Journal of the Korean Society for Marine Environment & Energy (한국해양환경ㆍ에너지학회지)

The Korean Society for Marine Environment and Energy (한국해양환경•에너지학회)
권호 표지

Diffusion Analysis for Optimal Design of Ocean Outfall System

해양방류시스템 최적설계를 위한 확산해석

  • Jung, T.S. (Department of Civil and Environmental Engineering, Hannam University) ;
  • Kang, S.W. (Department of Civil Engineering, Chonbuk University)
  • 정태성 (한남대학교 건설시스템공학과) ;
  • 강시환 (전북대학교 토목공학과)
  • Received : 2009.03.13
  • Accepted : 2009.04.20
  • Published : 2009.08.25
Download PDF
⟨ Previous Next ⟩

Abstract

The optimal type and discharging position of ocean outfall of wastewater have been determined by hydrodynamic modeling, near-field dilution modeling, and far-field dispersion modeling. Tide and tidal currents have been simulated by a finite element hydrodynamic model showing good agreements with field observations. Based on the hydrodynamic simulation results candidates of ocean outfall position were preliminary determined. Submerged single port and submerged multi-port diffuser were selected as discharging system alternatives and finally designed by considering tide, tidal currents and water depth. Initial dilution of wastewater discharged from the designed ports has been estimated by CORMIX system. A 2-dimensional random-walk dispersion model has been employed to simulate far-field dispersion of discharged wastewater.

하수의 해양방류시스템의 형식과 방류위치 결정을 위해 해수유동모의, 근해역 희석률 모의 그리고 원해역 확산모의가 수행되었다. 방류 후보지점 주변의 조위와 조류는 관측조위 및 조류를 잘 재현하는 2차원 유한요소모형에 의해 수행되었으며, 계산된 조위 및 조류 모의결과에 기초하여 방류 후보지점이 결정되었다. 방류시스템으로는 단일확산관과 다공확산관이 고려되었다. 단일확산관과 다공확산관을 통한 하수 방류의 근역 확산이 CORMIX모형에 의해 검토되었으며, 원역 확산이 2차원 Random-walk 확산모형에 의해 실시되었다. 모의결과로부터 수심, 조류, 방류위치, 방류속도, 확산관 길이 등이 확산범위와 희석률에 미치는 영향이 다각도로 검토되었다.

Keywords

References

  1. 강시환, 김영도, 이호진, 김상익, 한성대, 2001, "해양수리특성의 변화를 고려한 연속적 근역혼합거동", 한국해양환경공학회지, 4(4): 12-20.
  2. 강시환, 유승협, 오병철, 박광순, 2000, "마산, 창원 하수종말처리장의 해양방류처리수에 대한 초기, 근역희석연구(II)", 한국해양환경공학회지, 3(1): 35-44.
  3. 강시환, 정태성, 1998, "연안방류시설의 적정배치를 위한 해양환경 공학적 고찰", 한국해양환경공학회 춘계학술대회 논문집, 101-106.
  4. 김창시, 1998, 군역혼합모형을 이용한 해양방류 하수의 혼합 특성 예측. 석사학위논문, 서울대학교.
  5. 서일원, 박문현, 1999, "CORMIX모형의 국내해양방류시설에 대한 적용성 검토", 대한토목학회 학술발표회 논문집, 297-300.
  6. 인천항건설사무소, 1996, 아산항 II단계 개발사업 실시설계용역 수치모형실험.
  7. 정태성, 2006, "투수성 호안제체를 통한 해수교환을 고려한 해수유동모의", 한국해안, 해양공학회지, 18(4), 301-307.
  8. 정태성, 김창식, 1992, "이동경계를 고려한 유한요소 해수유동모형", 한국해안, 해양공학회지, 4(3), 687-699.
  9. 정태성, 김태식, 2008, "목포해역의 해수유동 및 담수확산 예측시스템", 한국해양환경공학회지, 11(1), 13-23.
  10. 정태성, 김태식, 강시환, 2004, "준설공사시 부유사 확산 예측시스템의 개발", 한국해안, 해양공학회지, 16(1), 47-55.
  11. 평택지방해양수산청, 2003, 평택(아산)항 외곽호안 축조공사 구조 및 수리계산서 제2권 해양조사.
  12. 한국해양연구소, 1994, 폐쇄성 연안해역의 수질관리기술 연구(II), 한국해양연구소 연구보고서 BSPN 00241-720-2.
  13. 해양수산부. 2001. 평택항 종합개발 기본계획 정비용역 보고서.
  14. Chung, T.J., 1978, Finite Element Anaysis in Fluid Dynamics, McGraw-Hill, Inc.
  15. Dimou K.N. and Adams, E.E., 1993, "A random-walk, particle tracking model for well-mixed estuaris and coastal water, Estuarine", Coastal and Shelf Science, 37, 99-110. https://doi.org/10.1006/ecss.1993.1044
  16. Doneker, R.L. and Jirka, G.H., 1991, "Expert system for mixing-zone analysis and design of pollutant discharges", Journal of water Resources Planning and Management, 117(6): 679-696. https://doi.org/10.1061/(ASCE)0733-9496(1991)117:6(679)
  17. Fischer, H.B., Imberger, J., List, E.J., Koh, R.C.Y., and Brookes, N.H. 1979. Mixing in inland and coastal water. Academic Press, New York.
  18. Jirka, G.H. and Akar, P.J., 1991, "Hydrodynamic classification of submerged multiport-diffuser discharges", J. of Hydraulic Eng., ASCE, 117(9): 1113-1128. https://doi.org/10.1061/(ASCE)0733-9429(1991)117:9(1113)
  19. Jirka, G.H., and Doreker, R.L., 1991, "Hydrodynamic classification of submerged single-port discharges", Journal of Hydraulic Engineering, ASCE, 117(9): 995-1112.
  20. Kawahara, M. and Umetsu, T., 1986, "Finite element method for moving boundary problems in river flow", Int. J. for Numer. Meth. in Fluids, 6, 89-112.