건설공사에서의 소음 및 진동발생에 대한 민원은 끊임없이 대두되고 있으며, 삶의 질이 향상되어감에 따라 민원의 종류가 다양해지며, 발생빈도 역시 증가되고 있는 현실이다. 현재까지 정립된 발파공해에 대한 방지대책 및 규제기준의 대부분은 육상에서 이루어지는 피해사례를 토대로 연구된 결과물들이다. 하지만 최근들어 공사구간과 인접하여 강, 바다 또는 육상 양식장에서의 수중생물에 대한 피해사례가 증가되고 있는 추세이며, 민원인들이 주장하는 피해액도 수억~수십억에 해당한다. 그러나 이에 따른 규제 및 관리기준 등이 정립되지 않아 분쟁조정에 대한 설득력 있는 결과물이 없다는 것이 문제시 되고 있는 현실이다. 따라서 수중소음의 특성을 명확히 하고, 발파작업에 의한 지반진동과 수중소음의 실측실험을 통해 상관성을 도출하여, 양식장 부근의 발파 작업 시 지반진동계측을 통한 수중소음을 예측하고, 민원을 관리한 사례를 소개하고, 이를 수중소음평가를 위한 하나의 지표로 제시하고자 한다.
건설공사에서의 소음 및 진동발생에 대한 민원은 끊임없이 대두되고 있으며, 삶의 질이 향상되어감에 따라 민원의 종류가 다양해지며, 발생빈도 역시 증가되고 있는 현실이다. 현재까지 정립된 발파공해에 대한 방지대책 및 규제기준의 대부분은 육상에서 이루어지는 피해사례를 토대로 연구된 결과물들이다. 하지만 최근들어 공사구간과 인접하여 강, 바다 또는 육상 양식장에서의 수중생물에 대한 피해사례가 증가되고 있는 추세이며, 민원인들이 주장하는 피해액도 수억~수십억에 해당한다. 그러나 이에 따른 규제 및 관리기준 등이 정립되지 않아 분쟁조정에 대한 설득력 있는 결과물이 없다는 것이 문제시 되고 있는 현실이다. 따라서 수중소음의 특성을 명확히 하고, 발파작업에 의한 지반진동과 수중소음의 실측실험을 통해 상관성을 도출하여, 양식장 부근의 발파 작업 시 지반진동계측을 통한 수중소음을 예측하고, 민원을 관리한 사례를 소개하고, 이를 수중소음평가를 위한 하나의 지표로 제시하고자 한다.
As the quality of life is being upgraded, the public complaints about noise and vibration from construction sites are growing. Despite the disputes over the blasting damage on aquatic lives in river, ocean, and aquarium near construction sites tend to increase, most of existing solutions or regulati...
As the quality of life is being upgraded, the public complaints about noise and vibration from construction sites are growing. Despite the disputes over the blasting damage on aquatic lives in river, ocean, and aquarium near construction sites tend to increase, most of existing solutions or regulations on the damages caused by blasting are established for the damages on land. Although the estimated amount of damage is up to several millions of USD, there is no guideline for resolving the dispute related to the underwater vibration. This paper presents an example where the public grievance about the underwater noise was successfully resolved by elucidating the characteristics of underwater sound, deducing the correlations between ground vibration and underwater sound during blast, and predicting the underwater sound level during blasting from the ground vibration measured on the ground near an aquarium basin.
As the quality of life is being upgraded, the public complaints about noise and vibration from construction sites are growing. Despite the disputes over the blasting damage on aquatic lives in river, ocean, and aquarium near construction sites tend to increase, most of existing solutions or regulations on the damages caused by blasting are established for the damages on land. Although the estimated amount of damage is up to several millions of USD, there is no guideline for resolving the dispute related to the underwater vibration. This paper presents an example where the public grievance about the underwater noise was successfully resolved by elucidating the characteristics of underwater sound, deducing the correlations between ground vibration and underwater sound during blast, and predicting the underwater sound level during blasting from the ground vibration measured on the ground near an aquarium basin.
* AI 자동 식별 결과로 적합하지 않은 문장이 있을 수 있으니, 이용에 유의하시기 바랍니다.
문제 정의
그러므로 기존의 수중소음에 관한 피해 및 판례 등을 검토하고, 이에 문제점을 도출하여 그 해결방안을 모색해보고자 하였다.
따라서 본 실험구간에 대해서 지반진동 측정을 통하여 수중소음을 예측할 수 있는 시스템을 구축하기 위하여 진동계측 포인트를 선정하고, 지반진동과 수중소음간의 상관식을 통하여 계측관리를 할 수 있는 방안을 모색해 보았다.
최근 발파작업 시 발생되는 지반 진동 및 수중 소음에 관한 민원이 증대되고 있으며, 중앙 환경 분쟁 조정위원회에서는 400~500m 이상 이격된 지역에서의 발파 작업으로 양식 어류의 피해가 발생된다고 판단하고 있으며. 따라서 본 실험은 굴착 지역과 약 350m 이격되어 위치하고 있는 가두리 양식장 내 양식 어류의 안전성을 확보하며 효율적인 굴착작업이 이루어질 수 있는 발파 패턴 및 굴착공법의 선정을 목적으로 양식장 내 상시 수중소음을 측정하고 발파 시 수중소음을 측정 비교분석하여 양식장 부근에서의 발파작업시 관리기준을 제시함이 그 목적이다.
따라서 본 연구는 지반진동과 수중소음의 상관관계를 정립하여 지반진동을 통한 수중소음 예측 시스템을 구축한다면 굴착공사 시 발생하는 수중소음 민원의 대비책으로의 활용성을 높일 수 있다는 가설에서 시작된 것이며, 실제 시험발파를 통하여 도출된 결과를 통하여 본 실험현장에서는 양식장에 대한 민원을 해결하고 원활한 공사를 수행할 수 있었다.
따라서 수중소음의 특성을 명확히 하고, 발파작업에 의한 지반진동과 수중소음의 실측실험을 통해 상관성을 도출하여, 양식장 부근의 발파작업 시 지반진동계측을 통한 수중소음을 예측하고, 민원을 관리한 사례를 소개하고, 이를 수중소음평가를 위한 하나의 지표로 제시하고자 한다.
수중소음에 대한 관리기준이 모호한 상황에서 시험 발파를 통하여 발파 시 수중소음을 측정하고 상시 수중소음과의 비교분석 및 발파 시 어류의 유영형태 등을 관찰하여 현장에 따라 주변여건(양식어종, 암반상황 등)에 부합하는 수중소음의 관리기준 등을 제시하는 것이 최적의 방법이라 생각되어지며, 이에 따라 발파작업 현장에서 직접 시험발파를 수행하여 수중소음의 관리기준을 제시하고자 실험을 실시하였다.
제안 방법
따라서 본 조사에서는 ｢소음ㆍ진동 규제법 시행규칙｣상의 공장 소음ㆍ진동 규제기준 중에서 자연환경보전지구→수산자원보전지구에 해당하는 소음ㆍ진동 기준을 적용하고, 나아가서 소음ㆍ진동의 순 증가를 20~25dB 이상으로 어업피해 여부를 판단하였다(국립군산대학교 수산과학연구소, 1999).
발파시 측정된 자료 21개중 2회 발파시 측정된 자료(파형 이상 현상) 1개를 제외한 20개의 자료를 활용하여, 시차분석을 통해 60개의 자료를 도출하고, 이를 토대로 지발당 장약량과 예상 지반진동의 상관식을 도출하였으며, 도출된 상관 그래프는 그림 5와 같다.
실험을 수행하기 위하여 B&K의 수중소음 전용 측정 장비와 Instantel의 진동속도 측정 장비인 Blastmt-Ⅲ 장비를 적용하였으며, 적용 장비의 기본제원은 표 2와 같다.
양식장은 가두리 그물의 깊이가 수심 5m까지 이므로 모든 실험시 수중소음측정은 중심이 되는 수심 3m 에서 측정하였으며 평상시 배경 수중소음 측정결과 및 발파작업시 수중소음 측정결과는 다음의 표 3, 4와 같다.
발파 실험결과 수중소음도 지반진동과 같이 발파단 차별로 구분이 확연하게 나타나고 있으므로 지발당장 약량에 의한 분석이 가능한 결과가 나타났다. 하지만, 육지 대비 발파 지속 시간이 0.5~1.0s 더 지속되는 경향이 있으며, 따라서 이와 같은 시간차를 보정하여 각 발파공별 최대 수중소음레벨을 분석하였다.
대상 데이터
계측점의 선정은 발파원에서 양식장 방향의 암반을 기준으로 만조시에도 측정이 가능한 곳으로 계측의 편의성과 신뢰도를 위하여 2개소의 지반진동 계측점을 그림 6과 같이 선정하였다.
발파작업 시 총 12개의 계측점에 지반진동 측정기를 설치하여 진동 자료를 획득하였으며, 그 결과는 다음의 표 5와 같다. 트리거 수준은 0.
소음과 진동에 노출된 어류의 경우는 아주 예민하게 반응하여 외부적으로는 유영속도가 증가한다던지 급격하게 방향을 바꾸는 등의 반응을 보이고, 내부적으로는 진동에 따른 스트레스에 의해 내분비 계통 특히 면역체계 등에 장애를 일으키며, 소음의 경우는 생장에 심각한 영향을 준다. 본 조사에서는 수중소음에 의한 피해범위를 산출함에 있어 소음원의 위치를 기준으로 하여 해당 소음원의 소음 및 진동으로 인한 수중소음레벨이 자연소음 레벨보다 12.0dB이상 높은 곳까지를 피해예상 범위로 정하였으며, 특히 공사장의 브레이커작업으로 인한 피해범위는 반경 305m 정도로 예상된다(국립전남대학교 수산과학연구소, 2008).
수중소음 측정을 위한 현장은 경남 하동에 위치한 ○○현장으로 터널의 굴착이 예정되어 있으며, 원안 설계에서 NATM공법이 적용되어 있다. 터널 굴진 방향은 시점부에서 종점부 방향으로 예정되어 있으며, 시점부에는 가두리양식장 및 항구 등이 위치하고 있다.
실험의 주된 목적인 수중소음에 관련하여 본 실험 현장에서의 대상어종은 해상에 위치한 가두리양식장에서 양식되고 있는 숭어이며, 가두리양식장은 수심 5.0m 깊이의 그물로 제작되어 주변 바다의 자연상태 환경과 동일한 조건이지만, 주변 배경 수중소음에 대하여 어류가 도피할 수 없는 환경이다.
성능/효과
(6) 소음 및 진동에 의한 어류피해에 대한 감정의견 공사장으로부터 100m 거리의 양만장에서 예측되는 진동은 수인한도 기준인 57dB(V)와 비교해도 매우 낮은 수치로 어류에 미치는 영향은 크지 않을 것으로 판단된다. 마지막으로 이론적 근거에 의해 산출된 수중 전달소음의 수준은 일반적으로 어류의 생장에 상당한 피해를 유발할 수 있는 수준인 것으로 보이나, 이 또한 어류피해 전문인의 자세한 감정을 위해 판단을 유보하고 기술하지 않는 것으로 한다(서울대학교 환경 소음진동연구센터, 2008).
○○양만장 위치에서 예측되는 진동도(L10, 5min)는 4.3~48.4dB(V) 범위의 분포를 보이고 평균 진동도는 29.5dB(V)로 평가 되었다.
계측 당시 2회차와 4회차 실험시 약간의 비가내리고 유속이 빠른 상황이었으므로, 일기 상태 및 발파작업시 지발당장약량과 수중 소음 계측 결과의 상관성을 비교하여 분석한 결과, 1회차와 3회차 발파가 실험 현장의 일반적인 상황인 것으로 판단되었으며, 이에 따라 1회차와 3회차 자료를 토대로 지발당 장약량과 예상 수중소음의 상관식을 도출하였으며, 도출된 상관그래프는 그림 4와 같다.
둘째, 조사된 사례들 중 일부 사례에서 보면, 수중소음 레벨이 자연상태의 레벨보다 12.0dB 이상이면 피해가 있을 것이라는 가정들이 나오는 경우가 있은데, 그 근거가 명확치 않으며, 수중소음을 실측한 자료가 명확치 않은 경우가 대부분이므로 수중소음을 실측하여 배경소음과 대상소음 간의 차이를 명확히 구분하는 것이 바람직하다고 사료된다.
발파 실험결과 수중소음도 지반진동과 같이 발파단 차별로 구분이 확연하게 나타나고 있으므로 지발당장 약량에 의한 분석이 가능한 결과가 나타났다. 하지만, 육지 대비 발파 지속 시간이 0.
배경 수중소음은 주변이 정온할 경우 129.639dB/μPa로 비교적 낮은 수준을 나타내지만, 양식장의 운영을 위한 소형선박 이동 또는 그물작업시의 수중소음은 최대 155.324dB/μPa까지 측정되어 평상시 수중소음도는 비교적 높은 것으로 측정되었다.
실측조사를 통해 양만장 전면에 위치한 2차선 지방도에 의해 발생하는 도로 배경소음을 측정ㆍ분석한 결과, 양만장 위치에서의 소음도는 49.1dB(A)로 나타났다. 공사시 발생한 소음도 가 이와 비교해 평균 15dB (A)이상, 최대 30dB(A)가까이 차이를 보여 공사로 인한 소음피해가 더욱 클 것으로 예상된다.
실험결과를 토대로 지발당 장약량에 따른 이격거리별 지반진동 추정식(#)과 수중소음 추정식(SoundLevel(dB/μPa) = 12.813 × W+128.43)을 통계처리하여 선정된 계측점별 지반 진동과 수중소음간의 상관식을 도출할 수 있었으며, 계측점별로 지반진동의 측정값에 따른 수중소음 예측값을 다음의 표 7, 8과 같이 도출할 수 있었다.
실험현장의 해상 조건은 조류의 영향 및 바람의 영향 등이 크므로 항시 높은 상시소음에 노출되어 있으므로 배경소음 측정이 필수사항이라고 판단되었으며, 그림 3 실험현장 주변현황에서 보여지는 것과 같이 주변에 3개소의 항구가 위치해 있으므로 양식장이 소음에 항시 노출되어 있으며, 양식장과 약 150m 이상 이격하여 어선이 운항하는 항로가 위치하고, 어선 운전시 노출소음은 더욱 클 것으로 예상되므로 어선 운항 등에 대한 상시소음 측정 역시 필요할 것으로 판단되었다.
양만장 내부의 수차 작동소음을 측정한 결과, 1~3개의 수차가 작동할 때 67.9~72.6dB(A)의 상당히 높은 수준의 소음도를 나타내었으나, 주파수 분석결과 저주파 대역이 특히 탁월한 공사장 소음과 달리 전주파수(overall frequency) 대역별로 평탄한 특성을 보임을 알 수 있다. 또한 지속적으로 발생하는 수차 작동소음은 공사장 소음과 같은 충격성 소음에 비해 어류에 미치는 영향이 작은 것으로 알려져 있다.
위의 상관식을 근거로 실험현장에서 매 발파시 지반진동의 상시계측을 통하여 수중소음을 관리한 결과 본 실험현장에서는 인근 양식장에서의 극심한 민원을 해결할 수 있었다.
첫째, 공중소음을 현재 사용하고 있는 수중소음 레벨의 단위로 환산하려면 공중소음 레벨에 26dB을 더하면 된다는 논리는 근거가 명확치 않으며, ‘공중소음이 수중으로 투과되는 비율이 약 0.00109로 입사되는 에너지의 약 0.11%정도만이 수중으로 투과된다.
회문교 공사 작업시 ○○양만장 위치에서 예측되는 소음도(LAeq, 5min)는 51.5~79.9dB(A)범위의 분포를 보이고 평균 소음도는 65.4dB(A)로 평가되었다.
후속연구
넷째, 공중소음이 수중소음에 투과된다고 할 경우라도 대부분의 양식장 등은 어류 등이 온도에 민감하기 때문에 비닐하우스 형태로 축조되어 있으므로 실제 공사장의 소음이 어류가 위치하는 양식장 등의 물속으로 직접 투과되는 경우가 거의 없을 것으로 생각되는 바, 수중에서 배경소음 및 대상소음을 실측할 경우 공중소음(대기중 소음)도 동시에 측정하여 실제 공사장에서 발생 전파된 소음 등이 양식장 주변에 미치는 영향을 평가해야 할 것으로 판단된다.
11%라고 하는 연구결과(박진형, 2009)가 있으므로, 수중소음은 지반진동에 의해 좌우된다고 할 수 있다. 따라서 지반진동과 수중소음과의 상관관계를 정립한다면 정확한 수중소음의 예측 및 관리가 가능할 것으로 생각된다.
본 연구를 시작으로 향후 수중소음 및 지반진동에 관한 꾸준한 연구가 진행되어 수중소음에 관한 관리 기준이 정립될 수 있기를 기대하는 바이다.
본 연구를 토대로 인근 수중소음관련 민원이 야기될 소지가 다분한 건설현장에서는 시험발파를 통한 수중소음과 지반진동간의 상관식을 도출하여 민원 대비 및 수중생물의 안전성 증대를 기대할 수 있을 것으로 사료되어진다.
셋째, 일부 사례들 중에서 보면, 수차작업 등에 의한 배경소음을 공중소음으로 측정하여 대상소음에 대한 허용소음레벨을 제시하고 있으나 이것 또한 공중 소음이 수중에 투과되는 비율이 미미하다는 이론 하에 수중소음의 실측에 의해 대상소음의 허용소음레벨을 재 산정하여야 할 것으로 판단된다.
이렇듯 소음진동에 관한 분쟁이 끊이지 않는 현시점에서 아직까지 수중소음에 대한 분쟁사례는 극소수라 할 수 있으며, 이에 따라 그 대책이 미비할 수밖에 없었다고 생각된다. 하지만 극소수의 분쟁사례라 할지라도 분쟁에 대한 금액이 정확히 산출될 수 없으며, 일반적인 소음진동분쟁의 산출금액에 비해 매우 높다는 것을 감안하여 실험을 통한 정량적인 지표가 하루 빨리 마련되어야 할 것이다.
질의응답
핵심어
질문
논문에서 추출한 답변
건설장비 역시 대형화는 무엇을 발생시키는가?
건설산업의 지속적인 발전과 더불어 건설공사의 규모가 대형화되어 감에 따라 각종 건설장비 역시 대형화되었으며, 이러한 현상은 건설소음과 진동의 발생 크기를 날로 증대시켜 왔다. 특히 화약류에 의한 암반 굴착 발파공사는 근래에 이르러 매우 심각할 정도로 민원문제에 봉착되어 있기도 하다.
건설공사의 소음과 지반진동의 발생원인은?
통상적으로 육상의 지반위치에서 행하여지는 각종 건설공사에서는 다양한 소음과 지반진동이 발생된다. 건설공사에서 소음과 진동의 발생원은 원동기 작동에 의한 것, 기계작업에 의한 것, 물리적인 충격에 의한 것, 그리고 인력작업에 의한 것 등으로 구분되며, 이들은 모든 에너지에 의해 발생된 압력의 변동이 매질을 전파하면서 발생되는 것으로서 특히 물리적인 충격에 의하는 경우 매질의 차이에 의해 더욱 뚜렷하게 구분될 수 있다.
도심지 지역에서 행해진 무엇으로 인해 주거생활에 대한 소음ㆍ진동에 의한 민원발생이 문제시 되고 있는가?
주택과 빌딩 및 각종 시설물 등이 밀집되어 있는 도심지 지역에서 행하여진 발파공사로 인하여 주거생활에 대한 소음ㆍ진동에 의한 민원발생이 사회적으로 문제시 되어왔으나, 현재는 도심지를 벗어나 비교적정온한 농어촌 지역에까지 전이되어 있는 바, 일반적으로 가내에서 사육하고 있는 소, 돼지, 닭, 염소 등의 육상 가축뿐만 아니라 뱀장어, 송어, 숭어, 전복 등 수중 양식 어패류에 대한 발파 소음ㆍ진동 영향에 관한 민원문제까지도 대두되고 있는바 사회적인 문제가 확대될 가능성이 충분하다고 보여진다.
참고문헌 (8)
국립군산대학교 수산과학연구소, 1999, 서해안고속도로(군산-무안간)건설 공사 사후환경영향조사 용역 중 OO양만장의 어업피해 조사보고서, pp. 59.
국립전남대학교 수산과학연구소, 2007, 강진 천변저류생태 호수공원 조성에 따른 인근 양만장 피해영향 조사보고서, pp. 74.
국립전남대학교 수산과학연구소, 2008, 화순읍 하수도 민간투자사업으로 인하여 뱀장어 양식장에 대한 어업피해 영향조사보고서, pp. 69-70.
박진형, 2009. 지반진동 및 공중소음에 의한 수중소음 변화에 관한 연구, 석사학위, 서울시립대학교, 대한민국, pp. 6-9, pp. 76.
서울대학교 환경소음진동연구센터, 2008, 영암독천 간 도로 확포장 공사에 따른 양만장 소음진동 피해조사 감정보고서, pp. 58-59.
여수대학교 수산과학연구소, 2000, 서해안고속도로 공사로 인한 OO수산의 피해 및 영향보고서, pp. 48.
전양배, 2007, 수중발파에 대한 양식어류 및 구조물의 영향성 평가 연구, 박사학위, 전남대학교, 대한민국, pp. 28-29.
※ AI-Helper는 부적절한 답변을 할 수 있습니다.