KR102661098B1 - 단층 운동성을 고려한 지진재해도 평가 시스템 및 방법 - Google Patents

단층 운동성을 고려한 지진재해도 평가 시스템 및 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 단층 운동성을 고려한 지진재해도 평가 시스템 및 방법에 관한 것으로, 정보 수신부가 지표지질조사로 측정된 지층 정보를 수신하고, 운동성 판단부가 수신된 지층 정보에서 지층의 균열로 인해 형성된 복수의 균열가지가 가장 높게 형성된 지층을 주 단층면으로 설정하고 설정된 주 단층면을 기준으로 균열가지와 인접하는 적어도 하나의 부수 단층면의 낙차 여부에 따라 부수 단층면의 운동성을 판단하며, 지진단층면 결정부가 각 부수 단층면의 운동성으로 주 단층면 및 각 부수 단층면에 대한 주향, 경사, 운동성, 조사지점, 및 지리좌표 중 어느 하나의 단층자세를 도출하여 도출된 단층자세로 선형지진원이 발생된 지진단층면을 결정하는 구성으로 과거 지진 단층의 정보를 객관화할 수 있고, 지하 심부에 존재 가능한 단층면에 대하여 제한적인 단층 정보를 명확히 할 수 있으며, 지진 안전성 평가에 대한 신뢰성을 향상시킬 수 있다.

Description

단층 운동성을 고려한 지진재해도 평가 시스템 및 방법{SEISMIC HAZARD ASSESSMENT SYSTEM AND METHOD CONSIDERING THE KINESTHETIC SENSE OF FAULTS}
본 발명은 단층 운동성을 고려한 지진재해도 평가 시스템 및 방법에 관한 것으로, 경사이동성분 단층에 대한 정보를 획득하여 정확한 지진재해도 평가를 할 수 있도록 한 기술에 관한 것이다.
지진재해도 평가는 어느 지역 또는 부지에서 발생 가능한 지반운동의 수준을 예상하는 일련의 과정이고, 수행 방법에 따라 결정론적 방법과 확률론적 방법으로 구분할 수 있다. 이 두가지 방법은 평가 대상 지역의 지진 지반운동 수준을 예측하기 위해 지반운동을 야기하는 지진원 시나리오를 선택하는 방법의 차이에 따라 서로 다르다.
지진원 시나리오는 지진의 규모(M)와 이 지진과 부지까지의 거리(D)로 구성된다. 결정론적 방법은 가능한 시나리오를 최대한 제한하여 얻을 수 있는 최대 지진 지반운동을 선택한다. 확률론적 방법은 제한 없이 가능한 모든 시나리오의 발생률을 계산하고 일정한 수준 이상의 지반운동을 야기할 수 있는 시나리오 발생률을 결합하여 이 지반운동을 초과할 확률을 결정한다.
원자력 발전소는 규모 6.5~7 이상의 지진활동이 빈약한 국내 지질환경에서 지진재해도 평가 시 입력 지진단층의 주향과 경사에 대하여 야외지질조사를 통해 과거에 발생한 지진 단층의 정보를 획득하고 있다.
이때, 지진재해도 평가를 위하여 입력 선형지진원 단층면을 결정하고 있으나 경사이동성분을 갖는 단층의 경우, 지하 심부에서 지표면 근처 혹은 재활하면서 과거 단층면이 저각화되거나 고각화되어 입력 선형지진원을 결정하기에 어려운 문제가 있다.
소규모 부수 단층 혹은 과거 활동한 단층면에 대한 입력 선형지진원의 결정이 요구됨에 따라 주 단층면과 부수 단층면을 분류하고 선형지진원을 결정하는 기술의 개발이 필요하다.
대한민국 등록특허 제10-1151375호(2012.06.08)
본 발명은, 운동성을 고려하여 단층을 결정함에 따라 지하 심부에 존재하는 단층면의 경계 범위를 명확하게 규정하고, 신규 단층이 단속적으로 발견되는 지역에서 정확한 지진 안정성 평가가 가능한 단층 운동성을 고려한 지진재해도 평가 시스템 및 방법을 제공할 수 있다.
본 발명의 일 측면에 따른 단층 운동성을 고려한 지진재해도 평가 시스템은 지표지질조사로 측정된 지층 정보를 수신하는 정보 수신부; 상기 수신된 지층 정보에서 지층의 균열로 인해 형성된 복수개의 균열가지 중 가장 높은 위치에 존재하는 균열가지의 지층을 주 단층면으로 설정하고 설정된 주 단층면을 기준으로 상기 균열가지와 인접하는 적어도 하나의 부수 단층면의 낙차 여부에 따라 상기 부수 단층면의 운동성을 판단하는 운동성 판단부; 및 상기 각 부수 단층면의 운동성으로 상기 주 단층면 및 상기 각 부수 단층면에 대한 주향, 경사, 운동성, 조사지점, 및 지리좌표 중 어느 하나의 단층자세를 도출하여 도출된 단층자세로 선형지진원이 발생된 지진단층면을 결정하는 지진단층면 결정부를 포함할 수 있다.
바람직하게는, 상기 운동성 판단부는 상기 부수 단층면의 위치가 상기 주 단층면의 위치보다 높으면 상기 부수 단층면을 역이동성 단층으로 판단할 수 있다,
바람직하게는, 상기 운동성 판단부는 상기 부수 단층면의 위치가 상기 주 단층면의 위치보다 낮으면 상기 부수 단층면을 정이동성 단층으로 판단할 수 있다.
바람직하게는, 상기 운동성 판단부는 상기 부수 단층면의 위치가 상기 주 단층면의 위치와 동일 선상에 위치하면 주향이동 단층으로 판단할 수 있다.
바람직하게는, 상기 주 단층면 및 부수 단층면에 대하여 도출된 각 단층면의 단층자세 및 결정된 지진단층면으로 지진재해도 평가를 위한 평가 데이터로 출력하는 출력부를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 다른 측면에 따른 단층 운동성을 고려한 지진재해도 평가 방법은 지표지질조사로 측정된 지층 정보가 수신되는 정보 수신 단계; 상기 수신된 지층 정보에서 지층의 균열로 인해 형성된 복수개의 균열가지 중 가장 높은 위치에 존재하는 균열가지의 지층이 주 단층면으로 설정되는 주 단층면 설정 단계; 상기 설정된 주 단층면을 기준으로 상기 균열가지와 인접하는 적어도 하나의 부수 단층면의 낙차 여부에 따라 상기 부수 단층면의 운동성이 역이동성 단층, 정이동성 단층, 및 주향이동 단층 중 어느 하나로 판단되는 운동성 판단 단계; 상기 각 부수 단층면의 운동성으로 상기 주 단층면 및 상기 각 부수 단층면에 대한 주향, 경사, 운동성, 조사지점, 및 지리좌표 중 어느 하나의 단층자세가 도출되는 단층자세 도출 단계; 상기 도출된 단층자세로 선형지진원이 발생된 지진단층면이 결정되는 지진단층면 결정 단계; 및 상기 주 단층면 및 부수 단층면에 대하여 도출된 각 단층면의 단층자세 및 결정된 지진단층면으로 지진재해도 평가를 위한 평가 데이터로 출력하는 출력 단계를 포함할 수 있다.
본 발명에 따르면, 과거 지진 단층의 정보를 객관화할 수 있고, 지하 심부에 존재 가능한 단층면에 대하여 제한적인 단층 정보를 명확히 할 수 있으며, 지진 안전성 평가에 대한 신뢰성을 향상시킬 수 있다.
도 1은 일 실시예에 따른 지진재해도 평가 시스템의 구성도이다.
도 2는 일 실시예에 따른 지진재해도 평가 순서를 나타낸 모식도이다.
도 3은 일 실시예에 따른 지층의 단열가지를 나타낸 단면도이다.
도 4는 일 실시예에 따른 정이동성 단층을 나타낸 단면도이다.
도 5는 일 실시예에 따른 역이동성 단층을 나타낸 단면도이다.
도 6은 일 실시예에 따른 주향이동 단층을 나타낸 단면도이다.
도 7는 일 실시예에 따른 지진재해도 평가 방법을 나타낸 순서도이다.
이하에서는 본 발명에 따른 단층 운동성을 고려한 지진재해도 평가 시스템 및 방법을 첨부된 도면들을 참조하여 상세하게 설명한다. 이러한 과정에서 도면에 도시된 선들의 두께나 구성요소의 크기 등은 설명의 명료성과 편의상 과장되게 도시되어 있을 수 있다. 또한, 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 운용자의 의도 또는 관례에 따라 달라질 수 있다. 그러므로, 이러한 용어들에 대한 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.
본 발명의 목적 및 효과는 하기의 설명에 의해서 자연스럽게 이해되거나 보다 분명해질 수 있으며, 하기의 기재만으로 본 발명의 목적 및 효과가 제한되는 것은 아니다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어서 본 발명과 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이, 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략하기로 한다.
도 1은 일 실시예에 따른 지진재해도 평가 시스템의 구성도이다.
도 1에서 나타낸 바와 같이, 일 실시예에 따른 지진재해도 평가 시스템은 정보 수신부(100), 운동성 판단부(300), 및 지진단층면 결정부(500)를 포함할 수 있다.
정보 수신부(100)는 지표지질조사로 측정된 지층 정보를 수신할 수 있다.
운동성 판단부(300)는 상기 수신된 지층 정보에서 지층(1)의 균열로 인해 형성된 복수개의 균열가지(20) 중 가장 높은 위치에 존재하는 균열가지(20)의 지층(1)을 주 단층면(40)으로 설정하고 설정된 주 단층면(40)을 기준으로 상기 균열가지(20)와 인접하는 적어도 하나의 부수 단층면(50)의 낙차 여부에 따라 상기 부수 단층면(50)의 운동성을 판단할 수 있다.
여기서, 운동성 판단부(300)는 상기 부수 단층면(50)의 위치가 상기 주 단층면(40)의 위치보다 높으면 상기 부수 단층면(50)을 역이동성 단층으로 판단할 수 있다.
또한, 운동성 판단부(300)는 상기 부수 단층면(50)의 위치가 상기 주 단층면(40)의 위치보다 낮으면 상기 부수 단층면(50)을 정이동성 단층으로 판단할 수 있다.
또한, 운동성 판단부(300)는 상기 부수 단층면(50)의 위치가 상기 주 단층면(40)의 위치와 동일 선상에 위치하면 주향이동 단층으로 판단할 수 있다.
지진단층면 결정부(500)는 상기 각 부수 단층면(50)의 운동성으로 상기 주 단층면(40) 및 상기 각 부수 단층면(50)에 대한 주향, 경사, 운동성, 조사지점, 및 지리좌표 중 어느 하나의 단층자세를 도출하여 도출된 단층자세로 선형지진원이 발생된 지진단층면(10)을 결정할 수 있다.
여기서, 상기 주 단층면(40) 및 부수 단층면(50)에 대하여 도출된 각 단층면의 단층 자세 및 결정된 지진단층면(10)으로 지진재해도 평가를 위한 평가 데이터로 출력하는 출력부를 더 포함할 수 있다.
도 2는 일 실시예에 따른 지진재해도 평가 순서를 나타낸 모식도이다.
도 2에서 나타낸 바와 같이, 일 실시예에 따른 지진재해도 평가 순서는 위상기하 분석법을 통해 주 단층면(40)을 결정하고, 결정된 주 단층면(40)을 기준으로 단층 상반 또는 단층 하반에 상대적인 낙차가 존재하는지 낙차 존재 여부를 확인할 수 있다. 이때, 부수 단층면은 주 단층면을 기준으로 인접하는 단층을 부수 단층면으로 설정할 수 있다.
여기서, 각 단층면의 운동성은 각 지층(1) 또는 부수 단층면(50)이 주 단층면(40)을 기준으로 단층 상반이 주 단층면(40)보다 상승이면 역이동성 단층으로 판단하고, 단층 상반 또는 부수 단층면(50)이 주 단층면(40)보다 하강이면 정이동성 단층으로 판단하고, 단층 상반 또는 부수 단층면(50)이 주 단층면(40)과 동일 선상에 위치하면 주향이동 단층으로 판단할 수 있다.
운동성이 판단된 부수 단층면(50)을 역이동성 단층, 정이동성 단층, 및 주향이동 단층으로 분류하고 분류된 주 단층면(40) 및 부수 단층면(50)에 대하여 주향, 경사, 운동성, 조사지점, 및 지리좌표 중 적어도 하나의 단층자세를 도출할 수 있다.
도출된 단층자세를 데이터 베이스에 저장하고 저장된 데이터를 연계하여 지진재해도 계산 입력자료로 제공할 수 있다. 이때, 저장된 단층자세 데이터와 유사한 지리적 위치나 운동성을 갖는 단층자세 데이터는 유사성 여부를 판단하고, 유사하다고 판단되면 부수 단층으로 분류하여 단층 하반 또는 단층 상반의 단열 측정 자료로 스크린 할 수 있다.
도 3은 일 실시예에 따른 지층의 단열가지를 나타낸 단면도이다.
도 3에서 나타낸 바와 같이, 일 실시예에 따른 지층(1)의 균열가지(20)는 오랜 기간에 걸쳐 형성된 적어도 하나의 지층(1)에 지진으로 인한 균열이 발생할 수 있다. 지진단층면(10)은 과거 지진이 발생한 지층(1)일 수 있고, 지진단층면(10)에서 발생한 지진으로부터 형성된 균열가지(20)로 인해 각 지층(1)이 이동하여 여러 형태로 나타날 수 있다. 이때, 지진단층면(10)은 마지막 균열지점(30)의 지층으로부터 결정된 주 단층면(40) 및 주 단층면(40)을 기준으로 각 부수 단층면(50)의 단층자세를 기반으로 하여 과거 지진이 발생한 지진단층면(10)이 설정될 수 있다.
도 4는 일 실시예에 따른 정이동성 단층을 나타낸 단면도이다.
도 4에서 나타낸 바와 같이, 일 실시예에 따른 정이동성 단층은 지진 활동으로 인해 균열이 발생된 각 지층(1)이 균열가지(20)를 기준으로 서로 바깥 방향으로 이동하여 정이동성 단층 형태로 나타날 수 있다. 정이동성 단층은 주 단층면(40)을 기준으로 부수 단층면(50)이 낮게 형성된 형태의 지층(1)일 수 있다.
도 5는 일 실시예에 따른 역이동성 단층을 나타낸 단면도이다.
도 5에서 나타낸 바와 같이, 일 실시예에 따른 역이동성 단층은 지진 활동으로 인해 균열이 발생된 각 지층(1)이 균열가지(20)를 기준으로 서로 안쪽 방향으로 이동하여 역이동성 단층 형태로 나타날 수 있다. 역이동성 단층은 주 단층면(40)을 기준으로 부수 단층면(50)이 높게 형성된 형태의 지층(1)일 수 있다.
도 6은 일 실시예에 따른 주향이동 단층을 나타낸 단면도이다.
도 6에서 나타낸 바와 같이, 일 실시예에 따른 주향이동 단층은 각 지층(1)이 지진 활동으로 인해 균열이 발생되었으나, 각 지층(1)의 이동성이 오랜 기간동안 동일 방향 또는 미약한 힘으로 인해 주 단층면(40)과 부수 단층면(50)의 이동성이 낮아 주 단층면(40)과 부수 단층면(50)의 차이가 미미하게 나타날 수 있다.
이러한 분석을 통해 원자력발전소 부지 인근에서 신규 단층이 단속적으로 발견될 경우, 원전 부지 지진안전성 평가를 위한 반복적인 지진재해도 입력 단층면 자세 결정 절차를 간소화하고 신속하게 대응하여 원자력발전소의 안정적인 운영에 기여할 수 있다.
도 7는 일 실시예에 따른 지진재해도 평가 방법을 나타낸 순서도이다.
도 7에서 나타낸 바와 같이, 일 실시예에 따른 지진재해도 평가 방법은 정보 수신 단계(S100), 주 단층면 설정 단계(S200), 운동성 판단 단계(S300), 단층 자세 도출 단계(S400), 지진단층면 결정 단계(S500), 및 출력 단계(S600)를 포함할 수 있다.
정보 수신 단계(S100)는 지표지질조사로 측정된 지층 정보가 수신될 수 있다.
주 단층면 설정 단계(S200)는 상기 수신된 지층 정보에서 지층(1)의 균열로 인해 형성된 복수개의 균열가지(20) 중 가장 높은 위치에 존재하는 균열가지(20)의 지층(1)이 주 단층면(40)으로 설정될 수 있다.
운동성 판단 단계(S300)는 상기 설정된 주 단층면(40)을 기준으로 상기 균열가지(20)와 인접하는 적어도 하나의 부수 단층면(50)의 낙차 여부에 따라 상기 부수 단층면(50)의 운동성이 역이동성 단층, 정이동성 단층, 및 주향이동 단층 중 어느 하나로 판단될 수 있다.
단층 자세 도출 단계(S400)는 상기 각 부수 단층면(50)의 운동성으로 상기 주 단층면(40) 및 각 부수 단층면(50)에 대한 주향, 경사, 운동성, 조사지점, 및 지리좌표 중 어느 하나의 단층자세가 도출될 수 있다.
지진단층면 결정 단계(S500)는 상기 도출된 단층자세로 선형지진원이 발생된 지진단층면(10)이 결정될 수 있다.
출력 단계(S600)는 상기 주 단층면(40) 및 부수 단층면(50)에 대하여 도출된 각 단층면의 단층자세 및 결정된 지진단층면(10)으로 지진재해도 평가를 위한 평가 데이터로 출력할 수 있다.
이상에서 대표적인 실시예를 통하여 본 발명을 상세하게 설명하였으나, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 상술한 실시예에 대하여 본 발명의 범주에서 벗어나지 않는 한도 내에서 다양한 변형이 가능함을 이해할 것이다. 그러므로 본 발명의 권리 범위는 설명한 실시예에 국한되어 정해져서는 안 되며, 후술하는 특허청구범위뿐만 아니라 특허청구범위와 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태에 의하여 정해져야 한다.
100: 정보 수신부 300: 운동성 판단부
500: 지진단층면 결정부
10: 지진단층면 20: 균열가지
30: 마지막 균열지점 40: 주 단층면
50: 부수 단층면
1: 지층

Claims (6)

  1. 지진재해도 평가 시 입력 선형지진원의 단층면을 결정하는 단층 운동성을 고려한 지진재해도 평가 시스템에 있어서,
    지표지질조사로 측정된 지층 정보를 수신하는 정보 수신부;
    상기 수신된 지층 정보에서 지층의 균열로 인해 형성된 복수개의 균열가지 중 가장 높은 위치에 존재하는 균열가지의 지층을 주 단층면으로 설정하고 설정된 주 단층면을 기준으로 상기 균열가지와 인접하는 적어도 하나의 부수 단층면의 낙차 여부에 따라 상기 부수 단층면의 운동성을 판단하는 운동성 판단부; 및
    상기 각 부수 단층면의 운동성으로 상기 주 단층면 및 상기 각 부수 단층면에 대한 주향, 경사, 운동성, 조사지점, 및 지리좌표 중 어느 하나의 단층자세를 도출하여 도출된 단층자세로 선형지진원이 발생된 지진단층면을 결정하는 지진단층면 결정부를 포함하는 단층 운동성을 고려한 지진재해도 평가 시스템.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 운동성 판단부는 상기 부수 단층면의 위치가 상기 주 단층면의 위치보다 높으면 상기 부수 단층면을 역이동성 단층으로 판단하는 것을 특징으로 하는 단층 운동성을 고려한 지진재해도 평가 시스템.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 운동성 판단부는 상기 부수 단층면의 위치가 상기 주 단층면의 위치보다 낮으면 상기 부수 단층면을 정이동성 단층으로 판단하는 것을 특징으로 하는 단층 운동성을 고려한 지진재해도 평가 시스템.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 운동성 판단부는 상기 부수 단층면의 위치가 상기 주 단층면의 위치와 동일 선상에 위치하면 주향이동 단층으로 판단하는 것을 특징으로 하는 단층 운동성을 고려한 지진재해도 평가 시스템.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 주 단층면 및 부수 단층면에 대하여 도출된 각 단층면의 단층자세 및 결정된 지진단층면으로 지진재해도 평가를 위한 평가 데이터로 출력하는 출력부를 더 포함하는 단층 운동성을 고려한 지진재해도 평가 시스템.
  6. 제1항의 단층 운동성을 고려한 지진재해도 평가 시스템에서 수행되는 단층 운동성을 고려한 지진재해도 평가 방법에 있어서,
    지표지질조사로 측정된 지층 정보가 수신되는 정보 수신 단계;
    상기 수신된 지층 정보에서 지층의 균열로 인해 형성된 복수개의 균열가지 중 가장 높은 위치에 존재하는 균열가지의 지층이 주 단층면으로 설정되는 주 단층면 설정 단계;
    상기 설정된 주 단층면을 기준으로 상기 균열가지와 인접하는 적어도 하나의 부수 단층면의 낙차 여부에 따라 상기 부수 단층면의 운동성이 역이동성 단층, 정이동성 단층, 및 주향이동 단층 중 어느 하나로 판단되는 운동성 판단 단계;
    상기 각 부수 단층면의 운동성으로 상기 주 단층면 및 상기 각 부수 단층면에 대한 주향, 경사, 운동성, 조사지점, 및 지리좌표 중 어느 하나의 단층자세가 도출되는 단층자세 도출 단계;
    상기 도출된 단층자세로 선형지진원이 발생된 지진단층면이 결정되는 지진단층면 결정 단계; 및
    상기 주 단층면 및 부수 단층면에 대하여 도출된 각 단층면의 단층자세 및 결정된 지진단층면으로 지진재해도 평가를 위한 평가 데이터로 출력하는 출력 단계를 포함하는 단층 운동성을 고려한 지진재해도 평가 방법.
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