유역분지의 개발 및 수해 피해와 관련된 지형 인자들의 분석 : 용인시 서북부 지역을 사례로

Abstract

산업화 이후 최근 우리나라의 수도권지역은 도시화가 급속히 진행중이다. 그러나 개발의 질보다는 그 속도가 중시됨에 따라 개발지역에 대한 충분한 사전조사가 이루어지지 않은 채 개발이 진행되어 도시지역은 재해에 광범위하게 노출되었다. 특히 여름철 집중호우시 개발된 지역이 침수되는 등 수해가 빈번히 발생하고 있으며 피해규모도 커지는 경향을 보인다. 이와 관련하여 하천에 접해있는 일부 도심의 저지대에 수해 피해가 빈번하게 발생하고 있다. 도시 지역의 수해는 도시의 저지대 및 하천 주위에 국지적, 분산적으로 발생하며, 상습수해지구에서는 홍수나 특정한 수해에 관련된 피해가 매년 보고되고 있다. 본 연구의 목적은 하천 유역분지의 개발 여부와 수해 발생간의 상관관계를 파악하고, 유역분지 전체 및 유역분지 내 개발지역 각각에 대하여 지형 인자들의 수해 발생에 대한 기여도를 분석하는 것이다. 이 과정에서 연구지역의 지형 정보 추출 및 분석 방법으로 GIS(Geographic Information System) 및 RS(Remote Sensing)기법을 이용하여, 유역분지당 평균 고도·평균 경사·사면방향의 비율·하계밀도·유역분지 면적·개발지역 면적·수해 발생 지역 면적·삼림 면적·논 면적·밭 면적을 구하였다. 이렇게 하여 생성된 각 유역분지별 지형 인자들에 대하여 t-검증 기법으로 유역분지의 개발과 수해 발생의 상관관계를 파악하였다. 또한 유역분지 전체의 지형 인자들과 유역분지 내 개발지역의 지형 인자들에 대하여 다중회귀분석 기법으로 수해 발생에 대한 지형 인자들의 기여도를 고찰하였다. 연구를 통해 얻은 결과를 요약하면 다음과 같다. 유역분지의 수해 면적과 개발 여부와의 관계에서, 전체 230개 유역분지 중 개발된 65개 유역분지의 평균 수해 면적은 52,298.9㎡이고, 개발되지 않은 165개 유역분지의 평균 수해 면적은 4.258.9㎡로 나타났다. t-검증 결과 95%의 신뢰수준에서, 개발된 유역분지와 개발되지 않은 유역분지의 평균 수해 발생 면적의 차이는 통계적으로 유의미함을 보여, 유역분지의 개발 여부에 따라 유역분지의 수해 피해 공간 패턴이 다르게 나타났다. 따라서, 개발된 유역분지는 개발되지 않은 유역분지에 비하여 수해가 발생할 확률이 더 높다고 볼 수 있다. 유역분지 전체의 수해 면적과 유역분지 내 개발지역의 수해 발생에 대한 지형 인자들의 기여도를 알아보기 위해, 각각의 경우에 대하여 다중회귀분석을 실시하였다. 다중회귀분석 결과, 유역분지 전체와 유역분지 내 개발지역 각각의 수해 발생에 기여하는 지형 인자들은 대부분 그 특성이 서로 달랐다. 유역분지 전체의 경우 유역분지 내에 발생하는 수해를 설명할 수 있는 회귀모델은 사례의 약 54.3%를 설명하였고, 13개의 지형 인자들 중 유역분지 면적·남향 면적 비율·고화되지 않은 지층 면적·개발지역 면적·삼림 면적의 5가지 인자들이 수해 발생에 영향을 미치는 인자로 나타났다. 따라서 유역분지 면적·개발지역 면적이 넓을수록, 투수율이 높은 고화되지 않은 지층 면적·삼림 면적·남향 면적 비율이 좁을수록 수해가 발생할 확률이 높다고 할 수 있다. 유역분지 내 개발지역의 경우 회귀모델은 사례의 약 51.8%를 설명하였고, 13개의 지형 인자들 중 고화되지 않은 지층 면적·개발지역 면적·밭 면적의 3가지 인자들이 수해 발생에 영향을 미치는 인자로 나타났다. 따라서 개발지역 면적 및 밭 면적이 넓을수록, 투수율이 높은 고화되지 않은 지층 면적이 좁을수록 수해가 발생할 확률이 높다고 할 수 있다. 여기서 밭 면적이 넓을수록 수해가 발생할 확률이 크게 나타난 것은, 연구지역의 개발지역에 포함되는 밭은 대부분 택지개발공사중인 지역의 저지대에 위치하기 때문에 개발중인 지역에서 유출되는 강우에 의하여 수해 피해를 입었기 때문이라고 사료된다. 또한 유역분지 전체에서 수해 발생에 가장 큰 영향을 미치는 인자는 유역분지 면적으로 나타났으며, 유역분지 내 개발지역에서 수해 발생에 가장 큰 영향을 미치는 인자는 개발지역의 면적으로 나타났다. 잠재적인 홍수 피해를 줄이기 위해서는 유역분지 내의 과도한 개발을 지양하고, 특히 유역분지의 개발지역의 면적과 관련한 지형인자들을 고려하여 개발하는 것이 그 방법으로 사료된다.; Since the industrialization spread out, the metropolitan areas of Seoul have been urbanized rapidly in Korea, without concern for the quality of further development. Due to this fact, the northwestern region of Kyonggi province has been damaged excessively because it has been developing without an adequate investigation of the geomorphological characteristics. It has become increasingly more apparent that natural hazards, such as floods and landslides, occur frequently after the summer s heavy rains, and because of that, the scale of damage is getting larger. The purpose of this study is first to analyze the relationship between development and floods in the sub-basins of Suji, Kusong, and Bundang, the study area. In addition to this, I would like to compare the influences of geomorphological characteristics upon the floods occurring in both the whole study area and the developed area in sub-basins. The area unit was set to the reaches included in the whole watershed. To examine these aspects of the above, 1m resolution Multispectral satellite images of IKONOS for Suji, Kusong, and Bundang districts obtained May, 24, 2000 with ER Mapper6.0, and 40m DEM(Digital Elevation Model) of this area with ARC/INFO8.0 for Workstation were used. After preparing two data matrixes of the geomorphological characteristics in both the whole study area and the developed area in sub-basins, the multiple regression analyses for both cases were carried out by running SPSS8.0. The conclusions of this study are summarized as follows: First, there exists a high relation between development and flood hazards in the sub-basins of the study area. Second, the area of the sub-basins, the average altitudes, the proportions of four major directions (north, east, south, and west) of faces of the reaches, the developed area, the field area, and the unconsolidated area including the quaternary alluvium and colluvium area of the reaches were figured out as effective geomorphological characteristics upon the floods occurring in the whole study area. Third, the developed area and quaternary alluvium and colluvium area of the sub-basins were figured out as effective geomorphological characteristics upon the floods occurring in the developed area in watershed. Hence, when we plan to develop in watershed, the area of the sub-basins, the average altitudes, the proportions of 4 major directions (north, east, south, and west) of slopes of the reaches, the developed area, the rice field and dry field area, and the unconsolidated area including the quaternary alluvium and colluvium of the reaches need to be considered carefully.