초록 ▼

□ 최종(연차) 목표
ㅇ 지진관측망 운영기술 고도화
ㅇ 신속한 지진원 요소 결정 기술 적용
ㅇ 동해안 거점 대도시 지역의 지진위험도 구역화
ㅇ 지진동 모사 시스템 검증
ㅇ 실체파 지진규모, mb(Lg), 계산식의 개발 및 적용
ㅇ 한반도 주요 계기지진 평가
ㅇ 서해안 거점 대도시의 지반 DB 구축

□ 개발내용 및 결과
ㅇ 지진관측망 운영 기술 고도화
- 관측소 운영제어 및 환경감시 모듈 현장 적용 및 개선
- 지진자료 통합관리체계모델(KISStool

□ 최종(연차) 목표
ㅇ 지진관측망 운영기술 고도화
ㅇ 신속한 지진원 요소 결정 기술 적용
ㅇ 동해안 거점 대도시 지역의 지진위험도 구역화
ㅇ 지진동 모사 시스템 검증
ㅇ 실체파 지진규모, mb(Lg), 계산식의 개발 및 적용
ㅇ 한반도 주요 계기지진 평가
ㅇ 서해안 거점 대도시의 지반 DB 구축

□ 개발내용 및 결과
ㅇ 지진관측망 운영 기술 고도화
- 관측소 운영제어 및 환경감시 모듈 현장 적용 및 개선
- 지진자료 통합관리체계모델(KISStool) 제시 및 실용화
ㅇ 신속한 지진원 요소 결정 기술 적용
- 공중음파 자동분석기술을 통한 인공지진 탐지능력 향상
- 일본 토호쿠 지진(Mw 9.0)에 의한 초저주파음파 연구
ㅇ 국내 동해안 거점 대도시 울산 지역의 지진위험도 구역화
- 대도시 울산지역 지반DB 토대 공간지반지층 정보 구축
- 울산 지역의 지진위험도 예측 및 부지주기 기반 공간구역화
ㅇ 지진동 모사 시스템 검증
- 속도-응력 변분식 SEM 및 ADE-PML 검증
- 홍성지진에 의한 대전 및 인근지역 3차원 지진동 수치 모사
- 지진동 모사를 위한 진원함수 계산
ㅇ 실체파 지진규모, mb(Lg), 계산식의 개발 및 적용
- 실체파 지진 규모, mb(Lg), 계산식의 이론적 검토
- 한반도 주변의 2차원적 지진파 감쇠 모델 수집
- 한반도 주요 지진 실체파 규모 추정 감쇠 모델 비교
ㅇ 한반도 주요 계기기진 평가 : 아날로그 지진기록 분석 체계화
- 아날로그 지진기록 분석 방법론
- 초기 KSRS 지진관측망 관측점 요소 결정
- 초기 KSRS 지진관측망 관측자료 현황 정리
ㅇ 서해안 거점 대도시 인천의 지반 DB 구축
- 서해안 인천지역 시추자료 수집분석 및 지반-지식 자료 획득
- 인천지역 통합 지반DB 구축과 DB 관리 S/W 보완 개발적용

□ 기대효과
ㅇ 가속도 자료 기반 통합관리체계모델 실용화로 지진재해대책법 대응해법 제시 및 이를 통한 국가 지진재해대응체계 조기 구축 기여
ㅇ 국가 및 지자체 종합재해 대응시스템의 지반지진 관련 기초 정보 및 프레임 제공을 통한 종합적 기술 효율성 확보
ㅇ 지형을 고려한 정밀한 3차원 지진동 모사 기술 확보
ㅇ 지진분석 시스템(EMS)과의 연계를 통한 실시간 실체파 지진 규모 추정 가능
ㅇ 아날로그 지진기록 평가를 위한 접근 방법 체계화

□ 적용분야
ㅇ 부지 지진위험도 정량적 특성 토대의 국내고유 내진설계와 내진성능평가 기법의 종합개발에 활용
ㅇ 한반도 지진의 안정적인 지진 규모 추정 방법 활용
ㅇ 지진발생원 매카니즘 결정 및 지반속도구조 결정 파동 전파 모사에 활용
ㅇ 지진동모사를 통한 대도심의 지형 및 지반 특성에 의한 지진동의 증폭 효과에 의한 피해 영향 평가에 활용
ㅇ 아날로그 계기지진의 지진원 요소 정량화를 통한 한반도 정밀 지진위험도 평가에 활용

(출처 : 보고서 요약서 4p)

Abstract ▼

The aim of this research is two folds. The one is to develop necessary technologies for the stable operation and maintenance of the seismic stations and KISS in terms of hardwares and softwares. The other is to develop technologies for more accurate information of event source determination related

The aim of this research is two folds. The one is to develop necessary technologies for the stable operation and maintenance of the seismic stations and KISS in terms of hardwares and softwares. The other is to develop technologies for more accurate information of event source determination related to the possibility of earthquake damage and the prediction of seismic hazards at metropolitans.

For the stable operation and maintenance of the seismic stations, the prototype of a environmental monitoring and remote control system for unmanned seismic stations is improved through practical operation in HSB station in the long term. Through the long-term operation, the system becomes sophisticated and improved. Many sensors for environment generate its information and send it to main center. Many simple troubles can be resolved by remote power control for instruments, it called ‘cold-reboot’, and it saves costs and time and make data-loss minimized.
To establish an earthquake early warning system in korea, we revised K-SEIS based on EEW system developed by UC berkeley. Revised K-SEIS showed the better accuracy of the determination of earthquake information in testing operation for a year.

To improve the detection rate of surface explosion by seismo-acoustic association, a refined infrasound meta-detection catalog were made based on automatic detection algorithm and background noise removing technique. This method was applied to data from seven infrasound arrays in Korea for 2009-2011. Then, the infrasound meta-detections were associated with the seismic event catalog of KIGAM to discriminate surface explosions. As a result, on average 4,700 meta-detections/month/array were constructed after removing coherent background noises in all detections. From association between the meta-detections and seismic catalog, 18.5% of the total seismic events were discriminated as surface explosions, which rate is nearly two times larger than that of manual seismo-acoustic association due to the intense detections of infrasound signals by the automatic detection algorithm.

Infasound was utilized for the analysis of signals from natural events as well as man-made events. One example is the localization of infrasound sources from earthquakes. Infrasound signals were generated from the Tohoku event (Mw 9.0) occurred on March 11, 2011. The earthquake excited local and diffracted infrasound signals which were recorded at Korea Infrasound Network (KIN). Progressive Multi-channel Cross-Correlation (PMCC) was applied to the data set of the four seismo-acoustic arrays, ULDAR, KSGAR, CHNAR and BRDAR, for the estimates of arrival time, back-azimuth and phase velocity of the diffracted infrasound signals. A grid search technique was used for the localization of secondary sources with a net of 1km x 1km grid meshes, the estimated arrival time and back-azimuth. The result of localization showed that secondary sources clustered in the northeastern part of Japan.

As a part of the establishment of regional geotechnical strategy against earthquake, a geotechnical information system using spatial GIS tools was implemented to estimate site effects related to the earthquake hazards in a representative metropolis, Ulsan, in the eastern coast of Korea. To build the geotechnical information system for the area of interest, the geotechnical database (DB) for Ulsan built in the prior study was modified and then utilized as fundamental resources. With the help of DB, the information on spatial geotechnical layers was reliably predicted by building the GIS-based geotechnical information system for the Ulsan area. Based on the spatially interpolated geotechnical layers, zoning maps showing the distribution of the thicknesses of layers and the depth to bedrock were prepared. To assess the site effects on a regional scale, distribution of the site period (TG) in Ulsan was created in the form of zonation map. Based on the distribution of TG, seismic zoning map for site classification was also created to determine the short- and mid-period site coefficients for preliminary seismic design in the Ulsan area.

Accurate simulation of ground motion is very important because of the effect of amplification of ground vibration by topography and low velocity in soil layers. Algorithm of SEM(Spectral Element Method) is applied to simulation ground motion considering topography. SEM is applied to velocity-stress formulation. 3D simulation was implemented with Linux clustering system. Especially variational formula applied with ADE-PML boundary condition were derived. Developed program eliminated reflections from finite boundary very well. Simulation of 3D ground motion was implemented in the area including Daejeon and Hongsung using the information of Hongsung earthquake that occurred in 1978.

Another study is to improve the accuracy of estimating body wave magnitude, mb(Lg), for regional earthquakes occurring around the Korean Peninsula. The Lg waves are commonly observed as the dominant phase on regional distance seismograms and therefore they are useful for measuring earthquake magnitudes. However, it is required to consider the attenuation characteristics of the Lg waves since the Lg waves can be greatly influenced by the crustal structure along the raypath. it is found that 2-D Q model is useful for the stable measurement of the mb(Lg) magnitudes for the regional earthquakes around the Korean Peninsula. But the resolution of 2-D Q model is not enough for corresponding crustal structure around the peninsula. Variations of magnitude estimates still demand the improvement of the attenuation model around the Korean Peninsula.

As a part of evaluation of major instrumental earthquakes in Korea, a systematic analysis of analog seismograms was developed and implemented. The seismic data and information from nearby countries for earthquakes in and around the Korean peninsula in the period of 1945 through 1978 were collected. Analog seismic records were converted into digital data through digitization and response correction. The earthquake parameters for major earthquakes recorded by KSRS seismic network were determined and evaluated. The status of analog seismic records by early KSRS seismic array was assessed and arranged for systematic organization of major events from analog seismic records in Korea.

For the application of the existing geotechnical investigation data into earthquake engineering, a geotechnical DB was built particularly at a foothold metropolis at the western coast, Incheon, in Korea. Particularly, approximately 6,400 existing borehole drilling data in and near the Incheon area which consists of the inland area and many islands were gathered and archived into the DB. In addition, surface geo-knowledge data were acquired from a walk-over site survey mostly at the sites lacking the borehole data. The surface geo-knowledge data were also archived into the DB. Especially, to manage and update the geotechnical data, DB management system was developed by using ESRI ArcGIS Engine environment.

(출처 : SUMMARY 9p)

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 제출문 ... 2
• 최종(연차)보고서요약서 ... 4
• 요약문 ... 6
• SUMMARY ... 9
• CONTENTS ... 12
• 목차 ... 14
• 표목차 ... 18
• 그림목차 ... 20
• 제1장 연구개발 과제의 개요 ... 24
• 제2장 국내외 기술개발 현황 ... 26
• 제3장 연구개발수행 내용 및 결과 ... 29
• 제1절 지진관측망 운영기술 고도화 ... 29
• 1. 관측소 운영제어 및 환경감시 모듈 현장 적용 및 개선 ... 29
• 2. 지진자료 통합관리체계모델(KISStool) 제시 및 실용화 ... 31
• 3. K-SEIS(Korea Speedy Earthquake Information System)의 신속지진원 정확도 분석 ... 34
• 제2절 신속한 지진원 요소 결정 기술 개발 ... 37
• 1. 백두산 지역 미소 화산지진 연구 ... 37
• 가. 지진 목록 분석 ... 37
• 나. 지진 파형 분석 ... 38
• 2. 공중음파 자동분석을 통한 인공지진 식별능력 향상 ... 45
• 가. 공중음파 자동분석기술 개발 ... 45
• 나. 화산폭발에 의한 공중음파 신호 관측과 분석 ... 54
• 3. 일본 토호쿠 지진(Mw 9.0)에 의해 발생한 2차적 음원 위치 결정 ... 57
• 제3절 대도시 울산 지역의 지진위험도 공간구역화 ... 60
• 1. 지진위험도 공간구역화 개요 ... 60
• 가. 부지 효과로 인한 지진위험도의 공간적 변화 ... 60
• 나. 지반공학적 지진위험도 변화의 표출 정보기술 기법 ... 60
• 2. 지진위험도 공간구역화를 위한 기법적 도입 및 적용 ... 61
• 가. 부지 효과의 정량화를 위한 부지 분류 체계 ... 62
• 나. 지반정보 시스템 구축 기법 ... 65
• 3. 공간 지반지층에 관한 지반정보 시스템 구축 ... 69
• 4. 부지주기의 공간구역화를 통한 지진위험도 예측 평가 ... 75
• 제4절 지진동 모사 시스템 기반 구축 ... 79
• 1. 속도-응력 변분식을 이용한 SEM과 CFS PML경계조건 ... 79
• 가. 속도-응력 변분식과 흡수 경계조건 ... 79
• 나. SEM에서 CFS PML 경계조건 ... 81
• 2. 홍성지진 정보를 이용한 대전인근 지역의 3차원 지진동 모사 ... 85
• 3. 지진동 모사를 위한 진원함수의 역산 ... 89
• 제5절 실체파 지진규모, mb(Lg), 계산식의 개발 및 적용 ... 92
• 1. 실체파 규모식, mb(Lg), 검토 ... 92
• 2. 한반도 주변의 지각 감쇠 모델 ... 94
• 가. 모델 A ... 94
• 나. 모델 B ... 96
• 다. 모델 C ... 96
• 라. 종합 ... 97
• 3. 지진자료의 선별 및 자료 처리 ... 98
• 4. 실체파 규모식 적용 및 검토 ... 102
• 제6절 한반도 주요 계기지진 평가 : 아날로그 지진기록 분석 체계화 ... 114
• 1. 지진발생 정보 수집 및 아날로그 지진기록 분석 방법 ... 114
• 2. 지진원 요소 결정 방법 ... 114
• 3. 국내 아날로그 지진기록 주요 이벤트 정리 ... 115
• 4. 아날로그 지진기록 변환 및 분석 방법 ... 132
• 제7절 서해안 거점 대도시 인천 지역의 지반 DB 구축 ... 138
• 1. 인천 지역 지반 DB 구축 개요 ... 138
• 2. 지반 DB 구죽 ... 138
• 가. 지진공학적 지반 데이터베이스 설계 ... 139
• 나. 지진공학적 지반 데이터베이스 구축 ... 144
• 1) 자료 수집 대상 지역 ... 144
• 2) 기존 지반조사 자료 ... 145
• 3) 지반-지식 자료 수집 ... 146
• 4) 전체 지반 자료 ... 147
• 3. 지반 DB 관리 프로그램 개발 ... 148
• 가. 프로그램 구성 ... 148
• 나. 개발 프로그램 ... 149
• 제4장 목표달성도 및 관련분야에의 기여도 ... 151
• 제5장 연구개발결과의 활용계획 ... 153
• 제6장 연구개발과정에서 수집한 해외과학기술정보 ... 155
• 제7장 참고문헌 ... 156
• 끝페이지 ... 160