지진이 발생하기 전에 피해규모를 물리적, 경제적, 사회적 재해로 구분하여 예측하고, 이를 이용하여 사전에 충분히 대처한다면 그 피해를 최소한으로 경감할 수 있을 것이다. 본 연구에서는 HAZUS의 결정론적 방법을 이용하여 경주지역 규모 6.7의 가상지진에 의한 재해를 예측해보았다. 이 방법을 이용하기 위해, 본 연구에서는 한반도 감쇠특성과 가장 잘 부합한다고 판단되는 Sadigh 등(1997)의 식에 지반분류 B, C와 D를 적용하였다. 그 외에도 이 방법에서 사용이 가능한 여러 감쇠식을 적용하여 같은 지역의 지진재해를 예측한 후 서로 상이하게 나타나는 피해규모를 살펴보았다. 각기 다른 감쇠식 적용에 따라 재해예측결과는 다소 다르게 나타남을 알 수 있었다. 이번 연구에서 산출한 지진재해 예측결과는 연구지역의 지진재해위험성을 미리 살펴 재해발생 시 인명 및 재산 피해를 최대한 경감시키고, 응급상황에 신속히 대처할 수 있도록 재해저감 정책수립 단계에서 효과적으로 활용될 수 있으리라 사료된다.
지진이 발생하기 전에 피해규모를 물리적, 경제적, 사회적 재해로 구분하여 예측하고, 이를 이용하여 사전에 충분히 대처한다면 그 피해를 최소한으로 경감할 수 있을 것이다. 본 연구에서는 HAZUS의 결정론적 방법을 이용하여 경주지역 규모 6.7의 가상지진에 의한 재해를 예측해보았다. 이 방법을 이용하기 위해, 본 연구에서는 한반도 감쇠특성과 가장 잘 부합한다고 판단되는 Sadigh 등(1997)의 식에 지반분류 B, C와 D를 적용하였다. 그 외에도 이 방법에서 사용이 가능한 여러 감쇠식을 적용하여 같은 지역의 지진재해를 예측한 후 서로 상이하게 나타나는 피해규모를 살펴보았다. 각기 다른 감쇠식 적용에 따라 재해예측결과는 다소 다르게 나타남을 알 수 있었다. 이번 연구에서 산출한 지진재해 예측결과는 연구지역의 지진재해위험성을 미리 살펴 재해발생 시 인명 및 재산 피해를 최대한 경감시키고, 응급상황에 신속히 대처할 수 있도록 재해저감 정책수립 단계에서 효과적으로 활용될 수 있으리라 사료된다.
Knowledge of expected losses in terms of physical, economic, and social damages due to a potential earthquake will be helpful in the effort to mitigate seismic hazards. In this study, losses due to a magnitude 6.7 scenario earthquake in the Gyeongju area have been estimated using the deterministic m...
Knowledge of expected losses in terms of physical, economic, and social damages due to a potential earthquake will be helpful in the effort to mitigate seismic hazards. In this study, losses due to a magnitude 6.7 scenario earthquake in the Gyeongju area have been estimated using the deterministic method in HAZUS. The attenuation relation proposed by Sadigh et al.(1997) for site classes B, C, and D, which are assumed to represent the characteristics of the strong-motion attenuation in the Korean Peninsula, has been applied. Losses due to the hypothetical earthquake have been also calculated using other attenuation relationships to examine their roles in the loss estimation. The findings indicate differences among the estimates based on various attenuation relationships. Estimated losses of the Gyeongju area by a scenario earthquake using HAZUS should be seriously considered in the planning of disaster response and hazard mitigation.
Knowledge of expected losses in terms of physical, economic, and social damages due to a potential earthquake will be helpful in the effort to mitigate seismic hazards. In this study, losses due to a magnitude 6.7 scenario earthquake in the Gyeongju area have been estimated using the deterministic method in HAZUS. The attenuation relation proposed by Sadigh et al.(1997) for site classes B, C, and D, which are assumed to represent the characteristics of the strong-motion attenuation in the Korean Peninsula, has been applied. Losses due to the hypothetical earthquake have been also calculated using other attenuation relationships to examine their roles in the loss estimation. The findings indicate differences among the estimates based on various attenuation relationships. Estimated losses of the Gyeongju area by a scenario earthquake using HAZUS should be seriously considered in the planning of disaster response and hazard mitigation.
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문제 정의
그러나 이 감쇠식 또한 미국지역을 위한 감쇠식으로서 우리나라 특성을 충분히 고려했다고는 할 수 없다. 따라서 이번 연구에서는 이외에 적용할 수 있는 여러 감쇠식을 같은 방법을 이용하여 그에 따른 재해도 함께 살펴보았다. 이번 연구에서는 관심지역의 지반특성이 지반분류 B(보통암), C(연암), D(단단한 토사)라고 가정할 경우, 가상지진으로 인한 피해가 어떻게 변화하는지도 함께 고찰하였다.
본 연구에서는 HAZUS의 결정론적 방법을 이용하여 경주 지역의 규모 6.7 지진에 대한 재해를 예측하여 보았다. 강수영 등(2007a)의 연구에서 우리나라 지진 감쇠현상과 가장 유사하다고 제시한 Sadigh 등(1997)의 식을 중점으로 연구를 진행하였다.
본 연구에서는 시간대별 유동인구 변화를 반영한 재해규모 산정을 위하여 새벽, 출퇴근시간, 그리고 대부분의 지역주민이 생업 혹은 학업에 종사하는 시간대에 지진이 발생하였을 상황을 가정하여 재해정도를 추정하여 보았다. HAZUS의 모사결과, 지진이 새벽 2시에 발생하였을 때가 활동시간이 많은 낮이나 출퇴근시간에 발생하였을 때보다 사상자 발생률이 훨씬 높다(Fig.
따라서 본 연구에서는 Sadigh 등(1997)의 식에 지반분류 B, C, 그리고 D를 적용하여 경주지역의 지진재해를 예측하였다. 이 외에도 HAZUS의 결정론적 방법에서 사용이 가능한 미국의 여러 강진동 감쇠식을 이용하여 각기 다른 감쇠식 적용에 따라 다르게 예측되는 이 지역의 지진재해를 살펴보았다.
따라서 이번 연구에서는 이외에 적용할 수 있는 여러 감쇠식을 같은 방법을 이용하여 그에 따른 재해도 함께 살펴보았다. 이번 연구에서는 관심지역의 지반특성이 지반분류 B(보통암), C(연암), D(단단한 토사)라고 가정할 경우, 가상지진으로 인한 피해가 어떻게 변화하는지도 함께 고찰하였다. 향후 연구에서는 부분지역별 지반의 특성을 고려하여 보다 정확한 재해를 예측할 수 있어야 할 것이다.
그러나 이 감쇠식의 적용은 한반도의 지진과 지질현상을 충분히 고려하였다고 할 수 없고, HAZUS의 결정론적 방법에서는 이외에도 여러 가지 감쇠식을 지원하고 있다. 이번에는 Sadigh 등(1997)의 감쇠식 외에 다른 감쇠식을 적용할 경우 동일한 조건의 지진발생으로 경주지역의 지진재해예측 결과에는 어떠한 변화가 있는지 살펴보고자 한다.
가설 설정
3의 지진발생으로 한반도 내 지진위험성이 부각되기도 하였다(노명현, 2003). 따라서 본 연구의 가상지진은 서기 779년 경주지역에서 발생하였던 규모 6.7의 지진을 가정하였고, 지진의 깊이는 10 km, 주향이동단층(Strike slip fault)에 의해 지진이 발생하였음을 가정하였다. 강진동 감쇠식은 강수영 등(2007a)의 연구에서 우리나라 감쇠현상과 가장 유사하다고 밝힌 Sadigh 등(1997)의 식을 사용하였다.
1). 이들의 건축 재료는 자료수집이 가능한 1990년의 통계자료로 유추하였으며, 약 78%의 철근콘크리트, 10%의 벽돌, 1%의 목재 건물로 구성되었음을 가정하였다(통계청, 2007). 환자를 돌볼 수 있는 병원, 의원 또는 보건소 등은 같은 해 이 지역에 총 396 곳이 존재하였고, 재해발생 시 이재민을 수용할 수 있는 장소로 사용되는 학교는 초등학교부터 고등학교까지 약 352곳이 존재하였다.
제안 방법
이러한 자료를 이용하여 HAZUS에 입력된 자료는 시스템 내 지진동과 최대지반가속도, 응답스펙트럼 지도 등과 Fragility curve를 이용하여 손상상태를 계산하게 되고, 이 결과를 이용하여 시설물의 기능판별도 확률로 계산된다. 본 연구에서는 이러한 피해예측 모듈을 위한 조건은 HAZUS 매뉴얼에서 권장하는 시스템의 주어진 기본상태(default)로 진행하였다.
지질특성은 같은 연구에서 제시하였던 지반분류 B(보통암)와 D(단단한 토사)를 기본적으로 적용하였고, Sun(2004)에 의해 제시된 경주 일부 지역의 일반적인 지반특성을 보인 지반분류 C(연암) 또한 이 감쇠식에 적용하였다. 이 밖에 HAZUS에서 사용이 가능한 또 다른 여러 감쇠식을 이용하여 연구지역의 지진재해도 예측하여 보았다. 연구지역의 기본 자료는 수집이 가능한 가장 최신의 통계자료인 2005년도의 자료로 데이터베이스를 구성하였다(통계청, 2007).
HAZUS는 우리 생활에 영향을 주는 자연재해 중 특히 많은 영향을 끼치는 지진, 홍수 그리고 강풍(허리케인)에 의한 재해를 예측함으로써 국토개발, 도시계획, 건설·환경 법규, 공공 교육, 위기상황 대응 매뉴얼구축 등의 재난 대비 및 저감에 도움을 주기위한 목적으로 개발되고 있다. 이 시스템은 지역별 기본 입력 자료와 각각의 재해발생관련 자료를 입력하여 그 지역별, 구조물별 등 피해유형별로 재해 규모를 예측한다. 지진재해 예측을 위한 HAZUS earthquake은 지진자료와 미리 갖추어진 지역별 기본 입력 자료를 이용하여 크게 세 가지 방법으로 지진재해를 예측할 수 있다.
건물 피해액은 주택수리비용이나 재건축 비용을 포함하고, 임대비용은 주택손상으로 인해 임대를 할 경우에 발생한다. 이번 연구에서는 임대비용을 예측하여 보았다. 주택이 지반분류 B(보통암) 지반으로 이루어진 곳에 있을 경우에는 약 1,130억 원가량의 임대비용이 발생할 수 있으며, 지반분류 C(연암) 지반의 경우에는 약 2천2백억 원정도가 발생할 수 있겠다.
강진동 감쇠식은 강수영 등(2007a)의 연구에서 우리나라 감쇠현상과 가장 유사하다고 밝힌 Sadigh 등(1997)의 식을 사용하였다. 지질특성은 같은 연구에서 제시하였던 지반분류 B(보통암)와 D(단단한 토사)를 기본적으로 적용하였고, Sun(2004)에 의해 제시된 경주 일부 지역의 일반적인 지반특성을 보인 지반분류 C(연암) 또한 이 감쇠식에 적용하였다. 이 밖에 HAZUS에서 사용이 가능한 또 다른 여러 감쇠식을 이용하여 연구지역의 지진재해도 예측하여 보았다.
대상 데이터
연구지역 내 경찰서와 소방서는 각각 76곳과 32곳이 존재하였다. 이 기관들이 지반분류 B(보통암) 또는 C(연암) 지반위에 존재하면 지진발생 하루 후에 100% 모든 기관에서 비상사태에 대비할 수 있다.
이 밖에 HAZUS에서 사용이 가능한 또 다른 여러 감쇠식을 이용하여 연구지역의 지진재해도 예측하여 보았다. 연구지역의 기본 자료는 수집이 가능한 가장 최신의 통계자료인 2005년도의 자료로 데이터베이스를 구성하였다(통계청, 2007).
연구지역이 지반분류 B(보통암) 지반으로 이루어진 곳에 위치한다면 999건의 화재발생 가능성이 있고, 이로 인해 65,108명이 화재에 노출될 것으로 보인다. 연구지역이 지반분류 C(연암) 지반에 위치한다면 약 1,013건의 화재발생으로 66,362명이 화재에 노출될 수 있다. 반면에 연구지역이 지반 분류 D(단단한 토사) 지반에 위치하고 있다면 이보다 많은 화재발생으로 약 70,965 명의 인구가 화재에 노출될 가능성을 보여 가장 큰 피해가 예상된다.
지진피해 예측 연구지역은 경상북도 경주시, 포항시 남구, 울산광역시(중구, 남구, 서구, 북구, 울주군)로 제한하였다. 이 지역의 2005년도 총 인구는 1,564,765 명이었고(Fig.
이론/모형
HAZUS를 이용하여 지진재해를 예측하는 세 가지 방법 중 확률론적 방법과 사용자지정 방법은 USGS(U.S. Geological Survey)에서 제작한 지도를 이용한다. 반면에 결정론적 방법은 사용자가 시스템에서 직접 지진자료를 입력하거나 이미 시스템에 구축된 데이터베이스에서 선택하여 가상지진을 작성할 수 있다.
7의 지진을 가정하였고, 지진의 깊이는 10 km, 주향이동단층(Strike slip fault)에 의해 지진이 발생하였음을 가정하였다. 강진동 감쇠식은 강수영 등(2007a)의 연구에서 우리나라 감쇠현상과 가장 유사하다고 밝힌 Sadigh 등(1997)의 식을 사용하였다. 지질특성은 같은 연구에서 제시하였던 지반분류 B(보통암)와 D(단단한 토사)를 기본적으로 적용하였고, Sun(2004)에 의해 제시된 경주 일부 지역의 일반적인 지반특성을 보인 지반분류 C(연암) 또한 이 감쇠식에 적용하였다.
그 결과, 경주지역 부지는 지반분류 B(보통암)와 D(단단한 토사) 지반을 일부 포함하지만, 대부분 지반분류 C(연암) 지반으로 형성되어있다고 밝혔다. 따라서 본 연구에서는 Sadigh 등(1997)의 식에 지반분류 B, C, 그리고 D를 적용하여 경주지역의 지진재해를 예측하였다. 이 외에도 HAZUS의 결정론적 방법에서 사용이 가능한 미국의 여러 강진동 감쇠식을 이용하여 각기 다른 감쇠식 적용에 따라 다르게 예측되는 이 지역의 지진재해를 살펴보았다.
본 연구는 강수영 등(2007a)의 연구결과에 따라, Sadigh 등(1997)의 식을 적용하여 경주지역의 규모 6.7 지진에 대한 재해를 중점으로 예측하여 보았다. 그러나 이 감쇠식의 적용은 한반도의 지진과 지질현상을 충분히 고려하였다고 할 수 없고, HAZUS의 결정론적 방법에서는 이외에도 여러 가지 감쇠식을 지원하고 있다.
성능/효과
본 연구결과는 경주인근지역에 지진재해가 발생할 경우를 대비해 빠른 시간 내 피해최소화를 위한 재난관리 및 안전관리 계획 수립에 효과적인 정보를 제공할 수 있다는데 의미가 있다. 예를 들면, 본 연구의 피해 예측 결과는 재난예방 목적의 사전점검관리를 위하여 사용될 수 있으며, 위기상황 하에서는 손상 혹은 파괴된 기능과 시설을 사전 선정된 우선순위에 의거 신속히 그리고 체계적으로 원상복구 시키고, 응급 시설과 지원인력 확보 등 인명 및 주요시설 피해를 최소화하기 위한 초기 재난관리계획 및 안전관리계획 수립에 효율적인 정보를 제공할 수 있을 것이다.
이 지진은 Los Angeles 도심지 주변에서 발생하여 그 피해가 더욱 컸던 지진이었다. 본 연구의 연구지역이 비록 Los Angeles 만큼 큰 도시지역도 아니고 지진재해 예측결과도 이보다 상대적으로 작게 추정되었지만, 산업시설물과 인구 집중 지역인 울산광역시를 포함하고 있는 이 지역에서 사망자가 크게는 685명까지 발생할 수 있다는 예측결과측면에서 살펴보면, 규모 6.7경주의 가상지진으로 인한 재해는 국가적 차원의 사상 최대의 재난이 될 수도 있겠다.
이번 연구에서는 비록 미국지역 특성을 고려하여 제안된 하나의 감쇠식인 Sadigh 등(1997)의 식을 적용하였으나, 이는 한반도의 지진감쇠현상과 가장 유사하다고 제시된 식이었고(강수영 등, 2007a), 연구지역의 지질특성 또한 한반도 내가장 보편적인 지질특성을 보이는 세 가지 경우를 가정하여 재해를 예측하였으므로 기존의 방식(강수영 등, 2007b)보다 향상된 방법을 이용하여 경주지역의 재해를 예측하였다 할 것이다. 단지 이번 연구를 토대로 향후 연구에서 보완해야 할 점은, 지역별 기본 입력자료 구축 시 보다 정확하고 풍부한 자료를 위해 전문가의 자문을 구하고, 최신의 자료로 지속적인 업그레이드가 필요하겠다.
후속연구
이번 연구에서는 비록 미국지역 특성을 고려하여 제안된 하나의 감쇠식인 Sadigh 등(1997)의 식을 적용하였으나, 이는 한반도의 지진감쇠현상과 가장 유사하다고 제시된 식이었고(강수영 등, 2007a), 연구지역의 지질특성 또한 한반도 내가장 보편적인 지질특성을 보이는 세 가지 경우를 가정하여 재해를 예측하였으므로 기존의 방식(강수영 등, 2007b)보다 향상된 방법을 이용하여 경주지역의 재해를 예측하였다 할 것이다. 단지 이번 연구를 토대로 향후 연구에서 보완해야 할 점은, 지역별 기본 입력자료 구축 시 보다 정확하고 풍부한 자료를 위해 전문가의 자문을 구하고, 최신의 자료로 지속적인 업그레이드가 필요하겠다. 자료구축의 신속성과 효율성을 높이기 위해 통합적인 자료운영시스템의 구축 또한 요구된다.
예를 들면, 본 연구의 피해 예측 결과는 재난예방 목적의 사전점검관리를 위하여 사용될 수 있으며, 위기상황 하에서는 손상 혹은 파괴된 기능과 시설을 사전 선정된 우선순위에 의거 신속히 그리고 체계적으로 원상복구 시키고, 응급 시설과 지원인력 확보 등 인명 및 주요시설 피해를 최소화하기 위한 초기 재난관리계획 및 안전관리계획 수립에 효율적인 정보를 제공할 수 있을 것이다. 또한 본 연구의 재해예측 결과는 신속하면서 계획적이고 지속적인 사회기능 회복을 위한 대책 수립 및 시행에 도움이 될 수 있을 것이다. 이러한 일련의 의사결정 지원 시스템은 결과적으로 재해특성에 맞는 효율적인 재해저감 정책수립을 가능케 할 것이다.
보다 효율적인 재해저감연구를 위하여 유관기관 간의 정보교류 활성화를 비롯한 협력체계 구축과 홍보·교육 차원의 대국민 정보제공 서비스가 필요하다.
또한 이 시스템을 이용하여 재해를 예측함에 있어서 가장 큰 장점은 공공기관 뿐만 아니라 관심이 있는 지역 혹은 민간부문에서도 사용이 가능하다는 것이다. 비록 현재까지는 우리나라 적용에 있어서 약간의 기술적 제약이 있으나, 향후 지속적인 관심과 연구를 통하여 우리나라 실정에 맞게 시스템 개선을 추진한다면 우리나라의 체계적인 통합재해예측 시스템으로 활용할 수도 있을 것이다.
우리나라에서는 재해가 보고될 만큼의 큰 지진재해 사례가 없었으므로, 이번 연구에서 예측한 재해크기를 미국의 캘리포니아 Northridge에서 1994년 1월에 발생한 규모 6.7지진으로 인한 재해와 비교해볼 수 있겠다. 이 지진은 미국 FEMA에서 선정한 근래에 발생한 10대 자연재해 중 하나이다(FEMA, 2008).
또한 본 연구의 재해예측 결과는 신속하면서 계획적이고 지속적인 사회기능 회복을 위한 대책 수립 및 시행에 도움이 될 수 있을 것이다. 이러한 일련의 의사결정 지원 시스템은 결과적으로 재해특성에 맞는 효율적인 재해저감 정책수립을 가능케 할 것이다.
지진재해 저감을 위하여 새로운 기술 도입 혹은 기존 개발된 시스템의 성능 향상을 위한 지속적인 관심과 투자도 필요하겠다. 보다 효율적인 재해저감연구를 위하여 유관기관 간의 정보교류 활성화를 비롯한 협력체계 구축과 홍보·교육 차원의 대국민 정보제공 서비스가 필요하다.
이번 연구에서는 관심지역의 지반특성이 지반분류 B(보통암), C(연암), D(단단한 토사)라고 가정할 경우, 가상지진으로 인한 피해가 어떻게 변화하는지도 함께 고찰하였다. 향후 연구에서는 부분지역별 지반의 특성을 고려하여 보다 정확한 재해를 예측할 수 있어야 할 것이다.
질의응답
핵심어
질문
논문에서 추출한 답변
학교가 주요 건축물 중의 하나로 분류되는 이유는 무엇인가?
학교는 재해발생 시 주민들이 대피할 수 있는 피난처로 사용할 수 있기 때문에 주요 건축물 중의 하나로 분류된다. 2005년도 연구지역 내 학교는 전체 352곳이 있었다.
HAZUS earthquake는 어떤 방법을 이용하여 지진재해를 예측할 수 있는가?
지진재해 예측을 위한 HAZUS earthquake은 지진자료와 미리 갖추어진 지역별 기본 입력 자료를 이용하여 크게 세 가지 방법으로 지진재해를 예측할 수 있다. 첫째, 결정론적 방법은 지진자료를 이용하여 계산된 최대지반가속도 값을 이용하는 방법이며, 둘째 확률론적 방법은 재래주기별 확률로 최대지반가속도 값을 계산하여 적용하는 방법이다. 마지막으로 사용자지정 방법은 지진동의 최대지 반가속도, 최대지반속도, 스펙트럼가속도를 적용하여 제작한 지진동 지도(ShakeMap)를 이용하는 방법이다. 이러한 방법들을 통해 얻어진 각각의 재해예측 결과는 물리적, 경제적, 사회적 재해로 구별하여 산정되며, 이는 재해위험을 예측하고 재해저감 계획을 수립할 때 반영될 수 있다(FEMA, 2006a).
HAZUS는 무엇을 목적으로 개발되고 있는가?
)를 이용하여 우리나라의 지진재해를 예측 평가할 수 있다는 것을 선행연구인 강익범 등(2002)과 강수영 등(2007b)의 연구에서 밝힌바 있다. HAZUS는 우리 생활에 영향을 주는 자연재해 중 특히 많은 영향을 끼치는 지진, 홍수 그리고 강풍(허리케인)에 의한 재해를 예측함으로써 국토개발, 도시계획, 건설·환경 법규, 공공 교육, 위기상황 대응 매뉴얼구축 등의 재난 대비 및 저감에 도움을 주기위한 목적으로 개발되고 있다. 이 시스템은 지역별 기본 입력 자료와 각각의 재해발생관련 자료를 입력하여 그 지역별, 구조물별 등 피해유형별로 재해 규모를 예측한다.
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