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Analysis of Behavior Characteristics of Instantaneous Input of Pollutant in River

하천에 순간 유입된 오염물질의 거동 특성 분석

  • 윤세의 (경기대학교 토목ㆍ환경공학부 토목공학) ;
  • 고재형 (삼안건설기술공사㈜) ;
  • 김수열 (경기대학교 대학원 토목공학과)
  • Published : 2003.08.01

Abstract

In case of continuous input of a pollutant, dispersion characteristics do not change much with changing dispersion coefficient, but that of an instantaneous input is very sensitive to the changes of dispersion coefficient. The characteristics of behavior of instantaneous input of a pollutant at the downstream of Han river were analyzed in this paper Field measurement of hydraulic and water quality factors at the downstream of Han river were conducted at low flow condition. The hydraulic factors were used to estimate the longitudinal dispersion coefficient, and the reasonable empirical equations for longitudinal dispersion coefficient at the downstream of Han river were suggested. The measured concentrations of BOD were closely matched with the calculated ones from RMA-4 model. In case of instantaneous input, range of dispersion, transport pathway and the traveltimes of the first and maximum concentration with variation of the longitudinal dispersion coefficients and water levels of downstream boundary were evaluated in this paper.

하천에 오염물질이 순간적으로 유입된 경우에는 연속적인 유입의 경우와 다르게 분산계수의 변화에 따라 오염물질의 거동 특성이 민감하게 변한다. 하천에 순간적으로 유입된 오염물질의 거동특성을 분석하기 위하여 한강하류부에서 수리인자 및 수질인자를 실측하였다. 분산계수 추정에 사용되는 경험식에 실측된 수리인자를 적용하여 갈수시 한강하류부의 분산계수의 규모를 분석하고, 적용 가능성이 큰 경험식을 제시하였다 또한, 실측된 수질인자를 RMA-4 모형의 계산치와 비교하여 만족할 만한 결과를 얻었다. 한강하류부에 순간적으로 유입된 오염물질의 분산계수, 하류단 수위 등의 변화에 따라 오염물질의 분산범위, 분산경로, 최초 및 최대농도 도달시간 등을 파악하였다.

Keywords

References

  1. 강주복, 박상길, 김원규, 김종화 (1990). '불규칙한 자연 하천에서 오염물질의 횡확산.' 한국수자원학회지, 한국수자원학회, 제23권, 제2호, pp.213-225
  2. 김원, 김양수, 우효섭 (1995). '부정류모형을 이용한 한강하류부 하도의 조도계수 산정.' 한국 수자원학회 논문집, 한국수자원학회, 28-6, pp.133-146
  3. 김형일, 이종설, 허준행, 조원철 (1998). '한강하류부에서의 오염물질의 거동 특성 연구.' 한국수자원학회논문집, 한국수자원학회, 제31권, 제1호, pp.85-93
  4. 박무종, 김중훈, 윤용남 (1994). 'RMA-4에 의한 한강하류부에서의 오염물 확산 이송 특성연구.' 대한토목학회 학술발표회 논문집(II), 대한토목학회, pp.89-92
  5. 서일원, 정태성 (1994). '자연하천에서의 종확산계수 추정식 개발.' 대한토목학회 학술발표회 논문집(II), 대한토목학회, pp.101-104
  6. 서일원, 정태성 (1995). '종확산계수에 관한 연구: I.현존 종확산계수 추정식 비교.' 한국수자원학회 논문집, 한국수자원학회, 제28권, 제3호, pp.205-216
  7. 서일원, 유대영 (1997). '오염물질의 이동역학 및 확산 거동해석.' 한국수자원학회지, 한국수자원 학회, 제30권, 제4호, pp.21-27
  8. 서울시정개발연구원(1994). 한강 수질관리 효율화 방안 연구
  9. 서울시정개발연구원(1999). 잠실 상수원의 유입오염 물질 조사 및 관리 연구
  10. 우효섭(2001). 하천수리학. 청문각
  11. 윤세의, 이재광, 박성민 (1999). '확산계수 특성분석을 위한 RMA-4 모형의 적용.' 대한토목학회 학술발표회 논문집(III), 대한토목학회, pp.585-588
  12. 윤세의, 한건연, 한정석, 김정수 (2000). '수리모형을 이용한 자연하천에서 종확산계수 추정.' 한국수자원학회 논문집, 한국수자원학회, 제33권, 제4호, pp.407-417
  13. 윤세의, 한건연, 한정석, 김정수 (2001). '$180^{\circ}$ 만곡수로에서의 확산계수 특정분석.' 대한토목학회 논문집, 대한토목학회, pp.371-380
  14. 최철권, 배덕효, 한건연, 윤세의 (2000). 'GIS를 이용한 종확산계수 산정에 관한 연구.' 대한토목학회 학술발표 논문집(III), 대한토목학회, pp.157-160
  15. 한강관리사업소(2001). 수심평면도
  16. 한강홍수통제소, http://211.144.42.220
  17. 한건연, 김상호, 박재홍 (1999). 'Petrov-Galerkin 기법에 의한 오염물의 2차원 이송-확산해석.' 한국수자원학회 학술발표회 논문집, 한국수자원학회, pp. 547-552
  18. 한건연, 김상호 (1999). '하천에서의 오염된 지류유입에 의한 2차원 수질 모의.' 대한토목학회 학술발표회 논문집(III), 대한토목학회, pp.207-210
  19. 한건연, 이을래(2002). '한강하류부에서의 2차원 수질모형의 개발 및 적용.' 한국수자원학회 논문집, 제35권, 제3호, pp.261-274 https://doi.org/10.3741/JKWRA.2002.35.3.261
  20. 한정석, 이준호, 김정수, 윤세의 (2001). '한강하류부 확산계수 추정.' 대한토목학회 학술발표회 논문집, DD1333752.pdf.
  21. 환경부, http://www.me.go.kr/
  22. Boning, C.W.(1974). 'Generalization of stream travel rates and dispersion characteristics from time-of-travel measurements.' U. S. G. S Journal of Research, Vol.2, No.4, pp.495-499
  23. Deng, Z.Q., Vijay P. Sing, Lars Bengtsson (2001) 'Longitudinal dispersion coefficient in stream river.' Journal of Hydraulic Engineering. ASCE, Vol.127, pp.919-927 https://doi.org/10.1061/(ASCE)0733-9429(2001)127:11(919)
  24. Elder, J.W.(1959). 'The dispersion of a marked fluid in turbulent shear flow.' Journal of Fluid Mechanics, Vol.5, No.4, pp.544-560 https://doi.org/10.1017/S0022112059000374
  25. Fisher, H.B.(1975). Discussion of 'Simple method for predicting dispersion in streams.' by McQuivey, R.S., and Keefer, T.N., Journal of Environmental Engineering Division, ASCE, Vol. 101, EE3, pp.453-455
  26. Fischer, H.B., List, E.J., Koh, R.C.Y., Imberger, J., and Brook, N.H.(1979). Mixing in inland and coastal waters, Academic Press, New York. N. Y.
  27. Gurdak, J.J., Spahr, N.E., and Szmajter, R.J.(2002) 'Traveltime characteristics of Fore Creek and Black Gore Creek, Upper Colorado River basin, Colorado.' USGS, WIRI Report 02-4037
  28. Iwasa,Y., and Aya, S.(1991. 'Predicting longitudinal dispersion coefficient in open -channel flows.' Proceedings of the International Synposium on Environmental Hydraulics, pp.505-510
  29. Jobson, H.E.(1996). 'Prediction of traveltime and longitudinal dispersion in rivers and streams.' WRI, 96-4013, pp.69
  30. Kashifipour, S.M., and Roger A. Falconer (2002) 'Longitudinal dispersion coefficients in natural channels.' WRI 36, pp.1596-1608 https://doi.org/10.1016/S0043-1354(01)00351-7
  31. Kilpatrick, F.A., and Wilson, J.F.Jr(1982) 'Measurement of time of travel in streams by dye tracing.' TWI-03-A9, pp.27 (Revision.)
  32. King, I.P.(1994). RMA2 /RMA4 Primer, Brighamyoung university - engineering computer graphics laboratory
  33. Kratzer, C.R. and Biagtan, R.N.(1997) 'Determination of travelitimes in the lower San Joaquin River basin, California, from dye-tracer studies during 1994-1995,' WRI, 97-4018, pp.20
  34. Liu, H.(1977). 'Predicting dispersion coefficient of stream.' Journal of Environmental Engineering Division.' Journal of Environmental Engineering Division, ASCE, Vol.100, No.EE4, pp.997-1011
  35. Magazine, M.K., Pathak, S.K., and Pande, P.K.(1988). 'Effect of bed and side roughness on dispersion in open channels.' Journal of Hydraulic Engineering, ASCE, Vol.114, No.7, pp.766-782 https://doi.org/10.1061/(ASCE)0733-9429(1988)114:7(766)
  36. McQuivey, R.S.;Keefer, T.N.(1974) 'Simple method for predicting dispersion in streams.'Journal of Environmental Engineering Division, ASCE, Vol.100, No. EE4, pp.997-1011
  37. Pakrer, F.L.(1961). 'Eddy diffusion in reservouirs and pipelines.' Journal of Hydraulics Divison, ASCE, Vol.87, No.HY3, pp.151-171
  38. Seo, I.W., and Cheong,T.S.(1998). 'Predicting longitudinal dispersion coeffcient in natural stream.' Journal of Hydraulic Engineering, ASCE, Vol.124, No.1, pp.25-32 https://doi.org/10.1061/(ASCE)0733-9429(1998)124:1(25)
  39. Taylor, G.I.(1954). 'Dispersion of matter in turbulent flow through a pipe.' Journal of Proceedins of the Royal Society, Lodon, England, Series A., Vol.223, pp.446-468 https://doi.org/10.1098/rspa.1954.0130
  40. RMA2 /RMA4 Primer King,I.P.