This paper discusses the development of design methods for coastal structures and breakwaters in the United Kingdom, with particular attention to changes in research activities, publications, technology transfer and the use of research results over the last 200 years. The paper describes some examples of the design and construction of breakwaters and seawalls, methods by which their designs and construction techniques were improved, and how those improvements were promulgated within civil engineering. It discusses problems that arise from recent trends in research funding and publication, and seeks to indicate some possibilities for the future. The paper draws on the author's experience in research and specialist consultancy at HR Wallingford, published papers and books, but is also guided by lessons from related work in UK and elsewhere.

1883년 인도네시아 순다해협의 크라카토아 화산폭발에 의한 쓰나미 는 30m가 넘는 파도와 36,000명이 넘는 사상자가 보고되었다. 이 쓰나미 는 호주서측을 통해 남극주위를 전파하여 남대서양의 남조지아 제도, 태평양의 하와이 및 San Francisco항의 해안과 파나마의 Colon까지 파급되었다. (중략)

목포해역에는 1981년과 1991년 및 1994년에 영산강하구언과 영암방조제 및 금호방조제가 각각 완공된 바 있으며, 이들 하구언과 방조제의 위치를 전반적인 목포해역의 형상과 수심도와 함께 Fig. 1에 도시하였다. Fig. 1에서 화원반도와 압해도 사이의 2개 섬으로 분리된 3개 수로를 남쪽부터 순차적으로 목포구, 중구, 북구라 하는데, 목포구의 단면이 월등히 커서 내측 수역과의 해수교환은 주로 목포구를 통해 이루어지며, 목포해역에서 목포구의 특별한 기능은 본문에서 여러 번 기술되고 있다. (중략)

한반도 주변해역은 고조위와 태풍의 내습에 의한 강한 파랑으로 특징지워진다. 저조위때에 나타나는 1700$\textrm{km}^2$에 달하는 갯벌로 이루어진 서해안과 황해 동쪽 지역의 해안의 조건은 경기만에 l0m 범위의 높은 조위 차와 동계 계절풍과 태풍으로 인한 4-5m에 달하는 높은 파고를 발생시키는 고에너지와 높은 탁도 환경을 만들어 내는 매개체가 된다. (중략)

역사적으로 동해에서의 쓰나미는 자주 발생하지는 않았지만, 동해에서의 지진 진앙지가 유라시아와 북태평양 플레이트사이인 일본연안을 따라 위치하고 있어서 우리나라의 동해 연 안, 일본연안 및 러시아 연안에 큰 쓰나미에 의한 피해를 줄 수 있다. (중략)

방파제는 태풍과 같은 자연재해에 대해 항 내의 시설물을 보호하고 평상시에는 항 내에서 선박의 정박 및 화물의 하역을 원활히 할 수 있도록 개발된 구조물이다. 그러나, 방파제는 항 내의 해수순환을 방해하는 부작용도 있어서 자정능력 이상의 오염원이 유입되었을 때에는 항만의 수질악화가 가속화된다. (중략)

침강속도는 유사의 침식과 퇴적, 그리고 이동되는 양을 추정하는데 필요한 주요 요소 중의 하나이다. 유사이동모형에서 종래에는 정지상태유체에서 측정한 침강속도를 사용하였으나, 최근 들어 난류가 존재한 경우 침강속도가 변할 것이므로 정지상태에서 구한 침강속도 사용에 대해 논란이 일어나기 시작하였다. 따라서 이의 명확한 규명을 위해 난류 흐름중의 침강속도 측정이 필요하게 되었다. (중략)

최근까지 주변이 해양으로 둘러싸인 연안국가에서는 오·폐수를 인접한 연안으로 그대로 방류하여 왔다. 그 결과, 연안의 환경오염이 상당히 심각해졌다. 이에 따라 연안의 환경오염을 줄이기 위하여 오·폐수를 해양방류관거를 통해 해안선에서 멀리 떨어진 곳으로 방류하는 방법이 널리 채택하고 있다. Fig. 1은 호주의 연안도시 시드니에 연안의 환경오염을 줄이기 위해 설치된 해양방류 관거의 형상을 나타낸다. (중략)

상류의 만경강과 동진강을 포함하여 공사가 진행 중에 있는 새만금 사업의 결과로 조성될 새만금 담수호 그리고 호소 외해역에 대한 총체적인 수질관리를 위하여 일차적으로 하천수계의 수질 연속관측과 부영양화 평가를 위하여 해역에서 수질분석이 실시되었다. 수치모형의 적용성을 평가하기 위하여 기존에 만경강에 대해 적용한 정적 수질모형인 QUAL2E 의 검토도 있었다. 종합적인 수질관리에는 하천에서뿐만 아니라 하구에서 공히 이용될 동적인 모형의 필요성이 대두되었다. 연속관측 자료를 통하여 분석된 자료는 감조구간에 적용된 1차원 동적수질모형 거동과 유사성을 보여, 향후 새만금 수계의 수질관리에는 동적모형의 확장이 필연적임을 재확인할 수 있었다. 인근해역에서 분석된 수질 분포는 특히 만경강 하구에서 부영양화가 매우 강하게 나타나 현재 일대 해역에서뿐만 아니라 만경강 상류의 유입 영향으로 향후 조성되는 새만금 담수호의 부영양화의 가능성도 배제할 수 없는 것으로 나타나 수질저하를 예방하기 위한 지속적인 수질관리 연구가 필요한 것으로 판단되었다.

가축 사육시설에서 배출되는 축산폐수는 도시하수와 달리 발생량에 비해 오염부하량이 대단히 크므로 수질오염의 주범일 뿐만 아니라 처리에도 어려움이 많아 축산폐수를 수거하여 전문적으로 처리하는 공동처리장에서도 현재 만족 할만한 처리효과를 기대하기 힘든 처지에 있다. (중략)

최근 들어 구조물이 대형화되고 급속히 시공되는 경향이 증가함에 따라 구조물에 대한 변위측정은 시공중인 구조물뿐만 아니라, 그 사후관리 및 안전성 여부를 파악하는데 중요한 기초자료로 활용되고 있다. 특히, 해상에서 실시되는 방조제나 안벽 공사 등에서는 육상구조물에 비해 변위측정에 여러 가지 제약이 따른다. 이와 같은 해상 토목구조물의 거동을 다각적으로 파악하기 위한 연직 방향 및 평면 변위 측정에 GPS를 적용하면 신속하고 정확한 변위측정 자료를 획득할수 있다. (중략)

새만금 담수호의 생태계의 변화를 예측하기 위하여, 대상해역 인근의 저염수역에서 부영양화 및 미소조류 생태계에 관한 연구를 계획하였다. 이는 새만금호의 미소조류 생태계 변화와 부영양화의 과정을 완화시킬 수 있는 길을 모색하기 위한 3개년 연구계획으로서, 제 1년차 연구의 현장 조사 및 자료분석 결과를 보고한다. (중략)

유량측정용 수공구조물이 설치되지 않은 일반 하천에서는 하천의 유속과 유수단면적을 측정하는 방법이 유량산정에 흔하게 이용된다. 그러나, 이러한 방법은 비교적 많은 노력이 소요될 뿐 아니라, 유량이 아주 많거나 작은 하천, 그리고, 극심한 난류하천 둥에서는 상당히 많은 오차를 포함한다는 단점이 있다. 반면, 추적자시험법은 매우 정확한 측정법으로, 나류하천에도 적용될 수 있다는 장점이 있다. (중략)

선형분산을 가정한 Berkhoff(1972)의 완경사방정식은 단일주기파(monochromaticwave)에 대해 심해로부터 천해까지 수심에 제한 없이 파랑의 변형을 해석할 수 있으나 식의 유도과정 중 바닥이 완경사(｜∇h｜/kh≪1) 라는 가정을 도입함으로써, 바닥곡률항(∇$^2$h)과 바닥경사의 제곱항(｜∇h｜$^2$)으로 대표되는 고차수심효과를 무시하였다. (중략)

Early efforts to model wave transformation from offshore to inshore were based on the ray theory which accounts for wave refraction due to changes in bathymetry and the diffraction effects were ignored. Prediction of nearshore waves with the combined effects of refraction and diffraction as well as reflection has taken a new dimension with the use of the mild-slope equation and the Boussinesq equation. (omitted)

Internal waves, including all kinds of wave phenomena inside a stratified fluid system, have been a subject of interest for a long time in geophysics, coastal and ocean engineering, applied mathematics and hydrodynamics. The vast oceans on the earth are a complex stratified fluid system widely distributed with pycnoclines, which are horizontally layered regions with a large density variation, commonly located about 50-150 meters below the ocean surface. (omitted)

연안역의 토지이용이 극대화됨에 따라 연안구조물이나 항만구조물의 축조가 활발히 진행되고 있다. 이를 설계하는데 있어서 무엇보다 중요한 것은 천해설계파 등과 같은 파랑변형계산을 얼마만큼 실현상과 근사시켜 재현할 수 있는지의 여부에 달려 있다. 지금까지의 천해설계파 산정에 있어서는 주로 단일 주파수와 단일 방향에 대한 규칙파해석이 수행되어져 왔으나, 실제해역에서의 파랑은 수많은 주파수와 파향, 파고들이 합성되어 이루어진 다방향 불규칙파랑이므로 실제 해역의 자연현상이 잘 표현되었다고 보기는 어렵다. (중략)

하수처리장의 수중확산관에서 방류되는 부력제트는 초기혼합, 중력확장, 이송-확산 등의 과정이 시간적, 공간적으로 규모가 상이한 범위에서 일어나며, 하수방류 해역의 주변수 흐름은 지형특성과 조석의 영향을 받아 3차원적 비정상류 특성을 나타낸다. 이러한 부력제트의 거동을 모의하기 위해서는 일반적으로 근역과 원역을 분할하여 예측하는 방법을 사용하는데, 초기혼합 과정과 중력환장 과정을 예측하기 위해서는 정상상태는 가정한 특성길이 모형이나 제트적분 모형을 사용하고, 원역으로의 이송-확산 과정을 모의하기 위해서는 농도 모형이나 임자추적 모형등을 사용한다. (중략)

일방향흐름의 해류나 천해파에 의한 파운동이나 해저면 가까이 경계층흐름은 주로 난류특성을 갖고 있으며, 난류특성은 완난류, 천이난류, 전난류 등 세 가지 증류로 대별된다. 그 중 완난류와 전난류로 대별하여 합성류 조건은 두 가지로 분류할 수 있다. 즉, 천해파와 해류가 합성될 때 해저면 가까이 난류특성 조건은 Table 1에 제시된 바와 같다. (중략)

The nearshore currents are required for the preservation of coastal areas and the more pressing environmental problems since they cause sediments to be in suspension and transport the sediments into tranquil regions. Numerical models are often used to calculate current patterns formed around man-made or naturally caused changes around the coastal area. (omitted)

파랑은 먼바다에서 주로 바람에 의하여 생성되어 천해로 전파되어 오면서 천수, 굴절, 회절, 반사, 중첩의 여러 가지 변형 과정을 거친다. 이 변형 과정 가운데 바닥의 영향으로 발생하는 것은 천수, 굴절, 반사이고 파랑간에 발생하는 것은 회절, 중첩이다. 수심이 파장의 1/2보다 작은 경우 바닥의 영향을 받게 되는데 이 해역이 중간수심해와 천해에 해당한다. 파랑변형모형은 파향선추적법부터 시작된다. (중략)

해안 및 항만 구조물의 단면설계 및 평면 배치 계획에 있어서 가장 중요한 것은 설계파를 정확히 산정하고 항내 파랑장을 정도 높게 해석하는 것이다. 지금까지의 파랑장 해석은 주로 단일주파수와 방향에 대한 규칙파 해석으로 이루어졌으며 이것에 의한 계산결과는 수많은 주파수와 방향, 파고들이 합성되어 이루어진 실제 해역의 불규칙 파랑장을 잘 재현한다고는 말할 수 없다. 구조물 주위에서의 불규칙 파랑 해석은 주로 구조물에 의한 회절 계산에서부터 시작되었다.(중략)

연안해역으로 유입되는 물질의 이동 및 확산에 관한 예측연구는 수치모형개발과 확산(또는 분산)계수 관측에 중점을 두고 수행되어 왔다. 수치모형의 보정 및 검증을 위한 (오염)물질의 유입량 및 농도관측과 더불어 각종 부표(drogue), 형광물질 등을 이용한 분산계수 측정연구가 다방면으로 수행되어 왔다. (중략)

연안역에서의 파랑운동 모형개발에 있어 봉착하는 가장 중요한 문제는 쇄파대에서의 파고변형의 예측이라 할 수 있다. 쇄파대에서의 파고변형 예측 모형의 재발은 파동에너지 손실의 평가를 이용한 Le Mehaute(1962)의 해석적 방법 이후로 예측모델을 개발하기 위한 많은 연구가 수행되어져 왔다. (중략)

국내 시공사례가 가장 많은 사석식 경사제는 피복층(cover layer), 중간피복층(underlayer), 그리고 내부사석(core and bedding layer)으로 이루어져 있다. 이 중 중간피복층의 재료는, 피복재의 중량(W)에 대한 중량비 W/10에서 W/15의 자연석을 이용하여 시공하는 것이 보통이다. 그러나, 항만의 대형화에 따른 설계파의 증가로 이형블록과 같은 피복재의 소요 중량이 증가하는 추세이며 이에 따른 중간피복재의 소요중량도 크게 되어 그에 만즌 자연석을 구하기 어려운 실정이다. (중략)

This paper briefly outline the approach we are now setting for improving the existing global ocean tidal charts in next few years. There has been notable progress in predicting global ocean tide in mid 90s to improve correction procedures for tidal signals in altimetry with more accurate tidal models (http://podaac.jpl.nasa.gov/) than existing ones. (omitted)

Laboratory for Coastal and Ocean Dynamics Studies at Sungkyunkwan University and Department of Physical Oceanography, Institute of Oceanology, Chinese Academy of Sciences has been working on cooperative studies on ocean circulation. (omitted)

지역적 기후변동은 전구평균 변화와는 다른 양상을 가진다. 그러나, 현재 전구적 기후변동과 해수면의 변화가 국지적으로 미칠 영향에 대한 추정능력은 매우 제한되어 있다. 본 연구에서는 NCAR(국립 대기 연구소)의 CSM (Climate System Model) 버전 1.2를 이용하여 전구뿐만 아니라 국지적인 시뮬레이션을 함께 수행하였다, 특히 북서태평양과 그 부근지역에 대한 해수변화를 중점적으로 연구했다. (중략)