항만과 방재(2)

(1)

항만과 방재(2)

 방재 대책(침식)

(2)

1.침식대책공법

(1) 연안방호공법

(2) 사빈안정화공법

(3) 사빈회복공법

(3)

(1) 연안방호공법

1)직립호안

• 연안방호를 위해 건설되는 기본적인 연안구조물로서 직립, 혹 은 급경사 형식으로 건설되며, 재료는 철근콘크리트, 자연석 등 다양하게 적용.

• 호안의 특징은 공사비가 저렴하고 시공이 간단하며, 내습파랑 을 직접 차단하여, 보전대상지역의 포락방지 및 안정성을 확보 하기 위해 건설됨.

• 사빈해안에서 백사장 침식이나 사구포락이 발생하는 지역은 호안건설이 사빈침식의 가장 큰 원인이 되는 경우가 많으므로, 이러한 지역에서는 가능한 한 호안건설을 최대한 지양함.

(4)

• 해안제방 설계는 일반적으로 파의 작용에 주목하고, 구조물의 설치 위치 및 구조물의 단면 조건 등을 고 려해서, 천단고를 결정

• 해안 제방(호안)의 형식

- 경사형 : 콘크리트 블록식, 콘크리트 피복식 등 - 직립형 : 석축식, 중력식, 부벽식 등

- 혼성형 : 위 두 형식의 결합에 의한 것

(5)

제방과 호안

- 해빈의 육지면의 비탈면을 둘러싸서, 배후의 토사가 파랑이나 흐름에 의하여 파괴 또는 유실되지 않도록 방지하는것.

(6)

(7)

해안 제방과 호안의 구분

(8)

2)친수성 호안

• 친수성 호안은 파도를 차단하여, 사람들이 용이하게 수변에 접근할 수 있도록 축조한 구조물임

3) 경사식호안

• 연안의 이용성 및 친수환경 조성을 이룬 호안으로서, 직립호안보다 파의 에너지 소산효과도 큼

• 사구포락이 발생하는 지역 중, 배후지 보전이 반드시 필요한 지역에서 대표적으로 적용

(9)

(2) 사빈안정화 공법

1) 이안제(내습파랑저감) 2) 잠제(내습파랑저감) 3) 인공곶(연안표사제어) 4) 돌제 (연안표사제어) 5)모래포집기(비사방지) 6)식생(비사방지)

7) 지하수위저감

(10)

1) 이안제 (내습파랑 차단)

• 이안제는 해안선으로부터 외해측에 해안선과 평 행하게 설치한 제방으로서 해안에 작용하는 파력 을 감소시키고 배후의 해안을 안정시키는 것을 주목적으로 함

• 해안으로 내습하는 파랑을 직접 차단하기 위해 이용 되는 구조물로 내습파랑 차단 효과는 좋으나 조망권 을 차단하는 단점이 있음.

-관광자원으로서의 연안지역가치가 하락할 수 있음.

• 배후에 톰보로 현상에 의해 해안지형의 급격한 변 화가 발생될 수 있음.

(11)

• 이안제의 수리기능

- 입사파의 에너지를 감쇄시킴

- 파의 회절효과등에 의해 파형경사를 작게 하여, 파를 침식형으로부터 퇴적형의 파랑으로 변화시킴

- 연안표사량의 저감

- 톰보로를 발생시켜 앞 모래사장의 전진을 도모

(12)

1) 이안제(계속)

• 이안제의 제원으로써 제방길이는 100m, 설치수심 은 3∼4m, 이안거리는 30∼40m의 것이 많음

• 이안제는 반드시 연속시킨 것만이 아니고 불 연속으로 할 경우가 많음.

- 불연속제의 개구부폭이 지나치게 넓게 되면 개구 부로 토사가 유출될 가능성이 큼

• 개구부는 일반적으로 이안류가 집중하므로 이안제 단부의 세굴방지에 특히 주의할 필요가 있음

(13)

1) 이안제(계속)

• 개구부 전면의 전빈은 전진은 적고 때로는 침식되는 경우도 있음

- 호안에 가깝게 전빈상에 이안제가 설치되는 경우 에는 개구부를 설치를 피하는 편이 바람직

(14)

이안제

- 해안선에 평행하게 설치하여 이안제 배후에 일어나는 회절파를 이용함으로서 Tombolo를 형성하고, 연안표사를 저지하거나, 배후 해빈에 작용하는 파력을 감소시킴.

(15)

침식대책공법의 선정

(16)

(17)

2)잠제(내습파랑의 저감)

• 잠제란 방파제, 방사제의 기능을 하는 구조물이 수면 하에 축조되어 있는 것

• 내습파랑을 저감시키는 기능과 함께 조망권을 유 지할 수 있는 구조물 이며, 파랑 저감을 위해 넓은 폭을 유지해야 하므로 건설비가 많이 소요.

• 표사이동을 차단하는 수중보 역할 및 어초 기능이 가능한 반면, 항행선박의 좌초 위험이 있음.

(18)

잠제에 의한 해빈 모래의 유출방지

(19)

3)인공곶(연안표사제어 )

• 대규모 연안표사제어 구조물로 인공적으로 포켓비 치를 조성하는 기능이 있으며, 인공곶 사이의 백사 장은 안정상태를 보임.

• 외해(표사이동 한계수심)까지 곧게 뻗은 인공 Head Land를 설치하여 그 사이에서 표사의 순환이 이루어 질 수 있도록 하는 인공 Pocket beach를 형성

•

구조물의 천단고가 너무 높은 경우, 조망권을 차단하므 로 관광지의 기능을 고려하여 천단을 결정

(20)

인공 곶 공법

(21)

인공 곶 공법

(22)

4)돌제(연안표사제어)

• 돌제(Groin) : 해안으로부터 돌출한 구조물

• 백사장 침식을 감소시키는 구조물로서 해 안선과 직각으로 건설하여 연안을 따라 이 동하는 모래(연안표사)를 제어하는 구조물.

• 최근에는 백사장 침식 발생지역의 모래 총

량을 증가시키는 양빈을 주로 수행하고 돌

제의 적용을 지양.

(23)

4)돌제(계속)

• 모래를 통과시키는 불투과성과 투과성 구조가 있 는데, 일반적으로 불투과성을 많이 사용

• 선단부분을 이형블록 등의 투과성구조로 하여 우선

그곳에서 파랑의 에너지 일부를 소산시킨다든지,

혹은 단면중앙에 불투과층을 설치하여, 그 주위를

소파블록이나, 사석 등으로 피복한 단면으로 하는

것이 바람직

(24)

돌제의 평면형상

• 해안침식 대책으로는 보통 복수의 돌제를 적 당한 간격을 배치

• 돌제의 평면형상 : 직선형, T형, L형, Z형등

- T형이나 L형 등은 돌제와 이안제를 조합한

것이므로 단지 돌제라 할 때는 보통 직선형을

가리킴.

(25)

돌제

- 해안선에 직각방향으로 설치되어 연안표사의 일부를 포착해서 해안선을 전진시키는 기능을 하는 구조물.

(26)

돌제에 의한 침식대책

(27)

(28)

5)모래포집기(비사방지)

• 바람에 의한 모래 이동을 차단하기 위해 이용되는 구조물로, 사구지역, 배후지 개 발이 완료된 백사장 지역에 이용.

• 인공구조물 건설을 최소화할 수 있는 방

법으로 친환경적 재료(목재, 갈대매트 등)

를이용하며, 신속한 설치 및 이동이 가능

한 시설.

(29)

(30)

• 넓은 백사장이나 사구지역에 적용 가능한 사빈 안정화공법으로 인공적으로 식생을 조성하여 비사를 방지하는 방법.

• 자연환경의 변화를 최소화하는 방안으로 사빈 폭이 넓은 백사장 후빈지역이나 인공으로 조성 된 사구 등에 적용.

6)식생(비사방지

⁾

(31)

(32)

7)지하수위저감

• 지하수위를 인위적으로 저감하여 백사장 침식 및 토사포락을 방지하는 공법.

• 백사장 침식지역에 내습파랑의 수립자가 사빈 으로 침투하였다가 쉽게 배출될 수 있도록 지 하수위 저감시설을 매설

-파랑 내습 후 전빈을 따라 내려오는 바닷물에 모래입자가 연행되어 사빈이 침식되는 현상을 방지.

(33)

(3) 사빈회복공법

1)양빈

2)모래환원

3)모래강제이송(Sand Bypassing)

4)인공리프공법(Artificial reef)

(34)

1) 양빈(Artificial nourishment)

• 백사장 침식, 사구포락 등 사질해안의 모래유실에 의해 연

안침식이 발생하는 지역에 인공적으로 모래를 공급하는 친 환경적인 공법.

• 인공적으로 모래를 공급하는 양빈은 많이 시행하고 있는

사질해안 침식방지공법.

• 양빈에 이용하는 해사는 수심 20m이상의 지역에서 채취하

여 모래 채취로 인한 백사장 침식 발생가능성을 최소화.

(35)

• 양빈을 실시하는데 있어서의 문제점 - 양빈공법의 선정

- 공급 토사량과 입도의 결정 - 토사의 채취 장소의 선정 등

• 양빈을 계획함에 있어서의 주의 사항

- 양빈에 쓸 모래는 양빈하고자 하는 전빈의 모래 보다 가능하면 입경이 큰 것을 선택

- 토사 투기작업은 파랑의 정온한 시기를 골라서 되도록 급속히 시행

(36)

(37)

BMS 공법

Harbor and Ocean Engineering

덤프트럭에 의한 양빈

(38)

2)모래환원

• 백사장 침식 발생지역에서 다른 지역으로 이동 한 모래를 제자리로 공급하는 공법.

• 연안지역의 개발에 따른 모래이동 특성변화가 나타나는 경우 이를 바로잡기 위해 시행.

• 원래 모래를 제자리로 이동시키므로, 재료의 동질성이 확보되는 장점.

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3)모래강제이송(Sand Bypassing

⁾

• 일반적으로 표사는 평형상태를 유지하므로, 해안침식이 발생되 면 어는 한 곳에서는 퇴적현상이 발생하는 것이 당연

• 특히, 항내매몰 현상이 발생하면, 그 주위해안에는 반드시 해안침 식이 발생되기 마련

• 이러한 경우 매몰 또는 퇴적된 곳 의 토사를 침식된 곳에 인위적으 로 돌려주고자 하는 공법

(40)

• 구조물을 경계로 침식과 퇴적이 나타날 경우, 즉 연 안방향으로 이동하는 모래가 인공구조물에 의해 차 단될 경우 펌프를 이용하여 모래를 강제로 이송시 키는 공법.

(41)

고정식 샌드바이패스 시설

(42)

BMS 공법

고정식 샌드바이패스에 사용되는 고정식 펌프시설

(43)

호주의 샌드바이패스 공법

골드 코스트 Channel(Inlet)

(44)

잔교의 단면도

(45)

잔교의 단면도

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4)인공 리프공법(Artificial reef)

• 리프(reef)란 원래 산호초를 의미하는 말로서, 자연 산호초의 파고저감효과 및 외해로의 표사유출 방 지기능에 힌트를 얻어 인공적인 산호초를 만들어 보자는 것이 인공리프의 발상기원

• 인공 리프는 종래의 잠제에 비해 천단폭이 상당히 넓어서(광폭잠제), 파의 반사와 수위상승이 경감되 어 동시에 리프 위에서는 파고감쇠가 기대됨.

(47)

• 인공리프 공법을 이용한 경우에는 반드시 해안선전 면과 광폭잠 제사이에 인공양빈(beach nourishment) 을 실시해 주어야 그 기능을 살릴 수 있음

• 인공리프 공법과 양빈 공법을 결합시킨 공법을 이라 함.

면적방어공법

(48)

(49)

항만과 방재(2)

 방재 대책(수위상승)

(50)

 해수면 상승은 지구 온난화의 영향으로 해수의 열 팽창과 대륙빙하의 융해 등으로 해수면이 상승 하는 현상

 바람 또는 파랑의 작용에 의해 해안의 수위가 상 승하는 현상.

(1). 해수면 상승

2. 해수면 상승

(51)

 해수의 증가나 대륙의 구조적 움직임에 의하여 해수면이 상대 적으로 상승 하는 현상.

- 지구의 온난화 ⇨ 온도의 증가 ⇨ 해양의 열 팽창, 육상 빙하 및 빙모의 해빙 ⇨ 해수면 상승

 빙하 및 빙모의 해빙, 해양의 열팽창에 의한 해수면 상승은 지구 평균관점으로 20세기 및 21세기에 상대적으로 크게 발생 했다고 평가됨

(52)

(2). 해수면 상승으로 인한 변화 및 피해

① 해안침식

② 폭풍해일 및 홍수의 심화

③ 강 하구 및 담수층으로 해수 침투

④ 강과 만에서 조석변화

⑤ 퇴적 유형 변화

⑥ 저지대 범람과 습지이동

(53)

(3). 해수면 상승의 피해 현황 1) 우리나라

 해안 주거지역 및 농경지, 갯벌, 해양생태계 등에 해수범람, 염분침투, 해안침식 등과 같은 직접적인 영향을 미칠 것으로 예상.

 환경부 연구결과 해수면1m 상승될 경우 침 수 가능면적은 습지(갯벌)와 내륙지역을 포함 해 약 3222.16km^2 이고 피해금액은 약 60 조원에 이를 것으로 예측.

(54)

(3). 해수면 상승의 피해 현황(계속)

2) 세계 다른 나라들

●전세계의 최소 18개 섬들이 수몰

● 해수면 상승으로 위험에 처한 섬들이 다수 존재

⦁ 투발루

⦁ 인도 근해의 고라마라 섬 2/3 수몰 ⦁ 미국 마리 랜드 체서피크만의 13개 섬 ⦁ 방글라데시 브홀라 섬 절반 수몰

⦁ 방글라데시 순다르반스의 섬 50여 개 ⦁ 몰디브

⦁ 솔로몬 제도 섬들 ⦁ 마 샬 제도 섬들

(55)

(4). 해수면 상승을 극복하기 위한 대처방안

(1) 적응 기술

 지구온난화에 의한 해수면 상승에 대한 대책이 반드시 필요

 해수면 상승에 대한 계획적인 적응 전략은 크게 후퇴, 순응, 보호 세 가지 전략으로 구분

(56)

⦁ 해안적응 대책의 종류 와 예

⦁ 해수면 상승에 대한 적응 방안 모식도

(57)

(4). 해수면 상승을 극복하기 위한 대처방안(계속)

(2) comcoast 프로젝트의 예

• 유럽 북해연안국(네델란드, 영국, 독일, 덴마크, 벨기에) 과 10개 기관이 공동으로 참여하는 프로젝트

• 해수면 상승으로 인한 범람과 홍수로부터 해안 저지대 를 보호하기 위한 새로운 전략을 찾 프로젝트

* comcoast 프로젝트

유럽 북해연안국(네델란드, 영국, 독일, 덴마크, 벨기에)과 10개 기관이 공동으로 참여하는 이 프로젝트는 해수면 상승으로 인한 범람과 홍수로부터 해안 저지 대를 보호하기 위한 새로운 전략을 찾아내고 pilot project(예비 프로젝트)를 토해 각 지역에 실제적인 적응방안을 적용하는 연구 프로젝트로 북해연안 5개국 에서 11개의 pilot project가 시행되었다.

1) Managed Realignment (해안방어 위치 조정) 2) Foreshore Recharge (제방전면 보강)

3) Foreland Protection (제방전면 보호)

(58)

1) Managed Realignment (해안방어 위치 조정)

• 해안방어를 위한 시설물이 설치되어 있는 곳에 적용가능.

• 해안방어 방법을 제방에서 제방+습지 로 변경하는 것을 말함.

• 기존제방을 육지 쪽으로 후퇴하여 제방 전면에 습지 또는 갯벌을 조성

• 습지와 갯벌을 통해 기후변화와 해수면 상승으로 인한 파고, 파압 등이 상쇄 되어 제방의 표고를 높이거나 단면을 보강하는 효과를 기대할 수 있음

<제방의 위치조정을 통한 습지의 조성^>

(59)

(4). 해수면 상승을 극복하기 위한 대처방안(계속)

2) Foreshore Recharge (제방전면 보강)

• 제방 전면에 모래, 자갈, 갯벌 등을 성토하여 보강함으 로써 제방 전면의 수심을 낮추고 제방에 전달되는 파 고, 파압 등을 낮추는 방법

<준설토 공급을 통한 제방 전면 보강>

(60)

3) Foreland Protection (제방전면 보호)

• 제방 전면에 소규모 제방을 축조하여 파고, 파압과 침식작용으로부 터 제방을 보호하는 것.

• 퇴적작용을 원활하게 함으로써 습지조성을 통한 제방의 안전성 향 상을 기대할 수 있음.

<제방 전면 보호를 통한 습지조성>

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(4). 해수면 상승을 극복하기 위한 대처방안(계속)

(3) 해수면상승 대응건물

1) 뉴욕 맨하탄 지역이 바다상승에 대비하여 구상중인 설계도

설계개념 - 연속적인 벌집형태는 수면 아래 물에 잠기더라도, 방수기능을 갖고 있고 바닥에 고착화 되어되도록 설계.

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(4). 해수면 상승을 극복하기 위한 대처방안(계속)

(4) 향후 우리나라 과제

 동북아 지역의 해수면상승 속도는 세계 평균을 훨씬 웃돌고 있는 실정이지만, 우리나라는 뚜렷한 장기 대책이 없다.

(2008년)

 사회 기반시설의 정비와 장기간의 투자를 통해 기후변화에 대응할 수 있는 능력을 제고해야 함

 기후변화의 위험과 영향을 인식할 수 있는 교육과 함께 재해 대응 및 조기 경보 시스템 수립이 필요

 하천의 토사 공급량을 유지시키거나 해안선의 재배치 등을 통해 취약한 자연 생태계의 적응력을 강화