연결성 기반 상수도 구조물 네트워크의 지진응답평가

• 영문명: Connectivity-based Seismic Response Analysis of Water Transmission Networks
• 발행기관: 한국방재학회
• 저자명: 윤성식(Yoon, Sungsik)
• 간행물 정보: 『2. 한국방재학회 논문집』23권3호, 155~161쪽, 전체 7쪽
• 주제분류: 공학 > 기타공학
• 파일형태: PDF
• 발행일자: 2023.06.30

국문 초록

최근 빈번히 발생하는 지진은 상수도 구조물에 심각한 손상을 유발하여 지역주민들의 식수 공급에 큰 영향을 미쳤다. 특히 상수도 구조물은 지하에 광범위하게 매설되어있기 때문에 외부교란으로부터 저하된 성능을 예측하는 것은 유지⋅보수 측면에서 중요한 역할을 한다. 따라서, 본 연구에서는 지진이 발생하였을 때 연결성 네트워크 해석에 기반하여 광역 상수도망의 저하된 내진 성능을 평가하고자 한다. 제안된 평가 방법론은 그래프 이론을 활용하여 타겟 네트워크의 지도를 재구축하는 단계, 불확실성을 고려한 지반운동의 생성단계, 그리고 공급 노드와 수요 노드의 연결성을 확인하는 단계로 구성되어있다. 제안된 방법론을 입증하기 위하여 A-도시 상수도망을 채택하여 네트워크 지도를 재구축하였고, 역사지진의 진원지를 고려하여 타겟 네트워크의 내진 성능평가를 수행하였다. 수치해석결과 다양한 지진 규모에서 상수도 네트워크의 지진 응답은 노드 62번에서 상수를 제공할 때 가장 높은 네트워크 연결성을 나타냈으며, 노드 107번에서 안정적으로 용수를 확보하는 것을 확인 할 수 있었다.

영문 초록

Recent frequent earthquakes have caused serious damage to water supply structures, significantly affecting the drinking water supply of local residents. In particular, because water supply structures are extensively buried underground, prediction of their deteriorated performance against external disturbances is crucial for maintenance purpose. Therefore, this study aims to evaluate the degraded seismic performance of the water transmission network based on connectivity-based network analysis against seismic conditions. The proposed methodology consists of i) network map reconstruction using a graph theory, ii) ground motion generation considering the uncertainty of seismic motion, and iii) connectivity verification between source and sink nodes. To demonstrate the proposed methodology, the network topology was reconstructed by adopting the water transmission network located in A-city, and the seismic performance of the target network was evaluated considering the epicenter of the historical earthquakes. As a result of numerical analysis, the seismic response of the water transmission network showed the highest network connectivity when the water was supplied from node 62, and water was stably secured at node 107 under different earthquake magnitudes.

키워드

상수도 네트워크 네트워크 해석 연결성 지진응답평가 Water Transmission Network Network Analysis Connectivity Seismic Response Analysis