SWAN 모델을 이용한 부산항 신항에서의 태풍시 파랑 재현

Abstract

최근 몇 년간 우리나라에 직접적인 태풍의 내습이 없었으나 지난 2002년~2004년까지 우리나라에 매년 대형 태풍이 내습하였으며 이로 인해 직ㆍ간접적으로 많은 피해가 발생하였다. 최근 이상 기후 등으로 볼 때 이는 언제든 다시 재현될 수 있다고 보여진다. 그러나 정작 막대한 피해를 동반한 태풍의 내습시에는 태풍의 외해 진입경로에서 직접적인 파랑 및 바람자료를 거의 확보하지 못하였으며 이로 인해 입사경계값의 부재로 태풍시 항내외에서 필요한 천해파 산정에 어려움을 겪고 있는 상황이다. 한편, 이러한 상황은 우리나라의 대표항만인 부산항 신항에서도 별 차이가 없다.부산항 신항은 동북아 국제 물류·비즈니스 중심항만 구축 및 부산항의 만성적인 화물적체 해소 등을 목표로 1995년부터 2015년까지 개발이 예정되어있는 우리나라의 대표항만으로 한국해양연구원에서는 부산항 신항에서 2000년 이후 부산항 항외의 동방파제 전면에서 파향ㆍ파고계를, 항내에서 수압식 파고계를 사용하여 파랑관측을 수행하고 있다(정점 DW에서 태풍“루사”내습시 유의파고 = 5.34 m, 첨두주기 = 12.7초, 파향 = S7.4˚E/ “매미”내습시 유의파고 = 7.42 m, 첨두주기 = 16.6초, 파향 = S5.0˚E). 본 연구는 부산항 신항에서 태풍 “루사”와 “매미” 내습시 관측된 최대 유의파고를 재현하는데 그 목적이 있으며 파랑 수치실험을 위한 입사경계조건을 수립하기 위해 많은 자료를 검토하였으나 앞에서 밝힌 바와 같이 외해에서의 관측자료를 찾을 수 없는 관계로 광역 파랑 모델, WAM의 계산 결과를 통해 입사경계조건을 수립하였다. 한국해양연구원에서는 WAM 모델을 사용하여 지난 20여년(1979년~2003년)에 대한 장기 파랑자료(역추산 심해파 자료)를 산출하였으며 태풍“루사”와 “매미”관측시의 역추산 심해파 자료를 사용하여 입사경계조건을 수립하였다. 천해역의 파랑관측자료 재현실험에는 SWAN 모형을 사용하였으며, 우선 역추산 심해파 자료를 사용하여 부산항외(정점DW)에서 관측된 파향ㆍ파고관측자료 재현을 시도하였다. 이후, 바람조건을 병행하는 것이 필요하다고 판단되어 태풍 모델을 사용하여 바람조건을 산출하고 바람조건을 동반한 파랑수치실험을 수행하였다.