• 한국항해항만학회:학술대회논문집
• /
• 한국항해항만학회 1999년도 추계학술대회논문집
• /
• pp.253-261
• /
• 1999

It is essential for port planning, coastal zone management and environmental impact study to analyze the variation of current and water quality due to the development of water area and discharged water from the estuary barrage and basin, etc. Mokpo sea area has downstream from a long river and two large basins, the Yongsan river and Yongam-Kumho basins, discharging much of water through water gates for the purpose of flood and prohibition of salt intrusion to the inland fresh water area. In this study, the numerical calculation were carried out for the analysis of diffusion characteristics due to discharging operation, adopting the results of tidal current simulation. ADI method is applied to the governing equation for the movement of sea water and diffusion and 6-point method to the advection terms of diffusion equation. As the results of this study, it is known that the discharging operation causes increasing and/or decreasing of current velocity and enlarging and/or depressing of pollutant diffusion limits depending on the distance from the discharging gates and the modes of discharging operation. To utilize these result, the linked gate operation and the method increasing exchange of sea water must be considered.

• 대한토목학회논문집
• /
• 제28권6B호
• /
• pp.731-741
• /
• 2008

기존의 한강 감조구간 수치모의에 대한 연구는 단면자료 획득의 어려움이나 유도의 조위자료가 없으므로 하류 경계단을 전류지점으로 하여 모의한 논문이 대부분이나 본 연구에서는 수치해도를 바탕으로 곡릉천 합류부 이후와 임진강 하구부의 단면을 가정하고 인천검조소의 조위자료를 유도지점으로 전이시켜 서해안 조위에 의한 한강하류부에서의 수리학적 거동을 해석하였다. 모형의 적용구간은 신곡수중보로부터 한강의 법적 하류단인 김포시 유도까지 총 36.8 km에 이르는 구간으로 흐름 및 혼합거동 해석은 RMA-2 모형과 서일원(2008)이 개발한 2차원 이송-분산 해석모형인 RAM4를 이용하였다. 전류지점에서의 수위 및 종횡방향 유속 실측자료와 수치모의 결과를 비교하여 흐름해석 결과를 검증하였다. 수위 관측소의 자료가 양호하고 인천검조소에서 높은 조차가 발생하는 2006년 6월 23일~25일 동안 모의한 결과 유도지점의 조위에 따라 총 5회의 역방향 흐름이 관찰되었고 최대 역류 길이는 장항 IC까지 총 32.9 km에 이르렀다. 최대 역방향 흐름의 발생 및 소멸 과정, 최고 유속선을 따른 수위 및 유속을 분석하였으며 이에 따른 비보존성 오염물질의 혼합거동을 해석하였다. 굴포천으로부터 유입된 오염물질은 하폭방향 퍼짐이 두드러지게 일어났지만 곡릉천에서 유입된 BOD는 곡릉천 합류부를 전후하여 중앙 및 좌안측 수심이 급격히 깊어지고 최대유속선이 곡릉천 방향인 우안에서 발생하고 있으므로 횡방향 혼합이 빠르게 완료되어 오염운의 반경이 상대적으로 좁은 것을 확인할 수 있었다. 또한 1차원 이송-분산방정식의 해석해를 적용해 유도지점의 염도 값을 인천검조소로부터 추산하여 한강 하류부에서의 수평 2차원 염수 혼합거동을 해석하였다.

• 한국해양학회지:바다
• /
• 제11권2호
• /
• pp.68-81
• /
• 2006

조간대가 잘 발달된 곰소만의 생지화학적인 특성을 이해하기 위하여 용존인(DIP)과 총용존질소(TDN: DIN과 DON의 합)에 대한 계절별 물질수지를 추산하였다. 현장조사는 1999년에서 2000년 동안 계절별로 연평균 강우량을 보인 봄철(4월), 건조한 여름철(8월), 집중호우가 있었던 여름철(9월), 비가 없었던 겨울철(11월)에 각각 13시간씩 염분, 유속, 영양염 , Chlorophyll-a 등에 대한 연속 관측을 수행하였다. DIP는 봄, 건조한 여름 조사기간 중 곰소만에서 외해로 각각 $-1.10{\imes}10^6g\;P\;day^{-1},\;-4.50{\times}10^5g\;P\;day^{-1}$로 순유출(net efflux)되는 것으로 나타났다. 그 반면 집중호우가 있었던 9월과 겨울철인 11월은 곰소만 내부로 각각 $2.72{\times}10^6g\;P\;day^{-1},\;1.06{\times}10^4g\;P\;day^{-1}$로 순유입 (net influx)되는 것으로 계산되었다. 따라서 곰소만 조간대는 flux의 크기로 볼 때 봄과 여름에 대부분 연안해수에 대하여 DIP의 공급원 역할을 하고, 단기적으로 집중호우가 있을 때 한시적으로 DIP의 저장장소로서 역할을 하며, 겨울철에는 비록 그 크기는 여름철에 비하여 작지만 연안해수에서 조간대로 유입되어 저장되는 것으로 판단된다. 또한 곰소만 조간대를 유출입하는 flux들(조류에 의하여 곰소만 내외로 해수교환, 염지하수 유입, 육상기원 담수에 의한 유입) 중 겨울철을 제외하고 해수교환에 의한 flux가 연중 가장 크게 나타났다. 한편 TDN은 겨울철을 제외하고 염지하수의 유입에 의한 flux가 가장 크게 나타났다. 전체적인 유동량은 봄, 여름, 집중호우 시기에 각각 $1.38{\times}10^7g\;N\;day^{1},\;2.45{\times}10^6g\;N\;day^{-1},\;4.65{\times}10^7g\;N\;day^{-1}$이 곰소만 조간대로 순유입되어 소모 내지 저장되었고, 겨울철에는 $-1.70{\times}10^7g\;N\;day^{-1}$이 곰소만 외부로 유출되는 것으로 추산되었다. 이러한 결과로 보아 곰소만은 겨울철을 제외하고 TDN의 소모 내지 저장 장소로서 역할을 하는 것으로 판단된다.

• 한국해양환경ㆍ에너지학회지
• /
• 제10권2호
• /
• pp.67-85
• /
• 2007

황해 및 동중국해에 있어서 하계 조석, 담수유입량과 풍향 풍속 변화에 따른 잔차류와 샨샤댐 건설 전과 후 양쯔강의 유량 변동에 따른 저염분 확산과 바람의 영향 등을 해석하고, 평가하였다. 3차원 해수유동모델에 의해 각 분조($M_2,\;S_2,\;K_1$과 $O_1$)의 정량적 그리고 정성적 측면의 진폭, 위상 및 흐름장이 실측값과 비교해서 재현성있게 시뮬레이션 되었다. $M_2,\;M_2+S_2$ 그리고 반일주조에 일주조 성분($K_1$과 $O_1$)의 합성에 의한 잔차류 결과는 유속의 변화와 더불어서 일부 지역에서 흐름패턴이 다르게 계산되었다. 하계 탁월풍의 세기가 커지면 양쯔강 하구에서 유출하는 힘과 대륙붕단 경계역에서 북상하는 흐름의 유속이 다소 증가하는 것으로 나타났다. 양쯔강에서 유출한 흐름은 근역에서는 동향성분이 강하게 나타나지만, 곧 황해에서 남하하는 성분에 의해 동쪽으로 충분히 확산하지 못하고 남하하거나 속도가 감소되는 것으로 나타났다. 육상 유입원의 하계 평균 유량(특히, 양쯔강은 약 $50,000\;m^3/s$)과 남풍 3.5 m/s를 고려했을 경우, 26 psu 이하의 저염수가 유입지점에서 약 95 km정도 확장되고, 30 psu 이하의 염분농도선도 약 160 km까지 확장되는 것으로 나타났고, 최대 홍수량인 $116,000\;m^3/s$를 고려했을 경우는 26 psu 이하의 저염수가 river mouth에서 약 150 km정도 확장되고, 30 psu 이하의 염분농도선도 약 300 km까지 확장되는 것으로 예측되었다. 하계 탁월풍에서 풍속이 약 1.5m/s 정도 강해지면, 저염의 확산 폭이 약 10 km정도 증가하는 것으로 나타났고, 외해에 있어서 저염수는 남서풍에 의해서는 남동방향으로 그리고 북서풍에 의해서는 남서방향으로 퍼져나가는 양상을 보였다. 양쯔강에서 유출되는 평균적인 담수량에 의한 관성력과 조류의 힘만으로는 저염수가 제주도까지 도달하는 것은 힘들겠지만, 바람장과 북상하는 난류의 흐름이 합쳐질 때는 충분히 제주도 인근 해역까지 그 영향을 미칠 수 있을 것으로 예측되었다.

• 한국해양환경ㆍ에너지학회지
• /
• 제11권1호
• /
• pp.13-23
• /
• 2008

연안해역의 부영양화, 빈산수괴 형성 그리고 유해적조류 출현과 같은 수질오염은 하계 담수의 대량유입에 의해 빈번하게 발생한다. 따라서 연안해역의 수질오염 현상을 정확히 예측하기 위해서는 담수가 해수유동에 의해 이송-확산되어 해역수질 및 생태계에 미치는 영향범위에 대한 예측 및 분석기술 개발이 필요하다. 본 연구에서는 GUI(Graphic User Interface)를 이용하여 연안해역 해수유동과 담수 확산을 쉽게 예측하고, 그 결과를 효과적으로 검토할 수 있는 소프트웨어를 개발하였다. 3차원 유한요소모형을 사용하여 조석에 의한 해수유동을 계산하였고, 담수 확산 계산에는 통계학적인 개념을 이용하여 담수 입자의 운동을 묘사하는 2차원 Random-Walk 모형을 사용하였다. 개발된 시스템을 이용하여 목포해역의 2차원 조류 분포와 담수 확산을 모의하였다. 사용한 입자추적모형의 검증을 위해 다른 이송확산 수치해석 방법에 의한 결과 및 1, 2차원 해석해와 비교하였다. 본 연구에서 개발한 예측시스템은 GUI 환경에서 작동되므로 누구나 쉽게 자료의 입력 및 수정이 가능하며, 계산된 모형결과를 그래픽을 이용해 효과적으로 가시화 하여 계산결과를 누구나 쉽고 정확하게 볼 수 있다. 따라서 본 시스템을 이용하여 연안해역으로 유입되는 담수의 확산 범위를 수시로 예측하여 신속하게 대책을 수립한다면, 오염된 담수유입으로 인한 인근해역의 환경피해를 줄일 수 있을 것이다.

• 한국해양환경ㆍ에너지학회지
• /
• 제3권2호
• /
• pp.33-40
• /
• 2000

해상에 설치되는 담수화 공장의 가동에 따른 환경영향평가를 위하여 고온고염 배출수의 확산을 예측하였다. 진해만에 설치될 담수화 공장에서는 200ton/일의 해수를 유입하여 50ton은 담수화 하고 150ton은 고온고염수로서 배출한다. 배출되는 해수의 수온은 15℃ 상승되며, 염분은 약 1.33배 증가된다. 배출수의 확산예측에서는 2차원 조류모델로 이류를 계산하며, 몬테카르로 방법으로 난류확산을 재현한다. 배출수에 의한 수온상승의 예측에서는 대기를 통한 열량 방출을 감소요인으로 고려하였으며, 100일간의 계산을 통하여 평형상태의 확산분포를 재현하였다. 고염수에 의한 확산에서는 감쇠가 없는 것으로 간주하였으며, 약 1년간의 계산을 통하여 평형상태의 확산분포를 재현하였다. 평형상태에서 배출수에 의한 수은상승과 염분상승은 배수구 근처에 국한되어 나타났으며, 각각 약 0.01℃와 0.001‰의 상승폭을 보였다.

• 한국해양학회지
• /
• 제21권4호
• /
• pp.193-202
• /
• 1986

황해 동남해역에서 해면과 30m층 수온의 시. 공간 변동성을 1967-1982 장기 수온자료의 variance 와 cmpirical orthogonal function(EOF)분석으로 연구하였다. 월평균 해면수온의 공간분포는, 남에서 북으로 감소하는 장기 년평균과 유사한 형태를 갖고 있다. 반면에 년평균 해면수온으로부터 계산한 분산은 남에서 북으로 증가한다. 해면 수온의 variance 가 경기만 남부해역을 제외한 연구해역에서 30m층 보다 2배이상 크다. EOF의 첫째와 둘째 모드가 계절변화를 갖고 있으며 해면과 30M층 variance의 97.6%와 85.2%를 각각설명하기 때문에 수온의 큰 variance 는 계절변화와 밀접한 관계가 있다. 겨울철 조사 해역 북부와 남부사이 수온의 차이가 크나 여름철에는 작아진다. 이것은 여름철 복사에 의한 해면의 열흡수가 열손실이 나 해양열이류보다 훨씬 크다는 것을 반영해준다. 여름철에 경기만 남부와 목포 주변 연안수가 조석혼합에 의해 외해수보다 수온이 낮게 나타난다.

• 한국지하수토양환경학회지:지하수토양환경
• /
• 제14권6호
• /
• pp.53-64
• /
• 2009

습지는 다양한 생지화학적 반응기작을 통하여 폐수로부터 유입되는 유기오염물질을 완화/정화하는 지역으로 알려져있다. 본 연구에서는 습지에서 다양한 물질의 성상과 거동을 모의하기 위하여 수학적 모형을 개발하였다. 개발한 모형은 1차원 수직 포화 모형으로 이류, 수리학적 분산, 미생물에 의한 생분해, 산화/환원반응, 식생과 조수 등 외부환경의 영향을 고려하였다. 조수의 영향은 퇴적물 내 공극수의 흐름에 주기적인 변화를 일으키고, 계절에 따라 식생은 증발산과 뿌리로부터의 산소공급을 통해 흐름과 근권 내 산화/환원 환경에 영향을 미친다. 개발된 모형을 적용하여 습지퇴적물 내에 존재하는 관심물질의 공간적 및 시간적 분포 모의를 위한 가상의 수치실험을 수행하였다. 또한 대표적인 중금속 오염물질의 하나인 크롬의 습지퇴적물 내 성상과 거동을 모의하였다. 모의 결과는 식생 뿌리와 조수가 습지퇴적물 내 전자수용체, 환원물질, 중금속의 분포에 지대한 영향을 미칠 수 있음을 보여주었다.

• 한국해양환경ㆍ에너지학회지
• /
• 제2권2호
• /
• pp.20-30
• /
• 1999

영국의 북서 Fylde 연안역에서, 수영객들을 위한 수질을 개선하기 위해, 방류구에서 흘러나온 오수를 수치모의실험을 통하여 연구하였다. 수질모델의이류확산방정식에서 확산항과 이류항은 양해법 이차정밀도의 중앙차분법과 삼차정밀도의 QUICKEST 법을 사용하여 표현하였다. 수리역학모델은 광역과 세부역으로 나누어지며, 이때 격자는 각기 1km와 200m를 사용하였고, 모의실험의 (유속과조위)결과는 관측값과 잘 일치하였다. 그 다음 단계로서 수질모델을 사용하여 faecal coliform 의 농도분포를 예측하였다. 이 때 4가지의 시나리오가 사용되었다:-(i) Fleetwood outfall,(ii) River Ribble for summer condition,(iii)River Ribble for winter condition 그리고 (iv) Combined Sewer Overflows. 모의 실험의 주요 결과는 다음과 같다:- (i) Fleetwood 방류구에서 방류된 coliform은 Fylde 연안에 거의 미치지 않는다:(ii)여름과 겨울, Ribble에서 유입된 coliform은 Lytham St.Annes에서 10-500(counts/100ml)농도분포를 보였다;(iii)CSO에서 방류된 오수는 해안에서 벗어나 offshore로 이동되지 못하는 것으로 예측되었다.

• 한국해안·해양공학회논문집
• /
• 제25권2호
• /
• pp.63-75
• /
• 2013

평택 당진항 내항 2공구 수역은 3개의 투수성 호안으로, 그리고 내항 2공구 동측의 투기장 수역은 2개의 투수성 호안으로 둘러싸여 있다. 2010년 5월에 관측된 내항 2공구 외곽호안 내측 수역과 내항 2공구 투기장 내측 수역의 최대조차는 각각 4.70 m와 2.32 m로서, 동시에 호안 외측에서 관측된 최대조차 8.74 m의 54%와 27%에 달한다. 호안 내 외수위차와 내측 수용적 변화율간의 회귀식을 도출하고, 이 식을 이용하여 투수성 호안의 해수 유통량을 매 계산시간마다 산정하는 모듈을 EFDC 모델에 추가하여 아산만의 3차원 해수유동 수치모형을 구축하였다. 2010년 5월 13~27일의 모의기간에 대하여 주요 5개 분조($M_2$, $S_2$, $K_1$, $O_1$, $N_2$)의 합성조석과 아산, 삽교, 남양, 석문방조제의 담수방류량을 실시간으로 입력하여 해수유동을 모의하였다. 2공구 내측과 2공구 투기장 내측에서 평균고조위, 평균해면과 평균저조위의 실측치에 대한 모델치의 skill score는 96~100%로서 매우 양호한 재현율을 보인다. 투수성 호안의 해수유통을 차단한 모의결과와 비교하면, 최강유속은 주수로를 따라 0.05~0.10 m/s 증가하고, 2공구 외곽호안 외측에서 국지적으로 0.1~0.2 m/s 증가한다. 해저면 전단응력은 유속이 강한 주수로에서 0.1~0.4 $N/m_2$의 범위로 증가하고, 2공구 외곽호안 우각부 주변에서 국지적으로 0.4 $N/m_2$ 이상 증가한다. 본 연구에서 적용한 투수성 호안의 해수유통 모의기법은 대규모 투수성 호안이 유지되는 해역에서 물질의 이류 확산과 해저지형의 침식 퇴적 및 호안 주변의 국부 세굴 등을 모의 예측하는데 유용하게 적용될 수 있다.