The paper presents the damage estimation of bridge structures in Daegu city based on the scenario-based earthquakes. Since the fragility curves for domestic bridge strucures are limited, the Hazus methodology is employed to derive the fragility curves and estimate the damage. A total of four earthuquake scenarios near Daegu city are assumed and structure damage is investigated for 81 bridge structures. The seismic fragility function and damage level of each bridge had adopted from the analytical method in HAZUS and then, the damage probability using seismic fragility function for each bridge was evaluated. It was concluded that the seismic damage to bridges was higher when the magnitude of the earthquake was large or nearer to the epicenter.

For earthquake loss estimation of building structures in Gangnam-Gu district in Seoul, three scenario earthquakes were selected by comparison of the response spectra of these scenario earthquakes with the design spectrum in Korean Building Code (KBC 2009), and then direct losses of the building structures in the Gangnam-Gu district under each scenario earthquake are estimated. The following conclusions are drawn from the results of damage and loss in the second scenario earthquake, which has a magnitude = 6.5 and epicentral distance =15 km: (1) The ratio of building stocks undergoing the extensive and complete damage level is 40.0% of the total. (2) The amount of direct economic losses appears approximately 19 trillion won, which is 1.2% of the national GDP of Korea. (3) About 25% of high-rise (over 10-story) RC building wall structures, were inflicted with the damage exceeding moderate level, when compared to 60% of low-rise building structures. (4) From the economical view point, the main loss, approximately 50%, was caused by the damage in the high-rise RC wall building structures.

For the hydrogen economy system being tried starting with the 21st century, the fields that was not dealt with so far, such as the safety measure for large leakage accidents, the safety problem at infrastructures like a hydrogen station, the safety problem in terms of automobiles depending on introduction of hydrogen cars, the safety problem in a supply for homes like fuel cells, etc., are being deeply reviewed. In order to establish a safety control system, an essential prerequisite in using and commercializing hydrogen gas as an efficient energy source, it is necessary to conduct an analysis, such as analysis of hydrogen accident examples, clarification of physical mechanisms, qualitative and quantitative evaluation of safety, development of accident interception technologies, etc. This study prepared scenarios of hydrogen gas leakage that can happen at hydrogen stations, and predicted damage when hydrogen leaks by using PHAST for this.

재난 리스크 모델을 활용하여 화산재 손실을 평가하기 위해서는 목적물별 손상함수가 정의되어야 한다. 손상함수란 목적물의 재해취약도를 정량화한 함수로, 공학 및 자연재해 연구 분야에서 널리 사용되고 있다. 특히 손상도, 취약성 곡선 등으로 연구되고 있는데, 학제간 연구를 수행하는 과정에서 혼란을 주기도 한다. 이에 본 연구는 손상함수의 유형을 정리하고, 손상함수를 구축한 사례를 소개하고자 한다. 손상함수는 일반적으로 과거 피해사례를 기반으로 구축된다. 국내에 화산재 피해사례가 없음을 고려할 때, 남한지역의 화산재 손상함수를 구축하기 위해서는 해외사례를 참고하여야 할 것이다. 한편 국외에서도 화산재에 대한 손상함수 연구는 다른 재난에 비해 적은데, 화산 피해사례도 적은편이다. 이에 본 연구는 극소수 피해자료를 활용하여 손상함수를 구축할 수 있는 방안을 제시하고, 뉴질랜드와 일본에서 보고된 실제 피해사례를 바탕으로 와이블함수 혹은 선형함수의 취약성 곡선을 구축하였다. 본 연구가 해외사례를 기반으로 손상함수를 구축하였음을 고려할 때, 본 연구에서 제시하는 손상함수를 이용하여 남한지역의 화산재 손실을 평가하기 위해서는 국내 목적물 특성 및 환경 조건에 맞게 손상함수를 보정할 필요가 있다.

백두산 분화의 분출물은 북쪽으로 송화강, 동쪽과 서쪽으로 두만강과 압록강 하구에서 발견되고 있다. 즉 화쇄류, 화산이류, 화산성홍수와 같이 흐름에 수반된 화산물질의 영향범위는 천지를 중심으로 반경 400 km의 범위까지 영향을 미치는 것을 알 수 있다. 그러나 약 1,000년 전 분화 때와는 달리 천지칼데라호의 20억 톤보다 저수량이 큰 담수저장시설이 건설되어 화산분화 시 예상되는 유체의 흐름은 직간접적으로 인공적인 구조물의 영향을 받게 된다. 이 연구는 백두산 화산분화 시 예상되는 화쇄류, 화산이류, 화산성홍수의 수치해석 및 지형자료 분석을 통해 유체의 흐름방향을 산정하고 백두산 일원의 댐과 인공호수의 저수용량에 따른 화쇄류, 화산이류, 화산성홍수의 피해범위를 파악하였다. 분출 초기에 급경사를 따라 이동하는 화쇄류는 산지의 경사면을 따라 이동하여 평탄지까지 영향을 미치며, 천지호의 유출에 의한 화산이류는 주요 하천까지 도달할 수 있다. 화산성홍수의 경우 현존하는 인공적인 담수 저장시설물들로 인하여 천지칼데라호의 담수 유출에 의한 피해 범위는 과거에 비하여 매우 제한적인 범위에 영향을 미칠 것으로 판단된다.

본 연구에서는 항만 구역의 지진피해예측 평가체계를 구축하기 위해 필요한 지진피해예측 관련 시스템 및 내진설계 현황 및 항만구조물의 지진피해 사례를 조사하였으며, 더불어 주요 항만 구역의 구조물의 현황 및 특성을 조사, 분석하였다. 이를 토대로 지반 정보와 항만 구조물의 지진 취약도를 고려한 항만 구역(구조물)의 지진피해예측 간이 평가방안을 개발하였다.

본 연구는 우리나라 113개 중권역에 대한 기후변화에 따른 미래 홍수 피해액의 예측을 위하여 26개 GCM 모형에서 생산한 강우자료와 1시간 최대 강수량, 10분 최대 강수량, 1일 강수량이 80 mm 초과한 일수, 일 최대 강수량, 연강수량, 유역고도, 시가화율, 인구 밀도, 자산 밀도, 도로와 같은 사회 간접 시설, 하천개수율, 하수도 보급률, 배수펌프시설, 유수지용량 및 과거 홍수 피해액 자료를 활용하였다. 구축된 자료에 대하여 구속 다중선형회귀 모형(Constrained Multiple Linear Regression Model)을 적용하여 홍수 피해액과 여타 입력자료 사이의 상관관계를 구축하고 RCP 4.5와 8.5에 대한 26개 GCM 모형 산정자료를 활용하여 미래 홍수 피해액을 예측하였다. 홍수피해에 주된 요인이 되는 연강수량, 극치 강우량 등 강우관련 요소들이 전반적으로 증가하며 이로 인하여 과거 홍수로 인한 피해액이 광범위하게 증가할 것으로 판단되고 특히 동해안 및 남강댐 유역에 미래의 홍수피해액이 높게 예측되는 경향을 보인다.

The paper presents the damage estimation of bridge structures in Daegu city based on the scenario-based earthquakes. Since the fragility curves for domestic bridge strucures are limited, the Hazus methodology is employed to derive the fragility curves and estimate the damage. A total of four earthuquake scenarios near Daegu city are assumed and structure damage is investigated for 81 bridge structures. The seismic fragility function and damage level of each bridge had adopted from the analytical method in HAZUS and then, the damage probability using seismic fragility function for each bridge was evaluated.

최근 분화가능성이 대두되고 있는 백두산 화산이 폭발적으로 분화(噴火:eruption)하는 경우, 백두산에서 분출되는 대량의 화산재는 대기 중으로 확산되면서 많은 인적, 물적 피해를 가져올 것으로 사료된다. 서울을 기점으로 백두산으로부터 약 500km 떨어져 있는 우리나라는 화산 분출물로 인한 직접적인 피해보다는 화산재/오염물질의 간접적인 피해 영향권 내에 속하게 된다. 따라서 약 천년전과 같은 대규모 화산분화가 발생될 때 한반도 주변의 기압배치에 따른 종관 기상장의 영향으로 대기 중에서 이류, 확산, 침적을 통한 화산재의 비산과 낙하로 인한 지역적인 장·단기 영향이 나타나거나 피해를 초래할 가능성이 예상되며 우리나라 상공으로 확산된 화산재는 항공기 운항 및 해상 운송 등과 관련된 관광산업을 비롯한 농축산업, 환경 분야 등에 영향을 미칠 것으로 사료된다. 본 연구에서는 백두산 분화를 가정할 때, 대기 중으로 분출되는 화산재로 인하여 우리나라가 영향을 받게 될 피해 예측을 위하여 화산재 및 오염물질을 정량적으로 파악할 수 있는 화산재 피해예측 기술을 개발하고 화산재에 대한 취약함수를 기반으로 화산재에 의한 직접적 피해액을 예측하는 알고리즘을 개발, 피해액을 추정하였다.

최근 10년간 발생한 자연재해 중 태풍, 강풍 및 홍수와 관련한 피해는 전체의 90%를 넘을 정도로 풍수해의 피해는 막대하며, 계속되는 산업화와 도시 집중화로 인해 피해 규모는 증가 추세에 있다. 이러한 피해의 경감을 위하여 최근 풍수해의 피해를 사전에 예측함으로써 예방 및 대비는 물론 재해 발생에 따른 응급 대응 및 복구의 효율성을 제고하고자 하는 과학적 방법론에 대한 연구가 진행되고 있다. 풍수해 피해의 예측은 위험요인(Hazard)의 추정, 피해 대상 자료의 구축 (Inventory) 및 피해대상의 취약도 (Fragility)의 세 가지 요소를 이용하여 수행되는 것이 일반적이다. 위험요인에 대해서는 자연재해의 특성인 강우, 풍속 등을 물리적으로 모델링함으로써 강도 및 빈도를 추정할 수 있으며, 피해 대상 자료는 공공 및 사유 시설물을 총 망라함으로써 피해의 사회, 경제적인 피해 규모 예측에 활용된다. 각각의 피해 대상이 위험요인에 따라 갖는 취약도는 최종 피해 및 손실 규모의 평가 자료로 이용된다. 이러한 위험도 또는 피해의 예측은 민간 보험사의 위험평가 절차나 미국의 HAZUS-MH에서 활용되는 대표적 과정이다. 본 연구에서는 최근 수행되고 있는 도시 지역의 강풍 피해 예측 시스템 개발 연구를 기반으로 한국의 자연재해 환경에 적합한 풍수해 위험성 평가 방법론을 제시하고 피해 예측 기술 개발 방향을 제시하고자 한다.

본 연구에서는 풍수해 피해 예측에 적용하기 위하여 주거·산업·상업용 건축물이 포함된 도시 시설물에 대한 강풍취약도를 평가하였다. 강풍취약도를 평가하기 위하여 시설물 취약요소에 작용하는 풍하중과 저항성능의 통계치로부터 시설물의 한계상태를 산정할 수 있는 몬테카를로 모사모형이 개발되었다. 도시 시설물의 특성 및 지형적 영향을 고려하여 강풍취약도를 평가하기 위하여 시설물의 높이·폭, 형태 등이 상이한 시설물의 한계상태가 세 가지 지표면조도구분(B, C, D)에서 평가되었다. 본 연구에서 평가된 도시 시설물에 대한 모든 강풍취약도는 로그정규분포의 형태로 곡선 맞춤된 후 최종적으로 데이터베이스화 되었다. 본 연구방법론을 통하여 구축된 강풍취약도의 데이터베이스는 풍수해 피해 예상 지역에 건설된 도시 시설물의 잠재적 피해정도를 평가하기 위하여 사용될 예정이다.

본 연구에서는 기왕의 댐 붕괴 사례와 인명손실 결정인자들의 분석으로부터 유도된 상관관계를 이용하여 댐 붕괴 홍수파의 특성이 고려된 인명피해 예측을 위해 미국의 LIFESim 모형에 적용된 인명손실 모듈과 유럽연합에서 제시한 사망률 함수에 의한 인명손실 추정기법이 제시되었다. 극한홍수조건(PMF)하에서 댐 붕괴로 인한 대상지점의 수심, 유속 및 홍수도달시간 등과 같은 홍수특성치는 1차원 수리학적 모형인 FLDWAV에 의해 모의되었으며 범람수심을 이용하여 홍수취약 지역을 예측하였다. 이를 바탕으로 경보, 대피 및 피난처에 대한 가능성을 고려함으로써 홍수위험에 노출된 인구수를 추정하였다. 이러한 홍수위험 노출인구에 대한 사망률(치사율)을 추정하기 위해 홍수위험지역을 상이한 지대로 세분하여 지대별 치사율 또는 사망률 함수를 결정하였으며 이로부터 최종적인 사망자수를 예측하였다. 본 연구를 통해 제시된 댐 붕괴 홍수의 인명피해 예측기법은 향후 확률론적 홍수 시나리오에 적용하여 하류부의 홍수위험도를 정량적으로 평가하고 저감대책을 수립하는데 활용될 수 있다.

지진에 따른 인명 피해 예측을 위한 핵심적 자료는 시간에 따른 사람들의 공간적 분포이다. HAZUS 플랫폼에서는 하루 중 세 시각(오후 2시, 5시, 오전 3시)에서 발생되는 인명 피해를 예측하기 위하여, 미국의 시간 별 인구공간분포를 사용하고 있으나, 인구공간분포 예측모델이 실제 행태자료를 자료를 바탕으로 하고 있지 않을 뿐 아니라, 대한민국의 시간별 행태패턴과 상이하여, 시간에 따른 공간적 exposure를 정확하게 예측할 수 없다. 본 연구에서는 HAZUS 플랫폼을 활용하여, 울산광역시 56개동의 지진 인명피해 규모 예측 모델을 제시한다. 2009년 생활시간조사 자료를 활용하여 24시간의 행태 패턴을 파악하고, 파악된 자료를 바탕으로 행정동별 exposure 변화를 예측한다. 예측된 수치를 활용하여, 지진발생시각에 따른 행정동별 인명피해 규모 변화를 시뮬레이션한다. HAZUS 플랫폼을 대한민국에 적용하여 피해규모를 예측한 수편의 연구가 있으나, 정확한 인명피해 예측을 위하여 별도의 행태 패턴 자료를 활용하여 예측모델은 개선한 시도는 없었다. 본 연구를 통하여 도시공간의 시간별 exposure를 이해하고, 지진 대응을 위한 적절한 정책적 함의를 도출하고자 한다.

최근 급격한 기후변화로 인한 국지성 집중호우가 빈번하게 발생하고 있다. 지역별 방재성능 목표 이상의 집중호우가 발생할 경우 댐, 저수지 등 수리 시설의 한계성능을 초과하여 월류 또는 붕괴를 야기한다. 본 연구에서는 저수지 붕괴로 인한 홍수유출을 모의하여 저수지 붕괴로 인한 피해 범위를 예측하고자 한다. 경기도 여주군 대신면에 위치하고 있는 옥촌저수지는 2013년 7월 22일 경기도 동부 지역에 발생한 집중호우로 제방이 전면 붕괴되어 하류 농경지 및 가옥의 침수 피해가 발생하였다. 홍수유량 산정을 위하여 저수지 내부의 정밀측량을 수행하였으며, 산정된 저수량을 기준으로 홍수유출을 시뮬레이션 하였다. 시뮬레이션 결과 저수지 붕괴로 인한 침수 피해 예상 지역은 저수지 하류140,000㎡이며 최대 침수심도는 4.5m로 분석되었다. 또한 실제 붕괴 현장조사 결과와 분석 결과를 비교하여 시뮬레이션의 신뢰도를 검증하였다.

지진은 여러 종류의 자연재해 중에서 인간이 그 발생 시기를 예측할 수 없는 자연재해이며 인명과 재산에 막대한 피해를 가져올 수 있는 재해이다. 1995년 1월 일본 고베시 인근 효고현 남부지진으로 인하여 5,000여명의 사상자와 수조원의 재산피해를 가져 왔고, 최근(2011년 3월) 일본 도호쿠 지방 태평양 앞바다에 발생한 규모 9.0의 강진으로 발생한 쓰나미로 인하여 후쿠시마 원전 시설에 치명적 손상이 발생하여 수천 명의 작업 사망자를 기록하였다. 현재까지도 그 피해가 지속되고 있는 실정이다. 역사기록에 의하면 국내도 인명과 재산 피해를 초래한 중진규모 이상의 지진이 여러 차례 있었으며, 2000년 이후부터는 동남아시아 지역 주변으로 지진활동이 증가하면서 국내도 지진에 대한 안전지대가 아니라는 인식이 증대되고 있다. 최근 지진이 빈번한 국가를 중심으로 지진 시 지반피해에 대한 관심과 관련 연구가 증대대고 있는 추세이다. 국내에서도 지진 시 사면붕괴 등 지반피해 예측기술 개발 연구가 90년대 후반부터 기초연구가 시작되었다. 이런 기초연구를 토대로 본 연구에서는 지진 시 사면붕괴 및 액상화에 대한 전국단위의 위험도를 작성하고 그 자료를 데이터베이스화 하고자 한다. 최종적으로 개발 위험도를 국가 지진재해대응시스템에 탑재 및 통합관리하는 것을 연구목표로 정하고 있다. 본 연구 성과를 통해 구조물 및 산업시설의 조성 위치를 미리 조정하여 지진시 대책을 강구한다면, 산업이나 경제적 측면에서 발생할 수 있는 피해를 최소화할 수 있을 것으로 기대한다.

폐기물 가스화 공정과 같은 에너지 화학플랜트에서는 설비나 공정의 결함, 운전원의 장치조작 실수 및 위험물질의 취급 부주의로 인한 화재, 폭발 및 누출사고 등의 발생가능성이 항상 잠재하고 있다. 플랜트 설계 및 시공 기술의 발전으로 다양한 종류의 위험물질의 취급 및 화재, 폭발, 누출 등 반응성이 높은 물질과 독성물질의 사용량이 증가하고 있고 이에 따라 정밀한 화학장치와 복잡한 설비를 설치하고 운영하며 또한 고온, 고압의 조건하에서 이들을 운전하고 있다. 이러한 플랜트에서 사고가 발생하게 되면 그 피해영향은 사고발생 설비 및 인명에게만 국한되지 않고 인근지역의 건물이나 인명에 영향을 미쳐 개인 및 사회적 위험 부담이 커져 산업 및 경제에 악영향을 미칠 수 있다. 본 연구에서는 0.5 TOE(Ton of Oil Equivalent)/day급 고열량 폐기물 가스화공정에 대해 사고영향피해(Consequence Analysis)기법을 이용하여 중대 사고 발생을 가상하고 최악의 누출시나리오를 설정하여 그에 따른 피해를 예측하였다. 최악의 누출 시나리오에 의해 피해가 클 것으로 판단되는 합성가스 배관에서 누출에 의한 확산, 화재, 폭발 등의 피해 예측을 실시하고 LPG 공급 시스템에 대한 공정의 위험성을 고찰하였다.

This study provide comparative analysis for process of countries' damage prediction using seismic Risk. It is the objective to analyze advantage and disadvantage of various damage prediction, and suggest national application method.

｢화산재해 대응시스템의 피해예측 소요 DB 개발 공정 연구｣는 “화산재해 대응시스템 개발” 과제에서 구축하게 되는 “화산재해 의사 결정 지원 시스템”의 기본 DB 구축에 필요한 개발 공정을 수립하는데 그 목적이 있다. 피해예측 소요 DB는 화산폭발로 인한 피해를 예측하기 위한 필수적인 자료이기 때문에, 개발 공정에 적용되는 방법론을 수립하고 이를 검증하여 적용함으로써 체계적이고 효과적인 DB의 구축을 기대할 수 있다. 본 연구에서는 화산재해 대응시스템의 피해예측 기술에서 요구되는 DB를 대상으로 수집 경로와 운영 형태 등 기본적인 DB 특성을 분석하였다. 이렇게 분석된 내용을 반영하여 피해예측 소요 DB의 개발 공정을 다섯 단계로 구분하고 각 단계에서 수행될 업무와 제약사항을 기술하여 화산재해 대응시스템의 DB 구축에 적용 가능한 개발 공정을 제시하였다.

역사기록과 지표조사에서 관찰되는 백두산 분화의 분출물은 북쪽으로 송화강과 동쪽과 서쪽으로 압록강과 두만강 하구에서 화산물질이 발견되고 있다. 즉 유체에 의해 이동되는 화쇄류, 화산이류, 화산성홍수의 영향은 천지를 중심으로 반경 400km의 범위에 해당된다. 그러나 약 1000년 전 분화 당시와 달리 현재는 천지칼테라호의 20억 톤보다 저수량이 큰 다목적댐과 저수지가 건설되어 화산분화 시 예상되는 유체의 흐름은 직간접적으로 인공적인 구조물의 영향을 받을 것으로 판단된다. 이 연구는 지형기복을 근거로 유체의 흐름방향을 산정하였고, 백두산 일원의 댐과 인공호수의 저수용량에 따른 화쇄류, 화산이류, 화산성홍수의 피해범위를 파악하였다. 분출 초기에 급경사를 따라 이동하는 화쇄류는 산지의 경사면을 따라 이동하여 평탄지까지 영향을 미치며, 천지호의 유출에 의한 화산이류는 주요 하천까지 도달할 수 있다. 화산성홍수의 경우 역사기록과는 달리 천지호보다 저수용량이 큰 인공호수까지 영향범위가 제한될 것으로 판단된다.