Analysis and Quantification of Seawater Infiltration by Wave Action in Coastal Zone

연안해역에서 파도에 의한 해수 침투이론의 비교와 정량화

To know the seawater infiltration into tidal flat sediment in coastal area is very important, because it is significantly correlated with the infiltration and transportation of pollutants in soil, the supply of dissolved oxygen, nutrients and organic matter to benthic organisms for survival of benthic organisms and the seawater purification. So, we set up purpose to clarify the infiltration behavior of seawater by wave action in tidal flat, to clear the effects of slope of tidal flat and breaking wave height on seawater infiltration and to quantify the infiltration volume of seawater. For purpose, the seawater infiltration was studied with visualization method by using coloring tracer and transparent glass beads replaced as natural sediment in model tidal flat. Specific conclusions derived from this study are as follows. The semi-circular type infiltration of seawater by wave action into saturated sediment was a new infiltration behavior that was not considered in previous studies. The infiltration rate of seawater was increased with increasing of breaking wave height and slope of tidal flat. However, the effects of the slope was bigger than that of breaking wave height on seawater infiltration into tidal flat sediments. It was possible to calculate the infiltration volume of seawater by wave action in natural tidal flat sediment and in fields. Therefore, we can point out that wave action play an important role in the supply of dissolved oxygen, nutrients and organic matter to benthic organisms, transportation or diffusion of pollutants and seawater purification. So, we hope to be studied the supply of food to benthic organism, pollutant transport and seawater purification on the base of these results.

조간대와 같은 연안지역에서 해수의 토양 이동이 가지는 의미는 육상으로부터 유입되는 오염물질의 토양 이동 및 생물농축, 저서생물들의 생존에 필수적인 플랑크톤, 박테리아, 유기쇄설물, 산소, 영양염, 유기물의 생물공급, 수질 정화량 산정의 중요한 단서가 된다는 점이다. 따라서, 본 연구에서는 폐쇄성 수역과 같이 파도에너지가 비교적 작은 조간대에서 파도에 의한 해수의 침투거동을 해석하고, 파도에너지와 사면 구배의 변화에 따른 해수의 침투량 변화를 파악하고, 그 결과를 바탕으로 실제 조간대에서의 해수 침투량을 개략적으로 산정하는 것을 목적으로 하여, 모의 조간대 실험장치를 이용하여 실험을 수행한 결과, 다음과 같은 결론을 얻을 수 있었다. 폐쇄성 수역과 같은 파도에너지가 작은 조간대에서는 파도에 의해서 해수가 반원형의 형태로 토양중으로 침투하는 semi-circular mechanism은 지금까지 알려지지 않았던 새로운 침투 거동임을 알 수 있었다. 구배 또는 쇄파파고가 높아짐에 따라서 해수의 침투량이 증가하는 것을 알 수 있었다. 또한, 해수는 쇄파파고 보다는 구배의 영향을 크게 받아서 토양중으로 침투한다는 사실을 알 수 있었다. 현장토양을 이용하여 해수의 침투량을 정량화 할 수 있었으며, 본 연구의 결과를 바탕으로 현장 조간대에서의 해수 침투량을 개략적으로 산정 할 수 있었다. 따라서, 본 연구 결과를 바탕으로 오염물질의 토양 이동 및 생물농축, 저서생물들의 먹이공급, 수질 정화량 산정에 관한 연구가 활발히 진행되기를 요망한다.