Corresponding author: Su-Hyun Yang, +82-10-2656-8951, 1. 서 론
연안이나 하천에서의 퇴적물 이송에 대한 평가 및 예측을 위해서는 제반 이송 특성에 대한 연구는 필수적인 사항이다. 특히, 침강속도(Settling Velocity)는 토사입자의 연행, 이송 및 퇴적되는 과정에서 토사입자와 유체 간의 상호 흐름 조건과 직접 관련이 되어 있고, 퇴적물의 이송률 및 거리에 영향을 미치는 것으로 알려지고 있다(Dietrich, 1982). 거의 모든 침식/퇴적 예측모형들에서 침강속도를 필수 입력인자로 요구하고 있다는 점을 고려할 때, 침강속도에 대한 정량적 평가는 가장 기초적이면서도 중요한 사항이라고 볼 수 있다(Kim et al., 2012).
침강속도는 토사입자의 밀도, 입자의 형상(크기, 모양 등), 입자간 결합성, 유체의 특성(온도, 밀도, 점도 등) 등에 따라 변화하는 것으로 알려지고 있다. 토사입자의 침강속도는 전통적으로 해석적 접근법(Analytical approach)에 의한 해석이 이루어져왔는데, 이 방법은 레이놀즈 수가 작은(Re < 2) 영역에서 침강하는 토사입자에 작용하는 힘의 평형방정식으로부터 입자의 침강속도가 유도된다. 침강속도의 해석적 접근법의 대표적인 연구는 Stokes(1851)와 Rouse(1937) 등이 있는데, 이들 연구는 작은 토사입자가 층류조건에서 침강할 때 항력계수 CD와 레이놀즈 수 Re의 관계를 해석적으로 풀이한다. 그러나 이들 연구를 통해 산정된 침강속도 공식들은 이론적인 제약이 존재하는데, 한 예로 토사입자의 침강 속도 산정에 가장 널리 사용되고 있는 스톡스 법칙(Stoke’s law)은 입자의 모양이 구형(Sphere)이고 레이놀즈 수가 작은 층류조건에서만 적용이 가능하다는 한계를 갖는다.
한편, 실제 연안이나 하천에 존재하는 토사는 구형이 아니며 레이놀즈 수가 훨씬 넓은 범위의 침강이 발생하는데, 해석적 접근법을 이용한 침강속도 산정은 이론상의 제약으로 인하여 이러한 특성이 반영되지 못하기 때문에 이후 과정 기반 접근법(Process-based approach)을 이용한 분석이 수행되었다. 과정기반 접근법은 침강하는 토사입자에 작용하는 힘의 평형방정식에서 침강속도를 유도한다는 점에서 해석적 접근법과 유사하나, 실제 적용이 이루어질 수 있도록 토사입자의 레이놀즈 수 범위를 훨씬 더 넓게 확장하여 해석한다. Gibbs et al.(1971), Jiménez and Madsen(2003), Ferguson and Church(2004) 및 Wu and Wang(2006) 등은 특정 가정 하에서 CD-Re 관계에 따른 다양한 과정기반 침강속도 공식들을 제안하였다. Gibbs et al.(1971)는 스톡스 법칙이 적용되지 못하는 직경 50㎛ ~ 5000㎛ 크기의 구형 입자를 대상으로 크기, 밀도, 수온, 유체의 염도 등을 변화시키며 침강속도를 측정하였으며, Jiménez and Madsen(2003)은 자연 상태에서 퇴적물의 혼탁이 가장 자주 발생하는 0.063mm에서 1mm 사이의 입자 크기에 대하여 주어진 퇴적물 직경, 형상 및 둥근 정도에 따라 자연 퇴적물 입자의 침강속도를 계산하였다. 과정 기반 접근법은 침강속도에 영향을 미치는 다양한 물리특성 인자를 반영하여 침강속도를 계산하기는 하나, 실제 측정이 어려운 인자들은 추정(혹은 가정)된 값을 사용하는 한계를 가진다. 실제로 토사입자의 크기, 즉 평균입경은 체분석 시험, 비중계 시험 등으로 쉽게 측정이 가능하나, 입자의 형상(모양)을 측정하여 정량화 하는 것은 상대적으로 어렵기 때문에 토사입자의 형상특성과 관련된 인자는 입경 혹은 상수의 함수로 제시된다. 물론 최근에는 분석 기기의 발달로 이미지 분석 기반의 입경특성 측정 장비들이 보급되고 있으나 비교적 고가의 장비인 관계로 널리 활용되지 못하고 있으며, 토사입자의 형상특성이 정확하게 반영되지 못하는 침강속도 값은 부정확성과 불확실성이 내포되어 있다고 볼 수 있다.
이에 본 연구에서는 기존의 침강속도 산정 방식의 한계를 해결하고 입자의 형상을 고려한 침강속도를 산정하기 위하여, 토사입자의 입경 및 형상을 파악할 수 있는 이미지 분석 프로그램을 제작하여 입자의 형상특성을 산출한다. 또한 침강속도 측정시에 널리 사용되고 있는 침강수주(Settling column)를 개선하여 토사의 침강속도를 자동으로 측정할 수 있는 침강속도 자동측정 장치를 개발하고 이를 이용하여 토사입자의 침강속도 측정실험이 수행되는데, 토사가 널리 분포해 있는 대표 해빈에서 채취된 토사를 이용한 침강실험을 수행하고 그 실험결과가 제시된다.
2. 이론적 배경
응집 현상이 발생하지 않는 조립질의 비점착성 토사입자의 침강속도는 유체 내 토사입자의 무게(수중중량) FG와 유체항력 FD에 의한 저항력 간의 균형 관계에 의해 계산된다(Fig. 1 참조). 모든 입자의 형상이 구형이라고 가정하면 유체항력 FD는 다음과 같이 주어진다.
여기서, CD는 항력계수, As는 흐름방향에서의 토사입자의 투영면적, ρ는 유체의 밀도, ws는 토사의 침강속도, ds는 토사의 직경이다. 이때, 구형의 토사입자에 작용하는 수중 중량 FG은 식 (2)와 같이 토사입자의 중량과 토사입자가 받는 부력의 차이로 표현된다.
여기서, ρs는 토사입자의 밀도, g는 중력가속도이다.
이 식에서 항력계수 CD는 미지수이므로, 식 (3)을 이용한 침강속도 산정을 위해서는 항력계수 CD의 산정이 필요하다. 토사입자가 낙하할 때 낙하속도에 따라 흐름 지배인자가 달라지는데, 이에 따라 항력 또한 변화한다. 낙하속도가 느린 층류조건(Re(=wsds/ν) < 1)의 경우 유체의 점성력이 중요한 반면, 낙하속도가 빠른 난류조건(Re > 1)에서는 관성력이 중요한 지배인자가 된다. Stokes(1843)는 층류조건에서의 항력계수가 CD = 24/Re의 관계를 갖는다고 제시하였으며, 반면 난류 조건에서는 침강속도와 관련된 이론적 해는 존재하지 않기 때문에 실험을 통해 측정하는 방법이 사용되고 있다.
한편, 자연 상태의 토사입자는 구형이 아닌 3개의 축(장축, Da; 중축, Db; 단축, Dc)을 갖는 타원체의 형태를 띤다. 토사입자의 형상은 항력에 영향을 미치는 것으로 알려지고 있는데, 토사입자의 형상은 크기나 구성에 관계없이 입자 자체의 형태와 모습을 의미한다. 과거 Corey(1949)는 입자의 형상을 정량화하기 위해 형상계수(Shape Factor, SF)를 표현하고 식 (4)와 같이 정의하였다. 토사입자가 구형일 경우 형상계수는 1에 근접하며, 자연적으로 닳은 입자는 보통 0.7 정도의 형상계수 값을 가진다.
토사입자의 형상이 침강속도에 영향을 미치는 것이 분명함에도 불구하고, 국내에서는 이와 관련한 실험적 연구는 거의 진행된 바 없다. 이에 본 연구에서는 이미지 분석에 기반한 토사입자의 형상계수를 측정하고, 실험을 통해 침강속도를 산정하여 이들의 상관관계를 해석해보고자 한다.
3. 토사입자의 형상계수 측정
3.1 이미지 분석을 이용한 형상계수 측정장치
토사입자의 입경특성 분석을 위해서는 분석에 적합한 이미지를 획득하여야 하는데, 이미지의 왜곡, 그림자에 의한 영향 등을 최대한 배제하여 효과적인 이미지 분석을 수행할 수 있도록 입경특성 분석을 위한 이미지 취득장치를 구성하였다. 이미지 취득장치는 기본적으로 분석시료를 도포하기 위한 시료 도포판(Specimen plate)과 영상촬영을 위한 카메라 거치대(Camera), 그리고 조명(Light)으로 구성된다(Fig. 2 참조). 조명은 카메라 거치대에 부착된 Top light와 시료 도포판 후면에 장착된 Back light로 구성되어 있는데, 이들 조명은 이미지 취득시에 시료에 의해서 발생할 수 있는 그림자를 제거하기 위해 설치되었다. 시료 도포판은 토사입자가 놓여지는 영역으로서, 이미지 취득 영역을 표시하는 ‘이미지 가이드라인(Image guideline)’과 취득된 이미지의 기하보정을 위한 ‘기하보정 가인드라인(Geometric correction guideline)’으로 구성되며, 시료 도포판의 상세 사진은 Fig. 3에 제시된다. 이미지 취득을 위한 카메라는 일반적인 핸드폰 카메라(갤럭시 A50, 2500만 화소)가 사용되었다.
3.2 형상계수 분석방법
이미지 분석을 통해 형상계수를 측정할 때, 3차원이 아닌 2차원의 이미지가 획득된다는 제약으로 인하여 Corey(1949) 가 제시한 형상계수가 아닌 2차원의 단면적 혹은 2차원 단면의 2축(장축, 단축)을 이용해 추정할 수밖에 없다. 이에 본 연구에서는 Fig. 4에 제시된 바와 같이 2차원 이미지로부터 입경의 장축, 단축 등을 추출하고 이를 이용하여 형상특성을 분석하였다. 입자의 종횡비(Aspect ratio)는 토사입자의 장축과 단축의 비로 정의되며, 1에 가까울수록 토사입자의 모양이 구형에 가깝다는 것을 의미한다.
Fig. 2에 제시된 이미지 취득장치로부터 취득된 이미지는 투영변환(Projection transformation)을 적용해 이미지 기하보정을 실시하였고, 분석영역을 4,000 × 4,000 pixel로 재구성하였다. 이 때 재구성된 이미지는 1 pixel당 0.025mm의 길이를 가지게 되며, 이보다 작은 크기의 입자들은 분석에서 제외된다.
재구성된 이미지를 분석에 적합한 형태로 개선하기 위하여 이미지 평활화(Image equalization)를 수행하였는데(Fig. 5 참조), 평활화 작업은 이미지의 대비를 개선하는 과정이라고 볼 수 있다. 가장 많이 사용되는 기법 중의 하나인 히스토그램 평활화(Histogram equalization)를 이용하여 이미지의 명암, 밝기, 대비 등을 개선시킬 수 있는데, 히스토그램의 빈도 분포를 전체적으로 균등하게 만들어주어 밝은 영역과 어두운 영역의 대비를 개선시킴으로써, 이미지 내의 입자 추출을 더욱 수월하게 만들 수 있다. 이후 검은색 혹은 흰색으로 표현되는 Binary 이미지로 변경하고, 이미지 프로세싱 기법을 이용하여 경계를 추출하고 내부를 채워 Fig. 5와 같은 이진화 이미지로 변경하였다. 그리고 각각의 입자에 대한 번호를 부여하였으며 각각 입자에 대한 기본특성(장축, 단축, 둘레, 면적, 공칭직경, 종횡비 등)을 도출하였다.
3.3 형상계수 분석방법의 검증
이미지 분석기법을 검증하기 위하여, 다양한 크기를 갖는 규격화된 구체(베어링)을 이용하여 검증실험을 수행하였다. 구체는 총 7가지 크기(9.75, 7.94, 5.00, 4.00, 3.18, 2.38, 2.00mm)를 갖는다. 총 35개의 구체를 시료 도포판에 배치시킨 후 이미지를 취득하였고 이미지 분석과정을 수행하였는 데, 모든 구체를 모두 인식하여 분석된 것을 확인하였고, 모든 특성값에 대해 약 95% 이상의 정확도를 얻는 것으로 나타났다(Fig. 6 참조). 특히, 단축과 종횡비(단축/장축)의 오차율이 비교적 큰 약 4% 내외로 측정되었는데, 이는 베어링 표면의 광택으로 인해 LED 빛에 난반사되어 외곽 일부 경계를 인식하지 못해, 단축 값을 과소하게 평가된 결과로 판단된다. 이러한 점을 고려할 때, 실제 토사입자에 대한 이미지 분석 결과에 대한 정확도는 더 높을 것으로 판단된다.
3.4 단일입경 토사입자의 형상계수 산정
단일입경 토사입자의 형상계수 산정을 위한 대표시료는 상대적으로 입경의 범위가 넓은 꽃지 해수욕장의 해빈모래를 채취하였는데, 이미지 분석을 이용한 형상계수 산정시 시료 도포판에 놓여지는 시료의 양이 제한되므로, 원시료를 대표할 수 있는 표본시료 적용을 위하여 Cheon et al.(2013)에 제시된 채취방법을 참고하였다. 채취된 시료는 0.106~4.75mm 범위의 체를 이용한 체분석을 통해 총 11개의 단일입경 토사샘플로 제작되었으며, 각각의 단일입경 토사입자에 대한 형상특성 분석이 수행되었고, 그 중 대표적인 분석결과가 Fig. 7에 제시된다.
이미지 분석을 통한 형상특성 분석결과, 공칭입경은 체분석을 통해 산정된 평균입경과 거의 유사(R2=0.997)한 것으로 산정되었고, 장축과 단축의 비율로 표현되는 형상계수(종횡비)는 0.72~0.79의 값을 가지며, 평균적으로 약 0.75인 것으로 나타났다(Table 1 참조). 비록 3차원이 아닌 2차원 단면의 형상계수가 산정되었기는 하나, 일반적으로 자연적으로 닳은 입자의 형상계수가 약 0.7의 값을 갖는다(Corey, 1949)는 점을 고려하면, 이미지 분석을 통한 형상계수의 산정은 적정하게 분석된 것으로 판단된다.
4. 침강속도 측정
4.1 침강속도 측정장치
기존의 침강속도를 측정하는 가장 대표적인 방법은 침강 수주를 이용하여 수중에서 토사입자를 낙하시키고, 시점과 종점간의 거리 및 낙하시간을 측정하여 침강속도를 산정한다. 그러나 기존의 방법은 육안으로 관측하는 경우 실험오차가 크게 발생하여 정확하지 못하며, 최근에는 영상 카메라 등을 이용하여 낙하시간을 측정하기는 하나 시간적 노력에 비해 효율성이 저하되는 등의 한계를 가진다.
이에 본 연구에서는 토사입자의 침강속도를 빠르고 정밀하게 측정할 수 있는 침강속도 측정장치를 개발하였는데(Fig. 8 참조), 이 측정장치는 수중에서 토사입자를 낙하시켜 침강속도를 측정하는 원리는 기존 방법과 동일하나 침강수주 상단에서 수주 내부 하단에 와이어로 연결된 팬(Pan)을 통해 토사입자를 수집하고, 수집된 시료의 수중중량을 로드셀을 통해 시간별(최대 4Hz interval)로 측정하여, 고정된 낙하거리와 자동기록된 낙하시간을 이용하여 침강속도로 변환한다.
침강수주는 내경 18.4 cm, 높이 2m이며, 상단에 부착된 로드셀은 최대 1kg(±0.05g)의 무게 측정이 가능하다. 상단에서 시료 투하와 함께 시간별 누적 중량데이터가 데이터 로그에 실시간으로 기록되며, 시료 투하시 동일 높이에서 균일하게 낙하시킬 수 있도록 슬릿 각도 조절이 가능한 베네시안(Venetian) 형태의 투하장치(Fig. 9 참조)가 설치되었다. 신규 침강속도 측정장치는 기존의 측정방법에 비해 실험이 간단하고, 소요시간과 투입인력 소모가 적으며, 침강속도를 시간별로 정밀하게 측정할 수 있다.
4.2 단일입경 토사입자 침강속도 실험
앞서 3.2절에서 제시된 꽃지 해수욕장의 단일입경 토사 11개에 대해 각각 침강실험을 수행하였으며, 실험을 통해 기록된 침강속도 분포곡선 결과가 Fig. 10에 제시된다.
Fig. 10을 살펴보면, 토사입자의 입경이 커질수록(Test No.가 작을수록 입경이 큼) 침강속도가 증가하고, 입경이 작을수록 침강속도 또한 작아지는 경향을 명확하게 확인할 수 있다. 이는 토사입자의 침강속도를 입경의 함수로 나타냈던 과거 다수의 연구결과(Stokes, 1851; Gibbs et al.,1971)와 일맥상통하는 결과이다.
한편, 하나의 침강실험에서 누가중량이 증가함에 따라 침강속도는 일정한 값을 갖는 것이 아니라, 누가중량이 작은 값에서는 침강속도가 크고, 나중에 낙하한 토사입자(누가 중량이 큰 값)는 침강속도가 작은 경향을 갖는 것을 확인할 수 있다. 이는 침강속도 실험시에 단일입경의 시료가 동시에 투하된다고 하더라도 시료가 동시에 낙하하는 것이 아니라 시간차에 의해 낙하하였음을 의미한다. 비교적 큰 입경을 갖는 Test 1의 경우, 약 20~80%의 누가중량 범위에서는 비교적 일정한 침강속도를 갖는데, 이는 투하된 시료 중 약 60%의 중량에 해당하는 시료는 거의 동시에 바닥까지 낙하하여 일정한 침강속도를 갖고, 나머지 시료는 약간의 시간 차를 두고 낙하하여 먼저 낙하한 입자는 큰 침강속도를 갖고 나중에 낙하한 입자는 작은 침강속도를 갖는 것으로 해석될 수 있다. 반면, 상대적으로 작은 입경은 갖는 Test 11의 경우, 토사입자는 동시에 낙하하는 것이 아니라 순차적으로 낙하하여 누가 중량 전체 범위에서 서로 다른 침강속도를 갖는 것을 보이며, 이러한 경향은 입경의 크기가 작을수록 더욱 두드러지는 것으로 나타났다. 또한, 입경이 작을수록 침강속도가 작아지기 때문에 침강속도 실험에 더 많은 시간이 소요된다.
4.3 침강속도 실험 결과 분석
앞서 도출된 침강속도 측정결과는 기존 Komar and Reimers (1978)에서 제시한 형상계수에 따른 침강속도 산정결과와 비교되어 Fig. 11에 제시된다. 꽃지 해수욕장의 단일입경 토사입자의 형상계수는 0.72~0.79(평균 0.75)의 값을 가지는데, 과거 Komar and Reimers(1978)에서 제시한 연구결과와는 다소 차이가 나는 것을 알 수 있다. 이러한 차이가 나는 이유는 본 연구에서는 입경과 형상계수 만이 고려되고 밀도, 유체의 특성(염분, 수온 등)과 같은 침강속도 영향인자가 반영되지 않은 결과인 것으로 보이며, 또한 본 연구에서는 3차원의 구형(Sphere)에 대한 항력계수가 아닌 2차원의 원(Circle)에 대한 항력계수가 산정되었기 때문에 차이를 보일 것으로 판단된다. 그러나 대체적으로 Komar and Reimers (1978)에서 제시한 침강속도 범위 내에서 비교적 유효한 값이 도출된 것으로 판단된다.
도출된 침강속도결과와 본 연구에서 사용된 토사입자 및 유체의 특성 값을 앞서 제시된 식 (3)에 적용하여 항력계수 CD를 추정하였으며, 그 결과가 기존 연구결과들과 함께 Fig. 12에 제시된다. 결과를 살펴보면, 층류구간에서 유효한 것으로 알려진 Stokes(1851)의 결과와 현저한 차이를 보이며, 본 연구에서 수행된 실험은 모두 레이놀즈 수가 1보다 큰 범위, 즉 점성력에 비해 관성력이 우세한 천이 및 난류구간에 속하는 것으로 나타났다. 또한, 기존 연구에서 제시되었던 구형입자의 항력계수보다 상대적으로 큰 값을 갖는 것으로 나타났으며, 형상계수의 범위가 과거 연구결과와 다소 차이를 보이기는 하나 유효한 범위 내에서 항력계수가 도출되었다.
한편, 과거 Rubey(1933)은 고운 모래와 같은 세립한 입경을 갖는 토사의 침강속도는 Stokes 법칙을 따르는 반면, 굵은 모래나 자갈로 갈수록 Stokes 법칙에서 벗어나 상이한 결과를 보이는 것을 발견하고, 항력계수 산정을 위한 실험식을 식 (5)를 제시한 바 있다.
여기서, A1과 A2는 경험적인 계수이며, Guo(2011)는 자연 모래의 침강속도에서 A1 = 24과 A2 = 0.44의 값을 제시한 바 있다. 본 연구에서 도출된 균일입경 토사입자에 대해 Rubey(1933)의 공식을 적용하였을 때, A1 = 29.3과 A2 = 1.93이 도출되었으며, 이 결과는 균일입경 토사입자의 형상계수가 0.75일 때 유효하다. 향후 국내 해빈모래를 이용한 침강실험을 수행하고 더 많은 데이터가 축적되면, 국내 토사입자의 형상계수에 따른 항력계수 제안식을 도출 할 수 있을 것이다.
5. 결 론
본 연구에서는 토사입자의 형상을 고려한 침강속도를 산정하기 위하여, 토사입자의 입경 및 형상을 파악할 수 있는 이미지 분석 프로그램을 제작하여 입자의 형상특성을 산출하였다. 또한, 침강속도를 자동으로 측정할 수 있는 침강속도 측정장치를 개발하였고, 이를 이용하여 국내 대표 해빈인 꽃지 해수욕장에서 채취된 토사를 이용한 침강실험을 수행하여 그 결과가 제시되었다.
토사입자의 형상(크기, 모양 등)을 산정하기 위한 형상계수 측정장치는 핸드폰 카메라를 이용하여 토사입자의 사진을 촬영하고 이미지 분석기법에 기반하여 입자의 형상특성을 도출하는데, 측정 및 분석이 간편하고 저비용으로 측정이 가능하며, 비교적 높은 정확도로 결과를 도출할 수 있었다. 2차원의 이미지로부터 토사입자의 장축과 단축의 비, 즉 종횡비를 이용하여 형상특성을 도출하였고,꽃지 해수욕장에서 채취한 해빈모래의 형상특성을 분석한 결과 형상계수는 평균 0.75인 것으로 나타났다. 또한, 이미지 분석을 통해 산정된 공칭직경은 체분석을 통해 산정된 평균입경과 거의 유사(R2=0.997)한 것으로 나타났으며, 이에 신뢰성 있는 형상특성 분석이 수행된 것으로 판단된다.
한편, 기존의 침강속도 측정장치인 침강수주를 개선하여 수중중량 측정을 통해 침강속도를 측정할 수 있는 장치를 개발하였는데, 침강수주 하단에 장착된 로드셀을 통해 수집된 수중중량을 측정하고, 고정된 낙하거리와 낙하시간을 이용하여 침강속도로 변환함으로써 침강속도를 빠르고 정밀하게 측정하였다. 꽃지 해수욕장에서 채취된 해빈모래를 0.106~4.75mm 범위의 체를 이용한 체분석을 통해 총 11개의 단일입경 토사샘플로 구분하고 각각의 시료를 이용한 침강실험을 수행하였는데, 실험결과, 토사입자의 입경이 커질수록 침강속도가 증가하고, 입경이 작을수록 침강속도 또한 작아지는 경향을 명확하게 확인하였으며, 시간차를 두고 낙하하는 각각의 토사입자에 대한 침강속도 또한 빠르게 산정됨을 확인하였다.
본 연구에서 수행된 형상계수와 침강속도의 측정 결과는 기존 Komar and Reimers(1978)에서 제시한 형상계수에 따른 침강속도 산정결과와 비교되었는데, 과거 연구결과에서 제시된 범위 내에서 비교적 유효한 값이 도출되기는 하였으나 다소 차이를 보이는 것으로 나타났다. 이는 본 연구결과와 과거 연구결과와의 비교시 입경과 형상계수 만이 고려되고 밀도, 유체의 특성(염분, 수온 등)과 같은 침강속도 영향 인자가 반영되지 않은 결과인 것으로 보이며, 또한 본 연구에서는 3차원의 구형에 대한 항력계수가 아닌 2차원의 원에 대한 항력계수가 산정되었기 때문인 것으로 판단된다. 국내 해빈 모래를 이용한 침강실험을 수행하고 더 많은 데이터가 축적되면, 국내 해빈의 토사입자의 형상특성 및 형상계수에 따른 침강속도를 더 정확하게 분석할 수 있을 것이다.
한편, 본 연구에서는 국내 해빈모래의 단일입경 토사만을 이용한 실험이 수행되었다는 한계를 가진다. 실제 해빈에서는 혼합입경으로 존재하기 때문에, 혼합입경, 즉 자연상태의 토사를 이용한 형상계수 및 침강속도 산정의 연구는 향후 지속적인 연구가 수행되어야 할 것이다. 본 연구에서 수립된 형상계수 및 침강속도 측정장치는 기존 장치들과는 달리 단일입경 토사뿐만 아니라 혼합입경 토사를 이용한 실험에서도 적용이 가능하며, 혼합입경 토사라고 하더라도 침강특성을 빠르고 정확하게 도출할 수 있다. 이에 본 연구는 모든 토사입자의 형상계수를 고려한 침강속도 산정기술을 개발하였다는 점에서 큰 의의를 갖는다. 향후 국내 해빈 모래를 이용한 실험을 통해 더 많은 데이터가 축적되면, 연안침식 관리방안 수립 및 연안에서 발생하는 퇴적물의 이동에 대한 평가/예측시에 필요한 기초자료 수집에 크게 기여할 수 있을 것으로 기대된다.
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