2016. 4. 26 제 543 호 한반도의 지진발생 이력과 강원도 과제 김경남(연구위원) 류종현(선임연구위원) 추용욱(연구위원)
정책메모 2016-23호 2016. 4. 26 제 543 호 한반도의 지진발생 이력과 강원도 과제 김경남(연구위원) 류종현(선임연구위원) 추용욱(연구위원) 2016년 4월 들어 흔히 불의 고리(Ring of Fire) 라 지칭되는 환태평양 지진대 부근에서 큰 지진이 연속 발생하였다. 환태평양 지진대는 지각판 중 태평양판을 중심으로 다른 여러 지각판이 연결되는 접점이다. 이 접점을 선으로 이으면 거대한 고리형태의 지진대가 나타난다. 이번에 지진이 발생한 일본 구마모토(규모 7.3)와 에콰도르 페데르날레스(규모 7.8)는 이 지진대에 위치한다. 드문 강진이 하루 차이로 연속되자 지구촌 전체가 지진 걱정이다. 특히 환태평양 지진대 인근에 위치한 국가들은 과거의 지진기록을 분석하며 지진발생을 경계하고 있다. 한반도는 일본열도와 중국 탄루 단층대 사이에 위치하고 있어 지각판 이동 과정 중에서 발생하는 압력이 이 두 지역의 지진발생에 의해 상쇄된다고 믿어 왔다. 그간 우리나라는 역사지진이 2,161회, 계기지진이 1,212회 발생하였다. 관측되었던 지진 중 규모가 큰 것 으로는 5.3의 평북의주 지진(1980년 1월), 5.2의 경북울진 지진(2004년 5월)이 있었다. 강원도에서는 4.8의 평창 오대산 지진(2007년 1월)이 있었다. 대부분 벽체의 균열과 옥내 시설물의 탈락피해 정도여서 지진에 대한 염려가 크지 않았다. 그러나 최근의 지진연구학자들 의견은 다르다. 근대적 계기관측 동안의 지진발생은 낮지만, 역사지진 속의 한반도 지진은 결코 무시하지 못할 수준이라 한다. 지각활동은 기본적으로 긴 시간에 걸쳐 일어난다. 겨우 100년 남짓한 계기관측 기록에 의존하여 안전을 단언할 수 없는 실정이다. 향후의 지진발생 가능성에 대비하여 지자체의 지진방재대책 수준 제고 노력이 필요하다. 연락처 김 경 남 연구위원 T. 033. 250. 1325(robert00@rig.re.kr))
1 Ⅰ. 한반도의 지진 환경과 발생 현황 한반도의 지진 환경 판구조론에 따르면 한반도는 유라시아판 내부에 위치 - 한반도는 중생대 트라이아스기(약 2억 4,000만 년 전)에 하나의 대륙이었던 판게아 의 남쪽 부분이 떨어져 나와 형성된 복합구역 1) * 중국산둥반도와 대동강만 지형을 조각 맞추기 하면 상당히 일치 - 한반도는 지진활동에 의해 에너지를 지속적으로 방출하는 일본열도 의 판경계부와 중국 탄루단층대 사이에 위치하여 비교적 안전한 지대로 평가 2) - 동일본 지진(2011년)과 구마모토 지진(2016년)으로 태평양판과 필리핀판이 이동하면서, 유라시아판의 한반도도 압력을 받고 있는 것으로 해석됨 2) 출처 : 지질자원연구원 제공 재인용 및 부분 수정 3) <한반도 주변의 단층 분포 현황과 지진발생 상황> 1) http://dl.dongascience.com/magazine/view/s201208n032 2) 지헌철, 제35회 과총포럼( 한반도 지진과 원자력 안전 의 발표 내용 요약; 2011. 3. 23 오전 10:00~12:30 개최) 3) http://biz.chosun.com/site/data/html_dir/2016/04/20/2016042001955.html?right_ju
2 한반도의 지진발생 기록 역사문헌(2년~1904년) 기준 2,161회 발생 - 삼국사기 등을 포함한 10종 이상의 역사문헌을 분석한 결과 한반도에서도 적지 않은 지진이 발생되어 왔고, 그 중 지진규모 4 이상은 440회, 5~6은 15회로 나타남(기상청 2012) * 지진분석은 역사자료(역사지진)와 계기관측자료(계기지진)를 함께 사용 - 역사 속의 강원도 지진발생은 타 지역보다 빈도가 낮지만, 인접지역에서 드물게 지진규모 5와 6 정도의 지진도 있었던 것으로 나타남 근대적 계기관측(1978) 이후 2015년까지 1,212회 발생 - 지진 중 사람이 느낄 수 있는 유감지진은 345회로 연평균 9.3회, 규모 5.0 이상은 5회 발생 - 계측기술 발달로 인한 증가분을 고려하더라도 한반도 내에서의 지진활동은 지속적이라고 평가되어 현재 중약진 국가로 분류됨 <2년~1904년의 역사지진(좌) 및 1978년 이후 관측된 지진(우) 현황> 강원도는 1978년 이후 총 84회 지진발생(내륙 52회, 해안 32회) 합 계 1978 2000년 2001 2005년 2006 2010년 2011 2015년 84 45 14 15 10 출처 : 강원도청 강원도에서 발생한 주요 지진 1996.12.13 (규모 4.5) 영월 신동읍 예미리-화암리 일원(건물균열 및 정전) 2007.01.20 (규모 4.8) 평창 진부면 진부리 6번 국도 인근(건물 흔들림)
3 Ⅱ. 지진피해 유형과 우리나라의 지진대책 지진발생시 나타날 수 있는 피해 유형 지진피해는 1차적으로 지진동으로 인해 구조물이 붕괴, 매몰, 파손되고, 2차적 으로 가스유출 및 화재, 댐 붕괴에 의한 수해 등이 나타나며 3차적으로는 각종 인프라의 기능마비로 인한 서비스 정지 등, 복합화가 특징 자료 : KISTEP, 2012 <지진발생 후의 피해 확대 유형> 우리나라의 지진대책 실태 외국의 대지진 피해의 교훈으로 시작된 지진대책 4) - 원자력시설물의 내진설계는 1972년부터 시작 - 86 아시안게임 준비 중 멕시코지진(1985년)으로 건축물 내진설계 시작 - 자연재해대책법에서는 일본 고베지진(1995년)을 계기로 지진 관련 조항이 신설되어 5년 단위의 지진방재종합계획 수립의 근거가 됨 - 2008년 중국 쓰촨성 지진 을 계기로 지진재해대책법 제정 - 2015년 지진 화산대책법 제정 우리나라의 지진방재종합계획의 구성 - 지진방재종합대책은 내진목표수준 설정, 지진 해일 관측시스템 구축, 지진 위험지도 작성, 내진설계 및 내진보강, 지진해일 대책, 신속대응 및 복구, 교육 및 훈련, 제도적 장치로 구성 4) 박광순(2013), 시설물저널 26, 대한시설물안전관리협회.
4 * 교량, 터널 등의 토목 건축시설과 가스 전기 등의 플랜트 시설은 20종 이상의 관련 내진설계기준에 따라 설치되고 관리 자료 : 국민안전처 <지진방재종합대책 체계> 지진방재 성능 목표 - 지진방재종합계획 에서 적용하는 내진설계기준은 내진설계등급(특, Ⅰ, Ⅱ 등급), 내진성능목표(기능수행수준, 붕괴방지수준), 지진하중 산정을 위한 표준설계 응답 스펙트럼 등을 규정 - 내진설계는 한반도에서 드물게 발생하는 큰 지진(1,000년에 1회)의 규모 6.0 정도에서 구조물에 일부 손상이 있을지라도 붕괴를 막아 인명 손상이 없도록 하는 목표 수준 <내진설계의 목적> 향후 지진방재 방향 현재까지 우리나라는 지진으로 인한 큰 피해는 없지만 2016년 4월 14~16일에 발생한 일본 구마모토 지진피해 사례로 볼 때, 국가와 지방은 지진방재를 위한 시스템구축에 지속적 투자 필요
5 Ⅲ. 잠재적 지진발생에 대비한 강원도 과제 지역 내 건물 신축사업시 국가 지진위험지도의 적용 유도 미래 지진 대비 건축물 안전확보를 위한 규정 준수 필요 - 강원도는 L 형으로 분포하는 지진위험지역 중 강원 남부 일부가 겹쳐 지진 Ⅰ구역 과 그 외 지역으로 구성되는 지진 Ⅱ구역 으로 구분 - 국내 일부 지역에서는 지진Ⅰ구역 으로 건축법상 내진설계 기준을 적용해야함 에도 불구하고 건축비 상승에 따른 비용절감 때문에 내진설계를 등한시하는 사례도 있음 5) 지역 내 건축물 신축시, 건축법 시행령 32조 2항에 의거하여 3층 이상 건축물, 연면적 1천m2 이상 건축물, 기타 시행령이 정하는 지진 구역 안의 건축물은 내진설계, 시공 및 감리에 관련된 일련의 건축절차를 엄격히 지도 저층 건축물이라도 원룸 등의 다가구 건물 중 지진이 취약한 필로티(piloti) 구조, 하층보다 상층이 더 넓은 구조, 인접 건물 간 층수 차이가 커 흔들림에 의해 건물 간 충돌이 우려되는 등의 경우 내진설계 적용 유도 구분 지진Ⅰ구역 지진Ⅱ구역 대상 시군 강릉, 동해, 삼척, 원주, 태백, 영월, 정선 Ⅰ구역 이외 11개 시군 지진구역은 과거에 관측된 지진기록을 이용한 분석을 통해 지진규모 5 이상이 예상되는 지역을 Ⅰ구역, 그 외는 Ⅱ구역이라 함 출처 : 한국시설안전공단 <지진위험구역도> <강원도의 지진구역 구분 현황> 5) 동아일보. 2010.3.23일자
6 조기지진경보를 위한 여건 구축 7~8km/sec 속도의 P파를 이용한 조기지진경보 - 지진피해를 일으키는 S파(3~4km/sec 속도)가 도달하기 전에 먼저 도착하는 P파의 특성을 이용하여 지진발생 상황을 조기경보 - 지진경보 전달에 소요되는 시간은 일본의 경우 현재 1초대, 우리나라는 40초대 여서 2020년까지 10초 이내 전달이 목표 <지진 P파의 특성을 이용한 조기경보 개념> 기상청의 지진조기경보 발령 시 시민들의 신속한 대응을 유도하기 위해, 관공서, 학교 및 공공이용시설 중심으로 음향경보기(경보기), 문자표출기 (모니터)의 증설 및 기존 경보시설과의 연동 검토 신속하고 정확한 지진관측을 위한 지진관측점의 증설 - 지진관측은 지진발생 지점 인근에 위치한 3개 이상의 지진관측기에서 파동의 크기와 파동의 도달시간을 감지한 후, 해당 관측소를 중심으로 동심원을 그리고 3개 이상의 동심원이 중첩된 지점을 진앙으로 추정 - 긴급지진속보 발령을 위해서는 보다 촘촘한 관측망 구축이 필요. 2013년 기준 전국에는 기상청 및 지질자원연구소의 관측기 162개소가 설치되어 있고, 2020년까지 약 300여 개소 이상으로 확대 지진관측기가 주로 시 군청 소재지 위주로 설치되면서 넓은 면적의 강원도는 관측기 설치 밀도가 낮아질 수 있으므로 강원 남부지역을 중심으로 의무적 관측기 설치 기관과 연계하여 관측망의 밀도를 적정 수준으로 제고
7 <우리나라의 지진 관측망 설치 위치도> 인명피해 방지를 위한 건축물 내진보강 추진 해외 대지진 사례로 볼 때, 내진설계는 인명피해 방지의 최고 수단 - 내진설계 미흡 사례 : 중국 쓰촨성 지진(2008년 5월 12일 발생) 당시, 560만 명이 지진규모 5 이상에 노출되어 69,016명이 사망(당해 연도 6월 1일 기준) - 양호한 내진설계 사례 : 일본 혼슈대지진(2008년 6월 14일 발생) 당시 89,000명이 규모 5 이상에 노출되어 12명 사망(당해 연도 6월 21일 기준) 기존 건축물의 내진보강에는 막대한 재원이 필요하므로 우선 내진기준 미적용 일반 건축물의 현황을 조사하여, 단계적으로 내진보강 방안을 마련하고 중요도와 경제성을 감안한 내진, 제진 및 면진 방법 적용 * 우선 현존 국가 건축물 DB를 이용한 내진설계 유무 파악 방안 마련 <건축물의 내진설계별 지진동에 따른 건축물이 변위되는 개념>
8 인명 피해의 대부분은 소규모 건축물에서 발생 - 일본 고베지진(1995년) 당시 붕괴 건물 49,000여 동 중 3층 이하 건물이 94%. 대만지진(1999년) 당시 완파건물 468동 중 70% 이상이 3층 이하 해외 사례로 살펴볼 때, 도내에서 많은 숫자를 차지하는 3층 이하 저층 건축물 중 필로티 구조, 1방향 벽식 구조 소유주의 내진보강 참여 유도 필요. 내진대책 시행 건축물에 대해 세제 감면 등의 인센티브 제공 내진보강이 시급한 강원도 학교 시설 - 중국 쓰촨성 지진 당시 1만 명 이상의 학생이 희생되면서, 다중이용 공공 건축물인 학교의 지진 취약성이 지적 받고 있음 - 도내의 초 중 고 922개교 중 내진설계기준 제정 전 건축된 258개교가 내진성능 미확보 상태의 교사, 체육관, 급식시설 및 강당을 보유 * 강원도 교육청은 1단계( 11~ 15년) 기간 중, 132.5억 원을 투자하여 48개교의 71동을 보강하였고, 제2단계( 16~ 20년) 80.8억 원을 투자하여 15개교 28동을 보강할 계획. 내진화 비율은 20.6%에서 22.0%로 상향 목표 <강원도 내 내진설계 기준 적용 및 미적용 학교 수 현황> 구분 초등학교 중학교 고등학교 합계 내진설계 적용 후 시설 386 162 116 664 내진설계 적용 전 시설 140 58 60 258 합 계 526 220 176 922 출처 : 강원도 교육청 <강원도 교육분야의 연차별 내진보강사업 투자계획> 2단계 내진보강 사업 출처 : 강원도 교육청 구분 2016 2017 2018 2019 2020 계 학교 수 /동수 3교(4동) 3교(6동) 3교(6동) 3교(6동) 3교(6동) 15교(28동) 사업비 14.8억 원 16.5억 원 16.5억 원 16.5억 원 16.5억 원 80.8억 원 2015년 4월 현재, 도내 학교가 보유한 건축물 중 403개소가 내진성능을 확보하고 있지만, 내진화율 향상을 위한 투자 확대 노력 지속
정책메모 제543호 ㅣ 9 내진형 토지이용 및 도시계획 실천 지진위험성을 낮추기 위한 적극적인 토지이용 관리 - 지진피해 위험성이 높은 지역의 토지이용 제한, 주거 및 공업지 용도 관리 출처 : 일본 시즈오카현의 자료 수정 편집 <내진형 토지이용을 위한 규제, 유도 개념 예시> 도시 외곽의 토지이용 수요가 높아지는 지역은 방재적 토지이용 유도 주거지와 공업지의 구분, 매립지 성토지의 도시적 토지이용 제한, 구도심의 리모델링과 건축물 밀도 조절 필요 강원도의 입지특성을 반영한 내진력 높은 도시계획 유도 - 지진발생시 신속한 대피를 위해 산지 하단부 밀집주거지는 최단거리 루트 및 대체 우회루트를 확보하고, 도시 밀집시가지에서는 구획 가로망을 정비하여 피해 복구 및 피난 루트로 활용되도록 해야 함
10 출처 : 일본 시즈오카현의 자료 수정 편집 <산사태 위험지 및 건축물 붕괴 위험지의 방재개념 적용 방안> 시 군의 개발사업 과정에서 수립되는 사전재해영향성검토 시 지진대책의 일환으로 산사태 피해 예상지역 및 도심 노후 건축물 붕괴 예상 지역에 대한 조치계획 및 대피계획 포함 시 군의 도시계획 수립 및 변경시, 사전재해영향성검토 에서 파악된 취약지, 대피로 및 대피소 관련 사항을 포함하도록 유도 개인의 지진대응력 강화 생활문화적 특징을 고려한 지진대피 홍보 강화 - 농산촌의 펜션, 도심의 찜질방, PC방, 아파트, 교회 등 다수의 인원이 집중 되는 시설은 사용자들을 대상으로 한 맞춤형 대책 필요 특정한 목적으로 활동하는 다중이용시설에 대해서는 지진동 인지시 대응 요령이 상시적으로 안내될 수 있도록 행정과 해당 협회와의 공동노력 필요 재해약자에 대한 지진 대응력 강화 - 고령화 사회로 진입한 도내에는 긴급지진속보가 발령되어도 주변의 도움이 필요한 재해약자가 발생할 가능성이 높음
11 농 산촌 지진 취약가옥 거주 고령자, 마을회관 등지를 대상으로 한 지진 발생시 신속 대피요령 홍보 필요. 특히 지진시 가옥 내 비치된 가구 등이 넘어지면서 발생하는 부상 등, 2차 피해 방지를 위한 주의 요령 안내 필요 학교에서는 지진발생시를 대비하여 지진대비 대피 훈련 및 안전확보를 위한 행동요령 지도 출처 : 일본 야마구치현의 외국인을 위한 지진대피 안내 자료 <주민들을 위한 일러스트형 지진대응 안내 자료(예시)> 이 정책메모는 여건변화 등에 따라서 추후 내용이 일부 보완 수정될 수 있습니다.