재해복구사업 분석·평가 재해발생 원인분석

재해복구사업 분석·평가 재해발생 원인분석

1. 재해발생 당시의 피해현황

- 재해발생 당시의 피해현황을 행정구역별, 피해시설별, 침수지구별로 구분하여 조사·분석 한다.

1. 현장조사 결과를 토대로 피해시설 및 침수지구의 현황을 파악할 수 있도록 종합현황도를 작성한다.
2. 피해시설에 대한 피해현황과 피해액 등을 상세히 기술한다.
3. 침수지구에 대한 침수면적, 침수심, 침수시간 등을 상세히 조사하여 재해발생 당시 침수피해현황을 파악할 수 있도록 한다. 특히, 하천제방 월류, 해일로 인한 피해, 우수관망 및 관로 시설규모의 부적정에 의한 피해 등 피해를 야기시킨 원인에 대해서는 상세한 현장조사 및 분석을 실시하여야 한다.
4. 피해시설 개소, 피해액, 복구액 등을 행정구역별, 유역단위별로 파악하여 피해가 집중된 지역을 파악하고 원인을 분석한다.

 

2. 재해 취약요인 분석

- 대상지역의 재해에 대한 취약 요인을 자연적, 사회적, 경제적 요인으로 구분하여 심도깊게 분석·정리한다.

1. 피해발생 지역(유역 및 침수지구 단위)의 지형, 지질, 위치 등의 자연적 요소에 의한 취약점을 분석한다.
2. 시설의 유지관리, 예방대책, 지자체의 투자 현황 등을 파악하여 사회적·경제적 요인 및 재해에 대한 취약요소를 분석한다.

 

3. 수문·수리학적 원인분석

1) 피해발생 당시의 수문·수리 특성

- 피해시설 및 지구에 대한 피해발생 당시의 수문·수리 특성을 조사하여 피해발생 원인을 분석하는데 활용한다.

(1) 피해발생 당시의 강우특성

• 기상특성
• 강우분포 특성(시간최대, 일 최대 강우량 등 지속시간별 강우특성 파악)
• 태풍 또는 호우의 이동경로
• 지역별 호우원인
• 방재성능목표 강우량

(2) 피해발생 당시의 수위특성

• 주요지점의 수위현황 및 특성
• 주요지점의 수위분석
• 피해발생지역의 흔적수위 분석

 

2) 수문·수리학적 원인분석

(1) 자료조사

■수문·수리학적 자료조사

- 수문·수리 해석에 필요한 자료 수집 및 조사

• 지형도, 토지이용도 등 각종 지도, 하천기본계획, 기타 해당 지역의 수문자료에 관련된 각종 보고서 조사
• 강우자료, 유량자료 등 유철해석에 필요한 자료 수집
• 주요 수리시설, 댐 및 저류지 현황, 유수지 및 배수펌프장 현황 등 조사
• 하천 단면 자료, 배수관망도 등 조사
• 내수재해발생지역은 기존 우수관망 및 하수도정비기본계획 등 자료조사

 

■ 재해발생 이력조사

- 과거에 발생했던 재해이력 조사

• 과거에 발생했던 재해이력을 조사(최소 10개년 이상, 최대 발생년도 포함)
• 과거 재해이력을 분석하여 피해지역에서 과거의 피해규모와 현재 피해규모 비교 분석
• 재해이력이 있는 경우 과거 피해원인이 제거되었는지를 파악하여, 현재의 피해지역 및 주요 시설이 과거의 피해현황과 유사한 피해가 반복되어 발생하였는지를 파악하여 대책 수립시 활용한다.
• 주요 풍수해 발생년도는 해당 연도별 기상특성 및 강우특성, 하천 주요수위 관측소 수위현황, 피해현황, 복구현황 등을 종합하여 작성한다.

 

(2) 현장조사

■ 피해원인 조사

- 현장조사를 통한 피해원인 확인

• 피해 및 복구지구(하천시설, 배수시설, 도로 및 교량, 해안시설, 사면 및 산사태, 기타 소규모시설)에 대한 상세한 현장조사 실시를 통한 피해원인 파악
• 내수침수, 외수침수, 토석류, 시설규모 적정성 등 재해의 원인 기술
• 하천제방의 취약, 배수시스템 불량, 지형학적 특성 등 원인 파악
• 도로 및 교량시설의 설계기준 준용 여부 파악
• 재해대장상 피해사진, 피해원이느 복구현황 등을 파악

 

■ 피해규모 확인

- 현장조사를 통한 피해규모 확인

• 피해 및 복구지구(하천시설, 배수시설, 도로 및 교량, 해안시설, 사면 및 산사태, 기타 소규모 시설)에 대한 상세한 현장조사 실시를 통한 피해규모 파악
• 침수흔적, 피해범위 등을 파악하여 기술
• 재해대장상 피해사진, 피해규모, 복구현황 등을 파악

 

■ 주민의견 조사

- 피해원인에 대한 주민의견 조사

• 피해 및 복구지구(하천시설, 배수시설, 도로및 교량, 해안시설, 사면 및 산사태, 기타 소규모 시설)에 대한 주민탐문조사 실시를 통한 피해원인 파악
• 피해지역의 주민의견을 조사하여 피해상황 및 피해원인, 문제점, 개선사항, 기타 재해저감을 위한 시설계획 등 요구사항 등 정리

 

(3) 수문분석

■ 강우해석

- 강우 빈도해석 및 방재성능목표 강우량 검토

• 자료구축 : 관측소의 일관성, 강우사상의 독립성, 극치자료 계열의 추출
• 빈도해석 및 최적 확률분포형 선정
• 지점강우량의 표시 및 이용 : 강우강도-지속기간-빈도 공식, 강우강도-지속기간-재현기간 곡선, 확률강우량도 이용
• 지역별로 설정·공포한 방재성능목표 강우량 확인
• "확률강우량도 개선 및 보완연구(2011, 국토해양부)"의 연구결과와 확인
• 강우해석결과는 해당 지자체의 각종 관련계획(하천, 하수도, 댐, 우수저류지, 기타 시설계획)에서 분석한 결과와 비교하여 최적안 선정

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■ 유출량 산정

① 유역 및 하천의 특성

- 유역특성 인자조사

• 유역별로 유역면적, 유로연장, 유역평균경사, 유역의 방향성, 유역표고 등 조사

- 유역형상 조사

• 유역 전반에 걸쳐 유출에 영향을 미치는 유역의 형상과 수계비치 조사

- 하천 및 배수분구 특성 인자조사

• 하천의 기하학적 특성을 나타내는 인자인 유역면적, 유로연장, 하폭, 하상경사, 하천밀도, 하상계수 등을 조사 분석
• 내수침수피해지역의 배수구역, 우수관망 현황, 관로규모, 관로연장, 관로경사, 배수펌프장 시설규모 등을 조사 분석

- 하천지형 형태조사

• 해당 유역내의 하천을 유년기, 장년기, 노년기로 구분 조사함으로써 수계 전체의 지질학적 발달과정 조사

- 유역 토질분석

• 조사 대상유역의 토질이 어떤 상태인가를 조사 분석하여 유역내의 침투량과 손실량을 추정하고 유출량이나 홍수량 등에 대한 전반적인 경향 판단에 사용

유역 토양분석

• 조사 대상 유역의 토양을 구분하여 유역내의 유출률, 침투율, 배수상태 등에 대한 영향을 분석함으로써 유역내의 유출상황을 판단하는데 사용

토지이용도 조사

• 유역내 토지의 용도별 면적 구성비를 조사하고, 투수면적과 불투수면적을 조사 분석함으로써 유출에 미치는 영향 판단

- 수계 및 배수체계 조사

• 유역내의 유로에 대한 상태와 배수계통, 단면형태, 조도계수, 하천환경 등에 대한 조사 분석으로 수계에 대한 전반적인 소통능력 정도를 판단하기 위한 자료 제공

- 주요 시설조사

• 유역내의 건물, 공장, 도로, 유수지, 댐, 교량 등에 대한 시설의 유무 및 밀집도 등을 제시하여 유출에  영향을 미치는 정도 판단

인문 자료조사

• 유역내의 가구수, 인구, 작업실태 등을 조사하여 재해취약인구 현황 파악

 

② 도달시간 및 지체시간 결정

- 도달시간 또는 집중시간 결정

• 하도흐름이 지배적인 유역 : 평균유속공식(Manning, Chezy 공식) 이용
• 지표면 흐름이 지배적인 유역 : Kraven, Rziha, SCS Lag Eq. 공식 이용
• 하도와 지표면 흐름이 복합된 유역 : Kirpich, McCuen, Eagleson 공식 이용
• 그 외 Kirpich, Kirby 공식 등 이용

- 지체시간 결정

• Snyder, Linsley, Clark, Eagleson, SCS 공식 등 이용

 

③ 설계강우의 지속시간

- 평가 대상유역 크기, 강우 지속기간 및 특성, 홍수유출 형태, 그리고 계획대상 시설의 종류 등을 명확히 고려하여 결정

• I-D-F Curve, 도달시간, 임계지속시간 등을 고려하여 선정

 

④ 설계강우의 시간적 분포

- 설계지역의 과거 강우자료로부터 강우 지속기간 동안 발생한 총 강우량의 시간적 분포형을 통계학적으로 분석하여 그 지역에 적합한 시간분포 모형을 만든 후 설계조간에 따라 결정

• 설계강우의 시간적 분포는 해당 지역의 강우특성을 고려하여 적정한 공식을 이용하여 분포시키며, 다음의 분포형을 참고할 수 있다.
• 강우의 시간분포를 임의로 배열하는 것으로 일 최대우량을 모노노베 공식에 대입하여 총 강우량을 최대 강우강도가 발생하는 위치에 따라 전방위형, 중앙집중형, 후방위형으로 나누고 시간별로 분포시키는 방법
• 강우의 시간분포를 강우강도-지속기간-재현기간 관계를 이용하여 수학적으로 모형화 하는 방법(Keifer & Chu)
• 실측 강우량을 시간대별 누가곡선을 작성하여 이용하는 방법(Huff의 4분위법)
• 호주 시드니 지방에 대한 강우의 시간분포를 평균이동법을 이용하여 분석하여 제시한 방법(Pilgrim과 Cordery)

 

⑤ 강우-유출 모형

- 일반적으로 유출량 산정은 수위관측소 및 유량관측소(댐 방류량 포함)를 이용하나, 관측시설이 없는 경우는 단위도법, 경험식 등을 이용하여 산정할 수 있음

• 합리식(rational formula)
• 합성단위유량도법 : Snyder, SCS, Nakayasu
• 유역 홍수추적법 : Nash, Clark
• 산지종합유출모형 : KINEROS, SWRRB
• 도시유출모형 : RRL, ILLUDAS, SWMM, XP-SWMM, CHICAGO

 

■ 홍수위 계산

- 일반적으로 하천 홍수위 계산은 1차원 부등류 모형을 이용하고, 우수관로내 홍수위 계산은 등류를 이용하나, 최근 도시유역 관망해석, 침수분석 등은 부정류 모형을 이용하므로 지역여건에 따라 적정 모형을 선정하여 활용

• 표준축차법에 의한 1차원 부등류 모형(HEC-1, HEC-RAS 등)
• 1차원 부정류 모형 XP-SWMM, MIKE-11 등

 

(4) 재해발생 원인분석 결과 종합검토

- 복구사업이 완료된 지역, 시설물에 대한 공학적 분석·평가를 통하여 재해발생 원인을 수계, 유역, 배수구역단위로 구분, 종합하여 제시한다.

• 복구사업이 완료된 지역, 시설물에 대해서는 재해유형별(하천, 내수, 사면 및 산사태, 토사재해, 기타 소규모시설 재해)로 공학적 분석·평가를 실시하여 재해발생 원인을 수계, 유역, 배수구역 단위로 구분·종합 제시한다.
• 재해발생원인은 복구사업에 대한 평가 및 잔존위험지구 개선대책 수립의 근거 자료가 될 수 있으므로 일목요연하게 제시하여야 한다.

 

출처 : 재해복구사업 분석평가 매뉴얼(2013.03)