• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2021년도 학술발표회
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• pp.408-408
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• 2021

지진에 의한 변동과 전조 현상을 규명하기 위한 다양한 연구들이 진행되었으며, 기존 연구들에서는 지진 발생의 주요 원인은 주로 단층 운동에 의한 지각 반응을 중심으로 분석하고 그 결과들을 제시하였다. 지하층에서 지진이 발생하나 발생의 원인은 지각뿐만 아니라 수환경과 연계된 인자들까지 존재하여 매우 다양하다. 즉, 지각, 토양, 토질 등 지하의 변동과 연관성이 매우 높고 수 많은 수환경자료들(지하수위, 라돈, ph, 기타 수질 요소)을 통해서 지각운동에 따른 변화와 지진발생 가능성에 대한 상관관계를 규명할 수 있는 가능성이 매우 높다. 기존 지진이 나타나는 주요 원인은 주로 활성 단층 운동에 의한 지각 반응의 영향으로 지진 발생 이전에 지각의 팽창과 변형에 의해 지하수, 지하수 수질요소(라돈, 전기전도도, 수온 등)의 지화학적 변동이 일어날 수 있는 가능성이 존재하며, 이러한 수환경 빅데이터는 지진 발생 가능성 증대와 재현기간 및 규모 증대 등 상관성이 매우 큰 것으로 분석된다. 본 연구에서는 국내발생하는 지진에 대한 경향성 분석을 통하여 내륙에서 발생하는 지진과 바다에서 발생하는 지진의 경향성 및 연관성을 분석하고자 한다. 또한 지진 발생 지역에 대하여 수환경 빅데이터(지하수위, 라돈, 수온, 전기전도도, 강수량 등)와 지진발생과의 상관관계를 분석하여 주요 원인을 제시하고자 한다.

• 한국전산구조공학회논문집
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• 제34권5호
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• pp.319-325
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• 2021

후쿠시마 원전사고 발생으로 다수기의 지진안전성에 관한 연구의 필요성이 부각되었다. 한 부지에 건설된 원자력발전소의 경우 유사한 지진응답을 보이기 때문에 적게나마 원자력발전소 SSCs간의 지진손상에 대하여 상관성이 존재하므로 합리적 지진안전성 평가를 위하여 지진손상 상관성을 고려하여야 한다. 본 연구에서는 쌍둥이 호기의 필수전원상실사건에 대하여 확률론적 지진안전성 평가를 수행하였다. 적절한 지진손상 상관계수를 도출하기 위하여 확률론적 지진응답해석을 수행하여 적용하였다. External Event Mensuration System 프로그램을 활용하여 다수기의 필수전원상실사건의 고장수목을 구성하여 지진취약도 및 지진리스크를 분석하였다. 또한 SSCs간의 지진손상 상관성을 완전독립 및 완전종속으로 고려하여 비교 분석을 수행하였다.

• 한국전산구조공학회논문집
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• 제33권6호
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• pp.401-409
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• 2020

확률론적 지진취약도 평가는 구조물 혹은 기기의 손상확률을 각 취약도 변수별 조합을 통해 이루어진다. 지진취약도로부터 구해지는 2개 이상 기기의 동시손상확률 계산은 기존에는 각 기기의 손상확률을 독립으로 가정해 왔다. 하지만 기기별 손상확률에 상관성이 있으며, 이를 평가한 결과 상관성에 따라 동시손상확률이 변화할 수 있는 결과를 보였다. 이 지진상관성을 무시하면 비보수적인 결과가 나오고 따라서 이를 고려해서 계산되어야 한다. 이 연구에서는 지진상관계수를 해석적으로 평가하기 위해 몇 가지 확률 변수를 선정하여 각 변수별로 혹은 통합하여 평가하고 그 차이를 비교했다. 그리고 단순화된 모델과, 복잡한 모델에 대한 상관계수 차이도 비교하였다. 이들 방법에 따른 상관계수의 결과와 차이를 분석했다. 그 결과 각 변수별로 평가하는 것과 통합하여 평가할 때 변수별 영향의 차이에 따라 상관성이 변화함을 확인하였고, 모델이 단순할수록 상관성이 높아짐을 확인하였다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2022년도 학술발표회
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• pp.383-383
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• 2022

기존 큰 지진을 대상으로 한 많은 연구결과들을 살펴보면, 큰 지진이 발생하기 전에 토양 속에 존재하는 다양한 인자들 중에 라돈(²²²Rn, 반감기=3.82일) 농도가 비정상적으로 증가하는 현상을 나타낸다. 이러한 결과들은 라돈발생의 경향성을 분석한다면, 지진발생에 대한 전조증상이나 예측이 가능함을 나타낸다. 본 연구에서는 포항지역을 중심으로 지진발생에 대한 전조증상이나 모니터링을 분석하기 위해 지하수 관측소에 설치된 라돈 관측기기에서 라돈 관측자료를 수집하고 이를 활용하는 연구를 수행하였다. 라돈 관측자료 기간은 2019년 11월부터 2020년 9월까지의 자료이며, 라돈인자 뿐만 아니라 지하수위, 강수량, 수온인자를 같이 분석하였으며, 동일기간 동안 발생한 진도 2 이상의 지진사례 6개(E1(M_L 3.5): 2019.12.30.; E2(M_L 3.2): 2020.01.30.; E3(M_L 2.4): 2020.02.09.; E4(M_L 2.7): 2020.02.16.; E5(M_L 2.8): 2020.05.27.; E6(M_L 2.1): 2020.09.22.)를 대상으로 하였다. 지진발생의 전조증상이 나타나는 지역을 분석하기 위해 Dobrovolsky radius values (Dobrovolsky et al., 1979)와 Harversine 관계식을 적용하였다. 적용결과, 시간적 분석에서 라돈의 증감 경향성이 지진발생의 전조증상과 유의미한 상관성이 있음을 확인하였으며, 공간적인 분석에서도 유의미하지는 않으나 상관성이 나타났다. 그 외 지하수위는 상관성이 어느 정도 나타났으나 강수량은 유의미한 결과를 나타내지는 않았다. 따라서 라돈을 활용한다면 지진발생의 전조증상을 시공간적으로 파악할 수 있음을 확인하였다.

• 한국지진공학회논문집
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• 제16권1호
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• pp.37-45
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• 2012

지반가속도의 초당 최대값은 최근 제정된 지진재해대책법에 따라 지진기록계로부터 통신망을 통해 소방방재청으로 실시간 제공되어야 한다. 본 연구에서는 현재 PGA를 기반으로 한 신속한 지진피해통보 용도로만 고려되고 있는 지반가속도의 초당 최대값의 추가적인 활용성을 검토하고자, 국내외 강진자료 및 중소규모 지진자료에 대한 초당 100 샘플링된 지반가속도 자료의 1초 구간내 최대 절대값을 30초 동안 적산한 결과($BSPGA_k$)를 CAV(Cumulative Absolute Velocity) 및 진도 등과 비교하였다. CAV는 진도와의 높은 상관성으로 지진발생시 원자력발전소의 운전초과기준으로 사용되고 있으나, 계산시 초당 100 샘플링 이상의 많은 양의 지진파형 디지털 자료를 필요로 하는 단점이 있다. 비교 결과 $BSPGA_k$는 지진규모에 따른 지진동 수준과 상관없이 CAV와 전 범위에서 높은 상관성을 나타내었으며, 다수의 관측소가 연계된 지진관측망 운영시 유용하게 활용될 수 있는 신속 지진피해평가 지진동 파라미터로 확인되었다. 국내 중소규모 유감지진자료에 대한 지진진도 자료와의 비교결과, $BSPGA_k$-진도 상관식을 이용한 진도추정 오차는 CAV-진도 상관식의 진도추정 오차와 유사하였으며, PGA-진도 상관식보다 진도를 신뢰성 있게 추정하였다.

• 지질공학
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• 제28권2호
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• pp.313-324
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• 2018

한반도 지진에 대한 전조인자 연구를 위해 대전, 청원지역 지하수 관측정에서 심도별(-60 m, -100 m)로 화학성분과 라돈, 수위변화를 주기적으로 측정하였다. 관측정 특정심도 지하수의 pH와 전기전도도 값이 포항지진 발생에 따라 큰 폭으로 증가하는 등 비교적 뚜렷한 상관성을 보였다. 주요화학 성분 중에는 대전관측정에서는 ${HCO_3}^-$, $Cl^-$의 농도가 지진과의 연관성 있는 변동을 보이며, 청원지역 관측정에서는 $Mg^{2+}$, $Cl^-$, ${NO_3}^-$의 농도가 변화를 보였다. 그러나 지하수의 주요 화학성분의 변화는 지진발생과의 상관성이 명확하지는 않다. 대전관측정 지하수내 라돈 함량은 지진 발생 전 최저 162 Bq/L에서 지진발생 직후 573 Bq/L로 크게 증가하는 경향을 보여 지진과의 뚜렷한 상관성을 보여주었다. 지하수위의 경우에는 지진발생과의 상관성은 확인되지 않고 갈수기로 인한 지속적인 하강의 양상을 보여주었다. 그러나 포항 진앙지 10 km 이내 국가 지하수 관측정에서는 지진발생 직전 뚜렷한 지하수위의 하강 현상을 보여주었다. 결론적으로 포항지진 진앙지와 약 180 km 이상 떨어진 지역이지만 대전 관측정에서 라돈가스는 지진과 가장 뚜렷한 상관성을 보여 지진전조인자로서의 신뢰성할 수 있는 후보로서 가능성을 확인하였다. pH, 전기전도도, ${HCO_3}^-$, $Cl^-$성분은 지진과 일정 부분 상관성을 보여주었지만 보다 더 장기적인 모니터링을 통하여 지진전조로서 가능성을 확인할 수 있을 것으로 보인다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2012년도 학술발표회
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• pp.79-82
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• 2012

최근 지진해일 발생으로 인한 막대한 피해로 인해 지진해일 방재에 대한 중요성이 높아지고 있다. 지진해일 방재연구는 주로 실제 발생하였던 역사지진해일과 발생가능성이 높은 가상의 지진해일에 대해 해당지역의 재해정보도를 제작하여, 지진해일 발생 시 인명 및 재산피해를 최소화 하는 것에 초점이 맞추어져 있다. 따라서 이번 연구에서는 이러한 재해정보도의 효율성을 높이기 위해 지진해일 발생 시 인명피해가 발생할 가능성이 높은 위험지역을 선정하였다. 지진해일 위험지역을 선정하기 위해 가상의 지진해일을 수치모의 하였으며, 지진해일 발생 시 인명피해가 발생할 수 있는 지진해일 범람 높이를 선정하여 선정한 기준 높이 이상의 범람이 발생할 확률을 계산하였다. 지진해일 수치모의는 지진해일 전파모의와 범람모의 과정으로 이루어진다. 지진해일 전파모형은 선형 Boussinesq 방정식을 지배방정식으로 사용하며, 지진해일 범람모형은 비선형 천수방정식을 지배방정식으로 사용하였다. 수치모의를 통해 주문진항에서의 가상의 지진해일에 대한 범람영역 및 범람 높이를 얻었다. 수치모의를 통해 얻어진 범람 데이터를 이용해 기준 높이 이상의 범람 발생 확률을 계산하였다. 확률 계산을 위해선 해당 데이터의 확률분포를 결정하여야 하기 때문에, 적합도 검정을 수행하였다. 이번 연구에서는 여러 가지 적합도 검정 기법 중 하나인 확률도시 상관계수 검정(Probability Plot Correlation Coefficient Test)을 사용하였으며, 범람 데이터의 확률분포로 Normal, Log-normal, Exponential, Gumbel 분포를 가정하여 검정을 수행하였다. 각 지점별로 확률도시 상관계수 검정을 수행하여, 해당 지점의 확률분포를 결정하였고, 각 지점별로 해당하는 확률분포의 누적확률분포 함수를 이용해 기준 높이 이상의 범람이 발생할 확률을 계산하였다. 얻어진 확률을 지도상에 도시하여 기준 높이 이상의 범람 발생 확률이 높은 지점을 주문진항에서의 지진해일에 대한 인명피해 발생 가능성이 높은 위험지역으로 선정하였다.

• 한국지구과학회지
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• 제36권7호
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• pp.649-660
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• 2015

2012년부터 2014년까지 한반도 및 그 주변에서 일어난 지진과 지자기장 변동성과의 상관관계를 연구하였다. 웨이블릿 기반의 셈블런스 분석기술을 지진과 관련된 지자기장 변동성 분석에 사용하였다. 총자기장을 이용한 분석 결과 관측소 반경 100 km 이내에서 발생한 지진의 경우 일관적인 셈블런스 변동양상이 나타남을 확인하였고, Z축 성분 지자기장 자료를 이용한 웨이블릿 기반의 셈블런스 분석에서도 비슷한 변동양상을 확인하였다. 자료 질이 좋은 청양 관측소 지자기장 자료를 중심적으로 분석하였고, 추가적으로 보현산 관측소의 Z축 성분 자료를 해석하여 상관성에 대한 신뢰도를 확인하고자 하였다.

• 한국지구과학회지
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• 제42권1호
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• pp.76-87
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• 2021

본 연구에서는 2001년부터 2020년까지 지진과 관련된 지하수위, 수질, 라돈, 원격탐사, 전기비저항, 중력, 지자기 분야의 세계적으로 학술지에 게재된 논문 편수를 Web of Science에서 검색하여 그 경향성을 분석하였다. 그리고 논문 편수와 Mw 5.0 이상, Mw 6.0 이상, Mw 7.0 이상, Mw 8.0 이상, Mw 9.0 이상 지진 발생 건수를 비교 분석하였다. 지진과 관련한 중력, 라돈, 지하수(지하수위, 수질), 전기비저항, 지자기분야 논문 편수는 장기적으로 증가하는 추세를 보인다. 이는 원격탐사 기술의 발달, 측정 장비의 고도화, 빅데이터 분석 등을 통한 종합적인 자료 해석이 가능해지면서 여러 분야에서 지진 전조 및 지진 현상 연구가 활발해지고 있기 때문이다. Mann-Kendall과 Sen 추세 검정에 의하면, 중력 관련 논문의 경우 1.30편/년의 증가추세를 보이고, 라돈 0.60편/년, 지하수 0.70편/년, 전기비저항 0.25편/년, 원격탐사 0.67편/년의 증가추세를 보인다. Mw 5.0 이상, Mw 6.0 이상, Mw 7.0 이상, Mw 8.0 이상, Mw 9.0 이상의 지진발생 건수와 경향성을 제거한 분야별 논문 편수 간의 교차상관분석에 의하면, 라돈과 원격탐사 분야의 교차상관성이 높으며, 지연시간은 1년이다. 또한 2004년과 2005년 수마트라 지진, 2008년 쓰촨성 지진, 2010년 아이티 지진, 2010 칠레 지진 등의 큰 규모의 지진 발생이 논문 편수 증가와 관련되는 것으로 추정된다.

• 한국지반신소재학회논문집
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• 제17권4호
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• pp.65-72
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• 2018

지진 시 댐에 여유고 이상의 과도한 침하가 발생하는 경우 댐의 붕괴로 이어질 수 있다. 댐의 침하는 댐의 손상 예측에 중요한 지표로 사용되는 횡균열 폭과 깊이에 높은 상관성을 가진 것으로 알려져 있으므로 댐의 손상 평가에서 정확한 침하량 예측이 중요하다. 국내에서는 국외에서 수치해석을 통하여 도출된 경험적인 식이 댐의 손상 평가에 널리 사용되고 있다. 본 연구에서는 필댐으로 분류되는 콘크리트 표면차수벽 석괴댐(CFRD)과 코어형 석괴댐(ECRD) 대표 단면에 대한 2차원 비선형 동적 해석을 수행하여 댐마루의 침하량을 계산하였다. 입력지진파의 지진강도와 지진규모 등의 영향을 복합적으로 고려하기 위하여 20개의 계측기록을 해석에 사용하였다. 수치해석으로 계산된 결과를 바탕으로 댐마루 침하량을 예측하기 위해 지진파의 최대지반가속도, 최대지반속도, Arias Intensity, 지진규모와의 상관관계를 도출하였다. 평가 결과, 최대지반가속도에 추가적인 변수를 사용할 경우, 상관성이 크게 향상되는 것으로 나타났다.