불확실성을 고려한 연피해 기대치 산정
Expected Annual Damage Estimation with Uncertainty
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초록
홍수 피해지구에 대한 홍수 피해 경감 대책을 마련하기 위해 하천정비기본계획을 수립하고, 이에 따라 통상 하천제방을 축조하여 왔다. 이는 강우분석, 홍수량 및 홍수위 산정, 그리고 치수 경제성 분석을 통하여 피해지구별 B/C를 구해 적정 계획빈도 및 투자우선순위를 결정하고 적정 계획빈도에 따라 하천 제방고의 높이를 결정함으로써 홍수 피해 경감 대책을 마련하는 것이다. 그러나 결정된 제방고는 수리∙수문 분석 및 치수경제성 분석과정에서 많은 불확실성을 포함하 고 있기 때문에 이러한 불확실성을 고려해 주어야 하는데, 통상 우리는 이러한 불확실성을 여유고 라는 개념으로 대신하여 왔다. 예를 들면, 100년 빈도 홍수량에 대하여 약 1m의 여유고를 일률적 - 2 - 으로 고려하여 온 것을 들수 있다. 또한 미국에서도 3ft의 여유고를 일률적으로 고려하여 왔었는 데 1990년대 미국에서는 이러한 일률적인 여유고 개념이 잘못되었음을 인식하기 시작하였다. 즉, 불확실성은 매우 국부적으로 지역적인 특성에 따라 매우 다르다는 것을 인지하게 되었고, 이러한 지역적 특성을 반영한 불확실성을 고려하기 위해 통계적 기법을 이용하여 분석을 수행하기 시작 하였고, 많은 연구와 적용이 현재 진행 중에 있다. 특히, 미국에서는 HEC-FDA(Flood Damage Analysis)라는 프로그램을 이용해 불확실성을 고려한 홍수피해 분석을 수행하여 홍수피해 경감 대 책을 수립하고 있으며(USACE, 1996, 1997), 국내에서도 HEC-FDA를 이용하여 홍수피해 분석을 수행한 예가 있다(건설교통부, 1999). 그러나 국내에 적합한 불확실성을 고려한 치수경제성분석을 수행하기 위해서는 기존의 하천정 비기본계획수립 절차와 동일하게 하면서 여기에 불확실성만을 첨가하는 분석이 보다 더 타당하리 하고 판단된다. 즉, 이러한 개념하의 연구는 건설교통부(2002)에서 수행한 바 있으며, 본 연구는 건설교통부(2002)의 분석절차를 설명하고 그 절차에 따른 연피해 기대치(Expected Annual Damage, EAD)의 산정과정을 보이고자 한다.
Abstract
The flood damage reduction studies have been performed by the channel improvement plan and the levee has mainly constructed with the freeboard concept. However, the freeboard concept might be an inappropriate choice as a safety factor of the levee because many uncertainties are involved in the procedure of the channel improvement plan studies. So, we considered the uncertainties in the discharge-probability, stage-discharge, and stage-damage functions and estimate the expected annual damage. The Monte Carlo technique for uncertainty analysis is used. As our results, the expected annual damage with uncertainty shows the larger value than without uncertainty. Since the expected annual damage with uncertainty already considers the safety factor it is the proper result. However, the expected annual damage without uncertainty does not consider the safety factor yet. Thus, if the expected annual damage without uncertainty considers the freeboard concept, it could be compared with the expected annual damage with uncertainty for the evaluation of the overestimation or underestimation of the levee construction.