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[기고] 연이은 지진, 가스시설 안전관리 이렇게 변한다신승용 지진안전부장 (한국가스안전공사)
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[1348호] 승인 2018.06.14  23:18:00
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지진, 막을 수 없지만 피해는 최소화 할 수 있다

 

지진 시작점, 내륙으로 이동하면서 피해 확대 
1996년 내진설계 도입, 가스시설 2000년부터 적용
경주·포항지진 계기로 강화된 내진기준 시행

 

 

2000년 이후 지진발생규모 증가

지질학자들은 지구의 모습을 13개의 대륙판으로 구성되어 있었으며, 한반도는 유라시아판에 위치하고 있었다고 한다. 유라시아판은 진원 깊이가 70km 이하인 천발지진이 대부분이며, 우리나라는 판 경계의 지진보다는 작은 규모의 지진이 발생하는 지역이다.

이후, 지각 변동으로 13개의 대륙판이 현재의 지구 모습으로 위치하고 있으며, 판의 경계에서 화산이나 지진의 재해가 많이 발생하고 있다.

특히, 불의 고리라 불리는 환태평양 지진대에서 전 세계 지진의 70%가 발생하고 있으며, 대규모의 지진과 화산 발생이 증가하고 있는 추세이다.

우리나라의 옛 문헌을 분석한 결과, 한반도에서의 지진은 서기 2년에서 1904년까지 약 1,800여회가 발생하였으며 피해는 40여회가 있었으며 15~17세기에 가장 활발했었다고 한다.

우리나라에도 1978년부터 지진계측기를 설치하여 지진관측을 실시한 이래 지진 발생 빈도가 2000년 이전까지는 년 평균 20회 정도였으나, 2000년 이후부터는 년 평균 60회가 상회 하는 등 지진발생 빈도가 꾸준히 증가하고 있다. 또한 1970년대부터 2000년대 까지는 해역이나 산간지방에서 지진이 발생하여 내륙에 별다른 피해가 없었으나, 최근에는 경주, 포항 지역 등 내륙에서 발생하여 인명과 재산피해가 증가하고 있는 추세이다.

2016년 9월 12일 경주지역에서 발생한 지진은 규모 5.8로 인명 23명 재산 약 102억원의 피해가 있었으며, 2017년 11월 15일 포항지역에서 발생한 지진은 규모 5.4로서 인명 92명 재산 약600억원의 피해가 발생하였다.

경주지진에 비해 포항지진의 규모가 적음에도 불구하고 피해가 큰 것은 진앙에서 진원의 깊이가 경주지진은 약 13km이고 포항지진은 약3~9km로 진원의 깊이가 얕아 지진에너지의 영향을 많이 받은 것으로 추정된다. 위와 같이 한반도에서의 지진은 규모도 커지고 꾸준히 증가하고 실정이다.

 

일본 1995년 고베지진 계기로 내진설계 도입 

우리나라는 1995년 규모 7.2의 일본 고베지진을 계기로 1996년부터 내진설계가 도입되었으며, 가스시설물은 2000년 가스관계법령을 개정하여 내진설계를 의무화하였다.

지진·화산재해대책법에서는 지진·지진해일 및 화산활동으로 인한 재해로부터 국민의 생명과 재산 및 주요 기간시설을 보호하기 위하여 지진‧지진해일 및 화산활동의 관측·예방·대비 및 대응, 내진대책, 지진재해 및 화산재해를 줄이기 위한 연구 및 기술개발 등에 필요한 각종 제도를 운영 중이다. 특히 건축물, 공항시설, 댐, 항만시설, 가스시설 등 31종을 내진설계 대상 시설물로 지정하고 관리하고 있다.

가스시설물 중 고법적용 대상시설은 가연성·독성가스는 5톤 또는 500㎥(비가연성․비독성은 10톤 또는 1000㎥)이상과 동체부의 높이가 5m 이상인 압력용기 등에, 액법, 도법적용 대상시설은 3톤 이상의 저장탱크에 적용하고 있다. 또한, 고압가스배관은 지상에 설치되는 사업소 밖의 배관에, 도시가스배관은 사용자 공급관과 내관을 제외한 지상에 사업소 밖의 배관에 적용하고 있다.

1996년 우리나라에 내진설계가 도입될 당시에는 우리나라 지반에 대한 조사자료가 없어 미국 내진설계기준인 UBC기준을 준용하였다. 이에, 우리나라 지반특성에 맞는 지반분류체계의 필요성이 있어 지반특성에 대한 조사와 연구가 실시되고 2016년 경주지진을 계기로 우리나라에 적합한 내진설계기준 공통적용사항을 행정안전부에서 마련하였으며, 이를 바탕으로 가스시설 내진설계기준인 KGS GC 203, 204를 2018년 1월 11일 개정을 완료하였다.

 

2016년 경주지진… 한국형 내진설계기준 마련

주요 개정내용으로는 첫째, 지진구역을 전남 남서부를 2구역에서 1구역으로 조정하여 구역계수 0.11를 적용토록 하였으며, 둘째, 재현주기 4,800년을 신설하여 위험도 계수 2.6을 적용하여 특A 등급인 에너지주요 시설에 적용했다.

셋째, 국내 지반특성에 맞도록 지반분류를 재설정하고, 넷째, 내진등급별 내진성능 수준을 기존 기능수행, 붕괴방지에서 즉시복구, 장기복구를 추가하여 4단계로 세분하였다.

다섯째는 설계지반운동 특성을 반영한 표준응답스펙트럼을 변경하였다.

우리나라와 미국의 지반특성을 비교하면, 미국 UBC기준은 서부해안지역의 지반조건으로 기반암의 깊이가 100~300m인 장주기 특성인데 비하여, 우리나라의 지반조건은 기반암의 깊이가 30m 이내의 단주기 특성을 갖고 있다.

이에, 우리나라 지반조건에 맞도록 기반암의 깊이를 20m 전후로 구분하여 S1부터 S5까지 구분하고 50m가 초과하는 경우에는 별도의 지반조사를 통해 전단파 속도를 구하도록 하였다. 또한 지반분류에 따른 표준설계응답스펙트럼을 비교하면, 기존의 1개 스펙트럼을 암반지반과 토사지반으로 세분하였으며 우리나라의 일반적인 S2 지반의 경우에는 단주기 영역에서는 약 19% 지진력이 증가하고 장주기 영역에서는 약 12%의 지진력이 감소하였으며, S5 지반은 단주기 영역에서는 약 24%의 지진력이 감소하고 장주기 영역에서는 약 16%의 지진력이 감소하는 현상을 보이고 있다.

   
▲ 2017년 11월 포항지역에서 발생한 지진은 규모 5.4로 부상 92명, 재산 약 600억원의 피해가 발생했다. 더욱이 포항지진은 2016년 경주지진(규모 5.8)보다 규모가 작지만, 진원의 깊이가 얕아 피해규모는 더 컸다.

실제로 경주와 포항에서 발생한 지진의 경우에 주변 관측소에서 계측한 값과 표준응답스펙트럼을 비교한 결과, 1997년의 스펙트럼보다 2017년의 스펙트럼이 우리나라에서 발생한 지진의 특성을 잘 반영하고 있음을 보여주고 있다.

또한, 산업부 에너지시설 내진안전 종합대책을 반영하여 지진으로 인한 시설물의 피해가 사회경제적으로 미치는 영향을 고려하는 영행도 등급을 신설하여 시설물의 피해에 따른 가스수급차질 정도, 주거지 인접정도, 시설물 규모에 따른 영향도가 큰 경우에 A 등급, 상대적으로 영향도가 작은 경우에는 B등급을 적용하여 에너지 주요시설인 가스도매사업자 시설에는 특A 등급으로 상향하여 붕괴방지수준의 재현주기 4800년과 표준지반가속도 값 0.286g를 적용하도록 하였다. 이는 기존의 가스시설 내진력이 규모 6.5에서 규모 6.7로서 지진파 에너지 대응력이 2배 증가되는 것이다.

여기에, 도시가스 정압기실을 내진설계 대상으로 확대하였다. 정압기는 가스기술기준 CODE에 따라 내진설계 대상이나, 건축물인 정압기실은 건축법에 따라 내진설계를 적용하고 있었으며, 건축법은 2층 이상에 내진설계를 적용하고 있어, 1층 구조의 정압기실은 내진설계 대상에서 제외가 되었다. 이는, 지진으로 정압기실 건축물이 붕괴될 경우에 정압기의 피해로 가스누출, 폭발의 위험이 있는 불합리한 부분이 있어, 정압기실도 내부의 정압기 내진등급에 따라 내진설계를 하도록 의무화여 내진등급은 특A부터 2등급까지 가스압력에 따라 적용하고 있다.

 

가스시설 지진안전성 향상 종합계획 수립 중

기존 가스시설의 지진안전성 향상을 위하여 가스시설 지진안전성 향상 종합계획 수립을 추진 중이다.

주요 추진 방향을 살펴보면 첫째 가스사업자의 지진대응역량 강화를 위한 지진대응 매뉴얼을 개발·보급이다.

주요내용은 지진규모에 따른 대응방법을 관심, 주의, 경계, 심각 단계로 구분하여 규모 3.0이하인 경우에는 관심단계로 일상적인 점검을 실시하고, 규모 4.0에서 4.9인 경우에는 경계단계로 상황실 구성, 가스시설의 상세점검을 실시하는 등 지진규모에 따라 대응방법을 구체화 하였다. 또한, 진앙과의 거리에 따른 점검구역을 세분화하여 대응조치를 마련하였다. 예를 들면, 규모 6.0이 발생하였을 경우, 진앙 지역 30km 이내는 zone 0 구역으로 심각단계의 대응조치를 하고, 진앙 지역에서 100km 떨어진 곳에서는 zone 2 구역으로 구분하여 경계단계에 해당되는 대응조치를 하도록 하였다.

둘째, 기존 내진미설계 시설의 지진안전성을 확보하기 위하여 성능평가, 보수보강을 단계별로 추진할 계획이다.

저장탱크는 2000년부터 내진설계가 도입되어 내진미설계 저장탱크는 약 3,050개로 파악하고 있으며, 성능평가는 2022년까지 실시하고 성능이 부족한 시설은 5년 이내에 보수보강을 추진할 계획이다.

정압기실은 금년부터 내진설계가 도입, 3,072개 전체가 내진미설계 상태이지만, 성능평가는 2020년까지 실시하고 성능이 부족한 시설은 3년 이내에 보수보강을 추진할 계획이다. 또한, 가스배관은 2003년부터 내진설계가 도입되어 내진미설계 배관은 22,777km로 파악하고 있으며, 성능평가는 2019년까지 실시하고 성능이 부족한 시설은 3년내에 보수보강을 추진할 계획이다.

참고로, 2017년도에 각 시설별로 표본으로 성능평가를 실시한 결과, 시설별 주요 부적합 내용과 보강방법으로는, 저장탱크는 앵커볼트, 기초두께, 탱크지지대 보강을, 정압기실은 환기구 방향, 내력벽, 철골기둥, 경량골조를 통한 보강으로, 가스배관은 안전율이 11배로 충분한 안전을 확보하고 있는 것으로 분석되었다.

이어, 보수보강의 활성화를 위해 보수보강 매뉴얼 작성, 기금융자, 세제혜택 등 인센티브 제도 등을 마련할 계획이다.

이제 우리나라도 더 이상 지진의 안전지대가 아니므로 가스시설에 대한 지진안전성 강화와 내진성능 부족시설에 대한 보수보강을 통해 지진으로부터 안전한 가스시설이 될 수 있도록 최선의 노력을 다 할 계획이다.

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