• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2015년도 학술발표회
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• pp.89-89
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• 2015

항만 및 어항 구조물을 구성하는 다양한 해안구조물은 파랑의 천수효과, 굴절, 회절, 부분반사, 해저마찰, 쇄파의 영향 등을 고려해야하며 파고 및 파향 등의 해양특성의 검토가 반드시 이루어져야 한다. 실제의 해양파가 방향스펙트럼을 갖는 다방향 불규칙파라는 것은 잘 알려져 있으며, 기존의 해안구조물의 내파설계 또는 천해역의 파랑변형 검토에 있어서도 실제 해양파에 보다 가까운 다방향 불규칙파를 이용한 수리모형실험에 의해 파랑현상을 정도 높게 재현하는 것은 매우 중요하다. 본 연구에서는 실제 해양파를 정도 높게 재현할 수 있는 다방향 불규칙파 조파장치를 사용하여 구조물 전면해역에서의 파랑스펙트럼을 재현하고, 심해에서 발달된 파랑이 천해로 진행될 때 지형에 의해 발생되는 천수변형과 구조물 주위에서 나타나는 파랑변형의 현상을 고려하여 항내로 유입되는 파랑의 분포 특성을 검토하였다. 특히, 다방향 불규칙파로 인한 항내 파고분포 특성을 검토하기 위하여 동일 파랑에 대한 규칙파 및 불규칙파랑을 조파하여 그 결과를 상호 비교하였다. 아울러, 정온수역유지를 위한 월파현상을 수리적으로 재현할 수 있는 3차원 수리모형실험 수행하여 월파현상이 항내정온도에 미치는 영향을 고찰, 해석하여 항만 시설물 계획시 안정한 정박 및 이용에 대한 가능한 정온유지여부를 검토하였다.

• 한국해안해양공학회지
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• 제7권4호
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• pp.313-320
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• 1995

일정 경사를 갖는 해안에 입사하는 같은 주기의 두개의 파열이 교차하는 경우에 대하여 천해역에서 파랑 변형에 대한 수치해석을 수행하였다. 본 모형은 파랑 에너지 평형 및 파랑운동 보존식에 기초하여, 시간과 수심에 대해 평균한 질량 및 수평방향 운동 보존방정식을 반복적으로 계산하여 해를 구하였다. 계산된 결과를 이용하여, 천해역에서 파열이 교차할 때 파고와 평균수위변동에 영향을 주는 입사 파향각 및 심해파고와 같은 매개변수 변화에 따른 파랑 변형에 대해 고찰하였다.

• 한국해안해양공학회지
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• 제16권1호
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• pp.27-38
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• 2004

본 연구에서는 Shimosako and Takashi(1999)가 직립방파제 케이슨의 기대활동량을 계산하기 위해 개발한 신뢰성 설계법을 방향 불규칙파의 방향 분산, 심해 설계주파향이 해안선에 직각 방향과 이루는 각도, 심해 주파향의 설계치에 대한 변동 등과 같은 파향의 변동성을 고려할 수 있도록 확장하였다. 심해로부터 방파제 설계 위치까지의 파랑변형을 계산하기 위하여 Shimosako and Takahashi는 평행한 등심선을 갖는 직선 해안에 직각으로 입사하는 일방향 불규칙파를 가정하여 Goda(1975)가 개발한 모형을 사용하였다. 본 연구에서는 방향 불규칙파의 변형을 계산하기 위하여 Kweon et al.(1997)이 개발한 모형을 사용하였다. 파랑의 방향분산 및 심해 주파향의 변동에 의한 영향은 별로 크지 않은 반면에, 심해 설계주파향이 해안선에 직각 방향과 이루는 각도의 영향은 상대적으로 커서, 이 각도가 증가함에 따라 기대활동량이 감소하는 경향을 보였다. 특히 우리나라 동해안 일부 지역의 현장 자료를 이용한 경우 파향의 변동성을 고려했을 때의 기대활동량이 이를 고려하지 않았을 때에 비해 약 1/3수준으로 감소하였다. 파랑변형 계산을 위하여 Goda 모형을 사용하는 경우 무시되는 굴절의 영향을 보정하기 위하여 계산된 유의파고를 일률적으로 6% 감소시키는 것은 심해 설계주파향이 약 20$^{\circ}$인 경우에 적합한 값이며, 심해 설계주파향이 보다 작은 경우에는 6%보다 작은 값을, 보다 큰 경우에는 6%보다 큰 값을 사용해야 한다. 케이슨의 기대활동량을 30cm로 설계할 경우 수심이 약 25 m 이하의 지역에서는 파향의 변동성을 고려하지 않더라도 기존의 결정론적 설계보다 최대 약 30% 정도까지 케이슨의 폭을 줄일 수 있다. 동해안 일부 지역의 현장 자료를 사용하여 파향의 변동성을 고려할 경우에는 이를 고려하지 않은 경우보다 최대 약 10% 정도까지 케이슨의 소요 폭이 감소하며, 고려한 전 수심 구간(10∼30 m)에서 결정론적 설계보다 작은 케이슨 폭이 요구된다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2022년도 학술발표회
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• pp.219-219
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• 2022

지구 온난화와 함께 발생하는 해수면 상승은 한반도의 해안지역을 비롯하여 울릉도 등 도서지역 전반에 걸쳐 진행 중이다. 또한 해수면의 온도 상승으로 인한 열대저기압의 생성 시 에너지 공급이 증가하며 연안으로 내습하는 파랑 내습 에너지가 커지게 된다. 경상북도 울릉군에 위치한 남양항은 최근 2019년 태풍 다나스 및 2020년 태풍 마이삭 등에 의해 고파랑 혹은 침수 피해가 발생하여 항 내에서는 물양장과 선박이 파괴되고 방파제가 전도되는 등의 피해가 속출하였다. 동해안의 태풍 내습, 지구 온난화와 저기압 발달에 의한 수위 상승 등과 같은 다양한 해양기후를 고려한 연안 구조물의 파랑 영향을 검토하는 것이 중요할 것으로 판단되었다. 기상청 태풍센터에서 제공하는 1979년부터 2020년까지 한반도 해역에 내습한 태풍 중 울릉도에 영향을 미친 태풍은 18개로 울릉도 인근에 영향을 준 내습 태풍을 10년 단위로 분석해 보면, 1980년대 3개, 1990년대 2개, 2000년대 8개, 2010년대 3개, 2020년 2개로 2000년대에 울릉도 영향권에 들어간 태풍이 가장 많았으며, 심해파 추산 기간 이후 2020년 1년 동안 울릉도 인근으로 마이삭, 하이선과 같은 2개의 태풍이 연속적으로 영향을 주었다. 울릉도에 영향을 미친 18개 태풍을 대상으로 일본 기상청(JMA)에서 제공하는 1시간 바람장을 이용하여 파랑 후측 수치 모의를 수행하였으며, 해양수산부와 기상청 관측 부이를 이용하여 파랑에 대한 정확도를 확보하였다. 고파랑 내습 시 연안에 조우하는 수위 조건은 파랑 에너지의 증가를 결정하게 되며, 항만 구조물의 설계에 적용되고 있는 약최고고조위 이상(4대분조의 최대 조위)의 최극조위 조건에서 해안 구조물에 월파 및 침수 피해를 주는 요인으로 작용할 수 있다. 이를 바탕으로 울릉도 남양항에서 폭풍 시 내습한 최극고조위(0.65m)와 IPCC 5차 보고서에 제시한 최악의 시나리오(RCP 8.5) 조건에서 울릉도에서 확인된 0.79 cm 상승고를 반영하여 범람위험평가를 광역에서의 계산 결과를 입력자료로 하여 준 3차원 비 정수압 파랑 변형 수치 모형인 MIKE 3 Wave를 사용하여 실험하였다. 해수면 상승에 의한 수위 상승고는 연안 파랑 증가에 영향을 주었으며 연안 구조물의 침수 피해에 영향을 줄 것으로 판단되었다. 월파 차단, 파랑 차폐의 목적으로 건설되는 구조물의 규모 및 천단고 등을 설정하는데 설계 수위의 선정은 중요하다. 수치 실험 결과를 바탕으로 방파제 및 호안의 범람 위험 평가를 수행하고 구조물 설계 시 이러한 해수면 상승고가 반영된 설계가 중요하다는 것을 위험 평가를 통해 확인할 수 있다.

• 한국해안해양공학회지
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• 제6권3호
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• pp.281-289
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• 1994

Boussinesq 식과는 달리 심해로부터 천해까지 파랑의 전영역에 적용 가능한 비선형 규칙/불규칙 파랑의 예측모델의 지배방정식이 제시되었다. 근본은 쌍곡선형 완경사방정식(Copeland, 1985)에 근거를 두고 있다. 제시된 식은 심해로부터 천해까지 선형 파랑전파의 분산 관계를 엄밀히 만족시켜주며 식을 전개하였을 때 Boussinesq 식의 여러 형태와 동일성을 유지하고 있음을 입증할 수 있었다. 또한 선형성을 유지하는 대표유속의 자유수면아래 위치를 산정할 수 있는 관계식을 제시하였다.

• 한국해안·해양공학회논문집
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• 제21권6호
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• pp.480-494
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• 2009

장기간의 극치 파랑자료는 연안 및 항만구조물의 계획 및 설계에서 매우 중요한 인자이다. 그러나, 한국 연안 심해파는 관측 자료가 한정되어 있으므로 기상정보로부터 사후추정한 장기간의 파랑자료를 이용하고 있다. 한국해양연구원(2005)에서는 1979년부터 2003년까지의 한국연안 106개 지점의 극치 파랑 자료를 제시하였다. 본 연구에서는 이 자료를 활용하여 최적 극치분포 함수를 분석하고, Goda(2004)가 제안한 확산모수를 산정하였다. 산정된 확산모수는 모멘트법으로 산정한 결과와 잘 일치하였다. 그러나, 확산모수가 외국사례보다 큰 1.0에서 2.8에 이르고 있기 때문에 차후 설계파에 대한 검토가 필요하다.

• 한국해안해양공학회지
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• 제19권3호
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• pp.222-227
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• 2007

심해에서 생성된 최극해파가 파랑과 상호작용하는 현상에 대한 연구를 수행하였다. 이러한 파랑은 분산집중을 이용하여 산정하였다. 이러한 과정은 선형 및 비선형 방정식의 해를 구하여 얻을 수 있다. 상호작용에서 비선형성의 역할을 강조하였다.

• 한국해안해양공학회:학술대회논문집
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• 한국해안해양공학회 2003년도 한국해안해양공학발표논문집
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• pp.249-253
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• 2003

심해로부터 해안으로 전파해오는 파랑은 해저지형 또는 구조물 등의 영향을 받아 반사, 쇄파 등과 같은 변형을 겪게 되며, 이와 같은 파랑은 연안침식 및 해안구조물의 안전과 설계에 영향을 미친다. 수중방파제(submerged breakwater)는 입사하는 파랑에너지를 대규모로 감소시켜 연안침식을 방지할 뿐만 아니라 방파제를 수중에 건설함으로써 해역환경의 개선을 가능하게 한다. 또한, Bragg반사를 이용하여 수중방파제를 건설할 경우, 연안의 불필요한 침식 및 퇴적현상을 최소화할 수 있을 뿐만 아니라 입사파에 의해 발생하는 해안구조물의 손상을 사전에 방지 할 수 있다. 아울러, 항만의 정온도를 향상시키는데 효과적으로 이용할 수 있다. (중략)

• 한국지반환경공학회 논문집
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• 제14권5호
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• pp.33-39
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• 2013

전 세계적으로 새로운 에너지 자원을 개발하기 위해 심해 지역의 시추탐사를 진행하고 있다. 국내의 경우 2007년 동해 울릉분지에서 수행된 가스 하이드레이트 심부 시추 사업(Ulleung Basin Gas Hydrate Expedition 1)에서 가스 하이드레이트의 부존을 확인하였다. 가스 하이드레이트 생산 및 생산기지 건설을 위해 심해토의 지반공학적 특성은 매우 중요하다. 본 연구에서는 동해 울릉분지에서 수행된 가스 하이드레이트 심부 시추 사업(UBGH2)에서 획득된 시료를 이용하여 실내실험을 수행하고 지반공학적 특성을 분석하였다. 비중, 아터버그 한계, 비표면적 및 입도분석 등 기본 토질 특성 실험을 실시하고 선행연구의 결과와 비교하였다. 또한 벤더 엘리먼트를 설치한 압밀셀을 이용하여 압밀실험을 수행하면서 압밀특성을 분석하고 수직유효응력에 따른 전단파 속도를 측정하였고, 투수계수값을 구하였다.

• 지구물리와물리탐사
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• 제9권2호
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• pp.163-170
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• 2006

탄화수소 확정매장량의 부족으로 인해, 주로 육상이나 천해에서 수행되던 탄화수소 탐사는 점차 대륙붕을 넘어 깊은 바다까지 확대되고 있다. 심해에서도 탄성파 자료의 획득이 가능하지만, 탄산염암, 화산암 등이 분포하는 해저지층, 해저 영구 동토 지역 등과 같이 탄성파의 반사 강도가 강하고 산란이 심한 지층에서 얻은 자료는 지층의 분석이 쉽지 않기 때문에 보완 탐사가 필요하다. 탄화수소의 전기비저항이 높은 특성으로 인하여 전자탐사로 그 부존 유무를 판단할 수 있으므로, 해양 인공송신원 전자탐사는 석유 탐사의 보완적인 방법의 하나로써 이용되기 시작하였다. 이 탐사 방법은 천해지역보다 오히려 심해지역에서 더 높은 감도를 얻을 수 있어서 특히 심해지역의 보완 탐사로 유용하다. 여러 석유회사에서 전자탐사가 보완 탐사로 유용함을 인식한 지는 불과 5년 밖에 되지 않았지만, 현재는 시추 지역 선정에도 전자탐사를 이용하고 있다. 전자탐사는 도입 초기부터 매우 훌륭한 결과를 얻었으며, 최근에는 여러 회사에서 탄화수소 탐사를 위해 자기지전류탐사나 전자탐사를 수행하고 있다.