부산의 해운대 해수욕장은 양빈에도 불구하고 지속적인 침식이 일어나고 있으며, 지구온난화로 인한 파랑 에너지 증가와 간헐적인 태풍이 그 원인으로 알려져 있다. 2016년 10월 태풍 차바는 부산을 내습하였는데, 태풍이 해빈침식에 있어 어느 정도 영향을 미치는지 알아보기 위해 태풍 전과 후 VRS-GPS 시스템을 사용해 해빈 측량과 표층 시료를 채취하여 입도분석을 실시하였으며, 침식 후 복원이 어느 정도 되는지 주기적으로 해운대 해빈 지형을 측량하였다. 조사결과, 태풍 내습 직후 해운대 해빈은 평균 약 1.4m 침식되어 낮아졌고, 평균 고조위선은 약 12 m 후퇴했으며, 이에 따라 해빈 경사는 $3.8^{\circ}$에서 $1.7^{\circ}$로 완만해졌다. 퇴적물 평균입도는 평균 $1.6{\Phi}$에서 2개월 후 $1.2{\Phi}$로 조립해졌으며, 분급은 상대적으로 좋아졌다. 태풍 내습 2개월 만에 평균 고조위선은 약 85% 정도 회복되고 해빈 단면은 대부분 복원되었다. 이러한 결과는 해운대 해빈 침식에 있어 태풍의 영향은 크지 않으며, 다른 해빈과 비교할 때 회복기간이 매우 짧다는 것을 시사한다.
부산의 해운대 해수욕장은 양빈에도 불구하고 지속적인 침식이 일어나고 있으며, 지구온난화로 인한 파랑 에너지 증가와 간헐적인 태풍이 그 원인으로 알려져 있다. 2016년 10월 태풍 차바는 부산을 내습하였는데, 태풍이 해빈침식에 있어 어느 정도 영향을 미치는지 알아보기 위해 태풍 전과 후 VRS-GPS 시스템을 사용해 해빈 측량과 표층 시료를 채취하여 입도분석을 실시하였으며, 침식 후 복원이 어느 정도 되는지 주기적으로 해운대 해빈 지형을 측량하였다. 조사결과, 태풍 내습 직후 해운대 해빈은 평균 약 1.4m 침식되어 낮아졌고, 평균 고조위선은 약 12 m 후퇴했으며, 이에 따라 해빈 경사는 $3.8^{\circ}$에서 $1.7^{\circ}$로 완만해졌다. 퇴적물 평균입도는 평균 $1.6{\Phi}$에서 2개월 후 $1.2{\Phi}$로 조립해졌으며, 분급은 상대적으로 좋아졌다. 태풍 내습 2개월 만에 평균 고조위선은 약 85% 정도 회복되고 해빈 단면은 대부분 복원되었다. 이러한 결과는 해운대 해빈 침식에 있어 태풍의 영향은 크지 않으며, 다른 해빈과 비교할 때 회복기간이 매우 짧다는 것을 시사한다.
In spite of continued nourishments, Haeundae Beach in Busan has been suffering from erosion, this being caused by the increased wave energy due to global warming and intermittent typhoon reported by previous works. In the meantime, the typhoon Chaba hit Basan in October 2016. In order to investigate...
In spite of continued nourishments, Haeundae Beach in Busan has been suffering from erosion, this being caused by the increased wave energy due to global warming and intermittent typhoon reported by previous works. In the meantime, the typhoon Chaba hit Basan in October 2016. In order to investigate the effects of the typhoon in beach erosion and how fast the beach recovered after the typhoon, repeated beach profiling using a VRS-GPS system was carried out, and the grain size analyses for surface sediments sampled on the beach were conducted. Immediately after the typhoon invasion, Haeundae beach was eroded by 1.4 m in average height. The mean high tide lines were retreated back by 12 m, and beach slope became gentler from $3.8^{\circ}$ to $1.7^{\circ}$. The mean grain sizes of surface sediments became coarser from $1.6{\Phi}$ to $1.2{\Phi}$ after two months, and the sorting well sorted. After two months of typhoon landfall, the mean high tide lines have recovered by 85%, and the beach topography almost recovered. This suggests that the impact of typhoons on Haeundae beach erosion is negligible, and the relaxation time is shorter than that of other beaches.
In spite of continued nourishments, Haeundae Beach in Busan has been suffering from erosion, this being caused by the increased wave energy due to global warming and intermittent typhoon reported by previous works. In the meantime, the typhoon Chaba hit Basan in October 2016. In order to investigate the effects of the typhoon in beach erosion and how fast the beach recovered after the typhoon, repeated beach profiling using a VRS-GPS system was carried out, and the grain size analyses for surface sediments sampled on the beach were conducted. Immediately after the typhoon invasion, Haeundae beach was eroded by 1.4 m in average height. The mean high tide lines were retreated back by 12 m, and beach slope became gentler from $3.8^{\circ}$ to $1.7^{\circ}$. The mean grain sizes of surface sediments became coarser from $1.6{\Phi}$ to $1.2{\Phi}$ after two months, and the sorting well sorted. After two months of typhoon landfall, the mean high tide lines have recovered by 85%, and the beach topography almost recovered. This suggests that the impact of typhoons on Haeundae beach erosion is negligible, and the relaxation time is shorter than that of other beaches.
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문제 정의
해운대 해수욕장은 잠재설치와 인공양빈에도 불구하고 현재 지속적인 침식에 노출되어 있으며, 그 주 원인으로 해수면 상승으로 인한 파 에너지 증가와 태풍을 지목하는 가운데 2016년 10월 태풍 ‘차바’가 부산을 관통하여 지나갔다. 이 연구는 해빈침식에 있어 태풍 차바의 영향을 조사하였으며 그 결과는 다음과 같다.
이러한 맥락에서, 본 연구는 비일상적인 태풍 내습이 해운대 해빈침식에 어느 정도 영향을 끼치는지 알아보고자 2016년 10월 5일에 부산을 내습한 태풍 ‘차바’에 의한 전·후 지형 변화를 조사했다.
제안 방법
이러한 맥락에서, 본 연구는 비일상적인 태풍 내습이 해운대 해빈침식에 어느 정도 영향을 끼치는지 알아보고자 2016년 10월 5일에 부산을 내습한 태풍 ‘차바’에 의한 전·후 지형 변화를 조사했다. 또한 태풍 이후 주기적인 해빈 단면 측량을 통해 침식 이후 해빈이 회복되는 시간과 과정을 분석하였다. 이외에도 태풍이 퇴적물에 남긴 변화를 파악하기 위해 해빈의 표층퇴적물을 채취하여 입도분석을 실시하였다.
연구 지역 해빈 단면의 시계열 변화를 관찰하기 위해서 VRS-GPS 시스템(South Inc.)을 사용하여 지형측량을 실시하였다(Fig. 4). 해빈측량을 위해 서측 동백섬 인근 HB-01부터 동측 방파제 인근 HB-05까 지 총 5개 측선을 설정하였으며, 중앙의 HB-03 측선을 주요 측선으로 정하였다(Fig.
이 연구는 태풍 전후의 해빈면(beachface)의 지형 측량을 토대로 모래턱(berm) 부분의 침식과 회복을 관측할 수 있었다. 하지만 저조위선 보다 아래 수심이 깊은 곳, 즉 사주가 나타나는 수심은 관측을 할 수 없어 태풍 내습 전후의 사주(bar)의 형성과 소멸에 관한 것은 아쉽게도 확인할 수 없었다.
또한 태풍 이후 주기적인 해빈 단면 측량을 통해 침식 이후 해빈이 회복되는 시간과 과정을 분석하였다. 이외에도 태풍이 퇴적물에 남긴 변화를 파악하기 위해 해빈의 표층퇴적물을 채취하여 입도분석을 실시하였다.
입도분석을 위해 획득한 시료는 증류수를 사용하여 염분을 제거한 뒤, 과산화수소와 염산을 부어 퇴적물 내 유기물과 패각을 제거하는 전처리를 수행하였다. 그리고 Ro-tap 체가름 시험기를 사용하여 −1-4Φ 구간에서 0.
1c). 측량은 방파제 바로 아래 해빈이 시작되는 부분을 0m로 설정하여, 태풍 차바 내습 하루 전 2016년 10월 4일부터 내습 직후 10월 6일, 그리고 2주 후 10월 19일과 2개월 후 12월 3일까지 총 4회 실시 하였다.
4). 해빈측량을 위해 서측 동백섬 인근 HB-01부터 동측 방파제 인근 HB-05까 지 총 5개 측선을 설정하였으며, 중앙의 HB-03 측선을 주요 측선으로 정하였다(Fig. 1c). 측량은 방파제 바로 아래 해빈이 시작되는 부분을 0m로 설정하여, 태풍 차바 내습 하루 전 2016년 10월 4일부터 내습 직후 10월 6일, 그리고 2주 후 10월 19일과 2개월 후 12월 3일까지 총 4회 실시 하였다.
대상 데이터
3; MOF, 2016). 그리고 태풍에 의한 침식방지를 위해 2015년 8월과 2017년 7월에 해빈의 동측 미포항과 서측 동백섬에 각각 150-180 m의 잠재를 설치하였고, 추가적으로 2015년 2월 미포항에 120 m의 방사제(sand groin)를 구축하였다.
연구지역의 조석은 반일주조형태이며 평균조차는 약 1m로서, 소조차의 상한에 해당하며 조석의 영향은 파랑에 비해 미약한 편이다. 해운대 해빈에서 약 1.
태풍 전·후의 해빈 퇴적물의 입도 변화를 알아보기 위해 중앙측선 HB-03에서 총 26점의 표층퇴적물을 획득하였다.
태풍 전·후의 해빈 퇴적물의 입도 변화를 알아보기 위해 중앙측선 HB-03에서 총 26점의 표층퇴적물을 획득하였다. 표층 퇴적물시료는 태풍 내습 후 10월 19일과 12월 3일에 해빈 전면부 모래턱(berm)에서 저조위선 지점까지 획득하였다(Fig. 4). 다만, 태풍 내습 이전의 표층퇴적물은 획득하지 못하였다.
이론/모형
그리고 Ro-tap 체가름 시험기를 사용하여 −1-4Φ 구간에서 0.25Φ 간격으로 건식체질(dry sieving)을 하였고, 입도분석 자료의 조직변수(평균입도와 분급) 값은 모멘트방식(moments method)의 계산식을 따랐다(Krumbein and Pettijohn, 1938; Friedman and Johnson, 1982).
성능/효과
그럼에도 전통적인 방법의 2차원 해빈단면측량을 통해서 태풍 ‘차바’에 의한 해빈 지형 반응을 감지해 낼 수 있었으며, 더 나아가 해빈의 회복 양상을 파악할 수 있었다.
분급은 태풍 내습 2주 후 평균 약 0.59Φ, 내습 2개월 후 평균 약 0.55Φ로 큰 차이는 없었으나, 부분적으로 최대 약 0.3Φ 더 나쁜 분급을 보였다(Fig. 7b).
연구지역의 태풍 내습 전후의 해빈지형 측량자료 비교 결과, 태풍 내습 시 모든 측선에서 약 1-1.8 m에 달하는 해빈침식이 발생하였다(Fig. 5). 서측 HB-01에서 중앙 HB-03 측선 까지는 방파제로부터 80 m 지점 부근에서 가장 많은 모래침식이 발생하였으며, 동측 HB-04는 70 m, HB-05는 40 m 지점 부근에서 가장 많은 침식이 발생했다.
, 2013). 이와 같이, 높은 파고와 장주기 파랑을 수반하는 태풍은 비일상적으로 발생하며 해빈침식의 주요한 원인이지만, 정상 상태의 낮은 파고와 단주기의 파랑은 시간이 지남에 따라 휩쓸려 나갔던 침식퇴적물을 다시 해안으로 이동시켜 침식된 해빈을 채움으로서 복원하는 것으로 알려졌다. 이것은 중간에 인위적인 간섭이 없다면 지속되는 자연적인 과정으로 이해되고 있다(Masselink et al.
놀랍게도 태풍 내습 2주 후, 모든 측선에서 모래턱(berm)의 경계가 다시 뚜렷해졌으며, 모두 과거 모래턱(berm)이 위치하던 지역에서 해빈지형이 높아지면서 퇴적이 이루어졌다. 전체적으로 평균 1m의 해빈 퇴적이 발생하였으며, 따라서 해빈의 경사는 상대적으로 가파르게 되었다. 태풍 내습 2개월 후, 모래턱은 거의 회복되어 전반적으로 해빈은 태풍 내습 전과 매우 유사한 형태를 보이게 되었으며, 경사는 태풍 내습 전과 비슷해졌다.
8 m 더 전진하였다. 전체적으로 해운대 해빈은 태풍 2개월 만에 손실된 해안선이 약 85% 정도 회복되었다.
9 m 가량 더 후퇴했다. 태풍 내습 2개월 후 해빈은 내습 2주 후와 비교할 때, 추가로 6.4 m 전진하였고, 평균 해안선은 84.5 m로 초기 해안선에 비해 약 1.3 m 정도 후퇴하였다. 해안선은 서쪽 측선 HB-01에서 약 12 m 전진하여 가장 많이 회복되었고, 측선 HB-02에서는 오히려 태풍 전보다 약 0.
전체적으로 평균 1m의 해빈 퇴적이 발생하였으며, 따라서 해빈의 경사는 상대적으로 가파르게 되었다. 태풍 내습 2개월 후, 모래턱은 거의 회복되어 전반적으로 해빈은 태풍 내습 전과 매우 유사한 형태를 보이게 되었으며, 경사는 태풍 내습 전과 비슷해졌다. 태풍 내습 2주-2개월 후의 변화양상, 즉 회복의 과정을 살펴보았을 때, 모래턱 상층부(berm top)에서는 큰 변화는 관찰되지 않았고, 전체적으로 포말대(swash zone)는 지속적으로 회복되면서 바다방향으로 전진하는 양상이 확인된다.
3 m로 가장 후퇴량이 적었고, 서쪽 측선 HB-01에서 약 18 m로 가장 많이 후퇴하였다. 태풍 내습 2주 후, 해안선은 평균적으로 약 4 m 전진하였고 측선 HB-02에서 가장 많은 회복이 관측되었다. 그러나 측선 HB-05는 오히려 약 0.
태풍 내습 2개월 후, 모래턱은 거의 회복되어 전반적으로 해빈은 태풍 내습 전과 매우 유사한 형태를 보이게 되었으며, 경사는 태풍 내습 전과 비슷해졌다. 태풍 내습 2주-2개월 후의 변화양상, 즉 회복의 과정을 살펴보았을 때, 모래턱 상층부(berm top)에서는 큰 변화는 관찰되지 않았고, 전체적으로 포말대(swash zone)는 지속적으로 회복되면서 바다방향으로 전진하는 양상이 확인된다. 태풍 내습 직후의 변화와 비교하여 최대 0.
태풍 내습 당시 해운대 해빈 단면은 평균적으로 약 1.4 m의 침식이 발생하고 모래턱(berm)이 소실되었으나, 태풍 내습 2개월 만에 평균 약 1.1 m 회복되었고, 모래턱이 다시 뚜렷하게 나타났다. 태풍 내습 후 퇴적물의 평균입도는 약 1.
6Φ를 나타내었다. 태풍 내습 당시 해운대 해빈의 해안선(평균고조위선)은 평균적으로 약 12 m 후퇴하였으나, 2개월 후 평균 약 10.5 m 전진하여 태풍에 의해 침식된 부분이 상당부분 회복된 것으로 나타났다.
태풍 내습 후 퇴적물의 평균입도는 약 1.2Φ, 2개월 후 해빈이 회복되면서 평균입도는 더 세립한 1.6Φ를 나타내었다.
서측 HB-01에서 중앙 HB-03 측선 까지는 방파제로부터 80 m 지점 부근에서 가장 많은 모래침식이 발생하였으며, 동측 HB-04는 70 m, HB-05는 40 m 지점 부근에서 가장 많은 침식이 발생했다. 태풍 이후 해빈침식으로 인해 모든 측선에서 모래턱(berm)이 소실되었고, 이에 따라서 해빈의 경사는 매우 완만해져 HB-01 측선을 제외한 모든 측선에서 모래턱(berm)과 배후 지역의 경계가 불분명해졌다(Fig. 5). 다만, HB-01 측선은 희미한 경계와 모래턱이 관찰된다.
퇴적물 입도분석 자료 비교결과, 평균입도는 내습 2주 후(폭풍상태) 평균 약 1.2Φ (phi)로 태풍 내습 2 개월 후(정상상태) 평균 약 1.6Φ 보다 평균적으로 약 0.4Φ 더 조립했으며, 부분적으로는 최대 약 1.3Φ 더 조립한 결과도 나타난다(Fig. 7a).
해운대 해빈이 2개월 만에 정상상태로 대부분 복원된 사실은, 해운대 해빈침식에서 2016년 태풍 ‘차바’의 영향은 크기 않음을 시사하며, 또한 해빈의 회복시간이 다른 해빈의 회복시간 보다 비교적 짧다는 사실은 해운대의 파랑에너지 상태(wave energy regime)가 다른 해빈보다 높음을 의미한다.
해운대 해수욕장의 해안선은 태풍 내습 후 2개월 만에 대부분 회복되는 것으로 확인되었다. 이와 유사한 사례로 Wang et al.
후속연구
그럼에도 비록 해빈면 만의 측량결과이만, 태풍 전후 그리고 2개월 이후까지의 지형변화 패턴을 비교했을 때, 최소한 해빈면의 침식과 회복과정은 인지할 수 있었다. 전체적인 퇴적물 이동과 해빈의 지형반응을 이해하기 위해서는 가까운 시일 내에 수심이 깊은 조하대 영역을 포함하는 후속연구가 필요하다.
질의응답
핵심어
질문
논문에서 추출한 답변
해운대 해빈의 길이와 폭은 어떠한가?
1a, 1b). 해빈의 길이는 약 1.5 km, 해빈 폭은 80-100 m이다(Fig. 1c).
해운대 해빈은 어디에 위치하는가?
해운대 해빈은 한반도의 남동쪽 끝 부산에 위치한다(Fig. 1a, 1b).
해빈침식의 주요한 원인은?
, 2013). 이와 같이, 높은 파고와 장주기 파랑을 수반하는 태풍은 비일상적으로 발생하며 해빈침식의 주요한 원인이지만, 정상 상태의 낮은 파고와 단주기의 파랑은 시간이 지남에 따라 휩쓸려 나갔던 침식퇴적물을 다시 해안으로 이동시켜 침식된 해빈을 채움으로서 복원하는 것으로 알려졌다. 이것은 중간에 인위적인 간섭이 없다면 지속되는 자연적인 과정으로 이해되고 있다(Masselink et al.
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