Settling Column의 입자분포 측정치를 이용한 연안 퇴적물 입자의 연직이동 모델 연구

A Study on a Vertical Transport Model of Coastal Sediments Using Particle Size Distribution Data from a Settling Column

오염된 지역의 연안 퇴적물은 PCB 등 소수성 오염 물질을 흡착하고 있으며, 준설과 같은 환경 정화사업을 할 때, 재부유되어 오염되지 않은 인근 수역으로 이동될 수 있다. 이러한 환경 영향의 평가를 위해 저자는 앞서 침강, 연직확산, 응집에 의해 입자크기 분포가 변화하는 것을 모사할 수 있는 수학적 모델을 개발 제시한 바 있다. 본 연구에서는 이 모델을 이용하여, 연안환경을 실험적으로 재현한 높이 2 m의 settling column으로부터 측정된 입자크기분포 자료를 이용하여 시뮬레이션하며 분석한 결과를 제시하였다. 분석결과, 모델은 퇴적물 입자가 column 내에서 연직이동을 하며 입자 분포가 시간적으로 또 수심별로 변화하는 것을 상당히 잘 예측하는 것으로 나타났으며 재부유된 퇴적물 입자는 연직이동과 함께 응집이 되고 있는 것으로 분석되었다. 따라서 본 연구는 크기가 다양한 오염된 퇴적물이 응집에 의해 입자크기분포가 변화하며 연직 이동되는 매우 복잡한 현상에 대해 유효하게 컴퓨터 모사할 수 있음을 보였다.

Coastal sediments in polluted areas adsorb many hydrophobic pollutants such as PCBs. During environmental remediation projects like dredging, they can be resuspended and transported to less polluted areas. To assess the environmental impact, the author previously developed a mathematical model that can simulate the changes of particle size distribution (PSD) due to sedimentation, vortical dispersion and coagulation. In this research, the simulation results using this model were presented in conjunction with observed PSDs from a 2-m settling column simulating coastal environments. The simulations showed that the model predictions were in fairly good agreement with the observed data (changes of PSDs in terms of depths and times), and that the resuspended sediments coagulated during the vertical transport. So, this study showed that the developed model has a good ability to describe the very complicated phenomena of real aggregation and vortical transport dynamics of coastal sediments with various particle sizes.