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목차

[표제지 등]=0,1,2

제출문=0,3,1

목차=i,4,4

그림목차=vi,8,4

표목차=ix,12,1

제1장 서론=1,13,2

제1절 연구배경 및 필요성=3,15,6

제2절 연구목표 및 내용=8,20,3

제2장 국외 기술개발 현황=11,23,2

제1절 서론=13,25,1

1. Cutter Suction 준설선=13,25,2

2. Trailing Suction Hopper 준설선=14,26,2

3. Dustpan 준설선=15,27,2

4. Grab Pontoon 준설선=16,28,2

5. Bucket 준설선=17,29,2

제2절 일본=19,31,1

1. 운수성 제4항만건설국의 연구=19,31,1

가. 오탁발생원단위의 정의=19,31,3

나. TGU 산정을 위한 현장관측방법=22,34,3

다. 공종별 오탁발생원단위=25,37,4

2. 간사이국제공항 현장실험=29,41,1

가. 토사 직투시 오탁확산 현장실험 및 발생원단위=29,41,2

나. 1기 공사시 공종별 오탁발생원단위=30,42,2

제3절 미국=32,44,1

1. 육군공병단 수로국의 준설 관련 연구=32,44,2

2. TGU 변형법=33,45,4

3. 상관법=36,48,3

제4절 유럽=38,50,3

제3장 현장 관측=41,53,2

제1절 서론=43,55,3

제2절 Cutter Suction 준설선 주변 탁도 관측=46,58,1

1. 관측위치 및 방법=46,58,4

가. OBS 현장검보정=49,61,3

나. ADP 음향반사강도의 탁도 검보정=51,63,3

2. 관측결과=53,65,18

제3절 준설토 매립투기장 주변 탁도 관측=71,83,1

1. 관측위치=71,83,2

2. 관측결과=72,84,4

제4절 준설토 직투시 주변 탁도 관측=75,87,1

1. 관측위치=75,87,1

2. 관측결과=76,88,9

제4장 부유오탁물 이송ㆍ확산 예측모형=85,97,2

제1절 서론=87,99,3

제2절 국내ㆍ외 기술개발 동향=89,101,1

1. 연구개발 현황=89,101,3

2. 수치모델링 기술 현황=91,103,5

제3절 부유오탁물의 근역확산 예측 모델링=96,108,1

1. D-CORMIX 모델의 개요=96,108,6

2. D-CORMIX 모델의 검증=101,113,1

가. 실험실 결과와의 비교=101,113,7

나. 현장자료와의 비교=107,119,3

3. D-CORMIX 모델의 아산만 적용=109,121,3

제4절 부유오탁물의 원역확산 예측 모델링=111,123,1

1. 입자추적 모델의 개발=111,123,1

가. 지배방정식=111,123,3

나. 좌표변환=114,126,4

다. 유속보간법과 경계처리=117,129,3

2. 입자추적모델의 아산만 적용=119,131,4

제5절 결론 및 향후 추진방향=122,134,3

제5장 오탁방지막의 성능과 개선책=125,137,2

제1절 서론=127,139,2

제2절 공종에 따른 오탁방지막 효율=128,140,1

1. 공사의 종류=128,140,1

가. 준설=128,140,1

나. 파일박기=128,140,1

다. 해상투기=128,140,2

2. 오탁방지막의 효율=129,141,2

3. 오탁방지막 설치례=130,142,1

가. 국내=130,142,1

나. 국외=130,142,3

4. 생물부착=132,144,1

제3절 방지막 재질 개선=133,145,1

1. 새로운 방지막의 특징=133,145,1

2. 수리모형실험=133,145,4

제6장 해저퇴적구조 고해상 측정기술 개발=137,149,2

제1절 서론=139,151,2

제2절 Chirp 기술=141,153,3

제3절 측정장치=144,156,1

제4절 실험검사=144,156,3

제5절 결과=146,158,5

제6절 결론=151,163,2

참고문헌=153,165,8

부록1 DREDGE Module User's Guide=161,173,32

부록2 현장관측 자료=193,205,123

그림목차

그림1.1.1 일본 고베시 수경인공해변 건설전후=4,16,1

그림1.1.2 항만공사시의 SS 부하목표치 설정 흐름도 (일본 운수성 제4항만건설국 해역정비과, 1982)=6,18,1

그림1.1.3 항만공사 시공계획책정 흐름도 (일본 운수성 제4항만건설국 해역정비과, 1982)=7,19,1

그림2.1.1 Cutter suction 준설선의 주요 특성=14,26,1

그림2.1.2 Trailing suction hopper 준설선의 주요 특성=15,27,1

그림2.1.3 Dustpan 준설선의 흡입구=16,28,1

그림2.1.4 Grab pontoon 준설선의 주요 특성=17,29,1

그림2.1.5 Bucket 준설선의 주요 복성(위) 및 bucket chain 하단(아래)=18,30,1

그림2.2.1 입경과 오탁한계유속과의 관계=21,33,1

그림2.2.2 오탁의 연속발생시 원주상 관측=22,34,1

그림2.2.3 오탁의 연속발생시 단면 관측=23,35,1

그림2.2.4 오탁의 일시적 발생시 격자망 관측=24,36,1

그림2.2.5 간사이공항 1기 공사시의 준설토 직투에 따른 오탁 확산 실험시의 관측항목 및 관측점 (위:방지막 미설치시, 아래:이중 오탁방지막 설치시)=29,41,1

그림2.3.1 Cutter suction 준설선 작업시 퇴적물 특성에 따른 부유퇴적물농도 관측치=34,46,1

그림2.3.2 Drag suction (Hopper) 준설선 작업시 준설토 특성에 따른 부유토사 농도 관측치 (overflow가 없는 경우)=34,46,1

그림2.3.3 Cutter suction 작동 개념도=37,49,1

그림2.3.4 Cutter suction 준설선 작업시 부유토사 발생률 예측치와 관측치의 상관관계 (Hayes et al., 2000)=38,50,1

그림3.2.1 아산항 및 주변 공업단지 배치계획도=44,56,1

그림3.2.2 조사대상 준설구역 및 준설토 투기장=45,57,1

그림3.2.3 한라2호 전경(좌) 및 cutterhead 지지와이어(우)=46,58,1

그림3.2.4 한라 2호 펌프준설선=47,59,1

그림3.2.5 조사선 track 및 조사정점=48,60,1

그림3.2.6 D&A OBS의 검보정 예(D&A Co., 1991)=50,62,1

그림3.2.7 전남 영광 해역에서 악기상 직후(좌) 및 평상시(우)의 탁도와 부유퇴적물 농도와의 상관관계 (Jin et al., 2001)=50,62,1

그림3.2.8 한라 2호 선상관측을 통한 탁도와 부유퇴적물 농도의 상관관계=51,63,1

그림3.2.10 한라 2호 수면하 3m에서 관측된 조류, 수온, 염분, SS 시계열 (2000년 12월 18일-20일)=54,66,1

그림3.2.11 20001년 1월 10일 한라 2호 준설률 시계열 일부=56,68,1

그림3.2.12 한라 2호 수면하 3m에서 관측된 조류, 수온, 염분, SS 시계열 (2001년 1월 9일-10)=57,69,1

그림3.2.13 St.1-St.9에서 관측된 SS 농도 연직분포=58,70,6

그림3.2.14 단면별 부유퇴적물 농도분포(15시 30분)=64,76,3

그림3.2.15 수심별 유속 및 부유퇴적물 농도 공간분포(15시 30분)=67,79,3

그림3.3.1 Cutter suction 준설시 여수토 부유물질농도 관측정점=71,83,1

그림3.3.2 Cutter suction 준설선에 의한 준설토의 투기장 유입=72,84,1

그림3.3.3 여수구를 통한 부유물질의 인근해역으로의 유입=72,84,1

그림3.3.4 투기장 여수구 주변 SS 분포=74,86,1

그림3.4.1 준설토 직투시 부유토사농도 관측정점=75,87,1

그림3.4.2 준설토 직투 후 수심별 탁도분포도(해수면, 3m, 5m)=78,90,1

그림3.4.3 준설토 직투 후 탁도분포도(해수면)=79,91,1

그림3.4.4 준설토 직투 후 탁도분포도(수심 1m)=79,91,1

그림3.4.5 준설토 직투 후 탁도분포도(수심 2m)=80,92,1

그림3.4.6 준설토 직투 후 탁도분포도(수심 3m)=80,92,1

그림3.4.7 준설토 직투 후 탁도분포도(수심 4m)=81,93,1

그림3.4.8 준설토 직투 후 수심별 SS 분포(해수면, 3m, 5m)=82,94,1

그림3.4.9 준설토 직투 후 SS 농도분포(해수면)=83,95,1

그림3.4.10 준설토 직투 후 SS 농도분포(수심 3m)=83,95,1

그림4.1.1 준설토의 해양투기 방법=87,99,1

그림4.1.2 준설토 이용 예=88,100,1

그림4.1.3 부유오탁물의 환경영향 개념도=88,100,1

그림4.2.1 경험모형에 의한 cutter suction 준설시 부유토사 발생농도 예측치와 실측치(Collins, 1995)=90,102,1

그림4.2.2 준설토 플륨 모식도=92,104,1

그림4.3.1 D-DORMIX 모형의 방류가정=96,108,1

그림4.3.2 D-CORMIX 모형의 주위수 조건 가정=97,109,1

그림4.3.3 주위 조건에 따른 대표적인 부력제트흐름 양상=98,110,1

그림4.3.4 CORMIX 모형에서의 흐름조건 분류=99,111,3

그림4.3.5 플륨 평면경계에 대한 Hauenstein(1983)의 실험결과와 D-CORMIX 결과의 비교=102,114,1

그림4.3.6 플륨 연직경계에 대한 Hauenstein(1983)의 실험결과와 D-CORMIX 결과의 비교=103,115,1

그림4.3.7 밀도류 폭에 대한 Alavian(1986)의 실험결과와 D-CORMIX의 예측치(So＝10˚, Fr＝0.2)=103,115,1

그림4.3.8 밀도류 거동에 대한 Christodoulou and Tzachow(1994)의 실험결과와 D-CORMIX의 예측치(So＝15˚, Fr＝0.53)=104,116,1

그림4.3.9 Luthi(1981) 부유퇴적물 표층방류 실험결과=105,117,1

그림4.3.10 플륨 폭에 관한 D-CORMIX의 예측치와 Luthi(1981)의 실험결과=106,118,1

그림4.3.11 밀도류 깊이에 대한 Luthi(1981)의 실험결과와 D-CORMIX의 예측치=106,118,1

그림4.3.12 플륨 중심선을 따른 농도 실측치(Luthi, 1981)와 D-CORMIX의 예측치=107,119,1

그림4.3.13 Tylers beach의 위치와 수심도=107,119,1

그림4.3.14 Tylers beach 실험에서의 관측정점=108,120,1

그림4.3.15 Alabama station 실험평균치와 D-CORMIX 예측치=109,121,1

그림4.3.16 유속에 따른 플륨의 거동 특성=110,122,1

그림4.3.17 준설선으로부터의 거리에 따른 플륨농도 변화=111,123,1

그림4.4.1 입자추적모형 개념도=112,124,1

그림4.4.2 입자추적모형 흐름도=113,125,1

그림4.4.3 σ-좌표계에서의 확산모의결과(AH＝KH＝0.01㎡/s)(이미지참조)=117,129,1

그림4.4.4 교호격자상에서의 유속 내삽법=118,130,1

그림4.4.5 폐경계면의 반사처리=119,131,1

그림4.4.6 대ㆍ소조기 해수유동 수치실험결과=120,132,1

그림4.4.7 부유토사 플륨의 streaklines=121,133,1

그림4.4.8 입자농도의 공간분포=122,134,1

그림5.2.1 해상투기에 의한 오탁의 확산 개념도(Per Bruun, 1990)=129,141,1

그림5.2.2 동경만 투기장 주변의 이중 오탁방지막 설치평면도=131,143,1

그림5.2.3 단면 A를 따른 이중 오탁방지막 설치도=131,143,1

그림5.2.4 단면 B를 따른 이중 오탁방지막 설치도=132,144,1

그림5.3.1 새로운 오탁 방지막의 설치 형상=134,146,1

그림5.3.2 토사가 방지막을 만나기 직전의 확산양상=134,146,1

그림5.3.3 방지막 전후의 토사농도 변화=135,147,1

그림5.3.4 방지막을 통과한 후의 토사 형태=135,147,1

그림6.2.1 일정한 에너지 펄스를 제공하는 chirp wave train:(a)원래의 파형;(b)auto-correlation 후=141,153,1

그림6.2.2 Echo 파연례:(a)5개의 경계를 보이는 echo로서 마지막 두개는 중첩됨, (b) 5개의 경계를 보이는 처리된 echo 파연, (c)잡음 대비 신호가 낮은 echo 파연, (d)잡음이 처리된 echo 파연=143,155,1

그림6.4.1 두 개의 2.5cm 두께의 plexiglass판을 이용한 실험:(a) Original echo, (b) 처리된 echo=145,157,1

그림6.4.2 PVC 판을 이용한 wave echo처리실험:(a)두께＝2.5㎝;(b)두께＝0.635㎝(수중)=146,158,1

그림6.5.1 중립사 (1.5-2.0φ)를 이용한 echo signal 실험:(a)혼합 후 10분;(b)혼합 후 하루(이미지참조)=147,159,1

그림6.5.2 세립사 (3-3.75φ)를 이용한 echo signal 실험:(a) 혼합 후 2일;(b) 혼합 후 9일(이미지참조)=148,160,1

그림6.5.3 Kaolinite를 이용한 echo signal 실험:(a) 혼합 후 3일;(b) 혼합 후 10일=149,161,1

그림6.5.4 Redart 층을 이용한 echo signal 실험:(a) 혼합 후 3일;(b) 혼합후 10일=150,162,1

그림6.6.1 퇴적물 특성 따른 물-퇴적층 경계면에서의 echo 파 진폭=152,164,1

표목차

표1.1.1 미국 매사추세츠 Hyannis 항의 준설 제한ㆍ허용시기 (Reine et al. 1998)=4,16,1

표1.2.1 연구개발 내용=9,21,1

표2.2.1 SS 발생원단위의 평균치 (운수성제4항만건설국 해역정비과, 1978)=25,37,1

표2.2.2 준설에 의한 오탁발생원단위 (Nakai, 1978:운수성제4항만건설국 해역정비과, 1982)=26,38,1

표2.2.3 준설토 투기시의 오탁발생원단위(운수성제4항만건설국 해역정비과, 1982)=27,39,1

표2.2.4 호안공사시의 오탁발생원단위 (운수성제4항만건설국 해역정비과, 1982)=28,40,1

표2.2.5 직투시의 오탁발생량 및 발생원단위=30,42,1

표2.2.6 간사이국제공항 조성시 공종별 오탁발생량(고토정광소, 1987)=31,43,1

표2.3.1 DOER 프로그램의 환경분과에서 발간된 기술보고서 목록=32,44,2

표2.4.1 로테르담항 준설에 따른 오탁발생원단위 (Pennekamp et al., 1996)=39,51,1

표2.4.2 DHI의 준설량 대비 토사 유실률(%)=39,51,1

표3.2.1 한라 2호 작업구역의 해저퇴적물 입도분포=70,82,1

표3.3.1 여수구 통과 부유퇴적물의 입경별 분포율 (단위:%)=73,85,1

표3.3.2 Cutter suction 준설시 여수구 주변 SS 농도 분포=74,86,1

표3.4.1 오탁방지막 내측의 유속ㆍ유향 관측결과=76,88,1

표3.4.2 준설토의 입정별 분포율(단위:%)=76,88,1

표3.4.3 준설토 직투시 거리별 탁도=77,89,1

표3.4.4 준설토 직투시 거리별 SS 농도=82,94,1

표4.2.1 준설토의 연안투기시 초기혼합과 이송과정 관련현상의 거리 및 시간규모 (Fischer et al., 1979)=93,105,1

표4.3.1 입경계급과 침강속도=97,109,1

표4.3.2 CORMIX 모형에서의 제트플륨 길이축척=99,111,1

표4.4.1 입자추적모형에 적용된 입도분포 및 침강속도=121,133,1

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