공정시간과 지하수 반응시간을 먼저 비교한다
해석 방법은 프로그램의 메뉴가 아니라 검토하려는 시점에 따라 정한다. 굴착 전 양수를 시작한 뒤 각 굴착단계까지 시간이 짧거나, 펌프의 기동·정지와 강우 뒤 수위 회복이 관리대상이라면 수두가 평형에 이르는 과정을 생략하기 어렵다. 이때는 초기 간극수압에서 출발해 시간에 따른 수위저하, 유입량, 굴착저면의 상향 동수경사와 외부 영향범위를 추적하는 비정상해석이 맞다.
정상해석은 시간이 무한히 지났다는 뜻으로만 쓰지 않는다. 외부 수위와 배수조건이 검토기간 동안 거의 일정하고, 계산영역 안의 수두 변화가 설계 판단에 영향을 주지 않는 상태를 대표할 때 적용한다. 투수성이 큰 연결층은 비교적 빠르게 반응할 수 있지만 저투수층을 사이에 둔 피압대수층이나 넓은 영향권은 공정기간 안에 평형에 이르지 않을 수 있다. 따라서 지층별 투수성, 저류 특성, 차수벽 근입과 양수기간을 함께 놓고 판단한다.
정상해석과 비정상해석은 서로 대체할 수 없다
정상해석은 지속되는 배수조건에서 유입량과 수두차, 주요 침투경로를 빠르게 비교하는 데 유용하다. 비정상해석은 같은 모델에 시간축을 더해 양수 초기의 급격한 변화, 굴착단계 사이의 회복, 외부 관측정의 지연 반응을 확인한다. 최종 유입량이 비슷해도 그 값에 도달하는 동안 외부 수위가 얼마나 내려가는지, 굴착저면의 동수경사가 어느 시점에 커지는지는 다를 수 있다.
KDS 21 30 00은 지하수위 저하가 예상되거나 발생하는 경우 침투해석 등을 통해 지반침하를 검토하고 대책을 마련하도록 한다. KDS 54 30 00도 적용 대상은 다르지만 수위가 유지된 상태와 변화 중인 상태를 구분해 침투 안전성을 다룬다. 이 구분 원리는 참고할 수 있으나 필댐의 세부 조건을 굴착에 그대로 옮기지 않고, 실제 공정과 수리경계에 맞춰 해석목적을 따로 적는다.
| 판정 항목 | 정상 침투해석 | 비정상 침투해석 | 남겨야 할 근거 |
|---|---|---|---|
| 대표 시점 | 배수조건이 유지된 평형 상태 | 양수 시작·정지와 단계별 경과시간 | 굴착·배수 공정표 |
| 주요 입력 | 고정 수두와 유량 또는 배수경계 | 초기수두, 저류 특성, 시간별 양수조건 | 관측수위·양수기록 |
| 주요 결과 | 유입량, 수두차, 유선과 동수경사 | 수위저하 속도, 최대 발생시점, 영향범위 | 단계별 결과 비교표 |
| 적용 판단 | 지속조건의 안정성과 대안 비교 | 공정 중 변화와 관측값 재현 | 선택 사유와 한계 |
초기수위·수리경계·양수이력을 같은 시간축으로 정리한다
비정상해석의 초기조건은 편의를 위한 수평 수위선이 아니다. 양수 전 관측정별 수위와 측정일, 지층별 피압 여부, 주변 하천과 기존 지하구조물의 영향을 대조해 시작 간극수압을 만든다. 외곽 고정수두를 굴착부에 가깝게 두면 물이 계속 공급되는 결과가 되고, 불투수 경계로 닫으면 실제 대수층 연결을 지울 수 있다. 계산영역을 넓혔을 때 관측지점의 수위와 굴착부 유입량이 안정되는지도 비교한다.
배수정은 단순한 영수두 점으로 두기보다 실제 운전방식과 맞춘다. 펌프 가동시각, 단계별 목표수위 또는 양수량, 예비펌프 전환과 중단시간을 공정표에 연결하고 현장 기록의 시간 간격보다 세밀한 해석결과를 과신하지 않는다. 투수계수만 조정해 관측수위를 맞추면 차수벽 누수, 우수 유입, 관정 손실이나 외곽 경계의 오류를 지반 특성으로 잘못 흡수할 수 있으므로 수위와 양수량을 함께 보정한다.
배수계획 변경 시 수위 변화과정을 다시 검토한다
현장에서 계획보다 빠른 수위저하가 나타나면 배수가 잘된다고만 판단하지 않는다. 외부 관측정도 함께 내려가는지, 지표침하가 수위 변화보다 늦게 따라오는지, 특정 벽체 이음에서 탁수가 발생하는지를 같은 그래프에 놓는다. 반대로 내부 수위가 늦게 내려가면 펌프 용량 부족만 의심하지 말고 투수층의 연결, 집수 위치, 차수벽 하부 유입과 관측정의 반응성을 나눠 확인한다.
굴착단계, 차수벽 근입, 배수정 위치·수량, 펌프 운전계획 또는 공사 중단기간이 바뀌면 기존 정상해석의 최종 수위만 고치지 않는다. 변경 시점의 관측수위를 새 초기조건으로 삼고 이후 시간단계를 다시 계산해 굴착저면 안정, 주변 수위저하와 침하 영향이 언제 크게 나타나는지 확인한다. 해석 입력표, 배수계획, 관측정 관리기준, 공정표의 개정번호까지 일치시켜야 다음 단계에서도 동일한 현장 조건을 기준으로 판단할 수 있다.