본 연구에서는 노지작물과 시설작물에 대하여 화산재 퇴적으로 인한 취약도를 개발하고, 화산재 확산 시나리오를 기초로 농작물의 생산량 손실을 평가하였다. 노지작물에 대한 화산재 취약도는 2006년 인도네시아 머라피(Merapi) 화산분화 시 관측된 농작물의 피해영향 자료에 기초하여 평가되었으며, 시설작물에 대한 화산재 취약도는 신뢰도 지수 기반의 FOSM(first-order second-moment) 기법을 이용하여 농림축산식품부에서 제공한 내재해형 비닐하우스에 대하여 평가되었다. 또한, 화산재 확산 및 퇴적두께를 예측할 수 있는 FALL3D 모델과 WRF(weather research and forecasting) 모델을 연계하여 화산재 확산 시나리오를 모의하였다. 본 연구에서는 이들 화산재 취약도와 화산재 퇴적두께 모의 결과를 기초로 하여 충청남도 지역에서 재배되는 수박과 딸기에 대한 화산재 퇴적에 따른 생산량 손실을 추정하였다. 본 연구에서 개발한 화산재 취약도 및 손실 평가 알고리즘은 추후 한반도 주변 화산분화 시 피해예측 및 경감을 위하여 사용될 수 있을 것으로 판단된다.

본 연구에서는 농업시설물 중 내재해형 비닐하우스와 축사에 대한 화산재 취약도를 평가하였다. 이들 농업시설물에 대한 화산재 취약도를 평가하기 위해 화산재 하중의 확률밀도함수와 대상 시설물 저항성능의 확률밀도함수를 비교하는 해석적 접근법 기반의 FOSM(first-order second-moment) 방법이 이용되었다. 화산재 취약도 평가를 위하여 폭과 높이 그리고 단면 및 재료적 특성이 상이한 6종의 내재해형 비닐하우스와 표준형, 해안형, 산간형으로 구분된 3종의 축사가 사용되었다. 또한 FOSM 방법으로 평가된 내재해형 비닐하우스와 축사의 취약도는 GEV(generalized extreme value) 분포함수의 모수 형태로 최적화된 후 데이터베이스화되었다. 본 연구에서 평가한 화산재 취약도는 백두산 화산분화에 따른 화산재 퇴적에 대한 농업시설물의 위험도 평가를 위하여 활용될 수 있다.

본 연구에서는 전력·통신 시설에 대한 화산재 취약도를 평가하였다. 해당 사회기반시설에 대한 한계상태는 전력시설의 섬락과 통신장애의 발생으로 설정하였다. 화산재 취약도를 평가하기 위하여 임의의 화산재 퇴적두께와 전력·통신 시설물 저항 성능의 통계치로부터 한계상태를 산정할 수 있는 몬테카를로 모사(Monte Carlo Simulation)모형이 개발되었다. 본 방법론을 적용하여 전력시설 3종과 통신시설 2종의 화산재 취약도가 평가되었으며, 평가된 화산재 취약도는 대수정규누적분포함수(Lognormal Cumulative Distribution Function)의 모수 형태로 데이터베이스화되었다. 본 연구에서 평가된 전력·통신 시설의 화산재 취약도는 향후 백두산 분화로 발생할 수 있는 화산재 퇴적피해를 대비한 국내 사회기반시설의 위험도 평가 시 활용될 계획이다.

화산재의 낙진에 의한 농업산업의 피해를 평가하기 위해서는 화산재에 대한 시설물 및 원예작물의 취약도 필수적으로 요구된다. 본 연구에서는 화산재 낙진에 대해 원예특작시설물의 구조적 취약도와 원예작물의 생산성 취약도를 평가하였다.<br> 원예특작시설물에 대한 화산재 취약도는 FOSM(First Order Second Moment) 방법을 기초로 한 해석적 접근방법을 이용하여 평가되었다. 이 FOSM 방법은 화산재 하중의 확률분포와 구초실험 및 분석을 통해 얻은 시설물의 저장성능 확률분포를 비교하여 취약도가 평가되었다. 원예작물에 대해서는 전문가의 판단과 경험적 접근방법이 조합된 혼합적 접근방법을 이용하여 화산재 취약도가 평가되었다. 또한 본 연구에서는 평가한 모든 취약도를 GEV(Generalized Extreme Value) 분포의 변수들을 이용하여 최적화하였다.본 연구에서 평가하고 구축한 화산재에 대한 원예특작시설물과 원예작물의 취약도는 향후 발생할 수 있는 백두산 화산분화 시나리오에 대한 농업산업의 피해예측을 위해서 사용될 것이다.