Simulating Bacterial Dispersion from Coastal Sewage Outfalls Using the QUICKEST Scheme

QUICKEST법을 사용한 연안해역에서 박테리아 확산의 수치모의

To improve water quality particularly for sea bathers along the Fylde coastal zone near Blackpool, North West England, waste water from a sewage outfall is studied using a mathematical model. The explicit second order accurate central scheme and the third order accurate QUICKEST scheme are used to represent the diffusion terms and the advection terms of the advective-diffusion equation, respectively. Hydrodynamic model is run for a coarse and fine grid, of 1km and 200m, respectively, obtaining good agreement with measured data. Water quality model is then used to predict faecal coliform levels in the region for four different scenarios, including discharges from: - (i) Fleetwood outfall, (ii)River Ribble for summer condition, (iii)River Ribble for winter condition, and (iv)combined sewer overflows for the Blackpool and Fleetwood communities. Main findings from the simulations are:- (i) Fleetwood outfall has a negligible impact on the beaches with respect to pathogen levels; (ii) Discharge from River Ribble for both summer and winter conditions is predicted in the range of coliform levels 10 -500 counts/100ml along the beach at Lytham St. Annes; and (iii) The CSO effluent discharges are predicted not to advect out into offshore by stronger tidal currents.

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.