수도시설물 지진피해 사례 보고서

하익수, 임정열, 정우성

한국수자원공사 수자원연구원 댐기술연구소

수도시설물 지진피해 사례 보고서

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수도시설물 지진피해 사례 보고서

하익수, 임정열, 정우성

요 약

지진에 의해 상수도시설물이 어떻게 피해를 입게 되는지를 조사하기 위해서는 지진이 빈번한 외국의 사례를

살펴볼 수밖에 없으며, 본 보고서에서는 외국의 주요 지진에 대한 수도 시설물 피해 사례를 파악하고, 정리하

여, 관련 기술자들의 이해와 내진 성능 보강에 도움을 줄 수 있도록 하였다.

발생한 지진의 강도와 더불어 피해가 발생한 국가의 상수도 시설 기준이 상이한 관계로 피해 사례 상 차이가

날 수 있음은 자명하다. 그러나 상수도 시설물에 대한 상세한 내진설계 기준 정립이나, 내진 성능 향상, 수치

해석 등을 논할 때에는 객관적으로 검증 가능한 실제 경험적인 피해 사례를 통해 신뢰성을 얻고 결과의 적용

성을 가늠할 수 있기 때문에, 우선적으로 지진의 유형별, 크기별 피해 사례를 얻는 것은 상수도시설 내진 연구

에 있어 시금석과도 같다고 볼 수 있다.

지진명발생

일시

규모

(M)

진도(

MMI)

상수도시설의 피해사례

Santa

Rosa,

Califor

nia

1969

.10.0

1

5.7

(M)

․저장탱크, 가압장, 댐에 경미한 피해 발생

․관로에 심각한 피해 발생

San

Fernan

do,

Califor

nia

1971

.02.0

9

6.6

(M)

Ⅷ-Ⅸ

․공급시설과 파이프 등에서 이 지진의 주

요 피해는 수리구조물에 집중되었다. 정호의

수위 변동이 심하게 발생하였다. 음용수 시

스템에 대한 가장 중요한 효과들이 댐, 호소,

물탱크, 파이프, 하수도 등에서 발생하였다.

특히 Van Norman 호수와 San Fernando 계

곡부의 다른 일련의 호소들이 심각한 피해

를 입었다. 그 호수들은 LA 수도 공급의 일

부를 담당하였다. Van Norman Lake 댐의

상부에 균열이 발생하였고, 정상부가 가라앉

았다. 취수탑 한 곳은 파괴되었다.

Manag

ua,

Nicara

gua

1972

.12.2

3

6.25

(M)

Ⅴ-Ⅸ

․관로는 16인치의 주철관으로 구성되어

있다. 보다 작은 파이프들은 4인치 PVC이

다. 12월30일에 주관로에서 압력이 높아진

물이 도시 하부 지역에 존재하였고, 대략

도관에서 100개소의 파열부가 생겼다. 도시

의 동쪽 지역은 이 날 서비스가 이루어지

지 못했다. 가압장 지붕이 붕괴되었고, 부

등침하와 바닥부에 연결된 조인트가 깨져

탱크에 피해가 발생하였다. 탱크는 검사와

추후 수리를 위해 비워졌다.

Guate

mala

1976

.02.0

4

7.5

(M)

․Caribbean 판의 북동쪽 끝으로 인한 지진

이었다. 250km 연장의 Motagua 단층대의

파괴로 평균 100cm의 횡방향 변위가 발생

하였다. 수많은 설치물에서 피해가 있었지

만, 파이프에서의 피해는 보고되지 않았다.

Cotaba

to,

Mindin

ao

Island,

필리핀

1976

.08.1

7

7.9

(M)

․Catabato시의 주요 수도공급은 약 16km

거리에 양호한 상태로 남아있던 해발 116m

의 Dimapato 강의 취수원이었다. 10.5km

구간의 26cm 관에 이어, 5.5km 연장의

20cm 관으로 구성된 관망에서 교량 상판이

붕괴되면서 26cm 관로가 파괴되었다.

1. 연구 배경

수도시설물에 대한 지진 피해 사례는 시설물의

구성 특성상 단편적인 비교가 불가하고, 관로, 정수

장 시설물등으로 나누어 평가해야 하므로 획일적인

요약 보고 자료가 많지 않은 편이다. 국내의 경우,

실제 수도시설에 영향을 미칠만한 규모의 지진이 없

었기 때문에, 지진에 의한 상수도시설의 피해 사례가

거의 보고되지 않았다.

따라서 지진에 의해 상수도시설물이 어떻게 피해를

입게 되는지를 조사하기 위해서는 지진이 빈번한 외

국의 사례를 살펴볼 수밖에 없으며, 본 보고서에서는

외국의 주요 지진에 대한 수도 시설물 피해 사례를

파악하고, 정리하여, 관련 기술자들의 이해와 내진

성능 보강에 도움을 줄 수 있도록 하였다.

발생한 지진의 강도와 더불어 피해가 발생한 국가의

상수도 시설 기준이 상이한 관계로 피해 사례 상 차

이가 날 수 있음은 자명하다. 그러나 상수도 시설물

에 대한 상세한 내진설계 기준 정립이나, 내진 성능

향상, 수치해석 등을 논할 때에는 객관적으로 검증

가능한 실제 경험적인 피해 사례를 통해 신뢰성을

얻고 결과의 적용성을 가늠할 수 있기 때문에, 우선

적으로 지진의 유형별, 크기별 피해 사례를 얻는 것

은 상수도시설 내진 연구에 있어 시금석과도 같다고

볼 수 있다.

본 고서에서는 우선 최근에 발생한 주요 지진별로

피해 사례를 요약하여 제시하고, 그 후 보다 상세한

국가별, 지진별 상수도시설에 대한 피해 사례를 기술

하였다.

2. 지진 피해 사례 요약

표 1. 외국의 주요 지진에 의한 상수도시설의 피해

사례(José Grases, Venezuela, 1997 외)

수도시설물 지진피해 사례 보고서

- 3 -

지진명발생

일시

규모

(M)

진도(

MMI)

상수도시설의 피해사례

San

Juan /

Mendo

za,

아르헨

티나

1977

.11.2

3

7.4

(M)

․다양한 피해를 야기했으며, 가장 심각한

경우는 Caucete, San Martin, 25 de Mayo

Departments였다. Caucete시의 급수 체계

는 전 연장 40km에 걸쳐 파괴되었으며, 원

인은 높은 수위선과 액상화였다.

Mexico

1985

.09.1

9

8.1

(M)

Ⅷ-Ⅸ

․멕시코 시티는 72,000km에 이르는 관로

를 유지관리하고 있었다. 대수층에서 80%

의 급수를 제공하였고, 북, 서, 남쪽으로부

터 걸쳐있는 수도관을 통해 도시에 공급이

이루어졌다. 관의 직경은 5cm~305cm였으

며, 특히 지하에 매설된 관로가 표면부의

관로보다 훨씬 큰 피해를 입었다. 구조물에

연결되어 있는 T자형 커넥터, 십자형 연결

부, 밸브, 관 등, 대구경 관로의 대부분이

강성 조인트(rigid joint)로 인해 파괴되었다.

San

Salvad

or,

El

Salvad

or

1986

.09.1

0

5.4

(M)

․주로 생활용수 공급계통에서 지진으로

인해 약 2,400개소의 파열사고가 발생하였

다. 줄어든 압력으로 인해 신속하게 파열

부위를 찾을 수 있었다. 손상을 입은 관로

연장은 총 연장의 20%에 해당하는 80km에

달하였다. 하수도 65km 역시 손상을 입었

다(전체의 22%). San Salvador는 화산재 퇴

적 지역에 위치하고 있다. 파열은 주로 지

진파로 인한 부등침하와 변형에 의해 발생

하였다. 연성 철관을 포함하여, 생활용수공

급 계통에 파괴가 발생하였다.

Napo

Provin

ce,

Ecuado

r

1987

.03.0

5

6.8

(M)

․에쿠아도르 북동쪽에서 발생한 이 지진

은 매우 복잡한 지질 단층 지대인

Reventador 화산 근처를 진앙으로 하는

규모 6.1 지진보다 3 시간 먼저 발생하였

다. 지진에 앞선 강우로 인한 지반 포화로

산사태와 진흙 슬라이딩이 에쿠아도르를

횡단하는 석유관로 40km 정도에 영향을

미쳤다. Salado 강과 San Rafael 폭포 사

이에 있는 Agrio호의 퇴적지대에서 도관

이 뻗어나와 있었다. 이 지진으로 인해 송

유관로 17km 정도가 사라졌으며, 두 개의

교량이 대규모 슬라이딩과 그 지역의 물

의 역류로 인해 붕괴되었다.

Loma

Prieta,

캘리포

니아

1989

.10.1

7

7.1

(M)

Ⅵ-Ⅷ

(MM

)

․전력 계통이 끊기면서 정수시설과 가압장

도 영향을 받았다. 운영제어실과 가압장에

휴대용 발전기를 사용하였다. Calaveras 단

층대의 운하 지역에 1950년대 지어진 4인치

와 6인치 두께의 벨 접속과 스피갓 접속방

식을 취한 주철 수도본관이 심각한 손상을

입었다. 주거지역의 연결부에서 많은 파열이

있었다. 비다짐 매립지와 충적토층에 위치한

많은 관로들이 피해를 입었다. 상대적으로

다짐토층의 관로는 피해가 적었다.

지진명발생

일시

규모

(M)

진도(

MMI)

상수도시설의 피해사례

Loma

Prieta,

캘리포

니아

1989

.10.1

7

7.1

(M)

Ⅵ-Ⅷ

(MM

)

․샌프란시스코, 오클랜드와 버클리 지역

350 개소의 관로를 보수하였는데, 주로 직경

100～200mm의 주철관과 석면 시멘트관에서

발생하였다. 산타크루즈 지역도 비슷한 피해

로 240개소를 보수조치하였다. 액상화 지역

에서 주로 피해가 발생하였다. 샌프란시스코

지역에서는 정전으로 인해 상수공급에 큰

차질을 초래했으며 액상화에 의한 배수관

파손으로 화재진압에 지장을 주었다.

Limón,

코스타

리카

1991

.04.2

2

7.4(

M)

Ⅷ(M

MI)

․Banano 강 유역에서 표토 슬라이딩으로

100,000UNT의 탁도를 유발하는 심각한 피

해가 발생하였다. 음용수 관로 체계에서는 4

가지 형태의 파괴가 관측되었다. 관로의 중

간 세그먼트 균열, 두 관의 세그먼트 사이

조인트 균열, 인장에 의한 분리로 인하여 조

인트에서 발생하는 균열, 신축자재 압축으로

부터 조인트에 생긴 균열 등이 그것이다.

Erzinca

n,

터키

1992

.03.1

3

6.8(

M)

Ⅷ(M

MI)

․시에는 대략 250km의 관망이 분포하고 있

었다. 특정지역에서 80cm의 석면-시멘트 관

이 손상되었다. 주관종은 60cm의 주철관이

었는데, 8~12.5cm의 PVC관과 20~25cm의 석

면-시멘트 관도 존재하였다. 침전탱크와 가

압장에서의 피해가 보고되었지만, 운영에는

별다른 영향이 없었다. 80cm 철관 연결부에

서 경미한 깨짐이 있었다. 수도본관에서는

25개소의 파열이 보고되었다. PVC관과 석면

-시멘트관의 조인트에서 깨진 곳이 발견되었

다.

Spitak

/

Lenina

kan

아르메

니아

1988

.12.0

7

6.8(

M)

Ⅷ(M

MI)

․Lininakan의 용수 근원은 시에서 북쪽으

로 32km 떨어져있으며, 세 개의 관로를 통

해 도시에 공급하고 있었다. 공급원 두 곳은

산에서 발원되었고, 시에 공급되기 전에 정

수 처리되지 않는 상태였다. 직경

500~600mm의 관은 철관과 철-주철 혼합관

으로 구성되어 있다. 이 세 관로는 시의 북

쪽으로 7km 정도 사면을 따라 배치되었었

다. 암반 슬라이딩이 약 4.5km에 이르도록

뒤덮였고, 강 근처에 위치한 관로를 손상시

켰다.

Northri

dge

(미국)

1994

.01.1

7

M=6.

7

․LA의 용수는 계곡부에서 나오는 두 개의

수도관을 통해 제공된다. No.1 수도관은 네

곳에서 해를 입었으나, 지진 발생 후 4주동

안 저압으로 유지 운영하면서 No.2 수도관

을 보수하였다. 54~77, 78~85, 120인치의 콘

크리트 관에서 깨짐이 있었다.

․터널부는 검사 결과 경미한 깨진 곳을 제

외하고 심각한 피해는 발생하지 않았다.

Terminal Hill의 북쪽으로 77인치 철관은 압

축으로 인해 심각한 손상을 입었다.

수도시설물 지진피해 사례 보고서

- 4 -

지진명발생

일시

규모

(M)

진도(

MMI)

상수도시설의 피해사례

Northri

dge

(미국)

1994

.01.1

7

M=6.

7

․Simi 계곡은 진앙지에서 20km 서쪽에 있

는 곳으로서 Jensen 정수장에서 물을 받는

다. 이 물은 Simi 계곡 동쪽에 있는 2개의

대형 저수조로 분기된다. 터널은 손상이 없

었지만, 78인치와 51인치 관은 갈라지는 사

고가 발생했다. 진동과 격렬한 움직임으로

급수관 피해가 발생하였다. 관로와 관련된

주요 피해는 강성 조인트(rigid joint) 철관과

부식성 철관에 집중되었다.

․Valencia 지역에서는 탱크 하나가 탱크 바

닥 재료의 찢김으로 완전히 붕괴되었다. 이

탱크에서의 누수는 인접 탱크에도 영향을

끼쳤다.

․LA 상수공급시설 1,400여 개소를 보수하

였고, 그중 약 100개소에서는 주요 대구경

송수관과 지관에서 발생하였다. 샌프란시스

코 북쪽지역에서는 세 개의 주요 송수관 모

두 공급을 중단하였다. 댐, 집수정, 펌프장은

내진성능을 발휘했으나 정전으로 작동이 중

단되었다. 정수시설은 경미한 피해만 발생하

였다. 특히 과거 설계기준으로 건설된 지상

저수지에 심각한 피해가 있었다.

浦河沖

1982

.03.2

1

7.3

(M)

진도

6

․석면시멘트관, 경질염화비닐관의 피해가 컸다.

東海中

部

1983

.05.2

6

7.7

(M)

진도

5

․액상화 발생지역에서 경면시멘트관(배수

관)의 피해가 극심하였다.

千葉縣

東方沖

1987

.12.1

7

6.7

(M)

진도

5

․석면시멘트관, 경질염화비닐관의 피해가 컸다.

訓路沖

1993

.01.1

5

7.1

(M)

진도

6

․동절기 지하 동결에 의한 배수관 피해가 컸다.

三陸

沖

199

4.12

.28

(본

진)

199

5.01

.07

(여

진)

7.5

(M)

진도

6

7.2

(M)

진도

5

․내진관로(125km)의 피해는 전혀 없었고,

고수경 경질염화비닐관의 피해가 컸다.

兵庫

縣南

部

199

5.01

.17

7.2

(M)

진도

7

․배수관, 급수관에 큰 피해가 있었고,

정수장의 피해도 발생하였다.

지진명발생

일시

규모

(M)

진도(

MMI)

상수도시설의 피해사례

三陸沖

1994.1

2.28

(본진)

1995.0

1.07

(여진)

7.5

(M)

진도

6

7.2

(M)

진도

5

․내진관로(125km)의 피해는 전혀 없었고,

고수경 경질염화비닐관의 피해가 컸다.

兵庫縣

南部

1995.0

1.17

7.2(

M)

진도

7

․배수관, 급수관에 큰 피해가 있었고, 정

수장의 피해도 발생하였다.

Kobe

일본

1995.0

1.17

7.2(

M)

Ⅸ-Ⅹ

․110만 가구 급수 중단사태가 발생하여,

완전복구에 2.5개월이 소요되었다.

․고베시 공급 저수지(86개)가 모두 24시간

이내에 고갈되었고, 단수로 인해 화재진압

에 큰 지장을 초래하였다.

․1610개소의 배수본관 보수, 71～35개소의

Service관 을 보수하였는데, 주로 건물파손

과 지반변형으로 피해가 발생하였다.

․정전으로 인해 송수관로의 펌핑 불능 및

3개소의 저수지에서 비상차단밸브 작동 불

능사태가 발생하였다.

․고베시 음용수의 약 75%가 지진 발생후

전면 공급 중단됨에 따라 150만명 이상의

거주자들이 용수없는 생활을 하였다.

1.25m의 수도본관에서 23개소의 깨진곳이

발생하였다. 지하의 관로는 심각한 손상을

입었으며, 가압장과 정수처리 시설도 파괴

되었다.

루손섬

지진

(필리핀)

1990.0

7.16

7.8

(M)․지하수원 및 배수관의 피해가 컸음

Cariac

o,

베네수

엘라

1997.0

7.09

6.9(

M)

․Caribbean 판의 서동쪽 경계를 따라 일

어난 지진으로 인해 50km에 이르는 El

Pilar 단층대가 동쪽으로 40cm 정도 횡변

위를 일으키며 파괴되었다. 매설 관로와 하

수처리시설이 피해를 입었다. 30°~35° 각도

로 단층대를 교차하던 음용수 공급 관로가

휨압축응력으로 파괴되었다.

3. 수도시설 지진 피해 사례캘리포니아 Northridge 지진 (미국, 1994)

가. 피해 지역의 상수도시설 개요

미국 캘리포니아의 MWD는 1928년에 창설되어 현재

27개 사업체, 133개 시에 급수하고 있다 (급수단체

는 14개 시, 12개 수도기업단, 1개 지역수도기업단).

급수구역은 13,460k㎡이고, 당시 거주인구는 1,530만

명이었고, 2010년에는 2,030만명에 이를 것으로 예측

된다. 1992년에는 갈수로 인해 6,500,000㎥/일까지 감

소한 바 있다. 원수의 3분의 1은 California주 내에서

(지하수), 3분의 2는 주 외부로부터 얻고 있다.

Los Angeles시의 DWP는 360만명의 급수인구(급수

수도시설물 지진피해 사례 보고서

- 5 -

건수 640,000건)에, 급수량 평균 1,830,000㎥/일 (510

ℓ/인․일)을 공급하고 있다. 원수 중 75%는 시가

소유하는 연장 1800km의 수로로부터, 15%는 신의

지하수, 나머지 10%는 MWD에서부터 얻고 있다. 정

수장은 시의 북단에 있고, 최대 정수량은

2270,000m3/일이며, 고도정수처리시설을 갖추고 있

다. 배수지는 107개소와 19개의 댐이 있다. 댐의 총

용량은 303,000,000㎥으로 수요량의 240일분이 있고,

로스앤젤레스 배수지는 7,920,000㎥으로 약 1주일분

을 갖고 있다. 배수관은 ∅100-∅3000mm로 연장

11,300km로 85개의 펌프장이 있다.

나. 저수 및 관로의 피해

1994년 지진에 의하여 정수장 입구의 도수관(∅

2100mm, 강관) 2조 중 1조에 crack이 생김과 더불어

334시간의 정전으로 인해, 정수장은 72시간 운전이

정지되었다. 이 관로에 균열이 발생했지만, 관의 양

쪽을 끼워 넣어 용접한 형태이어서, 균열 발생장소는

확대부 부근이었다. 사고가 발생한 관은 한쪽에서만

용접된 상태이었으며, 양쪽 모두 용접한 관의 피해는

없었다. 이 강관의 두께는 23mm, 외면에는 34mm,

내면에는 20mm의 모르타르 라이님이 설치되어 있

다. 피해는 콘크리트관, PC관에서 많이 발생하였고

강관은 적었다. 터널에는 피해는 없었지만 RC관거에

15cm의 균열이 발생했다.

Los Angeles시의 DWP 관할 지역의 피해로는, 흙댐

과 도수관의 사이펀관 6개소에 균열이 발생하였다.

도수관(∅3000MM)이 절단되었지만, 병행하는 제 2도

수관으로 새로 바꾸었다. 강제도수관은 압축에 의해

좌굴되어 ∅2000mm의 joint가 관체를 파손했다. 송

수관(∅450-∅3800mm)은 3개소에 피해가 있었으며,

지관에도 경미한 피해가 있었다. 5개의 주요간선 중

에서 사용 가능한 것은 3개에 불과하였고, 배수관의

손상은 1200개소에 이르러, 관체의 절단, 좌굴, 단수

가 되었다. 정수장으로부터 출발한 배수본관(∅

1200mmSP)은 관과 교대의 상대변위로 인해 link의

joint에 10mm의 간극이 생겼다. DWP의 배수구역은

6블록으로 나뉘어 있지만, 진앙지의 바로 위에 있는

2개의 블록에 피해가 집중되었다. 배수관으로 덕타일

주철관은 피해가 없었다.

그림 1. Northridge 지진으로 영향을 받은 LA 지역

상수도 관망(1997, O'Rourke and Toprak)

LA의 용수는 계곡에서 2개의 수로로 공급된다. No.1

은 4군데 손상을 입었지만, 지진발생 후 No.2를 수리

하는 4주 동안 낮은 수준의 압력을 이용하여 운영하

였다. 54～77, 78～85, 120 인치의 콘크리트 파이프가

파괴되었다. 터널을 조사한 결과 Terminal Hill 주변

의 작은 손상을 제외하고는 큰 피해는 없었고, 이러

한 균열은 우레탄 보수제로 충진하였다. Terminal

Hill의 북쪽에서 77 인치의 강철관이 압력에 의해서

손상을 입었다.

진앙지 서쪽 20km 거리의 Simi Valley는 Jensen 정

수장으로부터 용수를 공급받는다. 물은 Simi Valley

의 동쪽에 있는 2개의 대형 저장 탱크로 전환되고

있으며, 이 터널은 피해가 없지만 78인치와 51인치

파이프가 찢어졌다. 분기관의 주요한 손상은 진동과

심한 이동에 의해서 발생되었고, 대부분 피해를 가진

관들은 강절 연결부와 부식된 부분이었다.

Newhalla 지역내의 7개 탱크 중 6개를 조사한 결과

파손과 밸브의 손상으로 용수공급에 차질을 빗었으

며, Valencia 지역의 1개 탱크는 바닥면의 파손으로

인하여 전체가 붕괴되었다. 이 탱크의 유출로 인하여

인근 탱크까지 손상을 입었다.

그림 2. Northridge 지진으로 인한 주철관의 보수 비

율 이력 등고선도(1997, O'Rourke and Toprak)

그림 3. Northridge 지진의 최대 지반 속도에 대한 관로

보수 비율 등고선도(1997, O'Rourke and Toprak)

다. 정수시설의 피해

수도시설물 지진피해 사례 보고서

- 6 -

MWD의 정수장에는 여과지와 침전지의 joint에서

최대 25cm의 수직 단차가 생겨, 배관․배선 관로가

손상되었다. 여과지 배관조인트부가 변위하여 누수가

발생했으며, 응집제 저장조의 돌출관이 절단되어 누

수가 발생하였지만 큰 피해는 없었다. 정수장에는 이

전의 지진(1971년)에 주요구조물이 부등침하하여 지

장을 일으켜서 시설의 기초를 30m 정도 교체함과

동시에 암거를 둘러서 지하수위를 충분히 낮추었기

때문에 1994년 지진에는 부등침하는 발생하지 않았

다.

이 지진으로 인하여 Los Angeles시의 DWP 관할 정

수장은 점검시간을 포함하여 72시간 운전이 정지되

었다. 염소주입시설에 접속도니 joint가 파손된 것 이

외에 염소주입관의 건물통과부분이 지반침하에 의해

절단되었다. 오존발생기 부속배관도 손상되었고 활성

탄처리 설비도 일부 피해를 입었다. 정전에 의해 자

가발전소(159kVA)를 사용하였는데 용량이 충분치 않

아서 오존처리장치는 가동할 수 없었다.

그림 4. 최대지반속도(PGV)에 따른 보수 비율 그래

프(1997, O'Rourke and Toprak)

주) CI : cast iron, DI : ductile iron, AC : asbestos

cement, PGV : peak ground velocity

Loma Prieta 지진 (미국, 1989)

가. San Francisco 주변의 상수도시설 개요

San Francisco시 및 San Francisco 만안지대의 인구

는 약 600만명이고, San Francisco 상수도는 시(70만

명)와 31개 사업체(급수인구 100만명의)의 170만명에

게 96만㎥/일의 급수를 하고 있다. 수원은 터널과 도

수관에 의해 약 240km를 자연유하로 보내지며, 수질

이 양호하므로 염소소독만으로 공급하고 있다. 2개

군의 지역수원은 2개의 정수장에서 처리되고 있다.

배수방식은 해안지대의 0m부터 274m 지역의 급수구

역을 20개로 나누어 급수압력을 2.8-6.3kg/㎠으로 하

고 있다. 표고 40m에서 242m의 사이에 11개의 배수

지를 설치하여 총용량 157만㎥으로 시내의 1일 배수

량의 4일분을 저류하고 있다. 시내에는 ∅50-∅

1500mm의 송․배수관이 1,995km설치되어있고, 오래

된 주철관, 강관, 덕타일주철관, 석면시멘트관 등으로

구성되어 있다.

1989년 지진에 의한 상수도시설의 총 피해액은 약

300만 달러로 추정되며, San Francisco시의 피해만

200만 달러에 이른다.

San Francisco만 East Bay Municipal Utility

District(EBMUD)는 오클랜드시를 중심으로 한 20개

시, 15개 지방자치단체의 급수인구 110만명에 1일 83

만㎥의 물을 공급하고 있다. 수원으로는 Sierra

Nevada 산맥을 수원으로 한 2억 5,900만㎥의 저수지

가 있어서 1일 평균급수량의 10개월 분을 저류하고

있다. 도수관은 3조(∅1600mm 2조, ∅2200mm 1조,

강관)로 자연유하식에 의해 약150km를 도수하고, 5

개 저수지에 의해 1억 9149만㎥을 저류하고 있다. 정

수장은 7개소이고, 시설능력은 194만㎥/일이다. 송․

배수관은 ∅50-∅1500mm로 6.015km이며, 펌프장은

20개소이며, 배수지는 166개소(330만㎥)로 평균배수

량의 4일분에 해당한다. 관종은 강관, 석면시멘트관,

경질염화비닐관, 주철관이고, 급수관은 동관이다.

1989년 지진에 의한 상수도시설의 피해는 약 200만

달러로, 대부분이 관로의 복구비였다.

나. 수원․도수․정수시설의 피해

San Francisco시 상수도의 경우, Crystal Spring댐의

제방에 3mm정도의 사이가 벌어졌고, 도수관 air

valve의 고장과 1개 펌프장의 차단기가 고장나서 운

전이 일시 정지되었다. 정수 시설에는 큰 피해가 없

었다.

San Francisco만 EBMUD의 경우, 댐, 저수지에는 큰

피해는 없었다. 한 저수지부터 정수장으로의 도수관

(∅1500mm, PC spiral 강관) 2개소의 용접부에 90cm

의 균열이 생겨서 누수가 발생했지만, 침수에 이르지

는 않았다. 다른 저수지에서 정수장으로 가는 도수관

(∅900mm 강관)에 누수가 발생하였지만, 적은 양으

로 다음날 복구되었다. 정수시설은 정수장의 응집기

와 밸브 등에 피해가 있었지만 정수기능에는 지장이

없었다.

기타 인근의 도시에서 발생한 피해로는, 흙댐의 제방

상부에 crack이 발생하여 수위를 낮추어 사용한 경우

가 있었다. 또, 우물물의 일부에서 콘크리트 판에 금

이 가서 양수펌프 모터의 제어가 불가능한 상태가

발생했다. 정수 시설에는 완속여과지의 측벽, 상판에

crack이 발생하여 누수가 생겨 정수처리를 중지했다.

송수가압 펌프장에 염소실의 전도와 자가발전설비의

수도시설물 지진피해 사례 보고서

- 7 -

냉각수관 파손 등의 피해가 발생했다.

전력체계의 정전으로 인하여 정수장과 가압장에 영

향을 미쳤고, 간이 발전기를 이용하여 운영센터와 가

압장을 운영하였다.

다. 배수시설의 피해

San Francisco시 상수도의 경우, 펌프장, 배수지에는

피해는 거의 없었지만, 배수관이 모두 100개소에서

파손되었고, 급수관 45개소가 파손되었다. 피해는

Marina지구에 집중되었는데, 이 지역은 충적층 위에

매립된 지반으로 지하수위도 높고 액상화가 발생하

기 쉬운 지반이었다. 피해를 받은 배수관은 1930년대

에 설치된 주철관이 많았고, 파손, 돌출 등의 피해가

관로의 분기부에서 많이 발생했다.

San Francisco만 EBMUD의 경우, 피해의 대부분은

만안의 매립지역에서 발생하고 있다. 관종별 피해는

주철관 29건, 강관(용접부 파손) 28건, 석면시멘트관

6건이고, 급수관의 경우 플라스틱관 66건, 밸브 5건

이다. 오래된 주철관(∅500mm)의 파손으로 4만㎥의

물이 유출되기도 하였다. 그러나, 배수지, 펌프장에는

거의 피해가 없었다.

기타 인근의 도시에서 발생한 피해로는, 배수관이

파손되고 누수가 일어났다. 급수관의 누수도 발생하

였고, 피해 장소는 하천을 따라, 만 연안을 따라 집

중되었다. 관종별 피해는 주철관, 아연도금강관, 석면

시멘트관의 순이었다. 진앙에 가까운 지역(약 7km)에

는 용량 3.800㎥(1971년제)의 강제배수지의 벽과 기

초의 접속부분이 비틀어지고 월류관의 변위가 발견

되었다.

라. 정수시설의 피해

정수장에는 침전지(고속응집식)의 유출웨어, 경사판

등이 지진시의 수면동요에 의해 파손되었다. 콘크리

트 구조물에도 crack이 발생하여 누수가 발생하였고,

염소실이 파손되어 염소가 누출되는 사례도 있었다.

Tokachi-oki 지진 (일본, 2003)

Ueno et al.(2003)은 2003년 9월 26일 일본 Hokkaido

섬의 남쪽 해안을 강타한 Tokachi-oki 지진(규모 8.3)

에 따른 수도 시설의 피해와 복구를 종합하여 보고

하였다. 이들은 매설 관로의 파괴와 지진의 세기, 지

형, 구조물의 이탈 등의 사이에 명백한 상관성이 있

음을 밝혀내기도 하였다. 또한 Urakawa 마을에 대해

1982년 발생한 지진과 2003년의 지진을 비교하여 매

우 실제적인 data를 제공하였다. 특히 PE관에 대한

지진 성능을 평가해 볼 수 있었던 좋은 기회가 되었

는데, 결과적으로 PE관의 피해는 거의 경미하였으며,

이러한 PE관의 유용성을 확인하는 계기가 되기도 하

였다.

발생 지진의 진앙지는 Erimo cape 동쪽 60km 지점

이다. 지진발생으로 인하여 용수공급에 문제가 발생

되어 16,006명에게 단수가 되었으며, 약 8일 후 공급

을 재개하였다. 관 부식에 의한 오염된 물과 호소의

탁수로 인해 큰 혼란을 겪었다. 가장 심하게 피해를

입은 지역이 바로 Urakawa 마을이었으며, 이 마을에

서는 6368명의 주민들이 용수 공급 중단을 겪었다.

보다 피해가 경미한 다른 지역에서는 대부분 지진

당일 내로 용수 공급이 재개되었다. 용수 트레일러와

탱크 등의 구호물자를 동원하여 신속히 복구되었다.

그림 5. Tokachi-oki 지진으로 인한 용수 공급 중단 인구 현황

그림 6. 관로 파괴 및 지진 진도(2003년 Tokachi-oki 지진)

그림 7. Urakawa의 관망 및 복구 현황도

수도시설물 지진피해 사례 보고서

- 8 -

Urakawa 마을은 1982년 Urakawa-oki 지진으로 심각

한 피해를 입었기 때문에, 지진에 대한 보강을 나름

대로 실시해 왔다. 당시 지진 규모는 7.1이었고,

20km라는 매우 낮은 진원 심도로 인해 높은 지진강

도를 경험하였다. 마을 일부 지역은 JMA 스케일로

진도 6의 지진이었고, 대부분의 지역은 5를 기록하였

다. 지진의 강도로만 보면 1982년과 2003년의 지진이

비슷하다고 볼 수 있다.

당시에 송수관망은 주 송수관로와 세 개의 소규모

송수관로로 구성되어 있었다. 다음은 두가지 지진연

도에 대한 수도 관망 비교 자료이다.

그림 8. Urakawa-oki 및 Tokachi-oki 지진의 진앙지

그림 9. 관종별 관로 연장 비교

그림 10. 관로 연장 / 관경 (좌 : Urakawa-oki, 우 :

Tokachi-oki 지진)

다음 표는 도, 송수 관로에 대한 관 파괴 유형을 집

계한 자료이다. 대부분의 파괴는 관체 파손이나 균열

로 인한 파괴였다. 폴리에틸렌 관에는 피해가 거의

없었음을 알 수 있다. 비슷한 지진강도에 대해 2003

년의 경우 보다 피해가 적었음을 알 수 있다. 주철관

의 피해 비율이 감소한 이유는 1982년 이후로 설치

된 관이 K-type의 조인트를 채택하였고, 특히 SⅡ

-type 조인트를 매립지에 사용하였기 때문이다. 관로

의 피해는 지반조건과 관 자체의 저항능력에 현저히

지배를 받는다.

표 2. 지진에 의한 관 파손 내용(Tokachi-oki, Japan,

M8.3, 2003)

계통종류 개수 종류 관경 비고

도수 4 DCIPφ400(2), φ300(1),

φ100(1) 관체파손(3), 관뽑힘(1)

송수 16

DCIPφ300(1), φ150(3),

φ75(1)

관체파손(3), 관뽑힘(1),

기타(1)

VPφ100(1), φ75(4),

φ50(4)

관체파손(5), 관뽑힘(1),

기타(1)

ACP φ100(2) 관체파손(2)

기타 2 파티션밸브파손(2)

표 3. 송수관로 파괴수/km

구분 철(steel)

주철

(cast

iron)

폴리에

틸렌과

비닐

석면

시멘트합계

Urakawa-oki

지진(1982)0.0 0.39 0.29 0.68 0.38

Tokachi-oki

지진(2003)0.0 0.15 0.08 0.33 0.11

수도시설물 지진피해 사례 보고서

- 9 -

그림 11. 1982년 Urakawa-oki 지진으로 파괴된 관로

현황

그림 12. 2003년 Tokachi-oki 지진으로 파괴된 관로 현황

일본에서 특별히 PE 관은 송수관로에 대해 1995년

고베 지진 이레로 비약적인 사용량 증가가 있었다.

특수 재질(PE100)과 EF (electric fusion joint) 조인트

를 채택하였고, 이러한 PE관은 Tokachi-oki 지진이

처음 겪은 실제 지진사례가 되었다. 특기할만한 것은

PE 관로에는 거의 피해가 발생하지 않았다는 사실이

다.

동해중부(東海中部) 지진 (일본, 1983)

가. 피해 개요

1983년 일본은 동해중부(東海中部) 지진에 의해 상수

도시설이 크게 피해를 받았다. 피해는 국지적으로 집

중되었고 중소도시에 피해가 컸다. 피해는 주로 액상

화를 동반한 지반파괴가 주원인이었다. 상수도시설에

대한 피해가 최대에 이르렀을 때에는 추전현의 13개

지자체의 22,187호, 청삼현의 21개 지자체의 23,380

호, 북해도의 3,217호의 급수가 중단되었다. 피해가

가장 큰 능대시의 경우는 12,000호의 단수가 방생하

였고 복구에 3주 이상이 소요되었다.

능대시에서는 광역적으로 발생한 액상화의 영향으로

관로의 피해가 발생하였다. 단수지역에 대해서는 자

위대와 인근 지자체들의 지원으로 응급급수가 이루

어졌다.

피해의 주요 내용으로, 액상화에 의한 지반의 움직임

으로 관로, 밸브실과 같은 지중 매설 시설이 파괴되

었다. 관로의 피해는 조인트, 곡관부, 연결부에 피해

가 많았고, 관의 종류와 구경 등에 따라 피해의 상황

이 다르게 나타났다. 대구경 덕타일 주철관의 경우

내진성이 높아서 피해가 적었다.

나. 취수시설의 피해

하천, 계곡과 같은 자연 유하시설에는 큰 피해가 없

었으나, 취수시설의 침하, 상류에서의 토사 유입으로

탁도가 상승하여 침전효과가 불량해지는 현상이 일

부 발생하였다.

지하수를 수원으로 하는 지역에서는 지진발생과 동

시에 탁도 발생과 지하수위 저하가 일어난다. 특히,

지하수 취수량이 1/5정도로 감소하기도 하였고, 일부

깊이가 낮은 우물에서는 취수기능이 불가능하였다.

다. 정수시설, 배수시설 등에서 구조물의 피해

기초지반의 침하 등으로 구조물의 균열, 침하, 모르

터 격리 등이 발생하였으나 큰 피해는 없었다. 경사

판의 파손과 급속여과지의 여과사 액상화가 발생하

여 여과기능이 마비되었다.

라. 기계․전기․계장 설비의 피해

기초지반의 침하 및 융기로 인해 펌프실, 멸균기실,

발전기실의 침하, 균열, 모우터 손상, 슬러지 배출펌

프 등이 일부 파손되었다. 긴급차단밸브가 확실하게

작동하여 피해의 확산을 막을수 있었다. 또한, 염소

실에서는 밸브잠금 장치가 기능을 발휘하여 사고를

방지하였다.

마. 도수, 송수, 배소관로의 피해

추전현의 전체 피해는 905개소였으며, 지역별로는 능

대시, 남주시, 추전시가 전체피해의 80%를 차지하였

다. 관종별로는 석면시멘트관,(총 관로 피해 건수의

47%), 경질염화비닐관(36%)등이 피해의 대부분을 차

지하였다.

석면시멘트관은 피해가 joint 뿐만 아니라 직관부에

서도 발생하였고, 부설한지 20년 이상이 된 경우에

피해가 많았다. 경질염화비닐관의 경우는 joint의 피

해가 많았고(67%), 준기부, 이형관부 등의 피해도 상

당했으나, 직관부의 피해는 적었다. 주철관의 피해의

72%는 joint에서 발생하였고, 나머지의 대부분은 직

관부에서 발생하였다.

덕타일주철관과 강관의 피해는 joint에서 발생하였다.

청삼현의 피해는 총 907개소였으며, 경질염화비닐관

(총 관로 피해 건수의 50%)과 석면시멘트관(39%)의

순으로 피해가 많이 발생하였다. 경질염화비닐관의

피해는 직관부와 이형관부에서 대부분(91%) 발생하

였고, joint의 피해는 상대적으로 적었다. 주철관과

수도시설물 지진피해 사례 보고서

- 10 -

덕타일주철관, 강관의 피해는 직관부에서 많았다.

이상에서 살펴본 두 지역의 피해 양상은 다소 차이

가 있다. 즉, 피해 발생 장소로 보면, 추전현의 경우

는 joint에서, 청삼현의 경우는 직관부의 피해가 많았

다. 추전현에서는 연약지반의 액상화로 인한 지반변

동으로 경질염화비닐관의 joint에 응력이 집중되었고

청삼현에는 자갈층이 많은 이류로 지반진동에 의해

경질염화비닐관의 직관부와 이형관부에 응력이 집중

되었기 때문으로 추정된다. 두 지역의 피해를 종합하

여, 피해 발생장소는 직관부(44%), joint(36%), 이형관

부(17%), 분기부(3%)였다. 관종별 단위 길이당 피해

건수는 다음의 표와 같다.

표 4. 동해중부지진에 의한 관종별 피해

지방

자치단

체

관종석면시

멘트관

경질염

화비닐

관

주철

관

Ducti

le

주철관

강관

폴리

에틸

레관

능대시

관로연장(m)

피해건수

(#/km)

69,475

3.28

40,726

5.16

6,899

3.33

23,167

0.13

1,308

0

125

0

남주시

관로연장(m)

피해건수

(#/km)

117,214

0.79

59,860

0.42

12,458

0.24

12,999

0.62

6,524

1.23

-

-

추전시

관로연장(m)

피해건수

(#/km)

191,095

0.21

-

-

169,583

0.09

253,391

0.04

32,706

0.55

51,557

0

평균

관로연장(m)

피해건수

(#/km)

3777,784

0.96

100,586

2.34

188,940

0.22

289,557

0.07

40,538

0.64

51,682

0

바. 급수관의 피해

추전현과 청삼현의 피해는 각각 1,185개소과 600개소

였으며, 관종별로는 경질염화비닐관이 피해의 대부분

을 차지하였다. 예를 들어, 일본내 일반가정용으로

많이 사용한 직경 13mm 경질염화비닐관의 피해가

컸다. 추전현의 피해 발생장소를 비교해 보면, 택지

내의 경우가 도로상의 경우에 비하여 2.7배에 달하였

다. 피해 장소로는 분기에서 지수전 사이의 피해가

46%, 지수전에서 수도계량기 사용의 피해가 30%, 수

도계량기이후의 피해가 22%를 각각 차지하였다. 피

해가 큰 경질염화비닐관은 경질부에 응력이 집중되

어 파손, 균열, 돌출 등의 피해가 발생하였다.

병고현남부 지진 (일본, 1995)

가. 저수시설의 피해

최대의 피해는 서궁시의 니테코 저수조에서 발생하

였다. 흙댐의 붕괴로 저수기능을 상실해였으나, 다른

영향은 없었다. 이 외에, 흙댐에서의 저수 유출과 콘

크리트댐에 crack이 발생하였으나 기능을 상실한 정

도에 이르지는 않았다.

나. 취수시설의 피해

호옥시의 취수시설은 인근의 암석붕괴로 인해 매몰

되어 기능이 정지되어 기능이 정지되었고, 도수관의

파손, 모래 혼입으로 인한 취수펌프의 파손 등으로

지하수 공급이 일시 정지되었다. 그 외에는 콘크리트

의 crack 발생, 펌프의 일부 파손 등이 있었으나 짧

은 시간 내 복구되었다.

다. 도수시설의 피해

도수관의 파손, 누수, 콘크리트 암거 맞춤재의 파손,

도수관의 법면 붕괴, 도수터널의 crack 발생, 단면 축

소 등이 발견되었다.

라. 정수시설의 피해

정수장내 콘크리트 구조물의 신축 이음부 부분의

crack 발생에 의한 누수와 침전지 경사판의 탈락이

현저하였다. 특히 액상화와 지반의 측방 유동에 의한

기초침하에 의하여 구조물의 변형이 발생하였고, 염

소중화탑도 기울어졌다.

마. 송․배수시설의 피해

송수관 관종(PS콘크리트관, 주철관, 큰크리트관 등)에

인한 손상, joint의 누수, 송수터널의 crack 발생, 배

수관의 각종 피해(석면시멘트관, 경화염화비닐관, 주

철관), 배수지 콘크리트 몸체 부분의 crack, 신축 이

음부의 누수 등이 발생하였으나 응급복구로 기능을

유지할 수 있었다. 덕타일주철관 joint의 손상도 발생

하였다.

수관교에서는 교각과 호안구조물 파손의 영향으로

강관의 손상이 있었다.

바. 기계, 전기, 계장설비의 피해

지진발생 직후의 정전으로 펌프설비가 정지하였고,

전기가 복구되자 재가동 되었다. 냉각수관의 파손과

연료부족으로 자가발전기를 작동할 수 없었다. 펌프

와 밸브의 상당수가 수몰되었다. 시약 저장조의 볼트

가 절단되었고, 저장조의 이동으로 접속배관이 파손

되어 저장중인 시약 누출이 발생하였다. 수중 기기류

로는 교반기, 슬러지 제거기, 고속집전지의 기기 등

이 파손되었다. 무선 철탑의 지주가 파손되어 교신

장애가 발생하였고, CRT의 운전장애가 있었다.

사. 급수장치의 피해

난서지구는 경질 염화비닐관을 많이 사용하고 있었

는데, 급수관의 분기부와 택지 내에 세워진 부분에서

피해가 많이 발생하였다. 도로 내에서의 피해는 신호

시에서 11,800건, 호옥시에서 380건, 서궁시에서

4,800건이 있었다. 택지 내의 피해까지 포함한다면,

급수장치의 피해는 Q고된 것의 수배에 이를 것이다.

아. 건축물의 피해

정수장내 관리동 본관 벽면에 crack이 많이 발생하였

다. 특히, 상층에 세정수조가 있는 하층 천장에 crack

수도시설물 지진피해 사례 보고서

- 11 -

이 많이 발생하였다. 또, 배수처리설비인 가압탈수기

등 중량이 무거운 기기류를 지지하는 기둥에도 crack

이 발생하였다.

Kobe 지진 (일본, 1995)

고베시의 상수원의 약 75%는 Yodo 강에서 두개의

중앙 관을 통하여 공급받았으나, 지진발생 후 공급이

중단되어 15,000,000명의 주민이 용수공급을 받을 수

가 없어 떠났다. 1.25m의 중앙관은 콘크리트로 되어

있고 23군데에서 파손이 발생하였다. 지하수 공급관

은 치명적인 손상을 입었고, 또한 가압장과 정수장도

붕괴 되었다.

그림 13. 고베시 수도 관망도

고베시는 약 8개소의 정수 처리 시설과 57km의 도

수 터널을 가지고 있었다. 3개소의 정수 처리시설은

피해가 매우 경미하였다. Uegahara의 처리시설에서

는 옹벽 뒤의 지반변형으로 인해 1.5m 직경의 철근

콘크리트 관로가 이탈되었다.

119개의 분배 배수지 중 86개가 고베 시로 직접 물

을 공급하는 역할을 하는데, 지진으로 인해 유일하게

Egeyama 배수지(reservoir)만 심각한 손상을 입어 구

조물이 파손되고 물이 배출되었으며, 관로가 분리되

었다. 아래 그림은 지진 후에 시간에 따른 배수지

(reservoir)의 손상 추이를 나타낸 그래프이다. 결과

적으로 6 ~ 24시간 사이에 86개의 저수시설이 비워

졌다.

그림 14. 지진 후 시간에 따른 고베지역 배수지 손실

그림 15. 지진으로 인한 고베시 화재 발생

고베의 용수 공급 계통은 3,963km 연장의 관로가 분

포하였으며, 대략 86.3%는 덕타일 철관이며, 이 중

대부분은 상대적인 회전을 허용하는 표준 미케니컬

조인트로 맞물려 있다. 그러나 이러한 형식은 축방향

의 뽑힘에 대해서는 저항하지 못한다. 약 6%에 이르

는 관로는 덕타일 철관으로서 축방향 구속이 된 미

케니컬 조인트이며, 약 11%느 주철과 폴리비닐 클러

라이드(PVC)로 구성되어 있다. 용접 철재 관로가 약

2.7%이며, 고압 트렁크와 도송수 관로로 사용된다.

1995년 2월 중순에, 급배수 본관에 778개소의 수리를

진행하였다. 공용 도로상에 급수관에도 2,084건의 손

상 피해가 발생하였고, 사유재산에 속한 비슷한 피해

가 21,458건 보고되었다. 통계자료로 보면, 2월 중순

경에 328건의 주요 보수사례는 41.5%가 관로 조인트

의 뽑힘과 다져짐 때문에 발생하였고, 16.2%는 부서

진 관로로, 21%는 에어 밸브와 손상된 급수전으로,

21.3%는 기타 원인에 기인하였다.

수도시설물 지진피해 사례 보고서

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그림 16. 관로 파괴 현황 사진

그림 17. 700mm 철재 수도관 용접부 파괴(Port Island)

Niigata Chuetsu 지진 (일본, 2004)

Niigata 지진은 2004년 10월 23일, 규모 6.8로 Tokyo

북북서 방향으로 약 200km 지점에서 발생하였다. 기

록된 최대 지반가속도(PGA)는 2515.4 gal이었으며,

JMA 스케일로 진도 7이 Kawaguchi-machi에서 기록

되었다.

그림 18. Niigata Chuetsu 지진 발생 위치도

지진 발생시 정전으로 인한 펌프 기능 불능으로 용

수 공급이 중단되었으며, 지반 함몰과 액상화로 인한

관로 피해가 심하였다. 총 109,904 가구가 주요 지진

충격 직후 용수 공급이 중단되었으며, 지진 발생 5일

후에도, 15개 시에서 여전히 용수 공급 문제가 어려

움에 있었다. 많은 곳에서 맨홀이 액상화로 인해 솟

아 올랐다.

그림 19. 액상화로 인한 맨홀 파손

Kocaeli (Izmit) 지진 (터키, 1999)

규모 7.4의 Kocaeli 지진은 1999년 8월 17일 오전 3

시 1분에 이스탄불에서 남동쪽으로 100km 정도 떨

어진 곳에서 발생하였다. 수도 시설에 피해를 입은

지역은 세가지 방법으로 용수 공급이 되고 있었다.

이 세 지역은 Yalova-Gölcük, Kullar-Izmit-Gebze,

Adapazari 지역으로 약 250만명의 급수 인구가 있었

다. 두가지 소스는 담수된 댐에 의해 형성된 저수지

로부터 공급되고, 나머지 하나는 Sapanca 호에서 공

급된다. 이 장소 각각에는 현대적인 정수 처리 시설

이 있었으며, 지진으로 인해 경미한 피해를 입었고,

손쉽게 복구되었으며, 서비스를 재개하였다.

주요 버트 용접 철관(butt-welded steel lines)이 37개

시와 마을에 의해 운영되는 호소에 처리된 물을 공

급하였다. 이 관로에 약간의 피해가 발생하였는데,

피해 개소는 단층대를 지나거나 심각한 지반운동을

겪은 지역이었다. 관로에 있어서는 주로 단층으로 인

수도시설물 지진피해 사례 보고서

- 13 -

한 지반 변위가 발생하여 이 단층대를 지나는 매설

관로에 심각한 손상을 가져왔다.

그림 20. 상수도 철관의 버클링

그림 21. 연직 변위를 가진 직각 단층대를 지나는

매설 관로의 파괴

그림 22. 주 단층대를 지나는 하수 관로의 파괴 전경

그림 23. Adapazari 시내의 새 관로 거치 전경

Yalova에서 Gölcük에 이르는 80km의 관로에 피해가

발생하여, 7일 동안 백만명에 이르는 사람들이 물 공

급으로 어려움을 겪었다. 또한 그 후 2주 동안 여진

의 여파로 인해 새로운 피해들이 나타났다. 이 기간

동안 부분적인 용수 서비스를 복구하였다. 콘크리트

탱크가 손상을 입어 누수가 발생하였으나 여전히 서

비스를 제공하였고, 빌딩 파편이 제거될때까지 피해

복구가 계속되었다. 주민들이 텐트촌이나 다른 장소

로 이주함에 따라 용수 수요가 감소하였다. 파괴된

관망과 심각하게 파손된 주거지역과 단층 지대로 인

해 용수 공급은 매우 어려웠다. 일부 지역의 용수 공

급은 지진 후 한달이 되도 복구되지 않았다.

비상 용수 공급을 휴대용 트럭과 탱크 트럭 등을 동

원하여 실시하였다.

그림 24. 트럭을 이용한 휴대용 용수 공급

ChiChi 지진 (대만, 1999)

대만에서 발생한 이 지진은 규모 7.6으로 1999년 9월

21일 오전 1시47분에 발생하였다. 진앙지는 ChiChi

에서 북서쪽 7km 떨어진 지점이었다. 심각한 지반진

동은 약 40초 동안 계속되었고, 전체 섬에 걸쳐서 지

진이 감지되었다.

그림 25. 대만 ChiChi 지진의 진앙과 영향반경

수도 시설에 심각한 피해가 발생하였는데, 관로, 정

수처리 시설, 호소, 저수조 등에서 막대한 손상이 있

었다. 용수 공급 시설 중 가장 심각한 피해는

수도시설물 지진피해 사례 보고서

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Shihkang댐 파괴로 인한 음용수용 저수지의 유실이

었다. 댐의 좌측부가 지반의 단층대로 인해 약 15m

정도 떨어져 내렸다. 엄청난 지진력이 전체 거대한

구조물을 뒤틀리게 했으며, 모든 수문 역시 운영 불

가상태에 빠졌다. 이 댐은 결과적으로 보수의 어려움

으로 새로운 댐이 상류에 건설될 예정이다.

Shihkang 지역의 엄청난 지반 히빙으로 인해 음용수

용 유로가 완전히 바뀌어 버렸다. 임시 유로를 긴급

히 굴착하여 유로를 복구하였다. 단층대가 교차하는

지역에서 칼버트 구조물과 매설 용수 관로가 파고되

었다. 지진 후 4일 이내에 새로 굴착한 트렌치를 따

라 새로운 관로를 매설하였다.

그림 26. 지진으로 인한 Shihkang 댐의 붕괴 전경

Puerto Limonn 지진 (코스타리카, 1991)

이 지진은 대서양 해안과 코스타리카의 내륙지역에

영향을 끼쳤다. Puerto Limón의 해안가 마을에 수도

본관이 파괴되었고, 마을 용수 처리 시설에 물을 공

급해 주던 Banano 강이 산사태로 인해 퇴적물과 탁

도가 증가하였다.

지진 발생 후 8시간 이내에 물 관련 기술자 팀은 약

4만명의 마을 주민들에게 물을 공급하기 위한 비상

대처 계획을 수립하였다. 수도인 San José에 있는 주

요 청량음류 회사와 연락하여 전체 제조 공장을 2리

터짜리 병물을 생산하는 시설로 전환하였다. 지진 발

생 18시간 이내에 첫 번째 병물이 도착하였고,

Miami에 추가적인 플라스틱 병을 주문하여 결과적

으로 최초 3일 동안 130,000리터의 물이 공급되었다.

동시에 용수회사의 가압장에서 3km 정도의 소규모

수로를 막는 일이 착수되었다. 길이 없었지만, 하상

에 4륜구동 차량을 통해 접근하여, 임시 관로를 설치

하고, 가압장까지 새로운 용수 공급을 재개하였다.

여기에서부터 지진으로 인해 심각하게 피해를 입지

않았던 정수처리시설까지 물을 가압하였다. 수도본관

이 굴착과 보수의 과정을 거치는 동안 마을에는 탱

크 트럭을 통해 정수된 물을 공급하였다. 긴박했던

처음 몇 주동안 용수의 20%는 우물(샘)에서 조달하

였고, 80%는 Banano 강에서 해결하였다.

60일 이내에 추가적인 용수공급이 우물 착정에 따라

가능하게 되었다. 주 관로의 손상부위 120 공이 보수

되었고, 하루에 6시간씩 서비스를 재개하였다. 90일

이내에는 또다른 200개소의 급수 관로 손상부가 보

수되었고, 보다 깊은 우물을 굴착하여 원활한 용수공

급을 도모하였다.

Pakistan 지진 (2005)

2005년 10월 8일, Pakistan을 강타한 규모 7.6의 지진

은 비단 파키스탄뿐만 아니라 아프가니스탄과 인도

까지 영향을 미쳤다. 진앙지는 이슬라마바드 북북동

쪽으로 100km 떨어진 지점이었으며, 인도 지하판이

북쪽으로 40mm/yr 속도로 움직이다가 유라시안 대

륙과 충돌하면서 발생하였다.

그림 27. 가장 극심한 피해 지역

지진의 피해 상황은 2005년 11월 Asian

Development Bank와 World Bank의 보고서에 상세

하게 기술되어 있다. 2005년 10월 8일의 지진 후에도

10월 27일에 규모 5.0에서 6.0 범위의 여진의 여파가

인도-파키스탄 카슈미르 지역에서 기록되었다. 이 지

진은 파키스탄의 역사에서 가장 가공할만한 피해를

입힌 것으로 기록되었다. 주된 피해지역은 Azad

Jammu and Kashmir(AJK) 지역의 네 곳과 North

West Frontier Province (NWFP) 지역의 다섯 곳에

집중되었다.

지진전에도 주요 마을의 수도공급 시스템과 정수처

리 시설이 매우 열악한 상황이어서, 지진이 왔을 때

피해를 가중시켰다. 일부 지역에서는 기존의 관로시

설이 완벽히 파괴되었다. NWFP 지역은 대체로 지진

피해 다섯 곳에서 500,000세대 인구 중 50% 정도의

용수보급율이었으나, 지진으로 인해 77,500 세대가

부분적 공급, 혹은 용수 공급 중단을 겪어야 했다.

대부분의 피해는 시골지역에서 발생하였다. AJK 지

역의 대도시 세곳의 용수공급은 지진 후에 정수 처

리시설에서 나오는 물의 공급이 시스템 용량의 약

62% 수준까지 떨어졌다. 모든 용수공급 체계가 부분

적으로 피해를 입었다.

수도시설물 지진피해 사례 보고서

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수마트라 지진 (인도네시아, 2004)

2004년 12월26일, 인도네시아 수마트라섬 북서부 해

안에서 발생한 이 지진은 리히터 규모 8.9의 초대형

강진이었으며, 지진해일(쓰나미) 피해로 유명하다.

주변 해안 국가들의 피해가 너무나 커서 수도시설에

국한된 피해 사례 보고조차도 완전히 파악이 어려운

상태이며, 대부분 열악한 취수원과 수도 관망은 초토

화되었으며, 바닷물 및 구조물 파편에 의한 오염사고

가 빈번하였다. 특히 Phang-nga 등지에서는 주민의

대부분이 지하수를 이용하고 있었으며, 이와 관련한

물탑 등의 시설물들이 많이 파괴되었다.

그림 28. 수마트라 지진의 발생개요

그림 29. 수마트라 지진 및 지진해일의 피해 개요

그림 30. Phang-nga의 해군 기지, 바닷물과 파편들로

황폐화된 못

그림 31. Khaolak의 물 탑 기울어짐

4. 지진피해 사례 결론본 조사에서는 그동안 전세계적으로 발생하였던 대

규모 지진들과 지진으로 인하여 Lifeline, 특별히 상

수도 시설물에 초점을 맞추어 보고된 피해 사례들을

정리하였다. 그동안 상수도 시설물에 대한 지진 피해

사례나 실제 경험적인 위험 부위 및 파괴 원인 등은

정리되어 보고된 사례가 거의 없는 실정이므로, 상수

도시설물에 대한 국내의 내진 성능 기준수립 및 평

가에 매우 유용한 자료가 될 것으로 기대된다.

특별히 국내에는 타 토목구조물에 비하여 수도시설

물에 대한 내진 기준이 상대적으로 매우 미약한 형

편이어서 기존의 실제 지진 발생시 수도시설물의 종

류별 피해 사례 자료는 합리적인 내진설계 기준을

정립하고, 기존의 내진 대상시설에 대한 내진성능 향

상 등을 위해 반드시 필요한 정보라 할 수 있다.

상수도시설은 원수에서부터 사용가의 급수장치에 이

르기까지 광범위한 구조물과 시설들을 아우르며, 크

게 관로 부분과, 수처리 시설등으로 나누어 지진에

대한 성능을 종합적으로 고려해야 할 것이다. 또한

발생한 지진 강도와 더불어 피해가 발생한 국가의

상수도시설 기준이 매우 상이하여 피해 사례에 큰

차이가 있음을 고려해야 할 것이다.