An Experimental Study of Sediment Transport Patterns behind Offshore Structure

외해 구조물 배후의 표사이동에 관한 실험적 연구

Recently, securing a vast land in the land region becomes more difficult and efforts to seek its alternation in the sea area have been increased. As a consequence, the coastal region has been faced to extensive beach erosion problems. In planning offshore structures such as artificial islands, it is necessary to forecast the influence of the structure construction exerting on the beach erosion of the adjacent coast. In the present study, the sediment movement pattern behind offshore structure was examined through a series of three dimensional movable bed experiments, so as to develop the numerical model which forecasts morphological change including beach erosions. The experimental results reveal that the sediment movement patterns of the beach line side and the depth region are separated at a certain boundary line. In details, at the beach side including swash zone the sediment movement becomes dominant, which is governed by a relation between depth contours and incident wave directions, while at the depth region the bed load and suspended load due to the orbit motion of waves are carried by nearshore currents, and both movements are clearly separated at a specified boundary that is related to partial standing wave from the beach. It is expected that these results can be effectively used for verification of a numerical model on morphological change of the coast.

최근 육지역에서 새로운 넓은 용지의 확보가 어려워짐에 따라, 이를 해역에서 찾으려 하는 경향이 나타나고 있으며, 이러한 개발은 개발이 예정된 주변 연안역에 광범위한 해빈변형문제를 야기할 위험이 있다. 따라서 인공섬 등과 같은 외해 구조물을 계획할 경우에는 구조물 건설이 인접 해역의 해빈변형에 미치는 영향을 사전에 적적히 예측할 필요가 있다. 본 연구는 연안역의 침식을 포함한 해빈변형예측모델의 개발을 목적으로, 3차원 이동상 실험을 수행하여 외해 구조물 배후의 표사이동 양상을 분석한 것이다. 실험을 통하여, 외해 구조물 배후의 해빈변형에서 해안선측과 수심역의 해빈변형 기구가 상호 독립되어 있음을 밝혔다. 구체적으로는 소상대를 포함하는 해안선측은 등심선에 대한 파의 입사방향에 대응하는 표사이동이 탁월하며, 수심역에서는 파의 왕복운동에 의한 소류 및 부유사가 해빈류에 지배되어 이동하고, 양자는 해빈에서 형성되는 부분 중복파와 연관된 특정 경계를 기준으로 서로 분리되어 이동함을 규명하였다. 이들 실험 결과는 해빈변형모델의 개발에서 중요한 열쇠를 제공하리라 사료되며, 또한 기 개발된 모델의 검정자료로써도 활용될 수 있으리라 기대된다.