Ⅰ. 서 론
최근 기후변화로 인해 강우 양상의 불확실성이 증가하고, 국지성 호우와 단시간 집중강우의 발생 빈도 또한 증가함에 따라 농업용저수지의 수문 안전성을 위협하면서 홍수 대응력 확보와 재해 예방에 대한 사회적 관심도 빠르게 증가하고 있다. 특히 농업용저수지는 설치된지 50년 이상 경과한 노후 시설이 대부분이며, 설계 당시의 강우 조건이나 수문 구조물이 현재의 기후 및 유역 여건을 충분히 반영하지 못하고 있다. 이로 인해 홍수 시 제체 월류, 붕괴, 하류 피해 등과 같은 중대한 사고의 가능성이 상존하고 있으며, 이에 대한 제도적⋅기술적 대응이 요구되고 있다.
현행 「농업생산기반시설 설계기준 – 필댐편」에 따르면, 농업용저수지의 설계홍수량은 일반적으로 200년 빈도, 필댐의 경우 200년 빈도에 안전율 1.2를 가중하여 산정하고 있으나, 최근에는 중소규모의 고위험 시설에 대해 가능최대홍수량 (Probable Maximum Flood, PMF) 적용을 시도하고 있다. 그러나 고위험의 기준이 하류 피해 결과나 사회적 수용 가능한 위험 수준을 정량적 기준보다는 정성적으로 접근하고 있어 위험 기반 설계 체계로의 전환을 위한 체계적인 기준은 아직 미흡한 실정이다.
국내 연구자들은 이런한 한계를 인식하고 다양한 개선방안을 제시해 왔다. Jeong and Kim (2022)은 기후변화를 반영하기 위해 실무에서 확률강우량을 임의로 5~10% 상향하거나, 설계빈도를 상향 적용하는 방식이 사용되고 있으나 이론적, 통계적 타당성이 부족하며, 강우분포 및 저류상수 조정, 여유고 확대 등 물리적 조정을 기반으로 한 방안을 제안하였으며, 도시침수의 증가는 확률강우량보다는 도시화 및 자산 집중의 영향이 크기 때문에 이를 고려한 접근도 필요하다고 하였다. Kim et al. (2021)은 저수지 하류 피해범위를 추출하고 침수 예상범위를 활용하여 대피경로를 분석해 인명피해를 최소화하기 위한 방안을 제시하였다. Im et al. (2017)은 안양천 유역을 사례로 하여 20~30년간의 도시화 및 기후변화가 확률강우량 및 설계홍수량 변화 양상을 분석하였으며, 강우 증가가 홍수량 변화에 유의미한 영향을 미침을 보여주고, 구조물 설계 기준의 재검토 필요성을 강조하였다. Bang (2009)은 해외 주요 국가의 설계홍수량 기준을 조사하여 수문학적 안전성 확보를 위한 기준 체계 마련의 중요성을 제시하였다. 하류 피해에 대한 정량적 분석 및 개선과 관련하여 Na and Choi (2019)는 침수피해 추정방법에 대해서 설명하고 침수피해 산정의 정확도 향상을 위해 객체기반 분석 기법을 제안하였다. Park et al. (2010)와 Kang et al. (2010)은 노후화로 집중호우 발생시 상대적으로 취약한 중소규모 저수지를 대상으로 댐 붕괴에 의한 저수지 하류의 피해규모 및 피해양상을 정량화 할 수 있는 피해예측 모델링기법으로 침수피해추정곡선법 (IDEM; Inundation Damage Estimation Method)을 제시하고 적용성을 검토하였다.
해외 사례를 살펴보면, 미국 (FEMA), 호주 (ANCOLD) 등 국제대댐회 (ICOLD)의 권고에 따라, 댐의 위험 잠재성, 하류 인명 및 재산 피해, 사회적 영향 등을 종합적으로 고려한 위험 기반 접근법을 채택하여 적용하고 있다. 이러한 기준은 단순한 빈도 기반 기준이 아닌, 정량화된 피해 예측과 사회적 수용 가능 위험 수준에 기반하여 유연하게 설계기준을 적용하는 것이 특징이다. 특히 인명 피해가 1명이라도 예상될 경우 PMF를 적용하도록 규정하는 등 공공 안전 확보를 최우선으로 하고 있다.
본 연구는 이와 같은 배경 아래, 국내 농업용저수지에 적용되고 있는 설계홍수량 기준의 한계를 진단하고, 미국, 호주 등 해외 선진국의 기준을 비교⋅분석함으로써, 향후 우리나라에 적용 가능한 개선 방향을 제시하고자 한다.
Ⅱ. 설계홍수량 결정 기준
1. 국내 설계홍수량 기준
우리나라 농업용저수지는 농업 생산을 위해서 다방면에서 중요한 역할을 담당하고 있지만 설치된지 50년 이상 경과한 노후화와 더불어 기후변화로 인한 극한 강우 빈도와 강도가 증가하면서 저수지의 안전을 위협하고 있다. 「농업생산기반정비사업계획설계기준 –필댐편」에 따르면 농업용 댐의 설계홍수량은 200년빈도 확률홍수량, 기왕 최대홍수량, 지역최대홍수량 중 큰값을 설계홍수량으로 하며, 필댐에서는 20%를 증가 시킨 유량을 기준으로 하고 있으며, 붕괴에 따른 인적, 물적 피해가 크게 예상 되는 지구는 가능최대홍수량 (PMF)을 설계홍수량으로 적용하고 있다. 또한 일정규모 (유역면적 2,500 ha, 저수용량 500만 m3) 이상 필댐 또는 댐 하류에 도시 또는 집단거주지역, 국가중요시설이 있는 필댐은 가능최대강수량 (PMP)을 적용하여 설계홍수량을 산정한다. 우리나라 설계홍수량 적용 기준은 규모에 대한 정량적 기준만 마련되어 있을 뿐 하류 인적, 물적 피해에 대해서는 정성적으로 적용하고 있다. 규모에 대한 기준은 「하천법 제39조 (댐 등 설치자 또는 관리자의 재해방지시설의 설치 등)」에는 농업용 댐 중 유역면적 25 km2 미만이거나 총 저수용량이 5백만 m3 미만은 댐에서 제외한다고 규정하고 있다. 즉, 농업용저수지 유역면적 25 km2 이상이거나 총 저수용량이 5백만 m3 이상 저수지는 댐으로 분류할 수 있다. 「댐설계기준 (2016) - 댐 설계 계획 2.3 설계홍수량 결정」에 따르면 최근 기후변화로 인해 홍수피해가 증가되어 저수지 유입설계홍수량으로 통상 PMF를 적용한다고 되어있다. 그리하여 농업용저수지 PMF 적용 규모 기준은 유역면적 2,500 ha, 총저수량 5백만 m3 이상 으로 마련된 것으로 사료된다.
수리구조물의 분류는 구조물의 규모나 안전도 등을 고려하여 구분하며, 일반적으로 구조물 파괴에 따른 잠재적 피해를 근거로 분류하고 있다. 대규모 수리구조물은 파괴되었을 경우 막대한 인명손실과 광범위한 피해가 초래되는 경우로 구분하며, 중규모 수리구조물은 파괴되었을 경우 약간의 인명손실이 있을 수 있으며, 피해액은 구조물 관리자나 소유자의 재정능력 내에 있는 경우이다. 소규모 수공구조물은 파괴되어도 거의 인명손실이 없으며 피해액은 구조물을 대체하거나 수리비용 정도의 구조물이다.
2. 해외 설계홍수량 기준
가. 국제대댐회 (ICOLD)
국제 대댐회 (ICOLD)에서는 인명피해와 관련된 안정성 검토를 위한 설계홍수량은 3단계 (High, Significant, Low)으로 구분하고 설정하도록 하고 있다 (ICOLD, 2003).
Table 1
Design flood standard in ICOLD (ICOLD, 2003)
나. 미국
미국은 설계홍수량 선정은 댐 고장의 위험, 하류 피해의 잠재적 결과, 그리고 댐의 공익적 가치 (사회가 수용가능한 위험수준)를 고려하여 결정한다. 댐 고장 확률은 구조적 약점, 침식 가능성, 여유고 등 기술적 요소를 검토하여 수문적 조건 (수위 초과 여부 등)을 기반으로 고장 가능성을 산정한다. 하류 피해 잠재적 결과는 HEC-FIA, HEC-LifeSim, GIS 등을 활용하여 인명 피해 및 경제 손실을 추정하고 있다. 수용가능한 위험수준은 사망자 수, 기대손실 기준을 정해 판단하고 있다. 여기서 FEMA는 추가 사망자 1명 발생만으로도 고위험 등급으로 가능하며, PMF요구를 정당화 하는 기준이 되고 있다. 단순히 위험등급 (HPC)에 따라 설계홍수량을 정하는 것이 아니라 분석결과를 바탕으로 유연하게 설계하여야 한다. 댐 붕괴 분석과 홍수 경로 연구는 확실한 결과를 제공하지 않으므로 붕괴의 결과에 대한 평가는 상당히 보수적으로 접근하고 있다. 민감도 분석과 엔지니어링 판단을 주로 적용하고 있으며, 2차원 흐름 모델링과 같은 보다 자세한 방법을 적용하면 보수적인 결론을 정당화 할 수 있다 (FEMA, 2013).
위험 잠재력에 따른 권장 댐 분류 시스템은 잠재력이 높은, 중간, 낮은 3단계로 구분할 수 있다. 잠재 위험이 높은 분류로 지정된 댐은 고장이나 오작동으로 인해 인명 피해가 발생할 가능성이 있는 댐이다. 잠재 위험이 중간인 댐은 고장이나 오작동으로 인해 인명 손실이 발생하지는 않지만 경제적 손실, 환경 피해, 생명과 연관된 시설 중단을 초래하거나 다른 우려사항에 영향을 미칠 수 있는 댐으로 주로 농촌이나 농업지역에 위치하지만 인구가 많거나 중요 인프라가 구축되어 있는 지역에 위치할 수 있다. 잠재 위험이 낮은 댐은 고장이나 오작동으로 인해 인명 손실이 발생하지 않고 경제적 또는 환경적 손실이 낮은 댐, 손실은 댐 소유자의 재산으로 제한되어 있다.
Table 2
Design flood standard in USA (FEMA, 2013)
Table 3
Design flood standard in Australia (ANCOLD, 1986)
다. 호주
호주는 설계홍수량은 댐의 위험수준에 따라 결정되며, 단일 기준이 아닌 위험기반 접근법에 따라 조정된다. 댐의 위험 수준이 높을수록 보다 보수적인 설계홍수량이 요구되며, 이는 단순한 크기나 용량에 의존하지 않고, 붕괴시의 잠재적 피해를 기준으로 판단된다. 하류 피해 평가는 주로 사망자 수 추정과 경제적 손실 (인프라 피해, 사회적 영향 등) 분석을 중심으로 이루어 진다. 수리해석 모델 (HEC-RAS 등)과 피해 예측 도구 (HEC-FIA 등)가 활용되며, 붕괴 시 수심, 유속, 인구분포, 경보 시간, 대피 시간 등을 고려하여 피해 수준을 정량화 한다. 특히 사망자 수가 1명이라도 발생할 경우, 해당 댐은 고위험 등급으로 분류되며 PMF 수준의 설계홍수량이 요구될 수 있다. 이 분석법은 설계기준 결정 뿐만 아니라 댐의 유지관리 전략 수립, 안전 진단 주기 결정 등에서 직접 활용된다 (ANCOLD, 2023).
댐 위험도가 분류는 미국과 마찬가지로 3단계 (높음, 중간, 낮음)로 나뉘어 진다 (FEMA, 2013). 댐 위험도가 높은 단계는 사망자가 발생 되거나 대규모 인프라 파괴 또는 사회적 영향이 큰 경우 해당되며, 중간 단계는 사망자는 없으나 지역 사회 또는 경제적 피해가 큰 경우이다. 낮은 단계는 사망자 및 주요 피해가 없고, 국지적 영향에 한정되어 있다.
라. 뉴질랜드
뉴질랜드의 댐은 PIC (Potential Impact Classification) 라는 시스템을 통해 분류되며, 댐 고장 시 발생 가능한 하류 피해의 규모를 중심으로 구성되어 있다. 하류 피해 분석 방법으로는 수리 해석 모델 (HEC-RAS, MIKE 등) 기반으로 댐 붕괴 시나리오와 일반 홍수 시나리오를 비교한다. 사망자 수는 수심-속도의 곱을 기준으로 피해 가능성을 평가하고 있으며, 필요시 HEC-FIA, HEC-LifeSim 등과 같은 피해 예측 모델을 활용하고 있다. 하류 피해 평가 항목으로는 예상 사망자수, 경제적 피해 (재산, 기반시설 등), 사회적 영향 (교통, 식수, 전력망 등), 환경적 영향 (습지, 생태계 등)이 포함된다 (NZSOLD, 2023).
댐 위험 등급은 3단계로 구분된다. 인명 피해 가능성이 높고 광범위한 인프라 또는 환경 피해가 예상되는 댐은 높은 등급이며, 사망자는 없지만 중간 수준의 경제적 손실 및 지역사회 영향을 주는 댐은 중간 등급, 국지적 영향이나 피해가 제한적, 사망자 발생 가능성이 없는 댐은 낮은 등급으로 적용할 수 있다. 이러한 분류는 설계 수문량 뿐 아니라 안전관리 수준, 점검 빈도, 운영 기준 등에도 직접적으로 영향을 미친다.
Table 4
Design flood standard in New Zealand (NZSOLD, 2024)
Ⅲ. 설계홍수량 개선 방안 검토
우리나라는 농업용 저수지에 일률적으로 200년 빈도, 필댐의 경우 안전율 1.2의 확률홍수량을 설계기준으로 적용하고 있으며, 일부 고위험 시설에 대해서만 PMF 적용을 시도하고 있다. 그러나 하류 피해를 정량적으로 평가하거나 위험을 수용 가능한 수준으로 계량화 하는 기준은 미비한 실정이다. 미국, 호주, 뉴질랜드 등 해외 선진국에서는 설계홍수량을 결정할 때 위험 기반 접근법을 채택하고 있으며, 하류 피해와 사회적 수용 가능 위험 수준을 고려하여 설계홍수량을 3단계로 분류하여 적용하고 있다. 예를 들어 1명 이상의 사망자가 예상될 경우 10,000년~PMF 홍수량을 적용하고 있으며, 중간빈도 범위로 1,000~10,000년 빈도를 적용하고 있다. 이러한 접근법은 단순히 빈도에 의존하지 않고, 실질적인 위험 평가와 피해 예측을 통해 설계기준을 수립하고 있다. 특히 인명 피해가 발생할 가능성이 있을 경우 PMF 수준의 설계홍수량을 적용하는 기준을 두고 있다. 또한 하류 피해를 정량적으로 평가하기 위해 구조화된 방법과 분석 기법을 활용하고 있으며, 대표적으로 미국 USACE의 HEC-FIA (Flood Impact Analysis)로 수리모델 결과를 바탕으로 HAZUS-MH와 같은 잠재적 홍수피해 산정 모델로 사망자 수, 경제적 손실, 농업피해 등을 산정하고 있다 (FEMA, 2013).
본 연구에서는 해외 사례를 바탕으로 제도적 여건과 기술적 현실을 고려하여 200년 빈도와 PMF 중간빈도 적용 가능성을 검토하고, 하류부 인적피해, 물적피해 등 위험 평가를 정량적으로 반영할 수 있는지 검토하였다.
1. 설계홍수량 중간빈도 적용 방안
한국농어촌공사에서 관리하는 저수지 중 유역면적이 비슷한 저수지 (2,000 ha 이상, 2,000~1,500 ha, 1,500 ha~1,000 ha, 1,000~500 ha, 500 ha 이하) 약 100여개의 저수지를 분류하여, 2024년까지의 강우자료를 반영하여 홍수추적을 실시하였으며, 100년 빈도, 200년 빈도, 200년 빈도 × 1.2, 500년 빈도, 1,000년 빈도, PMF 간의 설계홍수량 차이를 분석하였다. 우선 중간빈도의 타당성을 검토하기 위해 200년 빈도 × 1.2 홍수량과 500년 빈도, 1,000년 빈도 홍수량 간의 관계를 산점도를 활용하여 분석하였다 (Fig. 1). X축에는 200년 빈도에 안전율 1.2를 곱한 홍수량이며, Y축은 500년 빈도 (a), 1,000년 빈도 (b) 홍수량을 각각 나타낸 것이며, 대각선은 두 값이 완전히 일치하는 기준선을 의미한다. 분석 결과, 중심선을 기준으로 대부분 저수지에서 ±10% 이내에서 큰차이를 보이지 않았으며, 이는 농업용저수지 중 필댐은 200년 빈도 × 1.2를 적용하는 방식이 실질적으로 중간빈도에 해당하는 수준의 홍수량을 반영하고 있음을 시사한다. 또한 해외 선진국들의 설계홍수량 기준을 보면 PMF와 함께 중간 수준의 빈도로 1,000년 빈도 설계홍수량을 주로 적용되고 있는 것으로 보아 우리나라는 상대적으로 보수적인 설계빈도를 적용하고 있다는 것을 확인할 수 있었다.
Fig. 2는 유역 규모가 유사한 저수지를 분류하고, 각 저수지별 200년, 200년×1.2, PMF 홍수량, 200년 빈도와 PMF 홍수량의 평균을 나타내었다. 유역면적이 큰 저수지는 PMF와 200년 빈도 홍수량 차이가 뚜렷하게 나타났지만 유역면적이 작아질수록 PMF와 200년 빈도 홍수량 차이와 200년 빈도와 PMF 홍수량의 평균과 200년 빈도 × 1.2 홍수량과의 차이가 작게 나타나는 것을 확인할 수 있었다. 소규모 유역일수록 유역면적이 크지 않고 강우가 도달하는 면적이 좁기 때문에 홍수량의 증가가 적어 200년 빈도 또는 200년 빈도 × 1.2로도 충분한 안전여유를 확보할 수 있을 것으로 보인다. 중소규모 유역에서는 고빈도 설계홍수량 적용이 지역별 강수 패턴, 홍수발생 빈도 등에 따라 실효성이 낮아질 수 있고, 해외사례에서 1,000년 빈도는 이미 우리나라 안전율 1.2를 곱해주는 값과 유사한 점을 고려할 때 설계기준 개선을 위해서는 유역규모나 위험도에 따라 설계빈도를 단계적으로 가중치를 조정하는 방식이 보다 효과적일 것으로 판단된다.
2. 하류 피해 정량적 기준 적용 방안
우리나라의 댐과 저수지의 설계 및 안전성 평가는 기존까지 주로 수문학적 안정성과 구조적 안정성에 초점을 맞추어 진행되어 왔으나 기후변화로 인한 극한 강우의 빈도 증가와 도시화로 인한 하류 지역의 홍수 위험이 더욱 증가하고 있다. 우리나라에서 댐 및 저수지의 정량적 피해 평가를 위해 2001년 치수사업 경제성 분석 개선방안연구 (건설교통부)에서 원단위법을 개선시켜 꾸준히 사용되어져 왔다 (MOLIT, 2001; Kang et al., 2010). 현재는 다차원분석법 이후 한국개발연구원 (KDI)의 사전타당성 분석에 있어 표준적인 방법으로 한국건설기술연구원에서 개발된 K-FRM을 적용하고 있다 (KDI, 2022). K-FRM은 Fig. 3과 같이 해저드 분석, 인벤토리 구축, 취약성 분석, 피해액 추정 단계로 진행되며, 국외 잠재 피해액 산정 모델과 유사한 구조를 가진다 (KICT, 2023; Kim and Kim, 2021).
하류 피해기준에 있어 중요 기준으로 크게 두가지로 나뉠수 있으며, 인적피해와 물적피해가 있다. 정량적으로 적용 가능성을 검토하기 위해 농어촌공사 관할 저수지를 대상으로 K-FRM 분석을 실시하였다. 파일형식, 자료 품질, 사용의 용이성을 고려하여 1종 저수지 226개의 하류 피해 범위 자료를 활용하였으며, 활용한 자료와 1종 저수지 간의 비율을 검토하였을 때. 1,245개소 중 18.15%로, 총저수량별로 구분하였을 때 15.15%~18.18%로 구간별 (Fig. 4)로 고르게 분포하고 있어 226개소로도 충분한 통계적 대표성과 검토의 신뢰성을 제공하는 사례군으로 의미가 있을 것으로 보인다.
하류피해의 피해구성요소 파악 및 비중을 검토하기 위하여 피해항목간 비중분석을 실시하였다. 저수지별로 하류여건에 따라 다양한 구성비율을 가지고 있으며, 구성요소 중 도시화피해 (건물 및 차량)의 비중이 클수록 하류피해 크기가 경향이 있다. Fig. 5는 침수피해액이 큰 상위 저수지 10개소와 침수피해액이 작은 하위 저수지 10개소에 대하여 각 항목별 피해액의 비중을 나타낸 것이다. 침수피해액이 큰 지구의 경우 비주거건물의 48%로 가장 높았으며, 주거건물피해가 21%, 차량피해가 16%, 농경지피해 10% 순으로 도시화와 관련된 피해가 큰 비중을 차지하고 있으며, 침수피해액이 작은 지구는 농경지피해 50%로 가장 높았으며, 비주거건물피해가 20%, 주거건물피해 12%, 작물피해가 10% 순으로 도시화의 비중도 높지만 농경지 피해액의 비중이 가장 큰 것으로 나타났다. 전체적으로 인명피해의 비중은 극히 작은 것으로 나타났다.
인명피해의 분석 결과를 바탕으로 정량적 기준 마련이 가능한지 검토를 위해 통계치로서 상위 10%~50%에 해당하는 사망자, 사상자 (사망자+부상자), 이재민으로 분류하여 Table 5에 나타내었다. 1명 이상의 사망자가 발생하는 저수지는 12개소이지만 상위 10%일 때 사망자 수는 0.7명으로 1명 미만으로 추정되었으며, 상위 30% 저수지의 사망자 수를 평균하였을 때 0.1명으로 추정되는 것으로 보아 대부분의 저수지가 비도시 지역에 위치하고 있거나, 상주 인구가 적고 마을과의 이격거리도 확보되어 있는 경우가 많은 것으로 추측된다. 또한 주요 기능이 농업용수 공급에 국한되어 있어, 도시 저류시설이나 하천제방과 달리 도심 밀집 지역과 연계되는 경우가 드물 수 있을 것으로 보인다. 따라서 농업용 저수지의 특성상 인명피해보다는 재산 및 기반시설 피해가 주요 피해 항목으로 작용이 가능할 것으로 보인다.
Table 5
Average number of casualties by top % of human damage
하지만 실제 적용 과정에서는 물적 피해 기준의 정량화와 경계 설정에 상당한 어려움이 존재한다. 특히 우리나라의 경우 지역별 토지이용 유형, 도시화율, 자산 밀도, 가격 등이 크게 상이하기 때문에 동일한 침수 범위에서도 피해액의 규모나 중요성이 크게 달라질 수 있다. 예를 들어, 수도권 인근 저수지의 침수는 수십억 원의 재산 피해의 야기할 수 있으나, 인구가 적은 농촌 지역에서는 동일한 유출량에서도 피해액이 상대적으로 작게 나타날 수 있다. 이러한 상황에서 인적, 물적 피해 기준으로 설계빈도 또는 위험등급을 결정하는 것은 형평성과 실효성 측면에서 한계가 있다. 따라서 우리나라의 농업용 저수지와 같은 중소규모 수공구조물에 대해 인적 피해는 유럽, 미국 등 대부분의 선진국에서 인명피해가 발생하지 않는 조건 (N<1)을 PMF 설계기준으로 적용하고 있으며, 사망자 1명은 인명피해를 최소화하기 위한 정책으로서 타당성과 실행가능성이 있으며, 설계자의 입장에서 사망자 기준으로 명확하고 구체적으로 접근이 가능할 것으로 보인다. 또한 국내⋅외 사례 등에서 홍수 방지 및 재난관리 법규에서 인명 보호를 최우선으로 두고 있기 때문에, 사망자 수를 최소화하는 것은 법적 요구사항 충족에 기여할 수 있을 것으로 보인다 (Joo et al., 2025). 사망자 1명이라는 기준은 설계자뿐만 아니라 정책 결정자, 국민 등 사회 구성원 모두가 인정할 수 있는 기준으로 사회적 합의를 반영하는데 적절한 기준인 것으로 판단된다. 물적 피해의 경우, 정량적 판단을 하기 위해서는 금액 중심 접근보다는 보다 안정적인 지표를 활용할 필요가 있는 것으로 보인다. 국가기반시설 (도로, 전력설비, 상수도관, 철도 등)의 위치 및 침수 영향 여부를 판단 기준으로 활용을 제안한다. 국가기반시설은 그 자체로 사회⋅경제적 기능과 연계되어 있으며, 일시적 중단만으로도 광역적 피해와 연쇄적 비용을 발생시키는 핵심 자산이기 때문에 이를 피해 기준으로 삼는 것은 단순 자산 가치 이상으로 공공 안전성과 회복력까지 고려할 수 있다 (Joo et al., 2025). 또한 국가 시설은 행안부에서 사회기반시설로 대상시설에 대해 인근 주소를 제공하고 있으며, 지자체에서 GIS 기반으로 관리하고 있어 자료 접근성이 좋을 것으로 보인다.
결과적으로 인적, 물적 피해의 정량적 기준의 적용이 어려운 농업용 저수지를 위에서 제시한 인명피해는 최소화, 물적피해는 국가기반시설을 핵심 평가항목으로 설정하여 설계기준 상향 여부를 판단하는 것이 현실적이고 전략적인 접근이 될 수 있을 것으로 판단된다.
Ⅳ. 결 론
본 연구는 기후변화에 따른 극한 강우의 빈도 증가와 농업용 저수지의 노후화에 대응하여, 현재 적용 중인 국내외 설계홍수량 기준을 비교, 검토하고 개선 방향을 제시하였다. 우리나라 농업용 저수지는 일반적으로 200년 빈도를 적용하고 있으며, 필댐은 200년 빈도에 안전율 1.2를 곱한 값을 기준으로 하고 있다. 또한 유역면적 2,500 ha, 이상, 총저수량 500만 톤 이상의 대규모 저수지에서 대해서는 PMF를 설계홍수량으로 적용하고 있다.
반면 미국, 호주, 뉴질랜드 등 해외 선진국들은 댐의 위험도, 하류 피해 규모, 사회적 수용 가능성을 종합적으로 고려하여, 100년 빈도에서, 1,000년 빈도 또는 10,000년 빈도, PMF까지 다양한 수준의 설계홍수량을 3단계 이상으로 분류하여 적용하고 있다. 이러한 기준은 정량적 피해 평가에 근거한 위험 기반 설계 접근을 바탕으로 하며, 단순 빈도 기준보다 공공 안전과 경제성 간의 균형을 보다 유연하게 반영하고 있다.
본 연구에서는 이러한 해외 사례를 참고하여 국내 여건과 기술적 현실을 고려한 200년 빈도와 PMF 사이의 중간빈도 적용 가능성을 검토하였다. 공사관리 저수지 중 유역면적이 비슷한 저수지 약 100여개의 저수지를 분류하여 유역 규모별로 100년 빈도, 200년 빈도, 200년 빈도 × 1.2, 500년 빈도, 1,000년 빈도, PMF간의 설계홍수량을 비교하였다. 유역면적이 작을수록 빈도별 홍수량 간의 차이가 크지 않았으며, 200년 빈도 에 안전율 1.2를 곱한 값이 500년 빈도 또는 1,000년 빈도와 유사한 수준으로 해외 선진국들이 적용하고 있는데 1,000년 빈도의 중간빈도를 이미 우리나라에서는 반영하고 있음을 시사한다.
하류 피해 정량화 측면에서는 K-FRM을 활용한 피해 분석을 실시하였으며, 그 결과 저수지별 하류 여건에 따라 다양한 구성비율을 가지고 있었다. 피해액이 큰 저수지는 하류 도시화의 비중이 컸으며, 작은 저수지는 도시화보다 농경지의 비중이 높은 것으로 나타났다. 대부분의 저수지에서 사망자 수가 1명 미만으로 인명피해의 비중은 극히 작은 것으로 나타났다. 농업용 저수지의 특성상 비도시 지역에 위치하고 있으며, 하류 지역에 인구 밀도가 낮고 거주지와 일정 거리가 확보되어 있기 때문으로 추측된다. 해외 선진국에서는 인명피해가 발생하지 않는 조건을 PMF 설계기준을 적용하고 있으며, 국내⋅외 사례 등에서 홍수 방지 및 재난관리 법규에서 인명 보호를 최우선으로 두고 있기 때문에 사망자 수를 최소화하는 것이 법적 요구사항 충족에 기여할 수 있을 것으로 보인다. 물적피해는 자산 밀도, 도시화율, 단가 차이 등에 따라 편차가 크기 때문에 일정 금액을 기준으로 설계 기준을 구분하기에는 어려움이 있다. 그리하여 정량적 판단을 하기 위해서 금액 중심 접근보다는 국가기반시설 (도로, 전력설비, 상수도관, 청도 등)의 위치 및 침수 영향 여부를 판단 기준으로 활용하는 것이 사회⋅경제적 기능과 연계되어 있어 단순 자산 가치 이상으로 현실적이고, 공공 안전성까지 고려할 수 있을 것으로 판단된다.
농업용 저수지의 설계홍수량 기준은 일률적인 빈도 기준에서 벗어나, 유역규모와 하류 피해 가능성에 따라 설계빈도를 차등적으로 적용하는 방법으로 개선될 필요가 있다. 하지만 현재 우리나라 농업용 저수지는 200년 빈도에 안전율 1.2를 적용하는 설계빈도로 해외 선진국들이 적용하는 중간빈도 홍수량을 이미 적용하고 있다. 또한 하류 피해 정량적 적용은 지역적 물가, 도시화율 등에 따라 편차가 크기 때문에 피해액으로 설계빈도를 구분하기에는 어려움이 있다. 따라서 향후 설계기준을 개선할 때는 유역 규모와 하류 피해를 종합적으로 고려한, 설계 및 위험도 평가에서도 보다 쉽게 접근할 수 있는 유연한 방향으로 발전해야 할 것으로 판단된다.
