연구과제
지진 취약성을 고려한 상수도 네트워크 안전성 평가
연구책임자
조성배
연구기간
2019.01.01 ~2019.12.31
수행자
파일
2019_연구보고서_수도내진_최종.pdf 2019_카피킬러확인_수도내진.pdf 용역보고서_상수도 네트워크 지진 취약성 평가방법 개발 용역_2019.pdf 용역요약보고서_상수도 네트워크 지진 취약성 평가방법 개발 용역_2019.pdf
상수도의 내진성능평가 시 지진으로 인한 관로의 누수 및 파괴상태를 고려한 연구로서, 현행 상수도 내진성능평가가 특정 지점의 단면에 대하여 구조적 안정성 평가 위주로 제시되어 있는 단점을 보완하기 위하여 추진되었다. 본 연구의 목적은 네트워크 기반의 상수도 지진 취약성 평가 방법을 개발하고, 이를 바탕으로 상수도 네트워크 내진성능 예비평가 가이드라인을 작성하는데에 있다. 이와 함께 최근 지진 발생지역인 울산, 포항권 상수도 내진성능평가를 시범적으로 적용함으로써, 제안된 내진성능평가 방법을 검증하고, 나아가 K-water 상수도 시설에 대하여 지진 안전성을 선제적으로 확보하는 것을 최종 목표로 하고 있다.
수리학적 성능이 고려된 상수도 네트워크 시스템의 내진성능평가 방안은 실무 적용성 측면에서, 현재의 필수불가결한 지진에 의한 구조적 성능평가를 최우선적으로 고려하는 상세평가 절차는 그대로 유지하되, 예비평가 항목(위험도, 영향도)을 최대한 활용하여 네트워크 시스템의 성능평가가 가능하도록 제시하였다.
본 연구에서 제안한 상수도 네트워크 내진성능평가 절차를 K-water에서 운영 관리하고 있는 실제 상수도시스템에 적용하고 그 결과를 비교분석한 결과 제안된 방법은 수리학적 취약도를 고려함으로 인해 실제적 피해양상이 고려된 취약도가 산정됨을 알 수 있으며 내진성능 우선순위 평가에 좀 더 분별력이 있는 것으로 나타났다.
제 출 문 i
요 약 문 vi
목 차 xiv
표 목 차 xvi
그림목차 xviii
제 1 장 서 론 1
1.1 연구 목적 1
1.2 연구 배경 1
1.3 연구개발 내용 2
1.4 추진전략 및 방법 3
1.5 기대효과 3
제 2 장 국내외 상수도 내진성능평가 기술 동향 4
2.1 국가기준 개정사항 4
2.1.1 내진설계일반(KDS 17 10 00 : 2018) 제정 4
2.1.2 상수도 내진설계기준(KDS 57 17 00 : 2019) 개정 7
2.2 국내 내진성능평가 요령 9
2.2.1 기존시설물 내진성능평가 요령(한국시설안전공단, 2004) 9
2.2.2 K-water 상수도시설 내진성능평가 요령 개선연구(K-water, 2013) 13
2.2.3 상수도 시설물 종합 내진성능평가 절차 수립 및 S/W 개발(KISTTEC, 2015) 19
2.3 국내외 연구동향 22
2.3.1 미국 ALA 가이드라인(2005) 22
2.3.2 Seismic Performance Evaluation of Water Supply Systems (MCEER, 2008) 35
2.3.3 Response of Buried Pipelines Subjected to Earthquake Effects (MCEER, 2012) 42
2.3.4 일본 수도시설 내진공법 지침?해설 (일본수도협회, 2009) 44
2.3.5 수도시설 설계기준(후생노동성, 2012) 48
제 3 장 지진 시 상수도 네트워크 공간적 파괴확률 산정 방안 49
3.1 국내·외 지반운동예측식(GMPE) 49
3.1.1 개요 49
3.1.2 국내외 지반운동예측식 문헌조사 50
3.1.3 국내 지진기록을 활용한 GMPE 선정 54
3.2 구성요소별 거리를 고려한 공간적 파괴확률 산정 방안 제시 66
3.2.1 상수도 네트워크 관로 파괴확률 산정 66
3.2.2 공간적 파괴확률 산정 방안 적용 결과 69
제 4 장 상수도 네트워크 내진성능 평가 방안 78
4.1 국내·외 상수도 시설물 지진 취약성 평가 시뮬레이션 모형 78
4.1.1 국내·외 상수도 시설물 지진 취약성 평가 시뮬레이션 모형 78
4.1.2 REVAS.NET 모형 79
4.2 상수도 네트워크 내진성능평가 방안(안) 제시 96
4.3 K-water 상수도 시스템 적용 결과 101
4.3.1 포항권 광역상수도 적용 및 결과 101
4.3.2 울산권 공업용수도 적용 및 결과 106
제 5 장 결 론 111
수리학적 성능이 고려된 상수도 네트워크 시스템의 내진성능평가 방안은 실무 적용성 측면에서, 현재의 필수불가결한 지진에 의한 구조적 성능평가를 최우선적으로 고려하는 상세평가 절차는 그대로 유지하되, 예비평가 항목(위험도, 영향도)을 최대한 활용하여 네트워크 시스템의 성능평가가 가능하도록 제시하였다.
본 연구에서 제안한 상수도 네트워크 내진성능평가 절차를 K-water에서 운영 관리하고 있는 실제 상수도시스템에 적용하고 그 결과를 비교분석한 결과 제안된 방법은 수리학적 취약도를 고려함으로 인해 실제적 피해양상이 고려된 취약도가 산정됨을 알 수 있으며 내진성능 우선순위 평가에 좀 더 분별력이 있는 것으로 나타났다.
제 출 문 i
요 약 문 vi
목 차 xiv
표 목 차 xvi
그림목차 xviii
제 1 장 서 론 1
1.1 연구 목적 1
1.2 연구 배경 1
1.3 연구개발 내용 2
1.4 추진전략 및 방법 3
1.5 기대효과 3
제 2 장 국내외 상수도 내진성능평가 기술 동향 4
2.1 국가기준 개정사항 4
2.1.1 내진설계일반(KDS 17 10 00 : 2018) 제정 4
2.1.2 상수도 내진설계기준(KDS 57 17 00 : 2019) 개정 7
2.2 국내 내진성능평가 요령 9
2.2.1 기존시설물 내진성능평가 요령(한국시설안전공단, 2004) 9
2.2.2 K-water 상수도시설 내진성능평가 요령 개선연구(K-water, 2013) 13
2.2.3 상수도 시설물 종합 내진성능평가 절차 수립 및 S/W 개발(KISTTEC, 2015) 19
2.3 국내외 연구동향 22
2.3.1 미국 ALA 가이드라인(2005) 22
2.3.2 Seismic Performance Evaluation of Water Supply Systems (MCEER, 2008) 35
2.3.3 Response of Buried Pipelines Subjected to Earthquake Effects (MCEER, 2012) 42
2.3.4 일본 수도시설 내진공법 지침?해설 (일본수도협회, 2009) 44
2.3.5 수도시설 설계기준(후생노동성, 2012) 48
제 3 장 지진 시 상수도 네트워크 공간적 파괴확률 산정 방안 49
3.1 국내·외 지반운동예측식(GMPE) 49
3.1.1 개요 49
3.1.2 국내외 지반운동예측식 문헌조사 50
3.1.3 국내 지진기록을 활용한 GMPE 선정 54
3.2 구성요소별 거리를 고려한 공간적 파괴확률 산정 방안 제시 66
3.2.1 상수도 네트워크 관로 파괴확률 산정 66
3.2.2 공간적 파괴확률 산정 방안 적용 결과 69
제 4 장 상수도 네트워크 내진성능 평가 방안 78
4.1 국내·외 상수도 시설물 지진 취약성 평가 시뮬레이션 모형 78
4.1.1 국내·외 상수도 시설물 지진 취약성 평가 시뮬레이션 모형 78
4.1.2 REVAS.NET 모형 79
4.2 상수도 네트워크 내진성능평가 방안(안) 제시 96
4.3 K-water 상수도 시스템 적용 결과 101
4.3.1 포항권 광역상수도 적용 및 결과 101
4.3.2 울산권 공업용수도 적용 및 결과 106
제 5 장 결 론 111