Figueroa, Steven M.;Lee, Guan-hong;Chang, Jongwi;Lagamayo, Kenneth D.;Jung, Nathalie W.;Son, Minwoo
한국수자원학회:학술대회논문집
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한국수자원학회 2022년도 학술발표회
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pp.276-276
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2022
Estuarine dams are constructed for securing freshwater resources, flood control, and improving upstream navigability. However, their impact on estuarine currents, stratification, and sediment fluxes is not well understood. To develop a general understanding, an idealized modeling study was carried out. Tide and river forcing were varied to produce strongly stratified, partially mixed, periodically stratified, and well-mixed estuaries. Each model ran for one year. Next, the models were subject to the construction of an estuarine dam and run for another year. Then, the pre- and post-dam conditions were compared. Results showed that estuarine dams can amplify the tidal range and reduce the tidal currents. The post-dam estuaries tended to be a salt wedge during freshwater discharge and a bay during no freshwater discharge. For all estuaries, the estuarine turbidity maximum moved seaward, and the suspended sediment concentrations tended to decrease. In terms of sediment flux mechanisms, the estuarine dam increased the seaward river runoff for cases with strong river, and increased the landward tidal pumping for cases with strong tides.
Soil erosion and sediment delivery ratio(SDR) were estimated by using HSPF model in 3 tributaries of upper stream of Geum river-basin. Meteorological data and other input data were constructed from 2006 to 2011 year by the HSPF model. Flow and suspended solid results were relatively matched with the measurement data through the calibration and validation of the model. Soil erosion was proportional to the amount of rainfall and the area of watershed based on the results of model calibration and validation. SDR in Moojunamdea stream was the highest and one in Cho stream was the lowest. This was effected by the geographical characteristic. SDR was 17.6% Moojunamdea stream, 9.1% Cho stream and 13.2 % Bocheong stream. As the SDR was effected by watershed area and shape factor in this study area.
Ba Ria - Vung Tau province in Southern Vietnam is one of the fastest economic growing areas in the country, characterized by the rapid port and industrial development along the Thi Vai river. The socio-economic situation of the area has generally been improved; however, its part of the local inhabitants has not gained benefits from the changes. 35 surface water samples and 25 sediment samples were analysed with the interpretation of the SPOT images for 1995 and 2005. The data showed that rapid port and industrial development have resulted in significant losses of mangroves and agriculture land. The surface water was seriously polluted, particularly in terms of organic materials and suspended solids. It contained high and increasing oil concentrations. The river sediment was saline and slightly alkaline. It was heavily reduced, organic-rich, and contaminated with oil and heavy metals (Cu, Pb, and Cr).
Characterization of sediment in the riverbed is of importance for effective water quality management, yet have not been monitored sufficiently. This paper reports monitoring results of nutrient concentrations of sediments. Surface waters and sediments were sampled four times during rainy season at five monitoring points. Organics of overlying water were increased after high flow condition followed by decreasing tendencies. Soluble phosphorus fraction among total phosphorus was increased after high flow condition while total phosphorus was in decreasing tendencies. Monitoring result suggested that more extended monitoring scheme for flow rate, scouring velocity, and suspended material is required for analyzing relationship between water quality and sediment.
영산강 하구는 하구둑 및 방조제 건설등의 개발 사업으로 해수유동 체계에 변화가 발생하였으며, 인위적인 하구둑 운영에 의해서 담수 방류가 조절되어 자연적인 하구와는 다른 하구순환 형태를 나타내며, 하천 기원 퇴적물의 유입이 제한적이다. 하구둑 방류가 빈번한 하계의 하구 퇴적물 이동양상과 수지를 파악하기 위하여 3차원 수치모델인 EFDC를 적용하였다. 외력 및 육상 유입 조건을 실시간으로 입력하고, 연구지역의 퇴적물 입도특성을 바탕으로 모래, 실트, 점토의 다중 입경을 적용하여 모델링을 수행하였다. 관측 조석, 조류와 부유사 농도에 대하여 보정 검정된 모델링 결과에 의하면, 2011년 8월에 부유 퇴적물은 표층에서 외해방향으로 이동하지만 중 저층에서는 하구 내측으로 이동한다. 하구둑 방류에 기인한 하구순환에 의해 실트 크기 입자에 의한 퇴적이 우세하게 나타나며, 점토 크기 입자는 대부분 하구 내에서 순환을 반복하는 양상을 보였다.
To investigate the flow pattern and mixing process in Suyoung Bay, field observations and data analyses of tidal current, salinity and suspended sediment (SS) were carried out. Ebb flow is stronger than flood flow, and duration of ebb tide is longer than that of flood tide. Semi-diurnal component of tidal current is predominant, and current rotating clockwise occurs in the central part of the bay. The direction of the residual currents in the central part of the bay and offshore is almost N to WNW, and the speed is 4-14cm/s. Eulerian diffusion coefficients estimated from the current data have the range of $6.2\times10^4-4.2\times10^6\;cm^2/s,$ Salinity structure in Suyoung River estuary during flood tide is of partially mixed type, but is of stratified type during ebb tide. Salinity fluctuation is large at the surface, and the fluctuation decreases with depth. SS concentration in Suyoung River estuary has a higher value during ebb tide than that during flood tide. Salinity and 55 concentrations in the estuary appeared to be very sensitive to the change of river flow.
Sediment plumes arising from various coastal works can cause detrimental effects on the coastal ecosystem in various manners. Although the most active countermeasure against the plumes is to restrict the works to specified time periods known as environmental windows (Reine et al., 1998), silt screens have been widely used for reducing the spreading of suspended sediments (SS) generated by coastal works. (omitted)
The purpose of this study is to find the variation of sedimentation patterns before Saemangeum reclamation. Residual flow before Saemangeum reclamation was calculated diagnostically from the observed water temperature and salinity data in May 1992 by the Marine Development Institute of Kunsan National University and wind data which were obtained from spring 1969 through winter 1977 by the Gunsan Meteorological Observatory. Three dimensional movements of injected particles due to currents, turbulence and sinking velocity are tracked by the Euler-Lagrange method. Calculated sedimentation patterns of riverine materials are highly similar to the observed ones. When suspended sediments with the size of soil grain of 60 ${\mu}m$ are injected from the Mangyeong River, their dispersion range of sediment is about 25km for 24 hours after the injection, while about 35km for 72 hours after the injection. When suspended sediments with the size of soil grain of 200 ${\mu}m$ are injected, their dispersion range of sediment is about 18km for 24 hours after the injection, while about 21km for 72 hours after the injection.
강화 남단 갯벌은 우리나라 서해안의 가장 규모가 큰 갯벌 중의 하나이다. 조석은 전형적인 반일주조로 최대조차가 약 10m 이다. 강화 남단 갯벌은 한강 수계로부터 많은 양의 퇴적물이 유입된다. 연구지역에서 2003년 8월에 83개 정점에서 표층퇴적물을 채취하여 분석하였다. 표층퇴적물은 5개의 퇴적상으로 구성 되어 있었다. 일반적으로 모래 펄 퇴적물은 강화 남단 갯벌에서 우세하였고, 반면에 모래 퇴적물은 강화도 서부의 수로와 조하대에서 우세하였다. 이 지역의 1997년 8월 퇴적상과 비교하여 모래 펄 퇴적물은 갯벌의 동쪽으로 확장 되었다. 강화도 남단 갯벌에서 채취한 3점의 주상 시료에 대한 퇴적학적 분석 결과, 사층리 모래층, 실트-점토 호층 엽리 실트, 생물교란 실트등 세 개의 퇴적상이 인지되었다. 이들 퇴적상의 분포는 조수로 인근 지역이 전반적으로 퇴적률이 높으며, 특히 동검도 동쪽 갯벌에서 최근 급격한 퇴적 작용이 진행되고 있음을 지시하고 있다. 수리학적 관측을 위하여 2003년 6월에 염하수로의 초지대교 부근(K1)과 동검도 남부 수로(K2)에서 12시간 30분 동안 정선 관측을 실시하였다. 잔여유속 계산 결과 이 지역은 썰물이 강하게 나타났다. 각 수층의 부유물질 양에 의하여 계산된 순 부유퇴적물 이동양은 한 조석 주기 동안 염하수로에서는 외해로 309,217.9kg/m가 유출 되며, 동검도 남부 수로에서는 외해로 128,123.1kg/m가 유출 되는 것으로 나타났다. 동검도 남부 수로에 비하여 염하수로의 순 부유퇴적물 이동양이 높은 것은 갯벌의 동부에 한강에서 유입된 많은 부유물질이 퇴적된다는 것을 나타낸다.
양빈이 수행된 해빈의 침식률 산정을 위한 물리기반 해빈 지형모형이 제시되었다. 동수역학 모형은 OpenFOAM에 기반 한 tool box인 IHFOAM으로 구성되며, Morphology 모형은 부유사를 대상으로 한 이송확산방정식, 소류사 이송을 포함한 표사 수지 개념으로부터 유도된 Exner 식으로 구성하였다. 표사 이송여부, 부유사 농도저면 경계치, 소류사 이송률 산출과정에는 Shields Diagram, 삼차원 수치 모의된 유동계 정보로부터 직접 산출된 저면 전단응력이 활용된다. 본 논문에서 제시된 지형 모형을 검증하기 위해, 경사가 1/6인 단조 해안에서의 천수과정, 쇄파과정, 이에 따른 저면 변화를 수치 모의하였다. 모의결과 비선형 천수과정에서 예상되는 왜곡되고 왜도된 저면전단응력이 비교적 정확히 모의되었다. 또한 전빈에서 진행되는 쇄파로 인해 부유되고 침식된 표사가 up-rush에 의해 후빈으로 이동되어 형성되는 swash bar와 up-rush 정점에서 방향을 바꾸어 먼 바다 방향으로 진행되는 back-wash에 의해 쓸려간 표사가 수심증가에 따라 back-wash 흐름 강도가 약해지면서 퇴적하여 형성되는 breaker bar가 성공적으로 모의되는 것을 확인할 수 있었다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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