2.1 조위관측소 및 관측소별 미래 해수면 상승고 산정
기후변화에 따른 해수면 상승고를 고려한 방재성능목표를 설정하기 위해서 우리나라 22개 조위관측소를 대상으로 하고자 하였다. 22개 조위 관측소에 인접한 지자체를
Table 1과
Fig. 1에 나타내었다. 22개 중 14개 조위 관측소(군산, 목포, 묵호, 부산, 속초, 안흥, 여수, 완도, 울릉도, 울산, 인천, 통영, 평택, 포항)는 시⋅군 단위의 지자체와 인접하고 있으며, 7개의 조위 관측소(거문도, 서귀포, 성산포, 위도, 제주, 추자도, 흑산도)는 읍⋅면⋅동 단위의 지자체와 인접하고 있어 해수면 상승률의 지역적 특성을 시⋅군 단위보다 세밀하게 고려된다. 가덕도 조위 관측소의 경우 부산 조위 관측소와 인접한 지자체가 동일하기 때문에 부산 조위 관측소를 대표로 설정하였다. 조위관측소에 인접한 지자체의 설정은 국립해양조사원에서 실시간 고조정보를 제공하는 조위 관측소의 관련지자체와 동일하게 구분된다.
Table 1
Adjacent Local Governments by Tide Gage Stations
Sea Area |
Tide Gage Station |
Adjacent Local Government |
East Sea |
Sokcho |
Sokcho-si, Gosung-gun (GW), Yangyan-gun |
Mookho |
Gangneung-si, Donghae-si, Samcheok-si |
Pohang |
Gyeongju-si, Pohang-si |
Ulsan |
Ulsan-si |
Ulleungdo |
Ulleung-gun |
South Sea |
Wando |
Gangjin-gun, Wando-gun, Jangheung-gun, Haenam-gun |
Yeosu |
Gwangyang-si, Yeosu-si, Namhae-gun, Hadong-gun |
Tongyoung |
Sacheon-si, Tongyoung-si, Gosung-gun (GN) |
Busan |
Busan-si |
Geomundo |
Samsan-myeon, Yeosu-si |
Gadukdo |
- |
West Sea |
Incheon |
Incheon-si, Gimpo-si, Siheung-si |
Pyeongtaek |
Asan-si, Pyeongtaek-si |
Anheung |
Taean-gun |
Gunsan |
Gunsan-si, Gimje-si, Buan-gun |
Mokpo |
Mokpo-si, Muan-gun, Sinan-gun, Youngam-gun |
Wido |
Weido-myeon, Buan-gun |
Heuksando |
Heuksan-myeon, Sinan-gun |
Adjacent Sea on Jeju |
Jeju |
Northern Jeju |
Seongsanpo |
Eastern Jeju |
Seogwipo |
Southern Jeju |
Chujado |
Chuj-myeon, Jeju-si |
Fig. 1
Location of Adjacent Local Governments by Tide Gage Stations
미래 해수면 상승고의 추정은 Global Climate Model (GCM) 결과를 downscaling 하거나 GCM 결과를 입력조건으로 하여 Regional Climate Model (RCM)을 수행하는 방법으로 산출할 수 있다. 이러한 방법의 경우 상당한 검토기간, 비용이 필요로 하며, 결과에 대한 검증이 필요하다. 본 연구에서는 CLIMsystems (
Li and Urich, 2017)를 활용하여 비교적 간단하게 미래 해수면 자료를 획득하고자 하였다. CLIMsystmes는 Representative Concentration Pathways (RCP) 시나리오 기반의 GCM 24개 모델결과를 재분석하는 프로그램으로 해수면 상승고를 예측할 수 있는 프로그램이다. 미래 해수면 자료는 CLIMsystems를 이용하여 조위 관측소 주변의 해수면 상승고를 분석하고, 1995년~2015년을 대상으로 관측조위 자료의 해수면 상승률과 RCP 시나리오 기반의 CLIMsystems의 해수면 상승고를 비교한다. 이후 CLIMsystems에 지역 해수면 상승률을 보정하여 2005년부터 2100년까지의 미래 해수면 상승고를 추정하게 된다.
2.2 해수면 상승을 고려한 방재성능목표 설정 방안
해수면 상승과 관련하여 풍수해저감종합계획(
MOIS, 2017b), 하천설계기준⋅해설(
MOLIT, 2017), 하수도시설기준(
ME, 2011), 항만 및 어항기술(
MOF, 2017), 연안시설 설계기준⋅해설(
MOF, 2016) 등을 검토하였다. 이를 토대로 기후변화가 상승하는 해수면을 고려하기 위해서는 설계조위에 해수면 상승률을 고려하는 것이 적절하다고 판단하였다. 본 연구에서는 방재성능목표 강우량에 기후변화 영향을 고려한 개선안을 참고하여 기후변화로 인해 상승하는 해수면을 고려할 수 있는 방재성능목표를 설정하는 방안을 설정하고자 하였다.
방재성능목표 강우량 개선안은 기존의 방재성능목표 강우량에 미래 기후변화 영향을 반영하는 것이다(
MOIS, 2017a). 이를 위해서 다양한 연구진에 의해 산정된 59개 강우관측소 지점별 미래 확률강우량를 사용하였다. 이는 미래 확률강우량은 어떤 모형의 미래 강우량을 이용하였는지, 어떠한 편의보정 과정을 거쳤는지에 따라서 그 값이 달라지기 때문에, 미래 예측의 불확실성을 감안하다면 특정 방법론이 우수하다고 평가하기 어려운 측면이 있어 다양한 미래 확률강우량의 결과들을 앙상블 평균하여 활용하였다. 지점별 확률강우량의 증감률을 티센망을 적용하여 전국 169개 지자체별 증감율을 미래기간별(단기, 중기, 장기)로 산정된다. 단기(~2040년)에는 전국 지자체 평균 증감률이 약 5 %, 중기(~2070년)는 약 10 %, 장기(~2100년)는 약 15 % 정도 증가하는 것으로 예측되었다. 방재성능목표 강우량 개선을 위하여 단기(~2040년)를 목표연도 기준으로 결정하고 지역별 방재성능목표 강우량을 설정하였다. 우선 기존의 방법론을 적용하여 지속시간별 30년 빈도 확률강우량을 산정한 뒤 2040년까지 전국 지자체별 평균 증감률인 5%를 할증하고 이를 5 mm 단위로 상향조정하는 것으로 방재성능목표 강우량에 미래 기후변화 영향을 고려하고자 하였다. 더불어 확률강우량 증감률의 지역적 편차를 고려하고자 지자체 확률강우량 증감률이 5~10%인 지자체는 관심 지자체로, 10% 이상인 지자체는 주의 지자체로 분류하여 추가적인 할증을 고려할 수 있도록 고려하였다.
해수면 상승을 고려한 연안도시에 특화된 방재성능목표는 전술한 방재성능목표 강우량 개선방안을 참조하여 설정 하고자 하였다(
Fig. 2 참고). 미래 해수면 상승자료의 경우 미래 예측의 불확실성을 감안하기 위하여 RCP 4.5와 RCP 8.5의 조위 관측소별 해수면 상승고 자료를 앙상블 평균하여 이용하였다. 이를 바탕으로 미래기간을 단기(~2040년), 중기(~2070년), 장기(~2100년)별 평균 해수면 상승률(cm/ year)을 산정한다. 방재성능목표 강우량과 동일하게 해수면 상승률 역시 목표연도를 단기(~2040년)를 기준으로 동해, 남해, 서해, 제주 해역별로 평균 상승률을 산정하여 연안 지자체에 권고하고자 하였다. 강우량과 마찬가지로 해수면 역시 지역적 편차가 있기 때문에, 해역 평균 해수면 상승률보다 높게 상승하는 조위 관측소를 대상으로 조위 관측소에 인접한 지자체를 관심지자체로 구분하여 추가적인 해수면 상승률을 제공할 수 있도록 고려하고자 하였다.
Fig. 2
Disaster Prevention Performance Target Setting Considering Sea Level Rise according to Climate Change
실제 방재성능목표를 방재정책방향 결정 등에 활용하기 위해서는 지자체 별로 방재성능목표를 제공되어야 한다. 방재성능목표 강우량 역시 기상관측 지점별 확률강우량을 티센망으로 공간 평균하여 지자체 별로 방재성능목표 강우량을 제공하고 있다. 또한 확률강우량의 지역적 특성을 반영하고자 전국 지자체 확률강우량 평균 증가율(5 %)보다 더 큰 증가율을 보인 지자체에 대해 추가 권고를 할 수 있도록 전국 지자체를 일반/관심/주의 지자체로 구분하였다. 본 연구에서도 이와 유사하게 해역별로 산정된 해수면 상승률은 각 해역에 위치한 지자체(55개)에 권고하도록 구성하였다. 동해역에는 12개 연안 지자체(울산시, 강릉시, 경주시, 동해시, 삼척시, 속초시, 포항시, 고성군, 양양군, 영덕군, 울릉군, 울진군)가 위치하며, 서해역은 24개 연안 지자체(인천시, 군산시, 김제시, 김포시, 당진시, 목포시, 보령시, 서산시, 시흥시, 아산시, 안산시, 평택시, 화성시, 고창군, 무안군, 부안군, 서천군, 신안군, 영광군, 영암군, 진도군, 태안군, 함평군, 홍성군), 남해역은 17개 연안 지자체(부산시, 거제시, 광양시, 사천시, 순천시, 여수시, 창원시, 통영시, 강진군, 고성군, 고흥군, 남해군, 보성군, 완도군, 장흥군, 하동군, 해남군)가 위치한다. 제주도는 2개 지자체(서귀포시, 제주시)로 구성되어 있지만, 방재성능목표 강우량과 동일하게 제주도를 크게 4개의 지역(동서남북)으로 구분하여 제주근해의 해수면 상승률을 제공하고자 하였다.
해수면 상승률의 지역적 특성을 고려한 해수면 상승률 권고안은 다음과 같은 방법을 통해 설정하였다. 1) 해역별 평균 상승률과 해역 내 조위 관측소의 해수면 상승률 비교한 후, 2) 조위 관측소 해수면 상승률이 더 클 경우, 조위 관측소 인근 지자체를 관심지자체로 구분하고 해당 조위 관측소 해수면 상승률을 추가적으로 권고한다. 마지막으로 3) 조위 관측소 해수면 상승률이 해역 평균 상승률보다 작을 경우 인접한 연안 지자체는 일반 지자체로 구분하고 해역별 평균 상승률을 권고하는 것으로 설정하였다.