최근 기후변화로 인해 국지성 집중호우 등 이상기후가 빈번하게 발생하고 있으며 이로 인한 침수, 범람 및 산사태 등의 홍수 관련 재해가 증가하고 있다. 현재 국내에서는 홍수피해를 저감하기 위해 수문구조물 설치, 돌발홍수 예?경보 시스템 구축, 돌발홍수지수 개발, 홍수 위험도 제시 등 다양한 대비방안을 연구하고 있다. 이러한 연구들은 대상유역의 수문 및 지형자료 등 물리적 현상에 근거해 돌발홍수를 모의하는 장점이 있지만, 모의과정의 복잡성에 의해 시간이 다소 소요된다. 이에 따라 짧은 지속시간에 발생하는 돌발홍수 특정 상 발생여부를 간단하고 직관적으로 판단할 수 있는 방법이 요구된다. 따라서 본 연구에서는 대상유역의 강우자료만을 활용하여 돌발홍수 발생여부를 판단할 수 있는 돌발홍수 재현빈도 산정방법을 개발하였으며, 실제 사례를 이용하여 적절성을 평가하였다. 또한 돌발홍수 재현빈도를 활용하여 한강유역 산지소하천 돌발홍수 발생가능 강우와 빈도를 결정하였다.
한강유역을 대상유역으로 선정하였으며, 돌발홍수 재현빈도 결정 시 기초자료로 필요한 돌발홍수능을 산정하기 위해 지형자료 및 종관기상관측시스템(Automated Synoptic Observing System, ASOS) 25개 지점의 기상 및 강우자료와 댐, 수위관측소의 수문자료를 수집하였다. 한강유역을 660개의 미세소유역으로 구분하고 200개의 산지소하천을 추출하였다. 추출된 산지소하천에 대해 강우지속시간 1시간의 한계유출량을 산정하고, 연속형 강우-유출모형인 SURR (Sejong University Rainfall-Runoff) 모형을 이용하여 토양수분량 및 토양포화미흡량을 시계열로 모의하였으며 돌발홍수능을 산정하였다. 그리고 돌발홍수 재현빈도를 산정하기 위해서 한강유역 ASOS 25개 지점별 강우지속시간 1시간의 연최대강우량을 구축하고 지점빈도해석을 통해 재현빈도별 확률강우량을 산정하였다. 지점 및 재현빈도별 확률강우량을 티센면적가중법(Thiessen polygon method, TSN)에 적용하여 미세소유역 및 재현빈도별 유역평균확률강우량으로 산정하였다. 대상유역에 내린 집중호우 사상의 강우량이 돌발홍수능을 초과한 사상을 추출하고, 추출된 사상의 강우량과 재현빈도별 유역평균확률강우량을 비교하였다. 이를 통해 각 미세소유역별 돌발홍수 재현빈도를 추정하였다. 200개 산지소하천 미세소유역의 돌발홍수 재현빈도 산정결과 1.1～19.9년 범위로 나타났으며 평균은 1.6년, 표준편차는 1.1로 나타났다. 전체 돌발홍수 재현빈도 평가 사상의 78%가 1.1～1.5년에 분포하였으며 98%의 사상에서 돌발홍수 재현빈도가 5년 이하로 나타났다. 돌발홍수 재현빈도 산정방법을 평가하기 위해 신문 및 뉴스기사를 통해 산지 계곡에서 발생한 2002년부터 2016년 기간의 돌발홍수 사례를 수집하였다. 수집한 사례의 강우지속시간 1시간의 강우량과 재현빈도별 유역평균확률강우량을 비교하여 재현빈도를 산정하고, 돌발홍수 재현빈도 범위와 비교하였다. 평가결과 실사례의 95%가 돌발홍수 재현빈도 범위 이내로 나타나 돌발홍수 재현빈도 산정방법은 적용성이 높을 것으로 사료된다.
국내에 발생한 집중호우와 피해정도 등을 이용하여 산정된 호우피해 발생확률에 근거하여, 피해 발생확률이 가장 빈번하게 나타나는 강우량에 대해 미세소유역별 돌발홍수 재현빈도를 산정하고 한강유역 산지소하천 돌발홍수 재현빈도로 결정하였다. 집중호우로 인한 돌발홍수 피해가 자주 발생하는 강우량은 1시간에 30 mm 내리는 강우이며, 이를 미세소유역별로 유역평균확률강우량과 비교하여 산정한 재현빈도는 평균 1.4년, 최소 1.2년, 최고 1.9년 표준편차는 0.2로 추정되었다. 이에 대한 상대빈도를 분석한 결과, 가장 큰 상대빈도에 해당하는 돌발홍수 재현빈도는 1.4년으로 나타나 이를 한강유역 산지소하천 돌발홍수 재현빈도로 결정하였다.
본 연구는 산지소하천 미세소유역별 돌발홍수 재현빈도를 산정 및 결정하고 돌발홍수 발생여부를 사전에 직관적으로 판단할 수 있는 방법을 제시하였다는 측면에서 그 가치가 있다고 판단된다. 향후 다양한 유역과 강우지속시간에 대한 추가 연구 및 분석이 필요하며, 개발된 돌발홍수 재현빈도 산정 및 결정방법은 돌발홍수 피해 저감에 기여할 수 있을 것으로 판단된다.