Subsidence Characteristics of Artificial Reefs using Sediment Grain Size and Shear Strength

This paper describes the mean grain size and shear strength properties related to subsidence characteristics using sediment samples and acoustic images obtained from artificial reef areas in Tongyoung and Jangsungpo offshore. The acoustic images collected from chirp sonar and side scan sonar show well the attitude/orientation, the distribution pattern, and the degree of subsidence of artificial reefs, suggesting the possibility of suitable site investigation and the management of the reefs using acoustic sonar. The sediments were largely composed of clayey silt and silty clay. The mean grain sizes in Tongyoung and Jangsungpo offshore show the ranges of 5${\sim}$9${\Phi}$ and 8${\sim}$9${\Phi}$, respectively. The shear strength was significantly increased at the depths of 20cm in Tongyoung offshore and 80cm in Jangsungpo offshore, corresponding to the subsidence depth of artificial reefs. The relationship between mean grain size and shear strength did not show a correlation, suggesting the shear strength does not totally depend on mean grain size. Provided subsidence characteristics with respect to various artificial reefs and seabed condition are investigated in more details, the constructing area of the reef can be more extended.

퇴적물의 입도 및 전단강도를 이용한 인공어초 침하특성

통영 및 장승포 지역에 설치된 인공어초의 침하특성을 조사하기 위해서 중력시추기를 이용한 해저 퇴적물 채취와 탄성파 탐사기 및 측면 주사 음향 탐지기를 이용한 인공어초의 상태를 조사하였다. 퇴적물 시료는 실험실에서 입도 및 전단강도에 대한 측정이 이루어 졌고 탄성파 자료는 음향 특성에 따라 그 특징을 해석하였다. 탄성파 자료를 분석한 결과 연구지역에 광범위하게 분포하고 있는 퇴적층에 인공어초가 어느 정도 침하되어 있음을 알 수 있었다. 또한 측면 주사 음향 탐지기의 영상을 분석한 결과 대부분의 인공어초들은 군집 혹은 서로 중첩되어 분포하고 있는 것으로 나타나서 음향자료를 이용한 인공어초의 상태를 전반적으로 파악할 수 있었다. 획득된 주상시료 분석 결과 평균 입도 5${\sim}$9${\Phi}$이며, 전단강도는 1${\sim}$5kPa를 보였다. 평균 입도의 경우 정점별로 수직적인 값의 변화는 작은 반면, 전단강도 값은 평균 입도에 비해 깊이가 깊어질수록 증가하는 양상을 보였다. 특히, 전단강도 값은 퇴적층 깊이 약 20${\sim}$40cm에서 갑자기 증가하는데 이것은 조사 지역에서 실시한 잠수조사 결과를 바탕으로 인공어초의 침하깊이 20${\sim}$30cm와 거의 일치하는 것으로 나타났다. 따라서 조사 지역의 경우 전단강도 값이 약 2${\sim}$3kPa 이상을 가지는 곳에서는 침하 현상이 거의 일어나지 않거나 아주 느리게 일어나고 있는 것으로 사료된다. 본 조사 지역과 같이 니질의 함량이 높고 입도가 유사한 경우에도 퇴적 과정 혹은 퇴적물 특성의 차이나 퇴적 후의 속성 작용에 의한 전단강도 값의 증가를 기대할 수 있으며, 또한 인공어초의 종류와 크기, 무게, 형태 등에 따른 해저면의 침하 특성도 다를 수 있기 때문에 향후 보다 종합적인 요인에 대한 분석이 이루어진다면 연약 지반 해역에 대한 인공어초의 시설 대상 범위는 지금보다 더 확대될 것으로 판단된다.