연안역의 침수범람해석과 현지적용

Abstract

전 세계적으로 태풍, 집중호우, 폭풍해일 및 해빈침식 등과 같은 연안재해가 속출하고 있으며, 이로 인한 많은 재산 및 인명 피해가 발생하고 있기 때문에 연안보전사업에 많은 예산이 투입되고 있는 실정이다. 특히, 우리나라의 경남 및 부산의 연안은 지리적인 특수성과 더불어 해상에서 고파랑을 동반한 태풍 및 폭풍해일로 인해 연안지역이 항시 범람위험에 노출되어 있다. 최근 몇 년간 연안지역의 피해가 반복되고 대형화되는 상황에서 태풍 및 폭풍해일로 인한 연안지역의 침수경향에 대한 검토가 필요하다. 일반적으로 연안역의 구조물들은 어느 정도 월파를 허용할수 있게 설계가 이루어지고 있으나, 이상에서 언급한 고파랑을 동반한 대형 태풍의 내습시와 같은 설계외력 이상의 해일 및 파랑 내습시에는 연안지역은 침수피해를 감수해야 하는 상황에 있다.

이러한 상황에서 연안지역의 침수피해에 신속히 대비하기 위해서는 연안에 접근하는 해일 및 파랑 등이 호안구조물을 월류시에 수반되는 수위증가에 대한 정보를 필요로 하며, 이에 따른 제내지내의 침수범람의 경향을 파악하고 도심지의 특성에 따른 범람해석모델을 적용하는 것이 시급한 문제이다. 따라서, 본 연구에서는 경남 및 부산 연안에 많은 피해를 입힌 태풍중에 2003년 9월 11일에 발생한 중심기압 910hPa까지 달했던 태풍 Maemi를 대상으로 부산광역시 해운대구 수영만매립지에서 침수범람, 마산만의 배후지에서 침수범람을 수치적으로 검토한다. 수영만매립지의 경우에는 천해파랑을 VOF법에 적용하여 불규칙파에 의한 월파량을 산정함으로써 고파랑과 폭풍해일의 결합에 의한 제내지의 침수현상을 검토할 수 있는 수치해석수법을 기술하였다. 그리고, 이 결과를 다양한 범람해석수법에 적용하여 얻어지는 각 결과들의 특징을 현지조사결과와 비교하여 수영만매립지의 특성에 맞는 범람해석수법의 적용성을 검토하였다. 다음으로, 경남 마산시 마산만을 대상으로 폭풍해일고의 재추정 및 폭풍해일의 범람으로 인한 대상지역의 범람해석결과를 현지조사결과와 비교하여 그 타당성을 검토하였다.

이상과 같이 본 연구에서 검토된 범람해석 모델들의 결과에 의하면, 불규칙파랑에 의한 월파량의 추정법으로 얻어진 월파유량은 규칙파랑에 의한 결과보다 합리적인 결과를 나타내었으며, 각 범람해석수법들은 현지조사결과와 비교했을때 일부영역에서 다소 상이한 값을 나타내고 있지만 전반적인 침수경향은 상당히 잘 일치함을 알 수 있었다.