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주문진항의 지진해일 위험지역 분석

Analysis of the tsunami hazard area in Jumunjin port

한국수자원학회 2012년도 학술발표회 2012 May 16 , 2012년, pp.79 - 82  
김용철 (한양대학교 일반대학원 건설환경공학과 ) ;  김창희 ( 한양대학교 공학대학원 건설환경공학과 및 중앙방재엔지니어링 ) ;  조용식 ( 한양대학교 공과대학 건설환경공학과)
초록
용어

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최근 지진해일 발생으로 인한 막대한 피해로 인해 지진해일 방재에 대한 중요성이 높아지고 있다. 지진해일 방재연구는 주로 실제 발생하였던 역사지진해일과 발생가능성이 높은 가상의 지진해일에 대해 해당지역의 재해정보도를 제작하여, 지진해일 발생 시 인명 및 재산피해를 최소화 하는 것에 초점이 맞추어져 있다. 따라서 이번 연구에서는 이러한 재해정보도의 효율성을 높이기 위해 지진해일 발생 시 인명피해가 발생할 가능성이 높은 위험지역을 선정하였다. 지진해일 위험지역을 선정하기 위해 가상의 지진해일을 수치모의 하였으며, 지진해일 발생 시 인명피해가 발생할 수 있는 지진해일 범람 높이를 선정하여 선정한 기준 높이 이상의 범람이 발생할 확률을 계산하였다. 지진해일 수치모의는 지진해일 전파모의와 범람모의 과정으로 이루어진다. 지진해일 전파모형은 선형 Boussinesq 방정식을 지배방정식으로 사용하며, 지진해일 범람모형은 비선형 천수방정식을 지배방정식으로 사용하였다. 수치모의를 통해 주문진항에서의 가상의 지진해일에 대한 범람영역 및 범람 높이를 얻었다. 수치모의를 통해 얻어진 범람 데이터를 이용해 기준 높이 이상의 범람 발생 확률을 계산하였다. 확률 계산을 위해선 해당 데이터의 확률분포를 결정하여야 하기 때문에, 적합도 검정을 수행하였다. 이번 연구에서는 여러 가지 적합도 검정 기법 중 하나인 확률도시 상관계수 검정(Probability Plot Correlation Coefficient Test)을 사용하였으며, 범람 데이터의 확률분포로 Normal, Log-normal, Exponential, Gumbel 분포를 가정하여 검정을 수행하였다. 각 지점별로 확률도시 상관계수 검정을 수행하여, 해당 지점의 확률분포를 결정하였고, 각 지점별로 해당하는 확률분포의 누적확률분포 함수를 이용해 기준 높이 이상의 범람이 발생할 확률을 계산하였다. 얻어진 확률을 지도상에 도시하여 기준 높이 이상의 범람 발생 확률이 높은 지점을 주문진항에서의 지진해일에 대한 인명피해 발생 가능성이 높은 위험지역으로 선정하였다.

본문요약 

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문제 정의
  • 본 연구에서는 동해안에 영향을 미칠 수 있는 가상의 지진해일을 선정하고, 지진해일 전파 및 범람에 관해 수치모의를 수행하였다.

    본 연구에서는 동해안에 영향을 미칠 수 있는 가상의 지진해일을 선정하고, 지진해일 전파 및 범람에 관해 수치모의를 수행하였다. 수치모의에 사용된 지진해일의 발생 위치 및 단층 파라미터는 표 1과 같다.

  • 본 연구에서는 재해정보도의 효과적인 활용을 위해, 지진해일 범람에 대한 위험지역을 사전에 예측하였다.

    본 연구에서는 재해정보도의 효과적인 활용을 위해, 지진해일 범람에 대한 위험지역을 사전에 예측하였다. 지진해일 범람 위험지역을 예측하기 위해 발생 가능성이 높은 가상의 지진해일을 대상으로 수치모의를 수행하였으며, 얻어진 데이터를 바탕으로 기준높이 이상의 범람이 발생할 확률을 각 지점별로 계산하였다.

가설 설정
  • 본 연구에서는 지진해일 범람데이터의 확률분포형으로 normal, log-normal, exponential, Gumbel 분포를 가정하였다.

    확률도시 상관계수 검정은 데이터의 확률분포형을 가정하고, 상관계수를 활용해 주어진 데이터와 가정한 확률분포형과의 일치성을 판단하는 기법이다. 본 연구에서는 지진해일 범람데이터의 확률분포형으로 normal, log-normal, exponential, Gumbel 분포를 가정하였다.

  • 앞에서 가정한 4가지 확률분포형에 따른 상관계수를 구하고, 이 값들 중 가장 1에 가까운 상관계수를 갖는 확률분포형을 해당 지점에서의 확률분포형으로 선택하였다.

    는 상관계수를 나타낸다. 앞에서 가정한 4가지 확률분포형에 따른 상관계수를 구하고, 이 값들 중 가장 1에 가까운 상관계수를 갖는 확률분포형을 해당 지점에서의 확률분포형으로 선택하였다. 각 지점별로 확률분포형이 결정되면, 해당 확률분포형의 누적분포함수를 활용하여 기준높이 이상의 범람 발생 확률을 계산하였다.

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