611
제 20 권 제 6 호, pp. 611~620, 2008년 12월단 보
전촌-나정해안의 해안침식 원인분석
The Analysis for the Causes of Beach Erosion on Jeonchon-Najung Beach on the East Coast of Korea
유형석*·김규한*·정의진**
Hyung Seok Yoo*, Kyu Han Kim* and Eui Jin Joung**
요 지
: 해안침식의 과정은 여러가지 원인이 복합적으로 작용하여 발생되는 경우가 많다. 일반적으로 해안침 식은 표사이동의 평형파괴, 호안의 건설 및 이안류 발생 등과 같은 다양한 원인으로부터 야기된다. 따라서, 이러 한 해안침식현상을 제어하기 위해서는 해안침식을 야기시키는 주된 원인을 정확히 파악하는 것이 가장 우선시 되 어야 하고, 그 주원인에 대한 대책을 수립해야만 한다. 본 연구에서는 파랑이 탁월한 동해안의 전촌-나정해안을 대상으로 표사이동에 따른 침식현상을 검토하고 침식의 주원인을 도출하고자 하였다. 원인분석방법으로는 현장관 측자료, 항공사진분석 및 수치모형실험을 이용하였다. 그 결과 대상해역에 있어서 해안침식의 주원인은 전촌, 나 정항의 건설 및 호안건설에 의한 것임을 확인할 수 있었다.핵심용어
: 표사이동, 해안침식원인, 항공사진, 호안, 수치모형실험Abstract : The process of sediment transport has a very complex mechanism due to waves, currents and bottom topography changes. Usually, beach erosion occurs from various causes such as non-equilibrium sediment transport condition, construction of seawall and rip currents. Therefore, when we try to reduce and develop countermeasures for beach erosion, we have to know the main mode and direction of sediment transport that causes beach erosion. In this study, the process of sediment transport on Jeonchon-Najung beach and main causes of beach erosion have been studied. Field investigation data, aerial photos and the results of numerical model test were used in the analysis. As a result, it was realized that the main causes of beach erosion at Jeonchon-Najung beach was due to the construction of fishery harbors and a seawall.
Keywords : sediment transport, the causes of beach erosion, aerial photos, seawall, numerical model test
1. 서 론
백사장은 해수욕장으로 활용되는 중요한 관광경제자원일 뿐만 아니라, 해안의 자연환경 유지기능 및 높은 파도로부 터 해안주변을 보호해주는 방재기능까지도 보유하고 있는 귀중한 재산이다. 따라서, 과거부터 선진국에서는 해역의 특 성에 따라 여러 형태로 발생하는 해안재해가 매우 중요한 문제로 취급되어져 왔다.
해안재해 중에서도 표사이동에 기인한 해안침식, 박지 및
항내매몰 등은 모두 파와 흐름이 공존하는 연안역에서 발 생하는 대표적인 표사문제들로서 선진국에서는 오래전부터 정부차원에서 비중 있게 다뤄지고 있다. 따라서, 해안공학 자들은 이와 같은 표사이동으로 발생되는 문제들에 대처할 수 있는 적절한 대책공법의 개발은 물론, 그 현상의 재현 및 원인규명에 많은 시간과 노력을 투자해오고 있으나, 표 사이동문제는 파와 흐름과 지형변동의 매우 복잡한 상호기 구를 해석하여야 되는 어려움 때문에 해답을 찾는 것이 쉽 지 않다(김규한과 유형석, 2003).
*관동대학교 토목공학과(Corresponding author : Hyung Seok Yoo, Department of Civil Engineering, Kwandong University, Gangneung, Gangwon 210-701, Korea, [email protected])
**한국폴리텍III대학 강릉캠퍼스 산업잠수학과(Department of Commercial Diving, Korea polytechnic colleges, Gangneung, Gangwon 210-932, Korea)
표사이동기구와 침식 및 퇴적의 원인, 방지대책의 선정 및 효용성에 대한 구체적인 검토는 현지관측, 조파수조를 이 용한 이동상실험 및 컴퓨터를 이용한 수치시뮬레이션 등에 의하여 수행되어져 왔다. 현장관측은 가능한 장기간의 데이 터를 필요로 하기 때문에 단기간의 조사자료는 해안침식 대 책수립을 위한 원인분석에 있어서는 적용범위가 제한적일 수 있다. 수치모형실험은 시간비용면에서 경제적이나, 계산자가 주어주는 기본 파라메타에 강한 의존성을 지니고 있다는 단 점이 있다. 반면, 수리모형실험은 물리적 현상을 직접 관찰 하여 쉽게 상황을 이해할 수 있는 강한 장점이 있으나, 축척 효과(Scale effect) 등의 문제를 해결하기 위해서는 일반적인 Froude 상사법칙을 적용할 수 없으며, 상황에 적합한 이동상 상사법칙을 적용해야만 한다(金圭漢, 1993). 따라서, 이 3가 지 방법을 동시에 이용한다면 가장 합리적인 결과를 도출할 수 있으나(Maruyama and Takagi, 1988), 항만 또는 어항 주 변의 침퇴적 현상 등 침식원인이 비교적 명확한 경우, 시간 과 경제적인 측면을 고려하여 수치모형실험과 현장관측만을 병행하여 해안침식의 주된 원인을 파악하는 방법이 최근 시 도되어 왔다(김규한과 유형석, 2006). 이와 같은 방법을 적 절히 잘 이용함으로써 정확한 침식원인의 규명은 효과적인
해안침식 방지대책공법의 수립을 가능하게 할 것이다.
본 논문에서는 해안침식이 진행되어 고파랑 내습시 해안 배후지역에서 월파에 의한 피해가 발생하고 있는 경상북도 경주시 전촌-나정해안을 대상으로 항공사진 분석을 실시하 여 현장관측 자료와 비교·검토하고 수치모형실험의 결과를 분석함으로써 전촌-나정해안의 표사이동특성을 파악하고 해 안침식의 원인을 도출하였다.
2. 대상해역의 상황
본 연구의 대상해안은 남동해안에 위치한 해안으로 대상 해역의 장기파랑산출자료(해양수산부, 1997; 해양수산부, 1999~2003)를 정리한 Fig. 1(b)에서 나타낸 바와 같이 동계 에는 북서계절풍의 영향을 받아 NNE, NE 계열 파랑이 탁 월하고, 하계에는 태풍의 영향으로 S 계열의 파랑이 탁월 하나, 지형에 의한 굴절현상으로 인해 대상해역 전면의 천 해역에서는 NE~SE파향의 파랑이 탁월한 것으로 판단된다.
현재, 대상해안에서는 고파랑 내습시 월파 등으로 인해 해안 배후의 가옥에 피해가 발생하고 있는 것으로 탐문조 사시 확인되었다. 해안남측에는 Fig. 2에 보여지는 것처럼
Fig. 1. Location map and Wave characteristics.
Fig. 2. Pictures of seawall on the Najung beach.
직립호안이 설치되어 있는 데 이 호안은 계속되는 월파현 상에 의한 배후지 피해를 저감시키기 위해 설치된 것이다.
직립호안 전면에는 세굴현상으로 인해 해빈이 남아있지 않 아 매우 위태로운 상태에 놓여 있다. 조석간만의 차는 동 해안의 특성상 30 cm 이내로 나타나고 있다.
3. 항공사진에 의한 해안선변화 이력분석 년도별 항공사진을 이용하여 해안선의 변화상황을 검토 하기 위해서는 수치정사영상 및 2차원 부등각 사상변환인 Affine Transformation 방법 등의 해석방법이 이용된다. 특 히, 해안선변화와 같은 특정한 범위의 해석을 목적으로 할 경우에는 수치정사영상에 비해 Affine Transformation 해석 방법이 비용 및 시간적인 면에서 유리하다(정승진 등, 2004).
따라서, 본 연구에서는 Affine Transformation 을 해석방법 으로 적용하였다.
대상해안에 대한 항공사진자료는 Table 1에서 정리한 바 와 같이 1987년, 1992년, 1996년, 2000년, 2004년에 국립 지리원에서 촬영한 항공사진 자료를 이용하였으며, 년도별 항공사진은 해안선 판독의 오차를 최소화하기 위하여 1,200dpi 이상의 고해상도 드럼스캐너로 스캔하여 Affine 변 환에 이용하였다.
각 년도별 해안선 판독자료는 항공사진 촬영시간의 조위 자료를 이용하여 약최저저조면(Approx. L.L.W)시로 조위보
정을 수행하여 비교검토하였다(정승진 등, 2004).
항공사진자료를 분석하여 얻어진 1987~2004년까지의 해 안선 변화 이력은 Frg. 3에 도시하였다. 1987년 10월~1992 년 11월의 기간에는 해안의 대부분 구간에서 해안선이 전 진한 것으로 나타났다. 항공사진의 촬영시기는 10월 말과 11월 초로 계절적으로 동일하기 때문에 이에 따른 해석오 차는 크지 않을 것으로 사료된다. 따라서, 이러한 분석결과 로 부터 1992년 이전에는 전촌-나정해안에는 특별한 해안 침식현상이 존재하지 않았다는 것을 알 수 있으며, 해안 북 측 및 중앙부에 위치한 소규모 하천의 토사공급으로 인해 오히려 퇴적이 우세한 해안이었을 가능성이 높다.
1992년~1996년 기간에는 해안 중앙부에서 약간의 침식 현상이 발생되고 있으며, 반면, 해안 북측 및 남측에서는 약 간의 퇴적현상이 나타나고 있다. 이러한 현상과 함께 전촌 항과 나정항이 1987년 이후부터 본격적인 건설이 시작되었 다는 사실을 연관지어 보면 전촌-나정 해안은 이 시기에도 전촌항과 나정항 구조물의 축조에 따른 영향을 받고 있었 던 것으로 보이나, 변화량이 적어 명확한 결론을 내리기는 어렵다.
1996년~2000년 기간에는 전촌항 북방파제의 연장이 남 측으로 길게 연장되면서 해안선 변화 현상이 본격적으로 나 타나고 있는 것을 알 수 있다. 전촌항측 남방파제에 접한 부분은 국부적인 퇴적현상이 발생되고 있으며, 그 이외 남 측해안에서는 전반적으로 대규모의 침식현상이 발생되 었다. 심한 곳은 해안선 후퇴량이 20 m 이상으로 나타났으 며, 이 시기부터 해빈폭의 감소로 인해 고파랑 내습시 월 파피해가 발생되어 주민들로부터 그 대책이 요구되어지고 있다. 특히, 비교적 해빈폭이 좁았던 남측해안(B영역)은 해 빈폭의 감소로 인한 고파랑 내습으로 월파피해가 극심하여, 배후가옥의 보호를 위해 1996년 이전에 직립호안이 축조되 었음을 확인할 수 있다. 이러한 호안 건설은 그 자체만으 로 백사장을 훼손시키며, 호안전면에서의 반사파로 인한 자 연적 저사기능의 저하로 해안침식현상을 가중시켰을 것으 로 판단된다(Pilkey and Wright, 1988).
2000년~2004년 기간에는 전촌·나정 해안의 북측(A영 역)은 퇴적, 남측(B영역)은 침식으로 확연히 나뉘어져 나타 나고 있다. 이러한 현상은 남측에서 북측으로의 탁월한 연 안류와 전촌항 건설에 의해 다량의 표사가 B영역으로부터 A영역으로 이동하는 현상과 호안전면에서의 반사파로 인한 침식이 복합적으로 나타난 것에 기인한 것으로 판단된다.
특히, 남측에 호안이 설치된 구역은 이미 더 이상 유실될 해빈이 남아있지 않으며, 호안에 의해 더 이상의 침식은 일
Table 1. Aerial photos of Jeonchon-Najung beach
Time Aerial photo
1987.10.23
1992.11.04
1996.05.24
2000.02.10
2004.12.11
단 차단되어진 상황이다. 그러나, 일반적으로 호안시설이 파 랑에 직접적으로 노출될 경우 반사파 등에 의한 저부세굴 이 발생하여 결국에는 장시간이 경과된 이후 호안의 붕괴 현상까지 초래될 수 있다(Pilkey and Wright, 1988; Horikawa, 1978, p.329; Silvester, 1974, p.143). 따라서, 이 구간에는 시급한 대책이 요구되어진다.
단, 항공사진은 촬영시기가 각각 상이하여 해안선 분석 결과에는 계절적인 차이가 포함되었을 가능성이 있다. 대 상해안이 위치한 동해안의 경우, 동계에는 북서계절풍에 의 한 주기적인 고파랑으로 인해 표사의 이동이 탁월하고(김 규한과 유형석, 2003; 加藤 等, 2001), 하계에는 장기간 낮 은 파고가 내습하다가 간헐적인 태풍내습시에만 고파랑이 발생되는 해역적 특성을 염두할 필요가 있다.
본 연구에서는 이러한 계절에 따른 해안선의 변화량을 정량적으로 파악하기 위하여 2006년 8월부터 2007년 3
월에 걸쳐 조사된 계절별 해안선 관측자료와 비교·검토하 였다. Fig. 4에서 나타낸 바와 같이 관측기간 중 태풍 0613 호 산산(SHANSHAN)이 내습하여 2006년 8월과 2006월 10월간에 발생된 해안선 변화를 제외하고는 해안선 변화량 이 10 m 이하로 전반적인 퇴적경향을 나타내고 있다. 한편 , 해안선 관측기간 중 태풍내습으로 인해 급격한 해안선 침 식이 발생된 2006년 8월부터 10월까지의 해안선 변화는 동 계의 고파랑 특성이 크게 반영되었을 것으로 판단되는 2000 년 2월의 항공사진으로부터 분석된 1996년 5월과 2000년 2월간의 해안선변화와 침식 및 퇴적의 범위만이 약간 다를 뿐 유사한 경향을 나타내는 것을 알 수 있다. 따라서, 전촌 -나정해안은 고파랑 내습시 전촌항과 호안건설로 인해 급 격하게 침식되었다가 파고가 비교적 적은 시기에는 다시 회 복되는 경향을 보이는 것으로 판단된다.
반면, Fig. 5에서 나타낸 바와 같이 관측시기의 계절적 차
Fig. 3. Analysis of shoreline changes from aerial photos (1987~2004).
이가 거의 없다고 판단되는 1992년 11월과 2004년 12월의 항공사진에 의한 해안선 변화량은 전촌항 남방파제 부근의 최대 해안선 전진량이 국부적으로 약 150 m에 이르며, 남 측해역은 해안선 후퇴량이 약 15~20 m로 해안선 침식이 두 드러지게 발생되고 있음을 확인할 수 있다. 따라서, 항공사 진에 의해 분석된 해안선 변화는 주기적으로 반복되는 계 절적인 변화로 보기에는 비교적 크고, Tanaka and Sato (1976)가 제시한 해안구조물 건설에 따른 전형적인 해안선 변화 패턴과 일치하고 있으므로, 전반적인 해안선 변화 경 향의 판단에는 큰 무리가 없을 것으로 사료된다.
Tanaka and Sato(1976)는 약 120여개의 항만에 대한 수
년간의 항공사진자료 및 수 십년간 발생된 해빈변형의 실 태조사를 통하여 항만 및 어항의 건설형태에 따른 지형변 화의 전형적 패턴을 유추하였다. 이후 우리나라의 어항건 설에 따른 침식구역 및 퇴적구역 변화의 시계열 변화특성 이 실제 어항구역에 적용되어 그 타당성이 검토된 바 있다 (김규한과 백종대, 2002). Fig. 6은 이와 같은 방법으로 2004년 당시의 방파제 연장거리를 고려하여 해안의 직각방 향으로 내습하는 파향인 E 파향이 내습하였을 경우의 퇴적 구간 및 최대 침식구간을 표시한 것이며, 이를 Fig. 5에도 함께 나타내었다.
Fig. 4. Shoreline changes from field investigations (2006.8~2007.03).
Fig. 5. Shoreline changes from aerial photos (1992.11~2004.12) & Pattern of shoreline change.
Fig. 6. Pattern of shoreline change on Jeonchon-Najung beach, 2004.
4. 수치모형실험 4.1 수치계산 조건
본 연구에서 사용한 해빈변형 모형은 Fig. 7에 나타낸 계 산 흐름도에서 알 수 있듯이, 파랑장, 해빈류장의 계산 및 지 형변동계산의 3가지 서브모델(sub model)로 이루어져 있다.
이 방법은 파랑장 및 해빈류장의 계산 후, 그 계산결과 는 지형변화에 대한 표사의 외력조건으로서 이용되며 저질 조건이 추가되어져서 식 (1), (2)의 표사량산정식에 의해 파와 흐름 공존장에서의 표사량 분포를 구하게 된다(渡晃 等, 1984).
(1) (2) 여기서, qc, qw는 각각 흐름에 의한 표사량과 파향의 파 동성분에 의한 표사량, u*는 파와 흐름의 공존장에서의 저 면마찰속도, u*c는 저질이동한계 마찰속도, u는 흐름의 수 심평균유속, ub는 파의 저면궤도유속의 진폭, Ac, Aw는 무 차원계수, Fd는 표사방향함수이다.
이어서 식 (3)의 표사의 연속방정식을 적용하여 저면고의 시간변화를 계산할 수 있다.
(3)
(4)
(5)
여기서, qx, qy는 각각 x, y방향의 파와 흐름에 의한 표사 량이며, εs는 지형안정화에 대한 무차원계수이다.
본 논문의 수치모형실험에 적용한 파랑모델은 식 (6)에서 표현한 바와 같이 다방향 불규칙파의 회절현상을 고려할 수 있도록 개량된 에너지 평형방정식 모델을 이용하였으며(間 等, 1998), 해빈류 모델은 파랑에 의한 잉여응력(radiation stress)을 계산한 후 이것을 외력으로 하는 2차원 천수방정 식 모델(西村 等, 1984)을 적용하였다.
(6)
수치모형실험의 입사파랑제원의 결정에 있어서는 해빈에 서의 침·퇴적 경향을 검토하여 결정할 수 있다. Dean(1973) 은 심해파고(Ho)와 주기(T), 모래의 정지된 물에서의 침강 속도(wf)로 이루어진 Dean 상수(Ho/wfT)를 제안하였으며, 침퇴적의 경계값을 0.85라고 발표하였다. Krieble et al.
(1986)은 실물축척 실험에 의해 침퇴적의 경계값을 식 (7) 과 같이 2.0~2.5로 제시하였으며, Kraus et al.(1991)은 현 장자료에 의해 침퇴적의 경계값을 3.2로 제시하였다(천세현과 안경모, 2008). 아울러, Sunamura and Horikawa(1974)는 전빈경사(tanβ), 저질입경(d), 심해파고(Ho)와 파장(L) 등을 이용하여 식(8)과 같이 침·퇴적의 경계값을 제안하였다.
본 논문의 수치모형실험에서의 입사파랑제원은 Krieble et al.(1986)과 Sunamura and Horikawa(1974)가 제안한 침·퇴적 경계값과 비교검토하였다.
(7)
(8) Field : C > 18 Erosion type, C < 9 Deposition type
수치모형실험에 적용된 침식성 파랑입력제원은 대상해역에 내습하는 동계와 하계의 이상파랑을 고려하고자 한 것으로 장기파랑산출자료(해양수산부, 1997; 해앙수산부, 1999~2003) 의 파향별 파고계급별 출현율을 이용하여 97.5%에 해당하 qc=Ac(u*2–u*c2) u g⋅ ⁄
qw=Aw⋅Fd(u*–u*c2) u⋅ b⁄g
∂ zb
---∂ t ∂ h
∂ t--- – ∂ qx′
---∂ x – ∂ qy′
---∂ y –
= =
∂ qx′ qx εsqx∂ zb
---∂ x –
=
∂ qy′ qy εsqy∂ zb
---∂ y –
=
∂ v( xS) ---∂ x ∂ v( yS)
---∂ y ∂ v( θS) ---∂ θ
+ + =
k
2ω--- CC( gcos θ2 Sy) 1
2---CCgcos θ2 Syy
⎩ – ⎭
⎨ ⎬
⎧ ⎫
Ho wfT
--- 2.0 2.5≥ ∼
C Ho Lo
--- tanβ( )0.27 d Lo ---
⎝ ⎠⎛ ⎞–0.67
=
Fig. 7. Flow chart of Numerical Model.
는 파고를 적용한 것이다. 적용파고에 따른 주기는 파고계 급별 주기별 출현율의 분포를 이용하여 적용파고가 속하는 파고계급의 주기출현빈도 중 90%에 해당하는 주기로 침식 성 파랑의 조건에 만족한다. 퇴적성 파랑입력제원은 파고 0.5 m, 주기 8.5 sec로 Kireble et al.(1986)과 Sunamura and Horikawa(1974)가 제안한 조건에 만족한다.
따라서, 입사파랑의 파향은 침식성 파랑에 대해서는 동 계와 하계의 고파랑을 대상으로 NE, ESE의 2개 파향으로 설정하였으며, 퇴적성 파랑은 비교적 낮은 파랑이 내습하 는 하계를 대상으로 ESE 파향에 대해서만 수행하였다.
수치모형실험의 실험안으로는 현재의 해빈변형상황을 이 해하기 위한 현상태와 과거안에 대하여 수행하였으며, 과 거안의 경우, 수심 및 지형자료는 전촌항과 나정항이 건설 되기 이전인 1977년에 발행된 해도자료를 이용하였다. Fig.
8에 각 실험안에 따른 수심 및 지형상황을 나타내었으며, Table 2에 실험조건을 정리하였다.
4.2 수치모형실험 결과
수치모형실험은 해빈변형실험의 서브모델인 파랑장 및 해 빈류, 지형변동의 계산을 각 파향별로 수행하였으나, 본 논 문에서는 지면의 여건상 해빈류 및 지형변동 계산결과만을 나타내기로 한다.
침식성 파랑내습시, Fig. 9와 Fig. 10에서와 같이 NE와 ESE 파향 모두 남측에서 북측으로의 일방향 연안류가 탁
Fig. 8. Topography condition of cases for numerical simulation.
Fig. 9. Results of wave induced currents and bottom changes(Past, Erosion type).
Table 2. Conditions of the numerical simulation Grid scale 3.7 km × 1.5 km
Δx = Δy = 10 m (370 × 150 grids) Wave
condition
NE: H
1/3= 4.12 m, T
1/3= 12.0 s
ESE: H
1/3= 2.42 m, T
1/3= 11.0 s Erosion type ESE: H
1/3= 0.5 m, T
1/3= 8.5 s Depositon type Tide Approx H.H.W 28.0cm
Grain size 0.29 mm Topography condition
The present(Topography condition : 2006yr)
The past(Topogrphy condition : 1977yr)
월하게 나타나고 있으며, 해안측에서 침식현상이 탁월하게 발생되는 것을 알 수 있다. 단, 전촌항이 건설되어 차단되 기 이전에는 해안지형을 따라 남측으로의 연안류도 발생하 고 있는 것을 확인할 수 있다.
퇴적성 파랑내습시의 과거안 실험결과인 Fig. 11(a)에서 는 내습파랑이 낮음으로 인해 해빈류 자체가 원활하게 발 생하지 못하고 있으며, 따라서, 해안측에서는 파랑작용에 의
해 퇴적현상이 주를 이루는 것을 알 수 있다. 또한, 전촌 항과 나정항 축조 이전에는 전촌-나정해안으로 남북측에 서 연안류 흐름이 유입되는 것을 알 수 있으며, 연안류 흐 름과 함께 표사도 유입되었을 것으로 사료된다. 따라서, 과거 전촌-나정해안은 고파랑 내습시 침식된 해안이 하계 의 낮은 파랑에 의해 장기간에 걸쳐 복구되었을 것으로 판단된다.
Fig. 10. Results of wave induced currents and bottom changes(Present, Erosion type).
Fig. 11. Results of wave induced currents and bottom changes(Deposition type).
반면, 퇴적성 파랑내습시 현상태의 실험결과인 Fig. 11(b) 에서는 해안 중앙부에서 남측에서 북측으로의 연안류가 발 생하고 있으며, 이로 인해 해안을 따라 전촌항 측으로 침 퇴적 현상이 반복되는 것을 확인할 수 있다. 이러한 원인 은 전촌항 건설과 그에 의한 수심변화에 의해 해빈류 패턴 이 변화된 것으로 판단되며, 비교적 낮은 파랑이 내습하는 하계에도 전촌항 측으로의 일방향 표사이동이 진행되고 있 음을 확인할 수 있다.
5. 결 론
본 논문에서는 해안침식이 진행되어 고파랑 내습시 해안 배후지역에서 월파에 의한 피해까지 발생하고 있는 전촌- 나정해안을 대상으로 항공사진 분석을 실시하여 현장관측 자료와 비교검토하고 수치모형실험의 결과를 분석함으로써 전촌-나정해안의 표사이동특성과 해안침식의 원인을 다음 과 같이 도출하였으며, 이를 Fig. 12에 정리하였다.
(1) 해안선변화 이력분석과 계절별 해안선관측 조사자료 분석에서 도출된 바와 같이 전촌-나정 해안의 해안침식은 전촌항 방파제 두부에서의 파의 회절현상에 의하여 발생되 는 주변해안의 침퇴적 패턴변화로 판단되며, 이는 Tanaka and Sato(1976)가 제시한 항만인근의 해안선 침식퇴적 패 턴과 일치하는 것에서 재차 확인할 수 있다.
(2) 수치모형실험 결과로부터 전촌항 건설이전인 과거에 도 고파랑 내습시 탁월한 연안류에 의해 남측에서 북측으 로의 표사이동과 침식현상이 발생되고 있으며, 비교적 낮 은 파랑내습시 장시간에 걸쳐 복원되는 것으로 분석되었다.
반면, 전촌항 건설로 인해 해빈류 패턴이 변화하여 현재에 는 비교적 낮은 파랑이 내습되는 하계에도 북측으로의 연
안류가 발생되고 있으며, 이로 인해 고파랑시 침식된 해안 은 다시 복구되지 못하는 것으로 분석되었다.
(3) 남측해안의 월파피해를 방지하기 위하여 건설된 호안 은 호안건설시 이미 백사장을 훼손시켰으며, 현재는 고파 랑 내습시 호안전면의 침식을 가중시키는 것으로 판단된다.
(4) 또한, 최근 장주기성 고파랑의 출현빈도와 태풍의 강 도가 점차 증가하고 있는 것도 해안침식의 또 하나의 원인 이 될 수 있다. 이러한 고파랑의 내습은 그 자체만으로 해 빈경사를 급경사로 만드는 역할을 하지만, 특히, 대상해역 과 같이 파랑이 탁월한 개방해역에서는 외해측의 고파랑이 천해역까지 여과없이 전파되어 해빈류의 강도를 증가시키 는 역할을 한다.
전술한 바와 같이 전촌·나정 해안의 해안침식은 전촌 항 및 나정항의 건설, 남측해역에 건설된 호안시설과 지형 적으로 발생되는 탁월한 연안류, 고파랑의 출현빈도 증가 등이 복합적으로 작용하여 발생된 것으로 사료되며, 이러 한 해안침식의 원인분석 결과는 해안침식의 대책수립시 주 요한 자료로서 활용될 수 있을 것이다.
이 결과로부터, 전촌-나정해안에서 발생하는 해안침식현 상을 제어하기 위해서는 전촌항 구조물에 의한 해안선 침 퇴적 패턴을 완화시켜 주고, 남측에서 북측으로 발생되는 연안류를 제어하고 외해로부터의 고파랑을 저감시켜주는 대 책이 필요할 것으로 판단된다. 아울러, 전촌항 남방파제 남 측에 퇴적된 토사를 침식이 발생된 남측해역으로 복원시켜 주는 주기적인 샌드리싸이클(Sand Recycle)에 대한 검토가 필요할 것으로 판단되며, 해안이 나름대로의 안정상태를 이 룰 때까지는 남측해안의 해안침식현상이 지속될 수 있으므 로 나정해안의 해안침식을 방지하기 위해서는 적절한 친환 경적 대책의 수립이 필요할 것으로 사료된다.
Fig. 12. Overview of erosion mechanism on Jeonchon-Najung beach.
감사의 글
본 연구의 일부는 차세대 핵심환경기술개발사업과 지역 협력연구센터의 지원에 의한 것임을 밝히며 이에 감사의 뜻 을 표합니다.
참고문헌
김규한, 백종대 (2002). 오산항 주변해역의 해안침식 방지 대책 검토, 한국해안
·해양공학회지, 제13권, 302-307.
김규한, 유형석 (2003). 현장관측에 의한 침식해안의 표사 이동분석, 대한토목학회논문집, 제23권, 제2B호, 115-121.
김규한, 유형석 (2006). 송도해안의 해안침식이력 특성, 한 국수자원학회 논문집, 제39권 제1호, 79-87.
정승진, 김규한, 편종근 (2004). 항공사진을 이용한 장기해 안선변화 조사. 한국해안
·해양공학회지, 제16권 제1호, 10-17.
해양수산부 (1997). 장기파랑산출자료집.
해양수산부 (1999~2003). 해상파랑관측 및 조사.
천세현, 안경모 (2008). 해빈 종단면 변형의 수치모의, 한국 해안
·해양공학회논문집, 제20권 제1호, 101-109.
加藤 茂, 山下隆男, 朴柾昱, 金圭漢 (2001). 韓 東海海岸と
上越·大潟海岸との 域海浜流の比較 測, 日本土木
海岸工 論文集, 第48卷, pp 371-375.
金圭漢 (1993). 海底砂漣の形成過程と漂砂移動にする硏究, 工
博士 位論文, 日本大阪大.
間 肇, 高山知司, 富將嗣, 三島豊秋 (1998). 波の回折 を考慮した多方向不規則波の形計算モデルにする究, 土木 論文集, 第628, II-48, pp.177-187
西村仁嗣, 丸山康樹, 井力 (1984). 海浜流の値計算法について, 第31回海岸工 講演論文集, 土木 , 396-400.
渡 晃, 丸山康樹, 淸水隆夫, 山勉 (1984). 構造物設置
に伴う三次元海浜 形の 値予測モデル, 第31回海岸工 講演論文集, 土木 , 406-410.
Dean, R. G. (1973). Heuristic models of sand transport in the surf zone, Proceedings, Conference on Engineering Dynam- ics in the Surf Zone, Sydney, Australia.
Horikawa, K. (1978). Coastal engineering, An introduction to ocean Engineering, New York, Wiley, 329.
Kraus, N.C., Larson, M. and Kriebel, D.L. (1991). Evaluation of Beach Erosion and Accretion Predictors. Proc. Coastal Sediments '91, ASCE, 572-587.
Kriebel, D.L., Dally, W.R. and Dean, R.G. (1986). Beach Pro- file Response Following Severe Erosion Event. Report UFL/COEL-86/016, Coastal and Oceanographic Depart- ment, University of Florida, Gainsville, FL.
Maruyama, K. and Takagi, T. (1988). A simulation system of nearshore sediment transport for the coupling of the sea- bottom topography, waves and current, IAHR Symp.on Mathematical Modelling of Sediment Transport in the Coastal Zone., 303-309.
Norio Tanaka and Shoji Sato (1976). Topographical change resulting from construction of a harbor on a sandy beach, Kashima port. Proc. 15th Coastal Eng., Chap. 106.
Orrin H. Pilkey and Howard L. Wright III (1988). Seawalls versus beaches, Journal of Coastal Research, 41-64.
Silvester, R. (1974). Developments in geotechnical engineer- ing, Coastal Engineering, 2. Amsterdam Elsevier, 143.
Sunamura, T. and K. Horikawa (1974). Two-dimensional Beach Transformation Due to Waves, Proceedings of the 14th Conference on Coastal Engineering, ASCE, 920-938.
Received November 10, 2008 Accepted December 24, 2008
口玉
口玉