Prediction Model and Numerical Simulation of the Initial Diffusion of Spilled Oil on the Sea Surface

해상누유의 초기확산 예측모델 및 수치추정

Increase of marine transpotation in coastal area frequently yields oil spill accidents due to collision or grounding of oil tankers, which affects great deal of damages on ocean environments. Exact prediction of oil pollution area in time domain, which is called oil map, is very important for effective and efficient oil recovery and minimization of environmental damage. The prediction is carried out by considering the two distinct processes which are initial diffusion on the still water surface and advection due to tide, wind wave induced surface currents. In the present paper, only the initial diffusion is dealt with. Somewhat new simulation model and its numerical scheme are proposed to predict it. Simple diffusion experiment is also carried out to check the validity of the present method. Furthermore, some example simulations are performed for virtual oil spill accident. Quite realistic oil map including oil thickness distributions can be obtained by the present model.

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.