Abstract
Most of the conventional breakwaters impermeable breakwaters which block seawater exchange between the outside and inside of the harbors. The blocking of seawater exchange may cause pollution of water in harbors. To solve the water pollution problem, various kinds of seawater exchange breakwaters have been proposed. Their types can be classified into the current type which uses tidal current, and the overtopping type which uses the wave energy. The overtopping type breakwaters require a discharge coefficient to calculate the rate of overtopping into the harbor. The present study is to compute the rate of overtopping with introduction of a correct discharge coefficient and to evaluate the effect of the overtopping type breakwater on the water qualify inside a harbor. The rate of overtopping was computed by using Forchheimer formula with time dependent mild-slope equation for various wave conditions. The formula has been generally used to calculate the overflow discharge in steady state river flows. The discharge coefficient, which is the key parameter of the calculation, was determined by a series of hydraulic model tests. The present scheme was applied to the seawater exchange section of the western breakwater of Jeju New Harbor's and the efficiency of that section was examined. The calculated results showed that the rate of overtopping into the harbor reached about $27.5m^3/s$ in the wave condition (wave height 3.7 m, wave period 8.5s, and wave direction NNW).
기존 방파제의 대부분은 항내외 흐름을 차단시키는 불투과성 방파제로서 항내의 수질오염을 심화시키고 있다. 이러한 문제점을 해결하기 위해 최근에 여러 형식의 해수교환방파제가 제안되고 있다. 해수 교환 방파제의 형식에는 흐름을 이용한 조류제, 파랑을 이용한 월류제 등이 있다. 이 중에서 파랑에너지에 의한 해수교환 형식은 항내로 월파되는 월파량의 계산시 적절한 유량계수의 산정을 필요로 한다. 본 연구는 적절한 유량계수의 도입을 통해서 정량적인 월파량을 계산하고, 월류식 해수교환방파제의 해수교환 효과를 검토한 것이다. 파량의 계산은 정상상태의 하천에서 월류제를 넘어가는 월류량을 산정하는데 사용되고 있는 Forchheimer의 식을 시간의존 완경사방정식에 적용하여 가능하도록 하였다. 이 때 가장 중요한 매개변수인 유량계수는 수리모형실험으로 추정하였다. 이와 같은 방법을 제주외항 서방파제의 해수교환 구간에 적용하고 해수교환 성능을 검토해 보았다. 평상 파랑 조건이 파고 3.7 m, 주기 8.5 s, NNW방향일 때, 항내로 공급되는 월파량은 $27.5m^3/s$로 산정 되었다.
