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산사태 AEMo

 그림 1 AE카운터 및 TLS파이프를 이용한 산사태 및 급경사지붕괴 예방 조기감지시스템

구성장비.

① 변위속도 측정 장치는 음향유도장치와 AE카운터로 구성됨. 음향유도장치는 시추공 내 철재파이프 주위 쇄석을 감싼 상태에서 상위 토석류가 움직일 때 쇄석을 건드려 음향을 발생하고 그것은 철재파이프 상단에 설치된 음향센서에 의해 감지됨. AE카운터는 유도된 음향으로부터 바로 음향카운터수를 측정함. 이때 음향카운터수는 변위속도와 선형관계에 있음.

② 다점온도센서파이프(TLS파이프)는 물의 투수과정을 재현할 수 있는 유일한 기능 을 갖고 있으며 이로부터 슬라이딩 면이 관찰됨.

③ 터미널(Terminal)은 여러 개(최대 4개)의 다점온도센서파이프(TLS pipe)를 제어 함. 각 센서를 통해 감지된 온도 값을 수신함

④ 데이터로거(SDL)는 AE카운터로부터의 디지털 값(음향카운터수, 변위속도)을 저 장하고 또한 터미널 여러 개를 제어하며 측정된 온도자료 저장함.

현장에 설치된 변위속도측정장치 및 다점온도센서파이프에 의한 실시간 자료는 데이 터로거를 통하여 서버로 전송되고 그로부터 일부 분석자료는 다시 PC 및 스마트폰 으로 전달된다.

그림 2 제품 AEMo의 현장응용 성공사례

2016년 2월 울진석회석광산에서 대규모 지반침하가 발생함에 따라 이 지역 주민들은 향후 2차 붕괴 및 산사태 등의 안전에 대한 불안감이 고조되고 있어 그에 대한 대책을 촉구하고 있었다.

우선 함몰 주위 산사태발생 위험이 높다고 판단되는 세 개의 계곡에 4 지점(S1~S4)을 선정하여 본 제품 AE카운터와 TLS가 동시에 설치(2016년 4월) 되었다.

계측기 설치후 약 3년 반이 지난 2019년 가을에는 유난이도 잦은 태풍으로 많은 비를 내리게 되었다. 동년 10월 2일 밤 10시경 일차적으로 S3지점으로부터 울진 남수산 일대 주민들과 관련 공무원 등 약 50여명에게 산사태 경보메시지가 모바일을 통해 자동 전달되었다.

모든 주민들이 바로 대피하게 되었다. 비록 사방댐이 그 중간에 설치되었음에도 불구하고 그들을 넘어 마을까지 쓸려오게 되었다. 그로인해 일부 가옥이나 시설물들이 파손되었으나 인명피해는 발생하지 않았다.

한편 기 설치된 기상대 자료에 의하면 10월 2일 밤 10시에 시간당 약 65.4mm, 자정에는 시간당 약 50mm의 폭우를 기록하였다. 이는 바로 산사태가 집중폭우와 직접적으로 연관되고 있음을 보여주는 것이 된다.

위 그림은 10월 2일 S1지점 당일 AE카운터 결과를 강우와 대조하여 나타내고 있다. 여기서 적색 화살표는 메시지 전달시점(10월 3일 0시 8분)을, 청색 화 살표는 땅에 묻어둔 센서장치의 일부가 손상되어 약 8분을 버티면서 계측한 후 파손되면서 데이터를 더 이상 전송되지 못한 시점을 표현 하고 있다. 한편 예보설정 값(적색선)에 근접한 시점은 이미 2일 21시 경이며 그 전후로 많은 미소 움직임이 있음을 관찰할 수 있었다. 만약 예보설정 값을 조금만 아래로 정했다면 예보메시지 는 이미 21시 8분경에 전송되었을 것이다.

위의 계측 결과는 생명을 구할 수 있는 골든타임의 확보이외에 산사태발생 가능성 도 예측할 수 있는 기본 자료가 되며 이를 바탕으로 일어날 산사태를 아예 예방할 수도 있다.