• 한국재난정보학회 논문집
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• 제16권4호
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• pp.670-681
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• 2020

연구목적: 본 연구는 기존 지진현장경보 연구를 통해 단일 지진계에서 관측한 P파로부터 PGV 값을 예측하기 위한 예측식을 제시하고, 예측 결과를 현장경보에 이용하기 위한 기술적 접근 방안들을 도출하기 위한 것이다. 연구방법: 과거 4년간 규모 3,0 이상의 지진가운데 진도등급 II 이상의 데이터를 이용하여 P파로부터 PGV를 예측하기 위한 수식을 도출하고, 진원 정보 추정 없이 지진의 규모와 PGV의 크기를 상대적으로 비교하여 지진위험을 알려줄 수 있는 기술을 적용하였다. 연구결과: 개선한 PGV 예측식은 평균 94.8%의 정확도로 MMI를 추정하였고, 𝜏_c : Pd 방법 역시 로컬 지진위험을 경보하기 위한 유효한 성과를 보여주었다. 결론: 현장경보기술을 국내에 성공적으로 적용하였으며, 경보공백역을 약 14km 까지 줄일 수 있는 방안을 제시하였다.

• 지구물리와물리탐사
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• 제13권3호
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• pp.219-226
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• 2010

지진발생시 주요 시설물의 위험 정도를 신속히 판단하기 위한 방법으로, 최근에는 시설물이 위치한 부지에 지진계를 설치하고 시설물에 피해를 유발할 수 있는 지진파가 감지되면 즉각 대처에 필요한 정보를 실시간으로 통보하고 있다. 그러나 이 방법의 단점은 시설물의 지진피해 가능성을 부지 내에 설치된 단일 지진관측소 자료만을 이용하기 때문에 통보의 정확성과 신뢰성이 낮다. 한편 단일 부지 내에 설치된 지진계가 다른 여러 부지의 지진관측소로 구성된 특정 지진관측망과 연계되어 있을 경우, 관측망 내의 다수 지진관측소 자료를 동시에 활용하여 네트웍 개념의 신속한 지진 위험성 감지가 가능하다. 지진관측망 내의 다른 여러 부지 관측소를 동시에 활용하기 위해서는 관측소 간의 부지응답특성 변환이 필요한데, 본 연구에서는 관측소마다 사전에 평가된 고유의 부지응답특성 FIR 필터를 이용하여 시간영역에서 지진 관측자료 간의 부지응답특성을 변환하는 방법을 제시하고자 한다. 관측소 지진파형 간의 부지응답특성 변환은, 특정 지진관측소의 부지응답 역변환필터와 지진파형의 곱말기의 1차 변환 및 1차 변환된 지진파형과 대상 지진관측소의 부지응답 변환필터와의 곱말기를 통한 2차 변환으로 구현된다. 본 방법을 이용하면 자료 획득이 되지 않은 특정 관측소의 지진동세기를 간접적으로 추정할 수 있게 되며, 특정 지진관측소의 계측자료와 인근 관측소로부터 변환된 다수의 지진동세기와의 크기 비교를 통해 지진관측기기의 이상 유무를 평가하는 이외에도 다양한 지구물리학적, 지진공학적 응용이 가능하다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2023년도 학술발표회
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• pp.505-505
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• 2023

지진해일의 발생빈도는 태풍이나 홍수 등의 자연재해와 비교하여 발생빈도가 낮지만 발생 시 큰 피해를 입힐 수 있다. 우리나라 동해안은 일본 서해안에서 발생된 지진해일에 취약하며 특히 강원도 삼척시와 경상북도 울진군 부근은 일본 서해안에서 발생된 지진해일 에너지가 집중되는 위험지역으로 기존 연구에서 확인되었다. 동해를 따라 먼 거리를 전파해오는 지진해일 파의 전파양상은 해저수심의 영향을 받아 변화될 뿐만 아니라 진원지의 발생위치와 각 매개변수의 특성에 따라 대상지역에서의 영향도가 다양하게 나타날 수 있다. 본 연구에서는 일본 서해안에서 과거 발생한 지진원(4건) 및 향후 발생 가능한 가상지진원(71건)을 대상 시나리오로 선정하였으며, 가상지진원자료는 한반도 에너지개발 기구(11건) 및 일본토목학회(60건)에서 제시한 총 71건의 자료를 사용하였다. 동해안 해저수심 영향에 의한 지진해일 파 집중도를 확인할 수 있는 파향선추적 기법 수행을 통해 75건 중 집중도가 높은 41건의 지진원을 선정하였다. 선정된 지진원은 불확실성을 고려하기 위해 많은 연구자들에 의해 사용되고 있는 로직트리기법을 적용하여 총 1,107건으로 생성되었으며, 이에 대해 지진해일 수치해석이 수행되어졌다. 최대 지진해일고 비교 결과, 특정 발생위치에서의 지진원은 타 지진원보다 지진강도가 작음에도 불구하고 울진 원자력발전소에서 최대 지진해일고 결과는 더 크게 나타나는 것으로 확인되었다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2023년도 학술발표회
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• pp.507-507
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• 2023

지진해일은 많은 인명피해를 입힐 수 있는 위험한 자연재해이며, 예를 들어 각각 약 25만명과 약 2만명의 사상자가 발생하였던 2004년 수마트라 지진해일과 2011년 동일본 지진해일 등이 있다. 우리나라 동해안 또한 향후 지진 발생 가능성이 큰 지진공백역이 존재하여 안전한 지역으로 볼 수 없다. 지진해일 방재대책 수립과 관련된 연구는 지속적으로 이루어지고 있지만 지진해일의 발생빈도는 적고 완벽히 대응하는 것은 현실적으로 불가능하다. 따라서 본 연구에서는 지진해일 방재대책의 가장 기본적인 자료로 이용될 수 있는 지진해일 침수예상도를 효율적인 방법으로 제작하는 것을 연구했다. 현재 우리나라의 지진해일 최대 침수예상도는 과거 및 향후 발생가능한 지진해일의 경우에 대한 모든 범람구역이 고려된 보수적인 방법으로 제작되고 있다. 지진원의 위치와 각 매개변수의 특성에 따라 범람구역이 다양하게 나타날 수 있기 때문에 보수적인 최대 침수예상도는 과도한 범람구역이 고려될 수 있다. 따라서 본 연구에서는 보수적인 최대 침수예상도와 비교하여 AI기술과 로직트리 기법을 통해 더 정확한 최대 침수예상도를 제작하는 것을 목표로 한다. 연구방법은 1) 고려된 모든 지진해일 시나리오에 대한 수치해석 2) 입력자료인 지진해일 초기수면 변위 이미지 증강 3) CNN모델을 활용한 초기수면 변위 이미지 분류 4) 분류된 결과의 범람 구역으로 최대 침수예상도를 제작하였다. 향후 연구결과는 지진해일 재해정보도 제작 및 지진해일 침수예측 모델 개발에 활용될 수 있을 것이다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2022년도 학술발표회
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• pp.272-272
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• 2022

지진해일에 대한 분석은 주로 물리적인 계산에 의하여 이루어지고 있으나, 다수의 매개변수가 복잡하게 얽혀있어 계산이 오래 걸리고 해당 지진해일에 대한 분석은 지진해일이 발생한 후에 단층을 조사하여 매개변수를 산정하므로 준실시간에 해당하는 예측이 어렵다. 또한, 지진해일을 예측하는 모형을 구축하기 위해서는 충분한 지진해일에 대한 자료가 필수적이나, 국내의 지진해일은 지난 100년간 4건의 지진해일이 발생하여 자료 역시 불충분하다. 그러나, 일반적으로 지진해일은 주기적이지 않고 빈도가 많지 않으나, 지진해일로 인한 피해는 주요한 사회 기반 시설 및 막대한 인명피해를 야기하므로 지진해일 피해를 저감하기 위한 방안이 필요하다. 확률론적 지진해일 재해도 평가(Probabilistic Tsunami Hazard Assessment; PTHA)시에 주로 지역적인 범위에서 수행되어 자료의 특성을 고려하여 수행해야하나, 현재 지진해일고에 대한 분포를 대수정규분포로 하여 지역적인 특성이 고려되지 않고 있다. 따라서, 본 연구에서는 국내의 지역적 특성을 고려하기 위하여 단층매개변수와 지진해일고와의 Vine Copula 기법을 활용하여 관계성을 파악하고 국내에서 발생가능한 지진해일에 대한 위험도 평가를 수행하였다. 본 연구에서 선정된 지진해일고 클러스터링 결과를 활용하여 향후 지진해일에 대한 방재대책 시에 기초자료로 활용할 수 있을 것으로 예상된다.

• 한국재난정보학회:학술대회논문집
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• 한국재난정보학회 2017년 정기학술대회
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• pp.364-365
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• 2017

본 연구에서는 울산시 지진해일 주민 대피지구에 대한 의사결정을 지원하기 위한 지진해일 침수예상도를 작성하고 사전 대응체계를 구축하였다. 이를 위해 울산시 15개 지진해일위험 지구 중 기 구축된 3개소(정자, 주전, 진하)를 제외한 12개 지구(강양, 송정대송, 평동, 나사, 신암, 장생포, 일산, 방어, 신명, 산하, 구유, 당사)에 대한 현장조사와 함께 지진해일 침수범람 수치시뮬레이션을 수행하였다. 현장 조사된 자료와 시뮬레이션된 침수범람 결과를 기반으로 지진해일 침수예상도를 작성하고 지진해일대응시스템에 DB화하였다. 본 연구결과를 활용하여 지진해일 대응 및 취약지구 개선을 위한 정책 개선 등에 활용될 수 있는 기반을 마련하였다.

• 한국전산구조공학회논문집
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• 제30권5호
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• pp.371-380
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• 2017

미국의 내진설계기준인 ASCE/SEI 7-10은 구조물 붕괴성능에 대한 불확실성을 고려하지 않는 등재해도 기반 내진설계의 문제점을 해결하기 위해 위험도 기반 내진설계 개념을 도입하였다. 하지만 현행 국내 내진설계기준의 경우 한반도 내에서 발생한 큰 규모의 지진기록과 구조물의 붕괴성능과 관련된 연구의 부족으로 위험도 기반 내진설계 개념을 반영하지 않고 있다. 본 연구에서는 철골 보통중심가새골조를 표본건물로 선정하여 위험도 기반 내진성능평가를 수행하였다. 건물이 위치한 지역, 높이, 지반조건을 변수로 바탕으로 표본건물에 대한 붕괴성능 평가를 수행하였으며, 국내 지진기록의 특성을 반영할 수 있는 경험적 스펙트럴 형상 예측 모델을 활용하여 지진재해도 곡선을 작성하였다. 이를 활용하여 국내 주요 도시에 위치한 철골 보통중심가새골조의 붕괴확률을 위험도 적분 개념에 따라 평가하였다. 국내 주요 도시에 위치한 철골 보통중심가새골조의 붕괴확률을 평가한 결과, 현행 건축구조기준에 따라 설계된 표본건물은 본 연구에서 고려한 해석 변수에 따라 붕괴확률에 상당한 차이를 보였다. 특히 국내 건축구조기준의 경우 철골 보통중심가새골조에 대한 높이제한이 없어 일부 고층표본건물에서 목표 위험도인 50년간 1%의 붕괴확률을 초과하는 것으로 평가되었다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2018년도 학술발표회
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• pp.433-433
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• 2018

한국은 지진에 대한 관심이 낮았으나, 2016년 09월 12일 경상북도 경주에서 가장 큰 규모인 5.8의 지진이 발생하였으며, 강력한 지진이 발생할 수 있다는 경고가 이어지고 있다. 지진과 관련된 정확한 원인 분석과 정량적인 평가가 체계적으로 이루어지지 않고 있어, 규모와 빈도, 위험지역 분석 등 정밀한 평가와 예방대책을 마련해야 한다. 정량적인 지진 발생 분석을 위해 본 연구에서는 지진 발생과 지하수와 같은 수문기상학적인 인자에 의해 영향을 받는다는 가설을 세우고 지하수의 변동 패턴과 지진의 발생 패턴의 유사점을 추정하였다. 이를 위해 지진자료의 통계적인 특성을 분석하였다. 그리고 지질특성이나 지각 판 운동 외에도 수문순환이 영향을 미치는지 확인하기 위해 육지와 바다에서 발생한 지진으로 구분하여 지진발생횟수와 에너지를 분석하였다. 분석결과, 육지와 바다로 구분했을 때 바다에서 더 많은 지진이 일어났다. 또한 Wilcoxon rank-sum test 비모수 추정기법을 통하여 분석한 결과 서로 다른 성질을 보여 따로 분석하였다. 그 결과, 동해와 남해, 서해와 동해가 같은 성질을 보이는 것으로 분석되었다. 그리고 육지는 8월부터 이듬해 7월까지 지진발생의 한 주기를 이룰 가능성을 보였다. 그러나 바다는 육지와 정반대로 2월부터 7월까지 많은 지진 에너지가 발생하고 있으며, 1월까지는 에너지 수준이 상대적으로 낮은 것으로 분석되었다. 이와 같이 지하수가 육지에서 바다까지 유동하는 시간으로 인해 6개월의 시간지연이 발생하는 것으로 판단된다.

• 응용통계연구
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• 제30권5호
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• pp.759-774
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• 2017

2016년 9월 경주 지진 이후 원자력발전소, 고층 빌딩, 주택, 교량 등 우리 사회의 설비 자산들이 과연 지진으로부터 얼마나 안전한가, 앞으로 안정성을 담보하기 위해 어떤 정책을 펼쳐야 하는가에 대한 관심이 높아졌다. 본 논문에서는 한반도에서 발생한 역사지진 및 계기지진 목록을 데이터로 사용하여, 멱법칙 분포를 통해 한반도 지진 기록의 크기 분포를 설명하는 모수를 추정한다. 또한 추정한 모수를 바탕으로 미래에 한반도에서 일정 규모 이상의 지진이 발생할 확률을 계산한다. 한반도 미래 지진 발생 확률 계산 모형을 통해 지진 위험도를 파악하고자 하는 것이 본 논문의 목적이다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2021년도 학술발표회
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• pp.104-104
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• 2021

연안에 발생하는 지진해일은 많은 인명 및 재산 피해를 유발할 수 있다. 이에 따라 주요 선진국은 자국의 피해 뿐 아니라 세계 주요도시에 거주하는 자국민의 안전과 대피에 대한 경보발령을 목적으로 전지구 지진해일 시스템을 구축하여 상시 운영중에 있다. 우리나라의 지진해일 예측시스템은 지진해일의 발생과 전파, 그리고 전세계 주요 연안에 도달할 때의 해일고 모의 등에서 우수한 성과를 보이는 것으로 인정되고 있으나, 실제적인 위험경보를 발령하기 위해서 필요한 해일도달 시 조위와의 상호작용에 대한 기능은 현재 없는 상태이다. 해일에 의한 주된 피해는 연안으로의 범람에 대한 것으로 이를 파악하기 위해서는 해일 도달 당시의 조위를 예측하고 해일과 조석과의 상호작용을 반영한 예측시스템 구축이 필요하다. 이에 따라 본 연구에서는 현재 사용되고 있는 지진해일 예측모델에서 조석-지진해일 상호작용을 고려하기 위해 조석과 지진해일을 동시에 모의할 수 있는 예측 알고리즘을 제시한다. 지진해일의 전파 및 범람에 조석이 상당한 영향을 미칠 수 있음은 관련 연구자들에 의해 꾸준히 지적되어왔으나 과거 연구는 이상적인 지형이나 조석 조건에 대해서만 일부 이루어졌으며, 아직까지 실제 조석을 활용한 충분한 연구는 미흡한 실정이다. 향후 실제 조석에 의한 지진해일의 변화를 모의하기 위해 지진해일 예측모델에서 실제 조석과 조류 조건에서 지진해일을 동시에 모의할 수 있도록 예측 알고리즘을 개발하였다.