In general, coastal damage is mostly occurred by the action of complex factors, like severe water waves. If the maximum storm surge height combines with high tide, severe water waves will overflow coastal structures. Consequently, it can be the cause of lost lives and severe property damage. In this...
In general, coastal damage is mostly occurred by the action of complex factors, like severe water waves. If the maximum storm surge height combines with high tide, severe water waves will overflow coastal structures. Consequently, it can be the cause of lost lives and severe property damage. In this study, using the numerical model, the storm surge was simulated to examine its fluctuation characteristics at the coast in front of Noksan industrial complex, Korea. Moreover, the shallow water wave is estimated by applying wind field, design water level considering storm surge height for typhoon Maemi to SWAN model. Under the condition of shallow water wave, obtained by the SWAN model, the wave overtopping rate for the dike in front of Noksan industrial complex is calculated a hydraulic model test. Finally, based on the calculated wave-overtopping rate, the inundation regime for Noksan industrial complex was predicted. And, numerically predicted inundation regimes and depths are compared with results in a field survey, and the results agree fairly well. Therefore, the inundation modelthis study is a useful tool for predicting inundation regime, due to the coastal flood of severe water wave.
In general, coastal damage is mostly occurred by the action of complex factors, like severe water waves. If the maximum storm surge height combines with high tide, severe water waves will overflow coastal structures. Consequently, it can be the cause of lost lives and severe property damage. In this study, using the numerical model, the storm surge was simulated to examine its fluctuation characteristics at the coast in front of Noksan industrial complex, Korea. Moreover, the shallow water wave is estimated by applying wind field, design water level considering storm surge height for typhoon Maemi to SWAN model. Under the condition of shallow water wave, obtained by the SWAN model, the wave overtopping rate for the dike in front of Noksan industrial complex is calculated a hydraulic model test. Finally, based on the calculated wave-overtopping rate, the inundation regime for Noksan industrial complex was predicted. And, numerically predicted inundation regimes and depths are compared with results in a field survey, and the results agree fairly well. Therefore, the inundation modelthis study is a useful tool for predicting inundation regime, due to the coastal flood of severe water wave.
* AI 자동 식별 결과로 적합하지 않은 문장이 있을 수 있으니, 이용에 유의하시기 바랍니다.
문제 정의
또한, 본 연구에서 산정된 침수범위 및 침수고를 현지조사결과와 비교.검토함으로써 본 연구의 타당성을 검토한다.
본 연구에서는 태풍에 의해 많은 피해를 입었던 부산광역시 강서구 녹산국가산업단지를 대상하며, 계산영역은 광역 200m, 중역 50m, 협 역 20m의 격자크기로 Fig. 1과 같이 설정하여 순차적으로 계산을 수행하는 것으로 하였다. 고려된 계산영역의 수심 데이터와 해안선은 기본적으로 수치해도를 이용하였으며, 협역에서 충분하지 않은 수심데이터에 대해서는 실제 측량 데이터를 추가하여 사용하였다.
그리고, 고파랑과 폭풍해일의 결합에 의한 녹산국가산업단지 전면호안에 대한 월파량의 수리모형실험결과를 제내지의 침수 현상을 검토할 수 있는 수치해석기법에 적용한다. 이로부터 도로와 건물의 배치에 따른 대상지역 배후에서의 침수경향 및 범람 특성을 규명한다. 또한, 본 연구에서 산정된 침수범위 및 침수고를 현지조사결과와 비교.
제안 방법
(1) 본 연구에서는 태풍 Maemi 내습으로 인한 녹산국가 산업단지 인근에서의 침수역 및 침수고를 예측하였고, 그 결과를 수리 모형 실험의 결과 및 설문조사와 비교 . 검토하여 본 연구의 타당성을 확인할 수 있었다.
1과 같이 설정하여 순차적으로 계산을 수행하는 것으로 하였다. 고려된 계산영역의 수심 데이터와 해안선은 기본적으로 수치해도를 이용하였으며, 협역에서 충분하지 않은 수심데이터에 대해서는 실제 측량 데이터를 추가하여 사용하였다. 또한, 범람해석수행에 필요한 지 반고 데이터는 mapping, 토목 엔지니어링, 측량 및 기반 구조 관리전문가용 제품 및 서비스군인 Autodesk 소프트웨어 (http://www.
따라서, 본 연구에서는 폭풍해일의 피해에 가장 많이 노출되어 있는 부산 연안역 중에 매년 태풍에 의해 극심한 피해를 입었던 녹산국가산업단지에 대해서 높은 폭풍해일고가 산정된 2003년 14호 태풍 Maemi에 대한 폭풍해일고와 약최고고조위 (해양수산부, 20(◎가 동시에 발생할 경우를 상정하였다. 그리고, 고파랑과 폭풍해일의 결합에 의한 녹산국가산업단지 전면호안에 대한 월파량의 수리모형실험결과를 제내지의 침수 현상을 검토할 수 있는 수치해석기법에 적용한다.
이로부터 도로와 건물의 배치에 따른 대상지역 배후에서의 침수경향 및 범람 특성을 규명한다. 또한, 본 연구에서 산정된 침수범위 및 침수고를 현지조사결과와 비교.검토함으로써 본 연구의 타당성을 검토한다.
Table 3으로부터 각 단면에 대한 월파량은 허용치 OOlirS/nrs(해양수산부, 2005)를 훨씬 초과하는 것을 알 수 있다. 본 연구에서는 Table 3의 각 단면별 월파량을 입력치로 하여 침수범위 및 침수고를 예측하며, 범람 예측의 계산시간은 실제 태풍내습시간에 따른 영향과 경향을 일치시키기 위하여 3시간으로 하였다. 그리고, 저면의 조도가 다르고 조도계수에 따라 범람류의 거동은 영향을 받으.
본 연구에서는 엇갈린 격자(Staggered mesh)를 채용하여 기초 방정식을 유한차분법으로 차분근사하여 수치 계산을 수행하였다. 또한, 수치계산의 이산화는 시간항에 대해서는 전진 차분 근사를 이류항에 대해서는 Doner Cell법을 적용하며, 저면 마찰 항에 대해서는 중앙차분근사를 적용한다.
본 연구에서는 태풍에 의해 많은 피해를 입었던 부산광역시 강서구 녹산국가산업단지를 대상으로 Table 1에 제시된 태풍 Maemi 내습시 시각에 따른 태풍의 위치(경도, 위도), 기압심도, 태풍반경 및 이동속도(부산광역시, 2005)를 입력조건으로 최대폭풍해일고를 추정하였다.
대상 데이터
고려된 계산영역의 수심 데이터와 해안선은 기본적으로 수치해도를 이용하였으며, 협역에서 충분하지 않은 수심데이터에 대해서는 실제 측량 데이터를 추가하여 사용하였다. 또한, 범람해석수행에 필요한 지 반고 데이터는 mapping, 토목 엔지니어링, 측량 및 기반 구조 관리전문가용 제품 및 서비스군인 Autodesk 소프트웨어 (http://www.autodeskco.kr)의 기반 구조 솔루션의 일부인 Land Desktop을 이용하여 수치지형도에서 획득하였다. 그리고, 각 영역의 계산에 사용한 바람장 데이터는 태풍 Maemi 내습 시 최대 폭풍해일 고의 발생시간인 2003년 09월 12일 22시의 경우이다(허동수 등, 2006).
본 연구에서는 부산광역시 강서구 녹산국가산업단지를 대상으로 태풍 Maemi 내습시에 범람을 해석하였으며, 그 결과는 아래와 같다.
, 1973) 로부터 추산하였다. 이 때, SWAN모델에 적용한 설계조위는 Fig. 2에서 얻어진 최대폭풍해일고 1.69m와 조위 1.776m(해양수산부, 2005) 로부터 산정하였으며, 적용한 심해파제원은 태풍 Maemi 내습 시부 산신항만 동방파제 전면해역에서 실측되어진 파고값을 검증 데이터로 사용하여 역추산된 심해파를 사용하였다(TOSCO건설, 2004).
이론/모형
그리고, 고파랑과 폭풍해일의 결합에 의한 녹산국가산업단지 전면호안에 대한 월파량의 수리모형실험결과를 제내지의 침수 현상을 검토할 수 있는 수치해석기법에 적용한다. 이로부터 도로와 건물의 배치에 따른 대상지역 배후에서의 침수경향 및 범람 특성을 규명한다.
또한, 수치계산의 이산화는 시간항에 대해서는 전진 차분 근사를 이류항에 대해서는 Doner Cell법을 적용하며, 저면 마찰 항에 대해서는 중앙차분근사를 적용한다. 본 연구의 수치계산에 대한 세부사항은 Kawai(2003)을 참조하기 바란다.
본 연구에서 대상으로 하는 녹산국가산업단지 연안해역에서의 천해파랑산정은 SWAN모델(Hasselmann et al., 1973) 로부터 추산하였다. 이 때, SWAN모델에 적용한 설계조위는 Fig.
본 연구에서는 폭풍해일고 산정을 위하여 저기압에 의한 수면상 승과 바람에 의한 수면상승을 고려한 비선형 장파 이론에 근거한 단층모델을 이용하였으며 , 기초방정식은 연직방향으로 적분된 다음의 연속방정식 (1)과 비선형장파방정식 (2), (3) 으로 구성된다(허동수 등, 2006).
항력계수에 대해서는 모형실험이나 현지관측에 기초한 많은 경험 값이 제안되어 있지만, 본 연구에서는 다음의 Mitsuyasu and Kusaba(1984)에 의한 제안식을 사용하였다.
성능/효과
6의 조사결과를 잘 재현하고 있는 것으로 판단된다. 전체적으로 침수고가 높은 곳은 단면형식 Typ&B의 배후역으로 주변 지반고보다 상대적으로 낮은 지반 고에서 높은 침수고가 발생하는 것을 알 수 있었다. 한편, Fig.
5는 본 연구의 범람모델로부터 산정된 녹산국산업단지 배후역에서의 침수고 및 침수역에 대한 수치해석결과를 나타낸 것이다. 해석결과에 따르면 녹산국가산업단지내의 두 블럭 대부분이 침수되는 것을 알 수 있고, 전면 첫 번째 블럭은 0.7m~ 1.2m 정도 침수가, 두 번째 블럭에서 부분적으로 0.7m 이상의 침수가 발생하지만, 호안전면에서 멀어질수록 0.3m 이하로 감소함을 알 수 있다. Table 4에 나타낸 바와 같이 침수고에 대한 수리모형 실험(한국토지공사, 2005)은 단면2차원으로 수행되었기 때문에 Fig.
후속연구
(3) 본 연구의 범람모델은 연안재해의 예측, 방재계획의 수립, 위험도 작성, 배후역에서의 지반고 결정, 도시계획적인 문제 등에 충분히 활용될 수 있을 것으로 판단된다.
(4) 향후 강우에 의한 침수, 배수, 역류 및 건물 등의 지하로 유입되는 침수량을 고려하여 보다 정도 높은 해석을 수행하고자 한다.
Fukuoka, S., Kawashima, M., Matsunaga, N. and Maeuchi, H (1994). 'Flooding Water Over a Crowded Urban District', Journal of Hydraulic, Coastal and Environmental Engineering, No 491, II-27, pp 51-60
Hasselmann, K., Barnett, T.P., Bouws, E., Carlson, H., Cartwright, D.E., Enke, K., Ewing, J.A., Gienapp, H., Hasselmann, D.E., Kruseman, P., Meerburg, A., Muller, P., Olbers, D.J., Richter, K., Sell W. and Walden H. (1973). 'Measurements of Wind-wave Growth and Swell Decay during the Joint North Sea Wave Project(JONSWAP)', Dtsch. Hydrogr. Z. Suppl., 12, A8
Iwasa, Y., Inoue, K. and Mizutori, M. (1986). 'Hydraulic Analysis of Overland Flood Flows by Means of Numerical Method', Disaster Prevention Research Institute Kyoto University, Vol 23, B-2, pp 305-317
Kawai, H. (2003). 'Storm Surge', Textbook for port and coastal enfineers, PARI, pp 1-48
Kawai, H., Kim, D.S., Kang, Y.K., Tomita, T. and Hiraishi, T. (2005a). 'Hindcasting of Storm Surge at Southeast Coast by Typhoon Maemi', 한국해양공학회지, 제19권, 제2호, pp 12-18
Kawai, H., Kim, D.S., Kang, Y.K., Tomita, T. and Hiraishi, T. (2005b) 'Hindcasting of Storm Surges in Korea by Typhoon 0314(Maemi)', Proceeding of the 15th International Offshore and Polar Engineering Conference, ISOPE, pp 446-453
Mitsuyasu, H. and Kusaba, T. (1984). 'Drag Coefficient over Water Surface under the Action of Strong Wind', Journal of Natural Disaster Science, Vol 6, No 2, pp 43-50
Miura, A. and Shimizu, Y. (1993). 'Flood Flow Analysis in Urban Areas', International Conference on Environmentally Sound Water Resources Utilization Bangkok, Thailand
※ AI-Helper는 부적절한 답변을 할 수 있습니다.