• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2020년도 학술발표회
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• pp.304-304
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• 2020

항만구조물의 방파제 또는 방파호안의 마루높이는 배후지역의 활용도에 따라 내습파의 월파로 인한 전달파 또는 월파량에 의해 결정되기 때문에 월파량산정은 항만구조물을 설계함에 있어서 주요한 설계인자이다. 그동안 국내에서는 항만구조물 설계시 주로 외국의 기준이나 기법을 활용하고 있는 실정이다. 국내 항만설계기준에서는 Goda도표를 이용하여 직립제 및 방파호안에 대한 월파량 산정방법을 제시하고 있으나, 도표축이 log로 되어 있어 내삽 또는 외삽시 사용자에 따라 월파량 차이가 발생할 수 있다. 국내의 해역특성 및 최근 설계동향을 반영한 월파량 산정식의 개발이 필요하고, 동일조건에 대한 동일한 월파량 산정결과가 도출될 수 있어야 한다. 최근의 대표 연구성과인 EurOtop(2007)과 같이 지수함수의 형태로 월파량 산정식을 제시하고자 한다. 경사식구조물의 평균월파량 산정식 도출을 위해 적용한 구조물 위치에서의 수심(d_t)은 0.40m, 0.55m, 0.70m 이다. 적용수심을 서로 다르게 한 것은 기존의 대부분의 연구에서 적용하지 않았던 구조물 위치에서의 쇄파조건을 고려하기 위한 것이다. 실험파는 Bretschneider-Mitsuyasu 주파수 스펙트럼을 사용한 불규칙파를 적용하였다. 본 연구에서는 주 피복재로 TTP를 대상으로 하였고, 주기 및 파고를 다양한 조건에서 수리실험을 수행하였다. 본 연구의 실험결과는 월파량 계측을 통해 분석된 평균 월파량을 적절한 산정식으로 나타내기 위해 EurOtop(2007)의 기존 월파량 산정식 형태에 대입하여 비교하여 분석하였다. 따라서, 본 논문은 월파량 산정식 제시를 통해 보다 합리적인 항만구조물의 마루높이 산정이 가능하게 하고, 또한 월파량 산정과 관련된 실험자료 구축을 통해 신뢰성해석 자료 및 수치모형의 검증 자료로 활용될 수 있을 것으로 판단된다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2012년도 학술발표회
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• pp.727-727
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• 2012

최근 제체 설치수심의 대수심화로 인해 직립 케이슨제의 건설이 주를 이루고 있으며, 외곽시설의 경우 평면배치에 의하여 곡면부 구간이 형성된다. 이와 같은 구간에서는 파랑 증폭이 발생할 수 있다. 특히 우각부 구간에서의 파랑증폭에 의한 월파량 산정은 기존 직각으로 입사하는 조건에 대한 월파량 산정 방법과는 다른 해석이 필요하다. 본 연구에서는 직립제 우각부에 대한 월파량 분포를 검토 및 분석하고자 한다. 그림 1과 같이 우각부의 각도를 $10^{\circ}{\sim}30^{\circ}$로 제작했으며, 각각 발생시킨 파랑의 주기는 1.18초, 1.38초, 1.57초, 1.77초, 1.98초, 파고는 7.5cm, 10cm, 12.5cm이다. 또한 그림 2와 같이 각 월파가 일어나는 직립제 모형의 여유고를 7.5cm, 10cm, 12.5cm, 15cm를 적용하였다. 우각부 구간에서 월파의 공간적인 분포를 수리모형 실험을 통하여 검토하였다. 월파의 공간적인 분포를 검토하기 위하여 월파량 영향계수( )를 도입하였다. 우각부가 없는 직각으로 입사하는 조건의 월파량 실험을 통해 그 월파량의 값이 영향계수의 $r_x=1.0$이며, 우각부 중심을 기준으로 구조물을 따라서 공간적인 월파량 영향계수를 산정하였다.

• 대한토목학회논문집
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• 제41권6호
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• pp.663-673
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• 2021

해안구조물 설계시 허용평균월파량은 설계요소중의 하나이며, 구조물의 마루높이는 구조물의 안전, 보행자의 안전 및 운영 등에 요구되는 월파량 이하가 되도록 하여야 한다. 최근 들어 보다 안전한 설계를 위해 평균월파량보다 개별 최대월파량을 기준으로 적용하자는 제안이 이루어지고 있다. 본 연구는 비쇄파조건에서 개별 최대월파량에 대한 정보를 제공하고자 하는 것이며, 경사식구조물의 기하학적 형상을 고려안 2차원 수리모형실험을 수행하였다. 또한 실험을 위해 새로운 계측방법을 고안하였다. 실험결과를 이용하여 평균월파량에 기반하여 개별 최대월파량을 산정할 수 있는 경험식을 제안하였다. 그리고 피복재 어깨폭에 따른 평균월파량의 저감효과에 대해서도 검토하였다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2004년도 학술발표회
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• pp.1459-1463
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• 2004

최근 빈번하게 발생하는 기상이변현상의 하나로 발생한 제14호 태풍 "매미"는 한반도 남부지방을 통과하면서 강풍과 해일을 동반하여 해안에서는 해일이 발생하여 평균해수면의 상승과 파의 쳐올림(run up)에 의한 월파량(wave overtopping volume)으로 예상치 못한 침수피해가 속출하였다. 태풍으로 인한 주된 피해로써 특히, 침수피해는 이상고조로 인해 평균수위 상승이 만조와 겹침으로써 기존의 호안, 제방 등의 천단고를 넘어서 파의 쳐올림에 의한 월파량으로 호안 배후지의 침수피해가 발생하게 된다. 이러한 월파현상에서 월파량이 축척되면서 배후지에 축척된 수량에 의해 침수피해가 발생되는 근본적인 원인은 파의 쳐올림의 높이에 비해 호안의 제방 높이가 상대적으로 낮다는 데 있다. 우리나라 매립지의 지반고는 과거에 설계 시공한 인근 매립지의 지반고와 동일한 높이로 하고 있는 데 이러한 개념은 인근 지대와 동일조건을 부여하여 배후지에서 발생할 수 있는 여러 가지 문제점을 해결할 수 있는 장점이 많지만, 이건 설계방범은 해안공학적인 측면이 강조되어 설계되었다기보다 사회 경제적 측면을 강조하여 설계되어 왔기 때문에 이번과 같은 태풍에 대한 방재대책이 될 수 없었던 것이다. 따라서 원만한 방재대책이 수립되기 위해서는 과거의 설계방법을 탈피하여 현지조건을 정확하게 조사한 후 이를 근거로 하는 설계가 요구된다. 본 연구는 해안공학적 측면에 중점을 두고 수행하였다. 첫째로, 태풍 제14호 "매미"의 현황을 파악하여 조석현황과 이상고조, 파고추정의 범위를 결정한다. 또, 부산지방의 피해현장을 조사하여 피해의 유사성을 밝힌다. 둘째로, 송도 매립지 호안 전면에서의 월파현상과 월파량을 검토한다. 셋째로, 대체블록에 대해 간략 계산을 통해 유동성을 검토하였다. 이와 같은 연구과정을 통해 태풍이 내습했을 때 호안 배후지내의 월파량 철상을 2차원 수리모형실험을 통해 재현시켜 검토하고, 월파량을 평가기준으로 축척모형을 해안수리학적인 측면에서 검증하였다. 본 2차원 수리모형실험에서 재현시킨 월파량이 현실적으로 어느 정도의 월파량이 되는지는 계산에 의한 방법으로만 추정할 수 있으며, 여기서는 2차원 수리모형실험을 실시했던 자료를 이용하여 현재까지 알려진 방법으로 몇 가지 경우 즉, 현실적으로 일어날 가능성이 있는 최악의 경우에 대해 계산한 겉과, 동일조건에서 축척이 적을수록 추정 월파량이 많음을 알 수 있었다. 이것은 태풍이 내습하여 현실적으로 발생했던 월파량이 더욱 많았음을 유추할 수 있다. 또한, 태풍과 같은 자연재해, 특히 월파량에 대해 취약한 구조를 가진 호안의 경우 여러 가지 대안 중 인공쇄파대(artifical reef)와 같은 완충지대를 갖는 호안을 축조함으로써 월파량을 감소시키는 대안으로 제시하고자 한다. 본 연구 수행을 통해 태풍 내습시 발생 가능한 자연재해에 대한 사전 방지를 목적으로 태풍피해의 원인을 제시하고 이를 해결하여 현재의 방재대책이 항구적인 방재대책으로 전환될 수 있는 방안 마련의 기초 자료로 활용되기를 기대한다.

• 한국해안·해양공학회논문집
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• 제22권3호
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• pp.149-155
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• 2010

기존 월파량 산정식의 대부분은 파랑이 구조물에 직각으로 입사하는 조건에 대한 산정식으로서 경사입사파에 대한 연구는 미미한 실정이다. 또한 경사입사파 조건의 경우에도 상대적으로 짧은 모형을 실험에 적용함에 따라 경사입사파 내습시 구조물을 따라서 진행하는 파랑에 의한 월파를 고려할 수 없었으며, 단지 입사각에 따른 월파량 저감효과를 고려할 수 있는 월파량 저감계수(${\gamma}_{\beta}$)를 도입한 월파량 산정식을 제시하였다. 본 연구에서는 경사입사파 내습시 구조물 전면을 따라 진행하는 파에 의한 월파, 즉 월파의 공간적인 분포를 고려한 월파량 저감계수를 평면 수리실험을 통하여 제시하였다. 산정된 월파량 저감계수는 EurOtop(2007)에서 제시된 결과와 비교하였으며, 입사각이 $45^{\circ}$ 이상인 조건에 대해 EurOtop(2007)에서 제시한 월파량 저감계수를 개선하였다.

• 한국방재학회:학술대회논문집
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• 한국방재학회 2010년도 정기 학술발표대회
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• pp.107.1-107.1
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• 2010

본 논문에서는 국내 및 국외에서 항만 구조물 설계시 적용되는 월파량 산정식을 고찰해 보고 각각의 식에 대한 특성을 비교하였다. 일반적으로 항만구조물 설계시 대부분 구조물에 직각으로 입사하는 조건을 대상으로 하여 각종 설계 인자를 계산한 후 설계에 적용하게 된다. 그렇지만 실제 항만구조물 설계시 경사입사파 조건에 대한 검토가 필요한 경우가 발생한다. 이는 일반적으로 경사입사파 내습시 직각입사파 조건에 비하여 월파량이 저감되므로 경제적인 설계를 위해서는 필요한 사항이다. 본 논문에서는 기존 직립제에 대한 월파량 산정식의 비교 및 분석을 하였다. 그리고 국내 월파량 산정식의 개선점을 고찰해 보고자 한다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2020년도 학술발표회
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• pp.395-395
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• 2020

연안 지역의 침수 모의에 관한 국내 연구들은 간단한 월파량 공식 및 조위와 강우만을 결합하여 모의하였거나, 강우 없이 조위와 월파만을 고려하여 모의한 경우가 대부분이었다. 그렇지만 연안 지역의 침수는 강우와 (조위 포함) 월파가 시간에 따라 변하면서 발생하므로, 두 외력조건을 고려하는 침수 모의가 필요하다. 이에 본 연구에서는 연안지역의 침수 분석 시 강우-유출 분석과 2차원 지표면 침수 해석이 가능한 XP-SWMM을 이용하여 강우와 월파의 시간 변화를 고려한 침수 모의 방법론을 제시하고자 한다. 우선 FLOW-3D 모형을 사용하여 연안 지역의 흐름 분석과 월파량 시계열을 산정하였고, XP-SWMM에 산정된 월파량 시계열을 입력하기 위해 해안가 지역에 절점을 생성하였다. 절점의 위치는 FLOW-3D 모형에서 월파량 시계열을 산정한 격자의 중심 위치이다. 월파량 시계열 산정 시 FLOW-3D 모형의 격자를 XP-SWMM에서 모두 고려하기에는 많은 시간이 소요되므로 3개의 격자를 묶어 하나의 절점으로 구현하였고, 3개의 격자에서 산정된 월파량 시계열의 합을 해당 절점에 반영하여 XP-SWMM으로 침수 모의를 진행하였다. 제시된 방법의 적절성을 검토하기 위해 강우와 월파가 동시에 발생한 태풍 차바 내습 시 부산에 위치한 마린시티에 적용하였다. 분석 결과, 한국국토정보공사에서 제공하는 침수흔적도와 모의 결과가 유사함을 확인하였다. 본 연구는 연안 지역의 침수 해석 시 XP-SWMM으로 강우와 함께 월파를 고려한 침수 모의 방법을 제시한 연구 사례로서 의의가 있다. 이는 XP-SWMM의 범용성과 호환성을 높이는 방법론이며, 실제 침수 현상과 가깝게 재현할 수 있다고 판단된다.

• 한국해안·해양공학회논문집
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• 제24권3호
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• pp.228-234
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• 2012

비쇄파조건의 2차원 수리실험을 통해 직립식 구조물에 대한 월파량 산정식을 제안하였으며, 본 연구의 결과를 EurOtop(2007)과 비교하였다. 상대수심 영향계수(${\gamma}_{kh}$)를 통해 특정 상대수심 범위(kh > 1.55) 내에서는 상대수심이 증가하여도 거의 동일한 영향계수가 산정됨을 알 수 있었다. 그리고 파형경사의 경우에는 파형경사가 증가함에 따라 월파량 영향계수가 감소하는 것을 알 수 있었다. 월파량 산정식은 상대여유고와 무차원 월파량의 지수함수 형태로 표현하였으며, 상대수심 영향계수 및 파형경사 영향계수(${\gamma}_s$)를 제시하여 주기효과를 정량적으로 고려할 수 있는 월파량 산정식을 제안하였다.

• 한국해안·해양공학회논문집
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• 제22권6호
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• pp.397-404
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• 2010

테트라포드로 피복된 사석경사제를 대상으로 하여 설계파 조건, 피복층 마루폭 그리고 마루 여유고를 변화시켜 수리실험을 수행한 후, 대상 구조물의 월파 성능을 검토하며 그리고 널리 사용되고 있는 월파량 예측모형을 적용하여 수리실험 결과와 비교를 통해 예측모형들의 특성을 파악하였다. 사면경사와 주기는 월파량에 상당히 영향을 미치나, 피복층 마루폭의 변화에 따른 월파량의 차이는 미미한 편이다. Owen(1980)의 예측모형은 계측월파량과 비교하여 과대 예측하는 반면에, Van der Meer et al.(1998)의 예측모형은 비교적 급한 사면($cot{\alpha}$=1.5)에서만 과소 예측하는 경향이 있다. Besley(1999)와 Pedersen(1996)의 예측모형은 보다 폭이 넓은 피복층 마루폭을 가진 사면에서 계측월파량에 비교적 좋은 일치를 보여주나, 모든 실험조건에 대해서는 일반적으로 수정 Pedersen의 예측모형이 계측월파량에 가장 일치하는 결과를 나타낸다.

• 한국해안·해양공학회논문집
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• 제35권2호
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• pp.33-40
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• 2023

월파량은 항만구조물의 마루높이 산정 및 구조물 배후 시설물의 활용 등과 관련된 중요한 설계요소이다. 본 연구에서는 상대적으로 급한 전면 경사수심에 설치된 직립식 호안의 월파량 산정에 대한 수리실험을 수행하였다. 급한 경사면의 수심을 가지는 동해안의 대상 해역 2곳을 선정한 후 각각을 단면수로에 재현하였다. 각각의 대상해역별로 다양한 수심 및 파랑 조건에 대하여 월파량을 계측하였다. 특히 충격파 조건에 대한 월파량 산정결과를 기존 연구성과와 비교하였으며, 유사한 월파량 분포 경향이 나타나는 것을 알 수 있었다. 실험결과를 통해 직립식 구조물의 경우에는 전면 경사의 영향이 매우 큰 것을 알 수 있었으며, 향후 EurOtop 등의 적용시 이에 대한 검토가 필요할 것이다.