새만금호 수문 개방에 따른 내측의 혼합수송 및 외해역의 방류영향모의

Simulation of Mixing Transport on Inner Reservoir and Influence Impacts on Outer Region for the Saemankeum Effluents Caused by Gate Operation

  • 서승원 (군산대학교 해양시스템공학) ;
  • 조완희 (군산대학교 해양시스템공학) ;
  • 유경선 (군산대학교 해양시스템공학)
  • Suh Seung-Won (Department of Ocean System Engineering, Miryong, Kunsan) ;
  • Cho Wan-Hei (Department of Ocean System Engineering, Miryong, Kunsan) ;
  • Yoo Gyeong-Seon (Department of Ocean System Engineering, Miryong, Kunsan)
  • 발행 : 2006.03.01

초록

해수소통을 전제한 경우 새만금호 내측의 염분변화가 만경강의 평수량 및 홍수량 유입에 따라 혼합 확산되는 것을 평가하고, 내부 개발이후 배수수문을 통한 새만금호소수 방류시 관리수위별로 저염수가 외해에 미치는 영향범위를 평가하기 위한 수치모형실험이 실시되었다. 해석에는 2차원 ADCIRC 및 3차원 TIDE3D모형과 3개 연직층을 고려한 3차원 CE-QUAL-ICM모델이 이용되었다. 내부의 확산 모의결과는 시간이 지남에 따라 외해에서 유입되는 염수가 점차 혼합확산되며, 최소 1개월 이상 경과되어야 만경호측에 외해수가 혼합되고, 5개월 지속되어야만 동진호측까지 혼합된다. 호내측의 수위를 관리하기 위해 신시 또는 가력수문을 개방하면 유속이 지수적으로 감소되나 갑문으로부터 전면 10km 이상까지 0.5m/s의 유동장이 형성된다. 이러한 결과는 저염수 방류로 인한 영향이 주기적으로 낙조시에 발생되어 새만금 방조제 전면의 해수순환과 유동 및 생태환경에 적지 않은 영향을 미칠 개연성을 제시하는 것으로 해석된다.

Numerical model tests are done in order to evaluate impact zone of low salinity water on outer region of the developing Saemankeum reservoir. Also saline mixing processes are investigated f3r the inner reservoir with consideration of Mankyoung and Donjin riverine flood discharges when sea water is passing freely through gate. In these analyses 2-d ADCIRC, 3-d TIDED3D and CE-QUAL-ICM models are used. Through models tests, it is found that inner reservoir mixing process caused by inflow of outer sea water occurs gradually. It takes at least one month for complete mixing on Mankyoung part and 6 month on Dongjin part of the reservoir. When Sinsi or Garyeok gates are opened to control inner reservoir level, discharging velocities decrease exponentially from the gates, but show very strong currents of 0.5m/sec to the 10Km region apart. These results imply that hydrodynamic circulation and ecosystem of frontal region of the Saemankeum dike might be affected in amount by gate operations, since low saline inner waters are discharged periodically at ebb tide according to tidal level.

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참고문헌

  1. 농림부 농업기반공사 (2004). 새만금호 종합물관리 방안 수립(II) 수문조사 보고서
  2. 서승원(1999). 비선형 3차원 조회유한요소 모형을 이용한 황해의 천해조석 발생. 대한토목학회, 19(II-3), 389-399
  3. 서승원, 김정훈, 유시홍 (2002). 배수수문을 통해 부분 개방된 하구호에서의 순환과 수질모의. 한국해안해양공학회, 14(2), 136-150
  4. 서승원, 김정훈 (2003a). 급격한 저니토 교란이 인공 하구호 수질에 미치는 영향. 한국해안해양공학회지, 15(1), 39-50
  5. 서승원, 김정훈 (2003b). 조석수동역학 모의에서 조간대 침수-노출 고려효과 비교연구. 한국해안해양공학회지, 15(2), 97-107
  6. 서승원, 조완희(2005). 홍수전파와 배수갑문 운영에 따른 새만금호 내부 수리특성의 동적응답. 한국해안해양공학회지, 17(4), 269-279
  7. 이상호(2005), HF radar로 관측된 2002년 하계 금강하구역 표층류의 변동성. 서해연안관리와 환경복원에 관한 워크샵, 군산대학교, 137-140
  8. Atkinson, J.H., Westerink, J.J. and Luettich, R.A. (2004). Two-dimensional dispersion analyses of nite element approximations to the shallow water equations. Int. J. for Numerical Methods in Fluids, 45, 715-749 https://doi.org/10.1002/fld.701
  9. Blain, C.A., Westerink, J.J. and Luettich, R.A. (1994). The influence of domain size on the response characteristics of a hurricane storm surge model. J. Geophys. Res., 99(C9), 18467-18479 https://doi.org/10.1029/94JC01348
  10. Cerco, C.F. and Cole, T.M. (1994). Three-dimensional eutrophication model of Chesapeake Bay. Technical Report EL-94-4, US Army Engineer Waterways Experiment Station, Vicksburg, MS
  11. Cerco, C.F. and Cole, T.M. (1995). User's Guide to the CEQUAL-ICM. Three-dimensional eutrophication model, Release Version 1.0. Technical Report EL-95-15, Us Army Corps of Engineers Water Experiment Station, Vicksburg, MS
  12. Chippada, S., Dawson, C.N., Martinez, M.L. and Wheeler, M.F. (1996). Parallel computing for finite element models of surface water flow. Computational Methods in Water Resources XI, 2
  13. Choi, B.H. and Lee, H.S. (2003). Changes in tidal current regime and sedimentation at Saemankeum. Workshop on sedimentation in the Yellow Sea Coasts, 97-115
  14. Cobb, M. and Balin, C.A. (2001). A Coupled hydrodynamic-wave model for simulating wave and tidally-driven 2d circulation in inlets. Proceedings of the 7'th international conference on estuarine and coastal modeling, ASCE
  15. Dortch, M., Fleming, B. and Bunch, B. (1999). Modeling water quality for dredged material disposal. estuarine and coastal modeling, 6th Proc. Int. Conf., ASCE, New Orleans, LA, 335-349
  16. Kolar, R.L., Westerink, J.J., Cantekin, M.E. and Blain, C.A. (1994). Aspects of nonlinear simulations using shallow water models based on the wave continuity equation. Computers and Fluids, 23, 523-538 https://doi.org/10.1016/0045-7930(94)90017-5
  17. Luettich, R.A., Westerink, J.J. and Scheffner, N.W. (1992). ADCIRC: An advanced three-dimensional circulation model for shelves, coasts and estuaries. Report 1 Theory and methodology of ADCIRC-2DDI and ADCIRC-3DL, Technical report DRP-92-6, US Army Corps of Engineers
  18. Walters, R.A. (1992). A three-dimensional finite element model for coastal and estuarine circulation. Continental Shelf Research, 12(1), 83-102 https://doi.org/10.1016/0278-4343(92)90007-7
  19. Westerink, J.J. et al. (1992). ADClRC: An advanced three-dimensional circulation model for shelves, coasts and estuaries, Report 2: Users manual for ADCIRC-2DDI. Technical report DRP-92-6, US Army Corps of Engineers
  20. Westerink, J.J., Luettich, R.A. and Muccino, J.C. (1994). Modeling tides in the western north Atlantic using unstructured graded grids. Tellus, 46A, 178-199