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NTIS 바로가기한국해안·해양공학회논문집 = Journal of Korean Society of Coastal and Ocean Engineers, v.21 no.2, 2009년, pp.164 - 173
박선중 (목포대학교 건설공학부 토목공학) , 강주환 (목포대학교 건설공학부 토목공학) , 문승록 ((주)지오시스템리서치 연구기획부) , 윤종태 (경성대학교 건설)
상용 해수유동 모형인 MIKE21 모형의 범람모의 적용성을 평가하기 위하여 월류량 산정기법이 적용된 해일범람모형과 함께 마산만에 적용하였다. 두 모형 모두 관측된 침수범위 및 침수고와 거의 일치하는 결과를 보여 정밀격자의 해일범람모형으로써의 적용성을 확인할 수 있었다. 특히 조간대 모의기법을 확장적용한 MIKE21 모형의 결과가 범람모형의 결과에 비해 뒤지지 않는 결과를 보여 범람에의 적용성은 매우 높은 것으로 판단된다. 또한 선행연구에서 도출된 가상태풍을 모의한 결과, 침수범위는 MAEMI 내습시와 거의 유사한 반면 침수고가 증가하는 것으로 모의되었다.
MIKE21, a commercial hydrodynamic model, was applied at the Masan Bay to evaluate the model's applicability of simulating the inundation phenomena. A storm surge/inundation model which adopts overflow computation scheme was applied together for comparison. The results of both models show corresponde...
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핵심어 | 질문 | 논문에서 추출한 답변 |
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해안 범람현상을 재현하기 위해 구현해야 하는 것은? | 태풍내습시 조석, 폭풍해일 등 장주기 해수위 변동과 고파랑 등에 의한 수위상승으로 인해 정상적인 해수위의 범위를 초과한 해일파는 호안을 비롯한 해안구조물을 월류 하여 해안가 저지대 등의 제내지에 범람피해를 유발시키게 된다. 이러한 범람현상을 재현하기 위해서는 비선형성이 강한 장주기파의 전파특성, 연안역의 얕은 수심에서의 바닥마찰의 영향, 그리고 계산영역이 지속적 또는 불규칙 적으로 변화하는 범람특성 등의 구현이 가능해야 한다. | |
태풍내습시 정상적인 해수위의 범위를 초과한 해일파가 호안을 비롯한 해안구조물을 월류 하여 해안가 저지대 등의 제내지에 범람피해를 유발시키게 되는 이유는? | 태풍내습시 조석, 폭풍해일 등 장주기 해수위 변동과 고파랑 등에 의한 수위상승으로 인해 정상적인 해수위의 범위를 초과한 해일파는 호안을 비롯한 해안구조물을 월류 하여 해안가 저지대 등의 제내지에 범람피해를 유발시키게 된다. 이러한 범람현상을 재현하기 위해서는 비선형성이 강한 장주기파의 전파특성, 연안역의 얕은 수심에서의 바닥마찰의 영향, 그리고 계산영역이 지속적 또는 불규칙 적으로 변화하는 범람특성 등의 구현이 가능해야 한다. | |
해안선 경계에서의 침수/노출을 모의하기 위한 방법과 그 특성은? | , 2004). 첫 번째는 초창기 폭풍해일모형에 널리 적용된 방법(Flather and Heaps, 1975; Falconer and Owens, 1987)으로 해안선을 따라 가상벽(imaginary wall) 을 설정하고 해안선을 통한 흐름을 강제로 차단하는 방법이다. 수위상승에 따른 범람영역은 가상 벽에서의 수심과 인접한 육지 표고들을 비교함으로써 결정된다. 이 방법은 가상벽으로 인한 흐름 차단으로 육상부에서 수면변위에 따른 침수/노출의 직접적인 재현이 불가능하여 범람영역의 변화를 자연스럽게 모의할 수 없으며, 침수/노출시 feed back 효과가 무시되는 단점이 있다. 특히 저해상도일 경우 경계 부근에서 수치적 노이즈 및 불안정성이 야기된다(Falconer and Owens, 1987). 두 번째로 근래 대부분의 하천 및 해안범람모형에서 채용하고 있는 방법으로 해석결과에 따라 해안선에서의 침수 또는 노출 여부를 판단하여 계산영역의 경계를 결정하는 조간대 모의기법이란 용어로 일반화 되고 있는 이동경계기법을 들 수 있다. 이 기법이 채용된 많은 수치모형들은 Leendertse(1967)의 침수/노출 알고리즘을 근간으로 하고 있으며(McCowan et al., 2001), 수치 모형에 이동경계기법을 포함시키는 과정이 다소 복잡하지만 비교적 정확한 수치해를 제공한다. 또한 계산영역이 지속적 또는 불규칙적으로 변화하는 범람특성의 구현이 가능하며, 최근에는 바닥마찰, 압력구배, 비선형 이류항, 질량보존 등을 고려하여 사실적인 범람현상의 재현이 가능해지고 있다(조·서, 2001; Ip et al, 1998; Hubbert and McInnes, 1999; Xie et al, 2004). |
강주환, 문승록, 박선중 (2004). 해수유동모형에서 조간대 모의의 필요성. 대한토목학회논문집, 24(3B), 259-265
국내외적으로 수많은 적용사례가 있으나, 조간대 및 범람과 관련된 사례는 흔치 않다. 대표적인 사례로 Bengal 만에서 해일 및 범람 모의에 적용(Madsen and Jakobsen, 2004)된 바 있으며, 국내에서도 조간대 모의 및 범람과 관련된 연구에 활용된 바 있다(강등, 2004; 강 등, 2005; 문 등, 2006).
강주환, 박선중, 문승록, 윤종태 (2009). 태풍의 특성변화에 따른 경남해역 해일양상 고찰. 한국해안해양공학회지, 21(1), 1-14
또한 선행연구(강 등, 2009)에서 수립된 가상태풍경로 중 마산만에 가장 큰 해일이 발생될 수 있는 조건의 가상경로(T3_a1)에 대한 범람모의를 통해 MAEMI 강도의 태풍 내습시 마산만에서 발생 가능한 최대 해일범람을 모의하였다.
본 절에서는 선행연구(강 등, 2009)에서 수립된 가상태풍경로 중 마산만에 가장 큰 해일이 발생될 수 있는 조건의 가상경로에 대해 두 모형을 적용하고, 이를 통해 MAEMI 강도의 태풍 내습시 마산만에서 발생 가능한 최대 해일범람을 재현하였다.
김도삼, 김지민, 이광호, 이성대 (2007). 연안역에서 고파랑과 폭풍해일을 고려한 침수해석. 한국해양공학회지, 21(2), 35-41
그러나 이러한 이동경계기법은 정성적인 범람양상을 표현하는데는 큰 문제가 없으나 보다 정확한 유량 산정을 통한 범람모의를 위해서는 수리학적 연구 및 적용이 필요하다(조, 2000). 최근에는 이러한 점을 고려해 수위가 해안구조물의천단고를 초과하는 경우, 즉 월류가 발생하면 월류 전후 격자의 수심 차이에 따라 수중월류와 완전월류로 구분하고 월류 전후 수심과 유량계수를 이용하여 월류량을 산정한 후 계산된 월류량을 운동방정식의 유량으로 대체하는 방법의 범람모의가 제안되고 있다(김 등, 2007; 문 등, 2007; 천 등, 2008; Shibaki et al, 2007).
문승록, 강태순, 남수용, 황준 (2007). 폭풍해일에 의한 해안침수예상도 작성 시나리오 연구. 한국해안해양공학회지, 19(5), 492-501
그러나 이러한 이동경계기법은 정성적인 범람양상을 표현하는데는 큰 문제가 없으나 보다 정확한 유량 산정을 통한 범람모의를 위해서는 수리학적 연구 및 적용이 필요하다(조, 2000). 최근에는 이러한 점을 고려해 수위가 해안구조물의천단고를 초과하는 경우, 즉 월류가 발생하면 월류 전후 격자의 수심 차이에 따라 수중월류와 완전월류로 구분하고 월류 전후 수심과 유량계수를 이용하여 월류량을 산정한 후 계산된 월류량을 운동방정식의 유량으로 대체하는 방법의 범람모의가 제안되고 있다(김 등, 2007; 문 등, 2007; 천 등, 2008; Shibaki et al, 2007).
조용식, 서승원 (2001). 이동경계를 이용한 지진해일의 최대범람구역 추산. 한국해안해양공학회지, 13(2), 100-108
일반적으로 해안선 경계에서의 침수/노출을 모의하기 위한 방법은 다음 두 가지로 구분할 수 있다(Xie et al., 2004). 첫 번째는 초창기 폭풍해일모형에 널리 적용된 방법(Flather and Heaps, 1975; Falconer and Owens, 1987)으로 해안선을 따라 가상벽(imaginary wall)을 설정하고 해안선을 통한 흐름을 강제로 차단하는 방법이다. 특히 저해상도일 경우 경계 부근에서 수치적 노이즈 및 불안정성이 야기된다(Falconer and Owens, 1987). 이 기법이 채용된 많은 수치모형들은 Leendertse(1967)의 침수/노출 알고리즘을 근간으로 하고 있으며(McCowan et al., 2001), 수치 모형에 이동경계기법을 포함시키는 과정이 다소 복잡하지만 비교적 정확한 수치해를 제공한다. 또한 계산영역이 지속적 또는 불규칙적으로 변화하는 범람특성의 구현이 가능하며, 최근에는 바닥마찰, 압력구배, 비선형 이류항, 질량보존 등을 고려하여 사실적인 범람현상의 재현이 가능해지고 있다(조·서, 2001; Ip et al, 1998; Hubbert and McInnes, 1999; Xie et al, 2004).
조지훈 (2000). 해안범람 수치모의. 석사학위논문, 한양대학교
그러나 이러한 이동경계기법은 정성적인 범람양상을 표현하는데는 큰 문제가 없으나 보다 정확한 유량 산정을 통한 범람모의를 위해서는 수리학적 연구 및 적용이 필요하다(조, 2000). 최근에는 이러한 점을 고려해 수위가 해안구조물의천단고를 초과하는 경우, 즉 월류가 발생하면 월류 전후 격자의 수심 차이에 따라 수중월류와 완전월류로 구분하고 월류 전후 수심과 유량계수를 이용하여 월류량을 산정한 후 계산된 월류량을 운동방정식의 유량으로 대체하는 방법의 범람모의가 제안되고 있다(김 등, 2007; 문 등, 2007; 천 등, 2008; Shibaki et al, 2007).
천재영, 이광호, 김지민, 김도삼 (2008). 태풍 매미(0314호)에 의한 마산만 주변연안역에서의 범람해석. 한국해양공학회지, 22(3), 8-17
그러나 이러한 이동경계기법은 정성적인 범람양상을 표현하는데는 큰 문제가 없으나 보다 정확한 유량 산정을 통한 범람모의를 위해서는 수리학적 연구 및 적용이 필요하다(조, 2000). 최근에는 이러한 점을 고려해 수위가 해안구조물의천단고를 초과하는 경우, 즉 월류가 발생하면 월류 전후 격자의 수심 차이에 따라 수중월류와 완전월류로 구분하고 월류 전후 수심과 유량계수를 이용하여 월류량을 산정한 후 계산된 월류량을 운동방정식의 유량으로 대체하는 방법의 범람모의가 제안되고 있다(김 등, 2007; 문 등, 2007; 천 등, 2008; Shibaki et al, 2007).
본 모형은 저기압에 의한 수면상승과 바람에 의한 수면 상승을 고려한 2차원 해일범람모형으로 광역격자로부터 여러 단계의 상세역 격자로 nesting이 가능하여 효율적으로 계산시간을 단축시킬 수 있고 상세역에서의 해일고 및 범람을 정도 높게 모의할 수 있다(천 등, 2008). 해면에서의 전단력 산정을 위한 항력계수 CD는 Weisberg and Zheng(2006)이 폭풍해일 모의시 적용한 Large and Pond(1981)의 제안식 (2)이 사용된다. 육상에서 해일에 의한 월류를 고려할 경우, Iwasaki and Mano(1979)의 방법이 사용된다.
Balzano, A. (1998). Evaluation of methods for numerical simulation of wetting and drying in shallow water flow models. Coastal Engineering, 34, 83-107
Bates, P.D. and De Roo, A.P.J. (2000). A simple raster-based model for flood inundation simulation. Journal of Hydrology, 236, 54-77
DHI Water and Environment (2007). User guide and reference manual, Hydrodynamic Module
MIKE21 모형의 HD(Hydrodynamic) 모듈은 둥지형 격자체계(nested grid)의 운용이 가능하며 조간대 모의 및 Coriolis 효과, 바람과 저기압에 의한 수면상승을 고려하여 폭풍해일고 산정이 가능한 모형이다(DHI Water and Environment, 2007).
Falconer, R.A. and Owens, P.H. (1987). Numerical simulation of flooding and drying in a depth-averaged tidal flow model. Proceedings Institution Civil Engineers, 83, 161-180
일반적으로 해안선 경계에서의 침수/노출을 모의하기 위한 방법은 다음 두 가지로 구분할 수 있다(Xie et al., 2004). 첫 번째는 초창기 폭풍해일모형에 널리 적용된 방법(Flather and Heaps, 1975; Falconer and Owens, 1987)으로 해안선을 따라 가상벽(imaginary wall)을 설정하고 해안선을 통한 흐름을 강제로 차단하는 방법이다. 특히 저해상도일 경우 경계 부근에서 수치적 노이즈 및 불안정성이 야기된다(Falconer and Owens, 1987). 이 기법이 채용된 많은 수치모형들은 Leendertse(1967)의 침수/노출 알고리즘을 근간으로 하고 있으며(McCowan et al., 2001), 수치 모형에 이동경계기법을 포함시키는 과정이 다소 복잡하지만 비교적 정확한 수치해를 제공한다. 또한 계산영역이 지속적 또는 불규칙적으로 변화하는 범람특성의 구현이 가능하며, 최근에는 바닥마찰, 압력구배, 비선형 이류항, 질량보존 등을 고려하여 사실적인 범람현상의 재현이 가능해지고 있다(조·서, 2001; Ip et al, 1998; Hubbert and McInnes, 1999; Xie et al, 2004).
Flather, R.A. and Heaps, N.S. (1975). Tidal computations for Morecambe Bay. Geophysical Journal Royal Astronomical Society, 42, 489-517
일반적으로 해안선 경계에서의 침수/노출을 모의하기 위한 방법은 다음 두 가지로 구분할 수 있다(Xie et al., 2004). 첫 번째는 초창기 폭풍해일모형에 널리 적용된 방법(Flather and Heaps, 1975; Falconer and Owens, 1987)으로 해안선을 따라 가상벽(imaginary wall)을 설정하고 해안선을 통한 흐름을 강제로 차단하는 방법이다. 특히 저해상도일 경우 경계 부근에서 수치적 노이즈 및 불안정성이 야기된다(Falconer and Owens, 1987). 이 기법이 채용된 많은 수치모형들은 Leendertse(1967)의 침수/노출 알고리즘을 근간으로 하고 있으며(McCowan et al., 2001), 수치 모형에 이동경계기법을 포함시키는 과정이 다소 복잡하지만 비교적 정확한 수치해를 제공한다. 또한 계산영역이 지속적 또는 불규칙적으로 변화하는 범람특성의 구현이 가능하며, 최근에는 바닥마찰, 압력구배, 비선형 이류항, 질량보존 등을 고려하여 사실적인 범람현상의 재현이 가능해지고 있다(조·서, 2001; Ip et al, 1998; Hubbert and McInnes, 1999; Xie et al, 2004).
Hubbert, G.D. and McInnes, K.L. (1999). A storm surge model for coastal planning and impact studies. J. of Coastal Research, 15(1), 168-185
일반적으로 해안선 경계에서의 침수/노출을 모의하기 위한 방법은 다음 두 가지로 구분할 수 있다(Xie et al., 2004). 첫 번째는 초창기 폭풍해일모형에 널리 적용된 방법(Flather and Heaps, 1975; Falconer and Owens, 1987)으로 해안선을 따라 가상벽(imaginary wall)을 설정하고 해안선을 통한 흐름을 강제로 차단하는 방법이다. 특히 저해상도일 경우 경계 부근에서 수치적 노이즈 및 불안정성이 야기된다(Falconer and Owens, 1987). 이 기법이 채용된 많은 수치모형들은 Leendertse(1967)의 침수/노출 알고리즘을 근간으로 하고 있으며(McCowan et al., 2001), 수치 모형에 이동경계기법을 포함시키는 과정이 다소 복잡하지만 비교적 정확한 수치해를 제공한다. 또한 계산영역이 지속적 또는 불규칙적으로 변화하는 범람특성의 구현이 가능하며, 최근에는 바닥마찰, 압력구배, 비선형 이류항, 질량보존 등을 고려하여 사실적인 범람현상의 재현이 가능해지고 있다(조·서, 2001; Ip et al, 1998; Hubbert and McInnes, 1999; Xie et al, 2004).
Hunter, N.M., Horritt, M.S., Bates, P.D., Wilson, M.D. and Werner, G.F. (2005). An adaptive time step solution for raster- based storage cell modelling of floodplain inundation. Advances in Water Resources, 28, 975-991
Ip, J.T.C., Lynch, D.R., and Friedrichs, C.T. (1998). Simulation of estuarine flooding and dewatering with application to Great Bay, New Hampshire. Estuarine Coastal & Shelf Science, 47, 119-141
일반적으로 해안선 경계에서의 침수/노출을 모의하기 위한 방법은 다음 두 가지로 구분할 수 있다(Xie et al., 2004). 첫 번째는 초창기 폭풍해일모형에 널리 적용된 방법(Flather and Heaps, 1975; Falconer and Owens, 1987)으로 해안선을 따라 가상벽(imaginary wall)을 설정하고 해안선을 통한 흐름을 강제로 차단하는 방법이다. 특히 저해상도일 경우 경계 부근에서 수치적 노이즈 및 불안정성이 야기된다(Falconer and Owens, 1987). 이 기법이 채용된 많은 수치모형들은 Leendertse(1967)의 침수/노출 알고리즘을 근간으로 하고 있으며(McCowan et al., 2001), 수치 모형에 이동경계기법을 포함시키는 과정이 다소 복잡하지만 비교적 정확한 수치해를 제공한다. 또한 계산영역이 지속적 또는 불규칙적으로 변화하는 범람특성의 구현이 가능하며, 최근에는 바닥마찰, 압력구배, 비선형 이류항, 질량보존 등을 고려하여 사실적인 범람현상의 재현이 가능해지고 있다(조·서, 2001; Ip et al, 1998; Hubbert and McInnes, 1999; Xie et al, 2004).
Iwasaki, T. and Mano, A. (1979). Two dimensional numerical simulation of tsunami run-up in the eulerial description. Proceeding Japanese Coastal Engineering Conference, JSCE, 26, 70-74
본 모형은 저기압에 의한 수면상승과 바람에 의한 수면 상승을 고려한 2차원 해일범람모형으로 광역격자로부터 여러 단계의 상세역 격자로 nesting이 가능하여 효율적으로 계산시간을 단축시킬 수 있고 상세역에서의 해일고 및 범람을 정도 높게 모의할 수 있다(천 등, 2008). 해면에서의 전단력 산정을 위한 항력계수 CD는 Weisberg and Zheng(2006)이 폭풍해일 모의시 적용한 Large and Pond(1981)의 제안식 (2)이 사용된다. 육상에서 해일에 의한 월류를 고려할 경우, Iwasaki and Mano(1979)의 방법이 사용된다.
Large, W. G. and Pond, S. (1981). Open ocean momentum flux measurements in moderate to strong winds. J. Phys. Oceanogr., 11, 324-336
본 모형은 저기압에 의한 수면상승과 바람에 의한 수면 상승을 고려한 2차원 해일범람모형으로 광역격자로부터 여러 단계의 상세역 격자로 nesting이 가능하여 효율적으로 계산시간을 단축시킬 수 있고 상세역에서의 해일고 및 범람을 정도 높게 모의할 수 있다(천 등, 2008). 해면에서의 전단력 산정을 위한 항력계수 CD는 Weisberg and Zheng(2006)이 폭풍해일 모의시 적용한 Large and Pond(1981)의 제안식 (2)이 사용된다. 육상에서 해일에 의한 월류를 고려할 경우, Iwasaki and Mano(1979)의 방법이 사용된다.
Leendertse, J.J. (1967). Aspects of a computational model for long water wave propagation. Memorandum RH-5299-PR, Rand Corporation, Santa Monica
일반적으로 해안선 경계에서의 침수/노출을 모의하기 위한 방법은 다음 두 가지로 구분할 수 있다(Xie et al., 2004). 첫 번째는 초창기 폭풍해일모형에 널리 적용된 방법(Flather and Heaps, 1975; Falconer and Owens, 1987)으로 해안선을 따라 가상벽(imaginary wall)을 설정하고 해안선을 통한 흐름을 강제로 차단하는 방법이다. 특히 저해상도일 경우 경계 부근에서 수치적 노이즈 및 불안정성이 야기된다(Falconer and Owens, 1987). 이 기법이 채용된 많은 수치모형들은 Leendertse(1967)의 침수/노출 알고리즘을 근간으로 하고 있으며(McCowan et al., 2001), 수치 모형에 이동경계기법을 포함시키는 과정이 다소 복잡하지만 비교적 정확한 수치해를 제공한다. 또한 계산영역이 지속적 또는 불규칙적으로 변화하는 범람특성의 구현이 가능하며, 최근에는 바닥마찰, 압력구배, 비선형 이류항, 질량보존 등을 고려하여 사실적인 범람현상의 재현이 가능해지고 있다(조·서, 2001; Ip et al, 1998; Hubbert and McInnes, 1999; Xie et al, 2004).
MIKE21 모형의 조간대 모의기법은 대표적인 침수/노출(flooding and drying) 기법인 Leendertse(1967)의 방법을 기초로 Stelling et al.(1998)의 해석기법이 혼용된 방법을 사용하고 있다. 수치계산 초기에는 모든 영역에서 자유수면변위와 유속은 0이 되며, 초기의 해안선은 전체수심이 0이 되는 곳을 연결한 선으로 정의된다.
Madsen, H. and Jakobsen, F. (2004). Cyclone induced storm surge and flood forecasting in the northern Bay Bengal. Coastal Engineering, 51, 277-296
McCowan, A.D, Rasmussen, E.B. and Berg, P. (2001). Improving the performance of a two-dimensional hydraulic model for floodplain applications. Conference on Hydraulics in Civil Engineering, Hobart, Australia
일반적으로 해안선 경계에서의 침수/노출을 모의하기 위한 방법은 다음 두 가지로 구분할 수 있다(Xie et al., 2004). 첫 번째는 초창기 폭풍해일모형에 널리 적용된 방법(Flather and Heaps, 1975; Falconer and Owens, 1987)으로 해안선을 따라 가상벽(imaginary wall)을 설정하고 해안선을 통한 흐름을 강제로 차단하는 방법이다. 특히 저해상도일 경우 경계 부근에서 수치적 노이즈 및 불안정성이 야기된다(Falconer and Owens, 1987). 이 기법이 채용된 많은 수치모형들은 Leendertse(1967)의 침수/노출 알고리즘을 근간으로 하고 있으며(McCowan et al., 2001), 수치 모형에 이동경계기법을 포함시키는 과정이 다소 복잡하지만 비교적 정확한 수치해를 제공한다. 또한 계산영역이 지속적 또는 불규칙적으로 변화하는 범람특성의 구현이 가능하며, 최근에는 바닥마찰, 압력구배, 비선형 이류항, 질량보존 등을 고려하여 사실적인 범람현상의 재현이 가능해지고 있다(조·서, 2001; Ip et al, 1998; Hubbert and McInnes, 1999; Xie et al, 2004).
McCowan, A.D, Rasmussen, E.B. and Berg, P. (2001). Improving the performance of a two-dimensional hydraulic model for floodplain applications. Conference on Hydraulics in Civil Engineering, Hobart, Australia
Shibaki, H., Suzuyama, K., Kim, J.I., and Sun, L. (2007). Numerical simulation of storm surge inundation induced by overflow, overtopping and dike breach. Asian and Pacific Coasts 2007, Nanjing, China
그러나 이러한 이동경계기법은 정성적인 범람양상을 표현하는데는 큰 문제가 없으나 보다 정확한 유량 산정을 통한 범람모의를 위해서는 수리학적 연구 및 적용이 필요하다(조, 2000). 최근에는 이러한 점을 고려해 수위가 해안구조물의천단고를 초과하는 경우, 즉 월류가 발생하면 월류 전후 격자의 수심 차이에 따라 수중월류와 완전월류로 구분하고 월류 전후 수심과 유량계수를 이용하여 월류량을 산정한 후 계산된 월류량을 운동방정식의 유량으로 대체하는 방법의 범람모의가 제안되고 있다(김 등, 2007; 문 등, 2007; 천 등, 2008; Shibaki et al, 2007).
Stelling, G.S., Kernkamp, H.W.J. and Laguzzi, M.M. (1998). Delft flooding system (FLS): A powerful tool for inundation assessment based upon a positive flow simulation
Stelling, G.S., Kernkamp, H.W.J. and Laguzzi, M.M. (1998). Delft flooding system (FLS): A powerful tool for inundation assessment based upon a positive flow simulation
Weisberg, R.H. and Zheng, L. (2006). Hurricane storm surge simulations for Tampa Bay. Estuaries and Coasts, 29(6A), 899-913
본 모형은 저기압에 의한 수면상승과 바람에 의한 수면 상승을 고려한 2차원 해일범람모형으로 광역격자로부터 여러 단계의 상세역 격자로 nesting이 가능하여 효율적으로 계산시간을 단축시킬 수 있고 상세역에서의 해일고 및 범람을 정도 높게 모의할 수 있다(천 등, 2008). 해면에서의 전단력 산정을 위한 항력계수 CD는 Weisberg and Zheng(2006)이 폭풍해일 모의시 적용한 Large and Pond(1981)의 제안식 (2)이 사용된다. 육상에서 해일에 의한 월류를 고려할 경우, Iwasaki and Mano(1979)의 방법이 사용된다.
Xie, L., Pietrafesa, L.J. and Peng, M. (2004). Incorporation of a mass-conserving inundation scheme into a three dimensional storm surge model. J. of Coastal Research, 20, 1209-1223
일반적으로 해안선 경계에서의 침수/노출을 모의하기 위한 방법은 다음 두 가지로 구분할 수 있다(Xie et al., 2004). 첫 번째는 초창기 폭풍해일모형에 널리 적용된 방법(Flather and Heaps, 1975; Falconer and Owens, 1987)으로 해안선을 따라 가상벽(imaginary wall)을 설정하고 해안선을 통한 흐름을 강제로 차단하는 방법이다. 특히 저해상도일 경우 경계 부근에서 수치적 노이즈 및 불안정성이 야기된다(Falconer and Owens, 1987). 이 기법이 채용된 많은 수치모형들은 Leendertse(1967)의 침수/노출 알고리즘을 근간으로 하고 있으며(McCowan et al., 2001), 수치 모형에 이동경계기법을 포함시키는 과정이 다소 복잡하지만 비교적 정확한 수치해를 제공한다. 또한 계산영역이 지속적 또는 불규칙적으로 변화하는 범람특성의 구현이 가능하며, 최근에는 바닥마찰, 압력구배, 비선형 이류항, 질량보존 등을 고려하여 사실적인 범람현상의 재현이 가능해지고 있다(조·서, 2001; Ip et al, 1998; Hubbert and McInnes, 1999; Xie et al, 2004).
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