일본 태평양 연안의 Tokai, Tonankai 및 Nankai의 3연동지진에 의한 지진해일이 제주도 연안에 미치는 영향

Abstract

본 연구는 지진해일의 전파과정을 수치모의할 수 있는 비선형수치모델을 구축하고, 이로부터 최근 일본 태평양 연안에서 발생 가능성이 제기되고 있는 리히터 규모 9.0의 Tokai, Tonankai 및 Nankai의 3연동지진으로 인한 지진해일이 제주도 연안에 미치는 영향을 검토하였다. 수치해석에 있어서는 천해역에서의 천수효과를 충분히 재현하기 위해 격자접속기법을 이용하였으며, 2011년에 발생한 동일본지진과 1983년 동해중부지진에 의한 지진해일에 대한 수치계산을 수행하여 수위변동, 전파시간, 침수계산 등에 대한 기존의 계산치 및 관측치와의 비교로부터 본 수치모델의 타당성을 검증하였다. 3연동지진에 대한 수치모의는 지진해일의 영향을 충분히 고려할 수 있도록 지진 발생으로부터 10시간 동안 계산을 수행하였다. 수치모의를 통해 지진해일의 전파과정에서의 수위변동은 해저수심변화, 굴절, 회절, 반사 등의 영향에 의해 크게 좌우되며, 우리나라 제주도 연안에서는 사계항에서 1.6 m의 최대지진해일고가 추정되었다. This study proposed a two-dimensional horizontal numerical model based on the nonlinear shallow water wave equations to simulate tsunami propagation and coastal inundation. We numerically investigated the possible impacts of tsunami caused by the triple interlocked Tokai, Tonankai and Nankai Earthquakes on the Jeju coastal areas, using the proposed model. The simultaneous Tokai, Tonankai and Nankai Earthquakes were created a virtual tsunami model of an M9.0 earthquake. In numerical analysis, a grid nesting method for the local grid refinement in shallow coastal regions was employed to sufficiently reproduce the shoaling effects. The numerical model was carefully validated through comparisons with the data collected during the tsunami events by 2011 East Japan Earthquake and 1983 central East Sea Earthquake (Nihonkai Chubu Earthquake). Tsunami propagation triggered by the combined Tokai, Tonanakai and Nankai, Earthquakes was simulated for 10 hours to sufficiently consider the effects of tsunami in the coastal areas of Jeju Island. The numerical results revealed that water level fluctuation in tsunami propagation is greatly influenced by water-depth change, refraction, diffraction and reflection. In addition, the maximum tsunami height numerically estimated in the coastal areas of Jeju Island was about 1.6 m at Sagye port.