[이우균의 토지기반 탄소중립]⑧기초지자체 산사태 관리 어떻게 해야 할까?
[이우균의 토지기반 탄소중립]⑧기초지자체 산사태 관리 어떻게 해야 할까?
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  • 승인 2023.03.20 15:22
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최근 기후변화로 산사태 위험↑...토지 이용 및 피복 변화 정보 산사태 위험 지역 예측에 고려돼야
기상 정보만으로 산사태 예측 어려워...위성영상 등 추가 공간 정보 활용해 산사태 발생 위험 지역 진단해야
기상인자에 항공·위성 정보 적용하면 정밀 진단 가능...위성정보 통합 활용한 재난위험경감체계 갖춰야
이우균 고려대학교 환경생태공학과 교수출처 : 데일리원헬스(http://www.dailyonehealth.com)
이우균 고려대학교 환경생태공학과 교수

봄철에 어김없이 찾아오는 산불 발생은 대체적으로 산림이 푸르러지는 5월 중순경 줄어든다. 아카시아꽃이 피는 무렵이다. 그리고 바로 이어지는 장마철이 되면 산사태가 어김없이 찾아온다. 산불 발생 지역에 산사태가 나면 그 피해가 더욱 커지는 악순환이 시작된다. 우리나라에서는 이상기후, 토지 이용 및 피복 변화 등으로 산사태 빈도와 피해 규모가 점차 증가하는 추세다. 산사태 주요 원인은 우선 비가 많이 오는 데 있다. 특히, 비가 자주, 오래, 강하게 오는 경우 산사태 발생이 많아진다. 최근에는 기후변화로 인한 집중호우, 긴 장마 등으로 산사태 위험이 커지고 있다.

산사태 위험도(좌)가 강우강도(중)와 호우일수(우)와 연관이 있는 것을 알 수 있음 (출처: 고려대학교 환경GISRS연구실)
산사태 위험도(왼쪽)는 강우강도(가운데)와 호우일수와 연관이 있다. (이미지 출처 - 고려대 환경GISRS연구실)

같은 기상조건이라도 지형(경사, 방위, 고도, 사면길이, 사면곡률 등), 지질(모암, 암질 등), 토질(토성, 토심 등), 식생 정보(산불발생 이력, 임상, 영급·경급, 뿌리 깊이 등) 등 생물리 및 환경적 특성에 따라 산사태 발생 위험이 다르다. 또, 인간 활동에 의한 토지 이용 및 피복 변화로 인재(人災)성 산사태가 발생하는 것을 감안하면 토지 이용 및 피복 변화 정보도 산사태 위험 지역 예측에 고려돼야 한다. 

이와 같이 기상정보, 생물리 및 환경정보, 토지 이용 및 피복 정보를 통합한 공간 분석을 통해 산사태 위험 지역을 예측할 수 있다. 산림의 생물리 및 환경적 변화는 거의 없거나 느린 반면, 토지 이용 및 피복 정보는 인간 활동에 의해 빠르게 변화하므로 모니터링으로 변화 시점에서의 정보가 ‘디지털 자료’로 기록되는 것이 필요하다. 미래의 기상정보는 시공간적으로 불확실성이 크므로 고도화된 예측 시스템이 필요하며, 외에도 불확실성을 보완할 수 있는 위성 및 지상 센서 정보가 필요하다.

산사태 재난위험경감(DRR:Disaster Risk Reduction)을 위해서는 산사태에 영향을 주는 생물리 및 환경적 요인 외에도 장·단기 기상 자료를 바탕으로 산사태 위험 지역을 신속·정확하게 예측해야 한다. 이때 필요한 것은 기상인자의 정확한 예측이다. 또 필요한 것이 정확한 생물리 및 환경인자다. 여기서 ‘정확한’이란 공간적으로 높은 해상도와 정밀성을 의미하고, 시간적으로는 가장 최신 정보여야 한다는 의미다. 그러나 기상 정보만으로 산사태를 예측하는 경우 위험 지역이 넓게 예측되며, 실제 발생 지역은 넓게 예측된 위험 지역의 일부 장소다. 따라서 위성영상 및 지상 센서 정보 등을 통해 추가적인 공간 정보를 활용해 산사태 발생 위험 지역을 정확히 진단할 필요가 있다.

기상정보만으로 산사태위험지도와 실제로 발생한 산사태 위치 (출처: 고려대학교 환경GISRS연구실)
기상정보만으로 예측한 산사태 위험 지도와 실제로 발생한 산사태 위치(이미지 출처 - 고려대 환경GISRS연구실)

토양이 얼마나 물을 머금고 있는가도 산사태 예측에 매우 중요하다. 또, 기상예측은 국지성 강우를 예측하는 데는 한계가 있는 것이 현실이다. 생활권 및 저지대 산사태는 토지 이용 및 피복 변화로 인한 국지적 지형 변형이 주된 원인으로 꼽힌다. 이러한 개발로 인한 지형 변화도 위성영상 및 지상 센서 기술로 파악 가능하다. 특히, 최근에 널리 보급되고 있는 드론 기술과 LIDAR 기술을 접목하면 국지 지역의 지형 변화를 3차원으로 파악 가능하며 물길 왜곡으로 인한 인재(人災)성 산사태 위험 지역을 예측할 수 있다. 기상인자로 산사태를 예측하는 예측 모형(Prognostic model)에 항공·위성 및 지상 센서 정보기술의 토지 이용 변화 파악을 접목한 진단 모형(Diagnostic model)을 활용하면, 산사태 위험 지역을 보다 정밀하게 진단할 수 있다.

공간기반의 발생지점과 그 지점의 생물리 및 환경적인자간의 관계를 이용한 예측모형(Prognostic model)과 위성 및 지상센서 정보를 융합한 진단모형(Diagnostic model)을 이용하여 산사태위험지역 예측모식도 (출처: 고려대학교 환경GISRS연구실)
공간 기반의 발생 지점과 그 지점의 생물리 및 환경적인자간의 관계를 이용한 예측모형(Prognostic model)과 위성 및 지상 센서 정보를 융합한 진단모형(Diagnostic model)을 이용한 산사태 위험지역 예측모식도 (출처: 고려대학교 환경GISRS연구실)

항공·위성 및 지상 센서 정보를 융합한 진단 모형을 이용해 산사태 발생 위험 지역을 신속하고 정확하게 예측하기 위해서는 위성정보 활용 체계와 지상 센서 네트워크 체계가 잘 갖추어져 있어야 한다. 우리나라에서는 국토 위성, 기상위성, 환경 위성, 농림 위성 등의 각종 위성이 이미 운영되고 있거나 발사 예정이다. 이러한 위성정보 통합 활용 기술과 연계된 산사태 등의 재난위험경감(DRR: Disaster Risk Reduction) 체계를 갖출 필요가 있다.

이우균 고려대학교 환경생태공학과 교수·오정리질리언스연구원장 leewk@korea.ac.kr

[필자 소개] 이우균 교수는 독일 괴팅겐 대학에서 산림계획으로 박사 학위를 취득한 후, 1996년부터 고려대에서 교수로 재직하면서 기후변화와 산림환경생태와의 연관성, 특히 탄소흡수원관리에 대한 연구와 교육을 진행해 오고 있다. 최근에는 고려대 부설연구소인 오정리질리언스연구원의 원장으로서 환경 및 기후위기 대응을 위한 생태계물질순환 기초 과학과 기후환경회복탄력성 연구를 이끌고 있다.


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