한계위험유속을 고려한 지진해일 위험도 평가와 위험분포 산정

Abstract

최근 발생한 지진해일에 의해 해안에 근처에 위치한 국가들이 피해를 입어왔고 이에 대한 효과적인 방재대책이 요구 되고 있다. 현재 시행되고 있는 지진해일 방재대책은 침수심을 기준으로 산정되고 있다. 하지만 실제 유체의 흐름에 의 한 피해는 수심뿐만 아니라 유속의 영향이 크고 고려되어야 하는 부분이다. 이에 본 연구에서는 한계위험유속의 개념을 적용하여 유속과 수심이 동시에 고려한 지진해일 위험도 분석을 실시하였다. 한계위험유속은 인체가 일정 수심의 흐름 내에 존재할 때 균형을 유지할 수 있는 최대 유속이다. 한계위험유속을 산 정하는 방법에는 실험에 의한 방법과 물리식에 의해 산정하는 방법이 있다. 실험에 의한 방법은 인체가 지지하고 있는 바닥상태와 피복상태의 영향을 많이 받는 편이고 실험 대상 개개인의 균형감각이 연구결과에 영향을 미친다는 한계점이 있다. 이에 본 연구에서는 Jonkman and Pennings-Rowsell(2008)의 물리식을 사용하여 한계위험유속을 산정하였다. 강원도 강릉시 임원항을 연구 대상 지역으로 선정하고 한계위험유속 개념을 적용하여 지진해일에 대한 위험도 분포를 산출하였다. 동해안에 영향을 미칠 가능성이 있는 가상지진해일을 선정하고 전파에 대해 선형 천수방정식, 범람에 대해 비선형 천수방정식을 적용하여 수치모의를 실시하였다. 수치모의를 통해 격자점에서 얻어진 침수심 자료를 가지고 한계 위험유속을 산정하였으며, 한계위험유속과 추출된 유속자료와의 비교를 통하여 위험도를 계산했다. 수치모의를 적용한 시간 중 최대의 위험도를 추출하여 대상항구에 대한 위험도 분포를 확인하였다.