KR20060098723A - 해안선 침식 방지 흡파제와 반사파의 제어 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 큰 파도 발생시에 해안 모래가 바닷물에 휩쓸려 나가면서 유실되는 것을 방지하기 위해 해안에 몰려든 파도를 흡수하여 파도가 바닷물로 돌아갈 때 해안모래를 통과하지 않고 별도의 유수로를 통해 바다로 흘러갈 수 있는 흡파제와 반사파의 제어 방법에 대한 발명이다.

흡파제, 방파제, 해안선, 해안선유실, 선박접안, 부두, 해안침식, 역류방지

Description

해안선 침식 방지 흡파제와 반사파의 제어 방법 { Control method of reflected wave that absorb waves and prevent coastline erosion }

도 1은 종래 해안유실 방지 방파제의 종단면도

도 2은 종래 선박접안 시설의 종단면도

도 3은 종래 물이 없는 해안에 설치된 방파제의 종단면도

도 4은 종래 얕은 물에 잠겨 있는 방파제의 종단면도

도 5는 본 발명으로 실시되는 얕은 물에 잠겨 있는 방파제의 종단면도

도 6은 본 발명으로 실시되는 해안 침식 방지 흡파제의 종단면 개략도

도 7은 본 발명으로 실시되는 선박 접안 시설인 흡파제의 종단면도

도 8은 본 발명으로 실시되는 흡파제의 다양한 일례

<도면의 주요 부분에 대한 부호 설명>

1. 수면

2. 해안 모래 또는 토사

3. 이물질 방지망

4. 계단 구조체

4´. 계층 구조체

5. 상부 유수로

6. 역류 방지판

7. 집수 중공

8. 하부 유수로

9. 안전망

10. 흡파제

10´. 접안시설용 흡파제

12. 잡석 또는 자갈

13. 선박

14. 해수 교환로

15. 방파제

17. 연안 사주

18. 큰 파도

18´. 파도에 의한 수위의 상승

19. 반사파

19´. 반사파에 의한 수위의 하강에 의한 난류

20. 반사파에 의해 패인 웅덩이

21. 계단형태의 요철

22. 선박 고정 개선주

본 발명은 종래의 방파제에 대해 상반된 개념을 갖는 흡파제와 반사파의 제어방법에 관한 발명인바 종래의 방파제는 큰 파도가 방파제에 부딪히면서 그 반작용에 의해 반사파가 힘을 얻어 물이 해안 토사를 때리면서 토사를 파내면 모래에 흡수되지 못한 많은 물이 토사를 끌고 내려가므로 오히려 해안 침식을 도와주는 현상을 유발하므로 방파제 붕괴 현상이 계속 발생하고 있다.

상기와 같이 밀려오는 파도로부터 해안선이나 선박을 보호하기위해 방파제를 설치하였지만 장기간에 걸친 파도에 의해 결국 붕괴되고 만다. 이를 해결하기 위해 파도를 흡수하여 해안으로부터 일정거리 이상 떨어진 바다로 돌려보내는 흡파제와 반사파의 제어 방법을 제시한다.

해안 침식의 원인을 살펴보면, 모래 공급원 이었던 하천 수로의 변경 및 포장화, 도로포장, 산림, 수풀의 울창함으로 인한 하천으로의 모래유입감소와 해안근처 해수면아래에서의 무분별한 바다 모래 채취로 인해 깊은 웅덩이가 생성되고 파도나 해류 또는 조류에 의해 모래가 웅덩이 쪽으로 이동되어 평탄화가 진행됨으로 써 해안모래가 조금씩 침식되고, 해류나 조류의 흐름을 고려하지 않은 방파제 및 구조물 설치로 인한 해안선의 침식이 진행되고 있다.

또한 파도에 의한 자연 침식이 있는데, 큰 파도(18) 가 해안의 토사(2) 를 거센 물살로 파헤치고 많은 물이 흘러 내려갈 때, 토사 입자들이 휩쓸려 내려가면서 일부는 해안으로부터 일정한 거리에 쌓여 연안 사주(17) 를 형성하고, 일부는 깊은 바다나 먼 바다로 끌려간다.

작은 파도는 연안 사주에 쌓인 토사입자를 조금씩 해안으로 밀어 올려 해안을 다시 복구하는 기능이 있으나, 큰 파도에 의해 깊은 바다나 먼 바다로 끌려 나간 입자는 영구히 돌아오지 못하고 토사의 유입이 감소되는 상황에서 유실된 토사가 채워지지 않으므로 시간이 지남에 따라 해안은 점점 침식이 진행되는 것이다.

큰 파도를 막기 위해 설치한 종래의 방파제(15) 는 해안 토사(2) 의 유실을 방지하여 해안선을 보존하거나 접안 시설에 정박해 있는 선박을 파도로부터 보호할 수 있도록 구축된 가장 기본적인 시설이다.

그런데 도 3에서 도시 된 얕은 물에 잠겨있는 방파제(15) 는 큰 파도(18)가 밀려오면 물이 방파제에 막혀 더 이상 갈 곳이 없으므로 많은 양의 물이 반사파(19)가 되어 수면을 때리거나 수면위로 상승(18' ) 하며 위치에너지를 갖게 된다. 위치에너지를 갖게 된 물은 중력에 의해 하강(19' ) 할 수밖에 없다.

이때, 수면 아래 물의 흐름은 방파제 벽을 따라 내려간다. 바닥까지 내려간 물은 사방으로 퍼지면서 난류(19' )를 만들고 이 난류가 방파제보다 약한 바닥의 토사나 자갈 등을 끌어내면 방파제 밑 부분에 구덩이(20)가 생기고 점점 커져 방파제가 붕괴되는 것이다.

도 3 에 도시 된 바와 같이 물이 없는 곳에 설치된 해안 침식 방지용 방파제(15) 는 큰 파도(18) 가 방파제에 부딪치는 반작용에 의해 파도의 반사파(19)가 힘을 얻어 물이 해안 토사를 더욱 세차게 때리면서 토사를 파내면 모래에 흡수되지 못한 많은 물이 토사를 끌고 내려가므로 오히려 해안 침식을 도와주는 현상을 유발한다. 결국, 도 3 에 도시된 해안선의 토사(2)는 침식되어 도 4에 도시된 방파제(15)가 파도를 막고 있지만 이 방파제도 큰 파도(18)가 칠때 마다 그 반사파에 의한 수위의 하강에 의한 난류(19' )로 인해 패인 웅덩이(20)가 점점 커지며 방파제(15)의 밑으로 파고들어가 붕괴될 수밖에 없는데 붕괴된 방파제는 한 군데만 붕괴되는 것이 아니라 연쇄적으로 전체가 거의 붕괴되고 빈번한 방파제의 붕괴와 축조는 세계적인 현상이며 반복되는 이러한 현상들은 연구결과 밝혀진 것이다.

본 발명의 첨부 도면에 의해 상세히 설명하면, 밀려온 파도가 흡수되는 통로에는 이물질 방지망 (3)을 설치하여 파도에 의해 밀려온 부유물질의 유입을 막고, 이물질 방지망 (3)을 통과한 물이 계단구조체 (4)나 계층구조체 (4' )의 (이하 계단 구조체나 계층구조체는 계층구조체로 칭한다. ) 위또는 아래에 형성된 상부 유수로 (5)를 지나 역류방지판 (6)을 통과한 다음 집수중공(7)으로 밀려들어오면 수위가 해수면 (1)보다 높아져 위치에너지가 발생하므로 하부유수로 (8)를 따라 수위차가 같아질 때까지 바다로 흘러나가는 순환이 이루어진다.

안전망(9)은 감당할 수 없는 큰 파도로 인해 흡파제의 접수중공(7)에 물이 가득 차면 안전망 (9)을 통해 물이 흘러넘치게 하여 흡파제(10) 가 수압에 의해 붕괴 되는 것을 예방하는 작용을 하며, 역류방지망(6)은 집수중공(7)에 가득찬물이 계층구조체(4' ) 밑에 형성된 상부유수로(5)를 통해 흘러내려 모래의 유실을 방지하는 기능을 한다.

계단구조체(4) 의 기울기는 계단구조체(4) 의 바깥보다 집수 중공(7) 쪽이 낮아지도록 기울어지게 하여 안전망(9) 에서 흘러넘친 물이 상부유수로(5)쪽으로 흘러들게 함으로써 모래의 유실을 방지한다.

하부유수로(8)는 해저 면에 닿지 않게 일정한 높이로 하고 바다 쪽이 낮아지도록 기울기를 주어 모래 유입 시에 쉽게 흘러 나갈 수 있도록 한다. 또한 하부유수로(8)의 길이는 큰 파도가 칠 때의 주기와 파장을 고려하여 밀려 올 때의 파도와 나가는 반사파가 만나는 지점보다 길게 한다.

접안시설인 방파제(15´) 에 파도가 치면 반사파가 생성되고 그 반사파는 정박증인 선박을 동요케하여 접안시설(15´) 을 파괴하거나, 선박(13) 의 파괴가 일어나므로 이를 방지하고 선박의 정박이 용이하도록 계단식이 아닌 수직형태의 계층식구조체(4´)를 갖는 접안시설용 흡파제(11) 를 제공하면 다음 사고를 예방할 수 있다.

방파제에 부딪힌 파도는 제어가 불가능해 파고는 위로 올라왔다 아래로 즉시 내려가고 들어오는 파도와 반사파가 일정한 주기를 갖고 마주칠 때 어느 순간 삼각파도를 만들므로 더 큰 파도를 생성하여 선박이 위험하나 접안 시설용 흡파제(10´)는 계층식구조체(4´)에 흡수 된 파도가 이물질 방지망(3)을 통과하여 상부유수로(5)를 지나 역류방지판(6)을 통과한 다음 집수중공(7)으로 물이 모여들어와 수위가 해수면(1)보다 높아지므로 하부유수로(8)를 통해 빠져나가므로 반사파를 제어하여 반사파에 의한 선박의 흔들림을 줄여 줄 수 있는 것이다.

흡파제는 철근 콘크리트 구조물로 제작하고 지형에 따라 일체형이거나 조립형으로 할 수 있으며 역류방지판(6) 은 계층 구조체(4)에 붙어서 열리고 닫힐 수 있게 상부에 부착하고 역류방지판(6) 은 아래의 계층 구조체(4)를 윗 계층 구조체(4) 보다 길게 하여 열렸다가 스스로 닫힐 수 있게 약간의 경사각을 이룰수 있도록 하여 파도는 들어가고 집수중공(7) 에 들어간 물은 밖으로 90% 정도가 빠져나오지 못하도록 밀폐력이 있어야함으로 고무가스겟을 계층 구조체(4) 의 안 쪽에 붙여주고 역류방지판(6)은 밀도가 물보다 높아 물에 뜨지 않아야 된다.

이 물질 방지망(3) 은 내후성, 내식성, 내한성, 부식성이 있으며 파도의 힘에 견딜 수 있어야 한다.

이러한 본 발명의 흡파제는 해안선 침식 방지, 해안 도로, 해안 구조물, 선박 접안 시설, 교량을 받히고 있는 교각, 부두, 화력 발전소의 해수 열 교환 시스템의 해안 쪽 구조물이나 유동하는 해수에 의해 침식을 일으키는 곳, 파도로부터 보호해야할 기존 방파제의 앞부분에 설치하거나 해안 구조물 등의 붕괴를 억제 할 수 있는 모든 곳에 적용이 가능하며 형상이나 구조를 변형하여 광범위하게 응용 될 수 있고 본 발명의 명세서에 기술된 예들은 본 발명의 기술사상을 일탈하지 않는 범위 내 에서 이루어질 수 있기 때문에 본 발명은 첨부된 특허청구범위에 귀속된다.

상기 해안 방파제나 선박 접안 방파제에서 파도에 의해 발생하는 해안선 침식과 선박 충돌 피해를 방지하는 해안선 침식 방지 흡파제 및 선박 접안용 흡파제를 이용해 해안선 침식 방지와 선박과 접안시설의 파손을 예방 할 수 있다.

이상의 효과는 기후 변화로 인한 해수면의 상승과 이상 기후에 의해 날로 강력해지는 해일이나 높은 파도에 의한 해안선 붕괴 등으로 특히 해안 국가들의 피해가 날로 심각한 상황을 방지 할 수 있으며 이는 해안에 접한 모든 나라에서 그 피해가 매우 심각한 상황이며 파도의 피해만 줄여도 그 효과는 크다고 할 수 있다.

따라서 본 발명의 해안선 침식방지 흡파제 및 선박 접안용 흡파제와 반사파의 제어 방법은 기존의 방파제에 비해 경제성, 안정성, 그리고 환경오염 방지의 측면에 모두 우수한 하다 할 것이다.

Claims (14)

1. 밀려온 파도를 계단구조체(4) 밑에 있는 상부유수로(5)를 통해 흡수하여 집수중공(7)에 모인 해수를 하부 유수로(8)를 통해 바다의 해수면 아래로 돌려 보내는 것을 특징으로 하는 해안 침식 방지성이 뛰어난 흡파제
2. 제 1항에 있어서 사람들이 바다로의 통행이 가능하도록 한 계단 구조체(4) 밑에 상부 유수로(5)를 포함 한 것을 특징으로 하는 해안 침식 방지성이 뛰어난 흡파제
3. 제 1항에 있어서 밀려온 파도에서 이물질을 걸러내기 위해 이물질 방지망(3) 이 상부 유수로(5) 로 전면에 설치된 것을 특징으로 하는 해안 침식 방지성이 뛰어난 흡파제
4. 제 1항에 있어서 상부 유수로(5)를 통해 들어온 물의 흐름이 막힘이 없도록 집수중공(7)이 해안선을 따라 좌, 우로 길게 설치된 것을 특징으로 하는 해안 침식 방지성이 뛰어난 흡파제
5. 제 1항에 있어서 밀려온 큰 파도로 집수중공(7)에 물이 가득차면 안전망(9)을 통해 물이 흘러 넘치게 하여 수압에 의해 흡파제(10)의 붕괴를 방지하는 것을 특징으로 하는 해안 침식 방지성이 뛰어난 흡파제
6. 제 1항에 있어서 밀려온 파도가 상부유수로(5)를 통해 집수중공(7)에 들어온 물이 다시 상부유수로(5)를 통해 빠져 나가는 것을 방지한 역류 방지판(6)이 상부 유수로(5)에 설치된 것을 특징으로 하는 해안 침식 방지성이 뛰어난 흡파제
7. 제 1항에 있어서 집수중공(7)에 모인 물이 하부유수로(8)를 통해 해수면 아래로 모래와 함께 빠져 나갈 수 있도록 하부유수로(8)가 바다 쪽으로 낮게 기울어지고 해저면 보다 일정 높이 위로 올라오도록 설치된 것을 특징으로 하는 해안 침식 방지성이 뛰어난 흡파제
8. 제 1항에 있어서 계단 구조체(4)의 기울기는 집수중공(7)쪽이 낮아지는 경사 각도를 갖는 것을 특징으로 하는 해안 침식 방지성이 뛰어난 흡파제
9. 제 1항에 있어서 해수면 쪽으로 걸어내려 올 수 있는 계단구조체(4)가 흡파제 내부로 들어가 바다에 접한면이 수직이 되도록한 수직 계층 구조체(4' )로 이루어진 것을 특징으로 하는 해안 침식 방지성이 뛰어난 흡파제
10. 제 6항에 있어서 상부유수로(5) 내부에 설치된 역류 방지판(6)이 일정한 기울기를 가져 집수중공(7)에 모인 물의 역류가 중력에 의해 자동으로 차단되게 하는 일정한 기울기를 갖는 역류 방지판(6)이 있는 것을 특징으로 하는 해안 침식 방지성이 뛰어난 흡파제
11. 제 9항에 있어서 수직 계층 구조체(4' ) 가 파도를 흡수하고 반사파를 제어하여 접안한 선박의 유동을 줄여 주는 것을 특징으로 하는 선박접안용 흡파제
12. 제 10항에 있어서 역류 방지판(6)이 일정한 기울기를 유지하며 역류시에 바다 쪽으로 밀려나가지 않게 계층구조체(4' )의 상부에 계란형태의 요철(21)이 형성된 것을 특징으로 하는 해안침식 방지성이 뛰어난 흡파제
13. 흡파제로 밀려온 파도가 상부유수로(5)를 통해 집수중공(7) 으로 들어오는 단계 및 상부유수로(5)를 통해 다시 빠져나가는 것을 역류방지판(6) 이 막아주고 하부 유수로(8)를 통해 해수면 밑으로 흘러나가도록 제어하는 단계를 포함하는 것 을 특징으로 하는 반사파의 제어방법
14. 제 13항에 있어서 흡파제 내부로 일정한 주기를 갖고 밀려오는 파도는 해안선 을 따라 길게 형성된 집수중공(7)의 좌, 우로 흘러 집수중공(7)내부에 물이 쌓이지 않고 수위가 급속히 낮아지는 단계 및 물이 집수중공(7) 하부에 일정한 간격으로 설치된 하부유수로(8)에 분산되어 해수면 밑으로 흘러 나가도록 제어하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 반사파의 제어방법

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