[국내논문]상수도 시스템 지진 신뢰성의 합리적 평가를 위한 적정 지반운동예측식 결정 Determination of proper ground motion prediction equation for reasonable evaluation of the seismic reliability in the water supply systems원문보기
최근 지진재해의 규모가 점차 증대됨에 따라 세계적으로 개별 시설물에 대한 내진성능평가와 관련한 연구가 다수 진행되고 있다. 상수도 시스템은 타 기반 시설에 비해 설치범위가 광범위하고 그 구성요소가 다양해 고려할 것이 많아 지진에 대한 안정성을 정확하고 효과적으로 확보하기 힘든 실정이다. 따라서 지진을 대비한 상수도 시스템의 내진성능 평가 방안을 연구하고 개발할 필요가 있다. 지진에 의한 상수도 시스템의 내진성능을 평가하기 위해 지반운동예측식(Ground Motion PredictionEquation, GMPE)이 활용된다. GMPE는 지진 규모 등과 같은 독립변수 와 PGV (Peak Ground Velocity), PGA (Peak Ground Acceleration)와 같은 지반운동 등을 고려하여 산정하게 된다. 우리나라에서 발생된 높은 강도의 지진 데이터는 현재까지 많이 축적되지 않아 특정 지진에 국한된 데이터를 활용하여 GMPE를 결정하는 등의 연구가 진행되었다. 본 연구에서는 우리나라에서 계측된 지진 데이터를 활용하여 국내 지진 모의에 적합한 GMPE를 선정하고자 하였으며, 이를 위해 기존 국내 지진을 기반으로 산정된 GMPE식을 분석하고 그 결과를 제시하였다. 본 연구를 통해 결정된 적정 GMPE는 상수도관망의 수리학적 내진성능 평가에 직접적으로 활용 가능하다. 즉, 파손확률 모형과의 연계를 통한 지진시 관로 파손률의 정량화가 가능하며, 파손 및 누수에 의한 단수지역 파악 등과 같은 피해범위 산정시 보다 객관적이며 합리적인 결과 도출이 가능하다. 최종적으로 이와 같은 내진 성능 정량화 결과는 지진재해가 발생하였을 경우 그 피해를 최소화할 수 있는 최적 복구방안 마련과 선제적 관망 내진설계의 기준 자료로 활용될 수 있다.
최근 지진재해의 규모가 점차 증대됨에 따라 세계적으로 개별 시설물에 대한 내진성능평가와 관련한 연구가 다수 진행되고 있다. 상수도 시스템은 타 기반 시설에 비해 설치범위가 광범위하고 그 구성요소가 다양해 고려할 것이 많아 지진에 대한 안정성을 정확하고 효과적으로 확보하기 힘든 실정이다. 따라서 지진을 대비한 상수도 시스템의 내진성능 평가 방안을 연구하고 개발할 필요가 있다. 지진에 의한 상수도 시스템의 내진성능을 평가하기 위해 지반운동예측식(Ground Motion Prediction Equation, GMPE)이 활용된다. GMPE는 지진 규모 등과 같은 독립변수 와 PGV (Peak Ground Velocity), PGA (Peak Ground Acceleration)와 같은 지반운동 등을 고려하여 산정하게 된다. 우리나라에서 발생된 높은 강도의 지진 데이터는 현재까지 많이 축적되지 않아 특정 지진에 국한된 데이터를 활용하여 GMPE를 결정하는 등의 연구가 진행되었다. 본 연구에서는 우리나라에서 계측된 지진 데이터를 활용하여 국내 지진 모의에 적합한 GMPE를 선정하고자 하였으며, 이를 위해 기존 국내 지진을 기반으로 산정된 GMPE식을 분석하고 그 결과를 제시하였다. 본 연구를 통해 결정된 적정 GMPE는 상수도관망의 수리학적 내진성능 평가에 직접적으로 활용 가능하다. 즉, 파손확률 모형과의 연계를 통한 지진시 관로 파손률의 정량화가 가능하며, 파손 및 누수에 의한 단수지역 파악 등과 같은 피해범위 산정시 보다 객관적이며 합리적인 결과 도출이 가능하다. 최종적으로 이와 같은 내진 성능 정량화 결과는 지진재해가 발생하였을 경우 그 피해를 최소화할 수 있는 최적 복구방안 마련과 선제적 관망 내진설계의 기준 자료로 활용될 수 있다.
The water supply system has a wider installation range and various components of it than other infrastructure, making it difficult to secure stability against earthquakes. Therefore, it is necessary to develop methods for evaluating the seismic performance of water supply systems. Ground Motion Pred...
The water supply system has a wider installation range and various components of it than other infrastructure, making it difficult to secure stability against earthquakes. Therefore, it is necessary to develop methods for evaluating the seismic performance of water supply systems. Ground Motion Prediction Equation (GMPE) is used to evaluate the seismic performance (e.g, failure probability) for water supply facilities such as pump, water tank, and pipes. GMPE is calculated considering the independent variables such as the magnitude of the earthquake and the ground motion such as PGV (Peak Ground Velocity) and PGA (Peak Ground Acceleration). Since the large magnitude earthquake data has not accumulated much to date in Korea, this study tried to select a suitable GMPE for the domestic earthquake simulation by using the earthquake data measured in Korea. To this end, GMPE formula is calculated based on the existing domestic earthquake and presented the results. In the future, it is expected that the evaluation will be more appropriate if the determined GMPE is used when evaluating the seismic performance of domestic waterworks. Appropriate GMPE can be directly used to evaluate hydraulic seismic performance of water supply networks. In other words, it is possible to quantify the damage rate of a pipeline during an earthquake through linkage with the pipe failure probability model, and it is possible to derive more reasonable results when estimating the water outage or low-pressure area due to pipe damages. Finally, the quantifying result of the seismic performance can be used as a design criteria for preparing an optimal restoration plan and proactive seismic design of pipe networks to minimize the damage in the event of an earthquake.
The water supply system has a wider installation range and various components of it than other infrastructure, making it difficult to secure stability against earthquakes. Therefore, it is necessary to develop methods for evaluating the seismic performance of water supply systems. Ground Motion Prediction Equation (GMPE) is used to evaluate the seismic performance (e.g, failure probability) for water supply facilities such as pump, water tank, and pipes. GMPE is calculated considering the independent variables such as the magnitude of the earthquake and the ground motion such as PGV (Peak Ground Velocity) and PGA (Peak Ground Acceleration). Since the large magnitude earthquake data has not accumulated much to date in Korea, this study tried to select a suitable GMPE for the domestic earthquake simulation by using the earthquake data measured in Korea. To this end, GMPE formula is calculated based on the existing domestic earthquake and presented the results. In the future, it is expected that the evaluation will be more appropriate if the determined GMPE is used when evaluating the seismic performance of domestic waterworks. Appropriate GMPE can be directly used to evaluate hydraulic seismic performance of water supply networks. In other words, it is possible to quantify the damage rate of a pipeline during an earthquake through linkage with the pipe failure probability model, and it is possible to derive more reasonable results when estimating the water outage or low-pressure area due to pipe damages. Finally, the quantifying result of the seismic performance can be used as a design criteria for preparing an optimal restoration plan and proactive seismic design of pipe networks to minimize the damage in the event of an earthquake.
* AI 자동 식별 결과로 적합하지 않은 문장이 있을 수 있으니, 이용에 유의하시기 바랍니다.
문제 정의
본 연구에서는 과거부터 현재까지의 국내 계측 지진 데이터를 종합적으로 활용하여 상수도시설물의 지진에 의한 내진 성능 평가에 적합한 GMPE를 선정하고자 하였다. 이를 위해 기존 국내외에서 활용된 바 있는 6개 GMPE의 형태와 특성을 검토하고, 각 제안식에 적합한 적정 매개변수를 추정하였다.
본 연구에서는 국내 적합한 GMPE를 선정하기 위해 국내 데이터를 활용한 문헌을 분석하였다. 분석 결과 국내 데이터를 활용하여 GMPE식을 도출한 연구는 총 6개로 구분할 수 있으며, Table 1과 같다.
기본적으로 활용된 자료의 수와 범위를 고려하면, 동남부의 지진특성을 명확히 표현하기에는 1 ~ 4번의 식이 6번 식에 비해 활용된 지진자료의 수가 상대적으로 적고 제한적이라 판단된다. 본 연구에서는 각 GMPE를 실제 발생한 국내 지진계측자료에 적용하여 상수도 네트워크 지진 모의 적합성을 평가하고, 최종적으로 국내에 전반적으로 적합한 GMPE를 산정하고자 하였다.
상수관로의 경우 수평적으로 매설되어 있는 구성요소로 PGV에 의한 영향이 PGA 보다 크다. 따라서, 본 연구에서는 국내 발생한 이력이 있는 지진 중 PGV 데이터를 확보할 수 있는 자료를 기반으로 분석하고자 하였다. 2016 ~ 2019년까지 총 10건의 지진 데이터를 수집할 수 있었으며, 지진 규모는 3.
관로 이외에 배수/양수시설, 펌프, 탱크 와 같은 수직적인 구성요소들은 PGV보다 PGA의 영향을 많이 받는다. 이러한 구성요소들의 파손/파괴 모의는 본 연구의 대상인 관로를 벗어나지만, 본 연구에서 선정한 GMPE가 타 구성요소들을 포함한 상수도 시설물의 전반적인 측면에서 적합한가를 판단하기 위해 국내 지진 PGA 데이터를 수집하고 해당 데이터를 적용한 적합성 평가를 수행하였다. PGA의 경우 2016 ~ 2019년까지 총 16건의 지진 자료를 수집하였다.
본 연구에서는 우리나라에서 발생한 지진 계측자료를 기반으로 상수도시스템의 내진성능 평가에 필수적인 GMPE를 적절히 선정하고자 하였다. 이를 위하여 기존 연구에서 제시 및 활용된 바 있는 다수 GMPE의 특성을 우선적으로 분석하여 대표적인 6개 식을 선정하였다.
가설 설정
P1부터 P8은 모두 회귀 분석 계수를, R₀는 교차 거리(cross-over distance)를 의미한다. 5번 문헌에서는 교차거리를 50 km로 가정하여 사용하였으며 지진 규모는 모멘트규모를, 지진 거리는 진원거리를 사용하였지만, 지진 데이터를 기반으로 진원거리를 사용하지 않았으며 파열거리를 진원거리로 환산하는 방법을 적용하여 관측된 파열거리 기반으로 진원거리를 산정하여 고려하였다. 그러나 지진 데이터에서 파열거리를 구하기가 어려워, 본 연구에서는 파열거리가 진앙거리와 동일하다고 가정하고 적용하였다.
5번 문헌에서는 교차거리를 50 km로 가정하여 사용하였으며 지진 규모는 모멘트규모를, 지진 거리는 진원거리를 사용하였지만, 지진 데이터를 기반으로 진원거리를 사용하지 않았으며 파열거리를 진원거리로 환산하는 방법을 적용하여 관측된 파열거리 기반으로 진원거리를 산정하여 고려하였다. 그러나 지진 데이터에서 파열거리를 구하기가 어려워, 본 연구에서는 파열거리가 진앙거리와 동일하다고 가정하고 적용하였다. 회귀 분석 계수 산정 결과는 Table 3과 같다.
지진 거리는 진원거리와 진앙거리가 대부분이지만, 5번 문헌에서는 특이하게 파열거리를 사용하였다. 다만, 앞서 언급한 것과 같이 파열거리에 대한 데이터는 구하기 어려워 본 연구에서는 파열거리는 진앙거리와 같다고 가정하였다.
제안 방법
본 연구에서는 과거부터 현재까지의 국내 계측 지진 데이터를 종합적으로 활용하여 상수도시설물의 지진에 의한 내진 성능 평가에 적합한 GMPE를 선정하고자 하였다. 이를 위해 기존 국내외에서 활용된 바 있는 6개 GMPE의 형태와 특성을 검토하고, 각 제안식에 적합한 적정 매개변수를 추정하였다. 또한 국내 실제 지진계측자료를 분석에 활용하여 6개 중 국내 지진 모의에 가장 적합한 GMPE를 선정하여 제시하였다.
이를 위해 기존 국내외에서 활용된 바 있는 6개 GMPE의 형태와 특성을 검토하고, 각 제안식에 적합한 적정 매개변수를 추정하였다. 또한 국내 실제 지진계측자료를 분석에 활용하여 6개 중 국내 지진 모의에 가장 적합한 GMPE를 선정하여 제시하였다. 본 연구를 통해 결정된 적정 GMPE는 상수도관망의 수리학적 내진성능 평가에 직접적인 입력자료로 활용될 수 있다.
는 모멘트 규모, 마지막으로 ξ는 회귀 분석 계수를 의미한다. 두 문헌 모두 우리나라 동남부에 적용 가능하도록 계수를 제안하였다. 그러나, 동일한 지진 데이터를 활용하지 않아 산정된 계수는 상이한 결과가 도출된 것으로 나타났다.
(3)에 의해 산정된 회귀 분석 계수는 Table 2와 같다. 1번 문헌은 PGV 산정을 위해 필요한 계수를 제공하지 않아 본 연구에서는 확보한 지진 데이터를 기반으로 가장 낮은 오차를 보인 자연 주파수(natural frequency) 0.5의 값을 PGV 산정에 활용하였다.
각 계수들은 고정값으로 부여되지 않고 평균 및 표준편차를 활용하여 제시하였으며, 해당 계수들은 Table 4와 같이 정리될 수 있다. 6번 문헌에서는 다른 연구들과 달리 지진 규모의 경우 리히터 규모를 활용하고 지진거리는 진앙거리를 사용하였다.
대부분의 연구에서 지진 규모 2에서 5 사이의 지진 데이터를 수집하여 GMPE를 검증하였고, 임의로 생성한 데이터를 통해 규모 4에서 7사이 지진의 지반운동 예측을 모의하였다. 지진 거리는 진원거리와 진앙거리가 대부분이지만, 5번 문헌에서는 특이하게 파열거리를 사용하였다. 다만, 앞서 언급한 것과 같이 파열거리에 대한 데이터는 구하기 어려워 본 연구에서는 파열거리는 진앙거리와 같다고 가정하였다.
본 연구에서는 우리나라에서 발생한 지진 계측자료를 기반으로 상수도시스템의 내진성능 평가에 필수적인 GMPE를 적절히 선정하고자 하였다. 이를 위하여 기존 연구에서 제시 및 활용된 바 있는 다수 GMPE의 특성을 우선적으로 분석하여 대표적인 6개 식을 선정하였다. 6개 식의 상대적 적합성을 평가하기 위하여, 국내에서 발생된 10개 이상의 과거 지진 계측자료 (PGV, PGA)를 대상으로 예측을 실시하여 오차분석을 통한 적합한 GMPE를 결정하였다.
이를 위하여 기존 연구에서 제시 및 활용된 바 있는 다수 GMPE의 특성을 우선적으로 분석하여 대표적인 6개 식을 선정하였다. 6개 식의 상대적 적합성을 평가하기 위하여, 국내에서 발생된 10개 이상의 과거 지진 계측자료 (PGV, PGA)를 대상으로 예측을 실시하여 오차분석을 통한 적합한 GMPE를 결정하였다. 적용 결과 Emolo et al.
지진 규모 단위는 일반적으로 리히터규모가 가장 보편적으로 알려져 있으나(기상청 자료 등), 국내 적용된 연구들 대부분이 GMPE에 모멘트규모를 사용하고 있다. 대부분의 연구에서 지진 규모 2에서 5 사이의 지진 데이터를 수집하여 GMPE를 검증하였고, 임의로 생성한 데이터를 통해 규모 4에서 7사이 지진의 지반운동 예측을 모의하였다. 지진 거리는 진원거리와 진앙거리가 대부분이지만, 5번 문헌에서는 특이하게 파열거리를 사용하였다.
대상 데이터
해당 연구들의 GMPE는 모두 지반 조건, 지진 발생 원인 (Source type) 등은 고려하지 않았다. 또한 6번 문헌의 연구를 제외한 다른 연구들은 한정된 지진 데이터(최대 23건)만 가지고 한 반면, 6번 문헌의 경우 2007년 3월부터 2012년 3월까지 총 222개 지진 데이터를 사용하였다. 지진 규모 단위는 일반적으로 리히터규모가 가장 보편적으로 알려져 있으나(기상청 자료 등), 국내 적용된 연구들 대부분이 GMPE에 모멘트규모를 사용하고 있다.
따라서, 본 연구에서는 국내 발생한 이력이 있는 지진 중 PGV 데이터를 확보할 수 있는 자료를 기반으로 분석하고자 하였다. 2016 ~ 2019년까지 총 10건의 지진 데이터를 수집할 수 있었으며, 지진 규모는 3.9부터 5.8, 진앙거리는 11 km ~ 582 km 이다. 확보한 10건의 지진 별 PGV 데이터와 진앙거리의 정보는 Table 5와 같다.
이러한 구성요소들의 파손/파괴 모의는 본 연구의 대상인 관로를 벗어나지만, 본 연구에서 선정한 GMPE가 타 구성요소들을 포함한 상수도 시설물의 전반적인 측면에서 적합한가를 판단하기 위해 국내 지진 PGA 데이터를 수집하고 해당 데이터를 적용한 적합성 평가를 수행하였다. PGA의 경우 2016 ~ 2019년까지 총 16건의 지진 자료를 수집하였다. 지진 규모는 3 ~ 5.
PGV에 적합한 GMPE를 선정하기 위해 2016년부터 2019년까지 발생한 10개의 지진데이터를 적용하였으며 이들 결과 중 뚜렷한 양상을 보이는 2018년 2월 11일 (Table 5의 7번 지진), 2019년 2월 10일 (Table 5의 8번 지진), 2019년 7월 21일 (Table 5의 10번 지진)의 지진 데이터 적용 결과를 분석하였다. 해당 세 지진 데이터에 각 GMPE를 적용하여 예측한 PGV 결과는 Fig.
PGA에 적합한 GMPE를 선정하기 위해 2016 ~ 2019년까지 발생된 16개 지진자료를 적용하였으며, 해당 결과 중 2016년 9월 12일 (Table 7에서 1번 지진), 2017년 11월 15일 (Table 7에서 5번 지진), 2019년 2월 10일 (Table 7에서 16번지진)의 지진 데이터 적용 결과를 분석하였다. 해당 세 지진 데이터에 각 GMPE를 적용하여 예측한 PGA 결과는 Fig.
데이터처리
h의 경우는 관측소 주변 10 km 이내에 발생할 수 있는 현실적이지 못한 결과를 방지하기 위해 추가한 계수이다. 각 계수들은 고정값으로 부여되지 않고 평균 및 표준편차를 활용하여 제시하였으며, 해당 계수들은 Table 4와 같이 정리될 수 있다. 6번 문헌에서는 다른 연구들과 달리 지진 규모의 경우 리히터 규모를 활용하고 지진거리는 진앙거리를 사용하였다.
(2007)의 GMPE 적용 결과의 경우, 지진거리 40 km 근방에서 변곡점이 생기는 것은 방법론에서 언급한 바와 같이 모의 시 R₀를 40 km로 가정했기 때문이다. 해당 적용 결과를 활용하여 국내 적용에 적합한 GMPE 여부를 보다 정확히 판단하기 위해 RMSE와 SAE를 활용해 두 오차 값으로 정량적 수치 비교를 하였으며, 해당 결과는 각 Table 7 (RMSE), Table 8 (SAE)와 같다.
이론/모형
결국, 공간적 파괴확률 결과와 상수도 시설물 내진성능평가 결과의 신뢰성을 높이기 위해서는 정확하고 합리적인 지반운동 모의가 필수적이다. 이러한 지반운동 모의는 지반운동예측식(Ground Motion Prediction Equation, GMPE)을 이용하여 수행된다. GMPE는 지진 발생에 의해 상수도 네트워크가 존재하는 공간적 위치에서의 지반 운동을 정의하며, 지중에 매설된 시설물(예, 관로)의 파괴가능성을 산정하기 위해 활용된다.
성능/효과
본 연구를 통해 결정된 적정 GMPE는 상수도관망의 수리학적 내진성능 평가에 직접적으로 활용 가능하다. 즉, 파손확률 모형과의 연계를 통한 지진시 관로 파손률의 정량화가 가능하며, 파손 및 누수에 의한 단수지역 파악 등과 같은 피해범위 산정시 보다 객관적 이며 합리적인 결과 도출이 가능하다. 최종적으로 이와 같은 내진성능 정량화 결과는 지진재해가 발생하였을 경우 그 피해를 최소화할 수 있는 최적 복구방안 마련과 선제적 관망 내진설계의 기준 자료로 활용될 수 있다.
6개의 우리나라 지진 데이터 기반 GMPE식을 분석한 결과 Noh and Lee (1995), Park et al. (2001) (이후 1번, 2번)에 의해 제안된 GMPE는 기본형태가 동일한 것으로 나타났으며 형태는 Eq. (2)와 같다.
또한 3번과 4번 문헌에서는 Eq. (3)에 모멘트 규모를 추가적으로 고려하였으며 두 문헌 모두 우리나라 동남부에 적용 가능한 계수를 제안하였으나 이 역시 활용된 지진 데이터가 달라 산정된 회귀분석계수가 상이하였다. 문헌별로 결정된 회귀 분석 계수는 Table 2와 같다.
Tables 9 and 10에서 확인할 수 있듯이, PGA 예측 시 Noh and Lee (1995)의 GMPE가 대부분의 지진 데이터에서 최소 오차를 나타냄을 확인했다. 총 16개의 지진 데이터 중 RMSE 기준, 11개의 지진에서, SAE 기준 14개의 지진 데이터에서 Noh and Lee (1995)에 의해 제안된 GMPE가 적합함을 알 수 있다. 따라서 PGA의 경우 Noh and Lee (1995)의 GMPE가 가장 적합성이 높은 것으로 판단된다.
결국, 상수도시스템의 시설물 중 땅 속에 매설된 관로와 지중에 설치된 건축물의 경우 적합 GMPE가 서로 다를수 있음을 확인하였으며, 상수도시스템의 특성을 명확히 보여주는 관로의 공간적 파손확률을 검토하기 위해서는, PGV 예측의 정확도가 높았던Emolo et al. (2015)의 GMPE를 최종적으로 국내 적용하기 가장 적합한 식으로 결정할 필요가 있음을 확인하였다. Table 11은 Emolo et al.
6개 식의 상대적 적합성을 평가하기 위하여, 국내에서 발생된 10개 이상의 과거 지진 계측자료 (PGV, PGA)를 대상으로 예측을 실시하여 오차분석을 통한 적합한 GMPE를 결정하였다. 적용 결과 Emolo et al. (2015)의 GMPE가 수평구조물인 상수관로에 대해서는 PGV 예측의 정도가 가장 적합한 것으로 나타났으며 배수지, 펌프가 설치될 수 있는 수직 건축 구조물의 경우에 대해서는 Noh and Lee (1995)의 GMPE가 가장 적절한 것으로 나타나, 구조물의 설치 환경이 지진파 감쇠에 직접적인 영향을 미칠 수 있음을 확인하였다. 독립적인 수직건축구조물의 경우 기존 타 건축구조물과 같이 지진에 의한 구조적 성능유지여부가 중요하나, 상수관로의 경우 여러 관로구조물의 연결에 의한 물 공급이 이루어지므로 공간적인 파손확률의 정확도 높은 예측이 요구되며, 이와 같은 공간적 파손확률을 활용한 물공급 가능 여부 등이 수리학적으로 분석되어야 한다.
후속연구
향후, 지속적인 지진계측자료의 축적을 통한 국내에 적합한 새로운 형태의 GMPE 산정 역시 필요한 과제라 판단된다. 본 연구를 통해 결정된 적정 GMPE는 상수도관망의 수리학적 내진성능 평가에 직접적으로 활용 가능하다. 즉, 파손확률 모형과의 연계를 통한 지진시 관로 파손률의 정량화가 가능하며, 파손 및 누수에 의한 단수지역 파악 등과 같은 피해범위 산정시 보다 객관적 이며 합리적인 결과 도출이 가능하다.
즉, 파손확률 모형과의 연계를 통한 지진시 관로 파손률의 정량화가 가능하며, 파손 및 누수에 의한 단수지역 파악 등과 같은 피해범위 산정시 보다 객관적 이며 합리적인 결과 도출이 가능하다. 최종적으로 이와 같은 내진성능 정량화 결과는 지진재해가 발생하였을 경우 그 피해를 최소화할 수 있는 최적 복구방안 마련과 선제적 관망 내진설계의 기준 자료로 활용될 수 있다.
또한 국내 실제 지진계측자료를 분석에 활용하여 6개 중 국내 지진 모의에 가장 적합한 GMPE를 선정하여 제시하였다. 본 연구를 통해 결정된 적정 GMPE는 상수도관망의 수리학적 내진성능 평가에 직접적인 입력자료로 활용될 수 있다.
Table 1의 데이터 요약을 토대로 6번 문헌에서 제시된 지반 운동예측식이 다양한 데이터를 사용함으로써 비교적 정확한 예측이 될 수 있을 것으로 예상되었다. 1번부터 4번까지의 문헌의 경우 활용한 지진 데이터의 수가 적은 반면, 국내 남부 혹은 남동부 지역 데이터로 회귀 분석 계수를 산정하여 해당 지역 지진에 좀 더 특화된 지반운동예측식이 될 것으로 판단된다.
Table 1의 데이터 요약을 토대로 6번 문헌에서 제시된 지반 운동예측식이 다양한 데이터를 사용함으로써 비교적 정확한 예측이 될 수 있을 것으로 예상되었다. 1번부터 4번까지의 문헌의 경우 활용한 지진 데이터의 수가 적은 반면, 국내 남부 혹은 남동부 지역 데이터로 회귀 분석 계수를 산정하여 해당 지역 지진에 좀 더 특화된 지반운동예측식이 될 것으로 판단된다.
독립적인 수직건축구조물의 경우 기존 타 건축구조물과 같이 지진에 의한 구조적 성능유지여부가 중요하나, 상수관로의 경우 여러 관로구조물의 연결에 의한 물 공급이 이루어지므로 공간적인 파손확률의 정확도 높은 예측이 요구되며, 이와 같은 공간적 파손확률을 활용한 물공급 가능 여부 등이 수리학적으로 분석되어야 한다. 따라서 국내 상수도 관로 시스템의 내진성능평가에 있어 본 연구에서 적합하다고 제시된 GMPE를 활용한다면 보다 합리적이고 정확도 높은 평가가 이루어질 수 있을 것으로 기대된다. 향후, 지속적인 지진계측자료의 축적을 통한 국내에 적합한 새로운 형태의 GMPE 산정 역시 필요한 과제라 판단된다.
따라서 국내 상수도 관로 시스템의 내진성능평가에 있어 본 연구에서 적합하다고 제시된 GMPE를 활용한다면 보다 합리적이고 정확도 높은 평가가 이루어질 수 있을 것으로 기대된다. 향후, 지속적인 지진계측자료의 축적을 통한 국내에 적합한 새로운 형태의 GMPE 산정 역시 필요한 과제라 판단된다. 본 연구를 통해 결정된 적정 GMPE는 상수도관망의 수리학적 내진성능 평가에 직접적으로 활용 가능하다.
질의응답
핵심어
질문
논문에서 추출한 답변
GMPE는 어디에 활용되는가
이러한 지반운동 모의는 지반운동예측식(Ground Motion Prediction Equation, GMPE)을 이용하여 수행된다. GMPE는 지진 발생에 의해 상수도 네트워크가 존재하는 공간적 위치에서의 지반 운동을 정의하며, 지중에 매설된 시설물(예, 관로)의 파괴가능성을 산정하기 위해 활용된다. 각 지역에 적합한 GMPE의 제안을 위해 다양한 GMPE가 개발된 바 있다(Noh and Lee (1995), Junn et al.
국내에서 사회기반시설물에 대한 지진 위험도 평가의 중요성이 부각된 원인은 무엇인가
전 세계적으로 대규모 지진의 발생 횟수가 점차 증대됨에 따라 세계 각국에서는 지진에 의한 사회기반시설물의 내진성능평가와 관련한 연구가 활발히 이루어지고 있다. 국내의 경우 규모 3.0 이상 중규모 지진이 과거보다 빈번히 발생하고 있으며, 2016년과 2017년에는 경주 및 포항에서 규모 5.0 이상의 대규모 지진이 발생된바 있다. 이와 관련하여 국내에서도 사회기반시설물에 대한 지진 위험도 평가의 중요성이 부각되고 있다.
상수도 시스템 내진성능평가는 어떠한 단계로 수행되는가
상수도 시스템 내진성능평가는 크게 ‘예비평가’와 ‘상세 평가’ 두 단계로 수행된다. 상수도 시스템을 구성하는 시설물은 타 기반시설물에 비해 매우 다양하고, 매설된 관로까지 고려한다면 그 공간적 범위가 매우 넓다.
참고문헌 (6)
Cho, N.D., and Park, C.E. (2003). "Estimation of spectrum decay parameter x and stochastic prediction of strong ground motions in Southeastern Korea." Journal of the Earthquake Engineering Society of Korea, Vol. 7, No. 6, pp. 59-70.
Emolo, A., Sharma, N., Festa, G., Zollo, A., Convertito, V., Park, J. H., and Lim, I.S. (2015). "Groundmotion prediction equations for South Korea peninsula." Bulletin of the Seismological Society of America, Vol. 105, No. 5, pp. 2625-2640.
Junn, J.G., Jo, N.D., and Baag, C.E. (2002). "Stochastic prediction of ground motions in Southern Korea." Geosciences Journal, Vol. 6, No. 3, pp. 203-214.
Noh, M.H., and Lee, K.H. (1995). "Estimation of peak ground motions in the southeastern part of the Korean Peninsula (II) : Development of predictive equations." Journal of the Geological Society of Korea, Vol. 31, No. 3, pp. 175-187.
Park, D.H., Lee, J.M., Baag, C.E., and Kim, J.K. (2001). "Stochastic prediction of strong ground motions and attenuation equations in the Southeastern Korean Peninsula." Journal of the Geological Society of Korea, Vol. 37, No. 1, pp. 21-30.
Yun, K.H., and Park, D.H. (2007). Recent advances in developing site-specific ground motion attenuation relations for the nuclear power plant sites in Korea, No. NEA-CSNI-R-2007-14, Nuclear Energy Agency of the OECD (NEA), Paris, France, pp. 216-223.
이 논문을 인용한 문헌
저자의 다른 논문 :
활용도 분석정보
상세보기
다운로드
내보내기
활용도 Top5 논문
해당 논문의 주제분야에서 활용도가 높은 상위 5개 콘텐츠를 보여줍니다. 더보기 버튼을 클릭하시면 더 많은 관련자료를 살펴볼 수 있습니다.
AI-Helper
※ AI-Helper는 부적절한 답변을 할 수 있습니다.