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국내 지진재해대응시스템의 지반위험도평가 기능 탑재 및 활용방안
이석태,박인준,박남률 한국방재학회 2015 한국방재학회 학술발표대회논문집 Vol.14 No.-
본 연구는 현재 소방방재청에서 운영하고 있는 지진재해대응시스템에 지반 물성을 고려한 지반재해위험도를 탑재하기 위한 방법론 및 활용방안에 대한 연구이다. 지진재해대응시스템은 기상청에서 수신된 지진정보로 진도분포도를 작성 후 이를 바탕으로 각 행정동 단위의 건축물, 인명, 파이프라인, 구조물의 피해추정을 산출한다. 하지만 이들 피해추정은 지반의 토층 두께만을 고려한 지반증폭률로 산출된 지반최대가속도로 추정된 값으로 지진에 의한 지반의 물성 변화에 따른 피해추정까지 고려된다면 보다 높은 신뢰성을 갖출 수 있다. 지반의 물성은 시추자료를 토대로 입도분포, 표준관입시험(SPT-N치)등의 정보를 수집하여 이를 바탕으로 지반의 물성 변화 즉, 지반 액상화 평가를 하여 지반재해위험도 지도를 작성한다. 지반재해위험도 지도는 지진시나리오별로 시추자료의 좌표점을 기준으로 액상화가능성지수(LPI, Liquefaction Potential Index)로 나타난다. 하지만 시추자료는 대부분 도심지 및 도로, 터널 등 토목공사를 위한 기초자료를 수집하기 위한 시추자료들로 그 외 산간지역이나 농업지역등은 시추자료가 존재하지 않아 시범지역을 모두 커버할 수 없다. 그렇기 때문에 자료가 없는 부분은 보간기법을 적용하여 수치적 해석방법을 수행해야 한다. 수치적 해석을 통해 작성된 지반재해위험도 지도를 현재의 지진재해대응시스템에 탑재함으로써 지진발생시 지반의 물성 변화에 따른 2차 피해 추정의 기초자료로 활용 할 수 있다.
한반도 남서부의 상시미동 HVSR 연구 I:정점주파수와 증폭효과의 특성
정희옥,김형준,조봉곤,박남률 한국지구과학회 2010 한국지구과학회지 Vol.31 No.6
한반도 남서부 지역의 상시미동의 특성을 알아보기 위하여, 해안 지역(군산 136 지점)과 내륙 지역(전주 117 지점)에서 15분 씩 상시미동 자료를 획득하여 수평 대 수직 스펙트럼 비(HVSR, Horizontal to Vertical Spectral Ratio) 분석을 실시하였다. 상시미동의 에너지 스펙트럼은 내륙 지역에 비해 해안 지역에서 저주파 대역의 에너지가 크다. 이것은 서해의파랑과 조류, 군산의 북쪽을 지나는 금강의 영향으로 보인다. 상시미동을 24시간 관측한 결과, 인간 활동과 연관된 상시미동 에너지는 변하나 상시미동 HVSR의 정점주파수(F0)는 변함이 없어, 하루 중 어느 시간에 관측해도 F0의 안정된 값을 구할 수 있음을 시사한다. 관측점의 상시미동 피크를 싱글피크(single peak), 더블피크(double peak), 브로드피크(broad peak),노피크(no peak)의 4 종류로 분류한 결과, 전체 관측점의 90 % 이상에서 정점주파수를 구할 수 있었다. 상시미동 F0 분포도는 기반암의 깊이가 얕은 구릉지에서 높은 주파수를, 하천 부근과 매립지에서 낮은 주파수를 보여 지형과 높은 상관관계를 보였다. 상시미동 F0의 진폭(A0)은 전주지역에서는 하천의 하류에서 약 4 정도, 군산지역의 최근 매립지에서 대단히 높은 값(10 이상)을 나타낸다. 지진 발생시 매립지의 피해를 줄이기 위해서는 매립지의 부지반응에 대한 연구와 이에 따른재해대책이 요구된다. Fifteen min-microtremor data sets were collected at 136 sites from a coastal area of Kunsan and 117 sites from an inland area of Jeonju located in SW Korea, and were analyzed for the HVSR (Horizontal to Vertical Spectral Ratio)of the sites. The microtremor spectra of the coastal area have stronger energy in the lower frequency range from 1-6 Hz than those of the coastal area. This result can be attributed to the effect of the waves and tides in the Keum river and the Yellow sea. Twenty four hours of measurement of the microtremor indicated that the microtremor spectrum correlates with the human activities, but the microtremor HVSR peak was observed consistently at the characteristic frequency for the site. The HVSR peaks were grouped into 4 types -“single peak”, “double peak”, “broad peak” or “no peak”- based on their shapes. More than 90% of the data sets exhibit peak frequencies (F0) which can be easily identified. The distribution of F0 reveals a close relationship with the topography and local geology of the areas, exhibiting high F0s in the hillside areas and low F0s in the reclaimed land area. While the amplitudes of microtremor HVSR peak frequencies are less than 4 in the downstream of the inland area, those of the recently reclaimed land in the coastal area are extremely high (more than 10). The results of this study indicate that detailed HVSR studies are essential for the earthquake hazard reduction of reclaimed lands.
기상청 공중음파 관측소 표준 배경잡음 모델 개발 예비 연구
이석태(Lee, Seok-tae),박남률(Park, Nam Ryoul) 한국방재학회 2017 한국방재학회논문집 Vol.17 No.4
공중음파는 대기를 통해 전달되어 온도, 습도, 바람 등에 의해 도달신호의 특성이 변하게 된다. 특히, 관측소에 상시 작용하고 있는 배경잡음으로 인해 양질의 공중음파 신호를 확보하기 어려운 경우가 많다. 배경잡음의 원인은 인간 활동에 의해 생성되는 노이즈 및 바람에 의한 영향을 큰 원인으로 들 수 있다. 실제 확인하고자 하는 공중음파 신호의 품질을 확보하기 위해 배경잡음의 주요 주파수 대역 등을 확인하고 정량화하는 배경잡음모델 개발은 원하는 신호의 신호 대 잡음비를 높이기 위한 필터 등의 설계에 있어서 중요하다. 본 논문에서는 기상청 양구와 철원의 2015년도 공중음파 기록의 파워 스펙트럼 밀도를 구해 상위 95%와 하위 5%의 영역내의 주파수 별 최대 밀도를 구한 배경잡음 모델을 구하였다. 파워 스펙트럼 밀도 분석 결과 철원 관측소에 비해 양구 공중음파 관측소가 상대적으로 높은 잡음수준을 가지고 있고 특정 주파수 대역에서는 국제 공중음파 표준 잡음 모델을 초과하는 것으로 나타났다. 2015년도의 기상데이터 분석을 통해 양구의 높은 관측소 고도로 인한 바람의 영향임을 확인할 수 있었다. 본 논문의 결과는 양질의 공중음파 기록을 확보하기 위한 배경잡음모델 결과로 사용될 수 있을 것으로 기대한다. The infrasound is transmitted through the air, so the characteristics are changed by temperatures, humidity, and wind of the air. It is difficult to obtain high quality infrasound signals due to the background noise. The main sources of the background noise are human activities and wind. The development of a background noise model that quantifies the frequency band is important in the design of filters to improve the signal-to-noise ratio. In order to secure the quality of the infrasound signals. In this paper, we obtain the power spectral densities for the year of the 2015 infrasound recordings of Yanggu and Cheolwon station, and develop the model that obtained by maximum density per frequency in the upper 95% and lower 5% regions. Power spectral density analysis showed that the Yanggu station had relatively higher noise levels than the Cheolwon station and exceeded the international standard background noise model in certain frequency bands. The analysis of the meteorological data for the year of 2015 shows that the wind interfered the signal due to the high altitude of the station. The results of this paper are expected to be used as a background noise model to obtain high quality infrasound data.