It is generally known that submerged breakwaters can reduce the incoming wave energy without disturbing the beach scenery. However, a submerged breakwater is also able to cause a setup of the sea level in the protected area which is also called as water piling-up. Since the piling-up can result in longshore currents, sediment transports, and unexpected beach erosion, understanding about the piling-up process is required prior to designing the nearshore structures. In this study, the water piling-up behind a submerged breakwater is assessed in the time of storm events. For the study area, Anmok beach in Gyeonso-dong, Gangwon-do is selected. 1-year, 5-year, 10-year, and 50-year return-values were derived from Peaks-Over-Threshold(POT) method and those are applied as offshore boundary conditions for the numerical simulation. The numerical results of the piling-up were assessed with regard to the wave steepness and the height of the submerged breakwater. With increase of both significant wave height and the height of the submerged breakwater, the piling-up parameter is also increased which can lead to erosion of dry beach behind the structure.
중등학교 과학 및 지구과학 교과서의 해류도는 해양에 대한 학생들의 호기심과 관심을 유도하는 데 중요한 역할을 한다. 이 해류도들은 급변하는 기후변화와 지구상의 에너지 균형 문제와 관련이 있는 해류에 대해 학생들이 학습할 수 있는 중요한 기회를 제공할 수 있다. 그럼에도 불구하고 중등학교 교과서의 해류도들은 최근의 해류관련 과학적 지식과 비교해 볼 때 다양한 과학적 오류들을 내포하고 있었다. 이 연구는 오류가 없는 해류도를 제작하고 다양한 동해 해류도들을 하나로 통일하기 위하여 해류도 제작의 기본적인 틀과 방법을 제안하였다. 먼저 중등 과학교과서 27종의 해류도와 기존의 과학 연구 논문에서 제시한 주요 해류도 27개의 도법을 통일하였으며 동해의 난류와 한류들의 수치화된 정량적인 위치 정보를 추출하였다. 대한해협에서 대마난류의 분지 양상, 대마난류의 일본연안분지와 외해분지, 동한난류의 연안거리와 북상한계, 쓰가루해협, 소야해협을 통한 대마난류의 유출 양상과 환류, 리만한류와 북한한류의 분포 양상 등 해류도 제작을 위한 분석 항목들을 선정하였다. 해양 현장관측을 기반으로 형성된 해양학자들의 과학적 전문지식과 연구결과들을 활용하여 동해 해류도 초안을 제작한 후 이를 바탕으로 국내 학회 회원들을 대상으로 동해 해류도 초안에 대한 의견을 묻는 설문조사를 실시하였다. 또한 2013년 춘계 해양학회 특별세션을 기획하여 학회의 의견을 수집하였으며 해양학자들과의 수차례에 걸친 논의를 통하여 일련의 동해 해류도를 제작하고 수정하는 과정을 반복하였다. 최종적으로 해류도에 대한 학계 해류 전문가들의 평가와 의견을 모았으며 이를 최종해류도 제작을 위하여 해류도를 수정하는데 활용하였다. 향후 교과서 해류도 제작과정에서의 오류를 방지하기 위하여 완성된 동해 해류도 결과를 디지털화하여 위 경도 정보를 제시하였다. 이 연구는 황해와 북서태평양을 포함한 우리나라 주변해의 종합적인 해류도를 완성하기 위한 첫걸음이며 향후 중등학교 교과서 해류도 완성을 위한 해양학자들의 관심을 촉진하는 계기가 될 것으로 기대된다.
안목항의 방파제 확장 건설로 인하여 항 남측에 심각한 침식현상이 광범위하게 발생하고 있는 데 본 연구에서는 이를 규명하기 위하여 수지 분석법과 수치 해석적 방법이 수행되었다. 또한 효율적인 연안통합관리를 위한 주기적인 관측 및 분석 시스템의 필요성을 강조하고 상세한 표사 이동의 변화를 제공하는 수치모형 시스템이 제시되었고 연안관리의 측면에서 어떻게 활용될 수 있는 지 안목항 침식 문제를 통하여 살펴보았다. 수치모형 시스템은 토사의 재부상율과 중력에 의한 침강율의 차이로 해저면의 변화를 산정하는 데 파랑 변형, 해빈류, 그리고 부유사 이송 및 확산 예측 모형과 결합되었다. 또한 침강율 산정 시 필요한 수심 평균 부유사 농도와 해저면 부유사 농도의 새로운 관계가 부유사 수직구조의 수학적 분석으로부터 제시되었다.
본 연구에서는 천 등(2009)의 동적결합형 POM-WAM 모형을 천해역 해빈류 현상 중 하나인 해향저류(undertow) 문제에 적용하였다. 수치모형의 해향저류 계산 결과를 향상시키기 위해 surface roller에 대한 방정식을 풀고, 이를 해향저류 계산에 포함시켰다. 수치모형을 Okayasu and Katayama(1992) 및 Cox and Kobayashi(1997)의 수리모형 실험에 적용하고, 계산 결과를 수리모형 실험 결과 및 Tajima and Madsen(2006)의 수치계산 결과와 함께 비교하였다. 그 결과, 본 수치모형의 계산결과와 실험결과가 잘 일치하는 것으로 나타났다. 이를 통해, 본 수치모형이 쇄파대를 포함한 천해역에 적용 가능함을 확인하였다.
인구의 절대적 증가와 공업단지 등이 해안 지역에 편중되므로써 해안선 및 연안의 이용율이 급격히 증가하였으며 이러한 추세는 당분간 멈추지 않을 것으로 확신한다. 따라서 같은 강도를 갖는 재난이 닥친다고 하더라도 과거와 현재를 비교할 때 인적, 물적 피해는 훨씬 더 늘어날 수밖에 없다. 황해의 적절한 이용과 빈번히 발생하는 해 난이나 재해 방지와 예방, 그리고 연안오염 및 유류오염 등에 대한 대처를 위한 철저 한 연구가 필요하다. 이에 해양학적인 관점에서 황해의 해수순환, 조류, 해일, 해상 풍, 파랑, 해무등의 연구가 필수적으로 선행되어야 하며 이를 바탕으로 유류나 오염물 질의 분산과 확산, 해안침식, 적조현상, 해수면 장기변동 등을 연구할 수 있을 것이 다. 또한 이러한 연구를 위해서는 제 해양현상의 특성인 시·공간적인 규모 때문에 국 제협력이 필수적으로 요청된다.
한국 동해 대륙붕 표층 퇴적물은 대부분 육성기원 쇄설성 퇴적물로 이루어져있으며, 이 퇴적물은 홀로세 해수면 변동의 영향을 잘 나타내고 있다. 퇴적물은 연안이나 내대륙붕에서는 이질사 혹은 사닐니로 이루어져 있고 혹은 자갈들이 나타나는 경우도 있으며, 외해로 갈수록 세립화하는 경향을 보여 외대륙붕에는 대부분이 세립의 이질 퇴적물로 이루어져 있다. 그러나 수심 약 130-150m의 붕단 부근에서는 사질, 니질사, 역니질사 등의 조립 퇴적물이 나타나며 이들은 소위 위스콘신 빙하기의 해수면이 낮았을 때 수심이 얕은 연안환경에서 퇴적된 잔류퇴적물로 생각된다. 연구해역 대륙붕에서의 현생 퇴적물 분포는 파도나 해류 등에 의하여 연안이나 수십이 얕은 곳에는 세립퇴적물이 쌓이지 못한 것으로 생각되며, 특히 대마해류에서 분리된 동한난류는 남해로부터 동해 대륙붕으로 세립퇴적물을 운반하고 분포시키는 데 큰 영향을 미칠 것으로 추정된다.
해류는 기후변화와 지구상의 에너지 균형에 중요한 역할을 하고 있어 정확한 해류와 순환에 대한 과학 교육의 중요성이 점점 더 강조되어 왔다. 본 연구의 목적은 교과서 해류도의 오류를 분석하고, 가능한 원인에 대하여 토의하며, 학생들에게 동해에 관한 통일된 해류도를 어떻게 제안할 것인지 방안을 제시는 것이다. 제 7차 교육과정에 근거한 27종의 교과서를 기존의 문헌과 최근의 과학적 지식과 비교함으로써 동해 해류도의 특성을 정량적으로 분석하고 조사하였다. 서로 다른 도법을 바탕으로 제작된 교과서 해류도들을 위치 정보를 이용하여 디지털 영상자료로 변환한 후 메르카토르 도법을 사용하여 새로운 영상으로 전환하였다. 대한해협에서의 대마난류 분지 양상과 대마난류의 근해 분지가 일본 연안에 얼마나 근접하여 북상하는지를 정량적으로 조사하고, 동해 극전선 이남에서 사행하는 대마난류의 외해 분지의 양상을 면밀히 분석하였으며, 우리나라 동해안을 따라 북상하는 동한난류의 북상 범위, 이안 위도도 조사하였고, 난류의 유출 양상을 쓰가루 해협과 소야 해협 부근에서 분석하였다. 또한 리만해류와 북한한류가 시작하는 위도, 남하하는 범위, 연안에 근접한 정도에 대하여 분석하였다. 이외에도 교과서 해류도에 대한 잘못된 표현도 제시하였다. 이러한 분석들은 교과서 해류도의 문제점을 드러내었으며, 이는 학생들에게 오개념을 일으킬 수 있다. 본 연구는 최신의 과학적 연구 결과를 가지고 있는 과학자들과 교육 자료가 필요한 교육자들 사이에 연결 고리의 필요성도 강조하였다.
최근 들어 지구온난화의 영향으로 평균 해수면이 빠르게 상승하고 있으며, 폭풍의 규모도 더불어 증가 하고 있다 해수면의 상승은 다양한 범위에 걸쳐서 환경적인 문제를 일으키고 있다. 특히, 고조위 그리고 조류속의 증가를 유발시키고, 기본 파량을 증가시킨다. 그래서 해안 주변지역에서 받는 에너지는 증가된다. 이러한 영향은 구조물, 침식 그리고 퇴석에 영향을 주며, 연안 환경에 불균형을 가져 온다. 연안과정의 문제도 유사하며, 폭풍기간동안 소규모 어항에서 정박지와 외각시설물에 피해를 가져오는 것으로 알려져 있다. 항내 선석의 정온도를 확보하기 위해서 외곽시설을 재배치시킨 결과를 분석하였다. 대상지역의 항만들은 수로 및 개방해역에 인접해 있기 때문에 구조물을 재배치시키면 유속, 유향 그리고 파고에 반드시 영향을 미치게 되어 해저면의 변형이 생긴다. 따라서, 우리는 이해역의 부두와 방파제의 배치를 반영하여 모델을 구성하고 시험 하였다. 흐름이 강한 내수역과 흐름이 미약한 개방해안역에 대하여 분석을 기하였다.
최근 육지역에서 새로운 넓은 용지의 확보가 어려워짐에 따라, 이를 해역에서 찾으려 하는 경향이 나타나고 있으며, 이러한 개발은 개발이 예정된 주변 연안역에 광범위한 해빈변형문제를 야기할 위험이 있다. 따라서 인공섬 등과 같은 외해 구조물을 계획할 경우에는 구조물 건설이 인접 해역의 해빈변형에 미치는 영향을 사전에 적적히 예측할 필요가 있다. 본 연구는 연안역의 침식을 포함한 해빈변형예측모델의 개발을 목적으로, 3차원 이동상 실험을 수행하여 외해 구조물 배후의 표사이동 양상을 분석한 것이다. 실험을 통하여, 외해 구조물 배후의 해빈변형에서 해안선측과 수심역의 해빈변형 기구가 상호 독립되어 있음을 밝혔다. 구체적으로는 소상대를 포함하는 해안선측은 등심선에 대한 파의 입사방향에 대응하는 표사이동이 탁월하며, 수심역에서는 파의 왕복운동에 의한 소류 및 부유사가 해빈류에 지배되어 이동하고, 양자는 해빈에서 형성되는 부분 중복파와 연관된 특정 경계를 기준으로 서로 분리되어 이동함을 규명하였다. 이들 실험 결과는 해빈변형모델의 개발에서 중요한 열쇠를 제공하리라 사료되며, 또한 기 개발된 모델의 검정자료로써도 활용될 수 있으리라 기대된다.
무안만에서 표층퇴적물의 공간적 분포와 하구언 건설에 따른 조간대의 퇴적작용을 조사하기 위하여 표층퇴적물을 채취하고 2개의 측선상에서 1998년 12월부터 2000년 3월까지 모니터링을 실시하였다. 표층퇴적물은 만입구 주변에 분포하는 연안 또는 하성 기원의 조립질퇴적물과 만 내에 광범위하게 분포하는 서해안의 여러 강과 외해에서 공급된 세립질퇴적물로, 조직 특성에 따라 5개의 퇴적상으로 구분된다. 비록 조간대의 퇴적률은 계절에 따라 다른 양상을 보이나 이들 측정값은 측선-GR에서 -8.9mm/yr, 측선-YH에서 -48.9mm/yr로 크게 침식되는 경향을 보였다. 이와 같은 침식우세현상은 하구언과 방조제 건설에 따른 수류의 변형에 기인한 것으로, 하구언과 방조제가 건설된 이전에는 서측만입구를 통해 해수의 유동이 활발하였으나 건설된 이후에는 남측 만입구를 통해 해수의 유동이 활발해지고 목포구에서 조석필터효과 상실에 의해 남측 만입구에서 낙조우세가 더욱 심화되어 조간대의 침식작용이 가속되는 것으로 해석된다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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