547 제 19 권 제 6 호, pp. 547~556, 2007년 12월
단
보
표층퇴적물 및 표사수지에 의한 해운대 해수욕장의
계절별 표사 이동특성
Characteristics of Seasonal Sediment Transport in Haeundae Beach
이종섭*·탁대호**·윤은찬***·김석윤****
Jong Sup Lee
*
, Dae Ho Tac
**
, Eun Chan Yoon
***
and Seok Yun Kim
****
요 지 :해운대 연안에서 파랑, 해빈류 및 조석류에 의한 표사이동을 TRANSPOR-2004를 이용해서 계절별 표 사수지를 분석하였다. 그 결과로부터 년간의 표사수지를 계산하고 표사의 유출입경로를 유추하였다. 해수욕장의 동 쪽 해안을 따라 해수욕장으로 유입된 표사는 중앙부에서 일부는 20% 정도는 외해로 유출하고 80% 정도는 해안 을 따라 동백섬 쪽으로 이동하는 패턴을 나타냈다. 또한 동백섬의 남쪽에선 해안을 따라 해수욕장으로 유입되는 표사이동 패턴도 나타났다. 이 결과는 Gao 모델을 이용하여 봄과 가을의 퇴적물 이동 패턴을 계산한 결과와도 잘 일치하는 것으로 나타났다. 핵심용어: 표층퇴적물, 표사 이동경로 분석, 계절별 표사수지
Abstract : The sediment transport by waves, wave-induced current and tidal current was calculated using the TRANSPOR2004, then the seasonal sediment budget was analyzed. Also, annual sediment budget was calculated, and sediment circulation patterns was deduced in the broad area including Haeundae beach. A sediment mainly inflows from the east coast of the beach and then moves to the eastward to the Dongback Is, where the 80% of inflow sediment transported to the eastward as a longshore sediment while 20% of them going out to the offshore at the center of the beach. Above results shows a good agreement with the sediment transport trend analysis results by the Gao model.
Keywords : surface deposited sediment, sediment transport trend analysis, seasonal sediment budget
1. 서
론
해운대 해수욕장은 도심에 위치한 전국에서 가장 유명 한 해수욕장의 하나로서 그 보전 가치가 매우 높다. 그러 나 주변의 대규모 매립 및 춘천의 유로변경 등으로 인해 모래 공급원이 중단되어 지속적으로 사빈의 폭이 줄어들 고 있는 실정이다. 따라 현재 해운대 구청은 장기적인 모 래유실 방지와 해수욕장 복원을 위한 기본설계 용역을 수 행 중이다. 해운대 해수욕장에 대한 기존의 연구를 살펴보면, 김 등 (1986) 은 해운대 해빈의 단면변화 등을 연구하였고, 민 등(1987)은 해운대 해수욕장의 양빈공법에 관한 실험적 연 구를 수행하였다. 김(1988)은 경험적인 고유함수법을 사 용하여 해빈변형기구를 연구하였으며, 張 等(1988)은 해 운대 해수욕장에서 해빈변형에 따른 해빈류의 영향에 대 하여 연구하였다. 박 등(1989)은 수치계산을 통한 해운대 해수욕장의 해안선 변형을 예측하였고, 이 등(1994)은 현 지조사, EOF법에 의한 지형변화해석 및 수치모형실험을 통하여 해운대 연안 수심 5 m 이내의 모래는 하계에는 서 에서 동으로, 동계에는 동에서 서로 이동하는 경향을 보**,**부경대학교 건설공학부 토목공학과(Divisoin of Civil and Construction Engineering, Pukyong National University, Busan 608-739, Korea)
****해양생태기술연구소(Corresponding author, Dae Ho Tac, Marine Eco-Technology Institute Co., Ltd., Busan 485-1, Korea, [email protected])
(2006)에 의하면 해운대 전면 수심 20 m 부근에서 대규 모의 침퇴적 현상이 발생되고 있는 것으로 보고되었다. 최 근 박(2006)은 현지조사 자료와 수치모델을 사용하여 해 운대 해수욕장의 표사이동 및 지형변화에 관한 체계적인 연구를 수행한바 있으나 계절적인 표사이동 패턴을 제시 하지는 못하였다. 해운대 해수욕장의 장기적인 모래유실 방지대책을 세우기 위해서는 우선 해운대 전역에 대한 표 사순환을 해석하는 것이 중요한 문제로 대두되고 있다. 수 심 20 m 부근에서의 표사이동은 파랑뿐만 아니라 조석류 도 중요한 외력이 될 것으로 사료된다. 따라서 본 연구에 서는 광역에서의 표사이동 현상을 해석하기 위하여 장기 파랑관측, 유동관측, 표층퇴적물 분석 및 표사이동 수치 모델을 이용하여 4계절에 대한 표사순환을 해석하였다. 연 구대상영역은 Fig. 1과 같다. Fig. 1에서 C1 지점은 1년 에 걸쳐 계절별로 파랑관측 및 층별 조류 관측을 행한 지 점이다. 본 연구에서는 계절별 표사이동 패턴을 분석하기 위하 여 표층퇴적물 입도분석 결과를 이용한 표층퇴적물 이동 경로 분석을 행하고, 파·흐름 공존장에서 정량적인 표사 이동을 계산할 수 있는 모형인 TRANSPOR2004(van Rijn et al., 2004)를 이용한 표사수지분석을 통해 계절별 표사 이동 패턴을 계산하였다. 이 때 계산 절차는 계절별로 대 표 입사파랑 조건을 산정한 후 파랑변형 및 해빈류를 계 산하고 대조기 조석조건을 이용하여 조류장을 계산한다. 계산에 사용된 계절별 파랑변형 및 해빈류는 이 등(2007) 의 선행연구 결과를 이용하였으며, 조류장 수치모델링 결
2. 입사파랑 특성 및 조류패턴
이 등(2007)의 선행연구결과에 의하면 Fig. 1의 C1 지 점에서의 계절별 대표 입사파랑 조건은 Table 1과 같다. 여 기서 Hs1/3은 파랑의 10분 연속측정으로부터 얻어진 유의 파고(Hs)의 시계열로부터 구한 상위 33%의 평균치에 해 당하는 파고를 나타낸다. 대상해역에서의 조석·조류 관측결과는 박(2006)에 의하 여 상세히 분석한바 있으며, Fig. 1의 C1 지점에서 ADCP를 이용하여 장기조류 관측을 행한 지점이다. 조류 수치모델링은 DIVAST 모델을 이용하여 조류를 계산하였으며, Fig. 2은 동백섬의 조위 관측결과와 계산 조위 결과의 비교를 나타내며, Fig. 3는 C1 지점에서의 조류의 측정치와 수치모델링에 의한 계산결과를 비교한 것 으로서 관측치와 계산치가 대체로 잘 일치하는 것으로 나 타났다. 대조기 창조류 최강류와 대조기 낙조류 최강류시 의 유속벡터를 Fig. 4에 나타내었다. 전반적으로 대상해 역의 조류 특성은 해안 부근에서는 연안을 따른 흐름이 발생하며, 동백섬 전면과 고두말 전면에서는 강한 흐름이 발 생하는 것을 볼 수 있다. C1 지점에서는 최대 60~70 cm/s 정 도의 강한 유속이 나타나며, 창·낙조시 조류의 주측은 E-W 방향을 나타낸다. 그리고 전반적으로 낙조류가 창조 류보다 우세한 특징을 보인다.Fig. 1. Bottom topography of the study area.
Table 1. Observed seasonal incident wave conditions at St.1 of Haeundae offshore
Representative wave
Season
Spring Summer Autumn Winter Hs, 1/3
H(m) 1.24 1.42 2.29 1.47 T(sec) 6.8 8.0 9.1 7.3
θ SSW S SE E
Fig. 2. Comparison between observed and computed tidal ele-vation.
3. 표층퇴적물 입도분석에 의한 모래이동경로 분석
3.1 표층퇴적물 입도분석퇴적물의 분류(sediment type)는 Folk(1968)의 삼각 다 이어그램을 이용하여 구분하였다. 표층 퇴적물 분석에 사 용된 단위는 φ 스케일로서 식 (1)과 같다. (1) 여기서 d는 입자의 직경을 mm단위로 나타낸 값이다. 입도상수 값들은 McManus. J(1988)의 모멘트법에 의 해서 분석되었다. mean diameter: (2) sorting coefficient: (3) skewness: (4) 여기서 f = 각 계급의 중량 백분율(%), m = φ값으로 표시 한 각 계급의 중앙값 3.2 연안 표층퇴적물 입도분석 결과 해운대 해수욕장 전면의 연안에서 해저 표층퇴적물을 2005년 4월과 10월에 van Veen grab을 이용하여 채취 후 입도분석을 실시하였다. Fig. 5은 표층퇴적물 조사지 점을 나타내며, Table 2~3은 각각의 입도분석 결과를 나 타낸다. 4월의 입도분석 결과, 해수욕장 근처의 정점에서는 모 래의 함량이 높고 동백섬 및 달맞이 고개의 주변 정점들 및 해수욕장 중앙과 동쪽에서는 저층이 암반인 지역이 분 포하고 있는 것으로 나타났다. 표층퇴적물의 평균입도분 φ=–log2d χ =∑---100fmφ σ f m( φ–χ)2 100 ---∑ = α3=100---σ1 –3∑f m( φ–χ)3 Fig. 3. Comparison between observed and computed tidal current at St. C1.
포는 4.4φ(coarse silt) ~ -0.79φ(very coarse silt)로 폭넓 게 나타났다. 분급도는 평균입도와 비슷하게 0.53φ ~ -4.07φ의 범위로 전반적으로 퇴적물은 sand가 우세하고 gravel 과 mud순으로 나타났다. 왜도는 해빈에 가까운 두 정점에서는 음성왜도가 그 외의 정점에서는 양성왜도가 나타났다. 10월의 입도분석 결과, 전반적으로 mud와 gravel의 함 유량이 높아지는 것으로 나타났고 평균입도는 6.67φ ~ -2.5φ로 fine silt에서 pebble까지 매우 큰 범위로 관측되 었다. 분급도는 4.03φ ~ 0.43φ로 전반적으로 4월의 분급도 와 유사하게 나타났으며, 해운대 해수욕장 연안의 표층퇴 Fig. 5. Surface sediments sampling point.
Table 2. Texture parameters of Haeundae nearshore sediments in April, 2005
Station Mean(φ) Sorting(σ) Skewness(α3) Gravel(%) Sand(%) Mud(%) Sediment type ST1 4.40 3.93 0.30 7.05 44.83 48.11 gravelly sand ST2 0.22 2.31 2.59 32.68 60.85 6.48 sandy gravel ST3 0.25 1.36 3.53 12.98 84.95 2.07 gravel sand ST6 1.65 1.25 1.73 4.11 39.97 1.93 slightly gravelly sand ST7 -0.79 1.95 3.39 66.25 30.14 3.61 sandy gravel ST8 2.84 3.89 0.82 10.54 54.56 34.89 gravelly muddy sand ST10 0.94 3.23 1.65 30.27 54.17 15.55 muddy sandy gravel ST11 0.37 3.28 1.85 45.55 40.64 13.82 muddy sandy gravel ST12 2.38 2.08 1.94 3.92 87.02 9.06 slightly gravelly sand ST13 1.97 1.01 3.88 0.96 97.07 1.97 slightly gravelly sand ST14 0.32 1.31 0.07 22.64 77.19 0.17 gravelly sand ST15 1.64 0.61 -0.45 0.17 99.43 0.40 slightly gravelly sand ST16 2.07 0.81 3.44 0.27 98.72 1.01 slightly gravelly sand ST17 2.14 1.82 2.55 1.79 91.38 6.84 slightly gravelly sand ST19 0.47 2.94 2.11 38.07 49.52 12.42 muddy sandy gravel ST23 1.86 0.53 -0.80 0.18 99.82 0.00 slightly gravelly sand ST24 1.67 0.67 0.54 0.57 98.85 0.58 slightly gravelly sand ST28 -0.13 2.01 3.23 35.91 59.21 4.88 sandy gravel ST33 -0.09 2.04 3.40 20.46 73.83 5.72 gravelly sand ST35 1.89 0.93 3.57 0.34 98.00 1.66 slightly gravelly sand ST44 2.81 4.07 0.58 16.26 39.87 43.87 gravelly sand ST47 0.18 1.95 3.09 20.13 75.20 4.67 gravelly sand ST48 0.03 3.31 1.96 58.04 27.80 14.16 muddy sandy gravel
Table 3. Texture parameters of Haeundae nearshore sediments in October, 2005
Station Mean(φ) Sorting(σ) Skewness(α3) Gravel(%) Sand(%) Mud(%) Sediment type
ST1 5.99 2.95 -0.08 0.43 23.97 75.60 slightly gravelly sandy mud ST2 -0.94 0.83 2.58 54.27 45.73 0.00 sandy gravel
ST3 -2.50 0.00 100.00 gravel
ST6 1.96 0.59 -0.30 0.00 100.00 0.00 sand ST8 0.69 1.67 2.52 13.32 81.86 4.81 gravelly sand ST9 2.37 4.03 0.48 41.73 17.79 40.30 muddy gravel
ST10 5.68 2.89 0.04 0.81 27.78 71.41 slightly gravelly sandy mud ST13 0.62 1.05 0.24 4.23 95.77 0.00 slightly gravelly sand ST14 1.59 0.49 -0.66 0.08 99.92 0.00 slightly gravelly sand ST15 1.79 0.59 -1.03 0.37 99.63 0.00 slightly gravelly sand ST16 2.09 0.65 -0.03 0.00 100.00 0.00 sand
ST22 2.08 1.07 5.13 0.00 97.09 2.91 sand
ST23 1.80 0.55 -0.85 0.08 99.92 0.00 slightly gravelly sand ST25 1.50 0.43 -1.02 0.00 100.00 0.00 sand
ST27 0.18 1.84 3.18 7.87 85.67 6.46 gravelly sand ST30 1.26 2.32 1.91 6.77 80.90 12.33 gravelly muddy sand ST31 1.73 2.40 1.73 6.36 78.65 15.00 gravelly muddy sand ST32 6.67 2.16 0.25 0.00 4.43 95.57 mud
ST33 1.19 2.89 1.90 6.95 75.21 17.84 gravelly muddy sand ST34 0.58 1.78 2.60 8.27 87.08 4.65 gravelly sand
ST37 2.18 3.11 1.14 0.25 71.60 28.15 slightly gravelly muddy sand ST38 -1.03 1.28 0.56 46.60 53.40 0.00 sandy gravel
ST40 3.98 3.85 0.10 8.46 38.04 53.49 gravelly mud ST41 -2.19 0.87 3.07 89.90 10.10 0.00 gravel
ST42 1.61 2.86 1.67 4.59 77.60 17.81 slightly gravelly muddy sand ST44 1.98 2.58 2.03 0.83 82.32 16.86 slightly gravelly muddy sand ST45 1.86 3.68 1.17 15.89 58.47 25.64 gravelly muddy sand ST46 3.00 3.85 0.57 9.83 48.33 41.84 gravelly muddy sand ST47 0.54 0.78 0.54 0.62 99.38 0.00 slightly gravelly sand
적물의 평균입도 수평분포는 Fig. 6과 같다. 3.4 표층퇴적물 이동경로 분석 해운대 해수욕장에 대한 표층 퇴적물 조사 자료(4월 및 10월)를 기초로 하여 Gao에 의해 개발된 모형을 이용하 여 표층퇴적물 이동경로를 분석하였다. 3.4.1 모델의 개요 입도매개변수를 이용하여 토사의 순 이동경로를 예측 하는 모형에서 매개변수는 해저 표층퇴적물의 평균입경(μ), 분급도(σ) 및 왜도(Sk)이다. 수송방향에서 이러한 세 가지 매개변수를 이용하면 아래와 같이 총 8개의 경향(trend) 이 나타날 수 있다. Type 1 -σ2 σ1, μ2 μ1, Sk2 Sk1 Type 2 -σ2 σ1, μ2 μ1, Sk2 Sk1 Type 3 -σ2 σ1, μ2 μ1, Sk2 Sk1 Type 4 -σ2 σ1, μ2 μ1, Sk2 Sk1 Type 5 -σ2 σ1, μ2 μ1, Sk2 Sk1 Type 6 -σ2 σ1, μ2 μ1, Sk2 Sk1 Type 7 -σ2 σ1, μ2 μ1, Sk2 Sk1 Type 8 -σ2 σ1, μ2 μ1, Sk2 Sk1 여기서, 각 타입에서의 아래첨자 1은 기준점, 2는 기준 점과 이웃한 점을 나타낸다.
Gao and Colins(1992)는 이전의 17회의 선행 연구결과 들을 종합하여 Type 1과 Type 2 경향의 결합이 경향해 석에 가장 적절하다고 결론지었다. 이러한 경향은 상당히 많은 조사에서 이용되었고 인공추적자 실험이나 측정된 해 양물리 자료를 이용하여 계산한 수송식에 의해 산출된 순 토사이동 경향과 일치하는 패턴들을 생성되었다. 샘플링 지점에서의 경향벡터는 식 (5)와 같다. (5) 여기에서 n은 그 정점에서 확인된 경향벡터의 수를 나타 내고, r(x, y)는 경향벡터 그리고 R(x, y)는 경향벡터의 합 을 나타낸다. 식 (5)에 의해 어떤 남아 있는 noise 성분을 감소시키 기 위해서 식 (6)을 이용해서 필터링이 적용된다. (6) 여기에서, Rj는 이웃정점들에서 식 (1)에 기초하여 얻어 진 경향벡터의 합이다. 그리고 k는 그러한 정점들의 총 개 수이다. 벡터 Rav(x, y)는 잔차벡터로 언급되고 순토사이 동 경로를 표현하는 일반적인 형태이다. 3.4.2 예측결과 분석 Fig. 7은 Gao 모델을 이용하여 4월 및 10월의 표사이 동 특성을 계산한 결과로 봄철에 해당하는 4월에는 표층 퇴적물이 외해에서 동백섬 전면으로 강하게 들어와 해수 욕장 중앙부로 유입되고 일부는 고두말에서 해수욕장 중 <= >= <= <= <= >= <= ≥ >= <= <= ≤ ≥ ≥ ≤ ≥ <= >= ≥ ≥ >= ≥ <= ≤ R x y( , ) r x y( , ) i 1= n ∑ = Rav(x y, ) k 1--- R x y+1 ( , ) Rj 1 k ∑ + =
앙으로 유입하는 패턴이 나타났다. 10월에는 고두말에서 해수욕장쪽으로 강하게 유입하는 패턴이 나타났으며 일부 는 동백섬 동쪽해안을 따라 해수욕장으로 유입하는 양상 을 보였다.
4. 표사수지에 의한 표사이동 분석
4.1 표사수지 계산방법 일반적으로 BOX 모형을 이용한 표사수지 계산에서 박 스의 크기는 표사이동계가 서로 다른 인접한 해안과 경 계를 취하는 것이 보통이다. 본 연구에서는 해운대 해수 욕장의 동서방향을 통한 표사수지를 나타내기 위하여 BOX의 크기를 1 km×1 km로 하여 계절별 표사수송량을 계산한 후 그 결과를 이용하여 순부유사량, 소류사량 및 전표사량의 크기와 방향을 벡터로 나타내었다.계절별 표사수송량은 van Rijn et al.(2004)의 TRANSPOR 2004 모형를 이용해서 계산하였으며 계산과정은 Fig. 8와 같다. 표사량은 대표입경을 입력자료로 하여 계산하며 부 유사와 소류사로 나타내고 부유사의 계산은 van Rijn(2002) 의 식(7)에 의하고 소류사는 van Rijn et al.(2004)의 식 (8)로 계산한다.
(7)
여기서, Ss,w는 파에 의한 부유사 수송량(kg/m/s), fSUSW는 사용자 조정 파라메타(user tuning parameter), γ는 0.1 (위상차 계수), UA는 속도 비대칭 값(velocity asymmetry value, (m/s)), LT는 근사 부유사량(approximated suspended sediment load(kg/m2)).
(8)
여기서, Sb는 소류사 수송량, Sb,t=F(instantaneous hydrodynamic and sediment transport parameter).
대표입경 자료는 2005년 4 및 10월의 조사 결과, 4월 에는 동백섬 전면의 입경분포는 0.5~1.5φ, 해수욕장 전면 의 입경분포는 1.5~2.0φ로 나타나고 10월에는 동백섬 전 면에는 -2.0~1.0Φ, 해수욕장 전면에는 1.0~2.0Φ 분포하고 있는 것으로 조사되었다. 4월 및 10월 조사결과 주요 관 심사가 되고 있는 해운대 전면에는 모래 입경은 1.0φ 이 상이 분포하고 있는 것으로 조사되어 대표입경을 d10=3φ (0.13 mm), d50=2φ(0.25 mm) 및 d90=1φ(0.5 mm)로 결정 하였다. 본 연구에서는 격자점(i, j)에서의 순표사량은 Fig. 9와 같이 유출·유입의 차로서 구하였으며, 전체표사량은 식 (11)~ (12)와 같이 부유사와 소류사의 합으로 나타내었다. Qt,x,net= (9) Qt,y,net= (10)
Qt,x,net=qs,x,net+qb,x,net (11) Qt,y,net=qs,y,net+qb,y,net (12) 여기서 qs,x,net 및 qs,y,net는 x 및 y방향의 net suspended load flux, qb,x,net 및 qb,y,net는 x 및 y 방향의 net bed load flux나타 내고, qt,x,net 및 qt,y,net는 x 및 y 방향의 total net load flux를 나 타낸다. 4.2 표사수지 계산결과 Fig. 10은 각 계절별 대표파(Hs,1/3)가 1개월간 작용하였 을 때의 계산결과를 나타내고 Fig. 11은 각 격자에 서 4계절 에 대한 표사수지의 합으로서 년간의 표사수지를 나타낸다. Ss w, =fSUSWγUALT Sb 1 T ---⎝ ⎠ ⎛ ⎞ S∫ b t,dt = qt x net, , j j= j j 50= + ∑ qt y net, , i i= i i 50= + ∑
Fig. 8. Flow of TRANSPOR2004.
전반적인 동서방향의 표사이동 패턴은 III 행에서 봄 및 여름철에는 동쪽으로의 net의 표사이동이 나타나고, 가을 및 겨울철에는 서쪽으로의 net의 표사이동이 나타난다. 이러 한 경향은 II 행에서도 나타난다. 이곳은 수심이 10~20 m 정도로서 일반적으로 파랑만에 의하여 표사이동이 생기지 않는 깊은 수심이지만 조석류와 파랑이 공존하는 경우 저 면전단응력의 증가로 인하여 표사이동이 생기며 이때 표 사 이동방향은 입사파향에 의해 크게 좌우되는 것으로 나 타났다. 해수욕장이 위치한 Ⅳ에서 봄 및 여름철에는 (A, IV) 에는 침식(C, IV)에서는 퇴적이 나타나고, 가을 및 겨울 에는 이와 반대 현상이 나타났다. 이것은 해안 주변에서 는 파랑에 의한 표사이동이 탁월하여 파에 의해 생성되 는 연안류 및 이안류 등으로 인해 표사이동이 생기며 이 동방향은 파에 의해 생성되는 해빈류 성분에 크게 좌우 되는 것으로 나타났다. 계절별 및 전년의 표사이동 패턴 을 요약하면 Table 4와 같으며, 계산한 결과는 Gao 모델 로 봄 및 가을의 퇴적물 이동 패턴을 계산한 결과와 잘 일치하는 것으로 나타났다. 이 등(1994)에 의하면 4계절에 대한 표사수지 분석 결과 수심 5 m 이내에서는 하계에는 서에서 동으로 동계에는 동에서 서쪽으로의 표사이동이 탁월한 것으로 보고되었다. 부산 MBC(2006)가 보도한 수심 20 m 부근(C, II)에서의 Fig. 10. Net sediment load flux during 30 days for 4-season around Haeundae beach.
계절에 따른 표사이동은 동계에 퇴적 경향이 나타나고 하 계에는 침식 경향이 나타나는 것으로 보고한 바 있다. 또 한 박·이(1989)에 의하면 해운대 해수욕장의 서쪽은 지속 적으로 퇴적되고 있고 동쪽은 침식되나 동적인 평행상태 를 취하는 것으로 보고되었다. 이와 같은 결과는 본 연구 에서 제시한 계절별 및 년간의 표사수지 분석결과와 동 일한 패턴으로 나타났다.
5. 요약 및 결론
본 연구에서는 해운대 해수욕장 전면에서의 계절별 표 사순환 특성을 파악하기 위해 장기파랑 관측자료, 장기유 속관측자료 및 해저질 조사 자료 등을 이용해서 Gao모델 및 표사수지 계산을 통해 해운대 전역에서의 계절별 표 사순환 특성을 계산하였다. Gao 모델을 이용하여 해운대 해수욕장에서의 표사이동 특성을 계산한 결과 봄철에 해당하는 4월에는 표층퇴적 물이 외해에서 동백섬 전면에서 강하게 들어와 해수욕장 중앙부로 유입되고 일부는 고두말에서 해수욕장 중앙으로 유입하는 패턴이 나타났다. 10월에는 고두말에서 해수욕 장 쪽으로 강하게 유입하는 패턴이 나타났으며 일부는 동 백섬 동쪽해안을 따라 해수욕장으로 유입하는 양상이 나 타났다. 해운대 연안의 대표입경을 d10=3φ(0.13mm), d50=2φ(0.25 mm) 및 d90=1φ(0.5 mm)로 하여 TRANSPOR2004를 이용해서 계절별 표사량을 계산하고 남북 및 동서방향 1 km×1km 의 Box 내에서 net의 부유사량, 소류사량 및 전표사량의 크기와 방향을 벡터로 나타낸 후 계절별 표사수지를 분 석하였다. 해운대 해수욕장 수심 10~20 m 부근에선 봄 및 여름철에는 동쪽으로의 표사이동이 나타나고, 가을 및 겨 울철에는 서쪽으로의 표사이동이 나타났다. 이곳은 수심 이 10~20 m 정도로서 일반적으로 파랑만에 의하여 표사 이동이 생기지 않는 깊은 수심이지만 조석류와 파랑이 공 존하는 경우 저면전단응력의 증가로 인하여 표사이동이 생 기며 이때 표사 이동방향은 입사파향에 의해 크게 좌우 되는 것으로 나타났다. 해수욕장 주변에선 봄 및 여름철 에는 (IV, A)에는 침식(IV, C)에서는 퇴적이 나타나고, 가 을 및 겨울에는 (IV, A)에서 퇴적이 나타났다. 이곳은 파 랑에 의한 표사이동이 탁월하여 파에 의해 생성되는 연 안류 및 이안류 등으로 인해 표사이동이 생기며 이동방 Table 4. Characteristics of sediment movement patterns in Haeundae beachSeason South of Dongback Is. (A-III)
West end of beach (A-IV)
Central part of beach (B-IV)
East end of beach (C-IV) South of Beach (B-III, C-III) Spring 동백섬을 따라 유출 된 표사의 유입 외해 쪽으로 유실 연안표사의 유입과 유출에 의해 평형 외해로부터 유입 거의 변화 없음 Summer 동백섬을 따라 유출 된 표사의 유입 외해 및 연안 쪽으로의 커다란 유실 연안표사의 유입과 유출에 의해 평형 연안표사 및 종단표사에 의한 퇴적 동쪽 방향으로의 유출 Autumn 외해 및 동쪽으로부 터 유입된 표사가 동 백섬을 따라 해안으 로 이동 동백섬을 따라 외해로 부터의 커다란 유입 해수욕장 동쪽으로부터 커다란 연안표사의 유입 과 외해 쪽으로의 유실 연안표사유출로 인 한 침식 서쪽 방향으로의 커다란 유실 Winter 동백섬을 따라 유출 되는 표사의 유입 동백섬을 따라 외해로 유실 서쪽으로 이동하여 외해 쪽으로 유실 거의 변화 없음 동쪽으로부터 유입과 서쪽 방향으로 표사이동 Annual 전년에 걸쳐 퇴적 경향 동백섬 동쪽 해안을 따른 연안표사의 유입에 의한 퇴적 연안표사의 유입과 종단 표사의 유출에 의한 침식 종단표사에과 서쪽 방향으로의 의한 유입 연안표사에 의한 침식 전년에 걸쳐 퇴적 경 향이나 해저가 암반지 역으로서 수심변화는 없을 것으로 예상됨 Fig. 11. Annual sediment load flux.
계절별 표사수지 분석을 이용해서 해운대 해수욕장에 서의 년간의 표사순환을 계산하고 표사의 유출입경로를 해 석하였다. 해운대 해수욕장에서 표사는 외해 쪽에서 침식 및 퇴적을 통해 해안 쪽으로 이동하다 해수욕장의 서쪽 해안을 따라 해수욕장으로 유입된다. 유입된 표사는 중앙 부에서 일부는 외해로 이동하고 일부는 해안을 따라 동 백섬 쪽으로 이동하는 패턴을 나타냈다. 또한 동백섬의 남 쪽에선 해안을 따라 해수욕장으로 유입되는 표사이동 패 턴도 나타났다. 이 결과는 Gao 모델로 봄 및 가을의 퇴 적물 이동 패턴을 계산한 결과와 잘 일치하는 것으로 나 타났다. 본 연구 결과는 해운대 해수욕장의 장기적인 모 래유실 방지대책 수립을 위한 기초적인 자료로 활용 될 수 있을 것으로 사료된다.
감사의 글
본 연구는 해운대구청(2006)에서 실시한 “해운대해수욕 장 연안정비(해빈유실 방지)”사업의 일환으로 이루어 졌 으며 이에 관계자 제위에게 감사의 뜻을 표합니다.참고문헌
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Received Octobor 31, 2007 Acceptedm November 26, 2007
