수중구조물은 구조물 마루가 수면 위로 드러나지 않아 자연경관을 해치지 않으며 해수소통이 원활하게 이루어지는 장점을 가지고 있어 1990년대부터 유럽과 일본을 중심으로 다양한 연구가 이루어졌고, 현장에 적용되고 있다. 현재 우리나라에서도 연안침식 저감 등을 목적으로 수중구조물의 설치사례가 증가하고 있는 실정이다. 그러나 우리나라는 수중구조물에 대한 연구가 상대적으로 미흡하여 해외자료를 이용하여 설계를 수행하고 있는 실정이다. 이에 본 연구에서는 수중구조물의 기하학적 제원 및 제체 구성재료 등에 따른 해안수리특성에 대한 검토를 수행함과 동시에 수중구조물 피복재의 안정성을 실험적으로 검토하였다. 수중구조물 설계시, 피복재의 안정중량 산정에는 방파제에 적용되는 피복재 안정중량 산정식을 황요하고 있는 실정으로 수중구조물의 안정중량 산정식은 부재한 실정이다. 따라서 본연구에서는 콘크리트블록과 Tetrapod를 적용한 피복재의 안정성을 실험적으로 검토하였다. 또한 콘크리트블록의 거치방법에 따른 안정성도 비교 평가하였다. 수리실험은 2차원 수로에서 진행되었으며, 불규칙파를 적용하였다. 향후 입사각에 따른 피복재 안정성 및 제두부구간의 안정성 검토를 위한 3차원 실험과 해안수리특성 실험도 진행예정이다.

본 연구에서는 Tetrapod로 피복된 경사식구조물의 처오름높이 산정에 대한 수리실험을 수행하였다. 국내 항만 및 어항설계기준·해설(2014)에는 불투과성 완경사 사면 및 피복석으로 피복된 경사식구조물에 대한 처오름높이 산정식이 제시되어 있으나, 국내에서 일반적으로 사용되는 Tetrapod 피복 경사식구조물의 처오름높이 산정식은 제시되어 있지 않다. 따라서 본 연구에서는 국내 최대규모의 2차원 단면수로를 활용하여 다양한 입사파조건(유의파고, 유의주기) 및 수심조건을 대상으로 체계적인 처오름높이 산정실험을 수행하였다. 실험파는 Bretschneider-Mitsyasu 주파수 스펙트럼을 이용한 불규칙파를 적용하였으며, 구조물 선단부에서 비쇄파 및 쇄파조건이 포함되도록 하였다. 또한 최근 기후변화 등으로 인해 해양외력이 증대됨에 따라 기존 외곽 방파제 보강사업이 진행되고 있으나, 이를 위한 연구는 미미한 실정이다. 따라서 기존 경사식구조물 보강시 활용될 수 있는 피복층수에 따른 처오름높이 저감효과 도출을 위한 실험도 동시에 수행하였다. 본 연구결과는 경사식구조물의 마루높이 산정시 유용하게 활용될 수 있을 것으로 기대된다. 향후 해양외력 증대로 인해 기존 방파제의 보강이 진행될 것으로 판단되며, 기존 방파제의 보강을 위한 체계적인 지침이 미흡한 상황을 감안할 때 이를 위한 체계적인 연구를 수행할 필요가 있다.

잠제(수중구조물)는 천단부분이 수면 위로 드러나지 않아 자연경관을 해치지 않으며 해수소통이 원활하게 이루어지는 장점을 가지고 있어 1990년대부터 유럽과 일본을 중심으로 다양한 연구가 이루어지고 있다. 그러나 우리나라는 이에 대한 자료가 부족하여 일본의“인공리프 리프 가이드 북”을 활용하여 설계하고 있는 실정이다. 본 연구에서는 사석마운드와 콘크리트 블록으로 피복된 불투과성 잠제에 대해 기하학적 형상별 전달특성을 수리실험을 통해 검토하였다. 실험조건은 d0=0.3m, 0.4m, 0.5m; Rc=0.1m, 0.2m; W=0.25m, 0.5m, 1.0m, 2.0m, 3.0m; T1/3=1.0sec~3.0sec (ΔT1/3=0.2sec); H1/3=0.06m~0.22m (ΔH1/3=0.02m)이며, 파고전달율은 Kt=f(Rc/H1/3, B/L1/3, H1/3/L1/3, Rc/d0)의 함수로 제시된다. 실험결과에 의하면 상대 상단수심에 따라 파고전달율의 차이를 확인할 수 있었으며, 동일한 상대여유고 및 파형경사 조건의 경우에도 상대상단수심이 큰 경우에 파고전달율이 크게 산정되었다.