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Kyungtak Kim edited this page Jan 16, 2022 · 97 revisions

FRFS 소개

  • FRFS(Flood Risk Forcast System, 행정구역 홍수위험전망시스템)은 "골든타임 확보를 위한 유역 시공간 상세홍수예보기술 개발(환경부, 17.04 - 22.06)"을 통해 개발중이다.

  • 참여연구기관 : 한국건설기술연구원, 아주대, 인하대, 경북대, (주)헤르메시스

  • 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 사용하고 있다.

  • 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 level)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. 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.

FRFS 특징

  • 지자체별로 3일전부터 12시간 간격으로 재난발생 시점/강도의 예측 정보의 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 결정

  • 재해의 발생 가능성을 예측하기 위해 12시간 간격으로 생성되는 기상청의 LENS(Limited area ENsemble prediction System; 국지확률예측시스템)의 강수자료를 이용하여 발생 확률 결정

  • 호우위험 매트릭스(Heavy Rainfall Risk Matrix) 개발

    • Risk Matrix X축 : 228개 지자체별(제주도는 1개 기준으로 설정) 호우에 의한 피해의 정도를 나타내는 영향수준(impact level) 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 level)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 level) 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 level)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
    • 지자체별 세보 예보 화면에서 상세한 분석 내용 및 결과 확인 가능

현재 FRFS 구축 정보

  • LENS 강우자료 : 2016년, 2017년, 2019년, 2020년 여름철 기간 동안의 자료
  • 전국 500m X 500m 격자로 구성된 분포형 강우-유출(GRM; Grid based Rainfall-runoff Model) 시스템 구축
  • 과거 자료를 활용한 연구 목적의 시범 시스템
  • 환경부 한강홍수통제소의 실시간 시스템을 전환 예정
  • 예보 발령 시간
    • 기상청 LENS 구동 시작시간(00UTC, 12UTC), 자료 생성 시간, 기상청에서 자료 제공 준비 시간 및 전송 시간, 홍수통제소에서의 GRM 구동 등 모형 적용 시간 등을 고려하여 한국시간(KST)으로 오전 4시, 오후 4시 2회 발령