도심지 지반함몰 방지를 위한 지하수관리 기술개발 연구동향

국문 초록 (Abstract)

최근 사회적인 관심이 증가하고 있는 도심지에서의 지반침하 및 함몰, 동공발생 등은 도심지의 지하수 거동과 밀접하게 연결되어 있어서, 기존의 도시 지역 지하수 관리 방식을 개선하고, 도시 하부 지질 및 지반구조물의 영향을 통합 평가하는 기술의 개발이 필요하다. 서울 지하철 9호선 일부 공사구간 및 잠실 인근 도로에서 지반이 함몰되거나 지하공동이 발생하여, 시민들에게 불안감을 야기하는 사례가 빈번히 발생하는 등 사회적 이슈로 부각되고 있으며, 도심지가 고도화 되고 지하공간개발이 많이 수행하고 있는 현대사회에서 도심지 지하수와 연계된 지반구조의 변형을 초래하는 지반함몰이 많이 발생하고 있으며, 이에 대응하기 위한 도심지내 지하수 관리 및 지반변형 예측·방지 기술의 개발이 요구된다. 또한, 지하수로 인한 지반침하 재난·재해 사고는 인명손실의 위험까지 유발할 수 있으나, 지반구조물과 연관된 안전에 관한 연구는 전무하다. 기존의 계측망 관리는 센서노드 결함/고장 발생 등으로 데이터의 신뢰성이 의심받는 사례도 있어서, 단순 스캐닝이 아닌 상시 모니터링과 신속한 대처가 가능한 시스템의 개발이 요구되는 실정이다. 본 연구에서는 도심지에서의 지하수, 지반구조 영향 계측·평가·관리기술과 관련하여 기술분류는 “도심지 광역 지하수 관리기술 분야(이하 A라함)”와 “지반구조물 주변 지하수 관리기술분야(이하 B라함)”로 나누어 국내외 연구동향을 파악하기 위한 특허 분석과 논문 분석을 수행하였다. A의 경우는 1988년까지는 유럽에서의 출원건수가 대부분이였으며, 1989년이후 일본에서 출원이 늘어나기 시작하였고, B의 경우는 1990년까지는 유럽을 제외하고는 출원건수는 전무한것으로 보인다. A의 주요 연구분야에서는 재난대응 지하수 관리 기술이 35%로 가장 높은 비율이 높으며, 지하수 계측 및 모니터링 기술이 30%, 지하 지반구조 및 매설물 파악 기술이 26%, 지하수 유동 물수지 평가 기술이 14%로 각각 분석되었다. B의 주요 연구분야에서는 지하수와 지하 구조물에 의한 지반 변상 분석 기술이 35%로 가장 높은 비울을 차지하고, 지하수 및 지반구조물 통합 계측 및 관리 효율 향상을 위한 신개념 시스템이 30%, 지하수위 변화에 의한 도시 지반 침하 측정기술이 24%, 건축물 및 지하구조물 주변 지하수 흐름 관리기술이 18%로 분석되었다.