해수면 상승에 따른 연안 지역 불규칙파의 변화

천세현(Cheon, Se-Hyeon),서경덕(Suh, Kyung-Duck) 한국해안해양공학회 2013 한국해안해양공학회 논문집 Vol.25 No.4

1994년 Townend가 해수면 상승으로 인한 연안 지역의 파랑 특성 변화를 산정하는 방법을 규칙파에 대하여 제시한 바 있으며, 본 연구에서는 이를 불규칙파로 확장하였다. 수심변화율에 따른 불규칙파의 파장, 굴절계수, 천수계수, 그리고 파고 등의 변화율을 계산하였다. 파장 및 굴절계수의 변화율은 규칙파 공식에 유의파 주기와 주파향을 사용하여 계산하였다. 한편, 천수계수와 파고의 변화율 산정을 위해서는 쇄파대를 포함한 연안 지역에서의 불규칙파의 천수 및 파랑 변형 계산을 위해 제안된 공식을 사용하였다. 각 결과는 식과 그래프의 형태로 제안되었으며 파고의 경우 규칙파에 대한 결과와 비교하였다. In this study, a method has been developed for estimating the change of nearshore random waves in response to sea-level rise, by extending the method proposed for regular waves by Townend in 1994. The relative changes in wavelength, refraction coefficient, shoaling coefficient, and wave height for random waves are presented as functions of relative change in water depth. The changes in wavelength and refraction coefficient are calculated by using the significant wave period and principal wave direction in the regular-wave formulas. On the other hand, the changes in shoaling coefficient and wave height are calculated by using the formulas proposed for shoaling and transformation of random waves in the nearshore area including surf zone. The results are proposed in the form of both formulas and graphs. In particular, the relative change in wave height is compared with the result for regular waves.

해수면 상승에 따른 연안 지역 불규칙파의 변화

천세현(Cheon, Se-Hyeon),서경덕(Suh, Kyung-Duck) 한국해안해양공학회 2013 한국해안해양공학회 논문집 Vol.25 No.5

해빈 종단면 변형의 수치모의

천세현(Cheon, Se-Hyeon),안경모(Ahn, Kyung-Mo) 한국해안해양공학회 2008 한국해안해양공학회 논문집 Vol.20 No.1

현재까지 제안된 해빈 종단면 변형 모델은 공통적으로 폭풍으로 인한 해빈침식과 연안 사주의 형성에 대해서는 비교적 잘 모의 할 수 있었으나 폭풍 후 퇴적작용에 의한 정상 해빈으로의 복구 과정은 잘 모의하지 못하고 있다. 본 연구에서는 이와 같은 한계를 극복하고자 쇄파에 의해 부유된 모래를 천수 Dean상수를 이용해 재분배하는 메카니즘을 적용한 새로운 수치모델을 제안하였다. 수치모의 결과를 미육군공병단과 일본 중앙전력연구소에서 실시한 LWT (Large Wave Tank) 실험과 비교하여 정확성을 검증하였다. Several numerical models for predicting beach profile changes have been developed by many researchers. Many of the earlier models are known to simulate the erosional profiles with the formation of offshore bar. However, most of the models don't have proper mechanism to incorporate the recovery process of the eroded profiles after a storm and can not simulate the beach accretion with acceptable accuracy. In order to overcome these shortcomings, we propose a new numerical model which has new features to simulate the accretional phase of beach recovery process after storm including such as redistribution of suspended sand particles near the breaking point. The simulation results of the proposed model were compared with LWT (Large Wave Tank) experiments performed at CRIEPI (Central Research Institute of Electric Power Industry in Japan) and CE (the Us Army Corps of Engineers) and it was shown to have performed better compared to SBEACH (Storm-induced BEAch CHange).

경험고유함수를 이용한 후정해수욕장 단기 모래 이동 분석

천세현(Cheon, Se-Hyeon),서경덕(Suh, Kyung-Duck),안경모(Ahn, Kyungmo) 한국해안해양공학회 2014 한국해안해양공학회 논문집 Vol.26 No.4

후정해수욕장의 모래 이동을 분석하기 위해 경험고유함수(Empirical Orthogonal Function; EOF) 분석법을 적용하였다. EOF 분석을 위해 2009년 6월부터 2010년 5월까지 13개 기선에 대해서 총 5회 실시된 후정해수욕장의 단면 관측값이 사용되었다. 13개 단면 분석결과 사이의 시간적, 물리적 일관성을 확보하기 위해 13개 기선 모두를 하나로 통합하고 이를 사용해 EOF 분석을 수행하였다. 분석결과 첫 번째 고유함수는 평균해빈 지형을 나타내었으며 두 번째와 세 번째 고유함수의 경우 해빈의 자연변동성과 파랑에 의해 발생된 횡방향 모래이동을 각각 나타내었다. 네 번째와 다섯 번째 고유함수의 경우 특별한 연관성을 발견할 수 없었다. 결론적으로 후정해수욕장의 모래 이동에 영향을 미치는 요인은 크기 순으로 자연변동성과 파랑에 의한 횡방향 모래이동으로 분석 되었다. EOF (Empirical Orthogonal Function) analysis is applied to investigate the sand movement in Hujeong Beach. For the analysis, the profile data which were observed five times from June 2009 to May 2010 along the 13 baselines were used. To secure the temporal and physical consistency among the 13 profile data, the 13 profile data were combined into one data and using this data the EOF analysis was performed. According to the analysis, the first EOF is related with the mean topography and the second EOF represents the natural variation of sediment migration and the third EOF is related with the along-shore sediment transport arising from storm. The remaining EOFs show no special relation with wave conditions. In conclusion the main factors which are having great effects on Hujeong Beach's sand movement are analyzed as natural variation and along-shore sediment transport owing the wave conditions.

범용 평판 스캐너를 이용한 해빈 모래의 입도분석

천세현(Cheon, Se-Hyeon),안경모(Ahn, Kyungmo),서경덕(Suh, Kyung-Duck) 한국해안해양공학회 2013 한국해안해양공학회 논문집 Vol.25 No.5

모래의 입도를 분석하기 위해서는 체진동기, 비디오카메라, 현미경, 레이저 회절분석기 등 비교적 고가의 장비들이 사용된다. 이 장비들 중 가장 널리 사용되는 것이 체진동기이며, 이는 체가름 시험법에 사용되는 체진동기의 가격이 다른 장비에 비해 상대적으로 저렴할 뿐 아니라 그 정확도가 널리 인정되고 있기 때문이다. 그러나 체가름 시험법은 분석에 필요한 시간이 길고 분석 시 소음과 먼지 등이 발생하며 사용 가능한 체의 크기가 한정되어 분석 급간의 조정이 어려운 단점이 있다. 본 연구에서는 해빈 모래에 대하여 체가름 시험법 수준의 정확도를 갖는 효율적인 입도분석 방법으로 범용 평판 스캐너와 암실상자를 이용한 방법을 제안하였다. 암실상자는 스캐너에서 얻어지는 모래 입자의 이미지를 보다 선명하게 하며 모래 입자로부터 평판 스캐너의 상부 유리 덮개를 보호하는 역할을 한다. 본 연구에서 제안한 방법을 체가름 시험법과 비교 검증하였다. 검증결과 본 연구에서 제안한 평판 스캐너를 이용한 해빈 모래의 입도분석 방법을 체가름 시험법 수준의 정확성을 가지고 있을 뿐 아니라 분석에 필요한 시간과 노력을 크게 줄일 수 있었다. For analyzing sand grain size, a specialized high-priced instrument has been used, such as sieve shaker, video camera, laser particle size analyzer, and microscope. Among these, the sieve shaker is commonly used because it is not only cheaper than others but also provides reasonable accuracy. However, it takes a long time and makes lots of dust and noise. In this study, a cheaper and easier method which can replace the sieve shaker is proposed. By using a commercial flat-bed scanner and a darkroom box, the sand size distribution can be analyzed. The darkroom box makes sand images clear and protects the glass of the scanner from being scratched. Comparison between the present method and sieve analysis shows that the present method not only has an accuracy comparable to the sieve analysis but also can save time and effort.

EOF를 이용한 후정해수욕장 해빈의 단기변화 분석

천세현(Se-Hyeon Cheon),서경덕(Kyung-Duck Suh),안경모(Kyungmo Ahn) 대한토목학회 2013 대한토목학회 학술대회 Vol.2013 No.10

모래 입도분석을 위한 스마트폰 디지털 이미지 처리 방법

허주영(Ju-Yeong Hur),천세현(Se-Hyeon Cheon) 한국해안해양공학회 2023 한국해안해양공학회 논문집 Vol.35 No.6

백사장 모래의 입도분포는 해빈의 침식과 퇴적을 파악하는 데 중요한 정보를 제공한다. 모래의 입도분포 분석에 보편적으로 사용되는 체가름시험은 분석 시간이 길고 개별 입자의 형상과 색에 대한 정보를 얻을 수 없다는 한계점이 있다. 본 연구에서는 체가름시험법 보다 측정 과정이 간편하고 효율적인 스마트폰 디지털 이미지를 이용한 입도분포 분석 방법을 제안하였다. 이미지 분석 과정 중 이미지 기울기(Image Gradient) 계산을 통한 입자 경계 추출로 해상도가 상대적으로 낮은 스마트폰 디지털 이미지의 배경으로부터 입자를 효과적으로 검출하였다. 경상북도 4곳의 해수욕장에서 채취한 시료를 이용해 본 연구에서 제안한 경계 추출 이미지 분석법과 경계를 추출하지 않는 분석법을 각각 체가름시험 결과와 비교 검증하였을 때, 본 연구에서 제안한 방식은 D<SUB>50</SUB>에서 평균 8.21%의 평균 오차율을 보여 경계를 추출하지 않는 분석법 보다 65% 낮은 오차를 보였다. 따라서 스마트폰 디지털 이미지를 이용한 입도분포 분석은 간편하고 효율적이며 체가름시험에 준하는 정확성을 가짐을 확인하였다. The grain size distribution of sand provides crucial information for understanding coastal erosion and sediment deposition. The commonly used sieve analysis for grain size distribution analysis has limitations such as time-consuming processes and the inability to obtain information about individual particle shapes and colors. In this study, we propose a grain size distribution analysis method using smartphone digital images, which is simpler and more efficient than the sieve analysis method. During the image analysis process, we effectively detect particles from relatively low-resolution smartphone digital images by extracting particle boundaries through image gradient calculation. Using samples collected from four beaches in Gyeongsangbuk-do, we compare and validate the proposed boundary extraction image analysis method with the analysis method that does not extract boundaries, against sieve analysis results. The proposed method shows an average error rate of 8.21% at D<SUB>50</SUB>, exhibiting a 65% lower error compared to the method without boundary extraction. Therefore, grain size distribution analysis using smartphone digital images is convenient, efficient, and demonstrated accuracy comparable to sieve analysis.

피복 방법에 따른 방사형 소파 블록의 안정계수 비교

민은종(Eun-Jong Min),천세현(Se-Hyeon Cheon),서경덕(Kyung-Duck Suh) 한국해안해양공학회 2015 한국해안해양공학회 논문집 Vol.27 No.2

본 연구에서는 사석 방파제에 사용되는 대표적 방사형 소파 블록인 Tetrapod, Rakuna-IV 및 Dimple 등에 대하여 각각 두 가지의 정적 피복 방법을 제안하고 각 방법에 대한 안정계수를 수리실험을 통하여 결정하였다. Tetrapod와 Rakuna-IV는 피복 방법에 상관없이 비슷한 안정계수를 보인 반면, Dimple은 피복 방법에 따라 약간 다른 안정계수를 보였다. Dimple이 가장 큰 안정계수를 나타낸 반면, Tetrapod가 가장 작은 안정계수를 나타내었다. Tetrapod와 Rakuna-IV를 정적 하였을 경우에는 난적보다 약간 큰 안정계수를 보인 반면, Dimple을 정적 했을 경우에는 난적보다 훨씬 큰 안정계수를 나타내었다. 하지만, 본 연구에서 제안한 Dimple의 정적 방법은 공극률이 매우 작고 일층 피복 블록과 비슷한 거동을 보여서 급격한 파괴가 발생할 수 있으므로 주의를 요한다. In this study, two different uniform placement methods are proposed for each of Tetrapod, Rakuna-IV, and Dimple armoring a rubble mound breakwater, and the corresponding stability coefficients are determined by hydraulic experiments. The Tetrapod and Rakuna-IV show similar stability coefficients regardless of the placement methods, whereas the Dimple shows somewhat different stability coefficients depending on the placement methods. It is shown that the Dimple gives the largest stability coefficient, whereas the Tatrapod gives the smallest value. The uniform placement methods of Tatrapod and Rakuna-IV give slightly larger stability coefficients than the random placement, whereas the uniform placements of Dimple give much larger stability coefficients than the random placement. However, the small void ratio of uniform placements of Dimple requires attention because the blocks would behave like single layer system blocks so that brittle failure could occur.

신뢰성 해석에 의한 우리나라 해역별 기대월파확률 특성 비교

권혁민(Kweon Hyuck Min),박현석(Park Hyun Suck),안경모(Ahn Kyungmo),천세현(Cheon Se Hyeon) 대한토목학회 2006 대한토목학회논문집 B Vol.26 No.4B

권혁민 등(2004)은 우리나라 동해안의 실해역 극치파고 및 조위발생빈도분포를 고려한 기대월파확률 산정기법을 제안했다. 권 등의 연구는 동해안의 묵호와 부산지역을 비교하여 조위발생빈도분포가 기대월파확률에 크게 영향을 준다는 것을 예시했으며 그 분포의 표준편차가 크면 클수록 기대월파확률이 작아짐을 보였다. 본 연구는 권혁민 등이 제안한 기대월파확률 계산방법을 준용하여 우리나라 동ㆍ남ㆍ서 해역의 기대월파확률 특성에 대하여 현행 설계방법에 의해 결정된 마루높이에 대한 평가를 시도하였다. 본 연구결과, 개략적으로 동ㆍ남ㆍ서 해역으로 갈수록 기대월파확률이 작아짐을 알 수 있다. Kweon et al. (2004) proposed the calculation method of Expected Overtopping Probability (EOP) that considers the occurrence frequency distribution of real sea tide. The method was applied for the comparison of the EOP of Mukho and Susan sea. They showed that the tide occurrence frequency had a great effect on the EOP and the value becomes smaller as the standard deviation of the frequency comes bigger. The present study following Kweon et al.'s method estimates the EOP characteristic of the crest elevation located on East, South, and West sea. The study shows that the EOP becomes smaller following East, South, West sea in order.