Nationwide exposure modelling and scenario-based seismic risk assessment of school buildings in North Macedonia
본 연구는 1,129개 학교 건물의 첫 번째 종합 인벤토리를 구축하고 이를 활용하여 두 가지 역사적 지진 시나리오를 통해 지진 위험을 평가함으로써 북마케도니아의 전국적 노출 모델 부재 문제를 해결하며, 이를 통해 근거 기반의 보수 계획 및 비상 대비를 위한 핵심적인 프레임워크를 제공한다.
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지진은 단순히 땅을 흔드는 것에 그치지 않고, 그 위에 세워진 공동체의 회복력을 시험합니다. 재난 위험 과학에서 지진이 얼마나 많은 피해를 입히는지는 세 가지 요소에 의해 결정됩니다: 진동의 강도, 경로에 있는 사람과 건물의 수, 그리고 그 구조물이 힘을 견뎌낼 수 있는 능력입니다. 과학자들이 오랫동안 전 세계의 진동 잠재력을 지도화해 왔지만, 무엇이 그 길을 가로막고 있는지, 특히 아이들이 배우는 장소에 대한 목록은 많은 지역에서 누락되어 왔습니다. 어떤 학교 건물이 존재하는지, 그것들이 무엇으로 만들어졌는지, 그리고 어디에 위치해 있는지에 대한 명확한 그림이 없다면, 어떤 건물들이 파손될 가능성이 가장 높은지 알거나 그들을 보호하기 위해 효과적으로 계획하는 것은 불가능합니다. 이러한 격차는 지진 활동이 활발한 지역에 위치하며, 학교가 교실뿐만 아니라 재난 후 가족들의 중요한 대피소 역할을 하는 북마케도니아에서 특히 치명적입니다.
북마케도니아와 포르투갈의 연구진은 이제 이 공백을 메우기 위해 북마케도니아의 학교 건물에 대한 최초의 완전한 전국 단위 지도를 제작했습니다. 그들은 정부 기록, 토지 등록부, 과거 연구 자료를 수집하여 1,129개 초·중·고등학교의 디지털 모델을 구축했습니다. 이 모델은 단순히 주소를 나열하는 것을 넘어, 각 건물을 벽돌, 콘크리트, 석재 등 어떤 건축 자재로 만들었는지 분류하고 연식과 규모를 기록합니다. 연구팀은 이 상세한 목록을 다양한 유형의 건물이 흔들림에 어떻게 반응하는지에 대한 컴퓨터 시뮬레이션과 결합함으로써, 이 나라 역사상 가장 중대한 두 차례의 지진인 수도 스코페를 뒤흔든 파괴적인 1963년 지진과 동남부의 강력한 1931년 지진에 따른 잠재적 피해와 인명 피해를 추정할 수 있었습니다.
연구 결과, 현재 북마케도니아의 학교 건물들은 오래된 건축 방식에 크게 의존하고 있음이 드러났습니다. 약 70%의 학교가 보강되지 않은 조적조(벽돌 등)나 현대적인 유연성이 부족한 콘크리트 프레임으로 지어져 강한 흔들림에 특히 취약합니다. 연구진이 1963년 스코페 지진의 재현을 시뮬레이션했을 때, 수도 지역의 학교 중 거의 절반은 피해를 면하겠지만 상당 부분은 심각한 구조적 실패를 겪을 것으로 나타났습니다. 시뮬레이션에 따르면 영향권 내 학교의 약 13%가 완전히 붕괴될 수 있으며, 진동이 가장 강한 도심 핵심부에 위험이 집중되었습니다. 만약 이 건물들이 수업 시간 중에 사용되고 있었다면, 모델은 160명 이상의 인명이 목숨을 잃을 수 있다고 시사하며, 경제적 손실의 대부분은 도심의 초등학교에 집중될 것이라고 예측했습니다.
두 번째 시나리오인 1931년 발란도보 지진을 모델링한 결과는 또 다른 그림을 보여주었습니다. 전체 건물 피해와 전반적인 경제적 손실은 스코페 시나리오보다 낮았지만, 농촌 공동체에 미치는 영향은 더 심각했습니다. 이 시뮬레이션에서는 원격 마을의 지역 학교들이 대도시의 중심 학교들보다 훨씬 더 쉽게 완전히 파괴될 가능성이 높았습니다. 이는 많은 농촌 건물이 현대적인 보강 처리가 되지 않은 오래된 단층 석재 또는 벽돌 구조물이며, 단층선에 더 가깝게 위치해 있기 때문입니다. 시뮬레이션은 잠재적 사망자 수가 약 31명으로 전체적으로는 더 적을 것이라고 시사했지만, 이러한 농촌 지역의 물리적 인프라에 대한 피해는 불균형적으로 높아서 지역 사회 전체의 교육적 연속성을 위협할 것이라고 나타냈습니다.
이 연구의 핵심 발견은 건물의 연식과 유형이 생존을 예측하는 가장 강력한 변수라는 점입니다. 이 지역에 엄격한 내진 설계 기준이 도입되기 전인 1964년 이전에 건설된 건물들은 파괴적인 피해를 입을 가능성이 가장 높습니다. 반면, 업데이트된 공학 표준을 따르는 1981년 이후에 지어진 학교들은 시뮬레이션된 흔들림을 견뎌내는 능력이 훨씬 높았습니다. 연구진은 또한 이 결과가 과거의 기록이 아니라 미래 사건에 대한 컴퓨터 모델임을 강조했습니다. 실제 1963년과 1931년 지진은 밤이나 휴일에 발생하여 학교가 비어 있었으며, 그렇기에 학교 붕괴로 인한 사망자가 발생하지 않았던 것입니다. 이 연구에서 제시된 수치는 만약 유사한 지진이 학생과 교사들로 가득 찬 상태에서 발생했을 때의 잠재적인 인명 피해를 나타냅니다.
이 작업은 북마케도니아의 교육 인프라를 보호하기 위한 최초의 명확하고 데이터에 기반한 토대를 제공합니다. 정확히 어느 지자체와 어떤 유형의 건물이 가장 큰 위험에 처해 있는지 식별함으로써, 이 연구는 의사 결정자들에게 이정표를 제시합니다. 이를 통해 지방 당국은 어떤 학교를 우선적으로 보강해야 하는지 파악할 수 있고, 비상 계획 수립자들은 어디에 자원을 집중해야 할지 이해할 수 있습니다. 이 모델은 정적인 목록이 아니라 새로운 정보가 들어옴에 따라 업데이트될 수 있는 살아있는 도구이며, 이를 통해 국가의 내진 안전 접근 방식이 위협에 대한 이해와 함께 진화하도록 보장합니다. 학교가 공동체의 심장이자 위기 시의 피난처인 국가에서, 이 건물들의 강도를 아는 것은 지면이 흔들릴 때 이들이 계속 서 있을 수 있도록 보장하는 첫걸음입니다.
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