지난달 미국 미시시피강이 범람하면서 주정부는 인구 200만의 하류 대도시가 침수되는 것을 막기 위해 인구 5만의 소도시 방향으로 물길을 돌렸다. 이를 두고 미국 언론은 ‘소’를 희생해 ‘대’를 구하는 고육책의 극단적인 선택으로 ‘악마의 선택’이라 평했다. 그나마 미국은 악마의 선택이라도 할 시간적 여유가 있었다. 반면, 홍수기인 6∼9월에 집중되는 강우량과 상대적으로 높은 강우 강도를 고려하면 우리에겐 급속히 불어나는 하천 물로 인한 제방의 붕괴가 보다 현실적인 위험이다. 대표적으로 250명이 죽고 6조원의 피해를 낸 2002년 태풍 루사를 들 수 있다. 그야말로 6∼9월은 우리에겐 악마의 선택이 아닌 악마의 계절인 셈이다.

김계현 인하대교수·지리정보공학

요즘 제방의 안전도를 높이기 위해 기존 제방에 유비쿼터스 기술을 접목한 유비쿼터스 제방(U-제방)이 등장하고 있다. 유비쿼터스 기술은 모니터링 기능과 위치정보시스템(GPS) 기능을 가진 센서를 설치해 24시간 언제 어디서나 모니터링이 가능토록 한 기술이다. U-제방의 구현에 필요한 핵심 기술로는 무선정보인식장치(RFID)와 유비쿼터스 센서망(USN), 그리고 통합 데이터베이스(DB)를 들 수 있다.

RFID는 전파를 이용해 원거리에서 사물에 대한 정보를 인식하고 수집·저장·가공·추적해 저주파나 고주파, 초고주파, 마이크로파 등 다양한 다역의 무선전파를 이용해 정보를 보낼 수 있는 센서이다. 사물의 정보를 탐지하는 센서에 위치정보를 알려주는 태그를 함께 설치해 특정 위치의 센서에서 나타나는 변화를 실시간으로 감지할 수 있다. 제방의 붕괴를 사전에 감지하기 위해서는 무엇보다 RFID를 이용해 제방 내외부의 다양한 정보를 실시간으로 모니터링해야 한다. 한 가지 센서로 모든 정보를 취득할 수는 없지만 필요한 정보별로 여러 센서에 위치태그를 부착함으로써 실시간으로 모니터링이 가능하다.

모니터링의 대상 주요 정보로는 먼저 제방 내부의 물의 침투를 파악하기 위한 수위와 강우량, 간극수압, 누수의 정도 등이 포함된다. 여기에 물의 침투로 인한 제방 내부의 침식 관련 정보의 모니터링도 필요하다. 즉, 내부 유속과 수위, 하도 특성의 변화, 침식량 파악을 통한 제방의 움직임 여부, 세굴량과 위치 등이 포함된다. 나아가 제방 위로 물이 흐르는 월류에 대한 수심이나 시간, 수량 등도 실시간 파악해 제방의 안전도를 실시간 판단해야 한다. 여기에 제방 주위의 압력이나 누수로 인한 토사의 유실 여부, 구조물의 변화 상태 등을 알기 위한 다양하고 세부적인 정보의 모니터링도 필요하다.

USN은 RFID에 기반을 둔 센서가 일정 간격으로 설치돼 실시간으로 모니터링한 정보를 수집해 다양한 사용자가 공유토록 하는 통신 네트워크이다.

통합 DB는 지리정보시스템(GIS)을 근간으로 RFID에서 생성돼 USN을 거쳐 수집된 광범위한 실시간 모니터링 데이터를 다양한 지도 및 콘텐츠와 함께 구축한 것이다. 통합 DB는 다양한 사용자가 요구하는 필요한 정보를 실시간으로 추출해 제공한다. 나아가 수집된 정보의 분석을 통해 사용자로 하여금 제방의 붕괴 가능성을 사전에 알려주고, 재난 대응 매뉴얼에 입각한 행동요령 등도 전파시킨다.

최근 들어 정부에서도 단기 집중강우로 인한 피해를 막고자 국가하천 제방의 규모를 100년 빈도 홍수 대비에서 200년 빈도로 늘리는 추세이다. 반면, 기후변화 시대에 상상을 초월하는 극한 홍수로 인한 피해 예방에는 한계가 있다. 최선은 U-제방을 설치해 홍수시 제방에 물이 차오르는 것을 사전에 감지해 제방 붕괴에 대비한 신속한 인명 대피 등 피해 예방이다.

김계현 인하대교수·지리정보공학

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