시사위크=박설민 기자  한국해양과학기술원(KIOST)은 수중방파제 설치가 연안 환경에 미치는 영향을 과학적으로 분석하는데 성공했다고 15일 밝혔다.

기후변화와 연안 개발 활동 증가로 연안침식이 가속화되면서 해수욕장 모래 유실, 어항 및 연안 시설물 피해, 침수 재해 등 사회·경제적 위험이 커지고 있다. 이에 따라 경관과 친수공간을 유지하면서도 연안재해를 효과적으로 예방할 수 있는 방제시설이 필요한 실정이다.

이 같은 문제를 해결하고자 KIOST 해양공간개발·에너지연구부 노민 박사 연구팀은 ‘수중방파제’에 주목했다. 수중방파제는 경관 유지와 친수공간 확보에 유리하면서도 적절한 설계를 통해 파랑 및 연안 침식을 저감할 수 있는 방제시설이다.

연구팀은 수중방파제의 실질적 효과를 확인하고자 비정수압 수치모형인 ‘NHWAVE’를 활용했다. NHWAVE는 비정수압 기반의 3차원 파동 역학 수치모형이다. 파랑의 생성·발달·전파·소멸되는 전 과정을 재현할 수 있다.파랑, 지진해일, 연안침식 등 연안에서 발생하는 다양한 현상을 정밀하게 예측하는 데 활용된다.

KIOST 연구진은 NHWAVE로 수중방파제가 설치된 연안에서의 파랑 변형과 해안선 변동 등을 분석했다. 분석 결과, 수중방파제는 수면 아래로 잠긴 깊이와 해안선에서 떨어진 거리에 따라 파랑 저감 효과가 달라지는 것으로 확인됐다. 

특히 수중방파제의 잠긴 깊이가 얕고 입사하는 파랑의 주기가 길수록 강한 쇄파로 인해 파도가 낮아지는 효과가 컸다. 또한 해안선으로부터 방파제까지의 거리가 가까울수록 방파제 후면 해안선 부근에서 파고가 다시 높아지는 현상이 완화됐다. 

아울러 쇄파로 인해 수중방파제의 양단부에서 발생하는 회전흐름과 중앙부에서의 강한 제트류는 방파제 후면 파도의 흐름패턴에 영향을 미쳤다. 이러한 흐름패턴이 해안선의 침식 또는 퇴적을 결정하는 주요 요인으로 나타났다. 

연구팀은 향후 유사이동 수치모형과의 결합을 통해 연안 지형 변화를 정량적으로 예측하고, 수리실험을 통해 이를 검증함으로써 수중방파제 등 복합방재구조물의 성능과 방재기능을 확보해 나갈 예정이다. 

이희승 KIOST 원장은 “이번 연구는 연안 재해 대응 역량을 높이고 환경 친화적 공간 조성을 통해 지속가능한 연안 발전을 도모한다는 점에서 중요한 의미가 있다”며 “KIOST는 앞으로도 해양 환경 변화에 따른 수중방파제 성능 조사 등을 통해 안전한 연안 조성에 기여하겠다”고 밝혔다.