미세퇴적물(微細堆積物)의 부상특성(浮上特性)에 관한 연구(硏究) = Resuspension Characteristics of Deposited Fine-Grained Sediments

국문 초록 (Abstract)

퇴적물(堆積物)의 형태(形態), 함수비(含水比) 및 저면전단응력(底面剪斷應力)(${\tau}_b$)이 미세퇴적물(微細堆積物)의 부상특성(浮上特性)에 미치는 영향을 연구하기 위해 순환식 개수로에서 부상실험(浮上實驗)을 하였다. 시료는 한국(韓國)의 서해안(西海岸)에 위치한 영광해역과 남동해안(南東海岸)에 위치한 영도해역에서 채취한 것을 사용하였다. 퇴적물(堆積物)의 종류 및 함수비의 크기에 따른 부상한계저면전단응력(浮上限界底面剪斷應力)(${\tau}_c$)이 유추되었다. 동일한 시료에 대해서 함수비(含水比)가 클 수록 상한계저면전단응력(浮上限界底面剪斷應力)은 감소하였으나, 부상량(浮上量)은 증가하였다. 퇴적물(堆積物)의 부상(浮上)은 퇴적물(堆積物)의 함수량(含水量)에도 크게 좌우되지만, 입자간(粒子間)의 결합력(結合力)(점참력(粘着力))을 특징짓는 퇴적물(堆積物)의 형태(形態)에도 강하게 지배되었다. 한 방향 흐름장에서 부상한계저면전단응력(浮上限界底面剪斷應力)은 파-흐름 공존장에서의 부상한계저면전단응력(浮上限界底面剪斷應力)보다 약 4배 이상 크게 나타났다. 저면전단응력(底面剪斷應力)이 작을 경우에는 실험초기(實驗初期)에 급부상(急浮上)한 후 시간이 경과할 수록 저면의 경화로 인해 부상량(浮上量) 어느 일정치에 가까와지고 있으나, 저면전단응력(底面剪斷應力)이 클 수록 시간의 경과에 따라 저변의 연약화로 인해 부상량(浮上量)도 계속적으로 증가하였다. 각(各) 실험(實驗)에 대한 초기(初期) 부하율(浮上率) $E={\alpha}_3({\tau}_b/{\tau}_c-1)^{\beta}$ (${\alpha}_3$, ${\beta}$ = 경험적 상수)을 평가하였으며, 동일한 시료에 대해서는 함수비(含水比)가 클 수록 ${\alpha}_3$와 ${\beta}$ 값이 증가하였다.

다국어 초록 (Multilingual Abstract)

A series of experiments on the resuspension of deposited fine-grained sediments were carried out in a recirculating straight flume to investigate the influence of the sediment type, water content and bed shear stress (${\tau}_b$) on the resuspension characteristics of the sediments. The sediments were sampled from Youngkwang coast and Youngdo coast which are located in the western sea and southeastern sea of Korea, respectively. Critical bed shear stress (${\tau}_c$) for resuspension was deduced for each experimental series. For the same sediment, critical bed shear stress for resuspension decreased but suspension mass or rate increased with increasing water content. The resuspension of deposited fine-grained sediments depended strongly on the water content, and the sediment type characterizing the inter-particle bond strength. It has been found that critical bed shear stress for resuspension in the unidirection flow is about 4 times higher than that in the combined wave-current flow, In case of lower bed shear stress, after an initially high suspension, suspension mass approaches a constant value due to the bed hardening with increasing time, but in case of higher bed shear stress, suspension mass increased successively due to the bed softening with time. Initial suspension rate, $E={\alpha}_3({\tau}_b/{\tau}_c-1)^{\beta}$ (where ${\alpha}_3$ and ${\beta}$=empirical constants), was estimated for each experimental series, ${\alpha}_3$ and ${\beta}$ values for the same sediment increased with water content.