홍수예보 선진화

한 강 홍 수 통 제 소

박상근 시설연구사

- 미국 NWS 홍수예보 업무 체계 -

2008. 7. 2

한강홍수통제소 하천정보센터 예보실

배 경

○ 관측 자료의 다양화

○ 수치 모형의 지속적 발전

○ 정보 기술의 발달

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□□ 사회사회 여건여건 변화변화 □□ 기술적기술적 변화변화

“우리나라 홍수예보 업무의 선진화 방안 수립 필요”

○ 국민/지자체의 홍수예보

관련 정보 요구 증대

○ 도시홍수/차세대 홍수방어 등

관련 사업 추진에 따른

적극적 대응 필요

한강홍수통제소 하천정보센터 예보실2/172/17

추 진 내 용

“우리나라 홍수예보 업무의 선진화 방안 수립”

1. 선진국 홍수예보 업무 체계 조사

- 미국, 일본, 유럽의 홍수예보 목표, 체계, 방법 조사

2. 우리의 나아갈 방향 수립

- 국민들이 원하는 홍수예보의 제도적·기술적 목표 수립

- 장단기적 홍수예보 업무 개선 세부 방안 마련

한강홍수통제소 하천정보센터 예보실

□□ 대상대상 국가국가

○ 미국 상무부 NOAA/NWS

○ 일본 국토교통성 하천국/하천정보센터

○ 유럽(호주)

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1. 선진국 홍수예보 업무 체계 조사

○ 조직/목표/홍수예보 방식/향후 개발 방향

□□ 조사조사 내용내용

한강홍수통제소 하천정보센터 예보실4/174/17

2. 미국의 홍수예보 업무

□□ 홍수예보홍수예보 업무업무 주관주관

○ 연방 정부

- NOAA(National Oceanic and Atmospheric Administration) 산하

NWS(National Weather Service) 주관

○ 지방 정부

- LFWS(Local Flood Warning System)으로 군소지역 단위(county,

city 등) 예보 수행

※ 기타 댐운영 기관

- USACE, USBR, TVA, Columbia River BPA(Bonneville Power Administration)

한강홍수통제소 하천정보센터 예보실5/175/17

□□ 주관별주관별 홍수예보홍수예보 업무업무

기상 및 수문자료 수집

홍수예측모형의 운영(RFC)

돌발홍수 예측 및 경보업무수행(WFO)

주(State)별 홍수경보 발령및 주민 대피 업무

댐운영을 통한 홍수예보, 발전, 용수공급

NWS주요하천, 과거 홍수 피해있었던 도시 주변 하천

하천수위 예보지역 이외의단기 융설/강우 홍수 지점

지방정부

LFWS군소 지역단위

USACE, USBR TVA 등

댐 운영 대상 유역내주요지점 예보

- RFC : River Forecast Center

- WFO : Weather Forecast Office

한강홍수통제소 하천정보센터 예보실6/226/22

2.1 NWS의 조직 구성

□□ 조직조직 구성구성

13개 RFC

123개 WFO

한강홍수통제소 하천정보센터 예보실7/227/22

□□ River Forecast CentersRiver Forecast Centers

○ 주요 업무

- 수문학적 분석 및 예측 실시(주요 하천)

※ 비홍수시 : 2교대 근무, 홍수발생시 : 24시간 근무

- NWS/유관기관과의 기술 지원 및 교류

- 연구, 개발 및 실용화

Time Scale Hydrologic models

한강홍수통제소 하천정보센터 예보실8/228/22

□□ Weather Forecast OfficesWeather Forecast Offices

○ 주요 업무

- 해당 지역에 대한 기상 관측 및 기상 예보

- 단기간 강우예측

- 관측 자료와 단기간 강우예측 자료를 이용한 돌발홍수 예측

- 유역내 지천 등에 대한 수위 예측(RFC에서 개발한 모듈 기반)

※ 수위 관측소 있는 경우 : 시간 수위 예측, 수위 관측소 없는 경우 : 범위 예측

QPF 유역내 홍수 경보

한강홍수통제소 하천정보센터 예보실

□□ MissionMission

“The NWS provides weather, water and climate forecast and warningsfor the US, its territories, adjacent waters and ocean areas for the protection of life and property and the enhancement of the national economy”

9/229/22

2.2 NWS의 목표

“NWS data and products form a national information data base and infrastructure which can be used by other government agencies, the private sector and the global community”

“예·경보를 통한 생명과 재산을 보호하고 국가 경제를 증진 시킴”

“국가 정보 데이터베이스와 인프라의 구축”

(한강) 홍수로부터 국민의 생명과 재산보호

물의 안정적 공급 및 균형적 배분

한강홍수통제소 하천정보센터 예보실

□□ VisionVision

“Working together to provide the best weather, water and climate information in the world by”

10/2210/22

- 필요로 할때 신뢰할 수 있는 정보를 생산하고 제공한다

- 과학과 기술적으로 입증된 신기술을 접목한다

- 성과를 계량화 하고, 보고하며 평가한다

- 날씨와 물과 관련한 피해를 줄인다

- 날씨, 물과 기후와 관련된 산업을 더욱 효율적으로 운영되도록 관련

기관과 협력한다

(한강) 신속하고 정확한 홍수예보

실시간 물관리 시스템 구축

고품질 수문정보의 생산 및 제공

한강홍수통제소 하천정보센터 예보실

□□ 관측관측

○ 우량 관측

- 지상 우량 관측 시설 10000개

- WSR-88D NEXRAD 158개

- ASOS(Automated Surface Observing System)

- Remote Sensing Center에서 강설량 측정

11/2211/22

2.3 NWS의 홍수예보 방법

U.S. NEXRAD Radar Stations

ASOS○ 수위 관측

- USGS의 7,300여 관측 지점 자료 실시간 제공

○ 댐 자료

- USACE, USBR, TVA 등 댐운영 기관에서 제공 USGS Real-Time water Data

한강홍수통제소 하천정보센터 예보실12/2212/22

○ NCEP (National Centers for Environmental Prediction)

○ HPC (Hydrometeorological Prediction Center)

- 단기 정량적 강우예측(QPF), 중장기 강우 예측

- 위성자료 이용서비스인 NESDIS와 WSR-88D/Doppler radar

활용한 강우예측 실시

□□ 우량우량 예측예측

24시간 강우 예측 5일 강우 예측실시간 강우 예측

한강홍수통제소 하천정보센터 예보실13/2213/22

○ WSFO, Center Weather Service, National Center

- 단계별 품질관리 체계 구축

□□ 품질품질 관리관리

○ Telecommunication Operations Center

- NWS 기관내 실시간 자료 취득 및 제공

- 유관기관 및 해외에 자료 제공

□□ 실시간실시간 전송전송

한강홍수통제소 하천정보센터 예보실14/2214/22

○ Flash Flood Watch and Warnings

- 호우 또는 강설에 의한 6시간 이내 발생하는 홍수 사상

- 유역면적 200 ~ 2,500 km2

- 하천수위 예보지점이 아닌 곳 또는 강우에 민감한 지역

□□ 홍수홍수 예측예측

6시간 FFG1시간 FFG 3시간 FFG

한강홍수통제소 하천정보센터 예보실15/2215/22

○ River and Flood Forecasts and Warnings

- 단기(~7일), 중기(7일~14일), 장기(2주~3개월 또는 이상)

- 4,000여 지점의 수위 예측 및 홍수예보 자료 제공

※ 6시간간격수위예측자료제공

□□ 홍수홍수 예측예측

한강홍수통제소 하천정보센터 예보실16/2216/22

○ EMWIN (Emergency Managers Weather Information Network)

- 홍수 예경보 상황을 신속하게 국민, FEMA 등 유관기관에 전달

○ 방법

- Radio Broadcast : VHF/UHF로 텍스트, 그래프 등을 전송

- Internet : e-mail, message, SMS 등

- Satellite : GOES EAST, GOES WEST, Telstar 5

□□ 예경보예경보 전달전달

한강홍수통제소 하천정보센터 예보실17/2217/22

○ National Hydrologic Warning Council(2002)

- 1시간 선행시간 확보한 홍수예보는 홍수피해를 최소 10% 줄임

※유관기관에제공된정보에의한효과는제외

- 18시간 이상 선행시간 확보시는 홍수 방어에 주력(임시제방)

- 18시간 미만 선행시간 확보시는 주민과 재산 대피에 주력

○ 기관간의 협력이 중요하므로 각 기관이 수행한 업무 평가 및

성과 보고 체계 엄격

□□ 홍수예경보홍수예경보 업무업무 분석분석

한강홍수통제소 하천정보센터 예보실18/2218/22

○ 최신 선진 개념의 웹 기반 하천 및 수문 예측 시스템

- 1993년 Des Moines river 홍수 피해 이후 시험 개발 및 운영

- 1997년 타 지역으로 시스템 적용 확대

○ 목표

- 홍수 및 가뭄에 대비할 수 있는 선행시간 추가 확보

- 보다 정확한 하천 예보 및 홍수 경보

- 보다 정확한 정보의 제공

2.4 NWS의 AHPS

□□ AHPS(AHPS(AdvancedAdvanced Hydrologic Prediction ServiceHydrologic Prediction Service))란란??

한강홍수통제소 하천정보센터 예보실19/2219/22

○ 방법

-기존 RFCs와 WFOs, 유관기관과의 자료 공유 기능 강화

- NEXRAD (Next Generation Weather Radar), GOES (Geostationary Satellite System)

ASOS (Automated Surface Observation System)

AWIPS (Advanced Weather Interactive Processing System)

NWSRFS (NWS River Forecast System)

Radar Data

Snow Cover/Melt Data

PrecipitationForecastsClimate Predictions

ReservoirReleases

River Gauge Data

Weather Observations

PrecipitationEstimates

Satellite Data

한강홍수통제소 하천정보센터 예보실20/2220/22

○ 수위 예측 서비스 제공 지점에 대한 년차별 시스템 구축

- 수위 관측 지점 : 3,787 지점/7,300 지점(’08년 현재)

- 수위 예측 지점 : 2,568 지점/4,000 지점(’08년 현재)

AHPS 초기화면 수위 예측 화면 침수 지도

한강홍수통제소 하천정보센터 예보실21/2221/22

홍수 상황의 지역 분포 수위 현황도

□□ 적용적용 방안방안

한강홍수통제소 적용 방안

예보지점(예측수위 제공)현재수위 제공홍수경보홍수주의보하천 상황 주시안전

한강홍수통제소 하천정보센터 예보실22/2222/22

○ LFWS (Local Flood Warning System)

○ ALERT (Automated Local Evaluation in Real Time)

○ IFLOWS (Integrated Flood Observing and Warning System)

○ FFG (Flash Flood Guidance)

2.5 지역단위 홍수예경보