기후위기 대응을 위한 대심도 빗물터널 설치 등 서울시 맞춤형 치수안전 대책 마련해 나가야
기후변화에 따른 극한 기상 발생으로 서울시 치수관리의 불확실성이 가중될 전망
최근 기후변화에 따른 이상기상 현상으로 도심지 극한호우 발생 특성이 변화하고 있으며, 그 빈도와 강도가 점차 증가 추세에 있다. IPCC (Intergovernmental Panel on Climate Change) 보고서에 따르면 지난 100년간 전 지구 평균온도 0.74℃ 상승하였으며, 2100년까지 지구 평균 기온은 약 1.5℃∼3.5℃ 상승할 것이라 전망하고 있다. 21세기 들어 이러한 지구 평균기온 상승은 과거의 패턴과 다른 증가추세를 보이고 있음이 확인되었다. 지구 온도상승은 수문기상학적 조건 변화에 영향을 주며, 홍수 및 가뭄 발생 등 재해유발의 주요 요인이 된다. 세계기상기구(WMO, World Meteorological Organization) 자료에 의하면 기후변화로 인한 전 세계 재해 발생건수는 최근 약 4.5배, 연평균 피해액은 약 7.8배 증가한 것으로 보고 하고 있다. 이러한 전 지구적 기상이변과 수문환경변화는 인구와 재산이 밀집해 있는 도심지 침수피해를 더욱 가중시키는 요인으로 작용하고 있으며, 매년 막대한 피해를 유발시킨다.
지난 100년 동안의 한반도 지역의 연평균 기온변화를 살펴보면 세계 평균에 비하여 약 1.5배(세계 평균 0.9℃, 한반도 평균 1.4℃) 높게 나타나고 있음을 확인할 수 있다. 이러한 급속한 평균 기온 변화는 지구 온난화로 전 세계적 이상기후에 따른 폭우, 폭 풍 등 피해가 확산되고 있는 주요 원인이 되며, 경험하지 못한 기록적 폭우 빈번, 이 상기후에 따른 치수관리의 불확실성이 증대되고 있다. 최근 도시지역의 상상을 초월 하는 폭우 발생은 기존 방재시설로는 물리적 대응 한계에 다다랐다. 중국의 경우 2021년 7월 시간당 201mm의 기록적인 폭우 발생으로 350여명 사망․실종되었으며, 유럽의 경우도 2021년 7월에 100년만의 폭우 발생으로 170여명이 사망․실종된 바 있다. 작년 서울시를 비롯한 중부지방에는 115년 기상관측 이래 가장 많은 폭우가 발생(동작 141.5mm/h, 강남 116mm/h, 서초 110mm/hr)하였으며, 이로 인하여 많은 인명피해(사망 8명)와 재산피해(20,076건, 683억)가 발생하기도 하였다.
과거와 다른 도시홍수 유발 패턴에 따른 서울시 주요 원인별 도시침수 방어 대책 수립
도시침수는 주로 태풍, 장마 등 집중호우에 의한 ‘하천 수위상승’과 ‘과도한 우수 유입’으로 발생하며, 크게 외수·내수 범람으로 구분할 수 있다. 과거에는 도시지역에 인 접하거나 관류하는 도시하천의 범람으로 인한 외수범람이 도시침수의 주요 원인이었 으나, 최근에는 도시지역의 과도한 개발로 불투수면이 증가함에 따라 빗물이 지면에 흡수되지 못하고, 하수도의 설계용량을 초과해 발생하는 내수범람 피해가 주를 이룬 다. 특히 대규모 집중호우가 발생하면 하천의 수위가 급격히 증가하게 되는데, 여기에 하수도를 통해 배출하는 빗물이 더해져 결국 하천이 범람하고, 하천으로 빗물도 배출 하지 못하게 되어 외수·내수 범람이 동시에 발생해 주로 저지대에 있는 지역에 큰 피 해가 발생할 수 있다
도시침수가 발생하는 주요 원인은 하천수위 상승에 따른 내수배제 불량, 하수관로 통수 능 부족, 저지대 지형적 영향, 반지하주택 침수 및 하수관역류 등이라 할 수 있다. 첫째, 도시침수 발생 주요 원인은 설계빈도를 넘는 강우 발생과 하수관로 통수능력 부족이다. 국지성 집중호우가 곳곳에서 발생함에 따라 하수관로 용량보다 유입되는 유량이 많이 하수관이 역류하는 현상이 발생한다. 더불어 하수관의 관리 문제와 간선 하수관의 일부 병목현상도 빗물의 원활한 배수를 어렵게 하는 원인이 된다. 둘째, 도시화로 인한 직접 유출량의 증가이다. 도심의 지표면은 콘크리트 재질의 아파트·도로·인도 등으로 덮여 있다. 이와 같은 도시화로 인하여 불투수면이 증가(1962년 7.8% → 2006년 47.5% → 2021년 52.3%)함에 따라, 홍수 발생 시 빗물이 땅속으로 흡수되지 못하고 지표면을 따라 흐르면서 저지대로 집중되었다. 셋째, 지형적·구조적 특성(저지대)이다. 서울시의 경우 사당, 서초, 강남 등 저지대에서는 주변 고지대에서 다량의 노면수가 유입됨으로 써, 강수의 유출량이 집중되어 침수피해가 발생한다. 저지대의 경우, 하수관로 용량이 충분하더라도 침수피해가 발생할 수 있으며, 빗물펌프장과 같은 강제적인 내수배제시설 은 효과적이긴 하나 인근 하류지역에 침수피해를 전이시킬 수 있다.