• 제목/요약/키워드: prediction of Oil spill diffusion

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실시간 유출유 확산모델링 (Real-time Oil Spill Dispersion Modelling)

  • 정연철
    • 해양환경안전학회지
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    • 제5권1호
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    • pp.9-18
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    • 1999
  • To predict the oil spill dispersion phenomena in the ocean, the oil spill response model, which can be used for strategic purpose on the oil spill site, based on Lagrangian particle-tracking method was formulated and applied to the neighboring area with Pusan port where the oil spill incident occurred when the tanker ship No.1 Youil struck on a small rock near the Namhyungjeto on September 21, 1995. The real-time tidal currents to be required as input data of the oil spill model were obtained by the two-dimensional hydrodynamic model and the tide prediction model. Evaluation of tidal currents using observation data was successful. For wind data, other input data of oil spill model, observed data on the spot were used. To verify the oil spill model, the oil spill modelling results were compared with the field data obtained from the spill site. Compared the modelling results with the observation data, there exist some discrepancies but the general pattern of modelling results was similar to that of field observation. The modelling results on 7 days after spill occurred showed that the 40% of spilled oil is in floating, 36% in evaporated, 23% at shore, and 1% in out of boundary, respectively. According to the evaluation of weighting curves of effective components to the dispersion of oil, the winds make a 37% of contribution to the dispersion of oil, turbulent diffusion 39.5%, and tidal currents 23.5%, respectively. Provided the more accurate wind data are supported, more favorable results might be obtained.

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해상누유의 초기확산 예측모델 및 수치추정 (Prediction Model and Numerical Simulation of the Initial Diffusion of Spilled Oil on the Sea Surface)

  • 윤범상;송지운
    • 대한조선학회논문집
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    • 제34권2호
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    • pp.104-110
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    • 1997
  • 연안해역에서의 해상 운송량이 늘어남과 함께 유조선의 충돌 및 좌초 등의 해난사고에 의해 해양환경에 막대한 피해를 끼치는 원유 유출사고도 대폭 증가하고 있다. 누유의 효율적인 수거와 환경피해를 최소화 하기 위해서는 oil map 즉, 누유오염지역의 시간영역에서 정확한 예측이 매우 중요하다. 이러한 예측은 정수면위 누유의 초기확산과 조류, 바람 파도에 기인한 표층류에 의한 이동이라는 중요한 두가지 과정을 고려하여 이루어진다. 본 논문에서는 초기확산만을 고려하였다. 누유의 초기확산 추정을 위해 새로운 수치모델과 기법이 제안되었다. 본 모델의 타당성을 검증하기 위해 간단한 실험이 이루어졌다. 또한, 가상누유사고에 대해 수치 시뮬레이션을 수행하였는데 본 모델로 부터 기름층두께를 포함하는 매우 현실적인 oil map을 얻을 수 있었다.

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누유확산 및 이동의 추정을 위한 효율적인 수치기법 (An Effective Numerical Method for the Prediction of Oil Spreading)

  • 송지운;노준혁;윤범상
    • 대한조선학회논문집
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    • 제34권3호
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    • pp.113-118
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    • 1997
  • 본 연구에서는 해상누유의 시간변화에 따른 오염지역 예측을 위한 수학모델 및 수치기법을 제안하였다. 본 모델은 기름의 분자적인 확산 뿐만아니라 해수의 표층유동에 기인한 기름의 이동을 동시에 고려하는데 그 특징이 있다. 그리고, 실제 누유사고에의 보다 실용적이고 효율적인 응용을 위해 자동적으로 계산대상영역을 설정하는 격자수정방법을 도입하였다. 본 계산기법을 다양한 가상의 누유사고에 대해 적용해 본 결과, 매우 사실적인 누유오염지도를 얻을 수 있을 것으로 여겨진다.

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GUI 기반 해양오염원 정보제공 SIMULAIOR 구현에 관한 연구 I (A Study on Realizing the GUI Based Ocean Pollutant Information Simulator I)

  • 노준혁;윤성환;김명훈;윤범상
    • 한국해양환경ㆍ에너지학회지
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    • 제5권3호
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    • pp.23-27
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    • 2002
  • 기름유출이나 적조 등에 의한 해양오염사고가 빈번하게 발생되고 있고, 이들을 처리하기 위한 방제작업이 수행되고 있다. 효과적인 방제작업을 수행하기 위해서는 오염원의 거동을 방제자가 신속히 예측하여 오염원의 확산을 막아야한다. 본 연구는 해양오염원의 이동예측을 방제자가 손쉽게 수행 할 수 있는 프로그램 개발에 관한 내용이다. 본 논문에서는 GUI 기법을 이용하여 연구중인 ODM(Oil Diffusion Modelling)의 구성과 내용에 관하여 소개하였다. ODM은 전ㆍ후 처리부분과 수치해석 부분으로 나뉘어 있으며 윈도우 환경으로 구성되어 방제담당자가 손쉽게 프로그램을 작동시켜 결과를 확인 할 수 있도록 하였다. 본 연구가 계속 진행됨으로서 보다 편리한 확산예측 프로그램이 개발될 것으로 기대한다.

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GPS 부자 실험과 수치모델링에 의한 하천에 유입된 유류오염물질의 거동 해석 (Mixing Analysis of Oil Spilled into the River by GPS-equipped Drifter Experiment and Numerical Modeling)

  • 장주형;정재훈;문현생;김경현;서일원
    • 한국물환경학회지
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    • 제32권3호
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    • pp.243-252
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    • 2016
  • In cases of water pollution accidents, accurate prediction for arrival time and concentration of contaminants in a river is essential to take proper measures and minimize their impact on downstream water intake facilities. It is critical to fully understand the behavior characteristics of contaminants on river surface, especially in case of oil spill accidents. Therefore, in this study, the effects of main parameters of advection and diffusion of contaminants were analyzed and validated by comparing the results of Lagrangian particle tracking (LPT) simulation of Environmental Fluid Dynamic Code (EFDC) model with those of Global Position System (GPS)-equipped drifter experiment. Prevention scenario modeling was accomplished by taking cases of movable weir operation into account. The simulated water level and flow velocity fluctuations agreed well with observations. There was no significant difference in the speed of surface particle movement between 5 and 10 layer modeling. Therefore, 5 layer modeling could be chosen to reduce computational time. It was found that full three dimensional modeling simulated wind effects on surface particle movements more sensitively than depth-averaged two dimensional modeling. The diffusion range of particles was linearly proportional to horizontal diffusivity by sensitivity analysis. Horizontal diffusivity estimated from the results of GPS-equipped drifter experiment was 0.096 m2/sec, which was considered to be valid for applying the LPT module in this area. Finally, the scenario analysis results showed that particle movements could be stagnant when discharge from the upstream weir was reduced, implying the possibility of securing time for mitigation actions such as oil boom installation and wiping oil contaminants. The outcomes of this study can help improve the prediction accuracy of particle tracking simulation to establish the most suitable mitigation plan considering the combination of movable weir operation.

뜰개 이동 예측을 위한 신경망 및 통계 기반 기계학습 기법의 성능 비교 (Performance Comparison of Machine Learning Based on Neural Networks and Statistical Methods for Prediction of Drifter Movement)

  • 이찬재;김경도;김용혁
    • 한국융합학회논문지
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    • 제8권10호
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    • pp.45-52
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    • 2017
  • 뜰개는 해양에서 해수의 특성 및 흐름을 관측하기 위한 장비로서, 해수의 흐름 관측을 이용해 유출유 확산 예측을 위해 사용될 수 있다. 본 논문에서는 관측기관에서 사용하는 뜰개가 특정 시간 간격으로 관측한 바람 및 해수의 특성과 이동경로를 기계학습 기법들을 이용하여 학습시키고 예측하는 모델을 제안한다. 서포트벡터 회귀, 방사기저함수 네트워크, 가우시안 프로세스, 다층 퍼셉트론, 순환신경망을 이용하여 뜰개의 이동경로 예측 방법을 제시한다. 기존 MOHID 수치모델과 비교하여 각 기법별로 4 개의 사례중 3 개에서 성능이 개선되었으며, 가장 좋은 개선율을 보인 기법은 LSTM으로 평균 47.59% 개선되었다. 추후 연구에서는 배깅과 부스팅을 이용하여 가중치를 부여하여 정확도를 개선할 예정이다.