Cell Group을 이용한 파랑저감 및 양빈사 유실방지에 관한 실험적 연구 Experimental Study on Effectiveness of Wave Reduction and Prevention Erosion of Nourishment Sand Using the Cell Group원문보기
최근, 해변모래의 침식을 방지하기 위해 잠제를 설치하고 있다. 잠제설치는 모래 침식의 손실을 최소화하기 위해 만들어졌다. 이런 이유로, 잠제를 무분별하게 전국적으로 계획하여 건설하고 있다. 그러나 해안선 유지를 위해 설치된 잠제는 상당히 문제가 있는 방법이다. 고가의 건설비, 해양공간이용, 해수수질, 해안선 변화 등의 단점도 있다. 특히, 해양 레저를 즐기는 이용자들은 해상공간이 단절되기 때문에 이를 좋아하지 않는다. 광안리와 같은 해수욕장은 인위적으로 양빈모래를 공급하여 해수욕장을 유지하는 곳이다. 연성공법이란 양빈모래의 유실방지를 위해 수중에 잠재를 대신하여 유동성 재질로 폭 넓은 연성구조물을 설치하는 공법을 말한다. 본 연구는 해변 침식을 완화할 수 있는 연성공법의 일환으로 cell group을 설치하였다. 즉, 양빈모래의 유실을 막기 위해 잠제 대신에 cell group을 사용하여 사빈침식의 정도를 완화 할 수 있는 공법을 적용한 것이다. 2차원 고정상 실험에서 cell group의 설치로 인한 파고감소효과 및 저반사율을 제시하였고, 이동상 수리모형실험에서, cell group 설치로 인한 양빈모래의 포착률과 양빈 모래의 침식방지율을 제안하였다. 따라서 수리모형실험의 결과에 의하면 침식해안의 사빈에 cell group을 설치하면 파고감소효과, 저반사율과, 양빈사의 침식방지율, 양빈사의 높은 포착률에 의해 양빈사의 유출이 방지되어 안정된 해안을 유지할 수 있었다.
최근, 해변모래의 침식을 방지하기 위해 잠제를 설치하고 있다. 잠제설치는 모래 침식의 손실을 최소화하기 위해 만들어졌다. 이런 이유로, 잠제를 무분별하게 전국적으로 계획하여 건설하고 있다. 그러나 해안선 유지를 위해 설치된 잠제는 상당히 문제가 있는 방법이다. 고가의 건설비, 해양공간이용, 해수수질, 해안선 변화 등의 단점도 있다. 특히, 해양 레저를 즐기는 이용자들은 해상공간이 단절되기 때문에 이를 좋아하지 않는다. 광안리와 같은 해수욕장은 인위적으로 양빈모래를 공급하여 해수욕장을 유지하는 곳이다. 연성공법이란 양빈모래의 유실방지를 위해 수중에 잠재를 대신하여 유동성 재질로 폭 넓은 연성구조물을 설치하는 공법을 말한다. 본 연구는 해변 침식을 완화할 수 있는 연성공법의 일환으로 cell group을 설치하였다. 즉, 양빈모래의 유실을 막기 위해 잠제 대신에 cell group을 사용하여 사빈침식의 정도를 완화 할 수 있는 공법을 적용한 것이다. 2차원 고정상 실험에서 cell group의 설치로 인한 파고감소효과 및 저반사율을 제시하였고, 이동상 수리모형실험에서, cell group 설치로 인한 양빈모래의 포착률과 양빈 모래의 침식방지율을 제안하였다. 따라서 수리모형실험의 결과에 의하면 침식해안의 사빈에 cell group을 설치하면 파고감소효과, 저반사율과, 양빈사의 침식방지율, 양빈사의 높은 포착률에 의해 양빈사의 유출이 방지되어 안정된 해안을 유지할 수 있었다.
Recently, a submerged breakwater has been installing to prevent the erosion of shoreline everywhere. Artificially submerged breakwater is made to minimize the loss of nourishment sand beach erosion. For this reason, it has been indiscriminately constructed submerged breakwater that is planned in the...
Recently, a submerged breakwater has been installing to prevent the erosion of shoreline everywhere. Artificially submerged breakwater is made to minimize the loss of nourishment sand beach erosion. For this reason, it has been indiscriminately constructed submerged breakwater that is planned in the country throughout. However, maintenance purposes to keep the shoreline of the beach is a method that is quite a few problems. There are also disadvantages such as expensive construction costs, ocean space utilization, water pollution and shoreline modification. In addition, person of utilizing the space of the ocean leisure does not like that because of the disconnection of ocean space. The beaches such as Gwanganri are artificially supplying nourishment sand to maintain the beach. The flexible construction method refers to a structure that is installed as a flexible material instead of submerged breakwater to prevent the loss of nourishment sand. In order to develop a new method to mitigate shoreline erosion, this study was carried out a hydraulic model experiment by installing a cell group as an example of the flexible method. Namely, in order to prevent the loss of nourishment sand, we decided to develop a new method that can mitigate the degree of beaches erosion by using cell group instead of submerged breakwater. In the two dimensional fixed hydraulic experiment, was carried out the effect reducing of wave height and the rate of low reflection due to the installation of the cell group. In movable bed experiment, the capture rate of the nourishment sand and the erosion prevention rate of the nourishment sand was performed for stability of shoreline. Therefore, according to the results of the hydraulic tests, it was possible to maintain the stable beaches due to installing the cell group on the erosion beaches, due to the effect of reducing wave height, the low reflection, the erosion prevention rate of nourishment sand, the high capture rate of nourishment sand.
Recently, a submerged breakwater has been installing to prevent the erosion of shoreline everywhere. Artificially submerged breakwater is made to minimize the loss of nourishment sand beach erosion. For this reason, it has been indiscriminately constructed submerged breakwater that is planned in the country throughout. However, maintenance purposes to keep the shoreline of the beach is a method that is quite a few problems. There are also disadvantages such as expensive construction costs, ocean space utilization, water pollution and shoreline modification. In addition, person of utilizing the space of the ocean leisure does not like that because of the disconnection of ocean space. The beaches such as Gwanganri are artificially supplying nourishment sand to maintain the beach. The flexible construction method refers to a structure that is installed as a flexible material instead of submerged breakwater to prevent the loss of nourishment sand. In order to develop a new method to mitigate shoreline erosion, this study was carried out a hydraulic model experiment by installing a cell group as an example of the flexible method. Namely, in order to prevent the loss of nourishment sand, we decided to develop a new method that can mitigate the degree of beaches erosion by using cell group instead of submerged breakwater. In the two dimensional fixed hydraulic experiment, was carried out the effect reducing of wave height and the rate of low reflection due to the installation of the cell group. In movable bed experiment, the capture rate of the nourishment sand and the erosion prevention rate of the nourishment sand was performed for stability of shoreline. Therefore, according to the results of the hydraulic tests, it was possible to maintain the stable beaches due to installing the cell group on the erosion beaches, due to the effect of reducing wave height, the low reflection, the erosion prevention rate of nourishment sand, the high capture rate of nourishment sand.
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문제 정의
따라서 본 연구는 광안리해수욕장과 같이 이용도와 경제성이 매우 높은 도심 속 해수욕장의 유지관리를 위해 잠제를 설치하지 않고 해안침식 속도를 완화시킬 수 있는 cell group 공법을 개발하여 제안하고자 2차원의 고정상 및 이동상 수리실험을 통해 수리실험에서 검증된 쇄파후의 파고감쇠효과, 저반사율, 양빈사의 침식방지율과 포착률을 밝혀 양빈사 유실방지를 위한 연성공법을 제안하고자 하였다.
본 연구의 고정상 실험에서는 양빈모래를 투입하기 이전에 cell group 설치로 의한 쇄파후의 파고 감쇠가 어느 정도 발생하고 있는지를 확인한 후에 반사율을 측정하여 저반사 효과를 밝히고자 하였다. 또, 이동상 실험에서는 양빈사의 유출방지효과를 밝히고자 하였다.
고정상 실험장치를 기본으로 여기서는 먼저 침식형 해빈을 조성하기 위해 전체 바닥경사 1/30 위에 재차 모래유실이 쉽게 되도록 해저경사를 1/10로 하였다. 본 연구에서는 cell group 설치로 인한 파랑감쇠효과를 파악하기 위해 cell group 유무상태에서 동일조건에서 파고를 기록하여 분석하였다. 동일시간에 동일조건으로 고정상과 이동상에서 동시에 실험을 할 수 없어 파고실험결과분석은 고정상에서만 실시하기로 하였다.
특히 2차원 수리실험에서 쇄파에 의해 발생하는 이안류(return flow)의 흐름을 제어하면서 양빈모래의 유실을 저감시키고 있음을 알 수 있었다. 본 연구의 고정상 실험에서는 양빈모래를 투입하기 이전에 cell group 설치로 의한 쇄파후의 파고 감쇠가 어느 정도 발생하고 있는지를 확인한 후에 반사율을 측정하여 저반사 효과를 밝히고자 하였다. 또, 이동상 실험에서는 양빈사의 유출방지효과를 밝히고자 하였다.
따라서 Case 2에 대해 수리실험시간에 따라 지형변동에 의한 양빈모래의 포착률과 침식방지율을 측정하기로 했다. 이동상에서는 시간에 따라 지형의 변화와 양빈모래의 포집능력을 보고 지형변동에 의한 포착률을 계산하기 위해 실험을 실시하였다. 이동상 실험에 사용된 cell group은 Fig.
3의 위치에 설치된 침식사빈과cell group 설치사빈을 확장시켜 도시화 시킨 것이다. 즉, 침식된 사빈에 cell group을 설치하여 사빈의 안정화를 시키기 위한 이동상실험을 실시하기 위한 단면의 일례이다.
고정상의 모형제작에 사용된 기하학적 축척비의 범위는 1/20을 사용하고 있으며 본 실험에서는 cell group의 모형을 1/20로 선정하여 실험을 실시하기로 하였다. 축척을 여러 가지로 선택할 수 있는 조건은 이번 실험이 완료된 후에 실제의 적용성에 대해 검토하기로 한다. 이유는 이동상 실험에서 가장 어려운 조건을 만족하는 모래형상과 크기의 축척은 해결하기 어려운 난제이므로 여기서는 단일 현지모래의 입자를 사용하기로 하였다.
가설 설정
Fig.2의 (a)는 모래 포집장치인 12 cm pocket 및 ripple cell의 복합형이며 (b)는 모래 포집장치만 있는 12 cm pocket cell의 group을 도형화 시킨 것이다. 그리고 이들을 수리실험에 적용할 경우 현실적으로 만들어진 모양을 그대로 형상화 시켰다.
제안 방법
2) Cell group에 의해 양빈사가 cell group 내부에 포집되어 쌓여 있는 지표(index)인 침식방지율과 포착률을 제시하였다. Cell group을 설치하면 유출되는 양빈사량의 70%를 포집할 수 있다.
5 cm씩 양분시켜 한쪽 폭에는 자연사면을 다른 한쪽에는 cell group을 설치하였다. 2차원 수리실험의 파고계측 장치는 Fig. 1과 같이 cell group을 설치하고 파고계를 설치하여 각 지점에서 파고를 측정하여 파고분석을 실시하였다. Fig.
Cell group의 크기가 큰12 cm pocket cell만을 갖는 실험과 12 cm pocket 및 ripple cell을 동시에 갖는 복합형은 심해지역에 설치하였고, 6 cm pocket cell과 6 cm pocket 및 ripple cell의 복합형은 쇄파대에 설치하기로 하였다. 3 cm pocket cell 실험과 3 cm pocket 및 ripple cell의 복합형은 천해수심인 쇄파대 보다 얕은 수심에 설치하기로 계획하였다.
1에서 1번 파고계는 내습하는 입사 파랑을 측정한 지점이고 파고계 2번과 3번은 자연 사면과 cell group을 설치한 동일사면의 수심인 지점에서 입사파와 반사파가 합성된 파랑이다. 4번 파고계는 cell group에 의한 파고 감쇠상태를 파악하기 위해 파고계를 이동하면서 cell group 배후에 설치하여 cell group을 통과한 파고를 기록하였다. 파고감쇠효과를 파악하기 위한 수리실험 장치는 cell group의 규모(cell group 하부 모래 포집장치와 상부 파랑감쇠 장치의 크기)에 따라서 3가지 형태이다.
이동상 수리모형실험의 목적의 가장 중요한 것 하나는 동일조건에서 포착률을 파악하기 위한 것이다. Cases 1에 대해서는 포켓의 기능을 파악하기 위해 지형변동을 사진으로 정리하여 cell group의 양빈모래 포집기능을 확인하기로 하였다. 이를 토대로 하여 Cases 2는 cell group을 설치 할 경우와 설치하지 않을 경우에 대한 지형변동을 4시간 간격으로 측정하여 양빈모래의 2가지 기능인 포착율과 해빈단면의 변화 등을 검증하기로 하였다.
Cell group 설치로 인해 입사파고의 감소율을 검토하기 위해 측점 No. 1은 조파전면의 심해수심의 입사파 시계열, No.2는 천해수심으로 1/10의 자연사면 시계열, No. 3은 천해수심으로 1/10의 자연사면위에 설치된 cell group 전면의 시계열을 최대파고, 유의파고, 평균파고로 분석하여 설치수심에 따라 파고의 감소율을 검토하였다. Fig.
1에 나타난 그림은 정확한 위치와 정확한 수심의 일례를 표현하고 있지만 실험의 경우에 따라 달라질 수 있다. Cell group의 크기가 큰12 cm pocket cell만을 갖는 실험과 12 cm pocket 및 ripple cell을 동시에 갖는 복합형은 심해지역에 설치하였고, 6 cm pocket cell과 6 cm pocket 및 ripple cell의 복합형은 쇄파대에 설치하기로 하였다. 3 cm pocket cell 실험과 3 cm pocket 및 ripple cell의 복합형은 천해수심인 쇄파대 보다 얕은 수심에 설치하기로 계획하였다.
파고감쇠효과를 파악하기 위한 수리실험 장치는 cell group의 규모(cell group 하부 모래 포집장치와 상부 파랑감쇠 장치의 크기)에 따라서 3가지 형태이다. Cell group의 파고감쇠기능을 검토하기 위해 cell group 크기에 따라 설치지점을 다르게 하였다. 여기서는 cell group을 설치할 위치를 크게 3가지로 분류하였다.
5Li인 일정폭으로 설치하였다. Cell group의 폭을 일정하게 하고 이곳을 통과한 파고를 측정하여 파고감쇠효과를 분석하였다. 심해수심이란 자연사빈에서 파고가 쇄파되는 쇄파대 보다 심해지역을 말하는 것으로 파고감쇠효과는 어떤 수심에 설치해도 효과가 있는 것으로 나타나고 있다.
5 cm로 양분하여 유리면은 자연해안으로 제작하였고 뒷부분은 cell group을 설치하여 인공적인 해안을 조성하였다. Cell group의해 파고 감쇄효과와 반사율을 파악하기 위해 cell group를 6종류로 제작하여 입사 파고가 cell group에 의해 어느 정도의 파고를 감쇠시켜 파고감쇠효과를 보이고 있는지를 검증하기로 하였다. 다음 Table 1은 고정상의 수리모형실험의 경우를 정리한 표이다.
각 수심별로 6가지의 cell group를 가지고 수심별(심해, 쇄파대, 쇄파이후)로 파고감쇄 효과를 조사하였다. 수리실험결과에 의하면 cell group의 pocket 및 ripple에서 파고감쇄 효과를 볼 수 있었다.
고정상 실험장치를 기본으로 여기서는 먼저 침식형 해빈을 조성하기 위해 전체 바닥경사 1/30 위에 재차 모래유실이 쉽게 되도록 해저경사를 1/10로 하였다. 본 연구에서는 cell group 설치로 인한 파랑감쇠효과를 파악하기 위해 cell group 유무상태에서 동일조건에서 파고를 기록하여 분석하였다.
고정상의 모형제작에 사용된 기하학적 축척비의 범위는 1/20을 사용하고 있으며 본 실험에서는 cell group의 모형을 1/20로 선정하여 실험을 실시하기로 하였다. 축척을 여러 가지로 선택할 수 있는 조건은 이번 실험이 완료된 후에 실제의 적용성에 대해 검토하기로 한다.
본 연구에서는 cell group 설치로 인한 파랑감쇠효과를 파악하기 위해 cell group 유무상태에서 동일조건에서 파고를 기록하여 분석하였다. 동일시간에 동일조건으로 고정상과 이동상에서 동시에 실험을 할 수 없어 파고실험결과분석은 고정상에서만 실시하기로 하였다. 이동상에서는 시간에 따라 지형의 변화와 양빈모래의포집능력을 파악하여 양빈모래의 이동에 따른 지형변동과 잔류율과 포착률을 계산하기 위해 실험을 실시하였다.
지형변동이 조파시간 20시간이 경과한 후는 거의 발생하지 않고 안정된 상태로 되었다. 따라서 4시간에서 20시간에 대한 유출량과 포착량을 구하기로 하였다. 여기서 유출량의 계산은 Fig.
Table 3은 이동상수리실험의 경우를 정리한 것으로 Case 1과 Case 2에서 언급했듯이 실험의 목적이 다르다. 따라서 Case 2에 대해 수리실험시간에 따라 지형변동에 의한 양빈모래의 포착률과 침식방지율을 측정하기로 했다. 이동상에서는 시간에 따라 지형의 변화와 양빈모래의 포집능력을 보고 지형변동에 의한 포착률을 계산하기 위해 실험을 실시하였다.
여기서는 주문진 표준사를 이용하여 다시 체분석으로 중앙입경 mm로 정하였다. 또, 이동상 실험에서 cell group 설치 수조의 사면 및 설치하지 않는 수조의 사면에 모래층의 깊이를 18~36 cm로 쌓아서 제작을 하였다. Table 2를 이용하여 해빈의 연안사주의 발생을 위해 로 Nayak(1970)의 연안사주 발생한계에서 제시한 값으로 폭풍해빈(storm beach)에 속하는 침식해빈을 만들었다.
8은 12 cm pocket 및 ripple cell의 복합형에 의한 설치전후의 파고감쇠효과를 그림으로 도시한 것이다. 물론 심해지역에 설치하여 cell group 배후 수심 18 cm, 13 cm, 8 cm에 대해 파고를 측정하여 분석하였다. 어느 경우나 파고 감쇠효과는 있는 것으로 볼 수 있다.
쇄파대 내에서는 계산된 모형사를 사용하면 부유사가 탁월하게 발생되어 쇄파 대(surf-zone)에서는 세굴, 소상대(swash-zone)에서는 퇴적이 형성되는 현상이 발생된다. 본 연구에서는 정확한 축척의 개념보다는 현장의 개념을 살려서 이동상실험의 목적에 따라 모 형사를 설정하여 규격을 정하였다. 이는 실험의 목적에 따라 연구자가 추구하는 실험의 목적을 명확하게 하고자 하는 것이다.
12에서 정해진 이동한계수심은 Birkemeier(1985)와 Hallermeier(1978)이 제안한 이동한계수심의 추정 식에서 구하였다. 이 수심을 넘어서 외부로 유출된 면적을 삼각형 및 직사각형으로 가정하고 측면의 단면적을 구한 후에 폭을 곱하여 유출된 양빈사의 부피를 산출했다. 여기서, 양빈사가 일정수심을 넘어 유출되는 이동한계수심은 Hallermeier(1978)가 현지해안에 대한 이동한계 수심의 추정을 위해 단면변화의 실험결과를 기본으로 제안된 것으로 이는 미국과 호주해안에서 타당성을 확인하였다.
093의 심해파형경사를 갖는다. 이 파랑을 조파시켜 파고감소, 저반사율, 시간경과에 따라 최초 상태의 양빈모래이동과지형의 형태를 파악하였다. 실험에 사용한 조파파고는 불규칙파를 이용하였고 조파장치로서 주기는 0.
동일시간에 동일조건으로 고정상과 이동상에서 동시에 실험을 할 수 없어 파고실험결과분석은 고정상에서만 실시하기로 하였다. 이동상에서는 시간에 따라 지형의 변화와 양빈모래의포집능력을 파악하여 양빈모래의 이동에 따른 지형변동과 잔류율과 포착률을 계산하기 위해 실험을 실시하였다. 이러한 급경사 사빈은 현장관측을 통하여 사빈의 침식이 가장 많이 발생하는 단면을 기준으로 전형적인 침식사빈을 조성하기 위한 것이다.
잔류율(rate of residual: Rr)이란 일정기간 동안에 일정장소에 남아 있는 모래량을 처음 양빈한 모래량으로 나눈 값에 100을 곱하여 %로 정의하고 있다. 이를 이용하여 본 연구에서는 포착률을 잔류율과의 동일한 개념으로 이용하기로 한다.
여기서는 cell group을 설치할 위치를 크게 3가지로 분류하였다. 이를 중요하게 판단하는 설치기준은 cell group이 단일수심에 설치되지 않고 폭이 넓은 cell group이 설치되기 때문에 자연사면에서 쇄파지점보다 수심이 깊은 심해지역, 파고가 부셔지는 쇄파지역, 쇄파지역 보다 수심이 얕은 천해지역으로 구분하여 설치하기로 하였다. Cell group 설치에 따른 파고계의 위치는 cell group의 설치위치에 따라 6가지로 설치하였다.
Cases 1에 대해서는 포켓의 기능을 파악하기 위해 지형변동을 사진으로 정리하여 cell group의 양빈모래 포집기능을 확인하기로 하였다. 이를 토대로 하여 Cases 2는 cell group을 설치 할 경우와 설치하지 않을 경우에 대한 지형변동을 4시간 간격으로 측정하여 양빈모래의 2가지 기능인 포착율과 해빈단면의 변화 등을 검증하기로 하였다. Table 3은 이동상 수리실험을 정리한 것이며 Fig.
그러나 이들 조건에 맞게 모 형사의 규격을 정하여 이동상 실험을 실시하기는 매우 어렵다. 이를 해결하기 위해 현지조사를 실시하여 광안리해수욕장에서 침식이 심하게 발생하는 단면을 택하여 이동상 실험을 실시하기로 하였다. 해수욕장의 현장입경조사의 분석을 참조하면 해안선부근에는 중앙입경 d50이 0.
조파기는 유압식 불규칙 조파기(피스톤형, 제조사: ISEYA), 수조의 제원은 22.5 m × 0.6 m ×1.2 m(L × W × H), 파고계는 용량식 파고계(6 channels 제조사: KENEK)를 이용하였으며, AD 변환기(analog to digital convertor)는 데이터 수신방식으로 센서가 감지한 전압을 변환시켜 파고를 분석하였다.
파고감쇠의 효과 및 반사율을 측정하기 위해 우선 4대의 파고계와 변환기 메모리 저장장치 등을 이용하여 모형실험을 실시하였다. 2차원 수리모형 실험 장치는 2차원 조파 수조내부에 불규칙파를 조파시킬 수 있는 조파 판이 상하로 구동하면서 불규칙파를 생성시킨다.
2차원 수리모형 실험 장치는 2차원 조파 수조내부에 불규칙파를 조파시킬 수 있는 조파 판이 상하로 구동하면서 불규칙파를 생성시킨다. 파랑분석은 용량식 파고계 파고측정용 센서에서 감지한 전압을 파고분석용 시스템인 변환기를 이용하여 분석하였다. 조파기는 유압식 불규칙 조파기(피스톤형, 제조사: ISEYA), 수조의 제원은 22.
고정상 모형제작은 해저바닥을 1/10 경사로 설정하였다. 폭 60 cm를 아크랄 판으로 29.5 cm로 양분하여 유리면은 자연해안으로 제작하였고 뒷부분은 cell group을 설치하여 인공적인 해안을 조성하였다. Cell group의해 파고 감쇄효과와 반사율을 파악하기 위해 cell group를 6종류로 제작하여 입사 파고가 cell group에 의해 어느 정도의 파고를 감쇠시켜 파고감쇠효과를 보이고 있는지를 검증하기로 하였다.
대상 데이터
0초가 가장 적당한 범위이다. 사용된 파고계는 용량식 파고계로서 파랑이 발생하면 파고계의 센서에 받는 힘이 전압으로 변환되어 저장되면 이것을 다시 AD 변환기에서 파랑의 시계열을 얻을 수 있다. 이후 수위의 진폭에서 파고를 얻을 수 있다.
1과 같다. 수조의 제원은 길이 22.5 m 수조의 높이 1.0 m 수조의 폭 0.6 m이다. 수조 폭 60 cm를 1 cm의 아크릴 판으로 29.
이 파랑을 조파시켜 파고감소, 저반사율, 시간경과에 따라 최초 상태의 양빈모래이동과지형의 형태를 파악하였다. 실험에 사용한 조파파고는 불규칙파를 이용하였고 조파장치로서 주기는 0.4초에서 2.5초까지 조파할 수 있다. 또 주기가 길 때는 고 파랑을 얻는데도 약간의 어려움이 있으므로 실제 정확한 주기로 사용할 수 있는 최적의 주기범위는 모델의 주기로 0.
이론/모형
6은 cell group을 설치한 곳의 입사파와 반사파에 대한 스펙트럼의 형상으로 반사파의 스펙트럼 폭이 입사파 스펙트럼 폭보다 좁게 나타나고 있다. 불규칙파의 반사율은 Goda(1970, 1977)의 2점법을 이용하여 실측된 시계열을 분석하여 파의 에너지를 가지고 반사율을 구하였다. 주파수의 범위는 Fig.
따라서 4시간에서 20시간에 대한 유출량과 포착량을 구하기로 하였다. 여기서 유출량의 계산은 Fig. 12에서 정해진 이동한계수심은 Birkemeier(1985)와 Hallermeier(1978)이 제안한 이동한계수심의 추정 식에서 구하였다. 이 수심을 넘어서 외부로 유출된 면적을 삼각형 및 직사각형으로 가정하고 측면의 단면적을 구한 후에 폭을 곱하여 유출된 양빈사의 부피를 산출했다.
성능/효과
3) 유출되는 양빈사는 cell group에 의해 사주를 발생시키지 않고 cell group의 내부 포켓에 잔류하여 심해유출도 없다.
감쇄효과의 크기로는 최대파고, 유의파고, 평균파고의 순이며, 감쇄원인으로는 horizontal roller가 cell group pocket 또는 ripple을 통과하면서 에너지 저감을 가져오므로 파고의 감쇠가 발생한다. 동시에 cell group의 설치로 인한 반사율은 25%보다 낮아 저반사 효과를 확인하였다.
4) Cell group은 광안리와 같은 폐쇄만에 잠제설치를 대신하여 양빈사의 유출방지를 위한 유연성을 갖는 적절한 연성공법이다. 본 공법은 양빈을 계획하는 해안에 적용하면 잠제에 비해 양빈사 유출방지 효과가 클 것으로 예상된다.
따라서 cell group을 설치하여 지형변동에서 얻어진 침식된 침식방지 양빈사량과 cell group에 포착된 포착양빈사량을 가지고 침식방지율 Epr과 포착률 Cr을 구하여 조파시간에 따라 정리한 값이 Table 7과 같다. 이 표에 의하면 cell group을 설치하면 설치하지 않을 경우보다 평균 69.26%의 침식방지를 할 수 있고, 침식되어 심해로 이동되는 양빈사를 포착하여 안정된 사빈을 유지할 수 있는 양빈사의 포착율도 70.1%로 높일 수 있다.
Birkemeier(1985)는 검증된 이동한계수심의 추정 수정식을 제안하였다. 이렇게 구한 값을 검정하기 위해 실측한 양빈사량과 비교한 결과 98%가 일치하였다. Table 5는 cell group 설치 전후에 대한 침식량을 조사한 값이고 Table 6은 cell group 설치 전후에 대한 침식된 양빈사량이 일정수심보다 깊게 유출된 양빈사량을 제시한 표이다.
Cell group이 매우 폭 넓게 설치되므로 이것으로 인해 파고가 쇄파되면서 쇄파후의 파고가 감소하는 효과가 발생하고 있다. 특히 2차원 수리실험에서 쇄파에 의해 발생하는 이안류(return flow)의 흐름을 제어하면서 양빈모래의 유실을 저감시키고 있음을 알 수 있었다. 본 연구의 고정상 실험에서는 양빈모래를 투입하기 이전에 cell group 설치로 의한 쇄파후의 파고 감쇠가 어느 정도 발생하고 있는지를 확인한 후에 반사율을 측정하여 저반사 효과를 밝히고자 하였다.
후속연구
5) Cell group을 3차원 수리실험실에 설치하여 간단한 실험 중에 있다. 이후 현장(test bed)에 설치하여 실증검증을 하는 것이 추후의 연구과제이다.
질의응답
핵심어
질문
논문에서 추출한 답변
연성공법이란 무엇을 말하는가?
광안리와 같은 해수욕장은 인위적으로 양빈모래를 공급하여 해수욕장을 유지하는 곳이다. 연성공법이란 양빈모래의 유실방지를 위해 수중에 잠재를 대신하여 유동성 재질로 폭 넓은 연성구조물을 설치하는 공법을 말한다. 본 연구는 해변 침식을 완화할 수 있는 연성공법의 일환으로 cell group을 설치하였다.
잠제설치를 하는 이유는?
최근, 해변모래의 침식을 방지하기 위해 잠제를 설치하고 있다. 잠제설치는 모래 침식의 손실을 최소화하기 위해 만들어졌다.
잠제의 문제점은 무엇인가?
그러나 해안선 유지를 위해 설치된 잠제는 상당히 문제가 있는 방법이다. 고가의 건설비, 해양공간이용, 해수수질, 해안선 변화 등의 단점도 있다. 특히, 해양 레저를 즐기는 이용자들은 해상공간이 단절되기 때문에 이를 좋아하지 않는다. 광안리와 같은 해수욕장은 인위적으로 양빈모래를 공급하여 해수욕장을 유지하는 곳이다.
참고문헌 (20)
Birkemeier, W.A. (1985). Field date on seaward limit of profile change. J., Waterw., Port, Coastal and Ocean Eng., (3), 598-602.
Bretschneider, C.L. (1959). Wave variability and wave spectra for wind generated gravity waves. U.S. ArmyCorps of Eng., Beach Erosion Board Tech. Memo., No. 51, pp24.
Bretschneider, C.L. (1963). A one-dimensional gravity wave spectrum. Ocean wave spectra, Prentice-Hall, Englewood Clifts, New Jersey, 41-56.
Boswood, P.K. and Murray, R.J. (2003). World-wide sand bypassing system: date report, Conservation technical report No. 15. Queesland Government, pp59.
Galvin, C.J. (1968). Breaker type classification on three laboratory beaches. J. of Geophys, Res., 73(12), 3651-3659.
Goda, Y. (1970). Numerical experiments on wave statistics with spectral simulation. Report, Port and Harbour Res. Inst., 9(3), 3-57 (in Japanese).
Goda, Y. (1977). Numerical experiments on statistical variability of ocean waves Rept. Port and Harbour Res. Inst., 16(2), 3-26 (in Japanese).
Hallermeier, R.J. (1978). Uses for a calculated limit depth to beach erosion. Proc. 16th Int. Conf. on Coastal Eng., 1493-1512.
Houmb, D.G. and Overvik, T. (1977). On the statistical properties of 115 wave records from the Norwegian continental shelf. Div., Port and Ocean Eng., The University of Trondheim, The Norwegian Inst., 183.
Magnor, K. (2001). Shoreline Management Guidelines (DHI) Water and Environment, 177-181.
Ministry of Transport Port Authority. (1979). Construction Manual of Artificial beaches pp 112 (in Japanese).
Mitsuyasu, H. (1970). On the growth of the spectrum of wind-generated waves. Coastal Eng., 13, 1-14 (in Japanese).
Nayak, I.V. (1970). Equilibrium profile of model beaches. Proc., 12th Conf. on Coastal Eng., 1321-1340 (in Japanese).
Park, S.K., Park, H.B., Hong, S.H. and Lee, G.S. (2016). The study on mitigation method of beach erosion using the geo-cells. A Proc. of Conf. on Ocean Eng., KSOE, 1, 145-148 (in Korean).
Park, S.K., Park, H.B., Hong, S.H., Kwon, S.C. and Lee, K.S. (2016). Experimental study on effectiveness of the irregular wave reduction using the Geo cell. A Proc., of Conf. on Ocean Eng., KSOE, 1, 149-152 (in Korean).
Sawaragi, T. and Iwata, K. (1974). On wave deformation after breaking, 15th Proc., Conf. on Coastal Eng., 481-498 (in Japanese).
Rector, R.L. (1954). Laboratory study of equilibrium profile of beaches. Tech., Memo., 41, Beach Erosion Board, pp38.
Sunamura, T. and Mizuno, O. (1987). A study on depositional shoreline forms behind an island. Ann., Rep., Inst., Geosci., Univ. Tsukuba, 13, 71-73 (in Japanese).
Sunamura, T. (1975). Static relationships among beach slope sand size and wave properties. Geography Review, 48(7) (in Japanese).
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