국립공원 내 지진 피해 취약성 및 모니터링 실태 분석
윤주웅1*·권헌교1·이윤태2
1국립공원공단 국립공원연구원, 2강원대학교 산림과학연구소
Analysis of Damage Vulnerability and Monitoring of Earthquake in Korea National Parks
Ju-Ung Yun
1* , Heon-Gyo Kwon
1and Youn-Tae Lee
21National Park Research Institute, Korea National Park Service, Wonju 26441, Korea
2The Institute of Forest Science, Kangwon National University, Chuncheon 24341, Korea
요 약 :국립공원 내 지진 발생에 대한 대응방안을 마련하기 위하여 국립공원 내 지진 피해사례와 지진에 의한 피해 취약성과 지진 모니터링 실태를 분석하였다. 분석결과, 경주국립공원이 지진밀도가 높은 지역으로 확인되었으 며, 단석산지구의 대부분과 토함산지구의 50% 이상이 산사태위험지역 1~2등급지에 해당하는 것으로 나타났다. 그리 고 경주국립공원 내 지구별로 시·공간적 탐방집중도가 다양하게 나타남으로써, 지진 피해 취약성 조사가 경주국립공 원뿐만 아니라 모든 국립공원을 대상으로 하여 분석되어야 할 것으로 판단된다. 또한 7개 국립공원이 지진 조기경 보시스템에 적절한 관측소 조밀도 및 분포를 가진 것으로 나타났지만, 지진 조기경보시스템의 도입을 위해서는 더 많은 지진 관측소를 구축하여 지진관측 및 경보발령의 신뢰성을 확보하여야 할 것이다.
주요어 :국립공원, 지진, 취약성, 모니터링, 지진계
Abstract :In order to establish basic data for the preparation of countermeasures for earthquake occurrence in korea national parks, we conducted an analysis o the cases of earthquake damage, their vulnerability and status of earthquake monitoring. As a result of analysis, Gyeongju national park is a region with high seismic density. It is found that most of Dansuksan district and more than 50% of Tohamsan district are classified as 1 to 2 grade of landslide prone-area. And as the concentration of time and space exploration varies from district to district in national park, it is suggested that the vulnerability of earthquake damage should be analyzed not only in Gyeongju national park but also in all national parks.
On the other hand, it is found to have adequate station density and distribution for the early warning system of earthquake in 7 national parks, more seismic stations will have to be built to ensure the reliability of observation and alarm issuance in order to introduce an early warning system.
Key words :korea national parks, earthquake, vulnerability, monitoring, seismometer
서 론
자연재해 중 인명과 재산에 가장 큰 피해를 주는 재해는 지진이라고 할 수 있다. 특히 지진에 의한 인명 피해가 큰 이유는 지진을 사전에 예측할 수 없고 진행이 급격하며 광 범위한 지역에 영향을 주기 때문이다. 이로 인해서 태풍이 나 홍수와는 달리 재해발생 시 준비나 대피할 시간을 갖지 못한 채 피해를 입게 되는 것이다.
과거 큰 지진의 발생으로 인해서 전 세계에서 많은 인명 및 재산피해가 발생하였다. 1980년대 이후로만 보더라도 1985년 칠레 지진, 1989년 미국 Loma Prieta 지진, 1994년 미국 Northridge 지진, 1995년 일본 고베 지진, 2008년의 중 국 쓰촨성 지진, 2011년 동일본 대지진, 2016년 일본 구마 모토 지진 및 2018년 일본 홋카이도 지진 등 대지진들이 많 은 피해를 초래하였다(Harp and Jibson 1996; Keefer and Manson 1998; McCrink 2001; Uchida et al. 2004; Marano
*Corresponding author E-mail: [email protected]
[총설]
et al. 2010; Zhang et al. 2011; Wartman et al. 2013; Wang et al. 2014; NEID 2016).
우리나라는 환태평양조산대 중 지진활동이 매우 활발한 일본에 가까이 위치하고 있지만 지각판의 활동에 의한 직접 적인 영향을 받지 않아 지진활동이 활발하지 않은 편이다
(박수진 2007). 그러나 최근에 와서 소규모 지진의 발생횟수
가 지속적으로 증가하는 현상과, 규모가 작은 지진이 자주 발생하는 것은 피해가 큰 지진을 유발할 가능성이 있는 에 너지 축적과정에서 나타날 수 있는 현상으로 분석할 수도 있기 때문에, 국내외 지진 관련 전문가들은 한반도에서 대 규모 지진이 발생할 가능성도 조심스럽게 예측하고 있다(환 경부 2011). 우리나라는 지진 안전지대로 알려져 있었지만, 규모 2.0 이상의 지진이 1995년부터 2015년까지 29회에서
93회까지 발생하였으며, 2016년에는 규모 5.8의 경주지진과
함께 252회에 이르고 있다. 특히 2016년 규모 5.8의 경주지 진(계기지진관측이 시작된 1978년 이후 최대 규모의 지진) 과 2017년 규모 5.4의 포항지진 등 우리나라에서 지진의 발 생빈도가 급증하고 있어, 지진의 안전지대에 대한 의문성을 제기하고, 지진에 대한 경각심을 일깨워 줄뿐만 아니라 지 진을 안전도 낮은 자연재난 분야로 여기고 있다(김석우와 전근우 2017; 전근우 2017).
국내 국립공원 내에서 지진으로 인한 피해사례를 살펴보 면, 2016년 경주지진 이외에 역사적으로 1936년 지리산의 쌍계사지진, 1978년 속리산지진, 2007년 오대산지진 등이 있었다(박종찬 2007; 선창국 등 2008; 임연주 2012). 따라서
국립공원의 지진 재난 관련 현장조치 행동매뉴얼을 작성하 여 지진 발생 시 관리자의 조치요령을 마련해야 한다. 2017 년 1월 신설된 「재난 및 안전관리 기본법」 제25조의 2 제
5항(재난관리책임기관의 기능연속성계획 수립 등)에 따르면
재난관리책임기관의 장은 재난상황에서도 해당 기관의 핵심 기능이 지속될 수 있도록 재난상황에 대비한 기능연속성계 획을 수립하여 이를 관리·운용하도록 하고 있다. 이와 관련 하여 행정안전부에서는 재난의 유형과 기관의 특성이 반영 될 수 있도록 ‘유형별 현장조치 행동매뉴얼 작성기준’을 수 립하여 지자체, 공공기관 등 현장조치기관에 제공하고 있다.
그러므로 국립공원공단에서도 신속한 초등 대응과 표준절차 에 따른 체계적인 대응체계 구축과 함께 지진 모니터링 시 스템에 대한 검토가 필요하며, 현장과 지휘체계 간 협력뿐 만 아니라 유관기관과의 협력체계 구축을 마련해야 한다.
따라서 본 연구는 국립공원 내 지진 발생에 대한 대응방 안을 마련하기 위하여 국립공원 내 지진 피해사례 조사, 지 진에 의한 피해 취약성 분석, 국립공원 내 지진 모니터링 실태 분석 등을 실시하였다.
연구방법 1. 국립공원 지진 피해 취약성 분석
국립공원 내 지진 피해 취약성을 분석하기 위하여 국립공 원 내 주요 지진 피해현황을 파악하고, 선행연구(이세종
2014)를 토대로 1978~2013년 사이의 지진 기록과 국립공원
Figure 1. Algorithm for determining P-wave detectable area.
경계의 중첩을 통해서 국립공원별 지진 발생 현황을 분석 하였다. 또한, 국립공원 내 지진 피해현황뿐만 아니라 지진 에 의하여 국립공원 내에 발생할 수 있는 위험의 정도를 파악하기 위하여 국립공원 인근의 지진 발생 분포를 분석하 였다.
2. 국립공원 내 지진 모니터링 실태 분석
국립공원의 내 지진 모니터링 실태를 분석하기 위하여 22 개 국립공원을 대상으로 인근 지역 지진 관측소 분포를 파 악하였고, 국립공원 인근 범위(각 국립공원의 경계로부터 30㎞ 이내)의 면적대비 해당 면적 내에 존재하는 지진관측 소의 조밀도를 분석하였다. 그리고 가통합 지진 관측망을 통해 지진 조기경보시스템 구축계획의 관측시간 5초를 만족 시킬 수 있는 ‘P파 탐지 가능영역’을 결정하는 알고리즘을 22개 국립공원에 적용하여 국립공원별 전면적 대비 5초 내 P파가 탐지될 수 있는 영역을 분석하고(Figure 1), 국립공원 내 지진계측시스템 설치에 대한 의견을 제시하였다.
3. 국립공원 내 지진계측시스템 설치대상지 선정기준 국립공원 내 지진관측을 위한 계측기의 설치가 필요할 경 우, ① 지진 발생횟수, ② 국립공원 전면적 대비 5초 내 P파 탐지 불가능영역 비율 및 ③ 2008~2015년 사이 연간 탐방 객 수 등 세 가지 변수를 고려하여 국립공원 내 지진계측시 스템 잠재적 설치대상지를 선정하였다.
결과 및 고찰 1. 국립공원 내 지진 피해 취약성
국립공원 주변 30㎞ 이내에서의 지진 발생 빈도는 태안해 안, 경주 및 소백산국립공원 순으로 나타났으며(Table 1), 인 근 지역에서 리히터 규모 5.0 이상의 지진이 발생한 곳은 월악산, 속리산 및 경주국립공원으로 나타났다(Figure 2). 국 립공원 내 지진에 의한 피해 취약성을 분석한 결과, 경주국 립공원이 타 국립공원보다 지진밀도가 상대적으로 높고 인 Table 1. Number of earthquakes in vicinity of Korea national parks (1978~2013).
국립공원명 발생 횟수 국립공원명 발생 횟수
지리산 15 주왕산 16
경 주 46 태안해안 61
계룡산 35 다도해해상 34
한려해상 24 북한산 4
설악산 7 치악산 4
속리산 38 월악산 28
한라산 8 소백산 43
내장산 13 변산반도 19
가야산 40 월출산 6
덕유산 38 무등산 7
오대산 4 태백산 40
Figure 2. Earthquake density on the Korean Peninsula and distribution of Korea national parks.
근지역 지진 발생 횟수와 규모가 큰 것으로 나타났으며,
2016년 경주지진 당시 토함산지구에서 낙석, 진앙에서 인접
한 남산지구에서 낙석 및 피해목이 발생하였다. 그리고 산 사태위험등급을 살펴본 결과, 경주국립공원 단석산지구 대 부분이 1~2등급지에 해당되고, 토함산지구도 50% 이상이 해당되는 것으로 나타났다(Figure 3).
2. 국립공원 지진 발생 모니터링 실태
22개 국립공원을 대상으로 인근 지역의 지진 관측소 분포
를 분석한 결과, 지리산과 북한산국립공원이 각각 16개와
11개로 해당 국립공원의 30㎞ 이내에 비교적 많은 지진 관
측소가 분포하고 있는 것으로 나타났다. 그리고 인근에 존 재하는 지진 관측소의 수가 5초 내 P파 관측에 필요한 최소 지진 관측소 수(4개)에 미달하는 국립공원은 없는 것으로 나타났다(Table 2). 한편, 국립공원 경계 내에 국가통합지진 관측망의 관측소를 보유한 국립공원은 치악산, 무등산, 태안 해안, 태백산, 내장산, 변산반도 및 다도해해상국립공원이며, 국립공원 경계로부터 30㎞ 이내에 특별시 및 광역시와 접하 는 국립공원은 계룡산(대전광역시), 가야산(대구광역시), 내 장산과 무등산(광주광역시), 북한산(서울특별시), 경주국립공 원(울산광역시)으로 나타났다.
각 국립공원 경계로부터 30㎞ 이내의 면적대비 해당 지역 내 지진관측소의 조밀도를 파악한 결과, 1km2당 0.00291개 (북한산국립공원)에서 0.000299개(다도해해상국립공원)까지 최고 9.7배까지 차이가 나며 이러한 차이가 각 국립공원의
P파 탐지 가능영역 비율의 차이를 초래할 수 있는 것으로 나타났다(Figure 4).
또한, 전술한 ‘P파 탐지 가능영역’ 알고리즘을 22개 국립 공원에 적용하여 국립공원별 전면적 대비 5초 내 P파가 탐 지될 수 있는 영역의 비율을 분석한 결과는 다음과 같다
(Table 3). 경주, 계룡산, 한라산, 북한산, 월출산, 무등산 및
태백산국립공원 등 7개 국립공원을 제외한 15개 국립공원에 서는 5초 내 P파 탐지 가능영역 비율이 100%에 미치지 못 하고 있다. 5초 내 P파 탐지 가능영역 비율이 100%라는 것 은 지진 조기경보시스템 도입이 가능하다는 것을 의미하며, Figure 3. Distribution of landslide risk grade and prone-are in Gyeongju national park.
Table 2. Distribution of nearby seismic station by Korea national parks.
국립공원명 지진 관측소 수 국립공원명 지진 관측소 수
지리산 16 주왕산 5
경 주 11 태안해안 4
계룡산 8 다도해해상 9
한려해상 11 북한산 12
설악산 5 치악산 5
속리산 7 월악산 8
한라산 6 소백산 11
내장산 7 변산반도 6
가야산 6 월출산 7
덕유산 7 무등산 6
오대산 6 태백산 6
100%에 도달하지 못한 국립공원들은 개선이 필요하다는 것 을 의미한다.
5초 내 P파 탐지 가능영역 비율이 50% 미만인 국립공원
은 한려해상, 설악산, 속리산, 내장산, 가야산, 덕유산, 태안 해안, 다도해해상, 월악산, 소백산 및 변산반도국립공원이며, 특히 태안해안, 다도해해상 및 덕유산국립공원 등 3개 국립 Figure 4. Density of seismic station relative to nearby area of Korea national park.
Table 3. Ratio of P-wave detectable area within 5 seconds compare to the whole area by Korea national parks.
국립공원명 5초 내 P파 탐지 가능영역 비율(%) 국립공원명 5초 내 P파 탐지 가능영역 비율(%)
지리산 99.24 주왕산 80.83
경 주 100.00 태안해안 0.00
계룡산 100.00 다도해해상 0.00
한려해상 11.39 북한산 100.00
설악산 16.45 치악산 91.28
속리산 24.39 월악산 46.32
한라산 100.00 소백산 29.19
내장산 47.41 변산반도 39.90
가야산 29.05 월출산 100.00
덕유산 0.17 무등산 100.00
오대산 55.28 태백산 100.00
Figure 5. Ratio of P-wave detectable area within 5 seconds compare to the number of nearby seismometer and per unit area of Korea national parks.
공원에서는 0%에 가까워(Figure 5) 지진관측 및 경보발령의 신뢰성을 확보하기 위하여 더 많은 지진관측소를 구축하여 야 할 것이다.
3. 국립공원 내 지진계측시스템 설치대상지 선정
지진 탐지 영역 평가를 통하여 향후 국립공원 내 지진계 측시스템의 잠재적인 설치대상지를 선정하기 위하여 다음의
3가지를 변수를 고려하였다(Table 4).
2016년 9월 경주지진으로 인해 국립공원 내 지진 위험성
및 탐방객의 심적 불안이 상대적으로 크다고 판단된다. 또 한, 지진의 발생횟수가 많은 5개 국립공원 중 경주국립공원 은 2008~2015년 사이 연간 탐방객수가 314만 명으로 가장 많았다. 과거 지진의 발생이 많아 앞으로의 지진 발생가능 성이 크고, 높은 탐방밀도로 인해 예상되는 인명 피해도 상 당할 것으로 예상되어 경주국립공원이 지진계 시범 설치에 가장 적합할 것으로 판단된다. 추가적으로 덕유산국립공원 에서도 1978~2013년 사이 지진 발생횟수가 많았으며, 평균 연간 탐방객은 171만 명에 달하고 있다. 특히 덕유산국립공 원 내에서 지진이 발생했을 때 5초 내에 인근 지진계에서 P 파 탐지가 불가능하기 때문에 적절한 지진 조기경보를 수행 하기 어려운 상황이다.
따라서 국가 지진통합관측망의 조밀한 관측소 배치와 해 당 국립공원의 안전을 위한 향후 국립공원 내 지진계측시스 템 구축의 잠재적 대상지로 경주국립공원과 덕유산국립공원 이 적합한 것으로 판단된다. 다만, 현 시점에서의 분석 결과 를 기반으로 하였기 때문에 향후 설치 시에는 이에 대한 재 검토가 이루어져야 할 것이다.
결 론
본 연구는 국립공원 내 지진 발생 시 대응방안을 마련하 기 위해 국립공원 내 지진발생 및 피해사례, 지진에 의한 피해 취약성 분석, 국립공원 내 지진 모니터링 실태 등을 분석하였으며, 연구결과를 토대로 지진계측시스템 설치를 제안하였다.
우리나라 22개 국립공원 중 경주국립공원이 지진밀도가 높은 지역에 속하면서 인근 지진 발생 횟수와 규모에서 높
은 수치를 보여주고 있는 것으로 나타났다. 경주국립공원 단석산지구 대부분과 토함산지구의 50% 이상이 산사태위험 지역 1~2등급지에 해당하는 것으로 나타났고, 산사태 및 낙 석위험지역이나 탐방 집중지역에 대한 피해예방과 효과적인 정보제공을 위해서는 전 국립공원을 대상으로 지진 피해 취 약성 조사가 필요한 것으로 나타났다.
국립공원 내 지진모니터링 현황을 분석한 결과, 북한산, 월 출산, 계룡산, 경주, 무등산, 한라산 및 지리산국립공원은 전 면적에서 관측시간 5초 이내 P파 탐지가 가능하여 지진 조기 경보시스템에 적절한 관측소 조밀도 및 분포를 가진 것으로 나타났다. 반면 내장산과 가야산국립공원은 단위면적 당 인 근의 지진계 수가 높은 편이나 P파 탐지영역 비율은 낮으며, 설악산, 덕유산, 한려해상, 태안해안 및 다도해해상국립공원 은 다른 국립공원들에 비해서 P파 탐지영역 비율이 낮아서 지진조기경보시스템 운영에 있어서 한계점을 가지고 있는 것 으로 나타났다. 따라서 지진 조기경보시스템 도입을 위해서 는 더 많은 지진 관측소를 구축하여 지진관측과 경보발령의 신뢰성 확보가 우선 시 되어야 할 것으로 판단된다. 한편 국 립공원 내 지진관측을 위한 가속도계 설치가 필요할 경우, 대상지 선정을 위해 지진 발생횟수, 국립공원 전면적 대비 5 초 내 P파 탐지 불가능영역 비율 및 2008~2015년 사이 연간 탐방객 수 등 3가지 변수들을 고려하여 국립공원 내 지진계 측시스템 잠재적 설치대상지를 경주와 덕유산국립공원을 선 정하였지만, 현 시점에서의 분석 결과를 기반으로 하였기 때 문에 지속적인 분석 및 검토가 이루어져야 할 것이다.
지진은 예측이 불가능하고 다른 자연재해와는 다르게 대 응할 시간이 부족하여 큰 피해를 야기 한다. 따라서 체계적 인 국립공원 내 지진 대응방안 마련을 위해서는 과학적인 연구‧모니터링, 조직, 시스템, 대응 매뉴얼 개발 등 다양한 측면에서 단계별 정책수단 마련이 필요하다. 또한 각 국립 공원별 지진 발생 시 위험요인, 탐방객 이용행태 등에 사전 조사가 필요하며, 국립공원별 지진 피해 취약성에 대한 구 체적인 분석을 통해서 사전 대비를 철저히 해야 한다. 또한, 조직적 측면에서 방재 담당자의 전문성 확보, 명확한 업무 분담, 지휘명령계통에 대한 명확한 규정이 필요하다. 마지막 으로 전문 인력확보와 지진발생 시 행동요령 및 양질의 정 보 제공을 위한 노력을 서둘러야 할 것이다.
Table 4. Variables for evaluation of pilot site in major Korea national parks.
국립공원명
1978~2013년 사이 발생한 지진횟수
(지진 규모 범위)
5초 내 P파 탐지 영역 / 국립공원 전면적
[%]
2008~2015년 사이 평균 연간 탐방객 수
[만명]
경 주 46 (2.0~4.2 ML) 100.00 314
덕유산 38 (2.0~3.9 ML) 0.17 171
속리산 38 (1.9~5.2 ML) 24.39 125
소백산 43 (2.0~3.5 ML) 29.19 111
가야산 40 (2.0~3.9 ML) 29.05 92
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(2019년 7월 19일 접수; 2019년 7월 24일 수정;
2019년 7월 29일 채택)
