Environmental Sciences Bulletin of The Korean Environmental Sciences Society
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제4권4호
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pp.263-271
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2000
To investigate the distribution of air pollutants dispersion in the horizontal wind fields, a chaff release experiment was carried out by an airplane. The temporal and spatial variations of a chaff plume from an elevated point source using the WSR-88D(NEXRAD) radar. The observed profiles of radar reflectivity were compared with the Gaussian diffusion model at slightly unstable atmospheric condition. The present study shows that the distributions of radar reflectivity from chaffs and their concentration by the model are in general agreement with time variation. The dispersion coefficients in downwind($\sigma$(sub)x) and crosswind($\sigma$(sub)y) spread data exceeded what has generally been found at Pasquill and Brigg\`s estimates. As a result, it was clearly shown that horizontal and vertical diffusion coefficients are more accurately determined as compared with theoretical coefficients. At longer diffusion distances(than 10km), a radar observation provided the determination of maximum range and diffusion height more qualitatively, too.
Vertical mixing in the ocean affects the formation of water masses as well as the vertical distribution of nutrients and dissolved substances. this study is to investigate the effect of stability on the intensity of vertical transfer in the case of shallow and straitfied channel. It is found that the relation of the stability and vertical turbulent diffusion is given by K$\sub$z/ = -${\beta}$-(c+${\beta}$) / ${\alpha}$(E-1/${\alpha}$) where K$\sub$z/ and E denotes the vertical turbulent diffusion coefficient and stability, respectively. The empirical coefficients ${\alpha}$, ${\beta}$ and c depend on the magnitude of vertical components and stability, i.e., through thermocline intensity. The study indicates that the diffusivity of the surface mixed layer is (K$\sub$z/)=300∼1,200$\textrm{cm}^2$/sec, the thermocline layer is (K$\sub$z/)= 50∼200$\textrm{cm}^2$/sec and the cold layer is (K$\sub$z/)=200∼600$\textrm{cm}^2$/sec based on near- minimum least-squares error estimates from the regression analysis. An important result of our study comes out that the model is in accordance with the general trends of the effect of stability on the vertical turbulent diffusion coefficients in the case of shallow and strongly stratified channel.
Turbulence greatly influence on atmospheric flow field. In the atmosphere, turbulence is represented as turbulent diffusion coefficients. To estimate turbulent diffusion coefficients in previous studies, it has been used constants or 2-level method which divides surface layer and Ekman layer. In this study, it was introduced Smagorinsky method which estimates turbulent diffusion coefficient not to divide the layer but to continue in vertical direction. We simulated 3-D flow model and TKE equation applied turbulent diffusion coefficients using two methods, respectively. Then we showed the values of TKE and the condition of each term to TKE. The results of Smagorinsky method were reasonable. But the results of 2-level method were not reasonable. Therefor, it had better use Smagorinsky method to estimate turbulent diffusion coefficients. We are expected that if it is developed better TKE equation and model with study of computational method in several turbulent diffusion coefficients for reasonably turbulent diffusion, we will able to predict precise wind field and movements of air pollutants.
The method of the Laplace transform has been used to obtain an analytical solution of the three-dimensional steady state advection diffusion equation for the airborne radionuclide release from any nuclear installation such as the power reactor in an area source. The present treatment takes into account the removal of the pollutants through the nuclear reaction. We assume that the pollutants are emitted as a constant rate from the area source. This physical consideration is achieved by assuming that the vertical eddy diffusivity coefficient should be a constant. The prevailing wind speed is a constant in 𝑥- direction and a linear function of the vertical height z. The present model calculations are compared with the other models and the available data of the atmospheric dispersion experiments that were carried out in the nuclear power plant of Angra dos Reis (Brazil). The results show that the present treatment performs well as the analytical dispersion model and there is a good agreement between the values computed by our model and the observed data.
액체 산업폐기물을 심층지하에 방출시, 폐기물의 이동은 지하매체의 낮은 투수율로 인하여 분자확산에 의해 좌우된다. 하편 확산에 의한 이동은 Fick의 제2법칙으로 예측할 수 있다. 본 연구에서는 실험을 통한 Cr(VI)의 확산 이동계수를 구하였다. 다공질내에서의 Cr(VI)이동을 추적하기 위해 방사성 동위원소인 $^{51}Cr$을 사용하였으며, Fick의 제2법칙에 대한 해석해를 구해 Cr(VI)의 확산계수를 결정하였다. 본 연구에서는 온도, $^{51}Cr$의 양, 염소 이온의 양, 매체의 건조밀도를 환경적 변화인자로 이용하였다.
물에 쉽게 용해되지 않고 분리된 유체면을 갖는 액체를 NAPO(nonaqueous phase liquids)이라 한다. 유기용제와 석유탄화수소와 같은 NAPL에 의한 지하수 오염은 지하에서의 장기간의 지속성 및 다량의 지하수를 오염시키는 능력 때문에 주요 관심 대상물질이다 누출된 DNAPU(denser- than-water NAPL)은 궁극적으로 포화 대수층을 통과하여 바닥에 DNAPL pool을 이루게 된다. 이러한 pool로부터의 용해는 분자확산계수, 연직분산도, 지하수유속, 용해도 및 pool의 길이에 지배된다. 본 연구에서는 이러한 DNAPL pool의 용해를 모사하기 위해 DNAPL용해실험을 하여 연직 횡분산계수를 산정하였다. 본 연구에서 사용된 실험조건하에서 수행한 실험결과 산정된 연직 횡분산계수는 침투유속이 59.2cm/day, 94.3cm/day 및 158.0cm/day인 경우 각각 1.86$cm^2$/day, 2.90$cm^2$/day 및 4.51$cm^2$/day 이었고, 연직 횡분산도는 0.03024cm 이었다.
파-흐름의 공존장에서 실트질 점토의 부상특성을 연구하기 위해 조파수조에 흐름발생장치를 설치하며 파낭만 존재하는 경우, 순류 및 역류가 존재하는 경우에 대해서 장적물의 부상실험을 하였다. 역류가 작용할 때가 순류가 작용할 때보다 부상량이 훨씬 많았는데 이는 역류가 작용할 때는 저면에 난류성분이 발달하지만, 순류가 작용할 때는 진동류 효과가 감소하기 때문이다. 파-흐름의 공존장에서 실트질 점토의 부상양계저면전단응력은 $ au$$_{c}$~0.045 N/$m^2$인 것으로 추정되었다. 초기부상률과 저면전단응력과의 관계식 및 초기부상률과 측정된 유의파고와의 관계식이 도출되었는데, 초기부상률과 저면전단응력과의 관계는 상당히 분산되어 나타났으나, 초기부상률과 측정된 유의파고와의 관계는 상관성이 양호하게 나타났다. 파동하에서 장적물의 농도가 거의 평형상태에 도달했을 때에 농도의 연직경사로부터 산정된 장적물의 연직확산계수는 저면에서 수심의 1/2 지점까지는 지수형태로 증가하는 양상을 나타냈으나, 그 이상부터는 수심에 관계없이 거의 일정하게 나타났다.다.
가우시안 플륨모델(Gaussian plume model)을 사용한 대기확산의 예측에서 확산계수는 결과에 중요한 영향을 미치는 변수이다. 확산계수의 평가방법은 다양하며, 본 연구에서는 미국 원자력규제위원회(U. S. NRC) 권고 규제지침, 캐나다 원자력안전위원회(CNSC) 권고 규제지침, 확률론적 사고결말해석코드 MACCS와 MACCS2에서 권고 또는 적용하는 방법을 고찰하였다. U. S. NRC에서 권고하는 부지적합성 평가를 위한 가상사고시 대기확산모델을 기반으로 확산계수의 평가방법이 대기확산인자에 미치는 영향을 분석하였다. 확산계수는 Pasquill-Gifford 곡선을 기반으로 각기 다른 연구자들에 의해 얻어진 곡선의 피팅식(curve fitting equations)을 적용 또는 권고하고 있음을 확인하였다. 수평확산계수는 모든 규제지침과 코드에서 플륨의 사행효과를 반영하여 보정하고 있으나 그 적용 방법에 있어서는 차이를 나타냈다. 수직확산계수는 U. S. NRC 권고 규제지침을 제외하고 표면거칠기를 반영하여 보정하고 있다. 특정 표면거칠기에 대해 확산계수의 적용방법에 따라 대기확산인자는 최대 약 4배의 차이를 나타냈다. 표면거칠기는 대기확산인자에 중요한 영향을 나타냈으며, 동일 적용방법에 대해 표면거칠기에 따라 대기확산인자는 약 2~3배의 차이를 나타냈다.
Three dimensional numerical experiments that included the land-use transformation by the large scale reclamation were used to investigate the mesoscale air flow over the coastal regions. In this paper the surface temperature of the inland was determined through the surface heat budget consideration with inclusion of a layer of vegetation. The vertical diffusion coefficients of momentum, heat and specific humidity in the constant flux layer were taken from the Mellor and Yamada(1975). It has shown that the resulting model is able to reproduce the air circulation in coastal regions, and the simulated characteristics agree with the known properties of this circulation. A series of numerical experiments were then carried out to investigate the diurnal response of the air flow to various types of surface inhomogeneities.
울산지역의 해륙풍장을 해석하기 위해 3차원 중규모 지역기상 수치모형을 개발하여 흐름장의 변동을 수치해석하였다. 식생의 영향을 고려한 지표면 열수지모형을 이용하여 지표면의 온도 및 습도를 결정하도록 하였다. 그리고 접지층에서의 연직방향 확산계수는 Businger의 모형을, Eckman층에서는 Yamada의 난류 closure모형을 사용하여 계산하였다. 그 결과 울산지역의 해륙풍장의 거동특성을 해석하는데 있어서 본 모형은 효과적임을 알 수 있었다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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