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      • 해안개발사업에 따른 해안침식 영향 저감방안 연구

        조광우,맹준호,주용준,신현화,김규한 한국환경정책평가연구원 2006 한국환경정책평가연구원 연구보고서 Vol.- No.RE-21

        본 연구에서는 해안침식을 유발할 수 있는 개발사업에 대하여 합리적인 영향평가와 저감방안을 마련하기 위하여 해안침식을 유발할 수 있는 개발사업의 유형을 조사하고, 이들 사업유형에 대한 환경영향평가 및 저감방안에 조사하였다. 본 연구는 해수의 유동에 따라 매우 역동적으로 변화하며, 현재 해안침식이 문제점으로 대두되고 있는 모래 및 자갈해안에 대하여 주안점을 두었다. 본 연구에서는 해안침식 관련사업의 환경영향평가를 효율적으로 수행하기 위해서 침식을 유발할 수 있는 요소, 침식 요소별 현황조사, 영향예측, 저감방안 및 사후모니터링 방안을 조사분석 제시하였다. 특히 환경영향평가 대상사업 중 해안침식과 가장 관련이 많은 항만 및 어항개발사업에 대해서는 구체적인 현황조사, 수리 및 수치모형실험 방법, 사후모니터링 방안을 제공하였다. 환경영향평가 시 해안침식과 관련된 환경목표설정은 기본적으로 개발사업으로 인한 해안침식이 발생하지 않도록 수립하여야 한다. 이러한 목표달성을 위한 방안에는 그 속성에 따라 일차적인 저감방안과 이차적인 저감방안으로 분류할 수 있다. 일차적 저감방안은 사업계획의 구성 즉 규모, 배치, 공법 등의 조정 및 선정을 통하여 해안침식 영향을 최소화하는 방안이며, 이차적 저감방안은 해안침식을 보수, 복원, 유지할 수 있는 계획을 의미한다. 해안침식과 관련하여 사후모니터링은 현재 해안침식에 과학적인 예측 능력의 신뢰도를 고려하면 환경영향평가의 매우 중요한 부분으로 고려되어야 한다. 사후모니터링을 통하여 환경영향평가 시 예측된 예측결과 확인, 피해 우려지역의 관리, 저감대책의 저감효과 확인, 예상하지 못한 상황에 대한 대책을 마련하여야 한다. 해안개발사업과 관련하여 해안침식 환경영향평가 수행 시 우선 고려하여야 할 사항은 해안침식 문제를 진화하는 분야로 다루어야 하는 점이다. 이것은 저감방안 뿐만 아니라 현황조사, 영향예측 및 사후모니터링 공히 해당된다. 현재까지 해안침식에 관련한 정보는 비교적 높은 불확실성을 내포하고 있다. 이러한 문제점으로 인하여 새로운 지식이나 정보를 항상 고려하여야 하며, 어떤 경우에는 경험적 정보가 이론 또는 수치적 정보보다 우선적으로 검토하여야 한다. We investigated the effective methodology in the Environmental Impact Assessment (EIA) of coastal erosion due to a variety of coastal developments. The study focuses mainly on the sand and pebble beaches which are very active to coastal processes and attract social attention. Firstly, the coastal erosion types are classified to guide effective EIA in the coastal development. Then EIA processes for each type are provided such as field survey, impact assessment. mitigation options, and monitoring. For the developments such as port and harbour which are known to cause coastal erosion, specific field survey, numerical & hydraulic model experiment, impact assessment, and monitoring are provided. Basically, the environmental objective of the coastal erosion by a certain development project should be erosion-free. The objective can be firstly achieved in terms of primary mitigation options such location, scale, arrangement, erosion-friendly method of construction, and so on, In addition the secondary option to maintain, repair, and restore can be used such as soft option such as beach nourishment and hard on such as groin. Because of the uncertainty on the scientific knowledge of coastal erosion, the monitoring after construction should be importantly treated. Through monitoring, we have to compare the EIA assessment, to manage the eroded area, to identify the effect of mitigation option, and to treat with unexpected situation. In addition to monitoring, the scientific uncertainty in the coastal erosion field ask us to deal the coastal erosion field with evolving one, which includes all EIA processes of coastal erosion such as field survey, impact assessment, and monitoring as well as mitigation measures. The scientific uncertainty requires new information and method for coastal erosion. The empirical information can be preferred to numerical one under circumstances.

      • 국가 리스크 관리를 위한 기후변화 적응역량 구축,평가 : 기후변화에 따른 국가 리스크 정량화 연구(2) -연안시스템을 중심으로

        조광우,신성원,이화영,이해미,박주형,정선희,( Yong Hoon Kim ),( Honghai Li ),신승식,정태성,강태순 한국환경정책평가연구원 2015 사업보고서 Vol.2015 No.-

        본 연구는 최근 국제사회의 리스크 기반 기후변화 적응 프레임에 대처하고 “미래 기후변화의 높은 불확실성 하에서의 정책결정”의 속성을 가지는 기후변화 적응대책 수립의 과학적이고 정량적 기반 구축을 통한 국내외 기후변화 취약성 평가 및 적응대책 수립의 활성화를 목적으로 하며, 2차년도(2015년)에는 기후변화 리스크의 정량적 평가를 위한 기후변화 확률함수 분석ㆍ선정, 수치모델을 통한 기후변화 영향함수 산출, 피해 및 리스크 함수를 산출하였다. 미래 기후변화 시나리오는 온실가스 배출시나리오 및 기후모델에 의한 불확실성이 높게 존재하고, 기후요소 중 해양 기후변화는 이들 요소에 해양 내부시스템에 대한 불확실성이 중첩되며, 해수면 상승의 경우 해수면 상승 잠재력이 가장 큰 빙상역학불확실성이 매우 큰 상태이다. 이로 인하여 IPCC AR5(IPCC, 2013)는 66%의 확률범위인“Likely” 범위의 중간신뢰도에 대해서만 그 결과를 제시하고 있다. 본 연구에서는 정량적이고 전체 확률범위를 제시하고 있는 Jevrejeva et al.(2014)의 RCP 8.5 시나리오를 리스크 평가 시나리오로 선정하였다. 동 시나리오에 의한 95% 상한값은 1.8m로서 기존기여성분별 상한치 합인 1.9m에 근접하며 주요 국가의 상한시나리오를 모두 포함하고 있다. 영향함수 도출은 미국 공병단에서 개발하여 운용 중인 Coastal Modeling System(CMS)모델을 이용하였다. 대상 해역은 2003년 태풍 매미로 인해 큰 피해를 입은 마산만으로 선정하였으며, 해수면 상승과 100년 빈도 태풍 발생에 따른 영향을 평가하기 위한 시나리오를 수립하고 시나리오별 침수.범람역을 산출하였다. 영향함수 도출에 앞서 CMS 모델을이용한 태풍 매미 재현을 통해 마산만 해역 일대의 조위와 파랑의 재현성을 평가하는 등 결과의 신뢰성 확보를 위해 노력하였다. 시나리오별 CMS 모델 결과를 보면, 해수면상승이 고려되지 않은 현 상황에서 100년 빈도 태풍에 의한 평균침수심은 1.7m, 침수면적은 7.82㎢로 평가되었다. 0~2m까지 해수면 상승을 고려한 경우, 침수심과 침수면적은 선형적으로 증가되어 해수면이 2m 상승한 상황에서 평균 침수심은 3.0m로 분석되었으며, 마산의 10.17㎢ 일대가 침수될 가능성이 있는 것으로 평가되었다. 해수면 상승 및 100년 빈도 태풍 시나리오에 따른 피해함수 평가를 위해 국내외 침수피해 추정방법을 조사하고 주요 국가별 침수피해액 산정 방법론을 조사하였다. 조사된 대부분의 침수에 의한 피해 평가는 손실함수(Damage Function)로 불리는 침수심-피해곡선을 이용하는 방법이 사용되고 있으며, 이를 통해 침수심별 피해액을 추정하고 있다. 침수범람에 대한 대표적 피해 평가 방법론으로 미국 연방위기관리청(Federal EmergencyManagement Agency, FEMA)과 국립건물과학연구소(National Institute of BuildingSciences, NIBS)가 개발한 HAZUS-MH(HAZard US Multi-Hazard) 모델, 해수면 상승시나리오에 따른 피해액을 평가한 Quinn et al.(2013) 연구, 그리고 우리나라 홍수피해 정량화에 적용된 바 있는 다차원 홍수피해 산정기법(Multi-Dimensional Flood DamageAnalysis, MD-FDA)에 대해 검토하였다. 이들 평가 방법 중 우리나라 실정에 부합하고 적용 사례가 있는 다차원 홍수피해 산정법을 마산 해역에 적용하여 해수면 상승 시나리오 및 100년 빈도 태풍에 대한 피해액을 산정하였다. 마산만 일대는 해수면 상승을 고려하지않고, 태풍 매미 규모의 태풍 내습만 반영한 경우에도 침수 면적이 7.82㎢로 예상되며, 이에 따른 예상 침수 가구는 주택 1,952호, 아파트 116동, 기타(업체 수) 3,669개소이고 예상 이재민수는 7,561명으로 분석되었다. 해수면 상승에 따른 침수지역 현황은 0.1m간격으로 0에서 2m 상승 시까지 분석되었으며, SLR 2.0m 상승 시(10.17㎢) 주택 3,037호, 아파트 144동, 기타(업체 수) 4,527개소, 예상 이재민수 11,171명으로 나타났다. 이에 대한 자산가치는 시나리오별로 SLR 0.0∼2.0m에 4조 9,953억 원∼6조 1,471억 원으로 평가되었고, 다차원 홍수피해 산정방법에 따른 피해액은 해수면 상승 시나리오 SLR 0.0~2.0m별로 3조 5,828억 원∼5조 6,763억 원으로 평가되었다. 기존 100년 빈도 태풍 및 해수면 시나리오에 의하여 산출된 우리나라 사례지역의 리스크함수는 기존 선진국의 리스크 함수와는 달리 기후확률함수와 유사한 형태로 나타났다. 사례지역은 미래의 기후변화가 아닌 현재의 이상기후에 의해서도 매우 높은 취약성을 나타내고 있으며 기후변화로 그 취약성이 누적될 것으로 전망되었다. 더불어 기후변화에 따른 취약성 전파가 크게 일어나지 않고 연안역 저지대에 피해가 집중되고 있는 점은과거부터 진행되어 온 연안 매립지 조성과 밀접한 관계가 있는 것으로 분석되었다. 본연구의 리스크 평가는 태풍에 대한 미래 시나리오 확률함수 선정을 통한 리스크 평가 확대 및 우리나라 연안시스템에 대한 추가 리스크 평가를 통하여 우리나라 연안시스템의 취약특성을 파악하고 적응 방향을 정량적으로 제시하는 추가적이고 지속적인 연구가 수행되어야 한다. 본 연구의 예비 취약성에 대한 적응정책 방향과 관련하여 기존의 해안 자연시스템을 훼손하는 방어(Protection) 및 공격(Attack) 전략을 유지할 것인가, 가속되는 기후변화의 최적적응 선택으로 제시되는 변형(Transformation)을 통한 자연시스템의 보전 및 복원과 인간시스템 이주 및 순응 등의 혼합 전략을 통한 새로운 해안을 창조할 것인가에 대한논의와 연구도 미래 국가 적응전략과 연계하여 동시에 수행되어야 할 것으로 판단된다. 본 연구의 리스크 평가는 다양한 불확실성을 내포하고 있다. 이들 불확실성에는 기후시나리오(특히 빙상역학), 지형자료(DEM 등), 범람 모델, 사회ㆍ경제 자료(주거, 상가, 공장, 공공시설, 인프라 등), 피해평가 방법론 및 계수 등을 포함하며, 기후변화 정책결정의 반복적 특성과 병행하여 새로운 정보 및 자료를 통한 지속적이고 반복적인 평가가 필요하다. We have quantified the risk of changes in the coastal system due to future climate change by multiplying the probability density function(PDF) of the IPCC(Intergovernmental Panel on Climate Change) RCP(Representative Concentration Pathway) climate change scenario with a pdf ensemble modeling of inundation and its consequence to provide robust and scientific basis for adaptation policy in Korea. The probability density function adopted here is Jevrejeva et al.(2014) with a range of 95% probability of sea level rise up to 1.8m, the Coastal Modeling System(CMS) of the US Army Corps Engineers was used for inundation quantification with an increment of 1cm sea level rise by setting Masan Bay that had been seriously affected by Typhoon Maemi(2003) as the target area, and the Multi-Dimensional Flood Damage Analysis was used to estimate the cost of inundation damage as the consequence component of risk assessment. The preliminary results show inundation and its damages to coastal human system are considerable. Calculated risk function reproduced the probability density function of climate change very closely, which reveals that the coastal system is quite vulnerable to current extremes such as Typhoon, and the vulnerability will be increased with future climate change. We have also found that the high vulnerability in the coastal system is closely correlated with reclamation areas. These characteristics could imply high vulnerability of many man-made coastal systems in Korea considering that a massive area has been reclaimed in the past. The risk quantification framework of the study can be applied in the future to other coastal systems with new information, methodology, dataset and others.

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