일본 서쪽 8.5 강진 발생시, 지진해일 동해안 도달 시간은?

일본 서쪽 8.5 강진 발생시, 지진해일 동해안 도달 시간은? 

 

[100분] 2011년 동일본대지진후 일본 지진이 한반도에 미치는 영향에 대한 시뮬레이션을 해보니 일본의 서해 안쪽인 아키타 현 연안에서 규모 8의 지진이 발생할 경우, 1시간 40분 후에 우리나라 동해안 중북부지역에서 최대 3.5m의 지진해일이 발생할 것으로 예측됐습니다.

 

일본 서쪽 바다 규모 8.5 강진 발생하면…동해 항구마을에 주어진 시간은 90분.

한국과학기술원이 지진해일이 동해안을 덮칠 때를 시뮬레이션한 연구결과입니다.

 

일본 서쪽 바다 규모 8.5 강진 발생하면…동해 항구마을에 주어진 시간은 90분

기사입력 2016-09-25 21:30

 

ㆍ‘끔찍한 상상’ 가만히 있다간 현실을 덮친다

ㆍ과학기술원 지진해일 시뮬레이션 보고서

 

 

 

201X년 ○월○일, 일본 홋카이도 서쪽 해안에서 규모 8.5의 강진이 발생한 지 1시간30분 후 지진해일(쓰나미)이 동해안의 작은 도시와 항구, 어촌들을 덮쳤다. 3층 이하 건물에 내진설계가 안 돼 있는 동해안 어항들의 건물과 교량 등은 모래성처럼 무너져내렸다. 큰 파도를 막아주리라 믿었던 방파제는 콘크리트 구조물이 종이처럼 뜯겨 나가고, 뒤집히면서 지진해일 앞에선 아무런 구실도 하지 못했다. 대피소조차 제대로 마련돼 있지 않은 작은 어항들에선 인명 피해도 속출할 수밖에 없었다.

 

한국과학기술원이 지진해일이 동해안을 덮칠 때를 시뮬레이션한 연구결과를 재구성한 내용이다. ‘설마 이렇게 큰 피해를 입힐 만한 지진해일이 동해안에 밀어닥칠까’ 생각하지만, 연구진에 따르면 8.5의 지진은 홋카이도 서쪽 바다에서 실제 발생 가능한 규모이며 이 같은 피해 역시 언제든 일어날 수 있다.

 

국회 농림축산식품해양수산위원회 김현권 의원(더불어민주당)이 25일 공개한 ‘지진해일에 의한 구조물 피해분석기술 개발’ 2015년 보고서는 일본 홋카이도 서쪽해안에서 발생 가능한 규모 8.0과 규모 8.5의 지진이 일어났을 때 동해안에 어느 정도의 피해를 미치는지에 대한 내용이 담겨있다. 보고서는 한국과학기술원이 농어촌공사의 용역을 받아 수행한 연구결과이다. 연구진이 지진해일 발생 시의 실제 피해를 시뮬레이션해본 지역은 강원도 삼척시 원덕읍의 작은 항구 임원항이다. 연구 결과, 규모 8.0과 8.5 지진으로 인한 지진해일이 발생했을 때 두 경우 모두 해안선에서 100~200m 떨어진 건물들까지 침수 피해를 입는 것으로 나타났다. 규모 8.0 지진으로 인한 지진해일이 밀어닥쳤을 때 해안가 주변 3개의 건축물이 반파되고, 규모 8.5 지진으로 인한 지진해일이 발생했을 때는 2개의 건물이 전파, 해안가 주변과 내륙의 12개 건축물이 반파되는 것으로 나타났다. 규모 8.5 지진의 지진해일이 밀어닥칠 때는 남쪽 방파제 3개 구간 중 2개가 전파되는 것으로 나타났고, 동쪽 방파제는 규모 8.0과 8.5에서 모두 8개 구간 중 5개가 반파되는 것으로 나타났다. 침수 깊이는 규모 8.0일 때 약 0.5~2.0m, 규모 8.5일 때 약 1.5~4.0m로 나타났다.

 

 

 

연구진은 규모 8.0의 지진해일이 임원항에 미칠 수 있는 재산피해는 약 60억원, 규모 8.5의 지진해일이 미칠 수 있는 재산피해는 약 125억원으로 산정했다. 규모 8.0에서의 피해액보다 8.5에서의 피해액이 2배가 넘는 셈이다. 연구진은 대부분 건축물의 피해가 침수 깊이가 2.0m를 넘어설 때 커지기 때문에 피해액도 커진 것으로 보인다고 분석했다.

 

연구진은 컴퓨터 시뮬레이션과 임원항 모형을 이용한 실험을 통해 지진해일 발생 시 임원항이 얼마나 침수되고, 침수된 구조물에 어떤 피해가 일어나는지를 분석하고, 경제적 피해액을 예측했다. 실험은 철근콘크리트로 만든 가로와 세로 각각 50m, 높이 0.7m인 야외수조에 실제 임원항의 해저, 육상과 지형, 건물, 가옥, 교량 등의 구조물을 100분의 1 축척 모형으로 만들어 조파기를 통해 소형의 지진해일을 일으키는 방식으로 진행됐다. 조파기는 실험실 수조에서 파도를 발생시키는 장치를 말한다.

 

왜 임원항을 모델로 했을까. 임원항은 한국 동해안이 지진해일로부터 안전한 곳이 결코 아님을 보여주는 지역이다. 연구진에 따르면 일본 서쪽 바다에서 지진이 발생할 확률이 매우 높은 6개의 ‘지진 공백역’이 존재하며 이들 지역에서 지진이 발생할 경우 한국 동해안과 남해안이 지진해일의 직접적인 영향을 받을 수 있다. 지진 공백역은 활성단층이 있는 곳이라 지진이 빈발해야 하지만 과거에 큰 지진이 발생한 후 오랫동안 지진이 발생하지 않아 지진 발생 가능성이 높다고 여겨지는 곳이다. 임원항은 과거 지진해일 피해가 실제 발생하기도 했던 곳이다. 1983년 일본 아키타현 서쪽 바다에서 규모 7.7의 지진이 발생했을 때는 임원항에 4.0m, 묵호항에 3.9m의 지진해일이 발생하면서 사망 1명, 실종 2명에 가옥 44동과 시설물 62동, 어선 81척의 재산 피해가 발생한 바 있다.

 

지진해일의 무서움은 2011년 동일본 대지진 때의 피해를 보면 잘 알 수 있다. 당시 대부분의 건물에 내진설계가 돼있고, 교량 등 구조물에 대한 대비가 잘 돼 있음에도 25조엔(약 273조1850억원)의 재산피해가 발생한 바 있다. 지진해일로 인해 원자력발전소의 전기 공급이 끊기면서 노심이 용융된 후쿠시마 제1원자력발전소의 경우 현재까지도 사상 최악의 원전 사고로 꼽힐 정도다.

 

연구진은 보고서에서 “일본은 모든 건축물에 대해서 내진설계를 실시하고 있음에도 동일본 대지진의 설비파손, 전력난 등에 따른 생산 감소 효과가 일본 국민총생산(GDP)의 약 1.3~1.5%로 추산된다”며 “이는 내진설계만으로는 지진해일에 대한 대비가 어렵다는 것을 의미한다”고 설명했다. 연구진은 “3층 이하의 건축물에는 내진설계를 적용하지 않고 있는 국내에 이러한 지진해일이 발생한다면 그 피해는 일본의 경우와는 비교조차 힘들 것”이라고 덧붙였다.

 

연구진이 동해안 일대의 건축물대장을 통해 분류한 결과 1층 구조물이 71.6%, 2층 구조물이 16.7%, 3층 구조물이 5.8%로 3층 이하 건물이 94.1%를 차지하고 있었다. 구조물의 종류에서도 지진해일에 상대적으로 취약한 목조나 철근콘크리트 같은 보강재가 들어가지 않는 조적조의 비율이 높은 것으로 나타났다.

 

연구진은 “최근 발생한 대규모 지진해일 피해는 대부분 단순한 침수가 아닌 구조물의 파괴와 전도에 의해 발생했다”며 “하지만 국내에는 아직 파력과 구조물 피해간의 관계에 대한 연구가 거의 없어 해일로 인한 재산손실액 산정의 과학적 근거도 마련돼 있지 않은 상황”이라고 지적했다. 김현권 의원은 “연구 결과와 과거 사례에서 보듯 한국 동해안은 언제든지 지진해일로부터 위협받을 수 있는 곳이지만 정부 연구는 극히 초보적인 수준”이라며 “지진해일의 어촌, 어항은 물론 원전에 대한 영향에 대해 정밀조사를 실시해야 한다”고 지적했다.

<김기범 기자 holjjak@kyunghyang.com>

 

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