해저지형변동 모형은 파랑변형과 해빈류 계산결과를 이용하여 파랑과 흐름 이 공존하는 해역에서 소류사 및 부유사 이동에 의한 해저지형 변동을 계산 하는 것이다. 기본 방정식은 표사 보존식으로 다음과 같이 표현된다.
′
′
(3.48)여기서, λ는 공극률, γ 부유사가 지형변동에 미치는 기여율, qs, qb 는 각 각 부유사와 소류사를 나타낸다.
한편 q'bx, q'by 는 해저경사를 고려한 소류사량의 수정식으로 다음과 같이 나타낸다.
′
/ ′
(3.49)qx, qy 는 각 격자점에서 표사 flux의 x, y 성분이며, 소류사량의 평가는 흐름에 의한 소류사량 (qc)과 파랑에 의한 소류사량 (qw)으로 구분하여 산정 하며, 흐름에 의한 소류사량 (qc)식은 다음과 같다.
/ (3.50)
여기서, Qc=Ac(τ-τcr)/ρg, Ac는 무차원 계수(0.1 ～10), τ는 파․흐름 공존장 에서의 최대저면 마찰력, τcr은 한계 저면 마찰력을 나타낸다.
위 식에서 τ 가 τcr 보다 크면 Q= 0으로 흐름에 의한 소류사량은 발생되 지 않게 된다. 한편 파랑에 의한 소류사량 (qw)은 다음과 같다.
(3.51)
(3.52)
여기서, Qw=Aw(τ-τcr)/ρg이고,
이다.
Ub
ˆ
=πH/(T sinh kh)으로 저면에서 파랑에 의한 최대 수립자 속도를 나타 낸다. 위 식들의 각각의 계수는 H는 파고,T는 파의 주기, k는 파수, Bw : 19.55( d/ω0)3, ω0는 수립자의 침강속도, Fw는 마찰계수, S= ρsρ-ρ 이다.표사이동상수인 Fd
tanh × tanh 와 같 은 식으로 나타내고 여기서, ψm는 최대 shield 수,α는 20, ψc1는 0.2, ψc2는 0.5로 나타낸다.
사질토에 대한 수리실험 결과에 의하면 무차원계수 Ac는 Aw의 10배 정도 의 값을 갖는 것으로 알려져 있다.
제4장 수치실험 및 분석 4.1 수치모델의 구축
대천해수욕장에 대한 표사이동 양상을 파악하기 위하여 광역과 세역 (nested model)으로 모델을 구축하여 해상도와 정확도를 높이고자 하였다. 광 역모델은 동서로 18.6km, 남북으로 27.6km, 세역모델은 대천해수욕장 일대해 역(2.5km × 3.1km)으로 설정하였다. 계산격자망은 x, y 직각좌표계에서 광역 은 x방향으로 93개, y방향으로 138개의 격자선으로 구분하여 200m 간격의 등격자로 구성하였으며, 세역은 이상파랑(extra-ordinary wave)의 경우 x, y 방향 방향 각각 250개, 310개로 10m간격의 등격자로, 평상파랑(ordinary wave)의 경우 500개, 620개로 5m간격의 등격자로 구성하였다. 대상파랑은 장·단기 표사이동 영향예측을 위하여 이상파랑과 평상파랑을 설정하였으며, 백사장에서의 표사이동을 집중 모의하기 위하여 약최고고조위를 실험조위로 설정하였다.
대천해수욕장은 Fig. 4.1에 보이는 바와 같이 만곡해안 지형을 이루고 해안 선 전면은 DL(+)8.5m 내외로 분포하고 약 240m 이격된 지점부터 완만한 해 저지형을 유지하고 있다.
구 분 광 역 세 역
모델범위 18.6km × 27.6km 2.5km × 3.1km
격자체계
이상·평상파랑 : 93 × 138 (△S=200m)
이상파랑 : 250 × 310 (△S=10m) 평상파랑 : 500 × 620
(△S=5m)
실험조위 약최고고조위 약최고고조위
Table 4.1 Summary of numerical experiment for waves
a. Depth of wide area b. Depth of narrow area
c. Depth of northern area
d. Depth of southern area
Fig. 4.1 Bathymetry for numerical model input