파도는 어떻게 만들어지나요? (다양한 파도 발생장치의 원리와 활용)

오상호

저자오상호는1975년서울에서태어나서울대학교토목공학과를졸업하였다.같은대학교에서해안공학분야로석사와박사학위를받았다.한국해양과학기술원(전한국해양연구원)에서근무하면서파도와연안구조물에관한연구를해왔으며,현재는한국해양대학교해양과학기술전문대학원에서겸임교수로재직중이다.지은책으로는『지속가능한연안개발』(공저)이있다.

여는글

자연이만드는파도
바람과파도/먼바다에서의파도/해변에서의파도/파도의소멸/지진해일

사람이만드는파도
파도를만드는장치/물을밀어서파도만들기/단면조파수조/평면조파수조/해상구조훈련/펌프로파도만들기/파도풀장/지진해일만들기/바람으로파도만들기

독특한파도발생장치
원형조파수조/실규모조파수조/해양공학수조/수중로봇시험수조/바닥기울임조파수조

참고문헌과참고사이트
사진을제공해주신분들

끊이지않는자연재해와계속되는인간의노력,
해일을극복하기위한파도연구가시작되다!
2011년3월,일본의도호쿠지방에서일어난대규모지진으로초대형쓰나미가발생하였다.이로인해주변해안뿐만아니라수도권일대까지피해가속출하여약2만명이넘는사망자와실종자가발생하였고,이때세계에서가장깊은방파제로기네스북에오른가마이시방파제대부분이파괴되었다.31년만에완공된길이1.9킬로미터,두께20미터,수심63미터에이르는가마이시방파제가완공된지2년만에파괴되자각언론에서는‘인간의무력함’을보여준사례로보도했다.31년전방파제설계당시예상했던지진해일보다더큰지진해일이밀려왔던탓이다.이후이방파제로쓰나미의습격시간이6분정도늦춰졌고,물에잠긴마을면적도훨씬줄어든것으로밝혀져복구하기로결정,현재공사가진행되고있다.
이처럼지진이자주발생하여지진해일에따른피해를여러번겪은일본을비롯하여전국토의4분의1이해수면보다낮은네덜란드는자연재해의위협을극복하기위해아주오래전부터연구와실험을계속해온결과,현재해안공학이크게발달한나라로손꼽힌다.
어떻게하면자연재해에서재산과인간의생명을보호할수있을까를고민하면서해양학자들은더욱튼튼한구조물을설계하기위해끈질기게파도를연구해왔다.그결과,자연에서의파도를인공적으로재현하여해안구조물의성능을평가하기에이르렀다.우리나라의여러연구기관에서도이에관한연구를해오고있으며,이책의저자역시한국해양과학기술원에서파도와연안구조물에관한연구를하는연구원으로,이책은그연구에관해일반인들에게알기쉽게설명해주는소개글이라고할수있다.

이책은크게3장으로나누어자연에서발생하는파도의원리를살펴보고,파도를어떻게재현하는지를알아본다.또한파도발생장치의다양한활용과함께앞서말한네덜란드와일본을비롯하여여러나라의해양구조물들을소개한다.중고등학생도쉽게읽을수있는설명과다양한사진과그림을곁들인이책이,앞으로바다연구를꿈꾸는미래의해양과학자들에게도움이되었으면한다.

다양한파도발생장치의원리와활용은
후대를이어계속되어야할연구과제
왜과학자들은실험실에서인공파도를재현하려했을까?한마디로,자연재해에서인간이겪을지도모를위험한상황에대처하기위해서다.파도는바람뿐만아니라외부에서전달된에너지가물입자를움직임에따라형성된다.파도발생장치는바로이러한원리에서설계되었다.물에에너지를가하는방법이여럿인만큼파도발생장치의종류도다양하다.이처럼파도를만드는기계를‘조파기’라고하며여기에는조파판,펌프,대형선풍기등있고,조파기를이용하여파도를만드는시설이조파수조이다.
특히조파판은가장기본적인조파기로,판으로물을밀어내어파도를만든다.욕조안에서손바닥으로물을앞으로밀어내면파도가생기듯,손바닥대신판을이용하는셈이다.다양한조파기로파도를만드는조파수조에서는방파제를비롯한항만구조물들의성능평가실험이이루어진다.
조파기에따라조파수조의규모와쓰임새가다양하다.해당구조물의축소모형을단면으로만들어실험하는수조를단면조파수조,대형선풍기로파도를일으키는풍동조파수조,반사에너지를흡수하는조파판과흐름발생장치를갖춘원형조파수조,수조의바닥판을움직여지진해일과유사한파도를만드는바닥기울임조파수조등전세계적으로다양한조파수조가있다.또한석유를시추하는특수선박의기능을알아보기위해수조한가운데구멍이깊게뚫린해양공학수조,강한해류에도수중로봇이오작동을일으키지않는지를실험하는회류수조같은특수목적으로만든수조도있다.
뿐만아니라현재해양경찰교육원들의해상구조훈련역시조파수조에서이루어지고있으며,워터파크풀장과파도타기전용풀장도펌프를활용한파도발생장치로많은사람들이여가활동을즐기고있다.

현재지구온난화로해수면이높아지고기후변화로태풍이나허리케인의강도가세지면서강과바닷가주변지역에서의인명과재산피해규모가지속적으로증가하고있다.자연재해가발생하면그규모가상상을초월할정도로막대하기때문에전세계의많은정부와기업들이적지않은비용을들여서라도자연에가깝게조파수조를재현하여실험과연구를해보고안전하게해안을보호할수있는더나은방법을찾으려노력을기울이고있다.따라서이연구는후대를이어계속되어야하는과제이며,발전가능성은무한히열려있다.