장마 기간이던 지난 7~8월에 내린 집중호우 때문에 전국 곳곳에서 생각지도 못한 큰 피해를 입었다.

그동안 이번처럼 집중호우로 피해를 입은 사례를 꼽기 어려운 정도로 전국이 초토화 됐다.

국지성 호우가 새로운 재난위험 요소로 떠오르고 있어 이에 대한 피해를 줄이기 위해, 인공지능 위성 기술 등 최첨단 기술들을 활용해 앞으로 기상관측을 하게 될 전망이다.

다양한 스마트 시스템이 구축되면 기상관련 피해를 최소화하고 국민의 생명과 재산을 지키는 데 일조할 것으로 보인다. 

■전국 피해 사례 속출

지난 7~8월은 기후변화로 인해 사상 최장기간의 장마와 기습적인 폭우로 전국적으로 수많은 피해가 발생했다.

경남 하동군의 경우 지난 8월 화개면 삼정마을에 559㎜라는 기록적인 폭우가 쏟아져 화개장터를 포함해 화개면과 하동읍·악양면 등 섬진강 일원이 큰 물난리를 겪었다.

경기도는 폭우로 토양 응집력이 약한 안성·이천·용인시와 가평·양평군 등 12개 시·군에서 산림 피해가 생겼다.

199개 지역에서 산사태가 발생했고 산림 내 연결도로 15곳이 물에 잠기거나 파손됐다.

지난 7월 부산 지하차도 침수로 3명이 숨지는 등 울산·김포 등에서 모두 5명이 사망했다. 30일에는 대전에서 통제된 지하차도를 지나던 행인 1명이 물에 빠져 숨졌다.

들쭉날쭉한 날씨로 인해 기상청조차도 제대로 된 정확한 예보를 하지 못해 국민들의 지탄을 받으면서 곤혹을 치뤘다.

 

■수자원·수재해 감시위성 개발

환경부는 기후변화에 따른 집중호우에 대응하기 위해 2025년까지 인공지능(AI)을 활용한 홍수예보 시스템을 도입한다.

홍수에 취약한 전국 100곳의 지방하천에 홍수정보 수집센서를 설치하고 각 센서로부터 들어오는 정보를 활용해 인공지능을 적용한 홍수예보 체제(플랫폼)를 구축할 예정이다.

오는 2023년까지 498억 원을 투자하고 2023년에서 2024년까지 시범운영 단계를 거쳐 2025년부터 본격 운영에 들어간다.

현행 인력 중심의 홍수예보는 다년간의 경험이 필요하고 단기간내 결과도출이 어렵다.

하지만 기계학습, 딥러닝 등 인공지능 기법은 입력변수의 안정성이 확보되는 경우 단기간 내 결과도출이 가능할 것으로 기대된다.

우선 강우레이더를 활용해 기습적인 폭우에 따른 돌발홍수를 잡을 방침이다.

기존 하천 수위를 중심으로 운영되던 방식은 도심지의 돌발홍수 예측에 한계가 있기 때문에 강우레이더를 활용해 읍면동 단위까지 1시간 전에 예측정보를 제공할 예정이다.

지난 2017년부터 내년 연말까지 추진하는 홍수대응 최적시간 확보 기술 개발을 토대로 올해 말까지 낙동강유역, 내년 말까지 타 유역을 대상으로 현장실증을 마치고 2022년부터 실용단계에 진입할 예정이다.

국지적인 기습적 돌발홍수에 대해서는 30분에서 1시간 전에 폭우 정보를 알 수 있기 때문에 지자체나 주민이 미리 대피하거나 사전조치를 할 수 있어 국민의 생명과 재산을 보호하는데 기여할 전망이다.

기후변화 심화에 따른 극한의 홍수 및 가뭄 등 대응을 위해 수자원·수재해를 감시하는 수자원 위성을 2025년까지 개발한다.

500㎏급 위성을 통해 시간이나 기상조건과 무관하게 홍수와 가뭄 등 수자원 정보를 관측폭 120㎞, 하루 2회 관측할 수 있다.

이를 위해 올해에는 영상레이더 지상모델 제작, 관련 알고리즘 시범 구현 등 선행연구를 수행한다.

내년부터는 1427억원을 투입해 영상레이더 개발과 위성자료 활용시스템 및 물산업 지원 전략국가 체제 구축을 추진할 계획이다.

위성개발이 완료 활용되는 경우 홍수, 가뭄, 녹조 등에 대한 광역적 감시가 가능하게 돼 북한 및 동남아시아 국가와의 수자원 협력, 물산업 진출 등이 기대된다.

그동안 도면으로 열람하던 홍수위험지도를 2021년부터 지리정보시스템(GIS) 기반으로 구축해 온라인으로 손쉽게 열람할 수 있도록 할 계획이다.

홍수위험지도는 수자원의 조사·계획 및 관리에 관한 법률 제7조에 따라 중앙정부 및 지자체 등에 제공되고 있으며 자연재해저감 종합계획, 비상대처계획 수립 등의 기초자료로 활용되고 있다.

2001년부터 2016년까지 한강, 낙동강, 영산강 등 국가하천에 대해 홍수위험지도 작성을 완료하고 현재 전국 지방하천에 대한 홍수위험지도를 마련 중에 있다.

지리정보시스템 기반의 홍수위험지도가 제공될 경우 개인이 소재하고 있는 인근 하천 주변지역의 침수범위와 깊이 등을 쉽게 파악할 수 있어 홍수대응 노력과 경각심 제고에 기여할 것으로 기대된다.

 

■시시각각 변하는 강우 추이 분석 가능

특정지역에 비가 집중적으로 내리는 국지성 호우가 새로운 재난리스크로 떠오르고 있다.

서울시는 국지성 호우에 신속하고 능동적으로 대처하기 위해 '빗물펌프장 스마트 강우분석 시스템'를 국내 최초로 구축해 시범 운영에 돌입했다.

빗물펌프장은 장마철이나 집중호우 시 저지대 침수예방을 위해 빗물을 하천에 강제로 퍼내는 역할을 하는 중요 기반시설이다. 현재는 펌프장 내 빗물수위에 따라 가동되고 있다.

빗물펌프장 스마트 강우분석 시스템은 펌프장 내 빗물수위에 더해 강우량과 펌프장 하수관로를 따라 유입되는 비의 양(유입량)까지 총 3가지 데이터를 종합적으로 분석하는 고도화된 시스템이다.

이를 위해 기존에 설치된 수위계에 더해 강우량계와 유량계가 새롭게 설치된다.

시스템 구축돼 가동되면 비가 내리기 시작하는 시점부터 시시각각 변하는 강우추이를 실시간 추적 분석할 수 있게 된다. 

시는 기후환경에 보다 능동적으로 대처해 빗물펌프장 가동이 보다 정밀해지고, 국지성 집중호우에 따른 피해도 최소화할 것으로 기대하고 있다.
시는 두 개의 국가하천에 접해있고 서울시와 경기도가 경계를 이루는 곳에 있어 능동적인 펌프운전이 요구되는 구로구 개봉1펌프장에 지난 9월 '빗물펌프장 스마트 강우분석 시스템'을 시범 설치했다.

시범운영을 통해 시스템의 성능과 효과를 분석해 올 하반기 국가하천변에 위치한 펌프장 5곳에 추가로 설치하고 향후 확대할 방침이다.

빗물펌프장 스마트 강우분석 시스템에 축적된 데이터는 향후 펌프장 설치 및 용량확대 설계에 검·보정자료로 유용하게 활용할 예정이다.

아울러 펌프장 신설 및 증설 설계에 사용되는 시뮬레이션 수치를 실제 계측된 누적 데이터로 검증해 정확하고 효율적인 펌프장 설계에 활용할 수 있게 됐다.

한국전자통신연구원(ETRI)도 녹조 발생을 예측할수 있는 기술을 최근 공개했다.

녹조 예측 기술은 녹조 발생으로 인한 수질 피해를 최소화하기 위해 인공지능 기술을 기반으로 녹조를 예측할수 있다.

기상, 수질, 수위, 댐 운영 등 정보 수집 및 학습을 통해 녹조 발생 가능성을 보정, 예측하는 기술로 시뮬레이션 모델 및 딥러닝 기술이 결합됐다.