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도류제 건설 후 남대천 하구의 해안선 생성 및 변화
Evolution and Changes of Coastal Topography due to Jetty Construction at Namdae River Mouth 원문보기

大韓土木學會論文集, Journal of the Korean Society of Civil Engineers, B. 수공학, 해안 및 항만공학, 환경 및 생태공학, v.28 no.3B, 2008년, pp.315 - 321  

김인호 (강원대학교 건설공학부) ,  이성대 (한라대학교 토목공학과)

초록
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최근 해안환경적 측면 뿐 만 아니라 사용자의 측면에서 도류제나 방파제와 같은 연안구조물에 의하지 않고 연안에서의 해빈을 보존하기 위한 대책이 요구되고 있다. 연안에서의 표사문제의 대책을 수립하기 위해서는 연안에서의 표사 뿐만 아니라 배후지의 하천으로부터 유출되는 유사량을 포함한 종합적인 토사관리의 필요성이 증가하고 있다. 이같은 관점에서 본 연구에서는 연안해역으로 유출되는 하천 유사와 이송, 하구에서의 사주발생과 발달 그리고 하구폐색과 연안으로 유출된 유사의 효율적인 저류문제와 홍수시 외해로 유출되는 유사의 특성에 대해 검토하였다. 최근 강릉 남대천 하구에는 하구폐색과 하구사주의 발생에 따른 대책으로 2005년에 총연장 260 m의 도류제를 건설하였다. 이에따라 본 연구에서는 도류제 건설에 따른 남대천하구에서의 토사이동특성 및 해저지형 변동과 표사이동을 해석하기 위한 다양한 수치실험을 수행하였다. 이를 위해 먼저 남대천 하구역에서 유출되는 유사량을 혼합입경의 관점을 가정하여 1차원 수치해석을 통하여 해석하였다. 또한 하천에서 유출된 유사의 이동특성과 하구현상을 파악하기 위해 하천류의 유동특성과 바람장에 의한 취송류를 검토하였다. 그리고 파동장, 해빈류 및 해저지형변동을 수립하여 본 남대천 하구인근에서의 표사이동 특성을 해석하였다.

Abstract AI-Helper 아이콘AI-Helper

Recently, in the light of environments and utilization, countermeasures to preserve beaches in coastal area are required without depending on such as jetties and breakwaters. The necessity of integrated sand management including not only coastal sediment but also sediment discharge from hinterland r...

주제어

AI 본문요약
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문제 정의

  • 본 연구에서는 강릉 남대천하구역에서 유출되는 유사량을 혼합입경의 관점에서 검토하여 도류제 설치에 따른 하구역에서의 지형변동 및 하구폐색현상을 해석하였으며, 하천에서 유출되는 토사량은 소류사와 부유사 해석을 통해 검토하였다. 그리고 하천에서 유출된 유사의 이동특성과 하구현상을 파악하기 위해 파랑에 의한 해빈류장과 하천류의 유출에 따른 유동특성 및 바람장에 의한 취송류를 검토하여 유출토사의 이동특성을 예측하였고, 모형에 의해 계산된 토사의 이동 패턴과 해저지형 변동 계산결과를 강릉 남대천하구 인근의 지형변동 관측자료들과 비교고찰하였다.
  • 본 연구에서는 강릉 남대천하구역의 도류제 건설에 따른 표사이동 및 지형변동을 수치해석을 통해 해석하였다. 이를 위해 하천에서 유출되는 유사량을 혼합입경의 관점에서 검토하여 도류제 설치에 따른 하구지형변동을 해석하였으며, 하천에서 유출되는 토사량은 소류사와 부유사 해석을 통해 검토하였다.
  • 그리고 하천에서 유출된 유사가 어떠한 이동 특성을 통해 연안표사로 이송되어 가는 현상을 파악하기 위해 하천류의 유출에 따른 유동특성 및 바람장에 의한 취송류를 검토하여 유출토사의 이동특성을 예측하였고, 파랑에 의한 해빈류 검토을 통해 해저지형변동을 해석하였다. 특히 본 연구에서는 하천을 통해 해역으로 유출되는 유사량이 시간 경과에 따라 하구역에서 하상고가 상승되어 하구사주로 발달되어 가는 과정을 해석할 수 있었으며 이에 따른 하구 폐색의 특성을 확인할 수 있었다. 최근 연안침식 문제의 해결을 위해 검토되고 있는 양빈이나 모래운송공법(sand by passing)의 적용성을 고려한다면 유송토사량의 계산은 실용성이 있을 것으로 판단되며, 하천에서의 유사와 표사관계를 장기적인 지형변동의 관점에서 이해하기 위해서는 유사량을 고려한 해안선변화모델의 수립이 요구되며 이에 대해서는 계속 연구되어야 할 것이다.

가설 설정

  • 남대천 하구부를 통해 동해로 유송되는 유출토사량을 평가하기 위해 홍수량은 일정하다고 가정하여 계산하였다. 그림에서 알 수 있듯이 홍수량 Q = 500 m3⁄ s 미만에서는 남대천 하구를 통해 동해로 유출되는 유송토사량은 그다지 크지 않은 것으로 계산되었으며 남대천을 통한 토사유출은 유량이 500 m3⁄s 이상에서 서서히 증가하기 시작하여 1000 m3⁄s 이상이 되면 비선형적으로 증가하는 특성을 보여주고 있다.
  • 바람장 모형은 정역학적 평형을 가정하였으며 시간에 따른 풍향, 풍속의 변동특성을 해석하고 이의 결과를 취송류장 해석의 입력자료로 사용하여 바람장 변동에 따른 취송류장의 1일동안의 변동을 수치해석하였다(이성대, 2006). 바람장 수치계산의 결과는 Fig.
  • 하천에서의 하상 및 지형변동을 해석하기 위하여 1차원 하 상변동 수치모형에 의해 해석하였으며 하천에서의 흐름은 정상상태의 상류이며 유사량은 소류사 및 부유사를 대상으로 하며 하천의 상류측에서는 동적 평형상태의 유사량을 그리고 하상재료 및 유사는 혼합입경으로 가정하였다(Wongsa and Shimizu, 2001).
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질의응답

핵심어 질문 논문에서 추출한 답변
연안에서의 표사문제를 규명하기 위해서는 무엇이 필요한가? 연안에서의 표사문제를 규명하기 위해서는 파랑이나 흐름과 같은 연안 해역에서의 외력을 이해하여야 하지만 기본적으로는 표사의 공급원으로 작용하는 하천에서의 유사 유출특성 기구를 파악하여야 한다. 이와 같은 관점에서 산지하천해 안을 종합한 통합적인 토사관리의 필요성이 증가하고 있으며, 산지에서 발생한 토사가 하천을 통해 흐름과 함께 해역으로 유출되어지는 유사량을 예측하고 이들이 어떻게 하구에서 사주를 형성하고 연안 해역으로 표사로서 이송되는 지를 파악하는 것은 토사관리의 측면 뿐 만 아니라 연안과정(Coastal Process)을 이해하는데 기초적인 과제가 된다.
최근 연안 해역에서의 표사문제가 사회적인 문제로 집중되고 있는 이유는 무엇인가? 최근 연안 해역에서의 표사문제는 사회적인 문제로 관심의 집중이 되고 있다. 특히 각종 연안에서의 자연 환경변화와 연안 구조물 건설과 같은 인위적 환경변화에 의한 악영향이 복합적으로 작용하여 연안에서의 침식이 가중되고 있으며 이에 따라 해안표사, 연안 생태환경 및 연안방재에 심각한 문제가 야기되고 있다. 해안침식은 여러 가지 원인에 의해 해안의 육지부가 침식하는 현상으로서 이의 기구를 이해하기 위한 다양한 연구나 접근법이 시도되고 있다(윤재옥, 2004).
파랑에 의한 연안역의 해수순환 및 해저 침퇴적 관계를 파악하기 위해서 보다 정확한 파랑장 해석과 해빈류장의 해석이 요구되는 이유는 무엇인가? 심해에서 발달한 파랑이 연안해역으로 전파함에 따라 수심이나 흐름에 의해 천수, 굴절 및 회절현상에 의해 변형되고, 그리고 해안선 가까이에서 쇄파되어 결국 소멸되어가게 된다. 이러한 파랑변형과정에서 수반되는 파랑의 잉여응력의 변화에 따라 해빈류가 발생하게 된다. 따라서, 파랑에 의한 연안역의 해수순환 및 해저 침퇴적 관계를 파악하기 위해서 보다 정확한 파랑장 해석과 해빈류장의 해석이 요구된다.
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참고문헌 (10)

  1. 김인호, 이정렬(2004) 동해 안목항 주변 연안 토사이동. 한국해안해양공학회지, 한국해안해양공학회. 제16권 제2호, pp. 108-119 

  2. 윤재옥(2004) 우리나라 연안침식현황과 대처방안에 대한 제언. 방재연구, 제6권 제3호, pp. 25-37 

  3. 이성대(2006) 육상지형을 고려한 연안해역에서의 중규모 기상장 과 취송류에 관한 수치해석. 한국해양공학회지, 한국해양공학 회. 제20권 제5호, pp. 23-29 

  4. 정승진, 김규한, 편종근(2003) 남항진 해안의 장기해안선 변화조 사 및 정확도 평가. 2003 대한토목학회 학술발표회 논문집, 대 한토목학회. pp. 4976-4981 

  5. 芦田和男, 道上正規(1972) 移動河床流れの抵抗と掃流砂量に關す る基礎的硏究. 土木學會論文集, 제206호, pp. 59-69 

  6. Bailard, J.A. (1981) An Energetics Total Load Sediment transport Model for a Plane Sloping Beach. J. Geophysical Research, Vol 86, No. C11, pp. 10938-10954 

  7. Itakura, T. and Kishi, T. (1980) Open channel flow with suspended sediments. Journal of Hydraulic Division, ASCE, Vol. 106, No. 8, pp. 1325-1343 

  8. Koutitas, C. and Koutitas, M. (1986) A comparative study of three mathematical model for wind-generated circulation in coastal areas. Coastal Engineering, Vol. 10, pp. 127-138 

  9. Leendertse, J.J. (1970) A water-quality simulation model for well mixed estuaries and coastal seas: Principles of computation. Report RM-6230-RC, Rand Corporation, Santa Monica, CA 

  10. Wongsa, S. and Shimizu, Y. (2001) Modelling pre-channelization and their impact on flood and sediment yield in Ishikari river basin. Ann. J. of Hydraulic Eng., Vol. 47, pp. 223-228 

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