본 연구에서는 퇴적물 이동에 의한 해빈단면 및 해안선의 변화 형태를 파랑모델이나 순환모델의 도움없이 예측하는 간단한 수치 모델을 제시하는 데 그 목적이 있다. 해안선의 변형에 대한 연구는 그동안 많은 진척되었으며 최근 해빈단면의 변형 모델은 물론 3차원적인 복잡한 해저면에도 적응할 수 있는 복합적인 토사이동 모델이 활발히 개발되고 있다(Watanabe 등, 1980; Wang and Miao, 1992; 과학기술처, 1992). (중략)
본 연구는 상주해빈의 침식현상을 진단하기 위하여 해빈 단면 측량결과 및 저질 조사결과를 기초로 하여 해빈의 천이주행 특성 및 각 단면별 저류표사량을 산정 하여 해빈 보호 대책을 수립하기 위한 기초자료를 제시하고자 한다. 현장관측을 통하여 상주해빈에 침식방지의 기능을 도모하고자 설치한 돌제가 역기능을 나타내고 있음을 알 수 있었다. 이러한 이유는 도류제가 건설된 후 침식이 가속화되어 침식방지의 기능을 위하여 설치한 돌제가 침식방지의 기능보다는 침식을 가속화시키는 것으로 조사되었다. 그리고 Sonu and Beek(1971)가 제시한 해수면상 저류표사량 산정모델이 자연해빈뿐만이 아니라 해안 구조물이 설치된 해빈에도 유용한 모델임을 입증하였다.
연안역에서 해저지형의 변화를 예측하는 것은 해빈침식제어, 하구폐색, 항로매몰문제, 방파제 및 증ㆍ양식장과 같은 연안시설물의 설치에 있어서 고려하지 않으면 안될 중요한 연구과제의 하나이다. 이러한 해저지형의 변화를 예측하기 위하여는 수평이차원의 국지역에서 순표사량의 정량적인 평가가 필요하다.(중략)
제주도 서부의 하모와 협재 해빈에서 표층 퇴적물과 해빈단면의 계절별 변화를 연구하였다. 또한 계절별 해빈사의 이동방향을 조사하였다. 하모해빈은 경사 $7.3^{\circ}-10.8^{\circ}$이며, 화산암 역과 패각편을 포함한 중립질 모래로 구성된다. 협재해빈은 경사 $2.8^{\circ}-6.5^{\circ}$이며, 조립질 패각편 모래로 구성된다. 하모해빈은 해빈 서쪽에 축조된 방사제의 영향으로 해빈 변형이 발생하는 것으로 추정된다. 협재해빈은 동계 동안 북서계절풍에 의해 사구 쪽으로 표사이동이 일어났다.
Wells (1967)에 의해 제안된 2nd order 파랑들의 비선형 상호작용에 의한 바닥 부근에서의 유속분포에 대한 왜도(skewness)를 다시 계산하고 재평가하였다. 해안선에 수직한 방향의 퇴적물 이동 방향을 그 유속의 3차 모멘트(왜도)의 부호에 따라 알 수 있음을 보였고, 해빈이 어떤 교란을 받은 후에도 원래의 평형을 회복할 수 있는 새로운 개념의 중립수심을 제안하였다. 또한 계절적인 파랑조건의 변화에 따른 해빈단면의 변화(폭풍-너울 단면)도 종래의 단순한 파랑구배에 의한 구분보다는 파랑의 비선형 상호작용으로 설명되었다. 즉, 파랑의 비선형 작용이 강할 때에는 (폭풍파) 해빈은 침식을 받으며, 반면에 비선형작용이 약할 때에는 (너울파) 해빈은 퇴적됨을 보였다.
제주도의 주요 해수욕장인 이호와 함덕해빈에 대한 해빈단면 조사와 입도분석 연구를 통해 해빈퇴적물의 분포경향과 해빈특성을 파악하고, 폴대와 포사기 조사를 통한 계절별 해빈사의 이동방향과 이동량 및 해빈지형 변화상태를 파악하였다. 이호해빈은 중조립질 모래로 구성되어 있고 총길이 590m이며, 경사는 하계 12.3$^{\circ}$, 동계 10.8$^{\circ}$로 하계가 다소 높은 편이다. 함덕해빈은 패각편 모래로 구성되어 있고 총길이 950m이며, 경사와 폭은 각각 하계 5.7$^{\circ}$, 114.5m, 동계 7.4$^{\circ}$, 97.4m이다. 해수중의 해빈 부유사의 이동량은 동계가 33.2 mg/l로 하계의 4.5 mg/l 보다 많았고 주로 북동 방향에서 해빈모래가 공급되고 있었다. 이호해빈은 해빈 동쪽에 축조된 방사제의 영향으로 모래유실에 의한 해빈변형이 일어나고 있었고, 함덕해빈은 해빈 중앙부와 애도지역에서 북서계절풍에 의한 사구쪽으로 표사이동이 일어나고 있다.
현재까지 제안된 해빈 종단면 변형 모델은 공통적으로 폭풍으로 인한 해빈침식과 연안 사주의 형성에 대해서는 비교적 잘 모의 할 수 있었으나 폭풍 후 퇴적작용에 의한 정상 해빈으로의 복구 과정은 잘 모의하지 못하고 있다. 본 연구에서는 이와 같은 한계를 극복하고자 쇄파에 의해 부유된 모래를 천수 Dean상수를 이용해 재분배하는 메카니즘을 적용한 새로운 수치모델을 제안하였다. 수치모의 결과를 미육군공병단과 일본 중앙전력연구소에서 실시한 LWT (Large Wave Tank) 실험과 비교하여 정확성을 검증하였다.
너울성고파랑은 최근 동해안에서 발생하는 해안침식의 주 원인 중 하나로 알려져 있다. 본 연구에서는 이와 같은 너울성 고파랑의 내습에 의해 발생되는 백사장 주변의 해빈변형을 재현하고 후빈에 미치는 영향을 확인하기 위해 이동상 수리모형실험과 수치모형실험을 수행하였다. 수치모형실험에서는 CSHORE모형을 이용하여 다양한 내습파랑에 따른 해빈단면변화를 검토하였다. 아울러, 이동상 수리모형실험을 통해 평상파랑과 너울성고파랑의 내습에 의해 발생되는 전빈 및 후빈의 침식현상과 그 메커니즘을 비교 고찰 하였다.
본 연구는 낙동강 진우도 자연 해빈에 내습하는 해양파랑, 해안표착물(해양쓰레기), 배후 식생대 전선의 변화 과정에 대한 상호작용에 대해서 고찰하고자 하였다. 이를 위해 해빈단면 측량, 입사파랑 수치모의실험, 해안표착물 분포 현장 조사, 자연해빈 식생대선 현장 조사 등을 수행하였다. 연구결과를 요약하면 다음과 같다. (1) 진우도 자연해빈의 지반고는 상승하고 있으며 이에 따라서 해안사구 식생대 전선도 전진하는 경향을 나타내고 있다. 지반고가 표고 1.5 m이상이 되는 상황에서 대체적으로 식생대의 전선이 외해방향으로 발달하는 경향이 강하게 나타났다. (2) 진우도 전면 수심에 의해 파랑변형된 입사파랑이 공간상으로 상이하고 소상대에서의 처오름 현상도 공간상으로 복잡한 변화를 야기할 것으로 생각할 수 있다. 해양쓰레기는 파의 처오름이 큰 경우 배후 식생대 전선에 표착물이 도달하고 그렇지 못한 경우에는 해빈상에 독립적인 섬의 형태로 표착물을 침적/퇴적시킬 가능성이 있다. 따라서 이렇게 침적된 표착물은 배후 식생대전선의 전진과 후퇴를 결정짓게 하는 요인이라 할 수 있다. 최종적으로 본 연구에서는 조사결과를 바탕으로 해안표착물과 식생대 전선의 상호작용에 대한 개념적 모식도를 제시하였다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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