지반의 수리저항 특성을 측정하기 위하여 사용되어 온 세굴실험기(EFA)를 개선하여 조류의 흐름방향이 바뀌는 것을 고려할 수 있도록 하였다. 개선된 세굴실험기를 이용하여 인공적으로 조성된 세립질 및 조립질 시료에 대하여 일방향 흐름과 왕복류 흐름을 고려한 수리저항성능 실험을 실시하였고 수리저항 특성을 정량적으로 비교하였다. 실험결과 세립질 및 조립질 시료 모두에서 일방향 흐름보다 왕복류를 고려한 양방향 흐름에서 세굴률이 크게 발생 하는 것으로 나타났다. 또한 세굴률의 증가는 조립질 시료가 더 크게 나타났으며 전 유속에 대한 평균 세굴률을 비교한 결과 상재압력이 큰 쪽이 더 큰 것으로 나타나 해저표면으로부터 상대적으로 깊은 곳에서 양방향 흐름에 대한 고려가 필요한 것으로 나타났다.
전통적 조화분해 방법을 이용한 명량해전(1597년 음력 9월 16일)과 같은 19세기 이전 역사적 해전 당시의 고조석(고조류) 추산과 관련하여 조석 (조류) 조화분해와 예측에 많이 사용되고 있는 IOS tidal package(IOS)와 Task-2000 tidal package(Task2K)의 5가지 천문변수 계산식을 살펴보았다. 이로부터 IOS와 달리 Task2K가 1801년 이전 시기에 대한 조석(조류) 추산이 불가능한 원인을 파악하였다. 즉, 임의의 19세기 이전 시점(1801년, 1800년, 1597년 1월 1일 자정)에 대하여 구한 천문변수 값을 비교한 결과, 1801년은 거의 일치하였으나, 나머지 해의 천문변수 값은 차이가 컸다. 이는 1900년을 기준으로 그레고리력(양력)을 직접 사용하여 천문변수 값을 구하는 Task2K의 계산식이 1801~2099년 범위를 벗어난 해에 대해서 윤년을 정확히 계산하지 못함으로써 발생하는 문제이다. 따라서 그레고리력을 바탕으로 0000년 1월 l일 자정을 기준으로 누적된 일자로 환산한 시간을 사용한 IOS의 천문변수 계산식을 사용함으로써 Task2K에서도 고조석(고조류)을 추산할 수 있다.
감조하천은 조석의 영향을 받는 하천으로, 하루에 두 번 수위를 상승 및 하강시킨다. 감조하천에서는 홍수시 하천유속 보다 비홍수기 조석에 의한 유속이 구조물 설계에 보다 지배적인 인자가 될 수 있다. 본 연구는 한강 하류부 감조구간에서 비홍수기에 발생된 유속 및 수위 관측을 실시하고 수치해석의 검증자료로 활용하였다. 흐름해석을 위해 부정류 해석이 가능한 UNET모형을 이용하였다. 신곡수중보 아래 감조구간의 조도계수 추정을 위해 통계적인 방법이 사용되었다. 통계적 방법으로 실측수위와 계산수위 간의 불일치율을 이용하였다.
금강 하류는 감조 구간이며 여러개의 지류가 수지상을 형성하고 있고, 하천 단면의 지형이 불규칙한 것이 특징이다. 여기에 홍수가 발생할 경우 종래의 단순한 하도 홍수 추적법이나, 단일유로로 가정하는 지법 등으로는 만족할 만한 분석 결과를 얻을 수 없다. 따라서 본 연구에서는 수지상의 하천망으로 모형화하고 양형식의 차분법에 의한 부정류 해석법을 적용하여 1978년과 1987년 홍수를 대상으로 분석한 결과, 공주지점에서 5,000$m^3$/sec 내외가 하류할 경우 강경지점의 홍수에는 조석의 영향이 없었으며, 입포 지점의 협착부가 조석의 영향을 차단시키는 역할을 하고 있었다.
감조구간 하천에서는 조석의 영향에 의해 수위와 유량이 무강우에도 주기적으로 큰 변동을 하게 되며, 흐름이 역류하는 경우도 발생된다. 따라서 일반 자연하천과 달리 수위-유량 관계는 단일함수$(Q=a(h-b)^c)$로 해석할 수 없으며, 수면경사, 수위변화량 등의 변수를 추가하여 해석해야 한다. 본 연구에서는 섬진강 하류부에 위치하여 조석의 영향을 받는 하동2 지점에서의 측정된 수위와 유량(ADCP성과)을 이용하여 다변수 수위-유량관계곡선식을 개발하였다. 이를 위해 이용된 변수로는 측정된 수위, 유량, 그리고 유량의 체적변화량을 고려할 수 있는 수위변화량을 이용하였으며, 추가적으로 감조하천에서 역유량이 발생하기 때문에 지수형의 식형으로 식을 개발하기 위해 유량조정변수를 적용하였다. 그 결과 본 연구에서 개발한 수위-유량관계곡식에 의한 계산유량과 측정 유량이 잘 일치하였다.
Spatial distribution of water flow generated by tidal current was investigated within a Zostera marina(seagrass) bed in Wonpo Bay. Water flow and elevation were observed during the seagrass growing season. The spatial distribution of water flow was numerically estimated using roughness coefficient. Water flow inside the seagrass meadow was compared with the observed values. Velocity in Zostera marina vegetated areas was approximately $25{\sim}84%$ lower than that of unvegetated areas. However, flow direction was the same. Intensity of the flood tide diminished appreciably within the seagrass bed, while its pattern was also affected. It is therefore concluded that water flow is influenced by Zostera marina meadows.
한국 남해에서 조류와 취송류, 밀도류 그리고 잔차류의 특성을 이해하기 위하여 3차원유동모델(POM; Princeton Ocean Model)을 이용하였다. 조석 잔차류의 분포를 보면, 대조기에는 동쪽 방향으로의 흐름이, 소조기에는 서쪽으로의 흐름이 우세하였다. 잔차류는 연안에서 지형의 효과로 인하여 불규칙하게 나타났다. 연안역에서의 밀도류는 비교적 약하고 계절적인 차이는 작다. 외해에서는 특별한 유동현상을 주목해야 한다. 즉, 외양역에서의 흐름은 쓰시마 해류와 유사한 결과를 보이고 있다. 연안역에서의 취송류는 외해역에서 보다 매우 강하게 나타났다. 또한 표층의 해류가 저층의 해류보다 강하게 나타났다. 이상의 결과를 통하여 남해안에서의 물질 이동 확산을 예측하기 위한 기초자료로 활용 가능 할 것으로 판단된다.
제주도 주변 해역에 대한 많은 해수 특성 연구와 최근의 해류 관측 결과들은 제주도 서쪽 및 북쪽 해안에 연중 존재하는 시계 방향의 잔류가 있 음을 시사해 준 다. 제주도 동편 해역에서는 쓰시마 해류가 북쪽과 북동쪽으로 흐른다. 이 논문에서 는 2차원 비선형 천해방정식의 수치해로부터 구한 제주도 주변의 조석 잔차류가 관 측된 잔류를 어떻게 설명할 수 있는 가를 고찰하였다. 계산된 조석 잔차류는 섬 주 위에서 우선 회순환을 나타내며 섬 주위의 해저 경사 위에서만 2-4cm.s$^{-1}$의 크기로 현저히 나타나고 섬에서 멀리 떨어진 외해에서는 무시할 정도로 작다. 또한 제주도 주변의 잔류 순환에 대한 쓰시마 해류의 영향을 보기 위해 모델에 항류를 도입하여 수치 실험을 시도 하였다. 이러한 수치 실험 결과, 조석 잔차류와 쓰시마 해류에 기인된 항류의 복합된 효과가 제주도 서쪽 및 북쪽 해안에서 관측된 우선회 잔류와 섬의 동쪽 해역의 북향류를 잘 설명할 수 있음이 밝혀졌다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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