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일본 태평양 연안의 Tokai, Tonankai 및 Nankai의 3연동지진에 의한 지진해일이 제주도 연안에 미치는 영향
Effects on the Jeju Island of Tsunamis Caused by Triple Interlocked Tokai, Tonankai, Nankai Earthquakes in Pacific Coast of Japan 원문보기

한국해안·해양공학회논문집 = Journal of Korean Society of Coastal and Ocean Engineers, v.24 no.4, 2012년, pp.295 - 304  

이광호 (관동대학교 산학협력단) ,  김민지 (한국해양대학교 대학원 토목환경공학과) ,  ((일)나고야대학교 공학연구과 사회기반공학전공) ,  조성 (한국수자원공사 경인 아라뱃길건설처) ,  김도삼 (한국해양대학교 건설공학과)

초록
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본 연구는 지진해일전파과정을 수치모의할 수 있는 비선형수치모델을 구축하고, 이로부터 최근 일본 태평양 연안에서 발생 가능성이 제기되고 있는 리히터 규모 9.0의 Tokai, Tonankai 및 Nankai의 3연동지진으로 인한 지진해일이 제주도 연안에 미치는 영향을 검토하였다. 수치해석에 있어서는 천해역에서의 천수효과를 충분히 재현하기 위해 격자접속기법을 이용하였으며, 2011년에 발생한 동일본지진과 1983년 동해중부지진에 의한 지진해일에 대한 수치계산을 수행하여 수위변동, 전파시간, 침수계산 등에 대한 기존의 계산치 및 관측치와의 비교로부터 본 수치모델의 타당성을 검증하였다. 3연동지진에 대한 수치모의는 지진해일의 영향을 충분히 고려할 수 있도록 지진 발생으로부터 10시간 동안 계산을 수행하였다. 수치모의를 통해 지진해일의 전파과정에서의 수위변동은 해저수심변화, 굴절, 회절, 반사 등의 영향에 의해 크게 좌우되며, 우리나라 제주도 연안에서는 사계항에서 1.6 m의 최대지진해일고가 추정되었다.

Abstract AI-Helper 아이콘AI-Helper

This study proposed a two-dimensional horizontal numerical model based on the nonlinear shallow water wave equations to simulate tsunami propagation and coastal inundation. We numerically investigated the possible impacts of tsunami caused by the triple interlocked Tokai, Tonankai and Nankai Earthqu...

주제어

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문제 정의

  • 0의 Tokai, Tonankai 및 Nankai의 3연동지진으로 인한 지진해일이 우리나라 제주도 연안에 전파되어 발생할 수 있는 지진해일고와 침수위치 및 침수역을 수치적으로 검토한다. 더불어, 지진해일의 전파시간 등과 같은 기본적인 수리특성을 고찰하여 향후 연안방재와 연안개발에 중요한 기초자료를 수립하고자 한다.
  • 따라서, 본 연구는 이상과 같은 배경으로부터 일본 태평양 연안에서 발생 가능성이 높은 규모 9.0의 Tokai, Tonankai 및 Nankai의 3연동지진으로 인한 지진해일이 우리나라 제주도 연안에 전파되어 발생할 수 있는 지진해일고와 침수위치 및 침수역을 수치적으로 검토한다. 더불어, 지진해일의 전파시간 등과 같은 기본적인 수리특성을 고찰하여 향후 연안방재와 연안개발에 중요한 기초자료를 수립하고자 한다.
  • 7의 동해중부지진에 의해 발생한 지진해일의 내습으로 침수피해를 입은 사례가 있다. 따라서, 본 연구에서 적용하는 수치모델의 침수계산에 대한 계산정도를 확인하기 위해 1983년에 발생한 동해중부지진에 의한 임원항의 침수피해를 수치적으로 재현하였다. 동해중부지진에 대한 여러 가지 단층모델 중에서 실제로 측정된 결과와 대응성이 높다고 알려진 Aida(1984)의 모델을 적용하였으며, 구체적인 단층파라미터를 Table.
  • 우리나라 제주도 연안에 영향을 미칠 가능성이 있는 Tokai, Tonankai 및 Nankai의 3연동지진에 의한 지진해일에 있어서 제주도 연안에서의 수위변동, 전파시간 등과 같은 지진해일의 기본특성을 본 수치해석모델로부터 검토하였다. 수치계산에서는 Okada(1985)의 지반탄성이론에 기초하여 초기수위를 산정하고, 이의 결과를 본 해석모델에 적용하여 지진해일의 전파특성을 추정하였으며, 본 수치해석모델의 검증은 2011년 동일본지진에 의한 지진해일과 1983년 동해중부지진에 의한 지진해일에 대해 실시되었다.
  • 이상의 일본 동북부지역에서 발생한 동일본지진해일의 전파에 대한 수치계산 결과와 일본 Akita현에서 발생한 동해중부지진해일로 인한 임원항의 침수계산을 통해 본 연구에서 제안한 수치모델의 타당성을 확인하였다. 이를 근거로 Tokai, Tonankai 및 Nankai의 3연동지진에 의한 지진해일이 제주도 연안에 미치는 영향을 수치적으로 검토한다.

가설 설정

  • 또한, Fig. 3과 같이 각각의 전수심이 (−)가 되는 경우에는 침수가 발생하지 않은 것으로 판단하여 유량을 0으로 하며, 육상에서의 침수를 고려하지 않는 경우는 정선을 연직벽으로 가정한 완전반사조건으로 한다.
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질의응답

핵심어 질문 논문에서 추출한 답변
일본 중앙방재회의에서 추정하는 Tokai, Tonankai 및 Nankai 지진의 규모와 주기는 어떠한가? 1은 Tokai(東海), Tonankai(東南海), Nankai(南海)지진대로 이루어진 Nankai해구에서 발생한 과거지진의 사례를 나타낸 것으로, 1854년 Tokai지진, 1944년 Tonankai지진, 1946년 Nankai지진이 발생하였으며, 특히 Tokai지진의 경우는 1984년에 발생한 이후에 150년 이상 잠복기에 있는 것으로 알려져 있다. 日本 中央防災会議(2012)에서 이들 3개 지진은 최대 규모 M 8.0급으로 각각 100~150년의 주기로 발생하였고, 동시발생은 300~500년 주기로 추정하고 있다. 또한 Nankai해구에서 강진이 1707년에 마지막으로 발생하였고, 그 지진해일의 규모는 300~500년마다 증가하기 때문에 2011년 동일본대지진에 상응하는 규모의 지진이 일본의 남서쪽에서도 발생할 수 있다고 예측하고 있다.
수치해석에 있어 격자접속기법을 이용한 이유는 무엇인가? 0의 Tokai, Tonankai 및 Nankai의 3연동지진으로 인한 지진해일이 제주도 연안에 미치는 영향을 검토하였다. 수치해석에 있어서는 천해역에서의 천수효과를 충분히 재현하기 위해 격자접속기법을 이용하였으며, 2011년에 발생한 동일본지진과 1983년 동해중부지진에 의한 지진해일에 대한 수치계산을 수행하여 수위변동, 전파시간, 침수계산 등에 대한 기존의 계산치 및 관측치와의 비교로부터 본 수치모델의 타당성을 검증하였다. 3연동지진에 대한 수치모의는 지진해일의 영향을 충분히 고려할 수 있도록 지진 발생으로부터 10시간 동안 계산을 수행하였다.
본 연구에 따르면 지진해일의 내습에 따른 제주도 연안에서 최고수위분포에 대한 결과는 어떠한가? (3) 지진해일의 내습에 따른 제주도 연안에서 최고수위분포를 살펴보면 서귀포시 연안에서 약 1~1.2 m정도, 최대 1.5~1.6 m 상승할것으로 예상되며, 지진발생으로부터 약 4시간 후에 서귀포시 연안에 도달할 것으로 예측되고, 모슬포항에서의 최고수위는 약 0.9 m, 송악공원 주변에서의 최고수위는 약 1.0 m, 사계항에서의 최고수위는 1.6 m, 화순항에서의 최고수위는 1.1 m로 각각 예상되며, 화순항 주변에서는 일부 침수도 예상된다.
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참고문헌 (15)

  1. 김도삼, 김지민, 이광호 (2007). 동해연안에 영향을 미친 지진해일의 수치시뮬레이션. 한국해양공학회지, 21(6), 72-80. 

  2. 윤성범, 임채호, 조용식, 최철순 (2002). 지진해일 전파 분산보정 유한차분모형의 정밀도 평가. 한국해안.해양공학회지, 14(2), 116-127. 

  3. 최병호, 이호준 (1993). 1983년 동해 쓰나미의 산정. 대한토목학회논문집, 대한토목학회, 13(3), 207-219. 

  4. 최병호, 윤성범, 조용식, 김경옥 (2012). 일본서남해의 지진에 의한 쓰나미의 제주도로의 전파. 한국해양과학기술협의회 공동학술대회 발표논문집, 1951-1954. 

  5. Aida, I. (1984). A Source Models of the 1983 Nihonkai-earthquakes Tsunami. Proc. Symp. Nihonkai Chubu Earthquake Tsunami, JSCE, 673-700. 

  6. Fujii, Y., Satake, K., Sakai, S., Shinohara, M. and Kanazawa, T. (2011). Tsunami source of the 2011 of the Pacific coast of Tohoku, Japan earthquake. Earth Planets Space, Letters, 63, 815-820. 

  7. Hiller, A (2011). Manual for working with ArcGIS 10. Selected Works, University of Pennsylvania. 

  8. Okada, Y. (1985). Surface deformation due to shear and tencile faults in a half-space. Bulletin of the Seismological Society of America, 75(4), 1135-1154. 

  9. 川崎浩司, 鈴木一輝 (2012). 東海.東南海.南海三連動型大地震に伴う津波?播特性に?する?値的硏究, 土木??論文集 B3 (海洋開), 68(2) (印刷中). 

  10. 小谷美佐, 今村文彦, 首藤伸夫 (1998). GIS を利用した津波遡上計算と被害推定法, 海岸工?論文集, 第45卷, 356-360. 

  11. 本間仁 (1940). 低溢流堰堤の越流係?, 土木??誌, 第26卷, 6?, 635-645, 9, 849-862. 

  12. 日本 地震調査委員? (2012). 溝型地震の長期評の?要 (算定基準日 平成24 年(2012年 1月1日), http://www.jishin.go.jp/main/choukihyoka/kaikou.htm. 

  13. 日本 中央防災?議 (2001). 東南海, 南海地震の被害想定について, 東南海, 南海地震等に?する門調査?(第14回), 資料 2, 38-40, http://www.bousai.go.jp/jishin/chubou/nankai/14/. 

  14. 日本 中央防災?議 (2003). 津波の計算手法, 東南海, 南海地震等に?する門調査?(第16回), ?考資料 2, 110-124, http://www.bousai.go.jp/jishin/chubou/nankai/16/. 

  15. 日本 中央防災?議 (2012). 南海トラフの巨大地震モデル?討?(第16回) 議事?要について, http://www.bousai.go.jp/jishin/chubou/nankai/16/. 

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