해수유동모델을 이용한 모래 유실률 평가

Abstract

국토가 매우 좁은 싱가포르는 국토 확장사업 계획 (2030 Master Plan)에 따라 모래를 이용한 해상 매립공사가 활발히 진행되고 있다. 해상 매립공사의 특성상 매립재인 모래를 투하 할 경우, 모래의 세립분이 조류속의 영향으로 부유-확산되어 공사 경계구역 밖으로 유실되기 때문에 시공자들은 공사 계획단계 또는 수행단계에서 모래의 유실량을 예측하거나 유실량을 최소화하는 공사계획을 수립하기 위해 많은 노력을 기울이고 있다. 또한, 최근 싱가포르의 해상 매립공사의 경우, 매립 모래 물량을 시공자가 제안해야 하는 Design & Build 형태의 계약이 일반화 되어 모래 유실률을 어떻게 정량화하는지가 입찰 및 수행단계에서 입찰의 당락 또는 공사원가 측면의 중요한 문제로 대두되고 있다. 그러나, 대부분의 경우 모래의 유실률은 항만어항 설계기준에서 제시하는 입경별 평균 유실률을 적용하거나, 과거 공사 수행경험에 기초한 경험 값을 사용하고 있는 실정이다. 따라서, 본 논문에서는 유한체적 해수유동모델인 MIKE 3를 사용하여 모래의 입경 뿐만 아니라 조류속의 영향을 고려하여 유실률을 산정하고, 종래의 예측 값 및 실측 값과의 비교 검토를 통하여 제안한 유실률 산정법의 적정성을 평가하고자 한다. 본 연구에서는, 실제 시공실적이 있는 싱가포르 특정 지역의 조위-조류속 실측치를 가지고 모델에 대한 Calibration을 수행하였으며, 평균 日 모래투하량 등 시공 Data를 반영하여 Simulation한 후 실측 Data와 비교 분석하였다. 본 연구가 모래 매립공사 입찰 및 수행단계에서 정확도 높은 모래 유실률 산정을 위한 기초자료 축적에 기여할 것으로 기대된다.