투수층의 흐름을 고려한 투수성 구조물의 파랑변형에 관한 수치적 해석

Abstract

In recent years, there's been strong demand for seawalls that havea gentle slope and permeability that serveswater affinity and disaster prevention from wave attack. The aim of this study is to examine wave transformation, including wave run-up that propagates on thecoastal structures. A numerical model based on the weak nonlinear dispersive Boussinesq equation,together with the unsteady nonlinear Darcy law for fluid motion in permeable layer, is developed. The applicability of this numerical model is examined through Deguchi and Moriwaki's hydraulic model test on the permeable slopes. From this study, it is found that the proposed numerical model can predict wave transformation and run-up on the gentle slope with a permeable layer, but can't show accurate results for slopes steeper than about 1:10.1. 서 론 최근에 들어 친수성을 가지면서 경관도 우수한 수변공간의 창출을 바라는 도시민들의 사회적 여론 속에서, 호안의 시공에 있어서 방재 및 친수성을 동시에 갖는 구조물이 검토되는 사례가 차츰 증가하고 있다. 이러한 관점에서 투수성 호안은 친수성을 가질 뿐만 아니라 공학적으로 반사율, 쇄파파고 및 처오름 높이를 감소시키면서 해수의 교환이 자유로우므로 수질정화 효과도 기대할 수 있는 장점이 있다. 앞으로 사회적으로나 공학적으로 유리한 측면을 갖는 투수성 호안의 시공이 많이 검토될 것으로 예상되며 설계에 당면하여서는 수리실험 및 수치모델에 의존할 수 밖에 없다.그러나 수리모형실험은 비용과 시간 등이 과다하게 소요되는 단점을 가지고 있으므로 이러한 문제점을 해결하기 위하여 처오름현상을 재현할 수 있는 수치모델이 다수의 연구자들에 의해 꾸준히 연구개발되어져 왔으나, 투수성을 가진 호안사면에서 쇄파조건 및 쇄파 후의 운동량 감쇠에 대한 이론이 아직까지 명확하게 규명되지 않아 투수성 사면에서 파랑변형, 처오름 그리고 반사특성을 정확하게 재현할 수 없는 것이 현실이다.사면에서의 파랑변형에 대한 최근 수치모델의 연구결과를 보면 Kobayashi and Wurjuanto(1990)는 투수성을 고려한 사면 교신저자 김인철: 부산광역시 사상구 주례동 산69-1 051-320-1818 cvkic@dongseo.ac.kr