FRFS는 현행 홍수특보 및 호우특보의 한계를 개선하여 효율적인 재난 대비에 도움을 주기 위해 개발되었다.
주요 한계점 : 기초지자체 내에 홍수특보 지점이 없는 지자체가 다수 있으며, 호우특보는 각 지자체의 지역특성(Risk)를 반영하지 못하고 전국에 대해 동일한 기준으로 설정되어있다.
Risk Marix를 이용한 예보란?
FRFS는 RISK Analysis 방법중의 하나인 RISK Matrix를 이용한 위험 발생 가능성에 대한 예측 방법론을 사용한다.(노란색).
Risk Matrix에서 사용되는 Risk의 정의는 "Risk = Probability X Consequence" 로 표현된다.
Consequence는 피해 결과(피해 현상)를 의미하며, Probability는 이 피해 현상을 유발하는 Hazard 즉, Disaster의 발생 가능성(확률)을 의미한다.
Risk Matrix 접근법은 Hazard 강도와 매칭된 피해 현상(Consequence)자료의 수집이 까다로워 정성적 위험도분석방법으로 분류된다.
그러나 Risk Matix 접근법은 Hazard에 의해 유발되는 피해의 정도를 나타내는 영향수준(impact levels)을 지역별 예보 기준에 반영할 수 있는 장점이 있다.
예를 들어 A 지역은 하수도 정비가 잘되어 있고, B 지역은 그렇지 못한 지역이라 하자. B 지역은 60 mm/3r의 강우가 오면 도로가 침수되고 주변 주택들이 침수되는 피해를 보지만, A 지역은 전혀 피해를 보지 않는다. 이때 우리는 A 와 B 지역은 동일한 Hazard 강도에 대해 피해를 입는 영향수준이 다르다고 할 수 있다.
정량적인 강우량의 예측은 매우 어려운 분야이다. 따라서, 기상청에서는 단일 예측 값으로 제공되는 수치 예보의 단점을 보완할 수 있는 앙상블 수치 예보(LENS) 자료를 제공하고 있다.
LENS 자료를 이용하면 Risk Matrix 접근법에서 필요로 하는 지역별 영향수준과 매칭되는 재난의 발생 가능성(확률)을 추정할 수 있다.
Risk Matix 접근법은 72시간 LENS 예측강우자료를 활용함으로써 재난 대비에 필요한 예보 선행시간(lead time)과 정보를 함께 확보할 수 있는 효과적인 예보 방법론이다.
FRFS에서는 지역별, 사상(event)별 실제 피해현상자료를 반영하여 영향수준(impact levels)을 등급화, 차별화 하였다.
FRFS는 홍수위험 매트릭스를 적용하기 위해 전국 분포형 강우유출체계(GRM Core 이용, 500x500m)를 구축하여 12시간 간격으로 모의 결과를 제공하고 있다.
FRFS에서는 Multi-Trigger를 적용하고 있다.
홍수 발생의 근본 Source 는 강우로 볼 수 있다.
그러나 시간과 공간을 동시에 고려할 경우 짧은 지속기간에 대해서는 호우가 피해 발생의 격발(Trigger)역할을 하지만, 긴 지속기간에 대해서는 하도의 유출량도 홍수 피해 발생의 격발(Trigger)역할을 하게 되므로 이를 시공간적으로 동시에 고려하여야 한다.
FRFS에서는 호우위험 매트릭스와 홍수위험 매트릭스를 개발하여 동시에 전망정보 생성에 적용하고 있다.
FRFS 특징
지자체별로 3일전부터 12시간 간격으로 재난발생 시점/강도의 예측 정보 변화(호우의 집중 시간 및 강도, 하천 유량의 증가,감소 시간 및 강도)를 지속적으로 모니터링할 수 있어 재난대비에 효율적으로 활용 가능할 것으로 판단된다.
호우위험 매트릭스와 홍수위험 매트릭스를 동시에 사용하여 예보 발령 수준를 결정하고 있다.
재해의 발생 가능성을 예측하기 위해 12시간 간격으로 생성되는 기상청의 LENS(Limited area ENsemble prediction System; 국지확률예측시스템)의 강수자료를 이용하여 발생 확률을 결정한다.
호우위험 매트릭스(Heavy Rainfall Risk Matrix) 개발
Risk Matrix X축 : 228개 지자체별(제주도는 1개 기준으로 설정) 호우에 의한 피해의 정도를 나타내는 영향수준(impact levels) 설정 - 강우량(mm)을 영향수준에 대한 Hazard 강도로 사용
Risk Matrix Y 축 : 발생 가능성의 구간 기준은 20%, 40%, 60% 로 설정
예보 : LENS에서 제공되는 12개 멤버(member)의 강우 자료를 이용하여 지속기간 3시간 앙상블 누적 강우량을 산정하고 이 값이 해당 지자체에 대해 설정된 영향수준(impact levels)에 포함되는 멤버의 수를 이용한 각각의 영향수준별 발생 확률을 계산한 후 하루(0시 ~ 24시) 중 매트릭스에서 설정한 위기경보단계(관심 < 주의 < 경계 < 심각) 중에서 최고 단계를 예보 등급으로 선택
홍수위험 매트릭스(Flood Risk Matrix) 개발
Risk Matix X 축: 전국 300여개 하천 지점(가능하면 지자체별 1개 이상의 지점을 선정)에 대해 홍수에 의한 피해 정도를 나타내는 영향수준(impact levels) 설정 - 홍수량(㎥/s)을 영향수준에 대한 Hazard 강도로 사용
Risk Matrix Y 축 : 발생 가능성의 구간 기준은 20%, 40%, 60% 로 설정
예보 : LENS 강우 자료의 12개 멤버를 강우-유출모형(GRM)의 입력 자료로 사용하는 앙상블 강우-유출 시스템의 분석된 유출량의 최대 값이 해당 지점에 대해 설정된 영향수준(impact levels)에 포함되는 멤버의 수를 이용한 각각의 영향수준별 발생 확률을 계산한 후 하루(0시~24시) 중 매트릭스에서 설정한 위기경보단계(관심 < 주의 < 경계 < 심각) 중에서 최고 단계를 예보 등급으로 선택
최종 발령 방법
LENS자료의 생성 및 공급 주기를 고려하여 12시간 간격으로 발령
지자체 또는 해당 지자체 내의 하천 지점에서 분석 결과로 선정된 모든 호우 및 홍수위험 매트릭스의 위기경보단계 즉, 재난대응단계(관심 < 주의 < 경계 < 심각)중 가장 큰 단계를 지자체별로 표출
