KR100684814B1 - 파도 소거 구조체와 파도 소거 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 파도 소거 구조체에 관한 것이며, 더욱 상세하게는 파도 소거 장치에 의해 파도 에너지를 감쇠시켜 항만 구역의 정온도(靜穩度)를 향상시키는 데 효과적인 방파제 또는 호안(護岸) 등에서의 파도 소거 구조체를 제공하는 것이 과제이다.

불투과성의 제방(2) 전면(前面)에 , 이 제방의 전단면(前端面)으로부터 소요 간극을 두고, 또한 해저면과의 사이에 간극을 가지고 최소한 거의 해면에 이르는 길이의 수하판(垂下板)(4)을 설치한 것이다.

파도 소거 구조체, 파도 소거 장치, 제방, 수하판, 방파제.

Description

파도 소거 구조체와 파도 소거 방법 {WAVE ELIMINATING STRUCTURE AND WAVE ELIMINATING METHOD}

도 1은 본 발명에 관한 파도 소거 구조체의 개략 모델 구조를 나타낸 설명도.

도 2는 본 발명의 제1 실시예에 관한 구성을 나타낸 단면도.

도 3은 본 발명의 제1 실시예에 관한 반사율의 설명도.

도 4는 본 발명의 제2 실시예에 관한 구성을 나타낸 단면도.

도 5는 본 발명의 제2 실시예에 관한 반사율의 설명도.

도 6은 본 발명의 제3 실시예에 관한 구성을 나타낸 단면도.

도 7은 본 발명의 제3 실시예에 관한 반사율의 설명도 (가), (나)임.

도 8은 본 발명의 제4 실시예에 관한 구성을 나타낸 단면도.

도 9는 본 발명의 제4 실시예에 관한 반사율의 설명도.

도 10은 본 발명의 제5 실시예에 관한 구성을 나타낸 단면도.

도 11은 본 발명의 제5 실시예에 관한 반사율의 설명도.

도 12는 본 발명의 제6 실시예에 관한 구성을 나타낸 단면도 (가)와 제7 실시예의 단면도 (나)임.

도 13은 본 발명의 제6 실시예에 관한 반사율의 설명도 (가)와, 제7 실시예 에 관한 반사율의 설명도 (나)임.

도 14는 본 발명의 제8 실시예에 관한 구성을 나타낸 단면도.

도 15는 본 발명의 제8 실시예에 관한 반사율의 설명도.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

1, 1a, 1b, 1c, 1d: 파도 소거 구조체, 2: 직립제(直立堤), 3: 해저면, 4, 4b: 수하판, 5: 해면, 6: 돌출판.

본 발명은 파도 소거 구조체에 관한 것이며, 더욱 상세하게는, 파도 소거 장치에 의해 파도 에너지를 감쇠시켜 항만 구역의 정온도(靜穩度)를 향상시키는 방파제 또는 호안(護岸) 등에서의 파도 소거 구조체와 그 파도 소거 방법에 관한 것이다.

종래, 항만 구역에서의 정온도의 향상을 위해, 또는 주변 해역의 반사파 재해 및 주변 해역 환경에의 부차적인 영향을 경감하기 위해, 파도의 반사파를 저감시키는 방법으로서는, 경사제(傾斜堤)나 직립 호안 형식의 직립식 파도 소거 공법이 알려져 있다.

이들의 구체적인 구성으로서, 직립식 파도 소거 구조물에서는 슬릿식 케이싱이나, 블록 쌓기 공법이 있으며, 그 전면에 슬릿이나 둥근 구멍 등의 협착부(狹窄部)가 있고, 배후의 불투과성 벽과의 사이에, 유수실(遊水室)이라고 불리는 수역이 있다.

그리고, 반사파의 저감에 유효한 것은, 일반적으로 상기 유수실의 폭을 입사파 파장의 약 1/4 정도로 하는 것이 알려져 있다.

그러나, 종래의 직립 파도 소거 공법에서는, 유수실의 폭으로서 입사파 파장의 약 1/4 정도가 필요하게 되므로, 장주기파(長周期波)를 대상으로 할 때에는, 대단면(大斷面)이 되기 쉬워, 건설 코스트가 팽대해지고, 또 파도 소거 구조물의 전면벽에는 슬릿공이나 둥근 구멍 및 돌기가 있는 등, 항만 구역에 설치하는 데는 배의 접안에 적합하지 않은 벽 구조라고 하는 과제가 있다. 본 발명에 관한 파도 소거 구조체와 파도 소거 방법은, 이와 같은 과제를 해소하기 위해 제안되는 것이다.

본 발명에 관한 파도 소거 구조체의 상기 과제를 해결하기 위한 요지는, 불투과성의 제방 전면에, 이 제방의 전단면으로부터 소요 간극을 두고, 또한 해저면과의 사이에 간극을 가지고 최소한 거의 해면에 이르는 길이의 수하판을 설치하는 것이다.

상기 수하판의 하단부가 예각의 첨탑(尖塔) 형상으로 형성되어 있는 것, ; 상기 수하판의 전방에, 소요 간극을 두고 다음 단의 수하판을 설치하여, 복수의 수하판을 파도 소거 구조체의 전면에 설치하는 것, ; 상기 제방과 수하판과의 사이에서, 해저면으로부터 상기 수하판의 하단부에 거의 이르는 길이로, 당해 수하판과 소요 간극을 두고 돌출판을 돌출 설치하는 것을 포함하는 것이다.

본 발명의 파도 소거 방법은, 불투과성의 제방 전면에, 이 제방의 전단면으로부터 소요 간극을 두고, 또한 해저면과의 사이에 간극을 가지고 최소한 거의 해면에 이르는 길이의 하나 또는 복수의 수하판을 설치하여 파도 소거 구조체를 형성하고, 유수실 내에서의 피스톤 모드의 파랑(波浪) 공진(共振)에 의한 수하판의 하단부에서의 와류(渦流)의 증대 현상을 일으키게 하는 것이다.

본 발명에 관한 파도 소거 구조체와 파도 소거 방법에 있어서, 수하판의 존재에 의해, 유수실 내에서의 피스톤 모드의 파랑 공진에 의한 수하판의 하단부에서의 와류가, 흘수(吃水)(끽수(喫水)) 깊이와 유수실의 폭에 의해 증대 현상을 일으키고, 당해 수하판의 전후 수위 변동의 위상차로 반사파 에너지가 산일(散逸)(소세(消勢))되는 것이다. 이에 따라, 예를 들면, 종래의 슬릿식 반사파 저감 공법에 비해, 본 발명의 파도 소거 구조체와 파도 소거 방법에서의 필요한 유수 폭은, 대략 절반 이하로 할 수 있는 동시에, 장주기의 파장에 대해서도 파도 소거 효과가 인정되어, 파도 소거 구조체의 전체 구조를 콤팩트하게 하는 것이 가능해져 코스트 절감이 된다.

다음에, 본 발명에 관한 파도 소거 구조체와 파도 소거 방법에 대하여 도면을 참조하여 설명한다. 본 발명의 파도 소거 구조체(1)는, 도 1에 나타낸 바와 같이, 불투과성의 직립제(直立堤)(2) 전면에, 이 직립제(2)의 전단면(2a)으로부터 소요 간극 B를 두고, 또한 해저면(3)과의 사이에 간극을 가지고, 끽수 깊이 d로서 해면으로부터 돌출시켜 대략 수직 설치된 수하판(4)에 의해 구성되어 있다. 직립제(2)는 바다측의 벽면이 직립된 것, 또는 대략 직립되어 있는 것을 말하며, 청구항의 제방은 주로 이 직립제(2)와 이와 균등한 제방을 나타내는 것이다.

상기 수하판(4)은 콘크리트제 또는 금속제로 특히 한정되는 것은 아니고, 최소한 거의 해면(5)에 이르는 길이로 되어 있다. 또, 상기 직립제(2)에 대하여, 도 1의 지면(紙面) 직교 방향으로 똑같이 연장되어 병설되어 있다. 수하판(4)의 두께는 하단부(4a)에서의 와류의 증대에 따라 적당히 설정되는 것이다.

본 발명의 파도 소거 구조체와 파도 소거 방법은, 상기 파도 소거 구조체(1)에 의해, 직립제(2)와 수하판(4)과의 사이의 유수실 C 내에서의 피스톤 모드의 파랑 공진에 의한 수하판(4)의 하단부(4a)에서의 와류의 증대 현상을 일으키게 하고, 반사파 에너지를 산일(소세)시켜, 파도를 정온하게 하는 것이다.

다음에, 본 발명의 파도 소거 구조체와 파도 소거 방법에 관한 해석 모델에 의한 실험예를 나타내, 본 발명의 효과를 명백하게 하는 것이다.

본 발명의 제1 실시예는, 도 2에 나타낸 바와 같이, 수하판(4)을 간극 B=21cm, 두께 4.2cm, 끽수 깊이 d=21cm로 세트하고, 수심 h=42cm로 설정되어 있다. 또, 수하판(4)의 하단부(4a) 형상은, 직사각형으로 되어 있다. 상기 간극 B 및 끽수 깊이 d를 수심 h의 절반으로 설정한 것이다.

이 상태에서, 입사 파고 H를 6cm와 12cm로 한 경우의 결과를 도 3에 설명도로서 나타냈다. 이 설명 도면 중에서의 Cr은 반사율, Cal(실선)은 이론 계산치, fc는 선(線) 저항 계수를 각각 나타내고, 이 경우 fc=0.15로 하고 있다. 또, d/L은 파장 끽수비, B/L은 유수폭비로 모두 무차원량(無次元量)이다.

이 제1 실시예에 의하면, 입사 파장 L이 길어져 장주기가 되면, 반사율 Cr이 최소 0.1 정도로 된다.

본 발명의 제2 실시예는, 도 4에 나타낸 바와 같이, 상기 제1 실시예에 대하여 하단부(4a)만을 45°로 컷(먼바다 쪽을 컷)하여 쐐기형으로 하고, 다른 것은 동일하게 한 것이다.

이 제2 실시예에 의하면, 도 5에 나타낸 바와 같이, 전체적으로 제1 실시예와 비교하여 반사율이 작게 되어 있다. 하단부(4a)를 쐐기형으로 함으로써, 와류의 증대에 의해 반사파 에너지가 산일되고 있는 것을 알 수 있는 것이다.

본 발명의 제3 실시예는, 도 6에 나타낸 바와 같이, 수하판(4)을 간극 B=29cm, 두께 4.2cm, 끽수 깊이 d=21cm로 세트하고, 수심 h=42cm로 설정되어 있다. 또, 수하판(4)의 하단부(4a) 형상은, 제2 실시예와 동일하게 쐐기형(45°)로 되어 있다.

이 상태에서, 입사 파고 H를 6cm와 12cm로 한 경우의 결과를, 도 7 (가), (나)에 설명도로서 나타냈다.

본 발명의 제4 실시예는, 도 8에 나타낸 바와 같이, 수하판(4)을 간극 B=29cm, 두께 4.2cm, 끽수 깊이 d=29cm로 세트하고, 수심 h=42cm로 설정되어 있다. 또, 수하판(4)의 하단부(4a)의 형상은, 쐐기형으로 되어 있다.

이 상태에서, 입사 파고 H를 6cm와 12cm로 한 경우의 결과를, 도 9에 설명 도로서 나타냈다. B/L(=d/L)이 0.1 정도에서 반사율 Cr이 가장 작게 되어 있다.

본 발명의 제5 실시예는, 도 10에 나타낸 바와 같이, 수하판(4)에 간극 B1을 두고 제2 수하판(4b)을 설치한, 2중 구조의 파도 소거 구조체(1a)로 한 것이다. 수 하판(4)을 간극 B2=29cm, 두께 4.2cm, 끽수 깊이 d2=29cm, 수하판(4b)을, B1=21cm, 끽수 깊이 d1=21cm로 세트하고, 수심 h=42cm로 설정되어 있다. 또, 각 수하판의 하단부(4a) 형상은, 쐐기형으로 되어 있다. 이 상태에서, 입사 파고 H를 6cm와 12cm로 한 경우의 결과를, 도 11에 설명도로서 나타냈다. 그리고, 도면 중의 CA는 부가 질량 계수로서, 소용돌이에 작용하는 부가 질량의 정도를 나타내는 계수이다.

이 2중 구조의 파도 소거 구조체(1a)에서는, 반사율 Cr이 전체적으로 작게 되어, 0.5 이하가 대부분으로, 파도 소거 효과가 큰 것을 알 수 있다.

본 발명의 제6 실시예는, 도 12에 나타낸 바와 같이, 상기 제4 실시예(도 8 참조)에 대하여, 해저면(3)으로부터 상기 수하판(4)의 하단부(4a)에 거의 이르는 길이로, 당해 수하판(4)과 소요 간극(4.2cm)을 두고, 돌출판(6)을 돌출 설치한 것이 상이한 것이다. 이 돌출판(6)의 상단부 형상은 45°로 컷한 쐐기형으로서, 그 예단(銳端) 부분을 물가 쪽으로 향한 예가 파도 소거 구조체(1c)(도 12 (가) 참조), 제7 실시예로서 먼 바다 쪽으로 향한 예가 파도 소거 구조체(1d)(도 12 (나) 참조)이다. 이들의 예에서는, 돌출판(6)의 해저면(3)으로부터 선단까지의 길이 v를 v=15.1cm로 하고 있다.

이 제6 실시예와 제7 실시예의 반사율 Cr은, 도 13 (가), (나)에 각각 나타내고 있다.

본 발명의 제8 실시예는, 도 14에 나타낸 바와 같이, 상기 제5 실시예(도 10 참조)에 대하여, 상기 돌출판(6)을 설치한 것에서 상이한 것이다. 그리고, 돌출판(6) 선단의 예단부는 물가 쪽으로 향하고 있다. 이 실시예에 의한 반사율 Cr 은, 도 15에 나타내고 있다.

이 제8 실시예에 의하면, 반사율 Cr의 불균일이 적어 안정된 파도 소거 효과가 얻어지는 것이다.

이상 설명한 바와 같이, 본 발명에 관한 파도 소거 구조체는, 불투과성의 제방 전면에, 이 제방의 전단면으로부터 소요 간극을 두고, 또한 해저면과의 사이에 간극을 가지고 최소한 거의 해면에 이르는 길이의 수하판을 설치한 것이므로, 종래의 슬릿식 반사파 저감 공법에 비해, 본 발명의 파도 소거 구조체에서의 필요한 유수 폭은, 대략 절반 이하로 할 수 있는 동시에, 장주기의 파장에 대해서도 파도 소거 효과가 인정되어, 파도 소거 구조체의 전체 구조를 콤팩트하게 할 수 있어 코스트가 절감된다고 하는 우수한 효과를 나타내는 것이다.

상기 수하판의 하단부가, 예각의 첨탑 형상으로 형성되어 있으므로, 소용돌이의 증대가 도모되어 파도 소거 효과가 커지고 반사율이 낮게 억제된다고 하는 우수한 효과를 나타내는 것이다.

상기 수하판의 전방에, 소요 간극을 두고 다음 단의 수하판을 설치하고, 복수의 수하판을 파도 소거 구조체의 전면에 설치함으로써, 더욱 파도 소거 에너지가 산일된다고 하는 우수한 효과를 나타내는 것이다.

상기 제방과 2중 수하판과의 사이에서, 해저면으로부터 상기 수하판의 하단부에 거의 이르는 길이로, 당해 수하판과 소요 간극을 두고 돌출판을 돌출 설치함으로써, 입사파가 장주기라도 광범위하게 대응할 수 있어, 반사율을 저감시킨다고 하는 우수한 효과를 나타내는 것이다.

본 발명의 파도 소거 구조체는, 불투과성의 제방 전면에, 이 제방의 전단면으로부터 소요 간극을 두고, 또한 해저면과의 사이에 간극을 가지고 최소한 거의 해면에 이르는 길이의 하나 또는 복수의 수하판을 설치하여 파도 소거 구조체를 형성하고, 유수실 내에서의 피스톤 모델의 파랑 공진에 의한 수하판의 하단부에서의 와류의 증대 현상을 일으키게 하는 파도 소거 방법이므로, 필요한 유수 폭을 대략 절반 이하로 할 수 있는 동시에, 장주기의 파도에 대해서도 파도 소거 효과가 인정되어, 파도 소거 구조체의 전체 구조를 콤팩트하게 할 수 있어, 코스트가 절감된다고 하는 우수한 효과를 나타내는 것이다.

Claims (5)

1. 불투과성의 제방 전면(前面)에, 상기 제방의 전단면(前端面)으로부터 소요 간극(B)를 두고 동일하게 연장되어 병설되고, 또한 해저면과의 사이에 간극을 가지고 최소한 거의 해면에 이르는 길이의 수하판(垂下板)을 설치하고, 입사파장을 L로 하고, 끽수 깊이를 d로 하여, B/L (유수(遊水)폭 비) = d/L (파장 끽수비) = 0.1이 되도록 형성한 것을 것을 특징으로 하는 파도 소거 구조체.
2. 삭제
3. 제1항에 있어서,

   수하판의 전방에, 소요 간극을 두고, 상기 수하판의 끽수 깊이와 다른 끽수 깊이로 한 다음 단(段)의 수하판을 설치하는 것에 의해, 복수의 수하판을 제방의 전면에 설치하는 것을 특징으로 하는 파도 소거 구조체.
4. 제3항에 있어서,

   제방과 수하판과의 사이에서, 해저면으로부터 상기 수하판의 하단부에 거의 이르는 길이로, 당해 수하판과 소요 간극을 두고 돌출판을 돌출 설치하는 것을 특징으로 하는 파도 소거 구조체.
5. 불투과성의 제방 전면에, 이 제방의 전단면으로부터 소요 간극 B를 두고 동일하게 연장되어 병설되고, 또한 해저면과의 사이에 간극을 가지고 최소한 거의 해면에 이르는 길이를 갖는 하나 또는 복수의 수하판을 설치하여 입사파장을 L로 하고, 끽수 깊이를 d로 하여, B/L (유수(遊水)폭 비) = d/L (파장 끽수비) = 0.1이되도록 파도 소거 구조체를 형성하고, 유수실(遊水室) 내에서의 피스톤 모드의 파랑(波浪) 공진(共振)에 의한 수하판의 하단부에서의 와류(渦流)의 증대 현상을 일으키게 하는 것을 특징으로 하는 파도 소거 방법.

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