1. 서 론

해안가 복합재난이란 기후변화에 따른 해수면상승, 태풍, 집중강우 등 두 가지 이상의 복합적인 원인으로 해안가에서 복합적으로 발생하는 재난을 일컫는다. 최근 기후변화로 인 해 IPCC(SR)에서는 해수면상승은 RCP시나리오별(2.6 ~ 8.5)로 2100년까지 26 ~ 110 cm 상승하는 것으로 예상하고 있어(IPCC, 2019), 백중사리에 의한 해안가 저지대 상습침수피해의 발생 가능성이 높아지고 있다. 또한 슈퍼태풍의 한반도 내습 가 능성 및 태풍 강도의 증가가 예상되어(Moon, 2013), 해일고 및 파랑의 크기도 증가할 것으로 예상된다. 이에 따라 해안 매립지의 취약성도 높아질 것으로 예상되고 있다(Kang et al., 2010). 집중호우 및 극한강우 발생가능성 증가로 한반도 연 강수량은 RCP 8.5 시나리오 기준 현재대비 21세기 중반기에 3.7 %, 후반기에 13.1 % 증가하는 것으로 예측되고 있다(KMA, 2018). 따라서 해안가의 복합재난의 발생가능성은 점점 높아 지고 있으며, 복합재난의 피해사례는 태풍 시 및 백중사리 고조시에 해안가 곳곳에서 보고되고 있다(Fig. 1).

기존에 선행 연구되어온 침수피해 위험성 평가는 외수 또 는 내수에 의한 독자적인 분석에 국한된 연구가 많다. 행정 안전부 국립재난안전연구원(NDMI)에서는 2011년부터 풍수 해 취약성 평가시스템 개발 사업의 일환으로 홍수 취약성지 수기반 평가시스템 개발 과제(NDMI, 2012a)와 지역사회기반 홍수위험성 평가방법 개선 및 시범적용 과제에서 소하천 위험 평가시스템을 구축하였다(NDMI, 2012b). 또한 Ahn et al.(2013) 은 강우발생빈도, 지속시간을 고려하여 내수 침수 위험성을 평가하였고, Shon et al.(2010)은 강우에 의한 도시하천 내수 침수 위험성 분석을 하였다.

한편 국립해양조사원(KHOA)에서 수행한 해안침수예상도 사업에서는 해일과 파랑을 고려한 침수범람에 대한 연구를 2010년부터 수행하였다. 해당 연구결과, 본 연구 대상지역인 마린시티에서 일부 해안선 부근에서 국소적으로 침수가 나 타나는 결과를 제시한 바 있다(KHOA, 2014). 그러나 이 지역 에서 2016년 태풍 차바 내습 시 대규모 침수가 발생한 바 있 다. 이는 기존 해양 기인 재해만 고려하여 침수 위험성을 평 가하는 것에 한계가 있음을 보여준다. 따라서 해안가 폭풍 해일로 인한 월파와 강우 및 배수 여건 등 내수 침수를 모두 고려한 복합재난 위험성 평가가 중요하다.

이에 따라 국내에서는 Han et al.(2015)이 인천지역을 대상 으로 복합위험요소를 고려하여 자치구단위 재해위험지수를 산출하여 자치구간의 위험성 비교가 가능하게 하였다. 최근 에는 2018년부터 행정안전부 국립재난안전연구원에서 ‘복합 재난 리스크 평가기법 개발’ 과제와 ‘해안가 복합재난 위험 지역 피해저감 기술개발’ 과제가 진행 중이다. 본 연구는 ‘해 안가 복합재난 위험지역 피해저감 기술개발’ 과제의 일부로 시도된 연구로서, 비교적 협역인 마린시티에 대해 격자데이 터 기반으로 평가하여 상세단위의 위험성 평가가 가능하다. 인적 및 물적 위험성에 대해 사회경제적 위험요소를 선정하 여 대리변수로 고려하고, 기존 연구들의 표준화 과정을 거쳐 평가하는 상대 평가 방법과는 다르게 각각의 피해기준을 적 용하여 절대 평가하고 위험지도로 나타내었다.

2. 위험성 평가방법

2.1 위험성 평가틀

사회경제적 요소가 반영된 복합재난 피해위험성 평가는 IPCC TAR(2001)의 취약성 개념과 국립재난안전연구원 지 역안전도 개념을 기반으로 한다. IPCC TAR(2001)에서 정의 한 취약성(Vulnerability) 개념은 노출과 민감도 그리고 적응 능력을 고려하여 평가한다(Fig. 2a). 이 개념을 기반으로 Yoo et al.(2010)은 기후변화 취약성 평가 방법론을 개발하였 고, Kang(2014)은 연안재해취약성평가 프레임과 평가방법을 제안하였으며, Kang et al.(2015)는 태풍인자에 대한 연안역의 해일취약성을 정량적으로 평가하였다. 또한 국립해양조사원 에서는 연안재해취약성 평가체계 구축 과제를 통해 국가기 후변화적응과 관련하여 해양분야의 취약성을 평가하는 작 업을 진행하였다(KHOA, 2015).

적응능력(Adaptive Capacity)은 재해노출 및 민감도에 부정 적인 영향을 저감시키는 정책 및 대책으로 나타낼 수 있다. 그러나 이를 정량화하거나 노출 및 민감도에 따른 잠재적 취약성을 상쇄시키는 지표로 도출하는데 한계가 있으며, 재 해영향을 왜곡시킬 우려가 있다(MLIT, 2013).

이에 따라 국립해양조사원에서 수행하는 ‘연안재해취약 성 평가체계 구축’에서는 2016년부터 적응능력을 제외한 노 출과 민감도의 함수로 연안재해영향지수를 평가하였다. 이 개념을 기본으로 본 연구에서는 위험성 평가(Risk assessment) 개념틀(Framework)을 구성하고(Fig. 2b), 복합재난의 침수와 그 침수에 따른 물리적 취약요인과 사회경제적 취약요인(위 험요소)의 함수로 복합재난 피해위험성을 정의하였다. 평가 개념틀의 민감도에 해당하는 침수에 의한 재산적 피해 및 시스템의 마비를 사회·경제적 위험요소로 고려하고, 노출에 해당하는 침수예상도(MOIS, 2019)의 침수심을 복합적으로 평가한다(Fig. 3).

Fig. 3에 의하면, 본 연구에서는 먼저 행정안전부의 침수 예상도(MOIS, 2019) 결과와 국가 공인된 사회 및 경제적 위 험요소 공간정보 자료를 구축한다. 그리고 수집된 자료를 격자화하여 요소별 위험분석을 통하여 각각의 평가 기준을 설정하여 요소별 위험성 평가를 수행한다. 전문가 설문을 통한 위험요소 가중치를 반영한 평가결과를 격자에 표출하 여 시나리오별 복합재난 위험성 평가 지도를 작성한다.

2.2 위험성 평가 자료구축

평가를 위한 기초자료로서 침수예상도와 사회경제위험요 소 공간정보의 구축이 필요하다. 침수예상도(MOIS, 2019)의 최대 침수심 자료를 이용하여 격자를 구성하여 사용하였다 (Fig. 4). 침수예상도는 현재, 2050년, 2100년 해수면 상승 기 준, 30년빈도, 50년빈도, 100년빈도 폭풍해일과 확률강우를 고려한 조합으로 총 27개 시나리오로 구축되었다. 해수면상 승 기준은 RCP 4.5와 RCP 8.5에서 해수면 상승률을 평균한 앙상블 평균법을 적용하여 남해안 해역평균 2050년은 20 cm (0.66 cm/year), 2100년은 85 cm(1.06 cm/year)의 해수면 상승률을 적용하였다(MOIS, 2018).

사회경제적 위험요소의 평가자료는 통계청, SGIS, 국토교 통부, 국토지리정보원, 해양수산부, 국립해양조사원, 기상청, 지자체 등 공인자료를 수집 및 구축하고, 부족한 자료는 자체 적으로 현장조사를 통해 디지털화(Digitizing) 및 공간정보화 (Geocoding)로 구축하였다. 구축된 자료의 활용 가능성을 판 단하기 위해 OECD(2008)의 종합지수 산정단계 중 ‘자료선택’ 요건인 최신성, 완전성, 신뢰성, 용이성, 정량성, 주기성, 독립 성을 검토하여 본 연구 적용성을 판단 후 최종 선택하였다.

Table 1과 같이 위험요소를 평가하기 여러 자료를 검토하 였다. 맨홀과 자동차등록현황, 대중교통 관련 요소들은 자료 수집의 용이성이 떨어지는 한계가 있었다. 광고물, 지진대피 소, 교량은 복합재난 피해와는 거리가 있으며, 주차장과 농 경지의 경우 본 연구의 대상지역인 마린시티 내에 거의 포 함되지 않았다. 배수, 하천, 제방 등의 자료는 침수예상도 작 성시 고려된 항목들로서 평가에서 제외하였다. 따라서 최종 선택된 위험요소는 도로, 지하시설, 인도, 건물, 인구로 총 5 가지이다. 도로, 인도, 건물 자료는 연속수치지형도 자료, 인 구자료는 국토지리정보원의 100 m 격자 인구수 자료를 활용 하였다. 그리고 지하시설자료는 현장조사를 통해 직접 생산 하였다(Table 2).

수집된 자료들을 바탕으로 위험성 평가를 위한 격자체계 를 구축하기 위해 100 m, 50 m, 25 m 격자에 시범적으로 위험 성 평가를 수행하였다. 100 m 격자의 경우 침수심 자료가 3 m 격자간격인 것을 고려하면 크게 평활화(smoothing)되는 것을 확인하였다. 반면 25 m 격자의 경우 격자당 포함되는 위험요 소의 수가 적어 사회경제적 요소를 반영한 복합재난 위험성 평가의 변별력이 떨어지는 것으로 판단하였다. 또한 행정정 보의 격자체계 설정 및 공간정보화 기준(국토지리정보원 예 규 제 114호)과 변별력, 가시성, 효율성 등을 고려하여 50 m 격자에 표출하는 것이 적당하다고 판단하고 채택하였다. 채 택된 격자체계에 따라 수집된 공간자료들을 50 m 크기로 격 자화하였다.

2.3 위험성 평가

위험성 평가틀에 따라 복합재난 노출에 해당하는 침수심 자료에 대해, 민감도에 해당하는 위험요소를 분석하였다. 위 험요소 위험분석을 통해 상대평가 시 위험요소별로 기준이 매우 유동적이므로, 각 평가위험요소에 대한 절대 기준을 마련하고 그 기준에 맞게 평가하는 것이 필요하다. NOAA (National Oceanic and Atmospheric Administration)에서는 국가 기후 서비스를 통해 침수심에 대한 기준을 Fig. 5와 같이 나타 냈다. 빠르게 흐르는 물의 경우, 약 15 cm의 침수심에서 성인 이 쓰러질 수 있고, 약 30 cm에서 소형 자동차가 휩쓸릴 수 있 다. 그리고 약 45 ~ 60 cm 수심에서는 대형 SUV, 벤, 트럭이 휩 쓸릴 수 있다고 제시한 바 있다(National Weather Service, 2020).

본 연구에서는 위험성을 정량적으로 평가하고자 하는 목 적이 있어, 침수심에 따른 위험성의 단계를 나타낸 실험의 결과를 사용하였다. 국립재난안전연구원에서는 침수상황을 실물로 재현하여 침수 시 보행 대피능력 실증실험을 수행한 바 있다(NDMI, 2014). 침수심에 따른 대피 여부에 따라 성인 발목 약 17 cm에서는 대피가능, 정강이 약 35 cm에서는 보행 이 어려워 지지물을 이용한 대피가 가능, 무릎이상 약 45 cm 에서는 대피가 불가능하다고 결과를 제시하였다(Table 3). 이 실험결과를 인명피해가 가능한 위험요소인 인구, 건물, 인도 평가의 평가결과 등급구간 설정에 활용하였다.

침수 피해는 인명피해 외에도 차량침수피해를 야기한다. 삼성화재 부설 삼성교통안전문화연구소(Samsung Traffic Safety Research Institute, 2019)에서는 사고접수/처리 DB를 바탕으로 차량침수사고 발생 및 피해현황과 사고사례를 발표하였다. 엔진 흡입구가 낮은 차량일수록 운행 중 침수피해 위험성이 크며, 운행 중 차량 침수사고는 엔진 흡입구를 통한 빗물 유 입이 주된 원인으로 보고한 바 있다. 또한 보험개발원(Korea Insurance Development Institute, 2018)에서는 자동차의 에어클 리너가 설치되어 있는 높이보다 수위가 높으면, 에어클리너 를 통해 엔진으로 물이 유입되어 시동이 꺼져 피해의 주원인 으로 발표하였다. 이에 자동차 종별 에어클리너 설치 높이를 측정하여 보고하였다. 측정결과, 에어클리너 위치는 승용차 의 경우 약 54 ~ 57 cm, 1톤 트럭의 경우 약 26 ~ 31 cm, 2.5톤 트럭은 약 36 cm, 청소차는 약 100 cm, 덤프트럭은 약 135 cm, 트랙터는 약 52 cm이다(Table 4). 이 결과를 자동차의 대부분 을 차지하는 승용차의 에어클리너 설치 높이기준 약 54 cm 를 근거로 차량피해가 가능한 위험요소인 지하시설, 도로의 위험성 평가의 등급구간 설정에 활용하였다.

위험요소들에 대해 전술한 침수 실험 및 측정 결과를 근 거로 위험도 평가 기준을 설정하고 Table 5와 같이 4개 등급 으로 평가한다. 각각의 위험요소별 등급을 산정한 후 복합 재난 위험도를 산정하기 위해서 위험요소 등급을 종합하는 과정을 거친다. 평가에 고려되는 위험요소가 모두 동일한 중요도를 가지고 있다고 보기 어려우며, 상대적 중요도 차 이를 가지고 있다. 이런 위험요소 간 상대적 중요도 결정을 위하여 관련 전문가 41명을 대상으로 설문조사를 실시하였 다. 쌍대비교 분석방법인 AHP 분석을 수행하였다. 분석결과 위험요소의 중요도는 인구, 지하시설, 건물, 인도, 도로 순으 로 나타났다(Table 6).

위험요소별 평가결과는 위성사진 위에 격자에 등급별 색 깔로 나타낸 복합재난 위험지도로 작성한다(Fig. 6). 조수위 기관리표준매뉴얼(MOF, 2018)의 등급기준을 준용하여 관심, 주의, 경계, 위험 네 개 등급으로 산출하고, 각 등급은 Table 7과 같이 색을 달리하여 표출하여 한눈에 보기 쉽게 하였다.

3. 결과 및 고찰

위험요소별 평가결과에 가중치를 적용하여 복합재난 위 험성 평가등급을 산출하였다. 침수예상도 총 27개의 시나리 오 중 가장 극한 위험도 시나리오와 중간 위험도 시나리오, 그리고 상대적으로 가장 위험성이 작은 시나리오의 3개(현 재기준 해수면상승과 30년빈도 폭풍해일 및 확률강우, 2050 년 기준 해수면상승과 50년빈도 폭풍해일 및 확률강우, 2100 년 해수면상승과 100년빈도 폭풍해일 및 확률강우)에 대한 위험성 평가결과를 Fig. 7에 나타내었다.

시나리오별 위험성을 분석한 결과 가장 위험성이 낮다고 판단되는 해수면상승 현재 기준 30년빈도 폭풍해일 및 확률 강우 시나리오에서 관심등급 66 %, 주의등급 14 %, 경계 12 %, 위험등급 8 %로 나타나 평균등급은 1.6등급이다(Table 8).

중간 위험도 시나리오인 해수면상승 2050년 기준 50년빈 도 폭풍해일 및 확률강우 시나리오에서는 관심등급 53 %, 주 의등급 21 %, 경계 17 %, 위험등급 8 %로 나타나 평균등급은 1.8등급이었다. 주의등급과 경계등급 비율이 증가한 것을 볼 수 있는데, 이것은 동백역 부근 도로와 인도에서 침수가 발 생하여 관심등급에서 주의 및 경계등급으로 상승되었기 때 문으로 보인다.

해수면상승 2100년 기준 100년빈도 폭풍해일 및 확률강우 시나리오에서 관심등급 43 %, 주의등급 24 %, 경계 21 %, 위 험등급 11 %로 나타나 평균등급은 2.0등급이다. 주의, 경계, 위험등급 비율이 소폭 상승하였는데, 수영만 요트장 부근 해운대 해변로에 침수범위가 넓어졌고, 일부 경계등급이 위 험등급으로 한 단계 상승한 결과로 보인다.

시나리오 간 평균등급은 해수면 기준 현재에서 2050년, 2100년으로 갈수록, 그리고 폭풍해일 및 확률강우의 재현빈 도가 커짐에 따라 점진적 상승 경향을 보이고 있다.

본 연구에서는 피해대상을 사람과 자동차 두 가지로 정의 하고 피해대상별 위험기준을 설정하여 위험요소를 평가했 다. 위험요소중 인구와 인도, 그리고 건물의 경우 침수심을 이용한 사람 위험기준을 적용했지만 건물의 물적 피해는 대 변하지 못하는 한계가 있다. 또한 사람의 위험성은 침수심 뿐 아니라 유속에도 큰 영향을 받을 수 있는 것으로 판단되 어 이에 대한 추가 연구를 수행할 예정이다.

4. 요약 및 결론

본 연구에서는 외수 또는 내수에 의한 독자적인 분석에 국한된 연구에 한계를 파악하고 행정안전부의 내수와 외수 의 복합재난 침수예상도 최대 침수심 자료와 사회경제적 요 소 자료를 이용하여 복합재난 위험성 평가를 수행하였다. 위험요소를 인구, 지하시설, 건물, 도로, 인도 다섯 가지로 선정하여 위험요소별 절대 기준을 설정하여 절대평가를 수 행했다. 위험요소별 가중치를 적용하여 위험요소 간 가중평 균한 평가결과를 나타냈다. 평가결과는 4가지 등급으로 산 정하여 복합재난 위험성지도를 작성하여 위험정도를 한눈 에 보기 쉽도록 하였다.

복합재난 위험성지도를 기반으로 더욱 과학적인 엔지니 어링 기법의 바탕위에 사회적 안전망을 갖추어 시스템적 대 응체계를 한 단계 업그레이드가 가능할 것이며, 보다 체계 적이고 실질적인 복합재난에 대한 방재 연구의 활성화가 필 요하다. 추후 연구에서는 침수심 자료 뿐 아니라 침수유속 자료의 활용방안과 위험요소를 다각화하여 평가방법을 고 도화할 필요가 있다.