이 논문에서는 해안구조물에 대한 실질적이고 효율적인 구조신뢰성평가 기법을 제시하였다. 제안기법은 파랑, 조류 등의 하중관련 변수 그리고 콘크리트의 탄성계수와 압축강도, 지반정수 및 경계조건 등과 같은 저항관련 설계변수의 불확실성을 명확히 고려한 복잡한 해안 구조물의 신뢰성을 평가할 수 있다. 라틴 하이퍼큐브 샘플링(LHS), 몬테카를로 시뮬레이션(MCS) 및 유한요소법을 합리적으로 결합한 제안기 법에서 LHS기반 MCS는 신뢰성평가에 필요한 샘플링 수를 대폭 줄여주므로 계산노력이 획기적으로 감소된다. 검증예제를 통하여 제안기법 이 상대적인 정확도를 보장하며 계산상의 효율성이 우수한 것으로 확인되었다. 또한 실제의 케이슨형식 방파제 구조물을 대상으로 한 수치예 제를 통하여 그 적용성과 효율성을 입증하였다. 특히 유한요소법 또는 유한차분법과 같은 알고리즘 형태의 암시적 한계상태함수를 갖는 경우 와 비선형해석, 복합재료, 다양한 기하형상 등을 복잡한 구조거동을 고려해야 하는 실제적인 구조물의 신뢰성평가에 적합한 것으로 판단된다.

고속도로교량을 위한 위험도기반점검주기를 제안하였다. 고속도로 교량유지관리시스템에서 얻은 상태데이터를 분석하여 교량상태 열화 에 영향을 주는 위해성인자를 찾았다. 그러한 인자와 상태열화사이의 특정한 상관성을 찾았다. 이들을 이용하여 위해성점수를 평가하는데 이용하였다. 여러 가지 위해성 인자들을 종합하여 최종 위해성을 높음, 보통, 낮음의 세 단계로 구분하였다. 취약성은 교량의 현재상태로 평가하였다. 위험도행렬을 점검주기를 위해 제안하였다. C, D, E등급 교량의 점검주기는 현행대로 유지하였다. 그러나, 보통과 높음으로 위 해성이 평가된 A 및 B 등급교량은 점검주기를 최대 6년까지 연장하였고 최소주기는 현행과 같이 3년으로 하였다. 위험도 평가에 따라 점 검주기를 보정하므로써 평균 점검인력을 27% 절약할 수 있었다.

This paper aims at optimizing fire risk assessment for highway bridges using different classification schemes. Based on results, highway bridges are categorized into three groups according to fire risk levels and compared to actual cases of fire incidents. From comparisons, it is required to determine the proper classification scheme according to type of risk and data.

A seismic performance assessment based on risk assessment is proposed considering risk factors and scenario, and thus the technique provides more practical and reasonable seismic performance assessment and reinforcement for the existing buildings more than ever before.

This paper prrsents results of Probabilistic Seismic Risk Assessment(PSRA) of an Saemangeum Dike considering uncertainties of earthquake occurrences. First the seismic vulnerability of a structure and the seismic hazard of the site are evalusted using earthquake sets and seismic risk map, and then seismic risk of the structure is assessed.

The collapse probability of a structure designed according to the current domestic seismic design code, KBC 2009 is evaluated by the risk integral which simultaneously considers the seismic hazard curves and the probabilistic distribution of a structural collapse capacity. The evaluation shows that the prototype frames considering in this paper present different collapse probabilities in 50 years according to the heights and locations, although they are designed according to the same design requirements for steel intermediate moment resisting frames prescribed in KBC 2009.

Probabilistic risk of an offshore wind turbine tower-monopile foundation structure is investigated using in this paper. It can consider both soil-structure-fluid coupled effect in the system and a large amount of variability in both ocean environmental load and soil resistance.

지구온난화로 인한 이상기후현상은 기온 상승과 함께 태풍, 강풍, 폭우 및 폭설 등의 극한기후현 상을 유발하며, 이로 인해 시설물의 안전이 위협받고 있다. 그 결과, 매년 전국적으로 자연재해에 대한 피해가 발생하고 있으며, 피해지역의 응급 복구를 위해 많은 예산이 투입되고 있는 것이 현실이다. 본 연구에서는 시범지역을 선정하여 바람재해에 따른 시설물의 위험도를 산정하는 풍해위험도 평가시스템의 개발을 통해 향후 전국화를 위한 기반을 마련하였다. 풍해위험도 평가시스템은 재현기간별 풍속 혹은 태풍 바람장에 따라 대상 시설물의 개별 피해확률을 추정하고, 이를 바탕으로 풍해위험도가 산출되는 기능을 제공한다. 이를 통해 사용자는 시설물, 단위지역별 분석결과를 확인할 수 있다. 또한 시스템에서 제공하는 강풍위험요인 외에도 사용자가 입력한 데이터를 바탕으로 분석할 수 있는 기능도 제공한다. 본 시스템은 전라남도 여수시와 강원도 강릉시를 시범지역으로 선정하여 DB를 구축하고, 풍해위험 도를 평가하기 위한 알고리즘과 각종 분석 기능을 웹 환경으로 개발하였다. 이를 통해 연구 성과를 실제 시스템으로 구축 및 검증하였으며, 활용성에 대한 검토도 실시할 수 있었다. 이러한 연구 성과는 향후 풍해위험도 평가시스템의 신뢰도 향상과 함께 전국으로 확장될 시스템의 구축에 활용될 수 있을 것이다.

풍해의 위험도 분석을 수행하기 위해서는 강풍위험요인, 풍해위험지표, 시설물과 같이 풍해 위험도 분석에 필요한 자료에 대해 데이터베이스를 구축할 필요가 있다. 구축되는 데이터베이스의 품질은 풍해 위험도 분석 결과의 정확성 및 신뢰도와 직결되기 때문에 정확한 데이터를 확보하고 체계적인 과정으로 데이터베이스를 구축하여 데이터베이스의 품질을 높일 필요가 있다. 특히 시설물 데이터베이스는 타 데이터베이스와 다르게 1차적으로 기본자료를 확보한 후 현장조사를 통해 데이터베이스를 통해 구축해야 하므로 조사항목 및 기준설정이 필요하다. 따라서 본 연구에서는 각 시설물별로 풍해 위험도 평가시 활용되는 구성항목을 결정하고 건축물 대장 및 농업시설자료를 통해 전라남도 여수시와 강원도 강릉시를 대상으로 산업용시설물, 아파트, 상업용시설물, 연립주택, 다세대주택, 비닐하우스, 축사에 대한 자료를 확보하고 조사대상 시설물을 결정하였으며, 현장조사를 통해 데이터베이스를 구축하였다.

최근 들어 기후변화로 인한 수자원 분야의 잠재적 영향 예측 및 평가를 위한 연구를 활발히 수행하고는 있으나, 수문기상학적인 자연현상을 정확히 예측하기란 사실상 어려운 일이며, 불확실성이 매우 크다는 문제점과 지역규모 유역의 기후변화 영향에 대한 종합적 평가기준이 아직까지 모호하다는 어려움을 안고 있다. 최근에 실시된 4대강 정비 사업은 변화된 하천 조건과 기후변화에 따른 유역의 수자원 예측의 불확실성과 기후변화 영향 평가와 대응책 마련의 어려움을 더욱 가중시키는 인자로 작용할 수 있다. 그러나 아직까지 일반화된 지역규모 유역에 대한 수문학적 통합위험지수에 대한 연구는 기초단계에 있으며, 지역적 규모의 기후변화 영향분석 및 취약성 평가를 위한 개념적 인자분류 체계 구축을 통한 표준화 연구의 수행이 필요하다. 본 연구에서는 4대강 하천정비 사업 이후 행정구역단위 중소규모 유역에 대하여 통합지역위험지수 산정을 통한 개념적 인자분류체계를 구축하여 기후변화와 수자원 영향 평가를 실시하였다. 본 연구는 기후변화로 인한 수문학적 위험성을 표준화하고 정량화된 값으로 제시할 수 있다는 점에서 장점이 있으며, 최근 4대강 사업으로 인하여 변화된 하천유역에 대하여 지역적 규모의 수문학적 위험도 변화를 효율적으로 평가하고, 체계적인 수자원 관리계획과 기후변화 적응을 위한 지역의 통합위험성 평가를 위한 기초자료로 활용될 수 있을 것으로 기대된다.

소규모 대댐과 저수지 시설물은 일상점검, 정기점검 등을 실시하도록 규정하고 있으나 시설물이 안정성을 파악하기 위한 점검 항목, 항목별 평가 방법이 정립되어 있지 못한 상태이다. 또한 관리 전문 인력의 부족, 점검 시 제도적 평가 기준의 미비 등으로 체계적인 유지관리가 이루어지지 못한 실정으로 규모가 큰 댐에 비해 저수지의 파괴 가능성이 높다고 할 수 있다. 실제 소규모 댐과 저수지는 규모가 큰 댐과 정밀안전진단 세부지침이 상이하여 기존의 평가기준을 적용하기엔 무리가 있으며, 소규모 댐과 저수지에 최적화된 안정성 평가 기법의 개발이 요구되고 있는 실정이다. 이에 본 연구에서는 국내외 저수지 위험도 해석방안 조사 및 평가, 소규모 저수지 위험도 평가 및 DB 구축방안 수립, 수리수문학적/지반공학적/구조적 위험도 평가방안 마련, 저수지 붕괴로 인한 피해액 산정방법 검토에 대한 연구 방안을 수립하고자 한다. 최종적으로 저수지 위험도 평가 방안이 종합적으로 검토된 위험도 기반 저수지의 안전성 평가방안 수립하고 이를 활용한 저수지 재개발 우선순위 결정 모델을 개발하고자 한다.

사회간접시설의 위험도 증가는 대규모 인적/물적 피해로 귀결될 수 있으며 특히 방조제와 같은 해안구조물의 경우 기후변화로 인한 태풍강도 증가 및 해수면 상승으로 인해 과거보다 다양한 위험도에 노출되고 있다. 그러나 국내외적으로 이러한 외부 환경변화 요인을 포함하여 구조물의 지반공학적, 해안수리학적 위험요인을 종합적으로 고려하여, 정량적으로 위험도를 평가하는 연구는 매우 미진한 실정이다. 우리나라의 경우 방조제 안정성 평가방법은 설계기준에 근거하여 현재의 상태를 평가하는 수준으로 미래에 발생 가능한 위험도에 대한 인지 및 대처에는 상대적으로 불리한 면이 존재한다. 최근 미국 및 유럽을 중심으로 기후변동성의 증가로 인한 방조제 안정성 확보가 주요 이슈로 부각되고 있으며 위험도 해석기반의 확률론적 평가방법과 대응기술에 관심이 모아지고 있다. 이러한 점에서 본 연구에서는 새만금 방조제에 대한 위험도 평가를 수행하기에 앞서 위험도 평가를 위한 체계 확립과 더불어 다양한 위험도 평가 시나리오를 개발하고자 한다. 이를 위해서 국내외 방조제의 주요 위험요소 및 파괴모드별 위험도 평가방안을 종합적으로 검토하였으며, 위험도 해석 결과의 신뢰성을 개선하기 위해서 Network Theory 기반의 새만금 방조제 위험도 평가 모형의 적용 가능성을 평가하였다.

지진에 대한 재해 위험도를 평가할 때 재해에 대한 위험을 정량적으로 정의하고 대상 시스템이 재해에 어떻게 노출되어 있는지, 얼마나 취약하고, 재해에 대응할 수 있는 능력을 평가한다. 단순한 구조물의 피해가 아니라 대상 시스템이 재해에 대한 사회·경제적 영향을 고려할 수 있어야 한다. 본 연구는 서울을 대상 지역으로 사회·경제적 영향을 고려한 지진 재해 위험도를 산출하였다. 지진에 의한 시스템의 피해규모를 평가하기 위해서는 인명피해, 경제적 피해, 사회적 피해 등 다양한 형태로 나타나는 지진 재해의 영향을 정량화 할 수 있는 지표가 필요하다. 또한, 지진 재해 위험도를 평가하기 위해 기존의 간단한 위험요소의 특징을 이용한 방법보다 다양한 대내·외적 상황을 고려하였다. 지진 재해 위험도 평가를 위해서 구성체계를 4가지 주요소로 구성하였으며, 이는 위험요소, 노출요소, 취약요소, 대응 및 복구요소로 정의하였다. 4개의 주요소는 각각의 요소로 나누어 세분화하였고, 최종적으로 이를 정량화할 수 있는 세부 지표로 나타내었다. 각 지표는 Rossi and Gilmartin(1980)이 제안한 기준에 의해 맞도록 선정되었다. 주요소와 요소를 대표하는 지표들에 대한 가중치는 주관적인 방법과 객관적인 방법을 통합하여 산정하였고, 수학적 방법을 통해 최종 지진 재해 위험도를 도출하였다. 도출된 지진 재해 위험도를 통해 주요소 및 지표가 위험도에 미치는 영향을 평가하였다.

본 연구는 현재 소방방재청에서 운영하고 있는 지진재해대응시스템에 지반 물성을 고려한 지반재해위험도를 탑재하기 위한 방법론 및 활용방안에 대한 연구이다. 지진재해대응시스템은 기상청에서 수신된 지진정보로 진도분포도를 작성 후 이를 바탕으로 각 행정동 단위의 건축물, 인명, 파이프라인, 구조물의 피해추정을 산출한다. 하지만 이들 피해추정은 지반의 토층 두께만을 고려한 지반증폭률로 산출된 지반최대가속도로 추정된 값으로 지진에 의한 지반의 물성 변화에 따른 피해추정까지 고려된다면 보다 높은 신뢰성을 갖출 수 있다. 지반의 물성은 시추자료를 토대로 입도분포, 표준관입시험(SPT-N치)등의 정보를 수집하여 이를 바탕으로 지반의 물성 변화 즉, 지반 액상화 평가를 하여 지반재해위험도 지도를 작성한다. 지반재해위험도 지도는 지진시나리오별로 시추자료의 좌표점을 기준으로 액상화가능성지수(LPI, Liquefaction Potential Index)로 나타난다. 하지만 시추자료는 대부분 도심지 및 도로, 터널 등 토목공사를 위한 기초자료를 수집하기 위한 시추자료들로 그 외 산간지역이나 농업지역등은 시추자료가 존재하지 않아 시범지역을 모두 커버할 수 없다. 그렇기 때문에 자료가 없는 부분은 보간기법을 적용하여 수치적 해석방법을 수행해야 한다. 수치적 해석을 통해 작성된 지반재해위험도 지도를 현재의 지진재해대응시스템에 탑재함으로써 지진발생시 지반의 물성 변화에 따른 2차 피해 추정의 기초자료로 활용 할 수 있다.

최근 경제성장과 더불어 주 5일제 근무, 9시 등교의 시행 등의 시행으로 여가시간 활용을 위한 다양한 프로그램이 개발되고 시행되고 있다. 산과 바다 등으로 여행을 떠나는 사람들은 매년 증가하고 있다. 특히 산지의 경우 국립공원을 중심으로 탐방객들의 수가 증가하고 있으나 탐방로 위험성과 안전에 대한 생각은 아직 미흡한 실정이다. 따라서 본 연구에서는 국립공원 설악산 탐방로를 중심으로 탐방로 구간의 재해발생 이력조사 및 분석, 탐방로 주요구간 현장조사 등을 통해 탐방로 구간에 대한 잠재적 위험성을 파악하였다. 또한 SINMAP을 이용한 위험성 분석을 실시하여 탐방로 위험성 평가를 수행하였다. 그 결과 일부 탐방로 구간에서 위험성이 높게 나타나 위험 탐방로 관리방안에 관해 제안하였다.

도시지역은 인구가 밀집되어 있고 각종 사회기반시설이 복잡하게 얽혀 있기 때문에 지진발생시 1차 피해는 물론, 교통 두절, 가스공급중단, 전력단절 등에 의한 2차 피해도 막대하게 발생한다. 이와 같이 도시지역의 라이프라인이 지진에 대해 얼마나 저항하여 성능을 발휘할 수 있는지를 예측하는 기술이 중요하다. 이와 더불어 라이프라인의 지진피해가 도시지역의 사회 및 경제에 미치는 영향을 평가하는 것도 방재정책을 결정하는데 중요한 요소가 된다. 본 연구에서는 국내 도시지역의 라이프라인 중 매설가스관, 공동구, 송전철탑의 지진취약도 함수를 개발하였다. 또한 서울지역을 대상으로 사회 및 경제적 영향을 고려한 지진재해 위험도를 산출하였다. 국내에서 사용되고 있는 매설가스관, 공동구, 송전철탑을 조사하여 각각 대표적인 시설물의 규격을 결정하여 해석적인 방법으로 지진취약도 함수를 도출하였다. 이를 위해서 다양한 지반가속도 기록과 인공지진파를 사용하였으며 여러 단계의 지진규모를 가정하여 시간이력해석을 수행하였다. 각각의 라이프라인 별로 도출한 지진취약도 함수는 현재 국가안전처에서 사용 중인 지진대응시스템에 탑재하여 지역별 지진피해 예측에 사용될 수 있다. 한편, 서울지역의 지진재해위험도를 평가하기 위해 위험요소, 노출요소, 치약요소, 대응 및 복구요소의 4가지 요소를 각각 도출하고 정량화하여 종합적인 지진재해 위험도를 산출하였다. 도출된 지진재해 위험도를 통해 주요소 및 지표가 위험도에 미치는 영향을 평가하였다.

제방, 댐, 교량, 도로 등 주요 시설물은 일상적인 사회·산업적 활동을 지원하기 위한 수단으로서 뿐만 아니라, 재난발생 시 인적·물적 자산을 보호해 준다는 점에서 매우 중요한 의미를 가진다. 그러나 시설물의 중요성에도 불구하고 이들을 적극적으로 활용하고 있는 재난관리시스템이 아직 개발되어 있지 않으며, 정작 재난이 발생할 때는 시설물 보호 및 활용을 배제한 대응이 이루어져 2차·3차적인 피해를 발생시키고 있다. 더욱이, 2014년 한국에서 발생한 세월호 유람선 침몰사건에서 제기된 여러 가지 이슈들, 예를 들어, 재난 발생 시 적절한 대응방안 제시 및 이와 관련된 즉각적인(Golden time) 의사결정, 신속한 현장 파악 및 보고, 구조·복구를 위한 자원(Resources) 관리 및 동원, 통합적 콘트롤 기능 등의 이슈들이 SOC시설물 재난관리 상황에서도 제기될 수 있는 바, 이를 적절히 해결하기 위한 방안이 필요하다. 따라서 본 논문에서는 홍수 등 재난 영향흐름(Impact Flow)에 기반을 둔 SOC시설물 위험도 평가체계를 제안하여 상기 이슈들에 대한 해결방안을 논의하고자 한다. 이를 위해 Hazus-MH, DIMSuS 등 최근 주요선진국들의 관련 기술 및 연구에 대한 포괄적인 문헌분석을 실시하였으며, System Dynamics 시뮬레이션 모델 구축을 통해 알고리즘 검증 및 TB 적용성을 검토하였다. 본 연구를 통해 제공될 SOC시설물에 대한 통합적 위험도 관리 기능은 SOC시설물의 안전 및 재해예방 관련 정책결정자와 관리자들에게 합리적인 의사결정수단을 제공하고 궁극적으로 대상 SOC시설물의 안전도를 향상시키는데 기여할 수 있을 것으로 판단된다.

최근 기후변화 및 극한강우사상의 증가로 인해 토사재해로 인한 피해는 증가하는 추세이며 도심지 기후변화 취약성평가에 있어 토사재해 위험도는 중요한 요인으로 평가받고 있다. 도심지에서의 재해 취약성은 행정구역별로 취약성 평가가 이루어지고 있으며, 토사재해에 대한 평가는 과거 발생했던 지역을 면적개념으로 설정하여 평가하는 수준으로 토사재해 종류 및 단계별, 관리기준별, 목적별 상이한 기준 및 적용 방법으로 정밀평가에 한계가 있다. 본 연구는 서초구 일원의 산사태 발생위험지역을 분석하고, 토사재해 위험범위를 FLO-2D모형을 이용하여 정량적으로 분석하였으며, 토사재해 영향을 받는 건물단위까지 평가가 가능한 정밀위험도 평가방안을 제시하였다.

본 연구는 강우, 지반 진동을 고려한 토사재해 발생위치 예측 모델 개발을 위한 기초 연구로 기존에 토사재해 위험도 예측에 사용되어진 결정론적 기법 모델(SINMAP, SHALSTAB, TRIGRS)을 실제 토사재해가 발생했던 현장에 적용하여 분석 과정 및 결과를 비교하여 각 모델별 특징을 분석하였다. 이를 위하여 검토지역을 경상남도 밀양시 상동면 신곡리 일대, 강원도 춘천시 신북읍 천전리 일대, 경기도 여주시 북내면 상교리 일대, 서울특별시 서초구 서초동 우면산 일대로 총 4곳을 선정하였으며, 토사재해 위험도 분석 결과, 각 모델 별로 정확도의 차이가 나타나는 것으로 분석되었다.

본 연구에서는 풍해 위험도 평가 IT 기반 시스템을 이용하여 풍수해저감종합계획에서 바람재해 위험요인 평가의 적용 방안에 대해 검토하였다. 바람재해 위험요인 평가의 경우 지역적 특성을 반영한 바람의 영향에 대해 정량적으로 평가하는 기술이 필요하다. 미국재난관리청(FEMA)에서는 HAZUS-MH를 개발하여, 재해 발생에 따른 피해액 산출 및 피해 예측을 통해 재해피해 경감 정책 개발, 사전대비 계획, 구호 및 복구 계획 수립의 근거를 위한 의사결정지원도구로 활용하고 있고, 대만의 경우 HAZUS-MH를 자국의 상황에 맞게 수정하여 사용하고 있다. 그러나 국외시스템 도입 시 국내 실정에 맞게 수정하기 위해서는 상당한 추가 개발 비용이 들어 도입하기에 어려움이 있다. 매년 반복적인 피해가 발생하고 있으나 과학적인 방법에 의한 위험도 산정 시스템의 부재로 인해 과학적인 재난대처의 한계가 있으며, 자연재해에 대한 선제적 대응 및 방재정책의 효율적인 확립을 위해 국내 실정에 맞는 위험도 평가 시스템 개발이 요구되고 있으며, 풍해 위험도 평가 IIT 기반 시스템은 강풍위험요인 평가 모형, 강풍 취약도 평가 모형, 풍해 위험도 평가 모형, 풍해 위험지표 평가 모형을 기반으로 공간정보 및 시설물 DB를 활용하여 도시 풍해 위험에 대해 정량적으로 평가하고, 피해 규모에 대한 예측 및 분석을 통해 과학적인 내풍저감대책 수립의 기틀을 마련하고 풍수해저감종합계획 수립의 의사결정지원 도구로서 활용될 수 있을 것으로 예상된다. 다만, 현재단계는 시범도시인 여수시 및 강릉시에 대하여 구축되어 있는 실정으로 전국으로의 확대가 필요하다.