웹과 앱으로 홍수 피해 예방한다
-국가 홍수관리 시스템 구축
"국가 홍수관리시스템을 활용하면 홍수 발생 시보다 신속하게 대처할 수 있고, 누구나 쉽게 홍수 관련 정보를 얻을 수 있다"
[연구자 레터]
홍수 피해 예방을 위한 돌발홍수예보시스템 구축과 실제 적용의 중요성은 국가기관이 더 절실히 느끼고 있는 부분이다.
하지만 기존 시스템은 예측 강우의 정확도나 국내 유역 환경에 적합한 핵심기술 확보가 부족한 것이 현실이다.
본 연구는 미국 AHPS 시스템을 참고로 하여 우리나라 실정에 맞는 K-AHPS 시스템 및 돌발홍수예보시스템을 개발하는 데 성공했다.
국가 홍수관리시스템을 통해 기상, 유역, 하천홍수, 침수위험 등에 대한 정보를 실시간으로 제공하며 사용자는 접근이 용이한 웹과 앱을 통해 정보를 확인할 수 있다. 이 웹과 앱이 확대되면 홍수로 발생하는 피해를 크게 줄일 수 있다고 확신한다.
해마다 국내외 홍수 피해를 보도하는 뉴스가 쏟아져 나온다. 피해를 막기 위해 곳곳에 댐과 같은 구조물을 건설했지만, 여전히 홍수에 취약한 지역이 많다.
국립기상연구소는 서울지역의 미래 홍수취약도 평가 결과 2030년에 서울의 홍수 취약도가 2012년보다 5% 증가할 것이라고 내다봤다.
올해 기준으로 분석한 서울의 홍수 취약도 지수 역시 매우 높다. 홍수 취약도 지수는 하루 350mm 정도의 집중호우 상황에서 예상되는 피해금액과 재해복구 속도를 결정하는 각 지역의 총자산을 고려해 해당 지역이 홍수에 얼마나 취약한지를 수치화한 것이다.
지수가 1이면 홍수가 발생하더라도 비교적 피해가 작고 복구도 쉽다는 것을 의미한다.
구로구와 금천구, 성북구는 2012년 기준 홍수 취약도 지수가 약 110으로 홍수에 매우 취약한 지역임이 확인됐다.
이렇듯 서울에도 홍수 피해에 취약한 지역이 많다. 특히 도심에는 토지 활용에 제한이 있기 때문에 홍수 피해를 방지하는 구조물 건설이 어렵다.
따라서 사전에 홍수를 예측하는 것이 가장 효과적인 피해 방지법이다.
집중호우로 인해 서울 한강대교 아래 자전거 도로가 물에 완전히 잠긴 모습
국가 홍수관리시스템 개발
국내 홍수 시스템에 관한 연구는 산학연 전문가를 중심으로 수행 중이다.
수해로 인한 피해를 최소화하기 위한 시범사업 추진과 필요한 시스템이 시범적으로 구축되고 있다.
국립방재연구소에서는 서울 광진구를 대상으로 과거 홍수 발생시 수집한 데이터를 중심으로 홍수정보관리시스템을 설계해 시범 구축했다.
한국수자원공사에서는 우리나라 홍수위험지도를 구축하기 위해 미국과 일본의 구축 사례를 연구하기도 했다.
아울러 모형의 개발을 지원하기 위한 지리정보시스템 데이터베이스 구축 방법 및 관련 자료를 표준화하였다.
이렇듯 국가기관을 비롯해 민간 홍수방재 전문가들 모두 홍수피해 예방을 위한 돌발홍수예보시스템의 필요성을 절실히 느끼고 있다.
그렇지만 국내 유역 환경 파악이나 강우의 정확도 분석의 어려움이 많아 사실상 실제 적용 가능한 시스템이 없었다.
이에 미국 AHPS 시스템을 참고로 국내 실정에 적합하게 지역특성과 재해특성을 고려한 국가 홍수관리시스템을 개발하였다.
시스템을 통해 수집된 정보는 인터넷 웹 페이지와 스마트기기 앱을 통해 실시간으로 사용자에게 전달된다.
국가 홍수관리시스템은 실시간 홍수예측시스템 개발과 돌발홍수예보시스템 개발로 이루어져 있다.
실시간 홍수예측 정보 제공을 위하여 GIS 기반의 데이터베이스를 먼저 구축하였고 홍수정보관리시스템에 관련된 홍수재해제보, 하천수위조회, 댐상황조회 등의 메뉴로 구성된 애플리케이션을 개발하는 데 성공했다.
홍수재해제보 애플리케이션은 현장의 홍수재해 등 각종 재해 사진을 신속하게 제보할 수 있으며 스마트폰으로 사진과 문자를 전송하면 서버는 보낸 위치를 자동으로 수신해 표시한다.
따라서 홍수재해제보 메뉴에 들어가 사진과 메시지를 업로드하면 사진, 위치 및 문자가 서버에 기록된다. 검색 메뉴를 누르면 지도 검색이 가능하고 침수도 on/off 버튼을 누르면 과거 침수 기록이 있는 위치를 모두 확인할 수 있다.
K-AHPS 시스템 프로토타입의 실행 화면
단시간 내에 돌발적으로 발생하는 홍수를 예보하기 위해 돌발홍수예보시스템도 개발하였다.
돌발홍수 예보 프로그램 개발의 핵심 기술은 연속형 강우-유출 모형 개발이다.
연속형 강우-유출 모형은 하천유량과 토양수분을 연속적으로 모의할 수 있는 장점이 있으나, 중대유역 기반으로 수문성분이 산정돼 소규모 유역은 돌발홍수를 평가하는 데 한계가 있다. 따라서 본 연구에서는 네스팅 기법을 통해 프로그램을 개발하였고, 그 결과 물리적 기반의 돌발홍수예측이 가능해졌다.
돌발홍수예측을 이용하여 실시간 하천유량예측시스템을 구축하였으며 이 시스템을 통해 하천유량이 급격히 늘어나서 생기는 사고와 하천 범람에 대하여 대비할 수 있다.
실시간 하천유량예측시스템 실행 화면
홍수정보관리시스템 애플리케이션 실행 화면
앱만 받으면 누구나 홍수 정보를 볼 수 있다
스마트기기로 홍수정보관리시스템 애플리케이션을 받으면 누구나 홍수 관련 정보를 볼 수 있다.
홍수 발생 시에 취약 지역에 사는 일반인 또는 홍수시스템 담당자 등은 실시간으로 관련 정보를 얻어 피해를 줄일 수 있는 대처 방안을 계획하고 신속하게 실행할 수 있다.
앱에는 위에서 언급한 홍수재해제보, 하천수위조회, 댐상황조회 등의 정보뿐 아니라 기상청, 홍수통제소, 수자원공사에서 제공하는 호우 및 태풍 발생 시 레이더 자료, 수문 자료, 실시간 댐 수위 영상 등을 함께 확인할 수 있다. 홍수관리시스템이 앞으로 지속적으로 발전해 정착되면 국내 홍수 관련 데이터베이스 구축이 가능하다.
이런 정보를 활용해 재난대책을 세우는 데 적용한다면 과학적이고 체계적인 정책을 시행할 수 있을 것이다. 또한, 앱을 통해 평소에는 주민에게 홍수의 위험을 일깨우고 피해 방지법 등을 알리는 창구로도 활용 가능해 재난을 대비하는 사회적 인식을 바꿀 수 있는 계기가 될 수 있을 것이다.
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