Bayesian Network를 이용한 해수면 상승에 따른 잠재적 침수위험 평가 (Risk Assessment of Potential Inundation Due to Sea Level Rise Using Bayesian Network)

서지정보

· 발행기관 : 대한국토·도시계획학회
· 수록지 정보 : 국토계획 / 49권 / 2호 / 347 ~ 358페이지
· 저자명 : 박상진, 이동근, 성선용, 정태용

초록

전 세계적으로 가장 크게 부각 되고 있는 환경이슈는 단연 기후변화이다. 기후변화로 인해 최근 몇 년간 자연생태계 및 사회시스템은 부정적인 방향으로 급변하기 시작하였고 특히 해수의 온도가 상승하면서 극지방의 빙하가 녹고 해수열팽창이 일어나면서 (Dasgupta et al, 2011) 해수면이 상승하는 현상이 과거 수 십 년간 지속되어 오고 있다. IPCC 4차 보고서에서는 해수면이 2100년까지 0.18~0.59m 상승할 것으로 전망하고 있다(IPCC, 2007).
해수면 상승 현상은 향후 해일, 태풍, 침식, 해수침투 등의 영향으로 해안지역에 막대한 영향을 끼칠 수 있으며(장동호 외, 2008), 전 지구적인 기후변화의 위험 속에서 각별히 주의를 필요로 하는 곳 중 하나가 바로 연안도시이다(최충익 외, 2012). 연안도시의 경우 바다에 인접한 특성 때문에 내륙도시의 재해에 추가하여 각종 해일이나 파고로 인한 피해가 가중될 수 있는 만큼 각별한 주의와 관리의 적응체계구축이 필요하다(Cheong, 2008; 육근형 외, 2008; Yoo et al, 2011). 또한 예부터 해안지역은 환경·생태적 요소와 함께 사회·경제적 요소가 공존하는 부분이 많았기 때문에 더욱 중요하다(Nicholls et al, 2007).
특히 우리나라는 삼면이 바다고 해안지역에 대도시가 많이 위치하고 있어 해수면 상승으로 인한 재해로부터 안전한 도시 조성을 위해 적응대책 마련이 시급하다. 또한 해안지역은 지역마다 그 특성이 다르고 끊임없이 변화하기 때문에 지역별로 차별화된 대책을 세워야 하며 이를 위해서는 기후변화로 인한 잠재적 피해를 정량적으로 평가하는 일이 선행되어야 한다.
이를 위해 국제사회에서는 해수면 상승과 관련하여 과거 90년대부터 이론적 접근부터 과학적 모델링과 정량적인 방법으로 연안 취약성을 분석한 연구가 많이 진행되어 왔다. 최근 들어 확률·통계학적 방법인 베이지안 네트워크(Baysian Network, BN)를 이용한 평가가 많이 진행되고 있다. 반면 국내에서는 국외보다 해수면 상승과 관련하여 연구의 진행을 뒤늦게 시작하였으며 해수면 상승 시나리오와 토지피복변화를 이용한 피해와 대책 등의 연구(김장수, 2013), CAD 및 Sketch-up 3D 등의 컴퓨터 프로그램으로 침수시뮬레이션을 통한 대응방안 연구(홍성기 외, 2013), 시설물의 영향에 관한 연구(이동욱, 2011), LiDAR 및 다중시기 위성영상 등을 활용한 침수 취약성 평가에 대한 연구(한종규, 2009; 장동호, 2010)가 있었다. 그러나 기존 국내 연구에서는 기후변화라는 현상을 시뮬레이션에 의존하여 평가함으로써 미래의 불확실성을 그대로 노출시킨다는 한계점이 있다. 앞서 설명하였듯이 지역별로 차별화된 대책을 세우기 위해서는 미래에 피해가 일어날 가능성을 파악하고 그 불확실성을 줄일 수 있는 정량적인 방법을 통한 평가가 필요하다.
따라서 본 연구는 베이지안 네트워크라는 확률·통계학적인 방법을 활용하여 기후변화로 인한 해수면 상승이 해안지역에 가져올 수 있는 잠재적 위험을 정량적으로 평가하여 위험지역을 찾는 것이 연구의 목적이 되겠으며 평가 후 위험지역에 대해 환경부에서 제공하는 토지피복지도를 활용하여 위험성 높은 지역의 특성을 바탕으로 한 지역을 예로 가능한 대책제안을 추가적으로 제안하고자 한다.

영어초록

In the coming years, coastal areas will be affected by rising sea levels due to climate change. Korea is surrounded by water on three sides and has many big cities around its coastal zone. Thus, Korea must be prepared for various effects that may be caused by rising sea levels. Among the possible effects of rising sea levels are inundation, coastal erosion, saltwater intrusion, and biological effects. We particularly focused on the impact of inundation and assessed potential inundation risks. Finding potentially vulnerable areas is the core objective of the present study. The following variables were collected and selected from a literature review: rising sea levels, significant wave height, mean tide range, slope, and elevation.
Bayesian Networks (BNs) were used to find potentially vulnerable areas, as BNs allow diverse variables to be reflected to predict coastal change, probabilities to be predicted, and they quantify uncertainty based on probabilities. Assessing coastal vulnerability using BNs is a meaningful approach, as they consider various aspects of the situation. The probability of potential inundation was drawn from the results and showed areas’ probability for being at risk. In conclusion, this research is significant because it identifies areas vulnerable to potential inundation in the coastal zone. The method could be applied in other cases of coastal urban planning that consider the impact of future climate change.

참고자료

· 없음