지진 액상화 현상 미리 예측한다…'3D 위험지도' 개발

건설연, 국내 첫 ‘3차원 지진 액상화 위험지도’ 개발…지하공간통합지도 연계해 지하 매설물 지진피해 사전 대응책 도움 기대

포항 지역 3차원 지진 액상화 위험지도, 다양한 뷰 포인트(View Point)에서 데이터를 시각화하여 볼 수 있다/사진=건설연

2017년 11월 15일 포항에서 발생한 규모 5.4 지진으로 진앙 주변 곳곳에 지반이 액체와 같은 상태로 바뀌는 일명 액상화 현상이 나타났다. 액상화는 강력한 지진으로 땅 아래 있던 흙탕물이 지표면 밖으로 솟아올라 지반이 액체화되는 현상을 말한다. 지반 액상화는 건물이 내려앉거나 기울어지는 등의 피해를 유발하는 원인이 됐다.

국내 연구진이 이처럼 지진 시 지반의 액상화 현상을 시각적으로 예측할 수 있는 ‘3차원 지진 액상화 위험지도’를 개발했다. 한국건설기술연구원(이하 건설연)은 전국 약 29만여 공의 시추정보 데이터베이스(DB) 구축·관리하는 ‘국토지반정보포털시스템’과 연계된 3차원 지진 액상화 위험지도를 개발했다고 16일 밝혔다.

3차원 지진 액상화 위험지도는 지진이 발생했을 때 각 지역별 토양이 액상화될 위험성을 지도상에 입체적으로 표시한 것이다. 흙으로 된 지반은 액상화 변형이 일어나기 전까지 고체의 형태를 유지하려고 하는 성질이 있다. 이를 액상화 저항성이라고 한다. 또 각 지역마다 토질이 다르기 때문에 액상화 저항성에도 지역별 차이가 있다.

연구팀은 지진으로 인해 지반에 발생하는 힘과 흙의 액상화 저항성을 비교하는 방법으로 안전율을 산출했다. 지역별 액상화 저항성을 계산할 때에는 건설연이 구축해놓은 국토지반정보포털시스템의 DB를 활용했다. 이렇게 얻은 안전율 데이터를 지반 깊이별로 시각화하면 3차원 지진 액상화 위험지도를 작성할 수 있다. 3차원 지진 액상화 위험지도는 국토지반정보포털시스템에 연계돼 운영될 예정이다.

건설연은 3차원 지진 액상화 위험지도를 국토교통부의 ‘지하공간통합지도’ 사업과 연계하는 연구도 진행하고 있다. 이를 통해 지표면 아래 매설된 각종 상하수도나 통신장비 등의 지진 피해를 예측하고 사전 대책을 체계적으로 수립할 수 있다. 또 지하공간 개발 및 지하안전관리 분야에서 보다 합리적·효율적 체계구축이 가능할 전망이다.

연구책임자인 한진태 연구위원은 “국토지반정보포털시스템과 연계된 3차원 액상화 위험지도는 지하안전과 관련된 다양한 분야의 활용모델로 사용될 수 있을 것”이라고 말했다.