댐 붕괴 홍수로 인한 농업용 저수지 하류부의 정량적 위험도 평가

양영진 ( Young-jin Yang ),노재경 ( Jae-kyoung Noh ) 한국농공학회 2017 한국농공학회 학술대회초록집 Vol.2017 No.-

범지구적 이상 기후변화에 따른 자연재난은 재앙으로 일컬어질 만큼 피해 규모가 증가하고 있다. 이에 따라 재해 위험도의 영향을 선제적이며 포괄적으로 고려한 국가인프라시설의 개발계획과 재난위험 대응을 위한 재정전략 수립의 필요성이 증가하고 있지만, 복합적인 자연재해와 급격한 도시화 등으로 인하여 재해위험관리의 어려움 또한 가중되고 있다. 재난발생 시 최전방에 위치한 저수지, 제방 등의 농업기반시설은 농지보전과 농업생산의 사회·경제적 활동을 지원하기 위한 시설물과 부대시설이라는 기존의 기능과 역할에서 확대되어, 홍수와 가뭄 등 극한기상으로 인한 자연재해를 예방하고 재난발생 시에는 인적·물적 자산을 보호해야 하는 인프라시설로서의 역량 강화 요구가 증대되고 있다. 재해위험의 취약도 개선과 재해의 예방·경감을 통한 효율적인 재난관리체계를 구축하고 재난대응을 위한 재정전략을 수립하기 위해서는 정량적인 재난 위험도의 평가와 재난의 사회·경제적 영향에 대한 엄밀한 분석이 선행되어야 한다. 위험도 평가를 기반으로 한 재난위험관리를 통해 자연재해로 인한 경제·사회적 비용을 감소시킬 수 있으며, 허보영(2013)에 따르면 자연재해 위험지구 정비사업을 통해 자연재해에 대한 예방 투자를 할 경우 평균 2.83의 비용편익비가 발생하여 잠재복구 비용을 절감할 수 있는 것으로 연구된 바 있다. 재난에 의한 위험도 평가를 위해서는 재해의 위험(hazard), 자산의 재해노출도(exposure), 재해 취약도(vulnerability)에 대한 정확하고 신뢰성 있는 데이터와 기술적인 평가 모델이 필요하나 현재 데이터의 처리 및 분석기법의 부재 등으로 국내에서는 정량적 위험도 평가가 제대로 이루어지지 못하고 있는 실정이며, 재난의 예상손실평가 등 재난위험을 정량화할 수 있는 분석기법은 아직 일반화될 정도로 개발되지 못한 상황이다. 이에 본 연구에서는 잠재위험도를 고려하여 농업용 저수지를 정량적 위험도평가의 프로토타입으로 선정하였으며, 국제적으로 연구되고 통용되는 방법론에 따라 댐 및 댐 하류부의 위험도평가 프레임워크를 제시하였다. 프레임워크에 근거하여 댐의 파괴시나리오와 이에 따른 지역단위 재해발생 전망과 재난노출 가능성인 위험(hazard)의 규모를 분석하였다. 자산의 재해노출도(exposure)는 댐 붕괴모델을 통한 재난지역의 GIS 분석결과에 기초하였다. 재해 취약도(vulnerability)와 사회·경제적인 피해는 두 가지 방법론을 적용하였다. 우선 국내기준과 법령에 부합하는 다차원 홍수피해산정법(MD-FDA)을 통해 분석하였으며, 또한 RiskScape모델과 취약도함수방법(fragility function method)을 사용하여 분석함으로써 결과 값을 비교하고 국내적용방안에 대해 검토하였다. 본 연구는 일반화된 이론에 근거하여 댐 및 댐 하류부의 전체적인 정량적 위험도평가 방안을 제안하였으므로 실제 재해 지구의 위험도 경감을 위한 투자계획을 수립하고, 시행예정 지구의 효율적인 토지이용계획과 재해 대응관련 의사결정을 지원하는 기초자료로 활용하고자 한다.

소형차 전용 도로터널의 화재 정량적 위험도 평가기법에 관한 기초연구

류지오(Ryu Ji oh),김효규(Kin Hyo Kyu) 대한설비공학회 2018 대한설비공학회 학술발표대회논문집 Vol.2018 No.6

소형차 전용 도로터널의 화재 위험도평가기법개발 및 적용성에 관한 연구

유지오,최판규 사단법인 한국터널지하공간학회 2018 한국터널지하공간학회논문집 Vol.20 No.6

도로터널의 방재시설 설계에 화재 위험을 정량적으로 평가하기 위한 정량적 위험도 평가기법이 소방시설물에 대한 성능위주 설계의 일환으로 도입되어 전차종이 통과하는대단면 터널에 대한 방재시설의 적정성을 평가하는데 활용되고 있다. 그러나 현재 도로 터널에 도입하고 있는 정량적 위험도 평가기법은 대단면 터널에만 적용이 가능하기 때문에 최근 건설이나 계획이 증가하는 소형차 전용 도로터널에 대한 정량적 위험도 평가기법의 개발 필요성이 대두되게 되었다. 이에 본 연구에서는 기존의 터널에 대한 정량적 위험도 평가기법을 기반으로 하여 소형차 전용 도로터널에 적합한 화재발생 시나리오를 제시하고 소형차 전용의 모델터널에 대해서 피난연결통로 간격에 따른 위험도를 분석하고 적용성을 검토하였다. 그 결과로 소형차 전용도로터널의 경우, 현행 사회적 위험도 평가기준을 만족하기 위한 피난연결통로의 적정 간격은 200 m로 평가되었다. 또한 소형차 전용터널에 대한 제배연방식에 따른 위험도를 비교한 결과, 제트팬에 의해서 기류제어가 가능한 대배기구방식이 피난안전확보에 효과적인 것으로 분석되었다. A quantitative risk assessment method for quantitatively evaluating the fire risk in designing a road tunnel disaster prevention facilities has been introduced to evaluate the appropriateness of a disaster prevention facility in a large tunnel through which all vehicle types pass. However, since the quantitative risk assessment method of the developed can be applied only to the large sectional area tunnels (large tunnels), it is necessary to develop a quantitative risk assessment method for road tunnels passing only small cars which has recently been constructed or planned. In this study, fire accidents scenarios and quantitative risk assesment method for small road tunnels through small cars only which is based on the methods for existing road tunnels (large tunnels). And the risk according to the distance between cross passage is evaluated. As a result, in order to satisfy the societal risk assessment criteria, the distance of the appropriate distance between cross passages was estimated to be 200 m, and the effect of the ventilation system of the large port exhaust ventilation system was quantitatively analyzed by comparing the longitudinal ventilation system.

화력발전설비 위험도 평가를 통한 기기별 정비주기 예측

송기욱(Gee Wook Song),김범신(Bum Shin Kim),최우성(Woo Song Choi),박명수(Myung Soo Park) 대한기계학회 2013 大韓機械學會論文集A Vol.37 No.10

위험도 평가 기술은 주로 플랜트의 많은 운영설비 중 대형사고나 피해를 유발할 수 있는 위험설비를 선별하는 목적으로 개발되었다. 설비의 위험도를 평가하여 위험도의 크기에 따라 순위를 정하고 이 순위를 기준으로 정비자원을 투입하는 순서나 정비작업의 시급성을 판단한다. 위험도란 고장이 발생할 확률과 고장이 발생할 경우에 수반되는 파손피해의 곱으로 정의된다. 위험도 평가방법으로는 간단한 손상 및 고장 평가기법을 이용하여 기본적인 고장확률 데이터를 확보하고 정성적인 문진을 통해 이를 보완하는 준 정량적 방법이 많이 사용되고 있다. 본 논문에서는 준 정략적 평가를 이용하여 석탄화력발전소의 보일러설비에 대한 위험도 평가를 수행하고 이를 기반으로 설비 별차기 정비주기를 선정하였다. Risk-based inspection (RBI) is a well-known method that is used to optimize inspection activities based on risk analysis in order to identify the high-risk components of major facilities such as power plants. RBI, when implemented and maintained properly, improves plant reliability and safety while reducing unplanned outages and repair costs. Risk is given by the product of the probability of failure (POF) and the consequence of failure (COF). A semi-quantitative method is generally used for risk assessment. Semi-quantitative risk assessment complements the low accuracy of qualitative risk assessment and the high expense and long calculation time of quantitative risk assessment. The first step of RBI is to identify important failure modes and causes in the equipment. Once these are defined, the POF and COF can be assessed for each failure. During POF and COF assessment, an effective inspection method and range can be easily found. In this paper, the calculation of the POF is improved for accurate risk assessment. A modified semi-quantitative risk assessment was carried out for boiler facilities of thermal power plants, and the next maintenance schedules for the equipment were decided.

IWRAP에 의한 목포항 진입수로 정량적 해상교통위험도 평가분석

김광일,정중식,박계각 해양환경안전학회 2012 해양환경안전학회 학술발표대회 논문집 Vol.2012 No.04

위험도 평가는 양적인 평가방법(정량적 평가방법)과 질적인 평가방법(정성적 평가방법)이 있다. 해상에서 정량적인 평가방법은 선박의 통항량, 통항분포, 속력, 길이, 침로, 흘수 및 해상의 수심 등의 기하학적인 자료를 토대로 위험도를 산출하는 방법이다. 본 연구에서는 VTS 통항데이터를 정량적인 평가툴인 IWRAP에 적용하여 목포항 진입수로의 속력별, 길이별 통항분포와 해상교통위험도를 평가분석 하고자 한다. Risk Assessment is consist of Quantitative risk assessment and Qualitative risk assessment. Quantitative risk assessment is based on vessel traffic, traffic distribution, velocity, length, course, draft, depth of waterways.

철도터널에서 차량화재시 정량적 위험도 평가에 관한 연구

유지오,남창호,조형제,김종원,Yoo, Ji-Oh,Nam, Chang-Ho,Jo, Hyeong-Je,Kim, Jong-Won 한국터널지하공간학회 2010 한국터널지하공간학회논문집 Vol.12 No.4

대구지하철 화재사고에서와 같이 철도터널 내 화재는 제연과 배연의 어려움으로 자칫 대형 사고로 이어질 가능성이 크다. 철도터널에서는 화재 시 안전성 확보를 위하여 정량적 위험도 평가를 통하여 방재 시설을 설치하도록 되어 있다. 이 연구에서는 터널내 화재시 정량적 위험도평가를 위해서 필요한 화재발생 표준시나리오, 화재 및 대피해석모델, 사망자 추정모델, 사회적 위험도 평가기준 등을 정립하여 철도터널에 대한 정량적 안전성 평가 기법을 제시하고자 하였다. 또한 본 연구에는 각각의 철도터널 화재사고에 대한 정량적 위험도를 평가할 수 있는 프로그램의 개발과 각종 모델을 정립하여 호남고속철도 방재시설 설계에 반영하였다. As we learned in Daegu subway fire accident, fire in the railway tunnel is prone to develop to large disaster due to the limitation of smoke control and smoke exhaust. In railway tunnel, in order to ensure fire safety, fire prevention and fighting systems are installed by quantitative risk assessment results. Therefore, in this research, developed the program to establish quantitative risk assessment and suggested quantitative safety assessment method including fire scenarios in railway tunnel, fire and evacuation analysis model, fatality estimate model and societal risk criteria. Moreover, this method applys to plan preventing disaster for Honam high speed railway tunnel. As results, we presented the proper distance of escape route and societal risk criteria.

철도터널에서 위험인자가 정량적 위험도 평가에 미치는 영향

유지오,김진수,이동호,신현준,Yoo, Ji-Oh,Kim, Jin-Su,Rie, Dong-Ho,Shin, Hyun-Jun 한국터널지하공간학회 2015 한국터널지하공간학회논문집 Vol.17 No.2

철도터널에 대한 정량적 위험도 평가는 다양한 시나리오를 작성하고 사고발생빈도 및 사고의 결과의 곱으로 위험도를 정량화하는 것이다. 정량적 위험도 평가는 터널제원, 화재특성, 제연방법, 제연과 대피방향의 관계 등 다양한 인자에 의해서 영향을 받는다. 이에 본 연구에서는 터널연장(2, 3, 4, 5, 6 km) 및 경사도(5, 15, 25‰)를 변수로 하여 제연방법 및 제연과 대피방향의 관계가 정량적 위험도 평가에 미치는 영향을 검토하였다. 이 결과로 복선터널 단면(단면적 $97m^2$)에서는 열차화재시 열차중 화재차량의 위치와 무관하게 제연반대방향으로 대피하는 것이 가장 효과적인 것으로 나타났다. 또한 이와 같은 조건에서 기계환기시 위험도지수가 자연환기 보다 약 1/10까지 감소하는 것으로 평가되었다. Quantitative risk assessment (QRA) of railway is to create a variety of scenario and to quantify the degree of risk by a result of the product of accident frequency and accident. Quantitative risk Assessment is affected by various factors such as tunnel specifications, characteristics of the fire, and relation of smoke control and evacuation direction. So in this study, it is conducted that how the way of smoke control and the relation of smoke control and evacuation direction affect quantitative risk assessment with variables (the tunnel length (2, 3, 4, 5, 6 km) and the slope (5, 15, 25‰)). As the result, in a train fire at the double track tunnel (Area = $97m^2$), it is most efficient to evacuate to the opposite direction of smoke control regardless of the location of train in train fire. In addition, under the same condition, index risk in mechanical ventilation up to 1/10.

확률·통계적 리스크분석을 활용한 인적재난 위험평가 기법 제안

박소순 한국방재학회 2009 한국방재학회논문집 Vol.9 No.6

Recently, damage scale of human-induced disaster is sharply increased but its occurrences and damages are so uncertain that it is hard to construct a resonable response & mitigation plan for its infrastructures. Therefore, the needs for a advanced risk management technique based on a probabilistic and stochastic risk evaluation technique is increased. In this study, these evaluation methods were investigated and a advanced disaster risk evaluation method, which is based on the probabilistic or stochastic risk assessment theory and also is a quantitative evaluation technique, was suggested. With this method, the safety changes as the result of fire damage management for recent 40 years was analyzed. And the result was compared with that of Japan. Through the consilience of the traditional risk assessment method and this method, a stochastical estimation technique for the uncertainty of future disaster's damage could support a cost-effective information for a resonable decision making on disaster mitigation. 최근 인적재난 발생의 불확실성에 대한 유연한 대처를 위해 확률·통계적 재난위험성 평가 및 위험관리 기술에 대한 필요성이 고조되고 있어 관련기술을 인적재난에 적용하기 위한 연구를 수행하였다. 먼저 재난위험성 평가 기법의 실효성, 경제성 및 지속가능한 시스템 구현을 위한 선제조건을 검토하였다. 이로부터 재난의 피해규모-발생확률 분포함수의 이론적 검토를 통해 확률·통계적인 재난위험 지표를 도출하고 재난안전(위험)도 평가에 활용함으로서 보다 간편한 정량적 재난위험도 평가기법을 개발하였기에 이를 소개한다. 또한 이를 활용하여 우리나라와 일본의 화재에 대한 확률·통계적 시스템의 안전유지 성능을 비교·분석하고 그 결과를 안전지수로 제시하였다. 향후 기존의 재난위험 평가기술과 융화·발전시켜 국내실정에 맞는 미래 재난 추정 및 예측 모델의 최적화 방안을 마련함으로써 지속적인 위험도 분석결과에 기반을 둔 합리적인 통합재난관리 방안 마련이 가능 할 것으로 기대된다.

해저철도터널(목포-제주간) 화재시 정량적 위험도 평가기법에 의한 피난연결통로 적정간격산정에 관한 연구

유지오,김진수,이동호,신현준,Yoo, Ji-Oh,Kim, Jin-Su,Rie, Dong-Ho,Shin, Hyun-Jun 한국터널지하공간학회 2015 한국터널지하공간학회논문집 Vol.17 No.3

현재 목포-제주간 해저터널은 타당성 검토를 위한 기본계획 중에 있으며, 노선의 길이가 108 km인 고속여객 전용선으로 단면형태는 유로터널과 같은 서비스터널을 설치한 단선쌍굴터널로 검토되고 있다. 또한 교통량은 10량 1편성의 열차가 일일 76편/편도 운행하는 것으로 계획하고 있다. 이에 본 연구에서는 터널의 피난연결통로의 적정 간격을 정량적 위험도 평가기법에 의해서 검토하는 것을 목표로 정량적 위험도 평가기법을 정립하였다. 또한 터널의 단면형태를 복선터널(Type 3), 쌍굴터널(Type 1) 및 복선터널을 격벽으로 분리하는 형태의 터널(Type 2)을 대상으로 단면형태별로 적정 피난연결통로 간격을 산정하였다. 본 연구결과, Type 2의 단면이 대피안전확보에 가장 효과적이며, 현행 국내 사회적 위험도 평가기준을 만족하기 위해서는 단면형태별로 350 m (Type 1), 400 m (Type 2), 1,500 m (Type 3)의 피난연결통로 간격이 요구되는 것으로 나타나고 있다. Quantitative Mokpo-Jeju undersea tunnel is currently on the basis plan for reviewing validation. As for the cross section shape for express boat of 105 km line, sing track two tube is being reviewed as the Euro tunnel equipped with service tunnel. Also, 10 carriage trains have been planned to operate 76 times for one way a day. So, in this study, quantitative risk assessment method is settled, which is intended to review the optimal space between evacuation connection hall of tunnel by quantitative risk analysis method. In addition to this, optimal evacuation connection hall space is calculated by the types of cross section, which are Type 3 (double track single tube), Type 1 (sing track two tube), and Type 2 (separating double track on tube with partition). As a result, cross section of Type 2 is most efficient for securing evacuation safety, and the evacuation connection space is required for 350 m in Type 1, 400 m in Type 2, and 1,500 m in Type3 to satisfy current domestic social risk assessment standard.

하천의 홍수방어목표 적정화를 위한 정량적 위험도 평가 적용: 하천 배후지역 이용현황에 따른 설계빈도 차등화를 중심으로

이종소,이상은,송창근,신은택 국토연구원 2021 국토연구 Vol.108 No.-

In Korea, the flood defense level has been typically determined by the classification of river grade. Each river interval should, in principle, have different level necessary to consider the flood risk behind the river, which however is not currently applied in planning the river due to the lack of scientific methods. Therefore, to develop a reasonable method for zoning the flood defense levels of river intervals, the methodology of the QRA (Quantitative Risk Assessment) originated from the reliability engineering was introduced to a river interval with highly urbanized area. First, the authors presented the FN curve showing the numbers of fatalities at various flood frequency conditions. Then, they evaluated the adequacy of flood risk comparing with the societal risk tolerance criteria for the river basin. Finally, they adjusted the flood defense level according to the distributions of population, land use, and buildings in riparian and checked whether it satisfied the risk criteria or not. 우리나라는 하천을 설계하는 데 하천 배후지역의 위험도를 고려하기보다는 하천등급에 따라 홍수방어목표, 즉, 설계빈도를 구분하는 방식을 채택하고 있다. 원칙적으로는 하천 구간의 특성을 고려하도록 하나, 과학적인 판단기준 및 분석방법이 불분명한 실정이다. 이에 본 논문에서는 신뢰성 공학에서 제안한 정량적인 위험도 평가를 응용하여 하천 구간별로 설계빈도를 합리적으로 설정하는 방법을 제안하고 온천천 유역의 사례연구를 통해 방법론의 유용성을 실증하고자 하였다. 먼저, 다양한 설계빈도 조건에서 인명피해를 분석하고 FN곡선을 통해 위험도를 나타내었다. 다음으로는 해당 유역의 실정에 맞는 사회적 위험도 허용기준을 도출한 뒤 앞에서 산정한 위험도의 적정성을 판단하였다. 마지막으로, 하천 배후지역의 인구, 토지이용, 건축물 등의 분포를 고려한 결과 인구밀도가 매우 높아지는 일부 구간에서 설계빈도 상향 조정 등 위험 저감대책이 필요함을 실증하였다. 본 연구에서 제시한 방법은 향후 하천기본계획 수립 시 하천의 구간별 홍수방어목표를 적정화하는 데 유용할 것으로 판단된다.