스마트 기술을 활용한 댐 안전관리[기고]

이주헌 중부대 교수

지난달 30일 새벽 경주에서 발생한 규모 4.0의 지진으로 경주지역의 주민들은 놀란 가슴을 쓸어내렸을 것이다. 올해 한반도에서는 경주 외에도 괴산·장수·공주 등의 다양한 지역에서 총 77회의 지진이 발생했다. 또한 37개의 국가댐 중 30년 이상 고령화된 댐이 절반에 이른다. 이렇듯 홍수를 막아주고 물을 저장해 공급해주는 댐의 유지관리가 지진 발생 증가와 노후화로 인해 점점 어려워지고 있다.

댐은 국민의 생명, 안전과 직결된 시설로 사고 발생 시에는 국가적 재난으로 이어질 수 있다. 따라서 예상치 못한 사고에 효과적으로 대응하기 위해서는 선제적이고 과학적인 댐관리 방안을 마련하는 것이 절실하다. 더욱이 올해로 소양강댐이 준공 50주년을 맞는 등 국가가 일찍이 건설한 댐의 수명이 고령화되고 있는 시점에서 댐의 안전관리는 매우 시급하고 중요한 사안이다.

댐의 안전관리를 위해서는 우선 댐의 손상 여부와 손상정도를 효과적으로 파악할 수 있어야 한다. 과거 인력에 의존해왔던 점검 방식은 작업자가 위험을 감수해야 했으며 점검과정에서 사각지대가 발생하는 등 한계점을 가지고 있다. 그러나 드론을 도입하여 댐의 상태를 촬영하고 3차원 그래픽으로 구현해 댐의 손상여부를 살펴보는 지능형 안전점검 방법의 도입으로 앞서 언급한 한계점을 극복할 수 있었다. 나아가 촬영된 영상을 인공지능을 통해 분석하는 기술이 더해진다면, 댐 시설을 상세히 확인함으로써 점검 결과의 정밀도 역시 향상시킬 수 있을 것이다.

시설물의 안전을 실시간으로 모니터링하는 기술 역시 중요하다. 기존의 주기적인 측량 방법은 결측률과 정확도에 한계가 있었으나 현재는 실시간 시설물의 변형을 감시하는 GPS를 댐 시설에 촘촘하게 설치하고 실시간으로 모니터링하여 결측률을 줄이고 정확도는 높였다. 앞으로는 획득한 데이터를 통해 댐의 안전성을 실시간으로 평가하고 평가 결과에 따라 위급상황 발생 시 알릴 수 있는 시스템이 구축된다면 홍수, 지진 시에도 댐 하류 지역 주민의 안전을 보장할 수 있는 댐 안전 감시가 이뤄질 것이다.

마지막으로 현실 세계의 실물 객체를 컴퓨터 속 가상 세계에 구현하는 디지털트윈 기술을 댐 안전관리에 활용해야 한다. 댐은 댐체를 포함해 취수탑, 여수로 등 다양한 시설들로 구성돼 있어 보수·보강할 대상이 매우 많아 현재의 방식으로는 체계적인 관리가 어렵다. 디지털 트윈을 통해 기존의 아날로그 자료들을 3차원 디지털 도면으로 구현한다면, 댐 시설의 설계·건설·점검·보수 등 다양한 정보를 쉽게 확인할 수 있을 것이다. 또한 여러 외부 변화 조건과 시설물의 노후화를 고려해 3차원 디지털 공간에서 시뮬레이션함으로써 사전예방적 보수·보강을 통해 댐 시설의 장수명화를 가능하게 할 것이다.

드론 기반 안전점검, AI(인공지능) 댐 손상분석, 디지털 트윈을 활용한 시설물의 영향 분석 등을 수행하는 스마트 댐 안전관리 시스템의 조속한 구축이 필요하다. 이를 통해 고령화되고 있는 댐 시설에 대한 정부의 철저한 관리로 국민이 안심하고 살 수 있는 생활 안전이 확보될 수 있기를 기대한다.

이주헌 중부대 교수