지난 2016년 경주지진 이후 중규모 이상의 지진이 꾸준히 발생하고 있는 가운데 지진으로 인한 재난 대비와 국민들의 피해 최소화를 위해 국내 지질･지반 환경에 최적화된 독자적인 지진재해･위험도 평가 기술과 표준절차가 마련되고 있어 이목을 집중시키고 있다.
특히, 국내 지진환경, 건축·시설물 등에 적용할 수 있는 과학적 근거가 마련될 예정으로, 향후 관련 투입 예산 대비 최적의 내진성능 확보에 기여할 것으로 기대를 모으고 있다.
또한, 국내 지진 발생 환경에 맞는 지진방재 공학적 연구결과를 바탕으로 정책‧제도에 직접 활용 가능한 지진 분야 기술 역량 확보는 물론 도로와 철도, 항만 등 SOC 시설물의 지진 대비 안전성 강화를 통해 피해 최소화와 복구비용 절감에도 기여할 전망이다.
국내 지진 환경 건축·시설물 적용 ‘과학적 근거’ 마련 최적 내진성능 확보 기대
국내 지진환경상 인명 또는 재산 피해를 동반하는 중대규모 지진이 거의 발생하지 않고 있지만, 2016년 경주지진 이후 중규모 이상의 지진이 꾸준히 발생하고 있는 것으로 알려져 있다.
따라서 그동안 비교적 지진이 자주 발생하는 곳으로 알려진 동남권은 물론 충북, 전북, 강원, 제주 등 전국적으로 지진 재해 저감과 대비를 위해 지진 가능성을 평가하고 대비하는 체계 구축이 필요한 시점이다.
또한, 중대형 지진에 대한 보다 면밀한 평가를 기반으로 내진설계 기준 등을 포함하는 지진방재 정책을 뒷받침하고 발전시킬 수 있는 기술과 함께 제4기 단층 조사 결과를 반영하는 내진설계 기준 수립 필요성도 제기되고 있다.
한편, 경주지진과 포항지진 발생 이후 ‘한반도 단층구조선의 조사 및 평가기술 개발’ 연구사업이 중장기적으로 진행되고 있는 가운데 얼마 전 동남권 대상 1단계 사업을 통해 16개의 제4기 단층 분절이 도출된 바 있다.
이 같은 성과를 기반으로 현재 제4기 단층 정보를 반영한 지진재해평가와 함께 국가지진위험지도 갱신 및 내진설계 공통기준 반영이 필요하다는 의견이 대두되고 있다.
특히, 동남권 16개 제4기 단층분절에 대한 정밀지질･지반조사를 통한 파열시나리오 모델 수립과 함께 공학적 특성, 규모, 영향범위 등 단층 특성화에 대한 연구 필요성도 제기되고 있다.
또한, 제4기 단층 및 인접부지에 대한 지질학, 지구물리학, 지질공학, 지반공학 등 서로 다른 정보의 정량적 통합 및 추가 조사결과를 포함하는 3차원 지반정보의 DB 마련과 시설물별 맞춤형 내진설계 기술 개발, 제4기 단층을 고려한 국가지진위험지도 작성에 대한 요구도 높아지고 있다.
이에 행정안전부와 한국산업기술기획평가원의 지원 아래 한국건설기술연구원을 중심으로 '제4기 단층정보를 활용한 국가지진위험지도 및 설계기준 고도화 기술 개발' 연구가 진행되고 있다.
이 연구는 ‘제4기 단층정보를 활용한 국가지진위험지도 및 설계기준 고도화’를 목표로, 지진위험도 평가를 위한 동남권 16개 제4기 단층분절의 파열시나리오 모델 수립을 위한 지질･공학적 정보 구축 연구를 추진하고 있다.
또한, 단층조사 R&D를 통해 확인된 제4기 단층 자료를 이용, 국가지진위험지도 및 시설물별 내진설계 기준 등에 합리적으로 적용하기 위한 구체적 방안을 제시하고, 제4기 단층의 지질･공학적 정보 등 반영한 내진설계공통기준 개정(안)을 제시할 계획이다.
연구내용
연구진은 ‘동남권 16개 제4기 단층 파열시나리오를 위한 지질 및 지반공학적 정보 구축’, ‘국가지진위험지도 및 시설물·건축물별 내진설계 기준에 단층정보 적용 방안 제시’, ‘제4기 단층의 지질 및 지반공학적 정보를 반영한 내진설계공통기준 개정’ 등 세 가지 연구 분야에 집중하고 있다.
현재 제4기 단층 반영 지진평가, 국가지진위험지도 개선, 시설물별 지진위험도 반영 내진설계 방안, 글로벌 스탠다드 수준의 내진설계 공통기준을 제시하기 위한 연구를 추진하고 있다.
특히, 16개 단층분절지역 현장조사와 실내시험 결과를 활용, 공학적 정보를 확보하는 한편, 단층 분절 및 인접부지의 3차원 지진 모델링 등을 통한 지진하중 평가에 나서고 있다.
또한, 제4기 단층 및 인접부지 지질공학적 3차원 정보 구축과 함께 현장 정보 및 시험분석 자료기반의 단층 식별 방법을 정립, 단층 파열 시나리오를 제시하고, 결정론적인 방법과 확률론적인 방법을 통해 위험지도 작성 기준안을 제시할 예정이다.
이외에도 국내외 시설물별 내진설계기준을 조사·분석하고 주요 단층의 유형별 분류 체계를 정립하는 한편, 시설물별 단층 반영을 위한 방안 연구와 단층 정보를 반영한 주요시설물 설계기준과 보강방안도 제시할 계획이다.
글로벌 스탠다드에 맞춘 내진설계공통기준안도 향후 도출될 성과 중 하나다.
이 같은 연구는 오는 2029년까지 총 2단계로 나눠 진행된다.
올해부터 2027년까지 진행되는 1단계 연구는 ‘지진원으로서의 동남권 제4기 단층에 대한 지질·공학적 정보 구축’을 목표로, 국가지진위험지도와 내진설계 공통기준 사전검토 및 국내외 사례조사, 국가지진위험지도, 내진설계공통기준 등에 반영하기 위한 제4기 단층의 지질･공학적 정보 구축 연구를 진행한다.
또한, 내진 관련 설계기준에 반영할 단층 기준 및 영향범위 또는 단층 인접 부지에 대한 기준을 마련하고, 제4기 단층 특성을 반영한 국가지진위험지도 적용 사례 보고도 이뤄진다.
이후 2028년부터 2년간 진행되는 2단계 연구에서는 ‘제4기 단층의 국가지진위험지도 적용기법 개발과 내진설계 기준 수립’을 목표로, 국가지진위험지도와 내진설계공통기준 등에 반영하기 위한 제4기 단층의 지질･공학적 정보 구축 연구를 수행한다.
또한, 제4기 단층을 적용한 선형(단층) 지진원 모델 평가기술 개발과 함께 단층정보의 국가지진위험지도 지진원 적용기준 및 표준절차서와 단층정보를 반영한 국가지진위험지도 작성(안)을 제시할 예정이다.
제4기 단층 정보를 반영한 국가 주요 시설물 내진설계 기준 구체화 및 글로벌 스탠다드 기반 내진설계 공통기준 개정(안) 마련, 제4기 단층 특성 반영 국가지진위험지도 적용 사례 보고를 위한 연구도 병행한다.
한편, 이번 연구 주관연구개발기관인 한국건설기술연구원에서는 국내외 지진위험지도 작성기준 단층정보 적용 사례 조사를 비롯해 시설물 중요도 등을 고려한 제4기 단층 정의 및 시설물 설계에 고려해야 할 제4기 단층 영향범위 규정에 나선다.
또한, 동남권 16개 단층 파열시나리오 모델 정립 함께 부처별 활성단층 기준과 단층 R&D의 제4기 단층 기준의 시기적 범위 차이 해소를 위한 국내 지질 현황에 맞춘 현실적인 기준 제시를 위한 연구를 추진한다.
지진위험도 평가에 필수적인 단층 및 인근 부지의 지질･공학적 특성 정보 고도화를 통한 내진설계로 연계할 수 있는 단층 식별, 제4기 단층 특성을 반영한 국가지진위험지도 적용 사례 보고 등의 연구도 병행하고 있다.
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국가지진위험지도 제작 ‘목표’ 문헌조사 자료 검토 집중
한국건설기술연구원 백용 선임연구위원은 “2000년대 들어서면서 국내에서 큰 지진들이 많이 발생하고 있다”며, “정량적 수치 측면에서도 과거 기록 대비 규모면에서도 상당히 증가하고 있다”고 밝혔다.
이어 “실제로 지난 2016년 경주지진과 2017년 포항지진이 대표적인 사례로 꼽히고 있으며, 내륙에서도 규모 4.0 이상의 지진이 발생한 바 있다”고 말했다.
이에 지난 2017년부터 국내 단층에 대한 현황 파악을 위한 연구가 이뤄지고 있는 가운데 이번 연구는 지난 5년 동안 지질 전문가들이 국내 단층에 대한 조사를 면밀히 수행하고, 도출한 연구결과를 구조물과 시설물 설계에 추가적으로 반영할 수 있는 토대 마련을 목표로 진행되고 있다.
백 박사는 “현재 제4기 단층을 고려한 국가지진위험지도 제작을 최우선 목표로 세우고 그동안 수행됐던 연구와 기존 글로벌 스텐다드 기준 제작을 위한 문헌조사 및 자료 검토에 집중하고 있다”고 설명했다.
지질 전문가 5년 간 국내 단층 조사 면밀히 수행 ‘연구결과’ 반영
연구진은 공개된 제4기 단층의 지질공학적 정보를 토대로, 내진 관련 설계기준에 반영할 단층 기준과 영향범위 또는 단층 인접 부지에 대한 기준 마련 연구와 함께 현재 적용되고 있는 지진원에 대한 모델 평가를 위해 선형지진원에 대한 검토에도 나설 계획이다.
이어 “연구 결과를 토대로 향후 단층정보의 국가지진위험지도 지진원 적용기준과 표준절차서를 제공하는 한편, 최종적으로 제4기 단층 정보를 반영한 국가 주요 시설물 내진설계 기준 구체화와 국제 기준에 부합하는 내진설계 공통기준 개정을 추진할 예정”이라고 밝혔다.
끝으로 백 박사는 “연구를 통해 도출될 결과물을 토대로 국가 지진방재 정책과 제도 수립 시 제4기 단층을 고려하기 위한 과학적 근거를 마련할 것”이라며, “또한, 구조물 및 시설물 설계 시 제4기 단층을 반영하기 위한 기술과 절차를 수립해 향후 국내 전역의 국가지진위험지도(안)과 공통내진설계기준(안) 적용이 가능토록 할 것”이라고 말했다.
이어 “특히, 글로벌 스탠다드를 리드하는 시설물·건축물 설계기준을 확립해 안전성과 국제적 경쟁력 동시에 확보하는 한편, 성과물의 실질적 산업현장 활용을 위한 엔지니어링 사업화 모델 구축도 추진할 계획”이라고 덧붙였다.
