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- 8과 같으며 해양수산부 연안침식 실태조사에서는 해운대 해수욕장을 50 m 간격으로 배후 호안에 직각방향으로 단면을 설정하고 있다(MOF, 2014). 각 단면별 최대소상고의 값은 지형이 동일하지 않기 때문에 다르게 나타나지만 경험식을 이용하여 나타낸 최대소상고는 일정경사면을 가정하여 산정하였다. SWASH 모형의 결과와 비디오 모니터링 자료로 유추한 결과를 통해 파가 도달된 지점의 고도(D.
제안 방법
- 각 단면별 최대소상고의 값은 지형이 동일하지 않기 때문에 다르게 나타나지만 경험식을 이용하여 나타낸 최대소상고는 일정경사면을 가정하여 산정하였다. SWASH 모형의 결과와 비디오 모니터링 자료로 유추한 결과를 통해 파가 도달된 지점의 고도(D.L.-m) 정보를 알 수 있으므로 최대소상고는 고도정보에서 적용된 조위(0.52 m)만큼 감해주어 산정하였다.
- 3) 값을 사용하였다(The SWASH team, 2010). 모의하는 동안 개경계(開境界)에서 발생될 수 있는 불필요한 반사효과를 최소화시키기 위해서 입사경계는 약반사조건을 설정하였으며 투과성 경계에서는 계산영역 최대수심의 파장 3배와 상응하는 길이의 스폰지(sponge) 층을 설정하였다. 계산시간은 입사파의 군속도가 해안에 내습하여 반사파가 입사경계에 되돌아오는데 걸리는 시간보다 충분히 길게 잡았으며, 마지막 시간스텝의 시간평균값(약 15분)을 최종결과로 산출하였다.
- SWASH 모형의 쇄파모의는 연직방향의 층의 수가 적으면(1 ~ 3) 쇄파에 의한 거동과 유사하게 묘사될 수 있도록 수면경사의 변화량과 단파(bore)형상을 이용하여 강제적으로 파의 형태를 변형시키지만 연직방향 층의 수가 충분히 많으면(10 ~ 20) 특별한 처리를 하지 않아도 수리실험결과와 유사하게 나타난다(The SWASH team, 2010). 본 연구에서는 SWASH 모형을 단층(depth-averaged) 조건으로 모의하였기 때문에 모의하는 동안 단파 형상이 나타난 지점을 쇄파가 발생된 지점으로 기록한다. 쇄파에 관한 자세한 내용은 Zijlema et al.
- 본 연구에서는 SWASH 모형을 이용하여 태풍 NAKRI(1412) 내습 시 해운대 해수욕장의 쇄파대 수리특성을 분석하였다. 입사파랑은 불규칙파 조건을 적용하여 파랑변형, 해빈류, 쇄파점과 평균수면상승 및 최대소상고 등을 산정하였다.
- , 2011) 다층모델링을 하면 그만큼 계산시간이 많이 소요된다. 본 연구에서는 입사파의 주기가 길어 쇄파대 부근이 천해영역에 해당하므로 단층모델을 적용하였다.
- 수치계산된 해빈류 패턴은 관측결과와, 최대소상고는 경험식 및 비디오 모니터링 자료를 이용하여 비교·검토하였다.
- 7)는 해양수산부 연안침식 실태조사 자료를 활용하였으며(MOF, 2014), 평균영상의 파흔의 위치가 최대소상고의 위치와 유사하게 나타난 것을 발견하였다. 이를 이용하여 파흔의 위치를 최대소상고의 위치로 판단하여 모의결과와 비교하였다. 비교∙검토한 영역은 Fig.
- 본 연구에서는 SWASH 모형을 이용하여 태풍 NAKRI(1412) 내습 시 해운대 해수욕장의 쇄파대 수리특성을 분석하였다. 입사파랑은 불규칙파 조건을 적용하여 파랑변형, 해빈류, 쇄파점과 평균수면상승 및 최대소상고 등을 산정하였다. 수치계산된 해빈류 패턴은 관측결과와, 최대소상고는 경험식 및 비디오 모니터링 자료를 이용하여 비교·검토하였다.
- SWASH 모형을 이용하여 태풍 나크리(NAKRI) 내습 시 해운대 해수욕장의 쇄파대 수리특성을 파악하기 위하여 적용된 입력조건은 Table 1과 같다. 입사파랑조건은 하계 해운대 파랑관측부이(W1)에서 1시간 단위로 관측된 파랑자료의 유의파 최대값과 그에 상응하는 주기를 사용하였으며 주 파향은 S 계열을 적용하였다. 조위는 2013년 6월 21일부터 7월21일까지 관측된 국립해양조사원의 해운대 기본수준점 성과표를 참고하여 입력하였다.
- 태풍 나크리(NAKRI) 내습 시 S 계열의 고파랑이 직접 해운대 해수욕장에 내습하였다. SWASH 모형을 이용하여 산정한 해빈류 패턴을 보면 동백섬측에서 미포측까지 연안류가 발생하여 미포측에서 외해로 빠져나가는 패턴이 나타났으며 중앙부근에서 외해로 빠져나가는 이안류가 나타났다.
- 태풍 나크리(NAKRI) 내습 시 해운대 해수욕장의 쇄파대 수리특성을 SWASH 모형을 이용하여 수치모의하고 관측자료 및 비디오 모니터링 자료를 이용하여 비교⋅검토하였다.
대상 데이터
- 1). 관측부이가 위치한 수심은 15.6 m이며 1시간 단위의 파랑관측자료를 이용하여 대표파랑을 선정하였다. 파랑관측자료를 분석한 결과, 태풍 나크리(NAKRI) 내습으로 해운대 해수욕장에 영향을 준 기간은 2014년 8월 2일 18시부터 익일 새벽까지로 나타났으며 주 파향은 S 계열, 유의파의 최대값은 3 m, 주기는 11.
- 해운대 해수욕장의 중앙부근과 미포측의 전면에 암반층과 천퇴영역이 존재하여 복잡한 해저지형을 나타낸다. 본 연구에 적용한 수심자료는 2014년 5월에 관측된 수심관측성과(BROFA, 2015)를 적용하였다(Fig. 1).
- 비디오 모니터링 자료(Fig. 7)는 해양수산부 연안침식 실태조사 자료를 활용하였으며(MOF, 2014), 평균영상의 파흔의 위치가 최대소상고의 위치와 유사하게 나타난 것을 발견하였다. 이를 이용하여 파흔의 위치를 최대소상고의 위치로 판단하여 모의결과와 비교하였다.
- 입사파랑조건은 하계 해운대 파랑관측부이(W1)에서 1시간 단위로 관측된 파랑자료의 유의파 최대값과 그에 상응하는 주기를 사용하였으며 주 파향은 S 계열을 적용하였다. 조위는 2013년 6월 21일부터 7월21일까지 관측된 국립해양조사원의 해운대 기본수준점 성과표를 참고하여 입력하였다.
- 태풍 나크리(NAKRI)는 제주도 부근 해상 통과 뒤 서해로 진출하면서 예상보다 빠르게 약화되었으며 해운대 해수욕장에는 비교적 큰 영향을 입히진 않았다. 해운대 해수욕장으로 태풍 나크리(NAKRI) 내습 시 대표파랑을 선정하기 위해 국립해양조사원의 해운대 파랑관측부이 자료(W1)를 사용하였다(Fig. 1). 관측부이가 위치한 수심은 15.
데이터처리
- SWASH 모형을 이용하여 최대소상고를 산정하여 경험식 및 비디오 모니터링 자료를 통해 유추한 결과와 비교∙검토하였다. 경험식은 Mase(1989)의 실험적인 자료에 기초한 경험식과 Stockdon et al.
이론/모형
- 경험식은 Mase(1989)의 실험적인 자료에 기초한 경험식과 Stockdon et al.(2006)에 의해 제시된 경험식을 적용하였다. Mase(1989)의 경험식은 다음과 같은 무차원 surf similarity parameter를 구하여 산정한다.
- 2차원의 해석방법은 수심평균, 비정수압, 자유수면 흐름을 Navier-Stokes 방정식의 질량⋅운동량보존조건으로 유도된 다음과 같은 비선형 천수방정식을 적용한다.
- 입사파랑조건은 JONSWAP spectrum을 적용하였으며 형상 계수(peak enhancement parameter)는 default(gamma = 3.3) 값을 사용하였다(The SWASH team, 2010). 모의하는 동안 개경계(開境界)에서 발생될 수 있는 불필요한 반사효과를 최소화시키기 위해서 입사경계는 약반사조건을 설정하였으며 투과성 경계에서는 계산영역 최대수심의 파장 3배와 상응하는 길이의 스폰지(sponge) 층을 설정하였다.
- 하계의 흐름패턴과 표사이동 flux의 관측결과는 SWASH 모형을 이용하여 산정된 해빈류 패턴과 비교⋅검토하였다.
성능/효과
- 태풍 나크리(NAKRI) 내습 시 S 계열의 고파랑이 직접 해운대 해수욕장에 내습하였다. SWASH 모형을 이용하여 산정한 해빈류 패턴을 보면 동백섬측에서 미포측까지 연안류가 발생하여 미포측에서 외해로 빠져나가는 패턴이 나타났으며 중앙부근에서 외해로 빠져나가는 이안류가 나타났다. 하계의 관측결과와 비교해 보았을 때 미포측의 흐름과 해운대 해수욕장 중앙부근에서 발생된 이안류가 적절하게 묘사된 것을 볼 수 있었다.
- 계산된 파봉선을 보면, 파랑이 내습하면서 육지경계에 의한 반사 및 천퇴영역에 의한 파의 산란 등 파랑변형의 형태가 잘 묘사되고 있는 것을 볼 수 있으며 개경계 스폰지 층의 효과로 경계에서 반사와 같은 불필요한 파랑변형이 나타나지 않음을 알 수 있다. 파고분포를 보면, 입사된 파랑이 Fig.
- 6과 같으며 마지막 시간스텝(약 15분)의 시간평균값이다. 계산된 해빈류 패턴을 보면 동백섬측에서 미포측으로 연안류(longshore currents)가 지배적으로 나타나고 있으며 해운대 해수욕장 중앙부근에서 이안류(rip currents)가 나타났다. 또한 미포항 동쪽 고두말에서 발생된 흐름은 미포부근에서 해수욕장까지 도달하지 못하고 외해로 빠져나가는 패턴이 나타났다.
- 모의하는 동안 개경계(開境界)에서 발생될 수 있는 불필요한 반사효과를 최소화시키기 위해서 입사경계는 약반사조건을 설정하였으며 투과성 경계에서는 계산영역 최대수심의 파장 3배와 상응하는 길이의 스폰지(sponge) 층을 설정하였다. 계산시간은 입사파의 군속도가 해안에 내습하여 반사파가 입사경계에 되돌아오는데 걸리는 시간보다 충분히 길게 잡았으며, 마지막 시간스텝의 시간평균값(약 15분)을 최종결과로 산출하였다. 한편, SWASH 모형은 연직방향으로 다층모델이 가능하지만(Zijlema et al.
- 33 m)과 비교적 유사하게 나타났다. 또한, 비디오 모니터링 자료를 통해 산정한 최대소상고(1.26 m)와 유사하게 나타났으며 단면별 최대소상고의 경향성도 유사하게 나타났다.
- 6 m이며 1시간 단위의 파랑관측자료를 이용하여 대표파랑을 선정하였다. 파랑관측자료를 분석한 결과, 태풍 나크리(NAKRI) 내습으로 해운대 해수욕장에 영향을 준 기간은 2014년 8월 2일 18시부터 익일 새벽까지로 나타났으며 주 파향은 S 계열, 유의파의 최대값은 3 m, 주기는 11.2 sec로 관측되었다(Fig. 2).
- 하계의 흐름패턴과 표사이동 flux의 관측결과는 SWASH 모형을 이용하여 산정된 해빈류 패턴과 비교⋅검토하였다. 하계의 관측결과, 동백섬측과 미포측에서 외해방향으로 이동되는 것으로 나타났으며 해운대 해수욕장 중앙부근에서도 외해로 이동되는 것으로 나타났다. 해운대 해수욕장 중앙부근의 이동패턴은 이안류에 의한 영향으로 사료된다.
후속연구
- 1 m/s 이하로 낮게 나타났다. 해빈류 패턴과 유속을 통하여 동백섬측과 해운대 해수욕장의 침식과 미포측의 퇴적이 발생될 것으로 사료된다.
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