Estimates of Flushing Time in a Bay using the SCS Curve Number Method

SCS 유출곡선지수법(流出曲線指數法)을 이용한 만내(灣內) 담수(淡水) 교체시간(交替時間)의 추정(推定)

The SCS Curve Number(CN) method has become widely accepted as a procedure of estimating stormflow volumes for design and natural events in small watersheds. The applicability of this method for calculating the flushing time was evaluated as compared with the net volume transport(NVT) method in Masan Bay, Korea. It is shown that the flushing time using the CN method ranged from 10.9 to 15.3 days under the well mixed condition, that the time using the NVT method was 13.9 days averaged over 6 days of field data. These results were revealed that two methods calculated the approximate times as shown above. The relationships between the run-off, Qr, and the flushing time, t, are expressed as the following forms. $t_1=228.79Q_r^{-0.9996}$ in case of well mixed condition, (1) $t_2=131.06Q_r^{-1.0}$ in case of two layered model. (2) Those empirical expressions are represented that the relationships between Q and t are nonlinear as those as Bumpus obtained in Boston Inner Harbour. Therefore, the CN method will permit calculation of the flushing time for any given bay to be unexpected as water balance under the condition of short-time (0.5 day) data, instead of NVT method based on the long-time (at least 3 days over) data.

항만의 단기 관측자료에 의한 해수의 수송은 조석잔차류와 바람응벽 등으로 해수의 평형상태를 유지하기 어렵다. 이로 인해 순 용적수송량이 만외로 유출되어야 함에도 불구하고 짧은 주기동안 만내로 유입됨으로써 담수 교체시간을 계산할 수 없었다. 본 연구는 1 조석 주기의 단기관측과 유역의 강우량 자료로부터 SCS의 유효강수량을 계산함으로써 담수 교체시간의 추정가능성을 검토하였다. 완전혼합을 가정하여, 여름철 마산만에 적용된 담수 교체시간은 외해수의 염분변화에 따라 10.9~15.3일로 분포하였다. 이는 여름철 마산만에서 순 용적 수송량(NVT)에 의한 평균 체류시간 13.9일에 상당히 근접된 값이다. 강한 성층을 이룬 홍수기의 경우 2층모델에 적용하면, 만구에서 교체시간은 1.2일로 추정되어 완전혼합모델에서 얻은 2.1일보다 작은 값이다. 이것은 홍수기에 유입된 담수가 대부분 상층을 통하여 만외로 유출되기 때문이다. 또 마산만에서 얻은 담수 유입량 $Q_r$과 교체시간 t와의 상관관계식을 완전혼합과 2층 모델의 2가지 조건으로 나타내었고, 이들이 비선형적 관계를 가지고 있음을 알 수 있었다. 이런 관계는 보스톤 내만에서 직접 하천 유입량을 조사한 결과와 근접된 형태를 보였다. 따라서 이 식들은 만의 흐름구조와 농도의 성층정도에 따라 달리 적용할 수 있고, 담수유입량의 변동에 의한 담수 교체시간의 예측을 가능케 한다. 그러므로 순 용적 수송량의 계산으로 구할 수 없는 단기관측자료는 SCS 유출곡선지수법에 의해 담수 교체시간의 추정이 가능할 것이다.