월파량 및 전달파고 산정

이번 시간에는 월파량 및 전달파고에 대하여 알아보도록 하겠습니다!!!

 

항만구조물을 설계할 때 월파량이 중요한 경우에는 수리모형실험으로 산정하여야 합니다. 단, 설계조건과 기존 연구성과(산정도표 또는 산정식 등)가 부합하는 제한된 조건에 대해서는 기존 연구성과를 이용하여 산정할 수 도 있습니다. 또, 월파량 산정 시에는 파랑의 불규칙성을 고려하여야 합니다.

 

월파량을 수리모형실험에서 추정할 경우에 실험파는 불규칙파를 사용하여야 하지만 불규칙파의 실험을 할 수 없는 경우는 규칙파의 실험에서 산정할 수 있으며, 이 경우 사용하는 주기는 유의파 주기로 합니다. 월파량은 월파한 물의 단위 폭당 부피이고, 월파유량은 단위 시간당 월파한 물의 단위 폭당 부피를 말합니다. 영어로는 Quantity of overtopping로 표기합니다.

 

규칙파의 실험에서 월파량을 산정할 때는 먼저 월파 유량곡선(환산심해파 파고에 대한 월파유량의 관계)의 실험에 의해 작성됩니다. 월파 유량곡선을 구하면 각 파고의 출현율을 곱해서 월파량의 기댓값(이것을 기대월파유량이라 함)을 구하여 불규칙파에 대한 추정값으로 합니다.

 

 

호안제방 배후지역의 이용 측면에서 본 허용 월파유량은 그 이용 상황, 중요도에 따라 다르지만 일반적인 기준으로는 아래 참고 표가 있으며, 사람이나 차량이 통행하는 기준도 아래 참고 표를 참조하시면 됩니다. 따라서, 설계하시는 지역의 조건에 맞게 허용월파량을 적용하시면 됩니다.

설치 지역에 따른 허용월파량

실험에 의해서 월파량을 추정하는 경우에는 조위 변화를 고려하여 수위를 변화시키면서 추정합니다. 허용 월파량에 대해서는 호안의 구조, 호안 배후의 토지이용 상황, 배수시설의 능력 등에 따라 다르기 때문에 주어진 상황에 따라 적절히 결정하여야 합니다.

 

방파제를 월파한 파랑 및 방파제 제체를 통과한 파랑에 의한 전달파의 파고는 수리모형실험으로 산정하여야 합니다. 단, 설계조건과 기존 연구성과(산정도표 또는 산정식 등)가 부합되는 제한된 조건에 대해서는 기존 연구성과를 이용하여 산정할 수 있습니다. 이 때의 산정식은 다음과 같습니다.

 

전달파고 산정식

혼성 방파제를 월파한 파랑 및 제체 통과에 의한 항내로 유입된 전달파고의 산정은 다음 그림을 사용하여도 좋습니다.

혼성식 방파제의 전달파고 계수와 반사계수

위 그림(a)는 규칙파에 의한 실험에서 얻어진 것이나 불규칙파일 때[위 그림(b) 참조]와도 거의 일치합니다. 전달파의 주기는 유의파 주기 또는 평균 주기에 대응하는 입사파 주기의 50〜80%로 감소합니다. 소파블록 및 사석 등 피복 방파제에 대한 전달파고는 미육군공병단편람(Coastal Engineering Manual, 2006) 및 기타 실험 자료를 참조하여 수리모형실험에 의해 산정합니다.

 

지금까지 월파량 및 전달파고에 대하여 알아보았습니다. 우리가 흔히 볼 수 있는 방파제 및 호안 등이 월파량과 전달파고 등 다양한 조건에서 검토된다는 사실을 알 수 있었습니다. 그럼 이만 줄이고, 다음 주제로 찾아뵙겠습니다.