Flood damage estimation of an urban building by using 3D building information model

송민선 Graduate School, Yonsei University 2015 국내석사

Flood damage is one of the disasters that occur every year from all over the world, so each country strives to minimize flood damage through a system development to manage the identification, response, recovery and mitigation of the damage at the national level, and Korea has also constructed such systems as the flood forecasting system and land and maritime disaster emergency operations management system. However, the sharing of knowledge according to the flooding situation is not made smoothly because the data management system is not identical depending on each managing authority. In order to solve such problems, the study was aimed to perform flood judgment and flood damage estimation by applying a technique considering the reusability Building Information Modeling (BIM) to the flood damage information management in the building from the stage of generating the information on the facility. BIM is the process or result model to maintain the interoperability of and manage to enable the reuse of the information created for the life cycle of the building. The purpose of this study is to allow flood judgment and damage calculation in accordance with the flood water level by creating a building information model for the inner space of a building subject to life and economic damage in that it is the residential building space among the components that make up the city. In order to address this, an information model was configured by selecting data schema capable of the integration and reuse of the information, and deriving and defining the information items to meet the purpose of information management when flooded. Factors necessary for flood judgment were derived and judgment procedure was presented in accordance with the flood depth using the created building information model. In addition, the information items defined per the presented information items derivation procedure were added to the building information model for the flood damage estimation utilizing the information model. Finally, the feasibility would be verified of the economic and life damage of a building in accordance with the flood judgment by utilizing building information model. It would be possible in the future to identify more accurate damage and establish restoration measures in an urban flooding situation if the coverage is expanded to the entire city by utilizing the method proposed in this study. 침수피해는 세계 각국에서 매년 발생하는 재해 중 하나로, 각국에서는 국가차원에서 피해 현황파악, 대응, 복구 및 완화 등을 관리할 수 있는 시스템 개발을 통해 침수피해를 최소화하기 위해 노력하고 있다. 국내에서도 홍수예보시스템, 국토해양재난종합상황관리시스템 등과 같은 체계가 구축되어 있다. 그러나 각 관리주체별로 데이터 관리체계가 동일하지 않아 침수상황에 대한 지식 공유가 원활히 이루어지고 있지 않다. 이러한 문제점을 개선하기 위해 본 연구에서는 시설물의 정보를 생성하는 단계에서부터 재사용성을 고려한 Building Information Modeling (BIM) 기법을 건물의 침수피해 정보관리에 적용하여 침수를 판단하고 피해규모를 산정하는 것을 목표로 하였다. BIM은 건물의 생애주기 동안 생성되는 정보들의 상호운용성을 유지하고 재사용 가능하도록 관리하는 프로세스 또는 결과모델이다. 본 연구에서는 이를 활용하여 도시를 구성하는 요소 중 거주공간이라는 점에서 침수 시 인명 및 경제적 피해가 발생하는 건물을 대상으로 내부공간을 표현한 건물정보모델을 생성하여 침수위에 따른 침수판단과 피해액 산정이 가능하도록 하였다. 이를 해결하기 위해서 정보의 통합과 재사용이 가능한 데이터스키마 선정과 침수 시 정보관리 목적에 맞는 정보항목으로 도출 및 정의하여 정보모델을 구성하였다. 생성된 건물정보모델을 활용하여 침수위에 따른 침수판단에 필요한 요소를 도출하고 판단절차를 제시하였다. 또한, 정보모델을 활용한 침수피해 산정을 위해 제시된 정보항목 도출절차에 따라 정의된 정보항목을 건물정보모델에 추가하였다. 최종적으로 건물정보모델을 활용하여 침수판단에 따른 건물의 경제적 및 인명피해 산정이 가능함을 검증하고자한다. 향후 본 연구에서 제안하는 방법을 활용하여 도시 전체를 대상으로 적용범위를 확대해 나가면 도시침수 상황에 보다 정확한 피해 현황 파악 및 피해복구 대책이 가능하게 될 것으로 기대된다.

Microscale Spatial Assessment of Extreme Flood Damages to Residential Buildings in South Korea

아리비살라 오루와토푼미 데보라 강릉원주대학교 일반대학원 2023 국내석사

The worsening state of climate change has greatly increased the incidence of flooding and its impacts on civil infrastructure especially residential buildings which are one of the core growth multipliers in a nation's economy. However, the incessant occurrences of flood damage to residential buildings particularly on an object-specific scale decrease the building’s vulnerability and resiliency over time. This can be countered by employing an efficient flood risk management (FRM) process which includes a flood damage assessment (FDA) tool that estimates flood damages to buildings as a means of preparing for, and mitigating flood impacts while also reducing their damaging effects on the nation’s economy. Accurate flood damage models are increasingly expected to give reliable estimation and quantification of damage to buildings. One of the hallmark factors is the spatial extent covered by the damage models which influences their accuracy and detailing. Nevertheless, in South Korea, flood mitigation and control policies are mostly conducted on the meso and macro scale, Thus, not much attention is given to the micro spatial level, which provides a detailed evaluation of direct damages on a single object which is the individual building. It, therefore, becomes imperative to assess damages to individual building elements using their specific features. This is amidst other challenges such as limitations in flood-damaged data availability, and over-reliance on a uni-parametric flood variable. For such reasons, the study aims to evaluate direct and tangible damages to a residential building on a microscale, estimate the probability of damages to its sub-components, and provide data for microscale analysis. The study achieves this by adapting the IN-depth SYnthetic model for flood Damage Estimation (INSYDE) model, which was originally developed for Italy, to the South Korean context. The INSYDE-KO model which is the resulting model is a microscale, multi-parametric, synthetic model that incorporates both deterministic and probabilistic functions to estimate damages to, and quantifies the probability of exceeding damages for a typical detached house’s components and sub-components, in response to extreme flood events like typhoon Rusa. The model utilizes data from literature reviews, construction handbook, real estate websites, and official government websites to assemble information on specific building features and cost information for components. The outcome of the study highlights the importance of considering all aspects of a building's components during the estimation of damage costs. The study also found that the cost of damages to finishing components of the building such as wallpaper, plasters, paintings, etc., is higher than other building components. The study likewise, identifies the vulnerable components of the building and the probability of damage exceedance. The INSYDE-KO model was found to be flexible and suitable for damage estimations to microscale buildings when compared with the Multi-Dimensional Flood Damage Assessment prevalently used in Korea. Conclusively, the INSYDE- KO model is useful in Flood Risk Assessment as it can identify components of buildings that will be at greater risk of loss and it helps assess the benefits-costs ratio where there are diverse options of flood mitigation approaches.

지역별 홍수회복력 특성에 따른 홍수회복력 분석

김청일 서울대학교 대학원 2021 국내박사

In the past ten years, damages caused by heavy rain and typhoons amounted to KRW 313.9 billion in Korea. This accounts for approximately 90% of damages related to natural disasters, and resulted in a loss of 0.02% in annual GDP. The two main characteristics of flood damage in Korea are the occurrence of similar patterns every year, and the gradual increase in unpredicted damage. The growing uncertainties due to climate change have lowered the predictability of flood risks, and prevention-oriented approaches are now less effective in flood risk management. The changing nature of floods has led to more challenges in the scientific and statistical assessment of flood risks, and existing methods have failed to deliver satisfactory results. Compared to conventional anticipation-oriented approaches that involve the prevention or elimination of certain flood risk factors, resilience-based measures that consider adaptation to post-flood changes, factors contributing to flood vulnerability, and flood damage reduction are expected to be more effective. Since the local government is the minimum unit of flood risk management, this study analyzed characteristics of flood damage and flood resilience at the local government level. Community flood resilience was defined as “efforts to minimize flood risk and flood damage, and to recover pre-flood conditions using the five types of capital(financial, human resources, natural, physical, and social) at each stage of flood risk management.” This study analyzed community flood resilience in relation to characteristics of flood damage, so as to provide a scientific basis for the establishment of adaptation-based high-resilience areas and cities. It aimed to contribute to national climate change adaptation policies, and to stimulate discussions on climate resilience by presenting an integrated perspective of sustainable development-climate change adaptation-disaster-resilience. The three main sections of this study are as follows. First, this study analyzed the characteristics of flood damage by area to establish effective community flood resilience. Taking into account the effects of climate change, this study viewed the relationship between extreme rainfall and flood damage as a characteristic of flood damage. Since extreme rainfall refers to rainfall in a very short period of time, data on annual maximum rainfall(mm/hr) per hour was used. Flood damage data was obtained from resources on flood victims, human casualties, private property, and public facilities, and the different data types were standardized to values between 0 and 1. Flood damage characteristics were analyzed for 229 cities, counties, and districts in Korea during 1990 to 2018, and in 2018 alone. The characteristics formed a 2x2 table comprised of “heavy rainfall-severe damage,” “low rainfall-severe damage,” “heavy rainfall-low damage,” and “low rainfall-low damage.” The areas classified under “heavy rainfall-severe damage” and “low rainfall-severe damage” were seen as having greater flood risk uncertainty compared to areas under “heavy rainfall-low damage” and “low rainfall-low damage.” Areas that sustained damages across various categories such as refugees, casualties, private property, and public facilities were seen as requiring flood resistance strengthening. The analysis from 1990 to 2018 revealed that areas requiring flood resilience strengthening were Inje-gun, which exhibited heavy rainfall-severe damage in refugees, casualties, private property, and public facilities; Bonghwa-gun, Jeju-si, and Seogwipo-si, which exhibited heavy rainfall-severe damage in human damage (refugees, casualties) and physical damage (private property, public facilities); Gwanak-gu and Seocho-gu in Seoul, which exhibited low rainfall-severe damage in refugees and casualties; and Andong-si, which exhibited heavy rainfall-severe damage in public facilities. In the single-year analysis of 2018, Yeongdeok-gun, Gyeongju-si, Seogwipo-si, Pocheon-si, and Yeoncheon-gun exhibited heavy rainfall-severe damage characteristics, while Wando-gun, Gangseo-gu in Seoul, Eunpyeong-gu in Seoul, Nam-gu in Busan, and Yangju-si exhibited low rainfall-severe damage characteristics. All of these areas sustained both human and physical damage. Second, this study established indicators of measurement of community flood resilience, which are necessary to establish flood resilience by area. Under the integrated perspective of sustainable development-climate change adaptation-resilience, the indicators were classified into financial, human, natural, physical and social capital in accordance with the sustainable livelihoods framework. An integrated approach was taken by reviewing and collecting indicators associated with not only community flood resilience, but also disaster resilience and climate change adaptation, thereby addressing the abstract nature and uncertainty of flood resilience indicators proposed in past research. To establish flood resilience indicators specific to Korea, the indicators developed by the Korea Research Institute for Human Settlements were also reviewed. For each indicator, flood risk management phases were connected to the 4R components of flood resilience to better reflect theories of community flood resilience. Out of the 46 candidates, this study selected 17 flood resilience indicators in consideration of the availability of data for the 229 cities, counties, and districts in Korea. Third, this study analyzed the relationship between flood resilience and flood damage according to flood damage characteristics by area. Assuming that “stronger community flood resilience results in less flood damage,” areas with similar rainfall intensities were compared to determine whether the area with less flood damage had stronger flood resilience, and variables contributing to the reduction of flood damage were examined. From comparing the flood resilience of representative areas of “heavy rainfall-severe damage” and “heavy rainfall-low damage” to representative areas of “low rainfall-severe damage” and “low rainfall-low damage,” the representative areas with low damage had stronger flood resilience than those with severe damage in the case of areas having heavy rainfall. The types of capital related to flood damage reduction were found to be financial, natural, and physical, with the major variables being disaster prevention and civil defense budget, park area, green area, number of groundwater wells, and number of wards. In the case of areas having low rainfall, the representative areas with low damage had stronger flood resilience than those with severe damage. However, some representative areas under low rainfall-low damage had the same flood resilience as representative areas under low rainfall-severe damage. In representative areas with low rainfall, financial and physical capital were related to flood damage, and the key variables were drainage and waterproofing facilities, water flow and storage facilities, and disaster prevention and civil defense budget. Among the variables, water flow and storage facilities were most strongly related to flood damage in the case of low damage and severe damage areas having the same level of flood resilience. 최근 10년(2010~2019년)간 우리나라에서 발생한 호우 및 태풍으로 인한 피해액은 약 3,139억 원에 이른다. 이는 자연재해로 인한 총 피해액 중 약 90%에 해당하는 금액으로 연간 국내총생산(GDP)의 약 0.02% 손실이 발생한 것과 같다. 우리나라 홍수피해 양상은 크게 두 가지로 나타나는데 하나는 해마다 유사한 피해가 반복하여 발생한다는 점이고, 다른 하나는 예상치 못한 돌발적 피해가 증가하고 있다는 점이다. 이러한 양상이 나타나는 이유는 기후변화로 인해 홍수위험에 대한 예측가능성이 저하하고 불확실성이 증가하면서 기존 ‘예방’ 중심의 홍수위험관리로는 잠재된 홍수위험에 효과적으로 대처하기가 어려워졌기 때문이다. 홍수위험 성격이 변화하면서 공학적, 통계학적으로 홍수위험을 측정하거나 발견하기가 어렵고, 이미 알고 있는 대응방식으로는 유효한 결과를 가져오지 못하게 되었다. 이처럼 홍수위험을 예측하기 어렵고 대응방법 역시 알려지지 않은 경우에는 하나의 홍수위험요소를 차단하거나 제거하는 예방 중심 대응보다는 홍수 이후 변화에 대한 적응력, 홍수취약요소 개선, 홍수피해저감 등을 종합적으로 고려하는 홍수회복력 중심 대응이 효과적일 것이다. 홍수위험은 지역적 특성을 가질 뿐만 아니라 홍수위험관리 최소단위가 지자체에 해당하므로 본 연구에서는 행정구역상 지역사회를 중심으로 홍수피해 특성 및 홍수회복력을 분석하였다. 지역사회 홍수회복력에 대해서는 “지역사회 내 5개 자본(재정적, 인적, 자연적, 물리적, 사회적 자본)이 홍수위험관리단계별 활동에 사용되어 홍수위험 및 홍수피해를 최소화하고, 홍수 이전의 안정된 상태로 되돌아가는 것에서 나아가 이전보다 더 나은 상태로 개선되는 것”으로 정의하였다. 본 연구는 지역별 홍수피해 특성에 따라 홍수회복력을 분석하여 ‘적응기반 회복력 강한 지역 및 도시’ 구축에 필요한 과학적 근거를 마련하는 데에 목적을 두었다. 정책적으로는 ‘국가기후변화적응대책’에 기여하고, 학술적으로는 ‘지속가능발전-기후변화적응-재해위험경감’에 대한 통합적 관점을 견지한 기후회복력 담론에 기여하고자 하였다. 본 연구는 크게 세 가지로 구분된다. 첫 번째 연구는 효과적인 지역사회 홍수회복력을 구축하기 위한 지역별 홍수피해 특성을 분석하였다. 본 연구에서는 기후변화 영향을 고려해 극한강우와 홍수피해간 관계를 홍수피해 특성으로 보았다. 극한강우는 매우 짧은 시간에 내린 강우를 의미하므로 시간당 연최다강우량(mm/hr) 자료를 사용하였고, 홍수피해는 이재민, 인명, 사유재산, 공공시설 자료를 사용하였다. 홍수피해 자료의 경우 자료간 편차 문제를 해소하기 위해 0~1사이 값으로 표준화하였다. 시기는 1990~2018년과 2018년으로 구분하여 전국 229개 시군구를 대상으로 다년도, 단년도 홍수피해 특성을 분석하였다. 홍수피해 특성은 ‘다강우-대피해’, ‘저강우-대피해’, ‘다강우-소피해’, ‘저강우-소피해’로 구분하고 전국 229개 시군구를 2×2로 분류하였다. ‘다강우-대피해’ 지역과 ‘저강우-대피해’ 지역이 ‘다강우-소피해’ 지역과 ‘저강우-소피해’ 지역보다 홍수위험에 대한 불확실성이 상대적으로 높은 곳으로 보고, 홍수회복력을 강화할 필요성이 큰 지역으로 보았다. 또한 이재민, 인명, 사유재산, 공공시설 피해가 복합적으로 나타난 지역일수록 홍수회복력을 더욱 강화해야 할 곳으로 보았다. 분석결과 1990부터 2018년까지 홍수회복력 강화 필요성이 높은 지역으로는 이재민, 인명, 사유재산, 공공시설 피해 모두 다강우-대피해 특성이 나타난 ‘인제군’, 인적 피해(이재민, 인명) 한 가지와 물적(사유재산, 공공시설) 피해에 다강우-대피해 특성이 나타난 ‘봉화군’, ‘제주시’, ‘서귀포시’, 이재민과 인명 피해에 저강우-대피해 특성이 나타난 ‘서울 관악구’와 ‘서초구’, 공공시설 피해에 대해 다강우-대피해 특성이 나타난 ‘안동시’가 있다. 2018년에는 ‘영덕군’, ‘경주시’, ‘서귀포시’, ‘포천시’, ‘연천군’에서 다강우-대피해 특성이 강하게 나타났으며, 저강우-대피해 특성은 ‘완도군’, ‘서울 강서구’, ‘서울 은평구’, ‘부산 남구’, ‘양주시’에서 강하게 나타났다. 이들 지역 모두 인적 피해와 물적 피해가 복합적으로 발생하였다. 두 번째 연구는 지역 맞춤형 홍수회복력 구축에 필요한 기본 도구로서 지역사회 홍수회복력 측정지표를 구축하였다. 지표체계는 지속가능발전-기후변화적응-재해위험경감에 대한 통합적 관점을 견지하여 ‘지속가능한 생계 프레임워크’에 따라 재정적, 인적, 자연적, 물리적, 사회적 자본으로 구성하였다. 지표 수집은 지역사회 홍수회복력 뿐만 아니라 재난회복력, 기후변화적응 지표를 함께 검토 및 수집함으로써 홍수회복력에 대한 통합적 접근을 견지할 뿐만 아니라 선행연구에서 제시한 홍수회복력 지표의 다소 추상적이고 불분명한 문제를 보완하였다. 또한 우리나라 실정에 맞는 홍수회복력 지표를 구축하기 위하여 국토연구원에서 개발한 지자체 홍수회복력 지표를 함께 검토 및 수집하고, 대리지표를 우리나라 지자체 수준에서 수집할 수 있는 정형데이터를 기준으로 선정하였다. 지역사회 홍수회복력 이론적 개념 좀 더 충실한 지표를 구축하고자 개별 지표마다 홍수위험관리단계 및 홍수회복력 속성(4R)을 연결하였다. 최종 지역사회 홍수회복력 지표는 전국 229개 기초지자체 자료수집 가능성을 기준으로 총 48개 후보지표 중 총 17개가 선정되었다. 세 번째 연구는 지역별 홍수피해 특성에 따라 홍수회복력과 홍수피해간 연관성을 분석하였다. ‘지역사회 홍수회복력이 크면 홍수피해는 작다.’라는 명제에 따라 실제 강우강도가 유사한 지역끼리 비교하였을 때, 홍수피해가 작은 지역이 큰 지역보다 홍수회복력이 큰지를 확인하고, 나아가 홍수피해 감소와 연관성 있는 홍수회복력 변수는 무엇인지를 살펴보았다. 제3장에서 선정한 2018년 ‘다강우-대피해’, ‘다강우-소피해’ 대표지역과 ‘저강우-대피해’, ‘저강우-소피해’ 대표지역의 홍수회복력을 비교‧분석한 결과 다강우가 내린 대표지역들의 경우 소피해 대표지역 홍수회복력이 대피해 대표지역 홍수회복력보다 크게 나타났다. 홍수피해감소와 연관성 있는 홍수회복력은 재정적, 자연적, 물리적 홍수회복력이며, 주요 변수는 재난방재‧민방위 예산, 공원면적, 녹지면적, 지하수 관정수, 병상확보 수인 것으로 확인되었다. 저강우가 내린 대표지역 역시 소피해 대표지역 홍수회복력이 대피해 대표지역 홍수회복력보다 전반적으로 컸다. 다만, 일부 저강우-소피해 대표지역과 저강우-대피해 대표지역의 경우 동일한 홍수회복력을 지닌 것으로 나타났다. 저강우가 내린 대표지역에서는 재정적, 물리적 홍수회복력이 홍수피해와 연관성이 있는 것으로 나타났으며, 배수 및 방수시설, 유수 및 저류시설, 재난방재‧민방위 예산이 주요 변수인 것으로 확인되었다. 단, 홍수회복력이 동일하게 나타난 소피해 대표지역과 대피해 대표지역에서는 물리적 홍수회복력 변수 중 유수 및 저류시설 변수가 특히 홍수피해와 연관성이 있는 것으로 나타났다. 본 연구는 지역별 홍수피해 특성, 홍수회복력 측정 도구, 홍수회복력 관련 정보를 제공하였다는 점에서 우리나라 ‘기후변화적응대책’ 차원에서 시행하는 ‘지속가능성(SusTainability)을 위한 적응기반(Adaptation) 회복력(Resilience) 갖춘 도시 및 지역’ 구축에 대한 정책적 의의를 지닌다. 또한 기후변화적응 및 홍수회복력 개념을 지속가능발전 의제와 연계한 통합적 접근을 시도함으로써 기후회복력 담론에 대한 학술적 의의를 지닌다. 그러나 본 연구에서 수행한 세 가지 연구 모두 자료의 한계로 인해 좀 더 폭넓은 연구를 수행하지 못하였다는 한계가 있다. 첫째, 장기적 홍수피해 특성에 따라 홍수회복력을 분석하기에는 전국 시군구 수준에서 홍수회복력 자료를 수집할 수가 없을 뿐만 아니라 최근 5~10년 사이의 홍수회복력 자료 역시 수집하기가 어려워 지역사회 홍수회복력이 시간 흐름에 따라 어떻게 진화하고 변화하였는지를 분석할 수 없었다. 둘째, 자료의 한계로 인해 17개 최종지표만이 선정되어 지역사회 홍수회복력 이론적 개념을 충분히 반영한 지표를 구축하지 못하였다. 이에 따라 홍수피해와 홍수회복력 사이에 인과관계를 분석하기에는 한계가 있어, 홍수피해 특성별 대표지역을 중심으로 홍수피해와 홍수회복력간 연관성을 분석하는 방법을 택하였다. 향후 좀 더 정확한 지역별 홍수회복력을 측정하고 장기적인 홍수피해 특성별 홍수회복력을 분석하기 위해서는 다양한 분야 자료를 확보하는 것이 최우선일 것이나, 자료수집이 어려운 경우 특정 도시 혹은 지역에 대한 사례연구를 통해 홍수 전/후 상황을 장기적으로 분석하는 연구가 수행될 필요가 있다.

국내외 자연재난 통계 및 사례분석을 통한 자연재난보험 개선방안 연구 : 풍수해보험 제도적 개선방안을 중심으로

박주원 中央大學校 建設大學院 2018 국내석사

세계적으로 기후변화로 인해 자연재난의 발생빈도와 피해 규모가 증가하는 추세에 있다. 우리나라 역시 태풍, 지진, 집중호우 등이 자주 발생하고 있어 피해가 급증하고 있다. 자연재난에 대한 위험을 분산하기 위하여 풍수해보험을 도입하고 있으나 국가로부터 재난 복구비의 무상 지원 등에 의지로 인해 우리나라의 풍수해보험이 활성화 되지 못하는 실정이다. 본 연구에서는 풍수해보험의 적정한 보험료 요율을 산정하기 위하여 우리나라와 해외의 재난 사례를 통계 분석하였다. 비교 분석 및 재난 발생 시 보험 지급 내용 등을 분석하여 현 풍수해보험의 문제점을 도출하였으며 문제점 원인 분석을 통해 지역적 피해 규모를 감안한 새로운 보험 체계 및 보험가입률을 높일 수 있는 개선방안 및 제도적 개선방안을 제시하였다. 현행 풍수해보험의 문제점으로는 피해 규모와 관계없이 일정 비율의 보험료 요율이 적용되어 공정성에 위배된다는 점과 보험료에 부담이 있고 재난 시 국가에서 무상 보호 해준다는 잘못된 인식이 가입률 저조하다는 원인분석과 문제점으로 도출되었다. 제도적 측면에서는 재난 발생 시 보험 미가입으로 보험혜택을 받지 못하여 국가로부터 무상 지원을 요구하는 등 보험 가입률의 저조 원인으로 도출되었다. 개선방안으로는 보험료 요율의 공정성 확보를 시·도·군·구별 자연재해 피해금액 10년 평균을 기준으로 하여 5개 등급으로 분류 보험료 요율 차등 적용을 제시하였다. 가입률 측면에서는 제도적 병행하여 풍수해보험 가입자를 대상으로 국가에서 일정 비율을 지불하고 보험가입자가 부담하는 국가와 국민이 공동으로 풍수해에 대비할 수 있는 방안을 개선방안으로 제시하였다. Worldwide natural disasters become more frequent and damage due to climate change. Especially, typhoons, earthquakes, and heavy rainfall frequently occur and the damage is increasing rapidly in Korea. In order to diversify the risks to natural disasters, we have introduced flood damage insurance, but due to that depends on free support from disaster recovery from the country, flood damage insurance in our country is not activated. In this study, statistical analysis of disaster cases in Korea and abroad was conducted to estimate the appropriate insurance premium rate for the flood. The current problems of flood damage insurance are analyzed by the comparative analysis and contents of the insurance payment in case of a disaster. In addition, the new insurance system was proposed to improve the plan and institutional improvement plan by considering the local damage amount. The current problem of flood damage insurance is that the rate of the insurance premium is applied to a certain rate regardless of the damage scale. Moreover, there is a burden on insurance premiums and misunderstanding that it provides free protection in any case of disaster. On the institutional side, that demanded free support from the country because the insurance was not received due to the insured accident due to disasters was found to be the cause of low insurance coverage rate. In order to ensure the fairness of the rate of insurance premiums, improvement measures were to apply the difference in classification of insurance premium rates to five grades based on the average of 10 years for city, county and differentiated natural disaster damage. In terms of the subscription rate, the government provided a fixed rate for the subscribers of flood damage insurance in parallel with the institutional aspect. Furthermore, the government suggested ways for the nation and the people to pay for the flood damage jointly.

침수지역 주민의 피난대응과 최적의 정보전달체계에 관한 연구

이영우 삼척대학교 방재기술대학원 2005 국내석사

최근 강우의 집중화, 지형적인 특징 등에 따른 침수피해가 빈번히 발생하고 있다. 홍수에 따른 피해를 경감하기 위한 종래의 대책으로서 배수망, 방수로를 정비하거나 하천선형 개수 및 하폭을 확장하는 등의 직접적인 치수대책이 진행되어 하천의 대규모 수해 위험은 감소하고 있으나 도시유역의 확대에 따른 인구 및 자산의 집중은 오히려 홍수시의 피해 잠재력을 증가시키고 있다. 이러한 지역에 대하여 수방시설에만 의존하여 피해의 발생을 완전히 억제하기에는 한계가 있다. 대규모 홍수유출에 따른 범람의 피해발생 또는 침수에 따른 인적, 재산상의 피해를 최소화하기 위해서는 수방시설에 의한 치수대책과 함께 피난, 구제활동 등을 포함한 수방 대응능력을 향상시킬 필요가 있다. 이와 같은 배경으로 인하여 최근 일본에서는 홍수범람위험지구라든가 침수예측도 등의 제반 정보를 활용한 재해경감대책이 행정적인 차원에서 수립되어 각 지역별로 독자의 기준에 의해 피난체제가 책정되기에 이르렀다. 방재 대책이 효과적으로 운용되기 위해서는 먼저 수해에 관련한 유효정보를 수집, 정비하여 재해 발생시 원만하게 기능을 발휘할 수 있는 지원시스템을 수립하는 것이 중요하다. 따라서 본 연구의 목적은 침수지역 주민의 행동양식에 기초하여 수해시 피난행동의 사회적 영향인자의 도출을 통하여 향후 재해위기관리 대책이 유기적으로 기능을 발휘하여 수해에 따른 피해를 최소화하도록 하는 데에 있다. Recently, flood damages are increasing due to more concentrated rainfalls and degrading topographical characteristics. To reduce the flood damage it is necessary to understand the characteristics of torrential rainfall and the flooding mechanism. In order to prevent the flood damage, the structural measures such as river restoration and widening were taken as the first action. But despite these efforts, potential flood damages in the urban areas continue to increase. Especially, high speed urbanization around floodplains with the rapid economic growth causes the loss of water retention capacity and storage function in watershed, which subsequently results in high increase of river discharge during the torrential downpour. So, in this case, it is necessary to devise effective non-structural flood control countermeasures such as refuge activities, publication of flood disaster information, and etc rather than structural ones to reduce flood damage. Therefore, in this paper we analyzed refuge activities in inundated area and the "modeled-to-work" function will serve ing reducing flood damage.

통합 하천치수능력 평가기법 개발 및 적용에 관한 연구

이재혁 부산대학교 대학원 2016 국내박사

기후변화에 따른 자연재해보험에 관한 연구

장용석 국민대학교 법무대학원 2021 국내석사

오늘날 전 세계적으로 기후변화를 원인으로 한 기상이변이 속출되고 있고 산사태, 가뭄, 한파, 홍수, 폭설 등과 같은 기상재해로 인하여 경제적, 사회적인 파급효과는 지속적으로 증가하고 있다. 자연재해로 인한 피해는 시설물의 파괴, 인명 피해와 같이 직접적인 피해뿐만 아니라 국가 경제에 큰 손실을 주며, 2차적으로 경제, 사회적으로 성장을 저해하는 요인으로 최근 대규모로 발생하는 경제적 손실을 줄이기 위한 대책을 마련하는 데 많은 관심이 증가하고 있다. 기후변화를 원인으로 한 자연재해 발생시 주택이 파손되거나 농민들의 생계수단인 농경지 등이 침수 및 유실되거나, 농어업시설 등이 손상됨은 물론 농작물의 멸실, 가축 폐사, 어선 등의 훼손 그리고 공장 등의 시설이 파손되거나 중단됨으로써 그 기능을 잃게 되는 피해가 나타난다. 2020년 08월 07~08일 전라북도 일대에 이틀동안 약 400mm가 넘는 기록적인 폭우가 쏟아지면서 섬진강이 범람해 남원시, 순창군, 곡성군, 구례군, 광양시, 임실군 등 섬진강 주변지역 대부분 침수되었다. 섬진강댐을 관리하는 수자원공사에서도 기상청에서 발표한 예상강우량과 다르며, 갑작스런 폭우로 인해 댐의 수위조절을 전혀 예측할 수 없었던 점으로 미루어 향후 기후변화에 따른 자연재해는 더욱 증가할 것으로 판단된다. 현재 2021년 5월, 작년 수해사고로 인해 논과 밭이 물에 잠기고 수마가 할퀴고 간 자리에는 다시금 자원봉사자들과 수재민들의 노력으로 인해 과거의 모습을 서서히 되찾아가고 있지만 수재민들의 보험 가입율과 정부의 재난지원금은 아주 적어 모든 피해는 수재민 각각의 몫이 된 상태이다. 사고시마다 되풀이 되는 아픔을 겪어야 하는 수재민들에게 정책보험의 지원 및 활성화를 통해 빠른 회복이 될 수 있도록 재해보험제도 운영에 대한 정부의 확고한 정책적 의지가 요구된다. 따라서, 자연재해는 예측하기가 어렵고 발생 자체를 억제할 수 없는 위험이므로 이해관계자의 협력을 통하여 분산시키는 것이 중요하다. 다시 말해서, 자연재해의 예방, 대비, 대응, 복구에 있어서 국가 및 지방자치단체 외에 사회구성원들의 협력이 요구되며, 자연재해로 인한 피해보상에 대한 방향은 재난지원금이나 기부처럼 일방적 방식에서 공동으로 대응하는 방식으로 변화하여야 한다. 이와 같은 배경을 바탕으로 본 연구는 기후변화로 인한 자연재해의 사후 대책으로 보험을 중심으로 효과적인 대응을 위한 제도적 개선 방향을 제시하고자 하였다. 농작물재해보험은 자연재해로 인하여 농작물이 피해를 입은 경우 이에 따른 손실을 보장하며, 양식물 재해보험은 예측하기 어렵고 급작스러운 자연재해에 의하여 발생되는 양식물 및 양식시설물 피해를 보상한다. 그리고 풍수해보험은 홍수, 태풍, 홍수, 호우, 강풍, 풍랑, 해일, 대설, 지진으로 인하여 발생하는 재산피해에 따른 손해를 보상하는데 공통적인 점은 모두 정책보험으로 국가에서 보험료를 70% 이상을 지원하고 있다. 그럼에도 불구하고 가입율이 저조하며, 대규모 자연재해가 발생할 경우 국가 및 지방자치단체에서 국비 및 지방비로 손실을 충당하고 있는 실정이다. 따라서 자연재해를 보장하는 보험에 관한 법률의 신설 및 개정을 위해서는 학계의 연구가 선행되어야 하며 많은 연구 결과를 바탕으로 하여 논의되어야 한다. 이에 본 연구는 자연재해 관련 법률 제정 및 개정의 전제로 볼 수 있는 사실관계를 명확하게 할 수 있도록 자연재해보험제도 중 농작물재해보험과 양식물재해보험 그리고 풍수해보험의 운영현황과 문제점을 분석하고 개선방향을 모색하였다. ABSTRACT A study on the insurance of natural disasters caused by climate change by Yong󰠏Seok Jang Major in Claims Adjusters Graduate School of Legal Affair, Kookmin University Seoul, Korea Climate change and global warming lead to an increase in extreme weather events around the world. Also, weather disasters such as landslides, droughts, cold waves, floods, and heavy snow are continuing to increase around the world, causing various damage. Natural disasters not only cause direct damage, such as destruction of facilities and casualties but also indirectly to the national economy. Therefore, each government is establishing various preventive measures to minimize direct and indirect damage from natural disasters. Natural disasters caused by climate change destroy various homes, flooding or losing farmland, which is a means of livelihood for farmers, and damaging agricultural and fishing facilities. It also leads to the loss of crops, livestock death, damage to fishing boats, and facilities such as factories. Natural disasters are unpredictable and unbridled risk factors, so it is effective to distribute them through stakeholder cooperation. Namely, the prevention, preparation, response, and recovery of natural disasters require cooperation from members of society in addition to the state and local governments. Besides, compensation for damage caused by natural disasters could be researched, away from one󰠏sided methods, such as disaster subsidies or donations. Based on this background, this study aimed to provide directions for institutional improvement for effective response to natural disasters caused by climate change, focusing on insurance systems. The creation and amendment of insurance legislation will have to be discussed based on several prior research findings. However, existing research lacks a discussion on countermeasures caused by natural disasters of climate change. On the other hand, research on the system of follow󰠏up measures is actively being conducted in the international community as a whole, and those on utility are also being conducted. This study focused on natural disaster insurance schemes to clarify the facts of legislation and revision related to natural disasters. Thus, this study analyzed the operation status and problems of crop accident insurance, aquaculture accident insurance, and typhoon and flood damage insurance among these insurance policies and sought ways to improve them. The analysis results of this study are as follows. First, this study confirms that the state and local governments can not deny that they are responsible for preventing, preparing, responding to, and regulating disasters. The State and local governments, as disaster management agencies, shall cover expenses incurred in establishing disaster measures as well as implementing and recovering from damages. Of course, in addition to disaster subsidies from the state and local governments, the damage is being compensated through insurance. However, under the current legal system, typhoon and flood damage insurance, crop accident insurance, forest product accident insurance, family accident insurance, and aquaculture accident insurance are provided under policy insurance, but the subscription rate is quite low. Except for some of the natural disaster insurance currently in place, it is necessary to prioritize policies to expand the low subscription rate. Second, this study confirms that the implementation of a system that provides disaster support free of charge lacks social awareness of many subjects to respond to natural disasters through insurance systems. However, increasing the number of people eligible for assistance or the size of assistance whenever a disaster occurs not only adds to the financial burden but also shows a moral hazard in relying on subsidies. It has also been confirmed that the government does not have a firm commitment to using disaster insurance as a means of disaster management. Therefore, this study proposes that the government should have a firm policy commitment to the operation of disaster insurance schemes. At the same time, it is necessary for the government to spread the perception that each economic entity is responsible for recovery for force majeure natural disasters, and to introduce and operate a government crisis management program. Third, this study also conducted an analysis of policy insurance that is intended to provide national preparedness for disasters in addition to the mutual sharing of risks by a number of risk exposures, which are the nature of the insurance. Therefore, the introduction of compulsory insurance in principle is more efficient. At the same time, in Korea, where people are familiar with the free abdomen support system and have low awareness of the natural disaster insurance system, it is most realistic to require them to sign up for insurance if they install farming and fishing facilities with policy funds from the state or local governments. Based on the characteristics of natural disasters in Korea, this study conducted a detailed analysis of crop accident insurance, aquaculture accident insurance, and typhoon and flood damage insurance. Based on this research, the policy implications were presented, and problems and improvement measures were derived through analysis of each insurance, and the policy insurance direction was newly presented by combining them from an institutional perspective. In this regard, this study is judged to have academic and practical implications. This study can also be used in related industries as a foundation for institutional improvement in related fields. However, it is believed that a follow󰠏up study on the case analysis of natural disaster insurance, which was insufficient in the contents of this study, will be necessary.

자연환경조건을 고려한 홍수피해잠재능 평가에 관한 연구

최봉호 인천대학교 대학원 2005 국내석사

Development of Multivariate Flood Damage Function for Flood Damage Assessment : Case of Gunsan City, Korea

Necesito, Imee V 공주대학교 대학원 2015 국내석사

기후변화는 19세기 이후부터 전 세계적인 관심사로 떠올랐으며, 기후변화에 의한 강수량의 변동은 심각한 홍수재해로 이어질 수 있다. 우리나라에서는 지난 10년 동안(2004~2013) 강우와 태풍으로 174건의 홍수피해가 발생하였으며, 총 피해액은 약 7조 3,199억원에 이르는 것으로 추정하였지만 실제 조사 결과 정부는 추정된 총 피해액의 1.4배로 조사되었으며, 민간기업이 조사한 총 피해액은 추정 피해액의 2배에 달해 추정 된 피해액은 실제 피해액보다 과소평가되고 있다. 홍수피해액 추정은 지역별 재해예방 및 대응을 위한 홍수위험도평가나 지속가능개발을 위한 사업타당성 평가를 위한 핵심요인으로 주로 손실함수(Loss Function)를 이용하여 추정한다. 손실함수는 홍수심-피해액 관계를 함수화한 것으로써 대부분 단순회귀분석(OLS)과 같은 전역회귀모형(GRM)을 이용하여 결정한다. 본 연구에서는 2012년 8월 홍수 직후 군산시 지역에서 구축된 GIS기반 피해흔적지도로부터 홍수심 자료를 수집하고 주민들의 신고에 기반하여 지자체에서 구축한 건물 위치별 피해액자료를 수집하였다. 수집된 자료를 이용하여 OLS로 수심에 대한 주거건물, 상업건물, 농업시설 피해액을 추정한 후 결정계수와 공간적 상관성 등 정량적 검토를 통해 모형의 적정성을 검토하였다. 공간적 자기상관과 정확도를 분석한 결과, 잔차의 공간적 상관성 때문에 GRM보다는 지역회귀모형(LRM)이 홍수피해를 추정하는데 더 적합한 것으로 나타났다. 본 연구에서는 지역회귀모형 중 지리적가중회귀모형(GWR)을 선정하고 손실함수를 개발하였으며, 그 결과 추정치는 공간적 변이를 잘 재현하며 단순회귀분석에 비해 정확도 높은 결과를 보이는 것으로 나타나 개발된 방법론은 충분히 활용가치가 있는 것으로 나타났다. 더불어 본 방법은 공간적 변이를 고려하여 지점별 손실함수를 개발하므로 GIS정보를 활용한다면 각 건물 위치에서 보다 정확한 홍수심별 피해액을 추정하는 것이 가능하다. Climate change has been a global issue since the 19th century. The increase in rainfall variability, which covers the increase in the earth’s total precipitation, will definitely lead to frequent and more severe flood disasters. Korea’s national government has provided the list of the areas or regions in the country that are more susceptible to flood disasters, in which, Gunsan City ranked number eight. In the recent years, which are from 2004 to 2013, Korea has experienced a total of 174 flood disasters which were roughly estimated to cost USD 7.32 billion. But reports showed that the total expenditure of the government amounted to 1.4 times the estimated losses and damages and the private companies have spent twice the said estimated amount. To summarize, the post-disaster loss and damage reports showed underestimated values. This study aims to develop flood damage functions that will estimate the flood damages of Gunsan City based on the building type: residential, commercial and agricultural facilities, by utilizing the Ordinary Least Squares Regression and later on, the Geographically Weighted Regression. The model building process includes flood depth, flood duration, inundated area, family income and land price as the parameter variables. Due to normality issue, the datasets were transformed through Box-Cox Method. As both Ordinary Least Squares (OLS) Regression and Geographically Weighted Regression (GWR) were evaluated in this study, but the search for ‘best fit’ resulted to the use of GWR and untransformed datasets only. The transformed datasets were proven to fit best with OLS. The GWR showed more improved fit for the three sets of facilities. The coefficients of determination, loglikelihood, AIC values for the said facilities were also obtained.

WGR 강우발생모형을 적용한 홍수위험지도의 작성

조완희 경북대학교 대학원 2011 국내박사

Natural disasters can be occurred because of the overtopping and collapse of hydraulic structures such as dam and levee and poor drainage systems caused by the typhoons and heavy rains due to the abnormal climate condition. It is necessary to make various types of flood hazard maps by analyzing the flooded area to prepare for such disasters. The Objectives of this thesis is to estimate reliable rainfall quantiles by applying WGR rainfall generation model and to make more reasonable and systematic flood hazard map. To obtain the reliable rainfall quantiles and design flood by expanding the rainfall database, the WGR rainfall generation model was applied. To establish a flood hazard map to categorize regions into low risk, medium risk and high risk areas by flood hazard level, the results of 2D inundation analysis in protected lowland was applied. Though the flood hazard map project is being carried out in affiliation with the consistent improvement of flood database and geographical data system for river management, it is still limited on the depth and range of flood caused by the river inundation due to the collapse of levees and overflows. However, the inland inundation, which has been occurring more frequently and causing more damages than ever in recent years, is barely reviewed for the production of flood hazard map. Also, most of the completed and pending flood hazard maps are based on the hourly rainfall data for less than 50 years. Rainfall quantiles and design flood are calculated through the frequency and outflow analysis based on such short-term databases and the river management plans are being established based on the estimated rainfall quantiles and designed flood volumes. However, the rainfall quantiles computed on the short-term databases are generally unreliable and highly likely to be under or overestimated due to the insufficient data. Therefore, it is necessary to expand the rainfall database in order to reduce the risk of over or underestimation of rainfall quantiles and set up more reasonable flood control plans. It is also necessary to produce new flood hazard maps in order to overcome the problems of flood control plans based only on the first-hand data such as the dept and range of flood and establish a more efficient and systematic flood control and disaster prevention plan. The flood hazard map increasingly needs to take into account not only the river inundation caused by the collapse of banks and inundation around large rivers but also the effects of inland inundation which has been occurring more frequently and causing more damages than ever in recent years. In this thesis, the study area is Shineum basin in Gimcheon, which located near Gamcheon, one of the tributaries of Nakdong river to make flood hazard maps. The target measuring stations are Chupungryung, Gumi, and Geochang measuring stations under the control of the Korea Meteorological Administration that are located near Gamcheon basin to apply WGR rainfall generation model. The rainfall data were created by taking into account the correlations of measuring stations in terms of time and space based on the stationary condition over the inductive statistics that assumes the stationary conditon of past characteristics and trends of rainfalls through the application of the WGR rainfall generation model. The more reliable rainfall quantiles by applying the additional rainfall data made by the rainfall simulation tests than those of measuring stations. Since the rainfall database needs to be expanded further in order to reduce the risk of under or overestimation of rainfall quantiles and establish more reasonable flood control plans, this study was focused on calculating more accurate and reliable rainfall quantiles with the application of WGR rainfall generation model with the characteristics of rainfall in terms of time and space and its collective characteristic. In this thesis, more reliable rainfall quantile are computed by expanding the rainfall database with the application of WGR rainfall generation model. Also, the design flood are computed with the application of HEC-HMS using computed rainfall quantiles. Then, 2D inundation analysis was performed on study area, Shineum basin, with the application of 2D diffusion wave inundation analysis model. Based on the hourly water depth and velocity at each node through the 2D inundation analysis, flood hazard map are produced categorizing regions into low risk, medium risk and high risk areas for residents, drivers and pedestrians(adults and children) by the downstream hazard classification guidelines of USBR. The purpose of this study was to overcome the problems of flood control plans based only on the first-hand data such as the depth and range of flood and make a more reliable and accurate flood hazard map to establish a more efficient and systematic flood control and disaster prevention plan. The establishment of flood depth and flood hazard maps will helpful to systematize the emergency plans for local people under flood and establish a detailed contingency plan to evacuate people in high risk areas and control traffics on roads.