이더로 관측한 호우 중심부이다. KMA AWS와 MOLIT 레이더 관측치 간에 호우의 깊이 와 공간분포 형상이 매우 크게 차이나는 것을 볼 수 있다. 그림 년 8월 25일 7시 30분 ~ 15시 30분 (8시간) 온천천 유역 부근 AWS와 국토교통부 레이더 누가강우량 분포 비교 (흰색 실선: 부산시 행정 경계, 핑크색 실선: 온천천 유역 경계) 30 방재저널

33 2014년 8월 25일 부산지역 홍수의 강우, 수문, 수리 분석 특히 온천천 상류 지역에서 큰 차이를 보이는데 이는 AWS 관측소의 배치와 매우 밀접한 관계 가 있음을 짐작할 수 있다. 흰 점선으로 표시된 레이더 관측 호우 중심부의 우측 중심에서 상단까지 AWS 지점이 거의 존재하지 않음을 알 수 있다. 즉, 우측의 레이더에 비해 좌측의 AWS로 추정한 공간 강우장의 중심부가 아래쪽으로 치우쳐 있고 그 길이 또한 짧게 나타난 것은, 중심부 중상단 지 역의 관측지점 부재로 인해 실제 발생한 강우량의 공간 분포를 적절히 관측하지 못하였기 때문일 가 능성이 매우 높다. 이러한 비교 결과를 토대로 온천천 상류지역의 강우량은 실제 지상관측망으로 관측된 강우량보다 국지적으로 강우량이 컸고, 분포의 공간규모 또한 넓었을 것으로 추정된다. 우리나라 도심 하도 특 성이 상류에 산지가 위치하고 도달시간이 매우 빠른 좁고 협소한 지형이 많다는 점을 고려할 때 효 과적인 도시홍수 대응을 위해서는 지상 강우량과 레이더 강우량의 효과적인 융합 활용이 필요할 것 으로 판단된다. 특 집 4. 온천천 유역 특성 이번에 침수로 인해 큰 피해를 입은 부산 온천천 유역(그림 6)의 개요는 다음과 같다. 온천천은 수 영강의 제1지류로 수영강 하구로부터 약 3.1 km 상류지점에서 유입하는 지방하천이며 유역 면적은 km2, 유로 연장은 km이다. 온천천 유역은 부산광역시 동래구 전부와 금정구의 대부분 을 포함하고 있으며 온천천을 따라 부산 도시철도(범어사역~교대역)가 지나고 있어 홍수 발생시 피 해가 크게 발생할 수 있는 전형적인 도심하천이다. 하상 경사는 상류로부터 장전교까지 약 1/100, 중류에 해당하는 장전교에서 온천교 지점까지 약 1/300, 온천교에서 수영강 합류점까지 약 1/1,400(부산광역시, 2004)으로 수영강 합류점을 제외한 대부분의 구간에서 경사가 급하다. 금번 2014년 8월 25일 홍수에서도 하류에 속하는 세병교의 수위 가 2m에서 6.12m까지 상승하는데 소요된 시간은 1시간 20분에 불과하였다. 도심에 위치한 하천 특 성으로 홍수에 대비한 충분한 통수단면 확보에 한계가 있는데 최근까지 여름철 집중 호우 기간에 범 람 위기가 자주 발생하고 있다. 5. 온천천 유역 수문 해석 당시 온천천 유역(그림 6)의 유출량을 추정하기 위해 저류함수모형을 적용하였다. 상, 하류 2개 의 소유역으로 구분하여 세병교(하류, 면적 20km2) 및 장전교(상류, 면적 19km2) 지점에 대해 유출 VOL. 16 NO. 4 31

34 기획특집 을 해석하였으며, 강우 입력자료는 자동지상관측자료를 시공간 내삽한 후, 유역에 포함되는 격자 에 대해 면적 평균한 10분 단위 자료를 활용하였다. 모형 보정을 위해 세병교 지점 관측 수위자료 ( 이용하여 수리해석모형(HEC-RAS)에 의해 추정된 유량자료 를 활용하였으며, 저류함수의 매개변수 추정에는 Nash-Sutcliffe 모형효율계수를 목적함수로 하여 Harmonic search 방법을 이용하였다. 적용한 매개변수의 범위와 최적화 결과는 표 1 과 같으며 이 때 모형효율계수는 0.99정도였다. 매개변수 최적화 결과를 살펴보면 세병교 지점에서 저류함수의 지체시간(TL)은 약 23분 정도로 매우 짧게 나타났다. 2014년 8월 25일 13:00-16:00 까지의 호우사상에 대해 추정된 세병교 및 장전교 지점에서의 수 문곡선은 그림 6에서 보는 바와 같으며, 세병교 지점에서 보정된 매개변수를 이용하여 장전교 지점 을 유출량을 추정하였으며, 이를 수리 해석의 입력자료로 활용하였다. 추정된 첨두홍수량은 세병교 및 장전교에서 각각 638.3, 333.0m3/s였으며, 총 유출체적은 강우량 대비 95% 이상의 유출율을 보 였다. 유출해석에 사용한 자료는 두 번째 첨두유량으로서 이미 유역이 포화상태이므로 다소 높은 유 출율을 보이는 것으로 판단되나, 본 유역에 대한 고수위 유량 관측 자료가 제한적인 관계로 (수리모 형에 의해 추정된) 관측유량이 일부 과대산정되었을 가능성이 있다. 또한 앞서 강우레이더에 대한 분석에서 보듯이 온천천 유역 상류 지상관측우량이 일부 과소산정 되었을 가능성도 있다. 그림 6. 온천천 유역(상류 장전교 및 하류 세병교 소유역) 32 방재저널

35 2014년 8월 25일 부산지역 홍수의 강우, 수문, 수리 분석 표 1. 저류함수 모형의 최적화 범위 및 최적값 추정 구분 F1 Fsa Rsa K P TL 하한값 세병교 상한값 최적값 장전교 특 집 세병교 유역은 강우 첨두가 발생한지 불과 1시간 남짓한 시간에 유량 첨두가 도달하는 것을 알 수 있었으며, 상류인 장전교 유역은 이것보다 더 짧은 시간에 첨두가 도달하였을 것이므로 사전의 정확 한 강우 예측 없이는 홍수 예보나 대피 등이 거의 불가능할 수도 있다는 것을 보여준다. 이러한 현 상이 매우 드문 경우로 판단할 수 있지만 최근 들어 자주 발생하는 집중호우는 더 이상 기상이변으 로 치부하기 곤란한 수준으로 보인다. 따라서 다양한 관측망을 통한 강우예측 능력의 보완이 필요하 며, 과거 자료에만 의존하는 수문 분석에 대해 좀 더 다양한 방법을 강구할 필요가 있다. 또한 설계 기준과 예방시설에 대한 평가 등을 다면적으로 수행하여 대비할 필요가 있을 것으로 판단된다. 그림 7. 온천천 유역 수문해석 사례 VOL. 16 NO. 4 33

36 기획특집 6. 온천천 홍수위 해석 온천천 유역에 대한 유출량 수문해석결과를 토대로 HEC-RAS 부등류 모의를 수행하여 추정된 홍수위는 그림 6과 같으며, 주요 지점의 추정 유량과 홍수량을 2004년 기본계획과 비교하면 표 2와 같다. 표 2에 의하면 최상류 청룡교를 제외한 하류 전 지점에서 추정 홍수량과 홍수위가 2004년 당 시의 기본계획 홍수량과 홍수위를 상회하는 것으로 나타났다. 세병교 지점의 수위가 관측 수위에 비 해 다소 높게 나타난 점을 고려하면 금번 HEC-RAS 결과가 실제 관측치에 비해 홍수위를 일부 과 대하게 산정하고 있음을 알 수 있다. 또한 온천천 유역에서 고유량 관측결과가 없어 보다 정확한 분 석이 불가하였지만, 세병교 관측 수위 자체가 설계 홍수위를 상회하고 있음을 고려하면 금번 홍수가 설계 홍수 이상이라는 추정이 가능하다. 그림 8. HEC-RAS에 의한 8월 25일 온천천 추정 홍수위 표 2. HEC-RAS에 의한 8월 25일 온천천 추정 홍수위 비교 지점 누가 거리 (km) 계획홍수량 (m3/sec) 기본계획(2004) 계획홍수위 (m) 추정 홍수량 (m3/sec) 2014년 8월 홍수 추정 홍수위 (m) 안락교 연안교 세병교 동래교 장전교 청룡교 방재저널

37 2014년 8월 25일 부산지역 홍수의 강우, 수문, 수리 분석 온천천 하류 부근의 세병교 지점 부정류 모의 결과를 관측 수위와 비교하면 그림 9와 같다. 또한 장전교 하류 구간의 시간별 수위 변화 및 주요지점 수위 변화는 그림 10 및 그림 11과 같다. 모의 결 과에 의하면 13시에서 14시 사이에 상류 구간인 장전교~동래교 사이의 수위가 상승하기 시작하며 14시에는 15시 사이에 급격한 수위 상승이 발생하여 세병교를 중심으로 상하류의 수위가 최대 수위 에 접근하며 이후에는 세병교 상류의 수위는 다소 낮아지면 세병교 하류의 수위가 상승한다. 부정류 모의 구간의 최상류인 장전교의 최대 수위는 15시 10분에 발생하였으며 하류를 따라서 동래교, 세 병교, 안락교에서는 10분 간격으로 최대 수위가 발생하였다. 특 집 그림 9. HEC-RAS 부정류 모의 결과(세병교 지점) 그림 10. 부정류 모의에 의한 장전교 하류 구간 시간별 수위변화 VOL. 16 NO. 4 35

38 기획특집 그림 11. 부정류 모의에 의한 주요 지점 수위 변화 제한된 관측자료 및 분석 기간으로 인하여 다양한 가정을 도입하여 분석을 수행하여 실제 홍수 발 생 양상과 다소 차이는 있으나 홍수위 부정류 모의 결과는 도달시간이 매우 짧은 도시 홍수의 특성 을 반영하고 있음을 알 수 있다. 세병교 지점의 관측자료에 의하면 이번 홍수는 설계 홍수 이상으로 추정되며 최고 수위 도달 시간도 2시간 이내로 홍수의 하류 전파 시간도 매우 짧은 것을 확인할 수 있다. 이와 같이 온천천은 국내 도시 하천이 가진 하천관리 측면에서의 취약성을 잘 보여주고 있는 사례라 판단된다. 수리학적 측면에서 이에 대응하기 위해서는 도달 시간이 짧은 도시홍수에 대응할 수 있는 관측 및 예보 체계의 재정비가 필요할 것으로 보인다. 7. 마치며 2014년 8월 25일 부산일대에서 발생한 집중호우의 특성을 레이더 관측자료를 이용하여 분석하여 보았다. 특히 부산 온천천 유역의 돌발성 홍수를 유발한 호우는 2시간 남짓 집중된 호우에 의해 유 발되었다고 볼 수 있다. 온천천 유역과 같은 경우 도심지면서 남북방향으로 길고 고도차가 심하며 동서방향으로 협소한 홍수에 매우 취약한 지형적 조건을 갖고 있다고 볼 수 있다. 이러한 지역의 경 우는 호우가 발생하였을 경우 첨두 도달시간이 매우 짧은 홍수를 유발하기 때문에 발생 시 대응에 매우 어려움에 봉착하게 된다. 더욱이 도심지 위주로 설치된 관측망으로 인해 상류 고지대 호우상황 의 정확한 파악이 어려워 홍수해석 및 예측에 큰 불확실성이 존재하게 된다. 또한 온천천 유역의 1 시간 정도의 빠른 수문 응답속도는 선행 예보시간이 부족한 어려움을 여실히 드러낸다. 또한 중소규 모의 도시 하천은 인명, 재산, 시설 등의 집중으로 홍수 발생시 피해가 극심하지만, 계측 및 관측이 36 방재저널

39 2014년 8월 25일 부산지역 홍수의 강우, 수문, 수리 분석 적절하게 지원되지 않아 자료 불확실성이 큰 편이다. 최근 도심지의 집중호우가 더 이상 이변으로 받아들이기 힘들 정도로 빈번하게 일어나고 있는 실정이므로 이에 대응할 수 있는 예보 및 관측 시 스템의 정비가 필요할 것으로 판단된다. 따라서 다양한 관측망을 이용해 강우예측 능력을 보완해 나 가야 할 것이며, 설계 기준과 예방시설에 대한 평가 등을 다면적으로 수행하여 대비할 필요가 있을 것으로 판단된다. 특 집 감사의 글 본 원고는 한국건설기술연구원 주요사업 도심 홍수 공간해석 및 예방시설평가 기술 개발 의 연구 비 지원으로 작성되었습니다. 본 고의 내용은 수자원학회지 물과 미래 10월호에 필자들이 게재한 기사와 일부 중복됨을 밝힙니다 VOL. 16 NO. 4 37

40 기획특집 풍수해 피해손실 조사 및 평가체계 개선에 대한 제안 J O U R N A L O F D I S A S T E R P R E V E N T I O N 1. 머리말 올해 무더웠던 지난 여름 8월 초 제12호 태풍 나크리(NAKRI) 가 북상하여 제주도의 윗세오름에 시간당 146.5mm(1,182mm/ 강 부 식 단국대학교 교수 day)로 우리나라의 연평균 강수량이 하루에 내리는 엄청난 양의 강 수가 발생하였으나 피해는 미미하였고, 같은달 말 부산시의 금정구 에서는 집중호우로 인해 시간당 130mm(244.5mm/day)로 사망자 5인, 이재민 2,600명, 피해액 1,200억원 이상으로 부산시 북구, 금 정구, 기장군, 경남 창원시, 고성군 5개 지역에 특별재난지역으로 선포되는 등 많은 사상자와 재산피해를 야기 시켰다. 일련의 두 사 건은 자연재해의 피해규모가 강우사상의 규모뿐아니라 지역의 방재 취약성이 매우 크게 작용함을 보여주고 있다. 아울러 피해규모산정 의 방법론이 객관적이고 표준화되어 있는 지의 여부도 정부 및 피해 지역주민들에게 매우 중요한 관심사가 되고 있다. 최근 들어 한반도의 기후변화가 가속되어 태풍, 집중호우 등으로 인해 그 피해의 규모와 범위가 커져가고 있으며, 재난의 피해는 많 은 이재민과 지자체에 고통을 주어, 빠른 피해지원 및 복구가 무엇 보다 중요하게 여겨지고 있다. 이에 정부는 일정 수준 이상의 특정 재난에 대해 집중적이고 용이한 지원을 위해 특별재난지역(Special Disaster Area)을 선정하여 지원하고 있다. 지금까지 우리나라는 삼풍백화점 붕괴 사건 사고(1995년)을 시작으로 2014년 8월 25 일 부산시 집중호우까지 총 38건에 대한 특별재난지역선포를 실시 38 방재저널

41 풍수해 피해손실 조사 및 평가체계 개선에 대한 제안 하였다. 이 중 특히, 자연재난은 우리의 지속적인 방재노력에도 불구하고 매년 크게 증가하고 있다. 특별재난지역을 선정하기 위해서는 정확한 피해규모 및 피해액 산정이 무엇보다 중요하다고 할 수 있다. 그러나 현행 피해규모 산정절차에는 미흡한 부분이 많아, 최근 증가하고 있는 자연재난 피해 에 대한 자연재난피해손실 조사 평가에 대해 현행 체계의 문제점을 살펴보고 앞으로 개선방안을 모색하고자 한다. 특 집 2. 특별재난지역 특별재난지역선포는 재난 및 안전관리 기본법 제60조 제1항 제3항에서 그 규모나 기준에 대해 서 정하고 있고, 시행령 제69조 제1항, 제2항에서는 특별재난지역으로 선포할 수 있는 재난의 범주 를 규정하고 있다. 또한 재난구호 및 재난복구 비용 부담기준 등에 관한 규정 에서 국고 지원 대상 의 기준을 명확히 밝히고 있다. 자연재난의 원인으로 특별재난지역을 선포할 경우, 최근 3년간의 재정력지수 대비 피해액으로 산 정하며, 사회재난 등 그밖에 재난 발생으로 인한 생활기반 상실 등 극심한 피해의 효과적인 수습 및 복구를 위하여 국가적 차원의 특별한 조치가 필요하다고 인정되는 경우에 특별재난지역으로 선포 한다. 총 재산피해액(농작물 동산 및 공장의 피해액을 제외) 대비 국고지원 대상 피해, 기준금액의 2.5배를 초과하는 피해가 발생하는 경우에 특별재난지역으로 선포한다(표 1). 다시 말해, 여기서 재 산피해액은 공공시설 피해액 집계만을 의미하고 있다. 표 1. 특별재난지역 선정기준 선정범위(피해 지자체 재정력지수) 특별재난지역 선정기준 국고지원 기준액 최근 3년간의 평균 재정력지수가 0.1 미만 총 재산피해액이 45억원 이상인 경우 18억원 최근 3년간의 평균 재정력지수가 총 재산피해액이 60억원 이상인 경우 24억원 최근 3년간의 평균 재정력지수가 0.2~0.4 총 재산피해액이 75억원 이상인 경우 30억원 최근 3년간의 평균 재정력지수가 0.4~0.6 총 재산피해액이 90억원 이상인 경우 36억원 최근 3년간의 평균 재정력지수가 0.6 이상 총 재산피해액이 105억원 이상인 경우 42억원 출처 : 재난구호 및 재난복구 비용 부담기준 등에 관한 규정 제5조 제1항 법 제61조, 제66조를 보면 특별재난지역으로 지정되면 피해지역에 의료비, 방역비, 방제( 防 除 ) 및 쓰레기수거, 농어업인 영농 영어 시설 운전자금 및 중소기업의 시설 운전자금이 우선 융자, 상 환유예, 상환기간연기, 이자감면, 종소기업에 대한 특례보증 등의 지원 가능하며, 그밖에 재난응급 VOL. 16 NO. 4 39

42 기획특집 대책의 실시와 재난구호 및 복구를 위한 국고에서 추가 지원한다고 명시하고 있다. 지금까지 특별재난지역으로 선포된 총 38건 중 인적재난은 8건, 자연재난은 30건으로 인적재난 에 비해 자연재난의 비중이 약 3배가량 더 높은 편이다. 이와 같이 자연재난을 원인으로 특별재난 지역으로 선포된 경우를 보면, 대부분 태풍, 호우(집중호우), 대설(폭설), 풍랑에 의한 것이며, 사 회재난을 원인으로 선포된 경우는 총 8회이며 모두 관리자의 부주의로 인한 사건 사고를 원인으 로 발생한 인적재난에 속한다. 재난별 특별재난지역의 선포 횟수를 보면 자연재난은 태풍 12회, 호 우 13회, 대설 4회, 풍랑 1회로 2010년부터 2012년까지 선포횟수가 집중되어 대체로 증가하는 추 세이고, 인적재난은 산불 2회, 사건 사고 6회로 총 8회로 집계되었다(그림 1). 또한, 재해연보 (a) 연도별 선포횟수 그림 1. 특별재난지역 선포횟수 및 피해액 (b) 연도별 자연재난 피해액 그림 2. 지역별 특별재난지역(자연재난) 선포횟수 40 방재저널

43 풍수해 피해손실 조사 및 평가체계 개선에 대한 제안 (2002~2013)에 의해 과거 피해액을 보면 02 ~ 03은 태풍 루사 와 매미 에 의한 피해규모를 집계 하였다. 또한, 총피해액과 공공시설의 피해를 비교한 결과, 재해연보에 근거한 공공시설 부분이 차 지하는 피해액이 큰 것이 사실이나, 지금까지 사유시설에 대한 자연재난 피해손실의 조사 및 평가에 일부 미진한 부분이 있고, 집계액에 누락된 손실부분이 있어, 특별재난구역 선포기준을 효과적인 평 특 집 가방법을 활용하여 새로운 기준이 필요하다고 제시하였다(소방방재청, 2011). 이는 현재까지 자연 재난 피해손실에 따른 주요 시설물, 장비, 인명 등 조사 및 평가하는 부분의 적극적인 개선이 필요 하다는 것을 의미한다. 또한, 자연재난에 의한 지역별 특별재난지역이 선정된 곳을 비교해보면, 전남 완도지역의 선포 횟 수가 8회를 기록하고 있는데, 완도는 섬이라는 지형적 특수성을 가지고는 있고, 우리나라의 태풍경 로를 보면, 대체로 육지 상륙지점이므로 상대적으로 자연재난에 취약한 것을 알 수 있다(그림 2). 3. 재난피해손실 체계 우리나라는 다차원법에 의한 피해조사 및 항목을 세분화하고 있는데, 건물이나 내용물에 의한 주 거자산, 농경지나 농작물에 의한 농업자산, 유형고정자산 및 재고자산 등 산업자산, 그리고 인명자 산으로 구분하는 직접적인 피해만을 고려한 단순한 재난피해손실을 규정하는 체계를 갖고 있다. 또 한, 가까운 일본의 경우를 보면, 홍수피해 분류항목이 우선, 대분류로 직접피해와 간접피해로 나눈 다. 직접피해는 자산피해(일반자산, 농산물, 공공토목시설), 인명피해로 구분되며, 간접피해는 가동 피해(영업정지 피해), 사후피해(응급대책비용, 교통두절 등), 정신적피해로 나뉜다. 1차원적으로 일 본의 사례만으로도 알 수 있듯이, 현재 우리나라 재난피해 조사항목은 대부분 직접피해인 유형자산 항목만을 조사하며, 재난피해로 파급되는 간접적인 영향에 대해 무시하고 있어 현실적인 피해복구 와 이재민 지원에 한계가 있다. 표 2. 재해연보의 재난피해집계 자산항목 구분 항목 단위 세부내용 건물 3 동 유실, 반파, 침수 선박 4 척/톤 동력(전/반파), 무동(전/반파) 농경지 2 ha 전, 답 농작물 3 ha 전작, 답작, 기타 공공시설 16 개소/m, 개소 사유시설 7 개소,두,통,ha 도로, 교량, 하천, 소하천, 상하수도, 항만시설, 어항시설, 학교시설, 철도, 수리시설, 방조제, 사방, 임도, 군시설, 시설물, 기타 축대 및 담장, 가축, 축사 및 잠사, 수산증양식, 어망 및 어구, 비닐하우스, 기타사유시설 VOL. 16 NO. 4 41

44 기획특집 또한, 국민안전처에 매년 발간하는 재해연보를 보면, 재난피해집계 자산항목은 크게 6가지, 35 세부항목으로 구분한다(표 2). 대표적 사유재산인 건물을 보면 유실, 반파, 침수 3가지로 구분하는 데 유실시 동별 피해지원금은 3,000만원, 반파는 1,500만원, 침수는 60만원으로 일괄 책정하여 피 해조사 및 집계가 이루어지고 있다(국민안전처, 2014). 건물의 내용물에 대한 재난피해손실은 집계 조차 하지 않고 있다. 또한, 농작물은 전, 답으로만 구분하고 있어, 다양하게 경작되고 있는 특수작 물 등 최근의 경향을 따라가지 못하고 있다. 이와 같이, 재난피해 자산항목 기준이 너무나도 포괄 적이고, 모호한 경우가 많아 재난피해로 인한 자산항목이나 내용을 전혀 반영하지 못하고 있는 실 정이다. 4. 자연재난 피해손실 사례 및 문제점 앞서 말한 바와 같이 2014년 8월 25일 집중호우로 인해 부산광역시는 특별재난지역으로 선포되 었다. 2년전인 2002년 8월 12일부터 13일 오전까지 전북 군산시 인근에 국지성 집중호우가 발생했 다. 기상청에서 관리하는 지역별상세관측자료(AWS, Automatic Weather Station)를 보면, 강우지 속기간은 약 8 9시간으로 강우가 시작한지 약 3 4시간 만에 시간당 최대 137.0mm/hr 강우를 기 록하였다.(그림 3) (a) 부산 금정구(AWS, 939) (b) 군산 산단관측소(AWS, 886) 그림 3. 지역별 AWS 관측강우량 이 때, 군산지역의 경우, 재해연보(2012)를 보면, 총 1,398세대 3,343명의 이재민이 발생하였고, 53.7억원의 피해액이 발생하였다고 밝히고 있다.(표 3) 그러나, 그림 4와 같이 실제 군산지역의 피 해상황을 보면, 주택, 상가, 아파트 차량, 공장, 농경지 등 주로 사유재산의 피해가 집중되었는데, 재해연보는 사유시설의 피해액은 0.37억원으로 집계하였고, 도로, 하천 등 공공시설 피해액은 44.4 억원으로 집계하였다. 또한, 실제적으로 사유시설물의 피해를 의미하는 건물 피해액은 8.6억원으로 42 방재저널

45 풍수해 피해손실 조사 및 평가체계 개선에 대한 제안 최종 집계하였다. 이에 표 4와 같이 군산지역의 피해지원금의 주요 지급내역을 보면, 특히 1, 2종 근린상가시설에 대한 재난피해 지원금내역은 조촌동의 경우, 11억원을 지급하고, 문화동의 어느 세 대는 5.2억원을 지급하여 지원금 지급이 최소 1.5억원에서 최대 11억원으로 지원 차이가 발생하고, 단독이나 연립주택 역시, 최대 완파를 가정하더라도 재난피해 지원기준은 3,000만원을 넘지 못하 나, 진포안1길의 어느 세대는 6,000을 지급 받았다. 특 집 표 년 집중호우 군산지역 피해현황 구분 건물 선박 농경지 농작물 공공시설 사유시설 피해 현황 규모(ha) , 액수(천원) 864,600 12,532 14,270-4,442,301 37,154 합계(천원) 5,370,857 출처 : 재해연보(2012) (a) 시가지 피해(나운동) (b) 아파트 단지침수 피해(소룡동) 그림 4. 군산시 호우재난 현장전경 이와 같이 공공 및 사유시설에 피해가 발생하고, 집계하여 피해지원금을 지급하였다면, 특별재난 지역 선포 기준 상 군산시의 재정력 지수 대비 공공시설의 피해액 기준(75억원 이상)을 충족하지 못 해 특별재난지역으로 선포되지 못한 것은 이해하나, 집계 항목 각각의 일면을 보면, 사유시설 분야 의 항목은 주로 농경지, 어촌활동에 활용되는 피해액만 집계하고, 건물 분야는 유실, 반파, 침수 등 으로 실제는 사유시설 분야에서 집계해야 할 항목을 나누어 집계하고 있는 실정이다. 이에, 재난피해액 지원기준의 미비와 불명확한 근거로 인해 무분별한 피해지원금 지급을 위한 조속한 개선이 필요하고, 이러한 자산항목 집계의 불명확한 구분 및 관리체계가 시급히 구축되어 야 할 것이다 VOL. 16 NO. 4 43

46 기획특집 표 4. 군산지역 피해지원금 주요 지급내역 구분 지원금(천원) 주소 비 고 1종근린 150,000 산북동 ***-* ***건설외 3개소 133,000 중앙로1가 **-** **수선 520,000 문화동 ***-* **나라 150,000 소룡동 **** **철강 2종근린 110,000 미룡동 ***-* **왕 1,000,000 월명동 *-* **인쇄사 1,100,000 조촌동 ***-* **편의점외 10개소 60,000 진포안1길 ** - 단독주택 35,000 옥구읍 남군산로 ***-* - 30,000 해망로 ***-* - 38,000 미룡동 ***-** ***호 3층 건물(지 상) 연립주택 30,000 문화동 ***-* ***호 3층 건물(반지하) 28,000 미룡동 ***-* ***호 3층 건물(지 상) 5. 재난피해손실체계 개선방안 위의 군산 사례에서 보듯이 현행 재난피해손실의 조사 및 평가에 대한 명확한 체계가 없어 동일한 지역이라 하더라도 불공정한 사례가 발생하는 경우가 많다. 이러한 현상은 자연재난 발생시 정확한 피해손실의 조사 및 평가가 일정한 기준에 의해 산정되지 못하고 있기 때문이다. 이는 합리적인 피해 규모 산정 및 피해지원 대책의 불공정을 가져올 수 있다. 이에 자연재난 발생이 예상되는 상황 전과 후로 나누어 신뢰도 높은 피해손실 규모를 조사하고 평가하기 위해서는 합리적이고 객관적인 피해 자산 기준이 필요하므로 미국의 재난피해손실을 조사하고 평가하는 Hazus 시스템의 경우처럼 피해 손상 및 손실함수의 지속적인 정립이 필요할 것으로 사료된다. 이와 같이 Hazus 시스템의 운용형태 를 기반으로 재난피해손실의 직간접성을 구분하고 내용을 정리하였고(표 5) 피해는 직접 또는 간접으 로 구분하고 다시 손상과 손실로 구분하여 주요 시설물의 손상(damage)과 경제적인 손실(Loss)로 구 분하였으며, 그림 5는 주택 및 상업 건축물, 자동차 등에 대한 손상함수를 예시로 들었다. 표 5. Hazus를 기반한 재난피해의 직 간접성 구분 및 내용 피해 구분 피해범위 상세내용 직접 간접 손상 (Damage) 손실 (Loss) 물리적 직접손상(시설물) 일반건축물, 필수 고위험시설, Lifeline(교통 전기 공공시설 등) 물리적 직접손상(비시설물) 사회적 직접손실 경제적 직접손실 차량 장비, 농작물 등 인명, 이재민, 단기주택수요자 등 건축물 보수 교체, 건축내용물 손실, 이사비용, 임금손실 등 손상 간접손상 방사능 유출, 유해물질 유출, 토석류 손실 경제적 간접손실 재난으로 인한 경제혼란 효과(휴업손실 등) 44 방재저널

47 풍수해 피해손실 조사 및 평가체계 개선에 대한 제안 특 집 (a) 주택 건축물 (b) 자동차 (c) 상업 건축물 그림 5. 침수심별 손상함수 예시 6. 맺음말 부산, 군산 사례와 같이 특별재난지역의 선포기준을 단순히 지자체의 재정력 지수를 비교하여 특 별재난지역으로 선정하는 현행 기준의 보완 및 사유재산의 피해액을 고려할 수 있도록 재정립이 필 요한 것으로 사료된다. 많은 이재민의 피해를 보여주는 건물의 경우를 예시로 보면, 유실, 반파, 침수 3가지 항목에 대해 서만 보상 체계가 되어 있는 바, 재난피해액 지원기준의 미비와 불명확한 근거로 인해 무분별한 피 해지원금 지급을 위한 조속한 개선이 필요하고, 이러한 자산항목 집계의 불명확한 구분 및 관리체계 가 시급히 구축되어야 할 것이다. 또한, 자연재난 발생이 예상되는 상황 전과 후로 나누어 신뢰도 높은 피해손실 규모를 조사하고 평가하는 체계를 구축이 필요하다. 이를 위해 자연재난의 직간접성을 고려하고, 직접피해는 일반건 축물, 필수 및 고위험시설 등 주요 시설물 또는 장비로 구분하여 손상 및 손실함수의 개발이 필요하 고, 간접피해는 우리나라 사회전반의 간접적인 피해상황을 고려하여 경제혼란, 휴업손실 등과 같은 금융분야의 피해규모도 집계될 수 있도록 지속적으로 연구해 나아가야 할 것이다. 6. 참고문헌 FEMA, Hazus-MH Technical Manual(Ver. 2.1) 소방방재청 (2014) 자연재난조사 및 복구계획수립 지침 소방방재청 ( ) 재해연보( ) 소방방재청 (2011) 자연재난 피해액 산정기준 개선 방안 연구 VOL. 16 NO. 4 45

48 기획특집 2014년 여름가뭄의 특징 및 과거가뭄과의 비교 J O U R N A L O F D I S A S T E R P R E V E N T I O N 1. 서언 금년 2014년도는 전 세계가 극심한 가뭄에 시달리는 해인 것 같 다. 세계 최대 올리브 생산국 스페인이 역대 최악의 가뭄을 겪고 있 이 주 헌 중부대학교 토목공학과 교수 장 호 원 중부대학교 토목공학과 박사과정 으며, 미국 캘리포니아는 지난 3년간 계속되는 극심한 가뭄으로 현 재 주 면적의 58%가 최상위 가뭄 수준인 비정상적(Exceptional) 가 뭄 지역으로 선포되었다. 심지어는 산불이 났는데도 산불을 진화할 저수지의 물이 없는 실정이라고 한다. 브라질은 84년 만에 최악의 가뭄을 겪게 되어 900만에 달하는 상 파울루 주민들에게 수도가 공급되지 않고 있다. 중국의 대표적인 곡창 지대인 동북 지역은 53년 만에 최악의 가뭄이 들었다. 이 가뭄 으로 중국의 농산물 수확 감소와 이어지는 국제 곡물 시장의 농산물 가격 상승이 전망된다. 올해 우리나라에서는 여름철 장마전선이 남부지방에 머물면서 장 마철임에도 불구하고 강우가 내리지 않거나 장마기간의 강우량이 눈에 뛰게 적게 내리는 현상이 계속되었으며, 소위 말하는 마른장 마 현상을 겪었다. 올해 부산을 포함한 남부지역은 여름철에 크고작은 홍수에 시달 렸지만 중부지역은 적은 강우량과 폭염으로 저수지가 메말라 가뭄 이 심한 지역은 농업용수 뿐만 아니라 식수공급마저도 버거울 정도 였다. 본고에서는 이토록 올해 유난히 전 세계가 극심한 가뭄에 의한 피 46 방재저널

49 2014년 여름가뭄의 특징 및 과거가뭄과의 비교 해를 보면서 우리나라에서 발생한 2014년 여름가뭄의 현황과 특징을 분석하고자 한다 년 가뭄의 특징 및 과거가뭄과의 비교 특 집 우리나라에 발생했던 과거 심한가뭄의 특성을 분석하기 위하여 가뭄기록조사보고서(1995, 2002) 및 각종 미디어 자료를 통하여 우리나라의 과거 가뭄을 조사하여 <표 1>에 나타내었다. 과거 가뭄의 발생특성을 분석한 결과, <그림 1>과 같이 우리나라 전 지역에 걸쳐서 피해를 주는 대형 가뭄이 정 기적인 주기를 갖고 발생하며, 개략적으로 4~6년의 간격을 갖는 것으로 나타났다. 그림 1. 우리나라에서 발생했던 과거 극심한 가뭄 발생연도 및 지속기간 표 1. 우리나라의 과거 가뭄기록 조사 1976~1977 피해지역/기간 연도 지역 기간(월) 1968 남부지역 여름(6~8) 전국 봄(2~4) 1973 남부지역 여름(6~7) 겨울(1~2) 1976 전국 봄~여름(5~6) 전국 겨울(1~2) 1977 남부지역 여름(6~7) 1978 전국 겨울~여름(2~6) VOL. 16 NO. 4 47

50 기획특집 표 1. 우리나라의 과거 가뭄기록 조사 (계속) 피해지역/기간 연도 지역 기간(월) ~ ~ 남부지역 전국 ~2002 남부지역 남부지역 봄(5) 전국 여름(6) 전국 겨울(1~2) 남부지역 여름(6~7) 중부지역 겨울~봄(1~3) 여름(6~7) 전국 가을(10~11) 전국 겨울~봄(1~5) 남부지역 여름(7~8) 겨울~봄(1~4) 여름~겨울(7~12) 봄~여름(4~6) 가을~겨울(9~12) 2002 전국 겨울~봄(1~4) 2007 전국 겨울(1) 영동지역 2008 가을(9~10) 2008~2009 남부지역 2009 영동지역(강원) 겨울~봄(1~3) 2012 전국 봄(5)~여름(6~8) <그림 2>는 기상청 산하 59개 기상관측소의 1976년 년의 35년간의 강수량을 바탕으로 산 정된 SPI를 활용하여 가뭄빈도해석을 실시하여 도출한 가뭄심도(Severity)-지속기간(Duration)- 생기빈도(Frequency) 곡선을 공간분포시켜 작성한 재현기간 200년에 대한 지속기간별(1, 3, 6,12 개월) 가뭄우심도(Potential Drought Hazard Map)이다. 가뭄우심도를 보게 되면 전반적으로 과거 우리나라의 가뭄은 한반도의 남부지역에 발생빈도가 높 았던 것으로 나타났으며, 경상남도 보다는 전라남도가 더욱 심한 우심지역으로 나타났다. 지속기간 이 짧은 가뭄일수록 그 현상이 더욱 뚜렷하게 나타났으며, 상대적으로 가뭄이 가장 적었던 유역은 한강유역을 포함한 중부지역으로 나타났다. 48 방재저널

51 2014년 여름가뭄의 특징 및 과거가뭄과의 비교 특 집 그림 2. 재현기간 200년 빈도의 가뭄우심도(이주헌, 2012) <그림 3~9>는 1961~2014년까지의 강수량을 이용하여 한반도의 주요 관측소별로 SPI(6)을 산정 한 결과를 나타내었으며 과거의 주요 가뭄사상을 숫자로 표시했다. 산정된 SPI(6)은 과거 가뭄사상을 잘 반영하고 있는 것으로 나타났으며 2014년 여름 가뭄의 경우 서울, 대전, 광주, 원주, 전주관측소에서 -1이상의 심한 가뭄으로 나타나지만 그 중 강원도 원주가 -2이상의 극심한 가뭄으로 나타났다. 하지만 부산, 대구 등의 낙동강 유역에서는 -1보다 큰 값을 보이며 비교적 약한가뭄 상태로 나타났다. 이는 올해 장마철 강수가 중부지역을 빗겨가면서 중부지 역에 위치한 관측소에 큰 영향을 준 것으로 판단된다. 특히, 과거의 주요가뭄과 비교하여 볼 때 강원도 지방을 포함한 한강 유역은 2014년 여름가뭄이 매우 극심한 가뭄상태였음을 확인할 수 있다. 그림 ~2014년 SPI(6) (서울) VOL. 16 NO. 4 49

52 기획특집 그림 ~2014년 SPI(6) (대전) 그림 ~2014년 SPI(6) (광주) 그림 ~2014년 SPI(6) (원주) 그림 ~2014년 SPI(6) (대구) 50 방재저널

53 2014년 여름가뭄의 특징 및 과거가뭄과의 비교 특 집 그림 ~2014년 SPI(6) (전주) 그림 ~2014년 SPI(6) (부산) 년 가뭄현황 3.1 예년대비 강수량 <그림 10~11>은 2014년 1월~7월까지의 평균 강수량 및 홍수기(6.21~7.28)의 평균 강수량을 예 년평균 강수량과 예년평균 홍수기의 평균 강수량과 비교하여 나타내었다. 분석결과 올해 7월까지의 강수량의 경우 주로 남부해안지역에 많이 집중되어 내렸다. 7월까지의 전국 평균 강수량은 452mm로서 7월까지의 예년 평균 강수량 734mm와 비교하여 62% 수준이다. 올해 6월~7월간의 홍수기 강우량의 경우도 주로 경기도와 전라도에 집중적으로 내렸으며, 전국 평균 예년평균 홍수기 강우량인 364mm와 비교하여 48% 수준이며, 전반적으로 예년과 비교하여 올해 강수량이 예년에 비해 매우 적은 것으로 나타났고 특히, 홍수기의 강수량은 훨씬 적은 것으로 나타났다. 지역별로 볼 때 강원도 지역의 홍수기 강우량은 예년평균에 비해서 25% 정도밖에 미치지 못하는 것으로 나타났으며, 결국 마른장마 현상을 일으키는 장마철 강수량 부족현상이 심하게 나타난 것으 로 조사되었다 VOL. 16 NO. 4 51

54 기획특집 누적강수량( ~7.28) 홍수기 누적강수량( ~7.28) 그림 10. 누적강수량 및 홍수기 누적강수량 비교(국가수자원관리종합정보시스템) 예년대비 비율( ~7.28) 홍수기 예년대비 비율( ~7.28) 그림 년 강수량의 예년대비 강수량 및 홍수기 강수량 비교(국가수자원관리종합정보시스템) 52 방재저널

55 2014년 여름가뭄의 특징 및 과거가뭄과의 비교 3.2 댐 유입량 현황 <표 2>는 2014년 7월 28일 기준으로 각 유역별 다목적댐들의 수문현황을 나타내고 있다. 유역별 다목적댐 수문현황을 보게 되면 강수량의 경우 예년과 비교해 전반적으로 강우량이 적은 것으로 나타나며, 한강유역의 충주댐, 횡성댐과 낙동강 유역의 안동댐의 5월 이후 강우량이 예년에 비해 가장 적은 것으로 나타났다. 저수량의 경우 전 지역의 저수율도 올해 7월28일 기준으로 저수량 41.0억m3(32%)으로 예년(64%) 과 비교하여 현저하게 감소한 것으로 나타났으며, 강우량이 적었던 한강유역의 충주, 횡성과 낙동강 유역의 안동댐의 저수율이 가장 낮은 것으로 나타났다. 특 집 표 2. 다목적댐 수문현황 (7.28일 07시 기준)(국가수자원관리종합정보시스템) 구분 현재수위 (EL.m) 5월 이후 강우량(mm) 저수율 현 저수량 (억m3) 금년 예년대비 현재 예년대비 총계 % % 64% 소양강 % % 73% 한강 충주 % % 47% 횡성 % % 39% 안동 % % 49% 임하 % % 68% 합천 % % 69% 낙동강 남강 % % 115% 밀양 % % 58% 군위 % % 62% 김천,부항 % % 114% 금강 용담 % % 74% 대청 % % 67% 섬진강 % % 53% 섬진강 주암(본) % % 82% 주암(조) % % 99% 부안 % % 59% 기타 보령 % % 57% 장흥 % % 63% VOL. 16 NO. 4 53

56 기획특집 4. 가뭄도(Drought Map)에 의한 2014년 가뭄의 평가 4.1 SPI (Standardized Precipitation Index)에 의한 가뭄도 K-water에서 운영중인 가뭄정보시스템을 이용하여 SPI(6)를 이용하여 2014년 1월부터 8월까지 월별 가뭄도로 <그림 12>와 같이 나타내었다. 그 결과 다른 유역들에 비해 한강유역에 가뭄이 집중 되며 6월~8월 사이에 가뭄이 심화되는 것으로 나타났다. 이를 통해 여름철에 가뭄이 가장 극심한 상태로 전환되며, 주로 한강유역이 가장 가뭄이 심한 것을 알 수 있다. 1월 8일 2월 8일 3월 8일 4월 8일 5월 8일 6월 8일 SPI 7월 8일 8월 8일 그림 12. SPI(6)을 활용한 2014년 월별 가뭄도(가뭄정보시스템) 54 방재저널

57 2014년 여름가뭄의 특징 및 과거가뭄과의 비교 4.2 PDSI (Palmer Drought Severity Index)에 의한 가뭄도 <그림 13>은 앞에서 설명한 K-water에서 운영하는 가뭄정보시스템을 이용하여 동일한 기간에 대해서 PDSI를 이용하여 월별 가뭄도를 나타내었으며, 5월~8월의 한강유역에 집중적으로 가뭄이 발생하는 것을 볼 수 있다. 또한 SPI로 나타낸 가뭄도와 동일하게 여름철에 가뭄이 가장 심하며, 한 강유역이 다른 유역들에 비해 가뭄이 가장 심한 것으로 나타났다. 특 집 1월 8일 2월 8일 3월 8일 4월 8일 5월 8일 6월 8일 SPI 7월 8일 8월 8일 그림 13. PDSI를 활용한 2014년 월별 가뭄도(가뭄정보시스템) VOL. 16 NO. 4 55

58 기획특집 5. 결론 올해 여름은 장마전선이 남부지역에 머물러 부산을 비롯한 남부지역에는 홍수로 인한 피해가 심 했으나 중부지역에는 적은 강우와 폭염으로 인한 마른장마가 이어졌다. 과거 우리나라에 가뭄은 남부지역을 중심으로 4~6년 주기로 대형 가뭄이 발생하는 특징을 가지 고 있었으나 올해 가뭄을 조사하면서, 물론 올해 한 해의 경우일수도 있지만 우리나라의 가뭄 우심 지역이 남부지역에서 중부지역으로 이동하고 있음을 예측할 수 있었다. 더욱이 올 여름부터 시작된 경기북부 지방 및 강원지방의 가뭄은 11월인 지금까지도 지속되고 있 으며, 강화도 지역의 극심한 가뭄상태는 그 상태가 매우 심각한 수준이라는 보도가 연일 계속되고 있다. 지금상태가 지속된다면 올 겨울의 겨울가뭄과 연계되어 심각한 한반도 중북부 지방 가뭄을 예 상하게 된다. 앞에서도 살펴보았듯이 가뭄발생 특성을 잘 반영하여 유역에 적합한 가뭄에 대한 중, 장기 대책을 잘 마련해 놓는다면 가뭄이 발생하더라도 가뭄에 의한 피해를 최소화 할 수 있을 것이라 생각된다. 현재 가뭄연구는 미래의 기상을 예측하고 예측된 결과를 바탕으로 가뭄을 전망할 수 있는 연구가 활발히 진행되고 있으며, 기상학적 가뭄에 의한 수자원 고갈 문제를 해결하려는 연구도 활발히 진행 되고 있다. 이러한 연구가 지속적으로 발전해 나간다면 다가올 가뭄을 막지는 못하더라도 피해를 최 소화 할 수 있을 것이라 생각된다. 참고문헌 가뭄정보시스템( 국가수자원관리종합정보 시스템( 건설교통부(1995). 가뭄기록조사 보고서 건설교통부(2002). 가뭄기록조사 보고서 건설교통부(2010). 가뭄관리예보체계구축 보고서 이주헌, 조경준, 김창주, 박민재(2012) 가뭄우심도를 활용한 가뭄의 시공간적 분포특성분석 한국 수자원학회 논문집, 한국수자원학회, Vol. 45, No. 10, pp.983~ 방재저널

59 최 근 이 슈 최 신 이 슈 일본 화산폭발로 본 화산재해 1. 서론 1783년~84년 아이슬란드의 라키 화산은 전 세계에 유해가스들을 확 산시킨 분화를 하였다. 이것은 분화 다음해 2년 동안 유럽 전역에 서늘 윤 성 효 부산대학교 지구과학교육과 교수 (사)제주화산연구소장 하고 비가 내리게 하는 원인이 되었다. 더 중요한 것은, 라키 분화는 영 국에서 기근의 원인이 되어 템스강변의 교도소들에 과밀하게 수용중인 죄수들을 이동시키는 영국 의회의 1786년 결정을 재촉하게 되었다. 일 년 뒤 퍼스트 플리트(First Fleet)호는 1788년 2월에 도착할 예정으로 유형식민지인 오스트레일리아를 향하여 11척의 배에 죄수들을 싣고 출 항하였다. 인도네시아 자바 근처의 순다 해협에 있는 크라카토아에서는 36,417 명이 목숨을 잃은 분화가 1883년에 발생하였다. 대기 중에 거대한 양의 이산화황을 쏟아내어 태양으로부터 들어오는 빛을 반사하는 구름을 형 성하여 분화에 뒤따른 지구평균온도가 다음 5년 동안 1.2 만큼 하락하 였다. 남반구의 기후 사이클은 20년 이상동안 냉각상태가 되었다 년 분화는 크라카토아가 해수면 아래 820m 침강하는 결과를 초래하였 VOL. 16 NO. 4 57

60 최신이슈 으나, 1927년 이것은 다시 상승하였다. 물속에서 분화하는 화산들은 높은 농도의 이산화탄소가 포 함된 거품이 부글부글 끌을 수 있다. 이 화산은 2007년에 분화하였고, 2009년에 또 다시 분화하였 다. 서부 수마트라의 시나붕 화산이 현재 분화중이다. 자바 섬의 머라피 화산도 2010년 말에 350명 이상의 인명을 앗아갔으며 일련의 지질활동 뒤에 분화하였다. 산깅 아피 화산의 분화로 올해 5월에 다윈과 발리 사이의 항공 교통을 차단하였다. 인도네시아에는 130개의 활동적인 화산들이 있다. 지난 9월 필리핀에서 가장 활동적인 화산인 마욘 산이 우르릉거리고 용암 파편을 산사면 아래쪽 으로 흘려보낼 때 3만6천명 이상의 주민들이 소개되었다. 지난 8월말에는 파푸아 뉴기니의 타부르 부르가 분화하였다. 이것은 1994년 분화 당시 라바울 시를 거의 다 파괴하여 도시가 코코포로 이동 하게 하였다. 아이슬란드의 바르다르붕가 화산 시스템은 지난 8월 31일에 분화를 시작하여 지금도 분화중이며, 화구에서 유출된 용암류는 11월 초에는 약 70 km 2 이상을 덮고 있다. 이 화산은 올해 초 6시간동안 무려 400회 이상의 지진이 감지된 후 분화가 발생하였다. 지금까지 이것은 땅에 생긴 균열을 따라 발생한 틈새분화이지만, 실제 화산은 아이슬란드의 가장 큰 빙하인 수백 미터 두께의 바트나요쿨 빙 하 아래에 있다. 근처에 있는 아스캬 화산 또한 대규모의 딩주요쿨 빙하 아래에 있는 데, 매우 높은 위험등급(경고)을 보이고 있다. 만약 화산 분화에 의하여 빙하를 녹이게 되면 명백하게 홍수 범람의 가능성이 있다. 2010년도의 항공 교통을 정지시킨 에이야프얄라요쿨 화산 역시 빙하 아래에서 분화 하였다. 알류산 열도의 파브로프 화산도 5월 18일에 분화하였다. 북극지방과 중남미와 남미 안데스 산지에는 활동적인 화산들이 많이 분포하고 있다. 2. 일본 화산의 지체구조적 특징 일본에서는 2013년 11월에 심해에서 발생한 화산분화로 직경 200 m의 새로운 화산섬이 떠올랐 다. 이 화산은 일본 도쿄의 남쪽 지진학적으로 매우 활동적인 태평양의 불의 고리 에 속하는 오가사 와라 열도의 한 부분이다. 일본은 해양(암석권)판인 태평양판과 필리핀해판이 대륙(암석권)판인 유라시아판과 북미판 아래 로 해구를 통하여 침강 섭입하는 지판 경계부에 위치해 있다. 이들 판의 상호작용으로 각종 활동적 인 지질활동인 지진과 화산작용이 빈번한 지역으로 일본에서 지진과 화산활동은 인간 생활을 위협 하는 한 부분을 차지하고 있다. 일본은 태평양 쪽의 동일본화산대와 큐슈-오키나와 쪽의 서일본 화 산대의 2개의 화산지역을 가지고 있으며, 110개의 활화산을 보유하고 있다(그림 1). 이들 활화산들 중 47개가 화산분화의 주의 및 경계 대상이다. 58 방재저널

61 일본 화산폭발로 본 화산재해 최신이슈 최 신 이 슈 그림 1. 일본의 지체구조적 위치와 화산대의 분포 일본은 지질 재해가 빈번하게 발생하는 나라로, 최근 화산 활동의 비정상적인 양상을 보여주고 있 어 주민들을 공포에 떨게 하고 있다. 연구자들은, 거의 경고가 없이 어떤 순간에 날려 버릴 준비가 된 샴페인의 진탕병처럼 이 지역에 2011년의 일본의 거대한 지진과 쓰나미 사건이 남겨져 있기 때 문에, 이들 분화들을 예측하기에 점점 어려워지고 있다고 제시하였다. 지난 9월에 발생한 또 하나의 예기치 않았던 분화는 온타케( 御 嶽 山 ) 화산 위에 두꺼운 화산재를 덮어 수백 명의 등산객을 기습 공 격하였다. 구조대의 탐색 결과 지난 90년 이후에 일본 최대의 비극적인 화산재해로 인하여 56명의 VOL. 16 NO. 4 59

62 최신이슈 사람들이 화산재에 덮여 질식사시켜 쓰러진 것으로 나타났다. 9월 27일에는 일본 중부의 온타케 화산이 증기, 가스들과 두꺼운 화산재를 쏟아내면서 분화하였 다. 온타케 화산은 나고야 동북쪽 100 km와 도쿄 남서쪽 200km 지점의 혼슈에 위치해 있는 화산 이다. 이 분화는 1902년에 대략 150명의 사망자를 낸 토리시마 화산분화 이후, 운젠 산에서 1991년 용암 돔의 붕괴로 화쇄류가 발생하여 43명의 과학자와 저널리스트가 사망한 일본에서 가장 치명적 인 폭발적 화산 분화 이후 발생한 가장 최악의 치명적인 화산 분화였다. 온타케 화산 정상부 가까이 에 있던 산장 오두막에서 쏟아져 내린 화산재는 등산객들을 빠져나가지 못하게 가두어 56명이 화산 재로 인한 호흡기 이상과 심폐정지 그리고 탄도 비행하여 고속으로 낙하한 분석에 타격을 받아 사망 하게 하였다. 온타케 화산은 2007년 3월 하순의 아주 작은 소규모 분화 이래 최근에 처음 발생한 분 화로, 사전에 뚜렷한 전조현상 없이 발생하였으며 이로 인해 많은 인명피해가 발생한 분화 사건이 다. 30~40년 동안 휴면상태였던 화산이 활동을 재개할 때에는 통상적으로 24~72시간 전에는 마 그마의 움직임이나 미세한 지진활동, 온천수 온도 변화, 지열 변화, 화산성 가스의 성분 변화 등의 전조현상이 나타난다. 그러나 이번 온타케 화산의 경우 이러한 특징의 전조현상이 나타나지 않고 급 작스러운 분화가 발생하여 재해에 대한 대비 매뉴얼과 방재대책이 잘 수립되어 있는 일본에서 조차 많은 사망자를 발생시킨 분화로 기록되었다. 지난 11월 25일부터 분화를 시작한 일본 규슈의 아소 산에서 27일 화염과 함께 화산재가 공중으 로 1km 이상 높이까지 치솟았다. 이 화산재는 서쪽의 구마모토 현 뿐 아니라 동쪽의 오이타 현 30 km 지역까지 퍼져 나갔다. 화산재와 가스의 분연주가 1 km 이상까지 올라간 것은 지난 1995년 이 후 20년만의 일이다. 위험할 정도로 화산재의 두꺼운 플룸은 일본 남부지역에서 상당수의 비행기 운항 취소 및 지연의 원인이 되었다. 세계에서 가장 큰 화산들 중의 하나인 아소화산의 분화는 대부 분 사람이 살지 않는 시골 지역에 비처럼 쏟아지는 용암과 타는 듯한 암석들이 있기 전의 대규모 관 광호황을 누리던 규슈 섬을 흔들었다. 큐슈지역의 화산들은 동경으로부터 약 1,000 km 이상 떨어 져 있으며, 현재까지 분화로 인한 부상이나 사망 등 어떠한 인명피해도 보고되지 않았다. 그러나 일 본기상청(JMA)에 의하면, 아소 칼데라 화산은 지난 20년 이상 어떤 심각한 화산활동 양상을 보이 지 않았기에, 이것은 상대적으로 예기치 않았던 폭발이었다. 작은 활동이 감지되었을 때인 화요일 에 첫 번째로 관심 이 제기되었지만, AP통신에 따르면 아소화산관측소는 불과 이틀 만에 규모가 증 가 할 수 있는 활동을 전혀 예측하지 못하였다고 한다. 목요일의 폭발은 하늘로 향하여 960 m 이상 두꺼운 연기와 화산재의 분연주와 비행하는 암설(암석조각)들을 날려 보냈다. 이러한 조건을 피하기 위해 비행기는 종종 지상에 붙잡혀 있거나 더 긴 경로로 항로를 변경하여야 한다. 화산재로 인하여 시정이 나빠지는 것뿐만 아니라, 심지어 화재의 위험한 엔진 고장으로 이어지는 최첨단의 제트 터빈 도 타격을 받을 수 있다. 화산재경보센터들은 27일(목요일)에 비행기들을 지상에 머물도록 하였고, 승객의 안전에 의하여 여행자들의 편의를 희생하면서 29일(토요일)까지 계속 유지하였다. 일본항공 60 방재저널

63 일본 화산폭발로 본 화산재해 최신이슈 대변인은 목요일에 모든 항공편 중 12 개 항공편을 취소하였고, 큐슈 섬이나 주변의 다른 지역으로 부터 새로운 목적지에서 출발 또는 회항하였다. 3. 화산재해의 다양성 화산재해는 왜 다양한 것인지, 그리고 분화를 예지하고 재해를 방지하려면 어떻게 해야 하는 것인 지를 알려면, 화산현상에 대한 기초지식이 꼭 필요하다. 이 글에서는 화산분화와 그 재해를 배우는 데 필요한 최소한의 정보를 소개하고자 한다. 최 신 이 슈 화산 분화 유형 분화( 噴 火 : eruption)란 화구에서 고온의 마그마 물질이나, 기존 화산체와 그 기반을 구성하고 있 던 암석의 파편, 그리고 기체인 화산가스를 방출하는 현상이다. 분화 양식은 마그마가 액체 상태로 비교적 조용하게 분화구를 통하여 솟구쳐 흘러나와 용암으로 흘러가는 분출( 噴 出 ) 또는 일류( 溢 流 ) 식 분화와, 순간적으로 단시간에 다량의 화산재, 부석 등을 포함하여 화성쇄설물들이 뿜어져 나오는 폭발( 爆 發 )식 분화로 나눌 수 있다. 그리고 분화현상은 마그마의 조성이나 분출률, 화산가스의 양 등의 차이에 따라 다양하다. 그리고 분화 유형(type)은 각 화산에서 항상 같을 수 없다. 시간이 경과 하면서 하나의 분화활동 간에도 분화 유형이 변할 수 있다는 것이다. 분화의 규모 화산재해의 평가를 어렵게 만드는 요인 중 하나가 분화의 크기나 빈도 그리고 지속시간이 일정하 지 않은 것이다. 분화의 크기는 분출률(분출물의 단위시간(초)당 분출량(kg/s 또는 m 3 /s))이나, 하 나의 분화에서의 분출량으로 표현할 수 있다. 분화의 규모를 나타내는 분출량에는 통일된 기준이 없 다. 방출된 화성쇄설물의 체적을 척도로 하는 경우, 마그마환산의 분출 체적 혹은 중량을 척도로 하 는 경우, 그리고 마그마분출량을 방출에너지로 환산한 경우도 있다. 그리고 분화의 빈도 외에 분화 가 시작해서부터 종식할 때까지의 분화 계속시간도 분화의 규모를 표현하는 척도라고 할 수 있다. 가. 분출률 : 화산에서는 마그마의 분화 세기가 시시각각 변화한다. 즉 분화에는 리듬이 있다. 그러 나 분화의 세기가 점차 감소될 때, 반드시 분화의 종식에 가까워졌다고 단정할 수 없다. 일단 분 화가 멈춘 것처럼 보였을 때, 분화의 발발부터 그때까지를 하나의 단계로 본다. 그대로 분화가 종식되는 경우도 있는데, 화구에서 아무것도 방출되지 않는 휴지기를 거치고 다시 분화가 시작 되어 다음 단계로 이행하는 것도 있다. 이러한 분출률의 변화는 분화의 종식을 판단하는 하나의 VOL. 16 NO. 4 61

64 최신이슈 실마리가 되지만, 절대적인 판단자료라고는 할 수 없다. 유사한 분화양식을 가진 다른 화산과 분출률을 비교하면, 그 분화 규모를 상대적으로 판단할 수 있다. 분화 시에 분출률의 추이를 정 량적으로 가늠하는 것은 중요하다. 나. 분출량 : 1회의 분화의 총 분출량을 근거로 분화의 크기를 나타내는 척도로써 화산폭발지수 (VEI: Volcanic Explosivity Index)와 분화 매그니튜드가 있다. 전자는 화산에서 분출한 화성 쇄설물의 총량을 알면 결정할 수 있는 값으로, 0-8까지 정수로 표시한다. 예를 들면, 분출된 화 성쇄설물의 총량이 1~10 km 3 내에 있으면 VEI=5가 된다. 그러나 이 지수로는 용암류 외에 다 른 화성쇄설물을 분출하지 않는 하와이식 분화의 경우, 아무리 대규모 분화라도 VEI=0이 되어 버린다. 이 결함을 수정하여, 방출된 마그마의 질량으로 표현하려고 한 것이 분화 매그니튜드 M 이다. M = log m - 7 로 나타낸다. m은 분출된 마그마의 총량을 kg으로 표시한 값이다. 그러 나 화산재해 방지의 입장에서 봤을 때, 마그마 물질이 전혀 방출되지 않는, 즉, M=0인 분화에 서도 기존의 산체가 대규모로 붕락하여 재해를 일으킨 케이스가 있다. 그리고 화쇄물을 방출하 는 분화 쪽이 재해를 일으키기 쉽다는 경험적인 측면도 있다. 따라서 VEI와 마찬가지로 분화 매 그니튜드도 분화규모를 정확하게 나타내는 척도로는 부족하다고 할 수 있다. 다. 분화의 빈도 : 세계의 화산 분화데이터 통계에 의하면, 분화와 분화의 간격에는 큰 통계적 불균 형이 존재하며, 1~10년 간격으로 분화를 반복하는 화산이 가장 많다. 일본의 일부 화산에서는 분화간격에 어느 정도 규칙성이 있는 것으로 보인다. 분화간격에 대략적인 규칙성이 있는 경우 는 각각의 분화양식도 유사하다. 분화의 시기와 양식의 예측이 가능한 화산은 재해대책을 세우 기도 쉽다. 라. 분화의 지속시간 : 전 세계 화산 분화 데이터통계에 의하면, 분화의 지속시간은 10~100일인 것 이 가장 많다. 그러나 드물게는 1만 일을 초과하는 것도 있다. 최근 일본의 분화 중에서 지속시 간이 짧았던 케이스는 1983년 미야케지마의 분화로, 약 13~15시간 만에 종식되었다. 반면, 운 젠 후겐다케의 년 분화와 같이 4년 이상 계속된 경우도 있으며, 사쿠라지마 화산은 1955년 이래 지금까지 계속 활동하고 있다. 이탈리아 스트롬볼리화산은 1934년 이래 현재까지 계속 활동하고 있다. 화산재해 화산 분화에 의해 발생된 재해는 여러 가지 유형으로 나뉠 수 있다. 즉 용암류, 탄도비행 발사체 및 낙하 테프라, 화쇄류와 암설사태, 라하르 및 요쿨라웁(빙하 홍수), 지진 및 지표 변형, 충격파와 전기방전 및 기후변동, 산성비 및 가스 등을 들 수 있다. 용암류의 약 90%는 현무암질 마그마를 포함한다. 약 8%는 안산암질, 나머지는 규산질 마그 마이다. 유문암질 및 데사이트질 용암류는 현무암질 용암류보다 길이가 더 짧고 뭉툭하며, 틈새 62 방재저널

65 일본 화산폭발로 본 화산재해 최신이슈 (fissures)로부터 흘러나온 현무암질 용암류가 가장 멀리까지 퍼져나가는 경향이 있다. 실리카가 함 유된 용암류의 형태학에 있어 이러한 변형에 영향을 주는 요인들에는 온도, 점성, 항복 강도 및 분 출률 등이 있다. 테프라(tephra)라는 용어는 가스를 제외하고 화산 분화 중 공기로 운반되는 모든 산물을 포함한 다. 그러므로 테프라는 테프라 (분석 또는 화산재) 낙하 및 화쇄류를 포함한다. 스트롬볼리식, 불칸 식, 써쩨이식 및 플리니식 유형의 분화에서는 수직 또는 거의 수직의 분연주가 형성된다. 이러한 분 연주는 높이 10~30 km 또는 그 이상까지 공중으로 계속 치솟아 오를 수 있다. 화도에 탄도비행 궤 도(ballistic trajectories)를 남기는 화산탄, 화산암괴 및 화산력(화산자갈 또는 라필리)은 발사체 (projectiles)라고 불린다(그림 2). 화쇄류(화성쇄설(밀도)류)라는 용어는 다음 세 가지 종류의 화산 현상을 지칭하기 위해 사용된다. 첫째, 화쇄류, 또한 열운(nuees ardentes) 또는 작열하는 사태(glowing avalanche)라고도 한다. 이것은 쇄설물질(화성쇄설물)이 지형적으로 낮은 곳에 축적되는 고온, 중력의 지배를 받아 응집된 기체-고체 확산 상태로서 지표면 위로 흐르는 것을 포함한다. 이러한 화쇄류는 솟아오르는 테프라 기둥의 대류성 추진 단계가 초기의 가스 추진 단계를 이어받지 못할 때 발생한다. 만약 공기의 유입이 주변 대기의 밀도 이하의 분연주 밀도를 유지하기에 충분하 지 않다면, 대류성 추진은 불가능하게 되며, 화산의 측 면 아래로 확산의 측방 운동이 중력에 의해 분연주 기 둥을 붕괴시켜 화쇄류가 발생한다. 이 시점에서 불칸 식 또는 플리니언식 분화는 펠레식 분화가 된다. 화쇄 류는 또한 활동적으로 성장하는 용암의 지표면 유출물 또는 돔의 붕괴로부터 비롯될 수 있다. 둘째, 팽창된 저농축 가스-고체 확산의 난기류성 측 방운동을 포함하는 화쇄난류(또는 써지). 난류는 낮은 지역에서 축적될 뿐 만 아니라 지표를 덮고 있다. 그것 들은 뜨겁거나 차가울 수 있다. 셋째, 화산의 일부 붕괴로부터 비롯되는 유도된 폭 발로 발생할 수 있으며. 1956년 베지미아니 산과 1980 최 신 이 슈 그림 2. 온타케 화산에서 튀어나온 분석 발사체들이 남긴 충격흔 적(지붕에 구멍이 나있고, 화산재위에 충격홈들이 보인 다. 동경대지진연구소공개자료) VOL. 16 NO. 4 63

66 방재정보 년 세인트헬렌스 산 분화 방식이 이에 해당된다. 라하르 라는 용어는 주로 화산의 기원이 되는 암설과 모가 나 있는 각상의 암괴들을 포함하는 (화 산)이류 및 물에 의해 유동되며 화산의 경사면 위에서 기인된 암석조각의 신속한 밀도류 흐름으로 부터 기인되는 퇴적물에 대하여 자주 사용되며, 토석류, 화산이류 등으로도 불린다. 재해 관점에서, 화산 분화와 관련된 지진들은 두 가지 이유에서 중요한 의미를 가진다. 이들은 중 대한 피해와 상해를 유발할 수 있으며, 분화 활동이 있기 전에 빈번하게 일어난다. 전조가 인지되는 곳에서는, 재해 충격을 개선할 척도들이 적용될 수 있다. 마그마의 휘발성 성분으로 분화 동안, 화도로부터 산성 에어로졸, 테프라 입자에 흡수된 화합 물, 그리고 염 입자 형태의 세 가지 주요 방법으로 퍼져나가는 화산 가스를 형성한다. 분화가 폭발 적일수록 흡수된 화합물로서 운송되는 부분은 더 많아진다. 다양한 형태의 수증기와 황은 분화 구 름의 주요한 구성요소들이다. 1966년(당시에는 어떠한 분화도 일어나고 있지 않았다)과 1977년 동 안 하와이 할레마우마우로부터 얻은 가스와 구름 시료들은 가스들로 부터 수집된 입자들은 NH4 ++ 와 Ca ++ 와 같은 H + 뿐만 아니라 약간의 양이온들을 포함하는 95% 이상의 묽은 황산 방울들이었다. SO 2 는 황산을 형성하기 위해 대기 중에서 서서히 산화하는 아황산을 형성하기 위해 용해되기 때문 에, 분화 구름 내에서 황산의 농도는 적어도 어느 정도까지는 시간과 풍하측 거리에 따라 증가할 것이다. 4. 백두산의 화산위기 우리 민족의 영산인 백두산은 동북아시아 지역에서 가장 활동적인 화산 중의 하나이며, 10세기 초 거대분화는 VEI 7급으로 지난 2,000년 이전까지 가장 격렬한 화산활동이었다. 백두산 천지 일원 에서는 2002년에서 2005년까지 지하 마그마의 관입에 의한 화산성 지진의 급증 및 비정상적인 지 표 변형이 발생하였다. 화산구조성 지진의 규모가 2002년 7월부터 갑자기 급증하였으며, 지진발 생 빈도도 한 달에 수십 회에서 수백 회까지 증가하였으며, 년도에는 하루에 백 여 회 의 군발( 群 發 )지진이 발생하였으며, 2003년에는 연간 2,100여 회 발생하였고, 2006년도부터는 감 소하는 추세를 보여 현재에는 1999년-2001년의 수준을 유지하고 있다. 주파수가 대체로 5Hz 또는 5-10Hz의 범위에 속하는 이러한 지진들은 B-형 화산구조성 지진(VT-B)과 장주기 지진(LP)으로 지하 3~5km 천부에 위치한 마그마방 상부의 균열과 마그마의 관입에 기인하는 것이다. 2002년도 부터 2009년도까지의 GPS관측에 의한 지표면의 수평변위에 의하면 2002년 이후 천지 칼데라 정상 부를 중심으로 화산체가 팽창하는 것이 감지되었으며, 2002년도 대비 2003년도에는 약 4 cm 이상 이었고 2003년도 이후에 그 변화율은 감소하는 경향으로 보였다. 백두산 성층화산체 사면에서의 정 64 방재저널