[날씨학개론] 갑자기 푹 꺼지는 땅 '싱크홀'…원인과 대책은?

■ 반기성 / 케이웨더 예보센터장

[앵커]
최근 땅이 푹 꺼지는 지반침하 현상이 자주 발생하고 있는데요. 얼마 전 강원도 양양 낙산해수욕장 인근에서도 이런 땅 꺼짐, 싱크홀이 발생해서 인근 투숙객들이 대피한 일이 있었죠.
오늘은 싱크홀의 원인과 대응방법을 '날씨학개론'에서 알아보겠습니다. 케이웨더 반기성 센터장과 함께합니다. 어서 오세요.

[인터뷰]
네, 안녕하세요.

[앵커]
이제는 시청자 여러분께서도 싱크홀이라는 단어가 익숙하실 거 같은데 일단은 그 정의부터 다시 한 번 짚어주고 시작을 할까요?

[인터뷰]
유엔에서 싱크홀을 정의를 했습니다. 싱크홀은 지하층의 침식으로 인해 지표면에 움푹 패인 구멍으로 정의를 하는데요. 이러한 싱크홀은 지름이 1m에서 최대 600m에 이르고요. 시간이 지남에 따라서 발달합니다. 싱크홀은 육지와 해양 지표면에 모두 만들어질 수가 있는데요.

싱크홀은 자연적 원인 혹은 인위적 원인 이런 것들로 만들어지는데 대부분의 자연 싱크홀은 물리적 또는 화학적 침식에 의해 발생합니다. 물리적 침식은 물의 침식 작용에 의해 야기되고요, 화학적 침식 작용은 산성 액체가 용해성 암석 물질을 용해 시키면서 만들어지죠.

이 두 가지 현상 모두 지표면 아래 구멍이나 동굴의 생성으로 이어지는데, 이 동굴들이 무너지면 싱크홀이 발생하는 것이죠. 인위적인 싱크홀은 채굴과 같은 지하 개발의 경우 등이 많고요. 그러기에 사람들 거주지나 산이나 들, 바다 어디서든 만들어질 수가 있습니다.

[앵커]
그런데 비교적 우리나라는 지반이 안정적이어서 싱크홀 발생이 적다고 알고 있는데 우리나라에서 발생한 싱크홀 사례도 소개 부탁드립니다.

[인터뷰]
앞에서 말씀드린 올해 8월 3일이죠. 강원도 양양 낙산이죠. 낙산해수욕장 인근 생활형 숙박시설 신축공사 현장 부근에서 싱크홀이 발생을 하면서 주변 편의점 일부 건물이 주저앉았고요, 상하수도와 시설 일부가 파손되었고요.

인근 숙박시설에 투숙했던 피서객 등 90명이 긴급 대피하는 사고가 발생을 했습니다. 올해 7월 1일에도 종로구 혜화동에 있는 경신고등학교 인근 땅에서 지름 5m 깊이 3m의 싱크홀이 발생하기도 했구요.

서울시에서 발표한 최근 7년간 서울지역 싱크홀 발생 수는 169건이었다고 하는데요. 서울시는 도로 함몰 예방사업 관련 예산으로 올해 28억5800만 원으로 책정했습니다. 서울시는 싱크홀 사고를 줄이기 위해서 2015년 하반기부터 2018년 상반기까지 3년 동안 서울시에서 관리하는 도로를 대상으로 땅속 빈 공간을 전수 조사를 한 데 이어서 2018년 관련 법이 개정된 다음 2018년 하반기부터 올해 말까지 5년 동안 또 2회차 전수조사를 진행 중이라고 하는데요.

또 국토교통부에서는 2017년부터 2021년 6월까지 전국에서 총 1,176건의 싱크홀이 발생했다고 밝히기도 했습니다. 규모가 비교적 작다고 해도 매년 400건 정도의 싱크홀이 발생한다고 보시면 되겠습니다.

[앵커]
생각보다 많은 사례가 있었는데 우리나라 싱크홀과 다르게 해외 사례를 보면 어마어마한 규모의 싱크홀도 발생하더라고요?

[인터뷰]
네, 그렇죠. 우리가 언론에서 접하는 다른 나라의 싱크홀 사례를 보면 큰데요. 예를 들면 중남미의 경우 대형싱크홀이 자주 발생을 합니다. 작년 12월 말에 에콰도르에서 발생한 싱크홀은 굉음과 함께 땅이 꺼지면서 가옥 5채, 마을회관, 성당, 다목적 체육시설 등을 삼켰는데 지름만 150m가량 되는 대형싱크홀이었습니다.

또 멕시코에 있는 제비 동굴(CaveofSwallow)은 세계 최대의 수직 싱크홀로 지름 50m에 깊이가 376m에 달하구요. 또 바하마 부근의 바닷속에는 딘스블루홀(Dean’s BlueHole)이라는 지름 100m, 깊이 202m의 싱크홀이 있는데 다이버들의 정복대상으로 알려져 있는데. 이 싱크홀에서 1,000명이 넘는 많은 다이버들이 숨지기도 했습니다.

[앵커]
그렇다면 앞서 싱크홀의 원인이 자연적이나 또 인위적 원인이 있다고 말씀해주셨는데 자세히 말씀 부탁드립니다.

[인터뷰]
자연 상태에서 만들어지는 싱크홀은 주로 석회암 지역에서 만들어집니다. 석회암의 주성분인 탄산칼슘이 지하수에 녹으면서 서서히 땅이 침식되면서 용식 돌리네가 만들어지는데요. 용식이라는 말은 이산화탄소를 함유한 빗물이 석회암을 용해하는 작용을 말하고요.

돌리네는 석회암 지역에 형성된 원형 및 타원형의 와지를 말합니다. 땅속에 석회암 공간이 생긴 경우에는 함몰 돌리네가 생겨나면서 빈 공간이 만들어지는데요. 비가 많이 내린다거나 또 어떤 원인으로 상부층이 무너져 내릴 경우 싱크홀이 발생하는 것이지요.

이 외에도 흐르는 지하수가 지하의 소금층이라든가 석고 층을 녹여도 지하에 빈 공간이 생기면서 싱크홀이 만들어지기도 하고요. 인위적으로 만들어지는 싱크홀의 가장 큰 원인은 지하대수층의 물이 사라지기 때문에 그렇습니다.

사람들이 지하수를 너무 많이 뽑아 쓰게 되면 지하수의 수위가 낮아지게 되죠. 그럴 경우 지하수가 받쳐주던 압력을 비어 있는 땅속 공간이 받게 되는 거거든요. 땅속에서는 수직으로 내려가면 2.5m당 1기압씩 압력이 증가해요.

100m 밑으로 내려가면 거의 40기압의 엄청난 압력을 받게 되지요. 지하수가 있을 때에는 이 압력을 그대로 지하대수층이 받쳐주는데 이 물을 빼내서 사용하다 보니까 빈 공간이 압력을 견디지 못하면서 무너지게 되는 것이지요. 지하대수층의 물이 많은 지역에서 또 많은 물을 더 많이 뽑아쓰 게 되면은 그 싱크홀의 규모가 더 커지게 됩니다.

그리고 지하수를 너무 많이 뽑아 쓰면 멀리 떨어진 곳의 지반도 내려앉게 되는데요. 지하수도 지표수처럼 높은 곳에서 낮은 곳을 향해 흐르는데. 지하수위가 낮은 지점에서 물을 많이 끌어 쓰게 되면 높은 곳에 있는 지하수가 이동해 공동이 생기면서 바로 싱크홀이 발생하는 것이지요.

[앵커]
사람에 의해서 싱크홀이 발생하는 것 중에서는 지하수를 과도하게 뽑아서 쓰는 이 문제가 가장 심각하다 이렇게 말씀해주셨습니다. 그리고 앞서서 우리나라에서도 연 400여 회 정도의 싱크홀이 발생한다라고 하는데 사실 저는 살면서 싱크홀을 많이 본 적이 없는 거 같거든요. 우리가 인지를 잘하지 못 하는 것은 규모가 작기 때문일까요?

[인터뷰]
네, 그렇습니다. 규모가 작기 때문에 외국에서는 300m 이럴 때 우리나라는 5m 이 정도죠, 현재도. 보통 싱크홀은 퇴적암이 많은 지역에서 크게 발생을 해요. 근데 우리나라 토양은 거의 70% 정도가 단단한 화강암층, 편마암층으로 이뤄져 있어서 땅속에 빈 공간이 잘 생기지 않습니다. 그래서 싱크홀이 발생하기 어려운데요.

그러나 우리나라에서 싱크홀이 발생하는 숫자가 많은 것은 대개 인위적인 원인 때문입니다. 대규모 시설물을 지하에 짓게 될 경우 인근을 지나는 지하수 흐름이 바뀌면서 지하에 공동이 생겼다가 상부의 힘이 가해지게 되면 무너지게 되구요.

또 상수도나 하수도가 손상되면서 누수가 있을 경우 지하수가 엉뚱한 곳으로 흐르면서 지반침하가 발생하기도 하죠. 지표수 물길을 다른 곳으로 돌릴 경우 그동안 물이 많지 않았던 지역에 물이 가득해지면서 지반이 약해지면서 발생하는 경우도 있구요.

지표면의 융기라든가 혹은 침강, 단층과 습곡, 지진 이런 지각변동의 영향으로 만들어지기도 합니다. 그리고 이 이외에 기후변화로 싱크홀이 만들어지는 경우도 있습니다.


[앵커]
지금 답변해주시면서 나가는 영상을 보니까 어쨌든 작은 규모라도 인명피해가 있을 거 같은데요. 이런 걸 좀 예방할 수 있는 방법이 없을까요?

[인터뷰]
일단 전문가들이 이런 거에 대응하기 위해서 지하공간통합지도라든가 지하수 기초조사 등을 통해서 싱크홀을 사전에 예방하는 노력이 필요하다고 말하는데요. 자연적으로 생기는 싱크홀이라든가 사람이 만든 인위적인 싱크홀 모두 지역 사회에 아주 큰 위험을 초래할 수 있거든요.

도시 지역의 경우 기반시설 손상에서 지상 구조물의 부분적이고 완전한 붕괴가 생길 수 있고요, 높은 경제적 손실이라든가 혹은 주민 대피 및 이주를 만들어낼 수가 있단 말입니다. 자연적인 싱크홀이라고 하더라도 지역 지형의 변화라든가 지역 동식물의 변화, 그리고 지하 수로의 변화 등이 발생할 수가 있습니다.

특히 우리나라는 국가 전체 면적의 16%에 불과한 도시지역이 현재 전체 인구의 91.2%가 거주하고 있거든요. 그래서 도심지 지반침하로 인한 붕괴사고가 발생한다면 대규모 인명 피해로 진행할 가능성이 큽니다.

지하철이라든가 지하터널, 지하상가 등의 대규모 다중이용시설을 지하에 건설한 도심지는 지반침하로 인한 붕괴사고가 발생하게 되면 인명이라든가 재산 피해가 훨씬 더 커질 수가 있기 때문에 항상 보완조사를 해야만 합니다.

[앵커]
어떤 건축을 할 때는 지하 환경까지 고려한 그런 건축이 필요하다 그런 말씀이신데요. 그런데 싱크홀이 발생했을 때의 대처 방법에 대해서도 설명을 해주시죠.

[인터뷰]
서울시에서는 싱크홀을 예방하기 위해서 8년 동안 지표투과레이더(GPR) 공동탐사 차량을 개발했고요. 전담팀을 구성해서 공동 전수조사를 지금까지 해왔습니다. 지하의 빈 공간을 5천192개를 발견해 복구했다고라고 올해 1월에 밝혔는데요.

이런 지하 빈 공간을 없애면서 싱크홀 발생이 서울시는 점차 줄어들고 있습니다. 사실 개인들의 경우 싱크홀을 미리 발견하고 대비하기는 정말 어렵죠. 따라서 UN에서 만든 싱크홀 대비자료를 보면 만약 싱크홀이 발생한다면 즉시 대피를 하고, 주변이 다시 무너질 수 있기에 가까이 가지 말라 경고를 하고 있고요.

가정주택의 경우 갑자기 주택 외벽 및 내부 벽의 균열이 생기거나 집 바닥의 경사가 생기거나 울퉁불퉁함이 만들어진다거나 화장실, 샤워기 및 수도꼭지에 흙탕물 또는 흐린 물이 나온다거나 건물 주변의 균열 특히 원형 모양으로 만들어질 경우이 싱크홀의 전조로 보고 미리 대피하고 빨리 신고하도록 권고하고 있습니다.

[앵커]
네, 말씀하신 거처럼 한번 발생하면 큰 인명피해로 이어질 수 있는 만큼 정부와 지자체의 꼼꼼한 모니터링과 조사가 필요할 거 같습니다. 오늘 말씀 여기까지 듣겠고요, 케이웨더 반기성 예보센터장과 함께했습니다. 고맙습니다.