특허출원 10-2018-0047359

도심지에서 공공데이터 및 GIS를 활용한 3차원지층 생성과 지하수 유동 

과업구간의 시추공과 함께 해석범위 전체에 대한 공공데이터의 시추공 및 지하시설물 정보, 도심지 발달 이전의 고지형도 벡터라이징 결과물을 GIS에서 보간 분석한 뒤, 3차원 지층 모델을 모사하여 검증한 다음, 지하수유동모델링 정류모사를 실시하기 때문에 도심지에서의 지하수 흐름을 보다 현실적으로 예상  

본 발명은 도심지에서 공공데이터 및 GIS를 활용한 3차원지층 생성과 지하수 유동 모델링 방법이다. 2018년 1월 1일 지하안전관리에 관한 특별법 시행으로 도심지에서의 지하수 유동 모델링은 중요성이 커짐에 따라 해석결과의 신뢰성제고가 중요하게 대두되고 있다. 지하수유동모델링은 지하에 분포하는 지층상태와 대수층 내에서 지하수의 흐름을 사실적으로 모사하는 것이 해석을 위한 선결조건이지만, 통상적인 방법으로 도심지 지하수유동모델링과정에서 모델링 해석범위보다 작은 과업구역의 시추자료만으로 모델링해석구역 전 구간 지층을 적용시키는 단순 지층별 간격띄우기와 과업구역 인근의 대수층 내 지하수 흐름에 영향을 주는 구조물 지하층 및 지하도 등의 지하수 흐름이 발생하지 않는 경계조건을 정확하게 고려하지 않고 정류해석을 하고 있는 실정이다. 대도시 지역의 수문지질환경은 지속적인 도시 개발 및 다양한 시설물 등의 밀집으로 인해 정확한 파악이 힘들다. 급속한 도시 확장에 따른 인위적 요인의 증가는 도시 수문 환경 데이터베이스 구축 및 분석을 어렵게 한다. 지속적인 도시 개발 및 지하수 공 관리 소홀, 사설 관정의 지하수 사용량 변동은 지하수위에 영향을 미친다. 또한 지하철 노선 및 대형 건축물의 증가는 지하 굴착 심도를 증가시키는데, 이는 지하수 유출량을 더욱 증가시키는 원인으로 작용한다. 이에 대한 대책방안으로 본 발명은 과업구간의 시추공과 함께 해석범위 전체에 대한 공공데이터의 시추공 및 지하시설물 정보, 도심지 발달 이전의 고지형도 벡터라이징 결과물을 GIS에서 보간 분석한 뒤, 3차원 지층 모델을 모사하여 검증한 다음, 지하수유동모델링 정류모사를 실시하기 때문에 도심지에서의 지하수 흐름을 보다 현실적으로 예상할 수 있다. 또한 본 발명은 분석대상지역에서 일정규모이상 지하굴착을 하는 경우 신규구조물에 대하여 지하안전관리에 관한 특별법에 의거 지하안전영향평가를 실시해야 하는데, 이때 주변구조물들의 영향유무 판단이 관건이므로 터파기시 각 단면별로 실질적인 지층단면도, 지하수위, 각 지층별 체적정보를 제공하여 지반상태가 실제조건과 부합되는 설계를 가능하게 한다. 이에 따라 시공오차 및 공사도중 발생할 수 있는 싱크홀, 지반침하 등의 안전사고를 최소화 시키는 데 본 발명의 목적이 있다.

송파구 일대 공공데이터 시추공

가정 조건 부여

가정 1] 각 기준을 종합했을 때 통상의 방법으로 수행되는 구조물 시추조사 간격은 구조물 내에서 15~30m이며, 구조물 당 최소한 1공으로, 지지층 및 터파기 깊이 하 5m 이상 확인하는 것을 기준으로 하나, 일부 조사공에서 기반암 분포를 확인

가정 2] 하기 내용에서 모사되고 있는 공사예정부지는 가로 20m×세로 20m로 대각선 방향으로 시추조사를 각 1공씩 총 2공을 수행했을 때를 가정하여 표현하였음

3D 분석 수행

공사예정 터파기 부지 신규시추공 2공과 부지 주변으로 공공데이터에서 공개되고 있는 시추공 8개를 배치하여 지반보간법에 의거하여 3D 분석 실시

공사예정 터파기 부지에 대하여 AA’ 및 BB’지층단면에 NH-1, 2공을 대입했을 때 공공데이터 시추공을 이용한 3D 지층에 대하여 상당한 차이가 발생했음을 확인