Experimental Evaluation of Wave Attenuation Performance Using Flexible Artificial Aquatic Vegetation

기후변화로 인해 전 세계 연안 지역에서 침식과 홍수 위험이 증가하고 있으며, 이를 대응하기 위한 기존의 콘크리트 방파제나 제방과 같은 경직된 연안 구조물은 경제적·환경적으로 지속 가능하지 않은 한계를 가진다. 이에 본 연구는 수생식물의 파랑 에너지 소산 기능을 공학적으로 모사한 유연한 인공 수초를 활용하여 파랑 감쇠 효과를 실험적으로 평가하였다. 이차원 조파수조 실험을 통해, 인공 수초의 개수(N), 밀도(VD), 수초 영역길이(L), 수초 영역 수심(D) 등 주요 변수들을 산정하고 입사파에 대한 파랑 감쇠 효과를 체계적으로 분석하였다. 인공 수초 앞에 설치된 초음파 파고계로 계측된 파고를 3점법을 이용하여 입사파와 반사파로 분리하였고, 수초 후면에서는 투과파를 계측하였다. 반사, 투과, 소산 계수를 산출하여 에너지 감쇠 성능을 정량적으로 평가하였다. 분석 결과, N과 D가 파랑 감쇠에 가장 큰 영향을 미치는 인자로 확인되었다. 이는 높은 식생영역의 밀도는 유동 교란과 난류를 증진시켜 에너지 소산을 향상시키며, 수초 설치 영역의 수심이 얕으면 자유 수면 근처의 파랑 입자 속도가 감소하여 파랑 감쇠 효과가 강화되었다. 본 연구는 인공 수생식물에 대한 자연기반 파랑 저감 기술의 실험적 평가와 경제적·환경적 타당성 분석의 기초 자료로서 활용될 수 있다.