농업용 저수지의 신뢰성 기반 홍수 위험도 평가 기법 개발 및 기후변화 적용

Abstract

농촌유역의 수문순환 해석은 탄력적인 물관리와 지속가능한 수자원확보를 실현하기 위해 필수적이다. 전 세계적으로 기후변화가 발생함에 따라 기상재해가 현저히 증가하고 있으며 농촌유역의 수문순환은 이러한 영향을 받으며 변화하고 있다. 기상재해의 발생빈도와 경향을 살펴보면 호우로 인한 재해가 가장 큰 비중을 차지하였으며 이 중 홍수와 관련된 재해가 뚜렷한 증가 경향을 나타내고 있다. 현재 농업용 저수지의 설계기준은 확정론적 방법에 근거하여 산정된다. 수문순환 여건변화에 대응하기 위해 농업용 저수지의 유지관리를 수행하여 설계수명을 연장하고 있지만 최근 급증하는 이상기후에 대응하기에는 한계가 있다. 본 연구에서는 농촌유역 수문순환 환경변화에 탄력적으로 대응하기 위해 리샘플링 기법으로 설계변수의 변동성을 분석하여 농업용 저수지의 설계홍수량 설계 기준 개선 방안을 제시하였다. 또한 신뢰성 기반의 홍수 위험도 해석 기법을 개발하여 농촌유역의 잠재적·현재적 홍수 위험을 분석하고 농촌유역의 홍수 관리를 위한 새로운 패러다임의 적용성을 평가하였다. 농업용 저수지의 설계홍수량 설계 기준 개선 방안은 확률강우량, 유입 설계홍수량, 물넘이 설계홍수량에 대해 부트스트랩 추론을 시행하여 평가하였다. 신뢰성 기반 홍수 위험도 해석 기법은 농업용 저수지의 홍수 위험도를 5개 등급으로 구분한 평가 기준을 설정하고 홍수 위험도 곡선 특성을 분석하여 미래 홍수 위험을 평가하였다. 본 연구의 결과는 농업용 저수지의 설계홍수량 설계 기준 개선 방안을 제공하는 데 있어 설계변수의 통계적 특성을 고려하는 신뢰구간의 개념으로 대체하는 이론적 근거를 마련할 수 있다. 신뢰성 해석을 적용한 기법은 저수지로부터 발생할 수 있는 홍수 위험도를 정량적으로 산정하여 농촌유역 홍수 관리 기준을 설정하는 데 기여할 수 있다. 홍수 위험도에 대한 확률론적 해석은 농촌유역에서 발현할 수 있는 홍수 위험도를 단일평가지표로 나타내어 전체적인 홍수 관리 대책을 수립할 수 있는 방법을 제시할 수 있다. 또한 미래 농촌유역의 홍수 위험도를 예측하여 대응 대책을 실행할 지역의 우선순위를 결정할 수 있으며 종합적인 홍수 위험도를 평가할 수 있다. 신뢰성 기반 홍수 위험도 해석은 기후변화에 대응한 농촌유역의 구조적, 비구조적인 대책을 수립하는 데 필요한 평가 기준으로 활용할 수 있을 것으로 사료된다.