초록
최근 지진재해의 규모가 점차 증대됨에 따라 세계적으로 개별 시설물에 대한 내진성능평가와 관련한 연구가 다수 진행되고 있다. 상수도 시스템은 타 기반 시설에 비해 설치범위가 광범위하고 그 구성요소가 다양해 고려할 것이 많아 지진에 대한 안정성을 정확하고 효과적으로 확보하기 힘든 실정이다. 따라서 지진을 대비한 상수도 시스템의 내진성능 평가 방안을 연구하고 개발할 필요가 있다. 지진에 의한 상수도 시스템의 내진성능을 평가하기 위해 지반운동예측식(Ground Motion Prediction Equation, GMPE)이 활용된다. GMPE는 지진 규모 등과 같은 독립변수 와 PGV (Peak Ground Velocity), PGA (Peak Ground Acceleration)와 같은 지반운동 등을 고려하여 산정하게 된다. 우리나라에서 발생된 높은 강도의 지진 데이터는 현재까지 많이 축적되지 않아 특정 지진에 국한된 데이터를 활용하여 GMPE를 결정하는 등의 연구가 진행되었다. 본 연구에서는 우리나라에서 계측된 지진 데이터를 활용하여 국내 지진 모의에 적합한 GMPE를 선정하고자 하였으며, 이를 위해 기존 국내 지진을 기반으로 산정된 GMPE식을 분석하고 그 결과를 제시하였다. 본 연구를 통해 결정된 적정 GMPE는 상수도관망의 수리학적 내진성능 평가에 직접적으로 활용 가능하다. 즉, 파손확률 모형과의 연계를 통한 지진시 관로 파손률의 정량화가 가능하며, 파손 및 누수에 의한 단수지역 파악 등과 같은 피해범위 산정시 보다 객관적이며 합리적인 결과 도출이 가능하다. 최종적으로 이와 같은 내진 성능 정량화 결과는 지진재해가 발생하였을 경우 그 피해를 최소화할 수 있는 최적 복구방안 마련과 선제적 관망 내진설계의 기준 자료로 활용될 수 있다.
The water supply system has a wider installation range and various components of it than other infrastructure, making it difficult to secure stability against earthquakes. Therefore, it is necessary to develop methods for evaluating the seismic performance of water supply systems. Ground Motion Prediction Equation (GMPE) is used to evaluate the seismic performance (e.g, failure probability) for water supply facilities such as pump, water tank, and pipes. GMPE is calculated considering the independent variables such as the magnitude of the earthquake and the ground motion such as PGV (Peak Ground Velocity) and PGA (Peak Ground Acceleration). Since the large magnitude earthquake data has not accumulated much to date in Korea, this study tried to select a suitable GMPE for the domestic earthquake simulation by using the earthquake data measured in Korea. To this end, GMPE formula is calculated based on the existing domestic earthquake and presented the results. In the future, it is expected that the evaluation will be more appropriate if the determined GMPE is used when evaluating the seismic performance of domestic waterworks. Appropriate GMPE can be directly used to evaluate hydraulic seismic performance of water supply networks. In other words, it is possible to quantify the damage rate of a pipeline during an earthquake through linkage with the pipe failure probability model, and it is possible to derive more reasonable results when estimating the water outage or low-pressure area due to pipe damages. Finally, the quantifying result of the seismic performance can be used as a design criteria for preparing an optimal restoration plan and proactive seismic design of pipe networks to minimize the damage in the event of an earthquake.
