배수개선을 위한 임의지속시간 최대강우량의 시·공간적 변화 분석 = Analysis of Temporal and Spatial Variation of Unfixed Duration Maximum Rainfall for Drainage Improvement Project

국문 초록 (Abstract)

배수개선사업에서는 홍수량 산정을 위해서 임의지속시간 24시간, 48시간 강우량을 대상으로 설계 빈도년에 해당하는 확률강우량을 산정하고 있다. 하지만 과거 데이터에 의한 확률강우량 산정은 사업 완료 후 있을 수 있는 기후변화에 의한 강우량 증가를 대변하지 못하는 실정이다. 이러한 이유로 배수개선사업이 기후변화에 대해 지속적으로 대처하기 어려운 실정이다.
본 연구에서는 배수개선 설계에서 기준으로 하고 있는 임의지속시간 24시간, 48시간 강우량을 시간적, 공간적으로 어떻게 변화하고 있는지를 분석하고 경향성을 파악하는데 목적이 있다. 강우량의 변화를 살펴보기 위해 전국 기상청 72개 소의 강우량을 대상으로 하였다. 설계홍수량 산정에 이용되는 극치 계열의 연최대치계열을 사용하였으며, 배수로 설계에 활용되는 임의지속시간 24시간 강우량과 배수장 설계 및 침수분석에 적용되는 48시간 강우량을 추출하였다. 각 관측소의 강우량의 크기는 다 다르기 때문에 공통된 기준에서의 변화 분석에 어려움이 있다. 그래서 표준화기법(Z-score법)을 적용하여 각 관측소의 강우를 같은 기준의 값으로 표준화하고 변화 분석을 실시하였다. 전국 기상관측소의 표준화된 값을 활용하여 1961년부터 2017년까지의 시간적 변화 양상을 도출하였다. 또한, 각 관측소별 변화 양상을 통해 공간적 변화 양상을 도출하고 관측소 간의 미계측 구간에 대한 변화는 IDW방법으로 보간하였다. 도출 결과 시간적으로 강우 관측을 시작한 1961년부터 2017년까지 임의지속시간 24시간 최대강우량과 48시간 최대강우량 모두 증가 추세를 보이고 있음을 확인할 수 있었다. 공간적으로는 경기북부, 호남 서남해안, 제주 서부, 강원 남동부를 제외한 대부분의 지역이 증가 경향임을 확인할 수 있었다. 충청 서부 지역은 임의지속시간 48시간 최대강우량에서 증가경향이긴 하나 아주 낮은 수준을 보이나, 24시간 최대강우량의 경우 감소경향이 나타나고 있다. 상승 경향이 큰 지역을 보면 기후변화와 여름철 남동풍의 영향으로 소백산맥, 한라산, 차령산맥 등 높은 산의 남동쪽에서 증가 경향이 크게 나타나고 있는 것으로 판단된다.
기후변화로 인해 극한 강우가 시·공간적으로 증가하고 있음을 확인할 수 있었다. 시간적으로는 최근에 평년 수준을 상회하는 극한 강우의 발생 강도가 커지고 있음을 확인할 수 있었고, 공간적으로도 대부분의 지역에서 커지고 있음을 확인할 수 있었다. 이는 배수개선사업에 있어서 과거 완료된 지구가 극한 강우의 증가 경향을 따라갈 수 없는 취약성이 있음을 보여주고 있으며, 향후에도 배수개선사업 후에 침수를 유발하는 극한 강우가 더 잦은 빈도로 발생할 수 있음을 보여준다. 즉, 배수개선사업의 취약성을 이 연구를 통해 파악할 수 있으며, 향후 배수개선사업을 진행하는데 있어서 극한 강우의 증가 경향을 반영한 사업 추진에 활용될 수 있을 것이다. 또한, 지역별로 배수개선사업을 시행할 때 상승경향이 큰 지역의 경우에는 배수개선 설계 단계부터 홍수량 산정에 면밀한 검토가 이루어져야할 것이다.