Continuous Near-field Mixing with Variable Oceanic Conditions

해양수리특성의 변화를 고려한 연속적 근역혼합거동

The temporal variability in near-field mixing characteristics of discharging plumes in oceanic environment was investigated using the time series data of the buoyant jet parameters. Based on the currents and density profiles observed in Masan outfall site and effluent discharge flowrates for 63days of summer season, the temporal variabilities and those occurrence frequency were obtained by line plume equations. The results show that wide range of variability in Masan outfall's mixing characteristics was found due to the temporal changes of effluent flowrates and ambient oceanic conditions. The near-field dilution was in the range of 30~71 with the averaged dilution of 34, which was a good agreement with field measurements of salinity deficit. The length of mixing zone was in the range of 5.4~36.2 m with the average of 9.5 m, and the plume rise height was in the range of 8.1~10.2 m with the average of 8.9 m. However, only the 30~44% of the whole results are higher than the averages, which indicates the necessity of this frequency analysis with the continuously measured data for designing and managing the ocean outfall system.

본 연구에서는 부력제트 혼합에 영향을 주는 인자들의 시계열자료를 이용하여 통계적 특성을 구하는 방법을 국내의 대표적인 하수방류시스템에 적용하여 기존 연구견과와 비교함으로써 이러한 연구방법의 필요성을 검토하였다. 마산만 수중확산관에 대한 63일간의 자료를 이용하여 선형플륨 방정식을 1500회 이상 적용하여 초기희석률, 근역구간 크기, 플륨상승고에 대한 빈도분포를 구한 결과, 초기희석률은 30~71의 범위를 보이며, 평균값은 34로 나타났으며, 이는 염분부족도를 이용한 현장희석률 관측견과와 유사하게 나타났다. 관역구간 길이는 5.4~36.2 m의 범위와 평균값 9.5 m, 플륨상승고는 8.1~10.2 m의 변위와 평균값 8.9 m의 결과를 나타내었다. 그러나 해당기간 중의 전체의 30~44 % 기간만이 각각의 근역특성들이 평균값 이상을 나타내므로, 해양방류시스템을 설계 및 해석함에 있어서 통계적 빈도해석에 의한 방류하수의 희석률과 혼합구간의 범위에 대한 파악이 매우 중요하다고 판단된다.