지진해일 전파해석을 위한 실용적인 분산보정기법의 적용

Abstract

최근에 분산효과를 고려할 수 있는 실용적인 지진해일 전파모형이 개발되었다 (Cho and Sohn, 2007). 개발된 모델은 일정 수심에서 정확해와 비교를 함으로써 검증이 되었으나 실제 지형에 대해 적용성은 검토되지 않았다. 그래서 본 연구에서는 역사 지진해일을 대상으로 개발된 수치 모형을 실제지형에 적용하여 관측치와 계산치를 비교함으로써 적용성을 검토하였다. 역사 지진해일은 관측값이 존재하고 있는 1983년 동해 중부 지진해일과 1993년 북해도 남서 외해 지진해일을 선정하였고 이 수치모형의 적용성을 검증하기 위해 검조기록이 존재하는 동해안의 속초, 묵호, 포항항에 대하여 수치모의를 하였다. 수치모의의 결과값인 지진해일 첫 파의 도착시간과 검조소위치에서의 최대파고를 관측치와 비교 및 분석하여 수치모형의 적용성을 검토하였다. 그 결과 분산효과를 고려할 수 있는 새로운 유한차분모형은 실제 지형에서도 신뢰성이 높음을 확인하였다. 또한 실제 지형에 적용성이 검증된 유한차분모형을 사용하여 역사 지진해일에 대해 주문진, 옥계, 동해 그리고 삼척항의 최대 처오름 높이를 계산함으로서 지진해일에 대한 안전성을 검토하였다. 계산된 결과는 항만의 설계 및 지진해일에 대한 방재대책 수립 시 기초자료가 될 수 있을 것이다.; The initial wave lengths of tsunamis are several tens to hundreds of kilometers. Thus, the importance of the frequency dispersion effects in proportion to the variation of the wave length, and should be properly considered in numerical simulation of tsunami propagation for a better accuracy. Recently, a practical dispersion-correction scheme has been developed by adding dispersion-correction terms (Cho and Sohn, 2007). The new model employing this numerical technique has been verified by comparing numerical results with analytic solutions, however, the new model has not yet been applied on a real topography. In this study, the new model is applied on a real topography and its applicability is examined. To study the applicability of the new model, two historical tsunami events are simulated for Sokcho, Mukho and Pohang harbors, with the tide gage records. Historical tsunami events are the 1983 Central East Sea and the 1993 Hokkaido Tsunamis. Numerical results, the arrival time and the maximum water level at the tidal stations, are compared with observed data at each harbor. As a result, the new model is verified as applicable. Additionally, the new model is applied for safety investigations at Jumunjin, Okgye, Donghae and Samcheok harbors against two historic tsunami events. As a result, these four harbors were found to be safe against the two historical tsunamis. Predicted distributions of the calculated highest water levels can be used to the design of the ports.