Journal of Korean Society of Coastal and Ocean Engineers (한국해안해양공학회지)

Korean Society of Coastal and Ocean Engineers (한국해안·해양공학회)
권호 표지

Shallow Water Wave Hindcasting by the Combination of MASCON and SWAN Models

지형을 고려한 해상풍 모델(MASCON)과 SWAN 모델의 결합에 의한 천해파랑 산정

  • Kim, Ji-Min (Department of Construction and Environmental Engineering, Korea Maritime University) ;
  • Kim, Chang-Hoon (Department of Construction and Environmental Engineering, Korea Maritime University) ;
  • Kim, Do-Sam (Department of Construction and Environmental Engineering, Korea Maritime University) ;
  • Hur, Dong-Soo (Institute of marine industry, Department of Ocean Civil Engineering, Gyeongsang National University)
  • 김지민 (한국해양대학교 건설환경공학부) ;
  • 김창훈 (한국해양대학교 건설환경공학부) ;
  • 김도삼 (한국해양대학교 건설환경공학부) ;
  • 허동수 (경상대학교 토목환경공학부 해양산업연구소)
  • Published : 2007.02.28
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Abstract

Shallow water waves are hindcasted from sea wind fields, which include wave transformations such as shoaling, refraction, diffraction, reflection and wave breaking. In case of estimating sea wind field in shallow water, the sea wind revised from free wind obtained by the typhoon model is widely used. However, this method is not able to consider the effect of land topography on the wind field, which will be important factor for shallow water wave forecasting and hindcasting. In this study, therefore, the effect of land topography on sea wind field in shallow water is investigated for shallow water wave forecasting and hindcasting with high accuracy. The 3-D MASCON model is introduced to consider the influence of land topography on the wind field. And, for two areas divided by the topographical characteristics, i.e. shielded and opened coastal areas, sea wind field is examined by comparison between initial wind field by typhoon model and modified wind field by 3-D MASCON model. Finally, applying these sea wind fields to SWAN model, the results of shallow water wave calculated in shielded and opened coastal areas are compared, and, also, the effect of MASCON model on shallow water wave forecasting and hindcasting is discussed.

천해파랑을 산정하기 위하여 천수, 굴절, 회절, 반사 및 쇄파 등의 파랑변형요소를 고려하는 대부분의 수치모델은 천해역에서의 바람장을 수치모델과 결합하여 천해파랑을 산정하고 있다. 그리고, 일반적으로 천해역에서 바람장을 산정하는 경우에 태풍모델로부터 얻어진 바람장을 해상풍으로 변환하여 사용하고 있다. 그러나, 이러한 해상풍 산정법은 해상풍의 평가에 중요한 요소로 작용될 수 있는 육상지형의 영향에 대해서는 고려하고 있지 않다. 본 연구는 천해역에서의 해상풍 산정에 대하여 육상지형의 영향을 고려함으로써, 결과적으로 정도 높은 천해파랑산정을 목적으로 한다. 먼저 지역적으로 차폐 및 개방되어 있는 해역을 대상으로 태풍모델로부터 얻어진 해상풍과 본 연구에서 적용하는 육상지형의 영향을 고려할 수 있는 MASCON모델로 산정된 해상풍의 결과를 상호 비교 검토한다. 그리고, 각 모델로부터 얻어진 해상풍을 SWAN모델에 적용하여 천해파랑을 산정하며, 이의 결과를 상호 비교 검토한다. 검토된 결과로부터 정도 높은 천해파랑산정을 위한 MASCON모델의 필요성을 논의한다.

Keywords

References

  1. 강윤구, 富田孝史, 김도삼, 안성모 (2004). 태풍 매미내습시 남동연안에서의 해일파랑에 의한 침수재해 특성, 한반도 해역의 고파폭풍해일 워크숍 논문집, 한국해안해양공학회, 35-43
  2. 김경옥, 山下隆男 (2004). 해파-해일 복합현상에 의한 해일고 산정, 한반도 해역의 고파폭풍해일 워크숍 논문집, 한국해안해양공학회, 81-86
  3. 최병호, 엄현민, 김현승, 정원무, 심재설 (2004). Wave-Tide-Surge Coupled Simulation for Typhoon Maemi, 한반도 해역의 고파폭풍해일 워크숍 논문집, 한국해안해양공학회, 121-144
  4. 한국토지공사 (2005). 녹산산단 태풍매미 피해원인 분석용역 보고서
  5. 한국해양연구원 (2005). 전해역 심해설계파 추정 보고서 (II)
  6. 한국컨테이너부두공단 (2003). 부산항 컨테이너크레인 태풍 피해 원인조사 용역보고서
  7. 해양수산부 (2005). 항만 및 어항설계기준
  8. 허동수, 염경선, 김지민, 김도삼, 배기성 (2006). 부산연안에서 폭풍해일고의 추정, 한국해양공학회지 20(3), 37-45
  9. Booij, N., Haagsma, IJ.G., Holtjuijsen, L.H., Kieftenburg, A.T.M.M., Ris, R.C., Van Der Westhuysen, A.J. and Zijlema, M. (2004). SWAN-User manual. Delft University of Technology, Environmental Fluid Mechanics Seciton, available from http://www.fluidmechanics.tudelft.ni/swan/index.htm(Version 40.41AB, Desember 2004)
  10. Goda, Y. (1985). Random Seas and Design in Maritime Structures, University of Tokyo
  11. Goto, C. and Shibaki, H. (1993). A Hindcast of Marine Surface Wind Including Effects of Land Topography, Report of Port and Harbour Research Institute, 32(3), 65-97
  12. Hasselmann, K., Barnett, T.P., Bouws, E., Carlson, H., Cartwright, D.E., Enke, K., Ewing, J.A., Gienapp, H., Hasselmann, D.E., Kruseman, P., Meerburg, A., Müller, P., Olbers, D.J., Richter, K., Sell W. and Walden H. (1973). Measurements of wind-wave growth and swell decay during the Joint North Sea Wave Project(JONSWAP), Erganzungsheft zur Deutschen Hydrographischen Zeitschrift, Reihe 12(A8)
  13. Kawai, H., Kim, D.S., Kang, Y.K., Tomita, T. and Hiraishi, T. (2005a). Hindcasting of Storm Surge at Southeast Coast by Typhoon Maemi, 한국해양공학회지, 19(2), 12-18
  14. Kawai, H., Kim, D.S., Kang, Y.K., Tomita, T. and Hiraishi, T. (2005b). Hindcasting of Storm Surges in Korea by Typhoon 0314(Maemi), Proceeding of the 15th International Offshore and Polar Engineering Conference, ISOPE, 446-453
  15. Myers, V.A. and Malkin, W. (1961). Some Properties of Hurricane Wind Fields as Deduced from Trajectories, U.S. Weather Bureau, National Hurricane Research Project, Report 49
  16. 紫木秀之 (2004). 波浪.高潮.津波の數値計算と沿岸防災支授システムヘの用に關する硏究, 東京大學 博士學位論文