For design of maritime structure, it is necessary to evaluate the effect and stability of the structure against wave action. Laboratory model experiments and their empirical formulas are mainly used to estimate those at present, although empirical formulas have a problem of accuracy and hydraulic experiments of cost and duration. In addition, performance-based design, which may be popularized as a new design concept in the near future, requires much more information than that obtained by empirical formulas and laboratory tests. Thus, numerical simulation may become more important hereafter for structure design. (omitted)

Wave breaking and breaking wave-induced hydrodynamics are very important subjects in the field of coastal and ocean hydrodynamics and engineering. In the coastal zone, a submerged breakwater has been increasingly popular, since it is one of nature-matching structures with multi- functions such as (1) wave energy dissipation by wave breaking and friction, (2) oxygen supply to sea by wave breaking and breaking wave, (3) water purification by entrained air bubbles, (4) keeping. good seascape. and (5) good habitat for sea livings. Recently, the breaking wave-induced high frequency pressure over a submerged breakwater is said to have a function of gathering sea livings around the structure, which has encouraged the construction of the submerged breakwater in coastal zone. (omitted)

With the economic development in China, the utilization of silty and muddy coasts including the construction of deepwater harbors and channels are being carried out at a fast pace. In these projects, the key technology involved is sediment transport. Due to the complication of sediment problems under the actions of tidal currents and wind waves, physical experiments are necessary In addition to numerical model studies. (omitted)

Bragg 반사는 입사된 주기파의 진폭이 해저지형의 진폭의 2배가 될 때 파랑의 반사율이 공명현상(resonance)에 의해 매우 커지는 물리적 현상을 말한다. Bragg 반사를 응용할 경우, 외해로부터 입사되는 파랑 에너지의 상당량을 반사시킬 수 있으므로 항만이나 방파제 등의 해안구조물을 경제적으로 설계하고 보호할 수 있다. 또한, 해안선 보호 및 불필요한 침식이나 퇴적 등을 고려한 연안개발계획의 효율적 수립이 가능하다. (중략)

천해역에서 관찰되는 장주기파는 발생 기구에 따라서 surf beat, setdown wave, locked wave, 또는 Far-infra-gravity wave 등으로 다양하게 불리 우며, 모두 0.5-수 분대의 주기를 갖는다. 이들은 정의에 따라 약간씩 다르기는 하지만 모두 계류된 선박의 동요뿐만 아니라 해안선 침식과도 밀접한 관련이 있다는 것이 일반적으로 인정되고있다(가등 등, 1989). (중략)

잠제는 주로 입사하는 파를 천단에서 강제쇄파시키거나 마찰을 통한 에너지 감소로 파를 제어하므로 잠제의 천단수심과 천단의 길이는 잠제의 성능에 가장 중요한 요소라고 할 수 있다. 일반적으로 잠제의 천단수심이 깊은 경우 잠제에 의한 파랑제어를 충분히 기대할 수 없으므로 입사파의 제어를 위한 적정한 천단수심이 필요하게 되고 천단수심이 얕아짐에 따라 천단상에서 파의 대칭성이 무너지는 비선형성분이 탁월해진다. (중략)

항만을 계획함에 있어서 방파제는 가장 대표적인 계획요소로서 주된 목적은 외해로부터 내습하는 파랑을 차단하여 항내의 정온수역을 확보하는 것이다. 그러나 불투과성 방파제의 경우는 페쇄성이라는 특성 때문에 연안에서의 물질순환 체계가 구조물 건설전의 환경과는 근본적으로 달라져 심각한 환경부작용이 초래되어 왔다. 육상으로부터 유입된 유기물질이 외해로 확산되지 못하고 항내에서 누적됨으로서 부영양화가 일어나며 항외에서의 산소를 포함하고 있는 해수의 유입이 차단됨으로서 항내는 만성적인 산소부족현상이 발생하게 된다. (중략)

파의 굴절ㆍ회절은 포물형 근사식을 이용하여 상당히 높은 정도의 계산이 가능하다. 이 포물형 근사식은 규칙파 뿐만 아니라 불규칙파에도 적용할 수 있으며, 적당한 에너지 감쇠모형을 추가하면 쇄파까지도 고려할 수 있다. (중략)

파랑은 주로 먼바다에서 바람에 의해 생성되어 육지로 전파해오면서 천수, 굴절, 회절, 반사, 부서 짐 등의 여러 가지 변형의 과정을 거친다. 이러한 파랑의 변형을 예측하는 한 방법은 비압축성 유체와 비회전류의 연속방정식인 Laplace 방정식을 지배 방정식으로 하고 해수면에서의 운동학적 경계조건과 동역학적 경계 조건, 그리고 바닥에서의 운동학적 경계조건을 적용하여 해를 구한다. (중략)

해양공학에 관련된 문제를 접근하는 방법은 이론해석, 수치해석, 수리모형실험으로 정리될 수 있다. 최근 컴퓨터의 발달로 수치실험기법이 급격한 발전을 보이고 있으나, 실해역의 복잡한 환경 특성을 모두 고려한 수치모델은 아직 개발되지 못한 상태이므로 수리모형실험은 해양환경 특성을 규명하는데 있어 여전히 중요한 기법의 하나로 남아있다. (중략)

피복재의 중량산정을 위한 설계식으로 허드슨(1958)과 반데미어(1988)의 실험식은 그동안 널리 이용되어 왔으나 정확도에 있어 개선의 여지가 많은 것이 사실이다. 이러 한 불확실성 은 안전율을 증가시키는 요인이 될 뿐만 아니라 궁극적으로는 공사비의 증가를 초래한다. 따라서, 방파제의 안정식을 개선하기 위한 많은 노력이 진행되어 왔다. (중략)

방파제에 대한 신뢰성 설계 방법은 유럽과 일본을 중심으로1980년대 중반 이후로 발전되어 왔다. 유럽에서는 van der Meer(1988a)가 방파제 피복재의 설계에 확률론적인 방법을 도입하였고, Burcharth(1991)는 사석방파제에 대하여 부분안전계수(partial safety factor)를 이용한 신뢰성 설계 방법을 제시하였다 최근 Burcharth and Sørensen(1999)은 PIANC (Permanent International Association of Navigation Congress) Working Groups의 결과를 요약하여 사석방파제와 직립방파제에 대한 부분안전계수들을 확립하였다. (중략)

1995년 일본 고베지진 이후 우리나라에서도 지진에 대한 연구가 활발히 이루어지고 있으며, 현재 국내 여러 기간시설에 대한 내진안전성 평가와 내진설계가 실시되고 있다. 국내 기존 항만시설에 대해서도 내진 안정성 평가가 수행되고 있으며 현재계획ㆍ시공되고 있는 항만에서도 내진설계가 반영되고 있다. 중요한 항만시설물 중 하나인 잔교식 안벽은 연직말뚝과 경사말쪽을 조합하여 사용하고 있으나, 최근 내진설계에서 경사말뚝이 지진과 같은 동적 하중에 취약하다는 이유로 사용에 제한을 받고 있다. (중략)

소흑산도항 방파제의 전체 길이 500m가 완공된 것이 1999년 12월 말일경 이었고 2000년 8월 31일 제12호 태풍 프라피룬(PRAPIRON)이 내습(순간최대풍속：58.3m/sec,4시간 지속 최 대풍속 47.4m/sec)하여 완공된 방파제 두부구간 64m가 유실되고 제간부 436m의 부분파손을 입는 피해를 보았다. (중략)

항만시설의 기본재료로서 가장 널리 사용되고 있는 피복석 (Rock armor)의 경우 저렴하며, 구입이 용이하다는 장점 때문에 여러 시설물에 적용되어 왔다. 그러나 계속되는 개발로 인해 석재원도 그 한계에 도달했기 때문에 더 이상 저렴한 재료라고 할 수도 없으며, 무엇보다 난 개발로 인한 국토의 훼손과 이에 따른 비난의 여론으로 인해 피복석의 사용이 제한을 받고 있다. (중략)

근래에 건설공간의 부족과 교통의 편리함으로 인해 해양 콘크리트 구조물의 건설이 증가하고 있다. 이러한 해양 콘크리트 구조물의 내구성에 가장문제가 되는 것이 염해에 의한 철근의 부식이다 염해에 의해 철근이 부식하게 되면 구조물의 안전성이나 사용성에 큰 악영향을 미치게 된다. (중략)

연안해역은 육지의 대륙붕을 따라 존재하기 때문에 육지로부터 담수의 영향을 크게 받고 영양염이 풍부하고 수심이 얕기 때문에 저층에 침강했던 영양염도 쉽게 유광층으로 이동하는 등 생물활동이 활발한 해역이다. (중략)

우리나라의 경우 항만 및 어항의 개발시 항내의 정온 및 가동률 확보를 위해서 설치되는 방파제 등 외곽시설이 외해로부터의 침입파랑을 효과적으로 차단하고 있으나 한편으로는 이러한 구조물이 해수에 대하여 비투과성이므로 항만의 폐쇄성을 증대시켜 해수순환성이 저하되어 항만 수질오염이 악화되는 경향이 있다. 일반적으로 비투과성 방파제가 설치되면 항내 외간의 해수교환력이 떨어져서 오염물질 등이 항내에 머무르는 시간이 길어지므로 항내의 오염이 가속될 뿐만 아니라 오염원에 포함됨 유기물이 분해됨에 따라 항내 해수의 용존산소가 다량 소모되어 빈 산소상태를 야기시켜 항내의 수질에 부정적인 영향을 미친다. (중략)

오탁방지막은 해상이나 하천에서 준설 및 매립공사등으로 인한 부유사 확산을 방지하는 막체구조로서 부력이 우수한 Polystyrene계로 원통형 부체를 이루는 부체부, 고장력 합성섬유를 사용하여 외력에 대하여 저항하고 여과기능이 있는 막체부,그리고 막체부의 이동을 막기 위해 해저면에 고정시키는 계류라인(Mooring Line) 및 블록(Anchor Block)부로 이루어져 있다 특히 계류라인은 와이어로프 또는 체인 등으로 부체부와 앵커블럭을 연결시켜 주는 역할을 한다. (중략)

산업시설의 확충과 항만, 택지개발 등과 같은 기반시설의 신설 및 확장은 토지의 가용면적 증대와 매립 및 성토시 양질의 지반재료에 대한수요 증가를 필요로 한다. 부산 신항만 건설공사, 광양만 개발공사, 군산항 건설공사 및 서 해 안 고속도로 공사 등 최근 국책사업이 활발히 진행되어 매립, 성토재료로서 막대한 토사를 사용하고 있지 만 환경 보존의 중요성 등을 감안하면 대량의 육상토나 해사를 사용하는 것은 매우 어려울 뿐 아니라 상당한 비용이 소요되고 있는 실정이다. (중략)

21세기 해양시대를 앞두고 있는 시점에서 해양자원의 탐사 및 개발과 해양환경 보존 및 해 ㆍ기 상예측에 대한 기술의 확보는 매우 중요한 사항으로 대두되고 있다. 이를 위해서는 해양자원 및 환경 에 관련된 정보를 상시 관측할 수 있는 시설이 확보되어야만 한다. 이러한 관점에서 볼 때 이어도 해양과학기지가 가지는 위상은 매우 중요하다. (중략)

태음-태양-지구 체계의 상호인력에 의해 발생하는 해양조석은 해수면의 주기적인 승강운동으로서 고체 지구상에서는 지구의 응력 및 중력장의 교란을 야기하는 변동하중을 의미한다. 해양조석에 대한 연구는 심해 및 천해역에서 정확한 조석예보를 위해서 뿐만 아니라 신뢰성 있는 해면변위(sea surface topography)를 추정하기 위해 중요하다. (중략)

우리나라의 서해안은 많은 도서가 산재해 있고 지형이 복잡하며 조석의 간만의 차가 크게 나타나 연안을 따른 조간대가 폭넓게 형성되어 있다. 연안해역에 대해 새만금과 시화호 같은 부영양화 환경문제나 군산지구 개발사업 같은 연안공사에 따른 퇴적물 이동 등 다양한 연구가 진행되고 있다. (중략)

낙동강 하구는 서쪽으로 진해만, 동쪽으로는 부산항과 인집해 있으며 생태보호구역, 철새도래지로서 자연환경보전상 중요한 해역이다. 1987년 11월 낙동강 하구둑 건설이후 명지주거단지 매립, 신호공단 매립이 이루어졌으며 최근에는 가덕도 북쪽 해안에 부산신항만이 건설되고 있는 중이다. (중략)

The prediction of the dynamic behaviors of buoyant water discharges into a large volume of water bodies, the flows of water accompanying the density differences due to temperature differences and sometimes also to salinity differences, have attracted great concern over several decades. Heated water surface discharges from power plants and freshwater discharges in estuaries are typical examples of the buoyant flows. (omitted)

근래에 들어 세계적으로 지진 발생의 빈도가 급증하여, 여러 나라에서 지진에 의한 피해가 다수 보도되고 있다. 이는 그만큼 단층의 운동이 활발히 이루어지고 있음을 의미하고, 이에 따라 지진해일의 발생빈도 역시 증가하고 있어 지진해일의 연구에 대한 필요성과 그 위험성 에 대한 관심도가 세계적으로 높아지고 있다. (중략)

본 연구는 액체가 담긴 직사각형 용기를 회전시켜 spin-up 시킨 뒤 주기적인 외력을 가하여 요동운동 시킬 때, 용기 내에 나타나는 유동을 실험 및 수치해석 방법으로 조사한 것 이 다. 서와 김(1), 서 등(2)은 본 유동 모델의 2차원 수치 해석과 가시화 실험을 통하여 낮은 로스비 수(Ross number)와 레이놀즈 수(Reynolds number)의 유동에 적용할 수 있는 Ekman 분출모델을 제안하였다. (중략)

The Kyunggi Bay (125-l28E, 36-38N) is a macro-tidal bay in the western central port of Korean Peninsula(Fig. 1). The Bay characterizes its feature as wide tidal flats, deep tidal channels and tidal sand ridges running in parallel to tidal flows. The macro-tidal range (up to approximately 8.6m) and consequent strong tidal currents erode the bottom sediment and selectively transport to the low-energy area forming tidal ridges or tidal flats. (omitted)

사질 퇴적물로 구성된 해저면은 모래결( ripple)을 이루고 있는 경우가 많으며 이는 흐름 또는 파랑상태가 변화하는데 따라 쉽게 변화한다. 모래결은 해수의 움직임에 영향을 받아 자연적으로 형성되는 저면의 굴곡이지만, 모래결의 크기가 역으로 해수의 거동에 상당한 영향을 미치므로 모래결과 해수흐름의 상호간섭 현상은 많은 관심을 끌어 왔다. (중략)

대부분의 하구역에 널리 분포되어 있는 미세-점착성 퇴적물은 과다 침식 혹은 과다 퇴적으로 인한 해안 침식 및 항로 매몰 등의 문제와 독성 물질과의 용이한 결합 및 수체 내 태양광 투과능 저하 등으로 인한 환경 오염 문제 등을 야기한다는 것은 잘 알려진 사실이다. (중략)

최근 국내에서는 자연의 보호와 가치를 배려한 개발의 필요성과 그에 수반한 환경 의 다양한 가치가 국민들 사이에 인식되기 시작했다. 때문에 요즈음은 개발계획에 있어서 환경창조, 친환경, 또는 Mitigation 등의 캐치프레이즈 하에 구체적으로 지속 가능한 개발이 가능토록 계획되고 있다. (중략)

연안에서의 부유물질 농도는 파랑, 조류 등 수리 역학적 현상과 기상 조건 및 저질의 상태에 따라 그 변동양상이 결정된다 (Moody et at.,1987; Ridderinkhof et al., 2000). 현재까지 개발된 장비로는 시ㆍ공간적으로 변동하는 부유물질 농도의 특성을 충분히 관측하고 이해하는 데는 한계가 있다. 그러나, 비교적 단순한 장비에 의존하는 연구일지라도 우리나라 주변 연안에서 부유물질 농도 변동에 대한 정량적인 연구는 매우 부족한 실정으로 기초적인 자료의 축적이 거의 전부한 상태이다. (중략)

천해조와 조간대가 발달되어 있는 하구에서의 소류사 이동 특성을 규명한 선행 연구 (강 등, 2002)에 이어 본 논문에서는 해당하구에서의 부유사 이동 특성을 규명하였다. 한계소류력을 야기시키는 유속보다 큰 유속이 발생할 경우 즉각적인 유사의 이동을 유발하는 소류사 이동에 비해 부유사 이동은 좀 더 복잡한 거동을 보인다. (중략)

연안구조물을 설계하기 위해서는 구조물에 미치는 해양외력의 평가가 선행되어야 하며, 여러 가지 해양외력 중 구조물 건설위치에서의 파고, 즉 천해설계파는 제체중량, 제체형상, 피 복재의 중량 등의 결정에 직접적으로 영향을 미치기 때문에 가장 중요한 설계외력이다. (중략)

미육군 공병단이 해빈(근빈)의 해파예측을 위해 병렬적 CGWAVE(Pachang 과 Demirbilek, 1998) 및 STWAVE모형(Fahey와 Smith,2001)을 제시하는 반면 해군연구기금(Office of Naval Research)은 선진해파예측 연구를 쇄파대 외측의 해빈역 관측(SHOWEX)을 통해 수행하고 있는데 SWAN (Simulated Waves Nearshore) 모형을 중점적으로 적용하고 있다. (중략)

최근 육지 환경의 부족, 육상자원의 고갈 및 휴양시설의 개발에 따라 해양 공간 이용문제가 대두되면서 항만의 연안역 이용이 다변화되고 있다. 해양의 효율적 개발과 사용을 극대화하기 위해 일반적으로 방파제의 설치를 고려할 수 있다. 하지만 기존에 사용하던 착저 중력식 방파제는 수심이 깊어짐에 따라 여러 한계점을 노출하고 있다. (중략)

외해에서 전파되어 온 파랑은 상대적으로 수심이 얕은 천해로 이동하면서 바닥지형의 영향으로 회절, 굴절, 반사, 천수 및 쇄파 등과 같은 다양한 현상을 경험한다. 본 연구에서는 바닥지형의 변화에 따른 파랑의 반사에 대해 검토하였다. (중략)

최근 항구 및 해안지역의 오염과 대규모 준설 매립으로 인하여 습지 및 환경 생태계 파괴 가 심각한 문제로 대두되고 있다. 또한 파도와 조수의 이동으로 인한 해안침식, 태풍이나 폭풍 둥의 자연재해로 인한 해안 및 항만구조물의 파괴가 빈번히 발생되고 있다. 이에 지오텍스타일 공법을 해안생태계를 복원 및 보전하고 해안 및 항만구조물로 활용하기 시작했다. (중략)

천연적인 용승현상이 발생하는 지역은 청결하고 풍부한 염양염류와 낮은 수온을 가진 심층수에 의해 좋은 어장을 형성한다. 그러므로, 전체 해양면적의 0.1%에 해당하는 천연용승 발생 지역에서 어획량은 전체의 거의 절반을 차지한다. 이러한 심충수를 인공적으로 끌어올리기 위해 파랑에너지를 이용하는 인공용승장치 에 관한 연구가 최근에 시도되고 있다. (중략)

최근 국내에서 건설되고 있거나 계획 중인 신항만의 대부분은 우리나라의 대표적인 연약지반 지역에 위치하고 있어 항만 건설에 있어 경제성 및 시공성에 많은 어려움을 겪고 있으며, 방파제의 경우에도 연약지반 위에서 안전성을 확보하기 위해 엄청난 비용을 투입하여 지반계량을 실시하고 있다. 이러한 문제를 해결하기 위하여 경제적이면서도 안전성을 확보할 수 있는 새로운 형식의 연약지반용 방파제의 개발이 시도되고 있다(권오순 등.2001 ; 권오순 등, 2002). (중략)

염소이온 확산해석을 실제 구조물에 대해서 수행하기 위해서는 여러 변수들에 대한 값들이 필요하다. 이러한 변수들에 대한 값들은 적용 배합에 대한 실험을 통해 직접 측정할 수도 있지만 설계 단계에서 염해에 의한 내구성을 평가를 위해 실험을 수행하기가 실용적인 관점에서 매우 어렵다. (중략)

조석을 수치모의하기 위해 North carolina 대학의 R.A. Luettich와 Notre Dame 대학의 J.J. Westerink가 개발한 ADvanced CIRCulation model for oceanic, coastal and estuarine waters(ADCIRC) 유한요소모형 (Luettich, et al., 1992)은 수심 적분된 2 차원 모형(2DDI)과 3차원 모형(3DL)으로 구성되어 있는데, 그 중 2차원 ADCIRC 유한요소모형은 천수방정식에서 연속방정식과 운동방정식을 합성하여 수면변위에 대해 하나의 식으로 표현한 파동방정식(wave equation)을 지배방정식으로 사용하고 있다. (중략)

ADP(Acoustic Current Profiler)는 수중에서 음파를 발사하여 해수와 함께 유동하는 부유입자에 의하여 반사되는 음향의 Doppler 효과를 이용하여 여러 개의 수층에서 유속과 유향을 측정하는 장비이다. Doppler 효과에 의한 반사음향의 주파수 천이가 부유입자의 속도에 따라 달라지는 것을 이용하여 해수의 흐름을 관측할 수 있다. (중략)

경계요소법은 Laplace 방정식을 지배방정식으로 하는 지하수 흐름이나 해안공학 문제의 해석에 있어 매우 정확한 해를 제공하는 수치 기법이다. 특히, 경계요소법은 유한차분법이나 유한요소법과 같은 다른 수치기법과 달리 계산시간이나 기억용량의 절감 등에서 매우 효율적이다. 또한, 임의의 형태를 갖는 지형에도 큰 문제없이 쉽게 적용할 수 있고 요소의 크기를 자유롭게 조절할 수 있는 장점이 있다. (중략)

파랑과 해빈류가 표사이동의 주외력으로 작용하고 있는 동해안에 위치한 대부분의 중소항만 및 어항들은 사빈 해안에 건설되어져 있으며, 어항의 건설로 인해 항의 인근해안은 구조물 건설로 인한 해안침식 현상이 유발되고 있다. 이러한 현상들로 인해 천해의 관광자원인 해수욕장의 침식이라는 극심한 피해를 입고 있으며, 해안침식이 사회적 문제로 파급되고 있는 실정이다. (중략)

해양구조물 설치(Offshore Engineering)에 대한 수요가 급증함에 따라 보다 정확한 설계와 시공을 위한 해저지형 및 지질환경에 대한 탐사(Geophysical Survey)수요가 급격히 증가하고 있다. 전자기파의 감쇄가 심한 해수로 덮여 있는 해저에 대한원격탐사 매체로는 SONAR(SOund Navigation And Ranging)시스템이 일반적으로 이용되고 있다. (중략)

폭풍해일이나 파랑에 대한 보다 정확한 예측을 위해서는 해상에서의 바람장에 대한 정확한 추산이 선행되어야 하며, 특히 해상ㆍ연안재해를 유발시키는 최대풍이 주로 태풍상황에서 발생되기 때문에 이에 대한 정확한 예측이 매우 중요하다. 태풍은 일반적인 온대성 저기압이나 고기압과는 달리 그 중심부근에서 기압과 바람의 시공간적 변화가 크고 태풍의 중심이 빠른 속도로 이동되기 때문에 일반적인 기상자료 분석에 의해 산출된 바람장은 해양모델에서 요구되는 상세한 변화를 나타내지 못하고, 특히 실제 관측된 기상자료가 전무한 해상으로 태풍이 이동했을 경우에는 일기도 격자점 상의 기압으로 해상풍을 구하는 것은 큰 오차를 유발한다(해양수산부, 2001). (중략)