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학회심포지엄 - 도심지 싱크홀 원인 및 대책

글쓴이 : 홈페이지관리자 날짜 : 2016-12-20 (화) 09:29 조회 : 1207

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2015 한국지구물리탐사학회 심포지엄

 

도심지 지하철 및 고층빌딩 건설로 인한 지하수 배수는 필연적으로 지하수위 하락을 초래한다. 하락된 지하수위 상부는압밀로 인한 공동이 형성되면서 응력분포의 균형을 잃게 되고 나아가 침하로 이어지게 된다. 만약 여기에 상하수도관이 매설되어 있다면 그들의 변형은 보다 빠르게 진행되어 누수 현상으로 쉽게 발전할 수 있다. 나아가서 관으로부터 흘러나온 물은 다시 지하 공동화를 부추기게 되고 그로인해 싱크홀 발생이 확대될 수 있다.


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도심지 도로함몰 원인 및 모니터링 기법

 

김중열, 김유성2)*, 황인호3)

 

Causes of metropolitan road sinkhole and

its monitoring techniques

 

Jungyul Kim1), Yoosung Kim2)*, and Inho Hwang3)

 

 

대부분 도심지 싱크홀 현상은 지하수위 강하에 의해 지반이 약해지거나 혹은 지반 내에 공동이 형성되어 발생된다고 알려져 있다. 여기서 지하수위 강하 현상을 불러일으키는 주된 원인은 ① 도시화가 진행되면서 불투수 지표가 확대됨에 따른 빗물 지하 침투량 감소(이진용과 구민호, 2007; Endreny, 2005), ② 생활 및 공업용수 증가에 의한 지하수 과잉채수, ③ 지하철, 고층빌딩 등 지하 인공구조물 건설에 따른 지하수 유출량 증가 등을 들 수 있다(Morris et al., 1997). Fig. 1은 도시화 이전의 지하수위와 도시화 이후 지하철 및 대형빌딩에 의한 지하수 유출로 지하수위가 강하된 모식도를 보여주고 있으며 그로 인한 싱크홀 사례를 보여주고 있다.

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소암컨설턴트

2) 소암컨설턴트

3) 소암컨설턴트

*Corresponding Author (김유성), E-mail: soamkys@empas.com

 

Fig. 1. Sinkholes caused by metropolitan ground water-level declines.

 

최근 서울에서 발생된 대부분의 도로 함몰은 지하철 노선과 고층빌딩이 집중되어 있는 지역에서 발생되고 있다지하철 및 고층빌딩에서의 지하수 유출이 지하수위 강하에 가장 큰 몫을 차지하고 있다는 것을 의미한다따라서 싱크홀의 진행사항이나 감시를 위해서는 다음과 같은 물리탐사 기법 및 모니터링 기법이 요구된다고 할 수 있다.

 

① 절리구조 3차원 입체 영상화 기법

지하구조물이 암반 내에 건설되었다면 지하수 유동의 원인이 되는 파쇄대 및 열린 절리와 지하구조물과의 관계를 입증할 수 있는 절리구조 3차원 입체화가 우선적으로 필요하다.

② 다점온도 및 지하수위 실시간 모니터링 기법

상기 3차원 절리구조와 지하수 유동과의 관계를 규명할 수 있는 시추공 내 온도모니터링 기법과 지하수위 변동을 실시간으로 감시할 수 있는 기법이 요구된다.

③ 광케이블 이용 선 개념 온도 및 변형률 모니터링 기법

노후 상하수도관 파손에 의한 싱크홀의 경우에는 노후 관로 교체시 광케이블을 포설하여 향후 관로 누수 및 지반 내 공동 발생에 따른 변형을 모니터링하는 기법이 필요하다.

Fig. 2는 싱크홀 감시를 위한 물리탐사 기법 및 모니터링 기법을 이용한 통합감시 시스템의 모식도를 나타내고 있다.

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Fig. 2. Integrated monitoring system for metropolitan sinkhole prediction.

 

참고문헌

이진용구민호, 2007, 도시화가 지하수에 미치는 영향 및 도시지역 지하 수 문제 고찰지질학회지, 43(4), 517-528.

Endreny,T.A., 2005, Land use and land cover effects on runoff processes: urban and suburban development, Encyclopedia of Hydrological Sciences, Part 10, 1775-1804. John Wiley & Sons, Ltd.

Morris,B.L., Lawrence,A.R. and Foster,S.S.D., 1997, Sustainable groundwater management for fast-growing cities: mission achievable or mission impossible? In: Chilton, J.(ed.), Proceedings of the XXVII IAH Congress on Groundwater in the Urban Environment, Balkema, Rotterdam, 1-14.


   


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