경기도 내 소규모 저수지 재해대응능력 평가 및 운영방안

봉태호,전상민,정복선 경기연구원 2021 정책연구 Vol.- No.-

여름철 집중적으로 발생하는 강우로 인한 수해로 매년 인명 및 재산 피해가 발생하고 있다. 특히, 기후변화에 따라 집중호우 빈도 및 강도 증가로 기상 여건은 열악해지는 반면 저수지는 노후화로 인한 내구성 저하, 유지관리 미흡 등으로 인하여 붕괴위험에 노출되어 있는 상황이다. 과거 저수지는 농업용수 공급을 위한 단일 목적으로 축조되었으나 경제발전과 함께 사회기반시설로서 기능이 요구되고 있으며 수재해에 대응하기 위한 치수기능 또한 강조되고 있다. 본 연구에서는 시·군 저수지의 현황을 살펴보고 안전성 및 유지관리에 대한 문제점을 분석하였으며 이에 따른 유지관리방안을 제안하였다. 경기도 내 농업용 저수지는 총 337개소로 관리주체가 한국농어촌공사인 저수지가 94개소 시·군 관할 저수지가 243개소로 약 72%는 지자체에서 관리하고 있다. 시·군 저수지 대부분은 저수용량 30만톤 이하의 소규모 저수지로 2종 시설물에 해당하는 것으로 나타났으며 약 83%는 내구연한 50년을 초과하는 노후화된 저수지인 것으로 나타났다. 시·군 저수지의 구조적 취약 요인으로는 과거 낮은 홍수량 설계기준 대비 기상 여건은 열악해지고 있어 이에 대응하기 어려우며 소규모 저수지는 대부분 자연월류식으로 수위를 조절함에 따라 집중호우 증가로 월류에 따른 붕괴 위험성이 증가하는 것으로 나타났다. 특히, 노후화된 저수지는 내구성이 저하됨에 따라 제체의 침하 및 내부 침식, 누수 등이 발생하게 되므로 유지관리가 제대로 이루어지지 않을 경우 붕괴가 발생할 위험성이 높은 것으로 나타났다. 2020년 시설물 안전점검 결과에 따른 종합 안전등급은 ‘C등급’ 이하가 96개소로 약 40%가 안전등급이 취약한 것으로 나타났으며 이중 ‘D등급’도 8개소인 3.3%에 해당하여 긴급한 보수·보강이 필요한 것으로 나타났다. 시·군 저수지의 제도적 취약 요인으로는 시·군 저수지는 대부분 총저수용량 30만 톤 미만의 소규모로 정밀안전진단이나 비상대처계획수립 대상이 아님에 따라 제도적으로 안전사각 지대에 놓여있다. 특히, 대부분 저수지 붕괴사고가 저수용량 10만 톤 미만의 소규모 저수지에서 발생하는 반면 이에 대한 안전관리는 미흡한 것으로 나타났다. 또한, 현행 안전점검 기준은 대규모 저수지를 기준으로 하고 있어 소규모 저수지에는 적합하지 않아 안전진단결과가 과소 평가될 우려가 있으며 지자체의 재정 및 전문인력 부족, 업무 연속성 부족, 관리체계 미흡 등도 저수지의 붕괴위험에 대한 취약 요인으로 나타났다. 외부 기상환경변화에 따른 재해대응능력을 평가하기 위하여 IPCC에서 제공하는 CMIP6 기반 미래기상자료를 구축하고 시·공간 상세화를 통한 경기도 시·군별 미래 강우자료를 구축함으로써 수문환경 변화를 분석하였다. 구축된 미래 기상자료는 시·군 저수지의 재해대응능력을 평가하기 위한 기초자료로 활용하였으며 IPCC에서 제공한 취약성 개념을 활용한 홍수 취약성 평가를 수행하였다. 평가 결과는 경기도 내 저수지의 상대적 취약성을 산출함에 따라 홍수 취약 저수지 보강사업 선정을 위한 기초자료로 활용할 수 있을 것으로 판단된다. 또한, 유역면적과 저수용량의 비를 통하여 잠재적 월류 및 붕괴 위험성을 평가하였다. 마지막으로 시·군 저수지의 효율적 안전관리 및 운영을 위한 방안에 대하여 살펴 보았다. 저수지 관리운영 방안으로는 저수지 안전점검에 대한 점검자의 전문성 강화와 함께 안전점검에 대한 세분화된 평가항목 및 평가 기준 마련이 필요한 것으로 나타났으며 「지속가능한 기반시설 관리 기본법」에 기반한 선진적 유지관리 체계를 구축함으로써 정부의 재정지원과 함께 효율적 유지관리를 수행할 필요가 있는 것으로 나타났다. 또한, 업무의 효율성 및 안전관리의 전문성 강화를 위해서는 한국농어촌공사와 지자체의 이원화된 저수지 관리체계를 한국농어촌공사로 일원화를 추진할 필요가 있으며 현실적 여건을 고려하여 위탁관리방안도 함께 고려할 필요가 있는 것으로 판단된다. 재해대응방안으로는 현재 저수용량 기준에 따른 비상대처계획 수립 대상을 유역면적과 저수용량을 고려한 위험도, 붕괴 시 하류부의 예상 피해 규모 및 범위 등을 고려하여 확대할 필요가 있는 것으로 나타났으며, 또한, 풍수해보험이나 농작물재해보험을 홍보·활성화하여 재해가 발생하더라도 실질적인 피해를 보상함에 따라 2차 피해를 방지하고 주민들이 일상으로 신속하게 돌아갈 수 있는 복원력 강화를 위한 노력이 필요한 것으로 나타났다. The weather conditions are getting worse as the frequency and intensity of heavy rain increases due to climate change. However, reservoir is exposed to the risk of collapse by deterioration in durability due to aging and insufficient maintenance. In this study, the current state of reservoir managed by Gyeonggi-do was examined, and problems related to safety and maintenance were analyzed, and a maintenance plan was proposed accordingly. The structural weakness factor of the city·gun reservoirs is that it is difficult to respond to climate change as the weather conditions are getting worse compared to the low design standard for flood in the past, and most of the small reservoirs were found to have an increased risk of collapse as the water level is controlled by natural overflow. In particular, old reservoir has a high risk of collapse if not properly maintained because settlement, internal erosion, and leakage occur as the durability deteriorates. The institutional weakness factor of the city·gun reservoirs is that most of city·gun reservoirs are small-scale with a total storage capacity of less than 300,000 tons and are not subject to precise safety diagnosis or emergency action plan. In particular, Although most of the reservoir collapse accidents occur in small reservoirs with a storage capacity of less than 100,000 tons, safety management for them is insufficient. The current safety inspection standards are based on large-scale reservoirs, so they are not suitable for small-scale reservoirs, and the results of safety diagnosis may be underestimated. In addition, lack of finance and professional manpower of local governments, lack of business continuity, and insufficient management system were also found to be vulnerable factors to the risk of reservoir collapse. In order to evaluate disaster response capability for climate change, CMIP6-based future climate scenario provided by IPCC was established, and future rainfall data for each city and gun in Gyeonggi-do was established through downscaling of climate scenario. The constructed future rainfall data were used to evaluate disaster response capabilityof city·gun reservoirs through the concept of flood vulnerability proposed by IPCC. Finally, measures for efficient safety management and operation of city·gun reservoirs were proposed. For the reservoir management and operation plan, it was necessary to prepare detailed evaluation items and evaluation criteria for safety inspection along with strengthening the professionalism of inspector, and to perform efficient maintenance by establishing an advanced maintenance management. In addition, it is necessary to promote the unification of reservoir management by Korea Rural Community Corporation to improve work efficiency and strengthen professionalism. However, it is not easy to unify the reservoir management at once due to lack of finance and manpower. Therefore, it is necessary to consider a consignment management plan in which the local government bears the maintenance cost. As a disaster response plan, it was necessary to expand the target of establishing an emergency action plan according to the current storage capacity standard. It was found that efforts are needed to prevent secondary damage and strengthen resilience so that residents can quickly return to their daily lives by promoting and activating wind and flood damage insurance and crop disaster insurance to compensate for actual damage even in the event of a disaster. In addition, it is necessary to strengthen resilience for residents to quickly return to their daily lives and prevent secondary damage.

용수공급을 고려한 홍수기 저수지 운영방안

이승현,김영오,Lee, Seung-Hyeon,Kim, Young-Oh 한국수자원학회 2002 한국수자원학회논문집 Vol.35 No.6

홍수기 동안의 저수지 운영은 효율적인 홍수조절과 갈수기를 대비한 용수량 확보를 모두 고려해야만 한다. 본 연구에서는 이러한 목적을 위하여 세트 컨트롤 알고리즘(SCA)을 홍수기 저수지 운영방안으로 적용하였다. SCA의 개념은 유입량이 일정한 범위 안에서 주어질 경우에 저수지의 상태가 허용범위 내에서 유지되도록 하는 저수량과 방류량의 조절 세트(Control Set)를 저수지 운영자에게 제공해주는 것이다. 본 연구에서 사용된 유입량 세트는과거자료를 이용하는 경우와 합성된 자료를 이용하는 경우, 그리고 앙상블 예측(ESP) 시나리오를 이용하는 경우로 구분하였다. SCA의 우수성을 검증하기 위하여 기존의 현행제한수위와 가변제한수위를 이용한 방안과 비교하였다. 이를 충주댐에 적용하여 총 5년(1996~2000) 동안의 모의운영을 실시한 결과, SCA를 이용하는 운영방안이 현행제한수위나 가변제한수위를 이용하는 운영방안보다 우수하였고 SCA 중에서는 앙상블 예측기법(ESP)을 이용한 경우가 가장 우수하였다. Reservoir operations during the flood season should consider both the flood control and water supply objectives. This study proposed Set Control Algorithm (SCA) as a reservoir operation method, which guarantees both objectives. The concept behind SCA is to provide operators with a set of actions that guarantee feasibility, given a set of operational constraints, and to let them select decisions within a set that satisfies other considerations. The inflow sets used in this study included; observed data, synthetic data, and ESP(Ensemble Streamflow Prediction) scenarios. Applied to the Chungju Dam operations, SCA was compared to the variable flood restricted elevation, as well as the current flood restricted elevation. A 5-year simulation analysis showed that SCA performed better than the other operation methods, and that SCA coupled with ESP performed best among the SCA cases.

용수공급을 고려한 홍수기 저수지 운영방안

이승현,김영오 한국수자원학회 2002 한국수자원학회논문집 Vol.35 No.6

홍수기 동안의 저수지 운영은 효율적인 홍수조절과 갈수기를 대비한 용수량 확보를 모두 고려해야만 한다. 본 연구에서는 이러한 목적을 위하여 세트 컨트롤 알고리즘(SCA)을 홍수기 저수지 운영방안으로 적용하였다. SCA의 개념은 유입량이 일정한 범위 안에서 주어질 경우에 저수지의 상태가 허용범위 내에서 유지되도록 하는 저수량과 방류량의 조절 세트(Control Set)를 저수지 운영자에게 제공해주는 것이다. 본 연구에서 사용된 유입량 세트는과거자료를 이용하