해안표착물과 자연해빈 식생대 전선의 상관성에 관한 연구

Abstract

본 논문에서는 낙동강 하구역 진우도 자연해빈을 대상으로 해안표착물과 식생대 전선의 상관성 및 상호기작에 대하여 연구하였다. 본 연구는 다음과 같은 실험 및 수치모의 연구과정을 실시하였다: 1) 광파측거의와 DGPS를 사용하여 4년 동안 자연해빈 식생대 전선의 변화 조사, 2) 수치모형 STWAVE를 이용하여 해빈 전면 입사 파고 산출, 3) 현장관측을 통한 해안표착물 분포와 침적 특성 조사, 4) 풍동실험장치를 이용하여 현장 풍동조건에서의 해안표착물과 식생의 비사에 의한 퇴적 특성을 고찰하였다. 본 연구의 주요 환경 인자는 입사파고, 자연 해빈에서 파랑과 바람에 의한 모래의 거동, 해안표착물 침적 및 식생대 전선의 변화과정(파괴, 전진 및 후퇴 등)이다.

본 연구를 통해 얻어진 연구결과를 정리하면 다음과 같다. (1) 진우도 전면에 내습하는 입사파랑이 큰 해빈 단면에서는 식생대 전선의 전진 및 후퇴가 반복되고, 입사파랑이 작은 해빈 단면에서는 식생대 전선이 지속적으로 외해방향으로 발달하는 경향을 나타내었다. (2) 수치모의 결과로부터, 입사파고가 큰 경우 진우도 중앙 영역에서 가장 높은 파랑분포가 나타났고, 입사파고가 평상파인 경우 진우도 동쪽 영역(진우도 서쪽부터 1,250 ~ 1,750 m)에서 파랑분포가 가장 크게 나타났다. (3) 풍동실험의 결과로부터, 해안표착물을 대상으로 하는 모의실험인 경우는 모형 전면부터 퇴적되고 퇴적된 높이가 모형의 70% 정도 퇴적되었을 때 모형 후면이 퇴적되는 양상이 나타났다. 이에 반해 식생을 대상으로 하는 모의실험인 경우는 모형 전면보다 후면이 먼저 퇴적되는 양상을 보이고 후면이 전면보다 60%정도 더 높게 쌓이는 양상이 나타났다.

(4) 해안표착물과 식생의 높이가 같을 때, 식생이 완전히 모래에 퇴적되는 데까지 걸리는 시간은 해안표착물의 경우보다 약 2배 정도 더 소요되었다. (5) 해양파랑의 소상대상 처오름과 해안표착물 침적 및 식생대 전선을 비교한 결과, 처오름현상은 해빈상에서의 해안표착물의 거동(침적/퇴적)을 결정짓고 배후 식생대 전선의 전진과 후퇴를 결정짓게 하는 요인으로 분석되었다. 결과적으로 파랑/흐름에 의해 해빈상에 침적된 해안표착물은 배후 식생대 전선의 외해로의 발달을 유도하는 안전공간을 제공하고 비사포집을 통한 독립사구로서 발달시키는 기작을 보인다. 따라서 해안표착물은 해안공학적 측면에서 해빈 안정화 및 배후 식생대 전선 발달에는 매우 중요한 요소라고 할 수 있다.

This paper studied the correlation and interaction mechanisms between marine debris and coastal vegetation zone/line at a natural sand and vegetated beach located on the Nakdong River Estuary in Jinu-do. The present study was carried out using the following experimental and numerical modeling research steps: 1) measuring the vegetation line’s change of nature beach for four years using an electro optical distance meter and DGPS, 2) calculation of incident wave height at the front of the beach using the numerical model STWAVE, 3) measuring the distribution and deposition characteristics of marine debris by field survey, and 4) examining the deposition characteristics for wind-drift sand under the conditions of field wind using wind tunnel test equipment. The major environmental factors/loads considered by this research were the incident water wave height, the motion of sand caused by waves and wind on the beach, deposition of marine debris, and changing processes (breaking, advance and retreat, etc) affecting the vegetation zone/line. The main results from this study are summarized as follows. (1) The vegetation zone/line repeated the process of advance and retreat during the period of strong wave action in the beach profile at the front of Jinu-do, but during weak wave action it showed the tendency to consistently develop towards the sea. (2) As the results of the numerical model experiment show, the location of higher wave distribution(for calculated significant wave height) was the center region of Jinu-do under the higher incident wave conditions and the eastern region(1,250 ~ 1,750 m west of the island) under normal incident wave conditions. (3) As the results of the wind tunnel test show, when the structure of marine debris was installed, the deposition at the front of the structure appeared first by wind action and developed the deposition from behind at time of 70% of front ground level. And in the case of vegetation, the deposition phenomenon appeared first from behind the vegetation zone/line and 60% higher than the front of it. (4) When the height of debris and vegetation was the same, the required experimental time for the vegetation to be buried completely was about twice as long as for the marine debris. (5) Consequently, the behavior of marine debris on a natural beach was depends on the wave run-up height and is affected by the advance and retreat of the vegetation zone/line.