신지명사십리 해수욕장에서 해빈침식의 원인을 파악하기 위해, 2019년 3월부터 2020년 3월까지 조석, 조류 및 파랑과 같은 외력과 표층 퇴적물에 대한 현장조사가 계절별로 수행되었다. 그리고 이들 외력에 반응하는 해빈의 변화양상을 파악하기 위해, 정기적으로 해안선 및 해빈표고가 측량되었고, 과거에 간헐적으로 수행되었던 측량자료도 분석에 활용되었다. 대상해역에서 조류는 해빈변화에 영향을 줄 만큼 충분하지 않았으 나, 남측으로 열려있는 이 해역에서 유의파고 1m 이상의 입사파들은 모두 S ~ SE 파향으로 춘하추계에 출현하였으며, 유의파고 2m 이상의 고파랑은 하추계에 태풍의 영향으로 나타났다. 이에 따라 태풍의 영향이 2년 동안 없었던 2018년 7월의 해빈면적은 2019년 3월에 비해 30,138㎡ 증가해 있었고, 이후 2차례의 태풍의 영향을 겪었던 2020년 3월은 해빈면적이 61,210㎡가 줄어든 것으로 나타났다. 그리고 2018년 7월 이후 2차례의 태풍 내습이 있었던 2019년 3월은 5.4%의 해빈체적이 감소한 상태였고, 이후 2019년 9월까지 다시 2차례의 태풍내습에 의해 해빈체적이 7.3% 감소하였 으며, 2020년 3월은 해빈체적이 4.4% 감소로서 추동계동안 다소 회복되는 경향을 보였다. GSTA에 의한 퇴적물 이동벡터는 해빈중앙의 소하천으로부터 토사가 약하게 유입되며, 서측해빈에서 이동경향은 두드러지게 나타나지 않으나, 동측해빈에서 육상역의 토사가 바다쪽으로 그리고 동측에서 서측으로 퇴적물이 이동하는 경향이 아주 우세하게 나타났다. 이러한 퇴적물 이동경향벡터는 해빈에 대해 반시계방향으로 24°기울어져 있어 연평균파향의 파랑이 입사할 때 서향의 해빈류가 발달하는 것으로 설명할 수 있었다. 이에 따라 서측해빈역은 모래가 풍성하지만, 동측해빈역은 표사공급원의 부재로 자갈이 드러나고 곳곳에 사구포락이 발생하는 것과 같은 침식이 심각하였다. 따라서, 이같은 토사이동구조를 가진 동측해빈역에 양빈과 같은 새로운 표사원을 조성하고, 동측해안 끝단역에서 입사파를 저감시키는 것과 같은 노력이 필요할 것으로 판단되었다.

우리나라 서남해 연안역에서 해수유동을 재현하기 위해 모든 분조를 포함하고 절점변조진폭, 위상보정인자 및 천문인수를 적용한 완전한 형태의 실조석(Real Tide)을 도입하였다. 실조석으로 해수유동을 재현한 결과, 조석의 관측치와 계산치의 상관계수는 1.0으로 진폭 및 위상의 정확도가 매우 우수하였고, U성분 및 V성분으로 구분하여 나타낸 조류는 각각 평균 0.883과 0.936의 높은 상관도를 보여 실조석으로 재현하는 것이 타당한 것으로 보였다. 그리고 잔차류의 관측치와 계산치의 차는 평균 0.006 m/s로 유의미하지 않았고, 그 진 행방향은 서로 매우 유사하였다. 그리고 본 연구의 계산결과에서 관측치와 계산치 간에 나타난 유속성분 오차는 주로 고파랑이나 폭풍을 비롯한 남풍계열의 강한 바람과 같은 기상적 요인에 의한 것이 원인으로 분석되었다. 향후 해수유동 수치모형 실험에서 하나의 변수로 작용하는 기상적 요인을 고려하고 본 연구의 실조석을 재현한다면 계산결과는 더욱 향상될 것으로 기대된다.

연안정비사업이 수행된 만성리 해수욕장에 대해 주기적으로 측량된 해빈자료와 2016년 제18호 태풍 차바 내습시 관측된 강력한 해빈 변형외력으로부터 해빈변화가 현장관측자료를 기반으로 기술되었다. 만성리 해수욕장의 해빈은 양빈 이후 3개월에 걸쳐 자연외력에 반응된 안정 화가 서서히 진행되었으나 태풍 차바에 의해 그 안정화가 깨어졌으며, 태풍내습 2개월 후부터 다시 안정적인 해빈을 나타내어 양빈 1년 후까지 큰 변화가 나타나지 않았다. 태풍 차바 내습직후 만성리 해수욕장의 해안선은 도류제가 설치된 부근해빈과 잠제의 영향이 없는 해빈북측에서 주 로 해안선이 후퇴하였고, 잠제배후역에서 해안선이 전진하였다. 또한 태풍내습직후 해빈체적이 3,395㎥ 감소하였는데, 감소한 영역은 주로 잠제의 영향이 없는 해빈북측에 집중되었으며 잠제배후의 후빈역은 오히려 퇴적되었다. 따라서 만성리 해수욕장에서 수행된 연안정비사업은 파랑에 기 인한 표사이동이 지배적인 이곳에서 해빈보존에 상당히 기여하였다.

만성리 해안은 중조차 해빈으로 조립한 해저질으로 구성되어 있으며, 외해에 대해 남동쪽으로 열려있어 조석 조류보다 파랑에 의한 해빈변형이 우세하게 나타났다. 파랑은 춘계와 하계에 강하여 유의파고가 2~3m에 달하는 폭풍파가 자주 출현하였으나 추계와 동계는 고파랑이 출현하지 않는 정온한 해상상태를 보였다. 관측된 해안선변화의 계절적 특징은 입사파와 깊은 관계를 나타내었다. 춘계와 하계의 고파랑시에 해안선이 침식하였고 추계과 동계의 정온시에 침식을 회복하였다. 이런 현장자료를 바탕으로 실측해안선자료를 사용하여 해안선변화의 검증수치실험을 수행하였는데, 검증매개변수 C₁ = 0.2와 C₂ = 1C₁일 때 사후예측된 해안선은 실측해안선과의 RMS 오차가 1.26 m 정도로 만족스러웠다. 이 값을 사용하여 잠제와 도류제 등이 완공된 10년 후 만성리 해빈의 해안선을 예측한 결과, 잠제배후역에서 5~15 m 정도 해안선이 전진하며, 잠제배후역 북측에서 5~15 m 정도 해안선이 후퇴하는 결과를 나타내었다.

본 논문에서는 기존의 POM(Princeton Ocean Model) WAD(Wetting and Drying) 모형을 연안역에서 조석조류의 계산에 적합하도록 개경계에서 조석조화상수를 입력하여 사용할 수 있도록 하였고, CTS(Computing Time Saving) 기법을 도입하여 계산시간을 단축할 수 있도록 개선하였다. 이와 같이 수정된 모형은 장방형 내만에 하나의 절점을 갖는 정상파에 대한 해석해 실험과 유속 및 열확산에 대한 수리모형 실험결과와 비교하여 좋은 결과를 얻었다. 그리고 간석지가 발달한 광양만의 현지해역에 이 CTS 기법을 적용하여 계산시간이 39.4% 단축되는 결과를 얻었다.

본 연구에서는 조간대가 발달한 우리나라 전북 서해안의 구시포 해안에서 연안류에 미치는 외력성분을 평가하기 위하여 조석ㆍ조류 및 파에 의한 해빈류를 고려한 복합해수유동모형을 구축하였다. 구축된 모형에서 조석ㆍ조류는 EFDC 모형, 파랑은 SWAN 모형, 그리고 해빈류는 SHORECIRC 모형을 사용하였다. 이 수치모형의 적용성을 검토하기 위하여, 현지에서 조석ㆍ조류와 입사파를 현장관측하였고 인근 기상관측소의 바람자료를 조사하였다. 그리고 현지의 조간대에서 GPS를 장착한 경량 Drogue의 추적실험을 수행하고 연안류 성분을 추출하였다. 또한 현장관측조건에 맞추어 수치모형에 의한 수치 Drogue 추적실험을 수행하고 그 결과를 관측치와 비교ㆍ검토하였다. 그 결과, 수치 Drogue의 이동속도는 현장자료에 대해 68.0~105.2 %의 범위로서 재현되었으며, 주류성분의 오차는 – 16.7~ +10.0 %로서 양호하였다. 그리고 연안류 성분은 주로 바람과 조류가 큰 영향을 미치는 것으로 나타났으며, 해저경사가 아주 완만하여 쇄파대폭이 넓은 조간대에서 입사파고가 작은 파가 내습하는 경우의 해빈류는 연안류의 흐름에 미치는 영향이 미약한 것으로 분석되었다.

Boussinesq 모형을 이용하여 규칙파 조건(Regular wave condition)에서 파랑변형 및 해빈류의 수치모의를 하였다. 파랑변형의 수치결과는 선행 연구에 의한 수리실험 결과와 비교하여 매우 좋은 일치를 보였으며, 검증한 파랑변형 결과를 바탕으로 충분히 안정한 상태 이후의 해빈류를 계산하여 예측하였다. 모형의 현장 적용성을 위해, 실규모해역에서 관측한 선행 연구의 현장자료와 비교하였으며, 파랑변형의 수치결과는 현장자료와 비교적 양호한 일치를 보였다. 해빈류의 수치결과는 연안사주가 발단된 지역에서 다소 과소평가 되었지만, 전반적으로 해빈류의 공간적 분포에 대하여 정도 있게 예측한 것으로 여겨진다.

This study estimated response of water quality and pollutant behavior according to the discharge and reuse of treated wastewater by three-dimensional eco-hydrodynamic model, and suggest plan that water quality management and environmental restoration in the coastal area including urban stream of Yeosu, Korea. Dispersions of low-saline water and COD by treated wastewater loads (design facility capacity, about 110,000 m3/d) were very limited in near of effluent site. Nutrients, however, increase compared to the other water quality factors, especially total nitrogen was very sensitive to input loads. When reuse some of treated wastewater to Yeondeung stream, nitrogen was big influence on estuarine water quality. Although current characteristics of treated wastewater such as discharge and water quality were negligible to the change of marine environment, effluent concentration of COD, TN and TP, especially 40% of TN, are reduced within the allowable pollutant loads for satisfy environmental capacity and recommended water quality criteria. Also, controls of input point/non-point sources to Yeondeung stream and base concentration of pollutants in coastal sea itself are very necessary.

In order to grasp physical characteristics of Ganajin Bay receiving the effluents from land, a comprehensive field surve)'has been conducted at the north of Wando and Gogeumdo in 2002. Water temperature was most high in September while most low in December. A high temperature in September was inferred to have caused by the dispersion of warm fresh water with favor of a dominant wind in autumn. However, salinity and sigma-t in situ was most low in September while most high in December. A low salinity (or density) in September turned out to reflect the influence of a dense rainfall in summer. Water temperature, salinity and density at the surface layer were lower than those at the bottom layer, except for December. Their horizontal profiles suggested the influence of effluents such as Tamjin River. Particularly, time series of water temperature acquired near the sluice and at the north channel of Wando tended to rise at the flood flow but fall at the ebb flow in accordance with the tide. The form ratio of the tide in the study area was 0.31~0.32 and the amplitude of the tide appeared to increase towards the west. Northeastward or southwestward flows prevailed in this area but the residual flows were all northeastward with a magnitude of 3~4cm/s.