항만공사로 인한 부유토사의 확산 거동 수치모의

Abstract

항만 및 연안개발사업의 준설, 방파제, 방조제, 호안 축조, 매립 등의 다양한 공사는 주변 해역의 장․단기적인 환경변화를 유발하며, 궁극적으로는 다양한 방식으로 연안생태계에 큰 변화를 초래할 수 있다(IADC/CEDA, 2000). 특히, 호안부두, 방파제 등 항만구조물의 건설 공정 가운데 준설이나 구조물의 기초지반 구축을 위한 사석투하 과정에서는 다량의 부유토사가 발생한다(Penekamp et al, 1996). 따라서, 사전에 수리 모형이나 수치모형 모의실험을 통하여 공사중에 발생하는 부유토사의 확산범위를 파악하여 피해경감 대책을 수립하는 것이 필요하다. 국내에서는 서승원(1996), 김영도 등(2000), 정태성 등(2004), 강시환 등(2004a, 2004b), Kang(2006),강시환 등 (2006)에 의해 부유토사의 이송·확산연구가 수행된 바 있다. 최근 Eulerian 방법과 Lagrangian 방법을 결합한 Eulerian- Lagrangian 방법이 많이 사용되는데, 이 방법으로 수치진동과 수치확산을 줄일 수 있어 정확성이 크게 개선되었다(서승원, 1996; 정태성 등, 2004). 본 연구는 PTM(Particle Tracking Method) 방법을 사용한 이송·확산 모형을 부산신항 공사현장에 적용하여, 부유 토사의 확산 범위를 예측하였다. 초기발생 부하시점으로부터 24시간 동안의 부유토사의 거동을 수치모의하였으며, 조류에 의한 결과가 확실히 구분되는 매 6시간마다의 확산농도와 부유입자추적 분포의 결과를 검토하였다.