• 제목/요약/키워드: 해수유동 관측

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마산만 해양방류 혼합구역에서의 하수농도 분포 변화 (Concentration Changes of Wastewater Effluent Discharge in the Mixing Bone of Masan Sea Outfall)

  • 강시환;유승협;김상익;오병철;박광순
    • 한국해양환경ㆍ에너지학회지
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    • 제4권2호
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    • pp.15-24
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    • 2001
  • Huang 등[1996]이 제안한 해양방류 혼합구역에 대한 분석방법을 활용하여 마산만 해양방류 해역의 혼합구역에서 주변해수의 흐름과 밀도성층의 변화에 따른 혼합 희석에 의한 수중방류하수의 농도변화분포를 산정하였다. 방류해역에서 5월 중순부터 8월 중순까지 3개월 동안 연속 관측된 조류의 매 시간별 유향과 유속변화에 따른 혼합구역에서의 하수농도분포를 계산하고, 마산만 해수유동에 있어 가장 큰 요소인 조류의 변화를 고려하여 15일 간격으로 방류하수의 평균된 농도분포를 구하였다. 이 결과에 의하면 조류의 유속이 상대적으로 강했던 기간동안에는 혼합구역에서의 평균농도는 매우 낮았고, 유속이 약했던 기간에는 낮은 희석률로 인해 평균농도가 매우 높게 나타났다. 그리고 관측된 조류의 주 방향으로 인해 혼합구역이 방류해역의 서측 해안까지 확장됨을 나타내었으며, 이는 방류해역에서 조사된 퇴적물의 오염도 분포결과와도 잘 일치되었다.

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켈빈-헬름홀츠 불안정성 내에서의 부유사 혼합 거동 모사 (Turbulent mixing of suspended sediments in the Kelvin-Helmholtz instability using Large-eddy Simulation)

  • 구혜윤;황진환
    • 한국수자원학회:학술대회논문집
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    • 한국수자원학회 2015년도 학술발표회
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    • pp.386-386
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    • 2015
  • 담수가 해수에서 흘러드는 하구에서는 성층이 관측되며 이것은 난류의 미세구조를 변화시키는 주요 원인으로 작용한다. 이러한 성층화 현상은 하구 내 부유사의 군집인 하구 최대혼탁수(Estuarine Turbidity Maximum, ETM)의 형성에 영향을 주게 된다. 본 연구는 성층의 하구 최대 혼탁수 생성 메커니즘에 관심을 두고 수치모델링을 활용한 미세 난류의 부유사 거동 분석에 초점을 두었다. 성층과 전단응력 사이의 난류 혼합을 대표하는 유동인 켈빈-헬름홀츠 불안정성(Kelvin-Helmholtz Instability)을 도입하고 성층 경계면 근처에서 부유사의 이송을 높은 레이놀즈수(Reynolds number) 유동에서 RANS(Reynolds-averaged Navier-Stokes Simulation)보다 다양한 규모의 에너지 획득이 가능하여 미세 난류 구조 재현에 장점을 갖는 Large-eddy Simulation(LES)를 활용하여 모사하였다. 여기에서, 부유사는 주위 유동의 물리적 특성 변화에 영향을 미치지 않는 Passive scalar로 가정하였으며 $6^{th}$-order Lagrangian 다항식 보간법을 적용하여 입자의 이동 속도를 계산하고 이를 시간에 대해 적분함으로써 이동 궤적을 추적하였다. 수치 모델 결과 Lock-exchange 유동 내에서 켈빈-헬름홀츠 불안정성이 발생함에 따라 경계면 주위에 위치한 부유사가 billow 내에서 트랩핑(trapping)되는 것을 보여주어 KH-billow 혹은 braids 내의 미세 난류에 의한 영향이 확인되었다. 본 연구에서는 LES를 활용하여 성층류 및 성층류 내의 부유사 혼합을 모사하여 난류의 정도에 따른 이동 궤적의 차이에 대해서 분석함으로써 성층의 난류 강도 저하에 따른 부유사의 군집으로의 영향에 대해 서술한다.

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이동경계기법을 이용한 해수유동모형의 범람 적용성 (Applicability on Inundation for Hydrodynamic Models adopting Moving Boundary Scheme)

  • 박선중;강주환;문승록;윤종태
    • 한국해안·해양공학회논문집
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    • 제21권2호
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    • pp.164-173
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    • 2009
  • 상용 해수유동 모형인 MIKE21 모형의 범람모의 적용성을 평가하기 위하여 월류량 산정기법이 적용된 해일범람모형과 함께 마산만에 적용하였다. 두 모형 모두 관측된 침수범위 및 침수고와 거의 일치하는 결과를 보여 정밀격자의 해일범람모형으로써의 적용성을 확인할 수 있었다. 특히 조간대 모의기법을 확장적용한 MIKE21 모형의 결과가 범람모형의 결과에 비해 뒤지지 않는 결과를 보여 범람에의 적용성은 매우 높은 것으로 판단된다. 또한 선행연구에서 도출된 가상태풍을 모의한 결과, 침수범위는 MAEMI 내습시와 거의 유사한 반면 침수고가 증가하는 것으로 모의되었다.

천수만 방조제 건설로 인한 조석현상 변화 (Numerical Modeling of Changes in Tides and Tidal Currents Caused by Embankment at Chonsu Bay)

  • 소재귀;정경태;채장원
    • 한국해안해양공학회지
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    • 제10권4호
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    • pp.151-164
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    • 1998
  • 서산 A·B지구 간척사업에 따른 방조제 축조에 따라 야기되는 천수만 내 조석현상 변화를 파악하기 위하여 수심적분 2차원 해수유동 수치모형실험을 실시하였다. 외해 개방경계조건을 확보하기 위하여 3개 지점에서 조석관측을 실시하였고 수치모형의 검증을 위하여 천수만 내 2개 지점에서 조류관측을 실시하였다. 수치모형 실험결과는 관측된 조류를 기준으로 할 때, 북부해역, 백사수도, 중부해역, 남부해역의 순으로 유속의 감소가 크게 나타났다. 방조제 건설 후 천수만 북부에서 조간대 노출이 발생하는 시각은 약 51분 정도 빨라졌으며, 노출시간은 23분 정도 길어진 것으로 나타났다. 고조 발생 시각은 1시간 정도 앞당겨졌으며, 고조 수위는 15 cm 정도 낮아졌다.

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복합해수유동 수치모형에 의한 조간대 연안류의 해석 (Analysis of Littoral Currents by the Coupled Hydrodynamic Model)

  • 이종섭;권경환;박일흠
    • 해양환경안전학회지
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    • 제20권2호
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    • pp.247-258
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    • 2014
  • 본 연구에서는 조간대가 발달한 우리나라 전북 서해안의 구시포 해안에서 연안류에 미치는 외력성분을 평가하기 위하여 조석 조류 및 파에 의한 해빈류를 고려한 복합해수유동모형을 구축하였다. 구축된 모형에서 조석 조류는 EFDC 모형, 파랑은 SWAN 모형, 그리고 해빈류는 SHORECIRC 모형을 사용하였다. 이 수치모형의 적용성을 검토하기 위하여, 현지에서 조석 조류와 입사파를 현장관측하였고 인근 기상관측소의 바람자료를 조사하였다. 그리고 현지의 조간대에서 GPS를 장착한 경량 Drogue의 추적실험을 수행하고 연안류 성분을 추출하였다. 또한 현장관측조건에 맞추어 수치모형에 의한 수치 Drogue 추적실험을 수행하고 그 결과를 관측치와 비교 검토하였다. 그 결과, 수치 Drogue의 이동속도는 현장자료에 대해 68.0~105.2 %의 범위로서 재현되었으며, 주류성분의 오차는 - 16.7~ +10.0 %로서 양호하였다. 그리고 연안류 성분은 주로 바람과 조류가 큰 영향을 미치는 것으로 나타났으며, 해저경사가 아주 완만하여 쇄파대폭이 넓은 조간대에서 입사파고가 작은 파가 내습하는 경우의 해빈류는 연안류의 흐름에 미치는 영향이 미약한 것으로 분석되었다.

황해연안의 2013년 11월 이상조위편차 발생 원인 (The Cause of Abnormal Tidal Residuals Along the Coast of the Yellow Sea in November 2013)

  • 김호균;김영택;이동환
    • 해양환경안전학회지
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    • 제22권4호
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    • pp.344-353
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    • 2016
  • 황해연안 조위관측소 10 개 지점에서 2013년 11월 24일 밤부터 25일 오전까지 관측한 해수면, 해면기압, 바람, 유동 자료뿐만 아니라 일기도를 분석하여 이상조위편차의 발생 원인과 관측자료들 간의 상호상관성을 알아보았다. 이상조위편차란 최대조위편차와 최소조위편차가 나타나는 시간동안 두 편차간의 차를 의미한다. 영종도의 최대조위편차는 111 cm, 최소조위편차는 -65 cm로, 4시간 1분 동안 176 cm의 이상조위편차를 보여 10개 조위관측소 가운데 가장 크다. 반면 모슬포의 이상조위편차는 8시간 52분 동안 약 68 cm로 가장 작다. 이 같은 이상조위편차는 기압점프에 의한 기상해일이 아니라 저기압에 의한 기압배치의 영향으로 바람에 의해 발생한 것으로 확인되었다. 각 지점에서 이상조위편차에 의한 흐름은 연평균 낙조류 세기의 16 ~ 41 %로 무시할 수 없을 정도이다. 조위편차, 바람, 조류잔차의 상호상관관계로부터 저기압의 중심이 한반도 서쪽에 가까이 위치해 있을 때 인천에서 남풍계열의 바람에 의한 북향류가 해수면을 상승시켰고, 한반도 통과 후 북풍계열의 바람에 의해 남향류가 해수면을 하강시켰다.

해양 표면취송류(skin drift)의 라그랑쥐 측류 및 모델링 (Lagrangian observation and modelling of sea surface wind-induced drift(skin drift))

  • 이문진;강용균
    • 한국해양환경ㆍ에너지학회지
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    • 제3권2호
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    • pp.11-17
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    • 2000
  • 해양에서 해수보다 비중이 낮은 유류의 이동.확산은 해면 (0m) 유동에 따라 좌우된다. 해양에서의 유류확산에 대한 현실에 부합되는 모델 개발의 일환으로 한반도 연안역 4개 해역에서 해양 표면 취송류 (skin drift) 추정에 대한 연구를 수행하였다. 본 연구에서는 해면과 수면하 1.5m의 유동을 동시 관측하여 둘간의 차이로서 바람에 의한 해양표면 취송류를 추정하였다. 표면취송류 유속의 평균 크기는 바람의 2.9% 였으며, 풍향에 대한 표면취송류 편향의 평균치는 바람의 오른쪽 18.6° 였다. 관측 결과는 표면취송류의 모델링에 활용하였다. 모델링에서는 바람에 따른 표면 취송류의 공간적 변동을 재현하였으며, 관측된 결과와 비교하여 검증하였다.

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제주 현무암 지역의 용암분출에 따른 물리검층 반응의 특성 고찰 (Geophysical well logs in basaltic area, Jeju Island)

  • 황세호;신제현;박인화;최선영;박기화;고기원
    • 한국지구물리탐사학회:학술대회논문집
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    • 한국지구물리탐사학회 2005년도 제7회 특별심포지움 논문집
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    • pp.55-71
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    • 2005
  • 현무암으로 구성된 제주도에서 다양한 물리검층 수행하여 용암분출에 따른 물성변화 특성 및 동부지역에서 광범위한 해수침투대의 특성을 파악하고자 하였다. 제주도는 해안가를 따라서 해수침투 관측망을 구축, 운영하고 있으며 지하수자원의 평가와 이와 관련된 지질특성 파악 목적으로 다양한 조사와 모니터링을 수행하고 있다. 제주도의 29개 해수침투 관측정에서 방사능검층(자연감마선, 중성자검층 및 감마-감마(밀도)검층), 전기검층, 공경검층, 공내수의 온도/전기전도도검층, 유향유속검층 등을 수행하였다. 포화대 구간에 대한 물리검층 자료는 현무암 지질 특성을 잘 반영하였으며 일관성 있는 결과를 나타냈다. 자연감마선검층은 포화/불포화대 구간에 관계없이 퇴적층, 미고결 U층, 서귀포층에서 높은 값을 보였으며 중성자검층은 용암의 분출과 관련된 특성 파악에 효과적이었다. 수중화산쇄설성퇴적층은 높은 공극률, 낮은 전기비저항을 나타내며 주요 지하수의 유동통로로 해석되었다. 침상현무암은 높은 전기비저항과 넓은 범위의 공극률을 보이고 퇴적층과 U층은 낮은 전기비저항, 높은 공극률을 보인다. 동부지역의 온도검층 자료는 수문학적인 해석이 유용하며 수산지역의 해수침투 특성의 해석에도 이용되었다.

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MGIS기반 섬진강 하구역 Web GUI 시스템 구축 (Web GUI system for the Seomjin River Estuary based on MGIS)

  • 박상우;김종규;김정현
    • 한국정보통신학회:학술대회논문집
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    • 한국해양정보통신학회 2007년도 춘계종합학술대회
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    • pp.231-234
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    • 2007
  • 본 연구는 섬진강 하구역의 효율적이고 체계적인 해역환경관리를 위하여 해양관측데이터 및 수치모델링 자료 그리고 MGIS를 이용한 해역환경 DB 구축, 가시화, 체계화 및 SVG 언어를 이용한 MGIS기반 Web GUI 시스템을 구축하였다. 그 결과 섬진강 하구역의 물리해양학적 특성을 체계적으로 구현하여 파악할 수 있음을 확인하였다.

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목포해역 점착성 퇴적물의 수송에 관한 수치모의 (Numerical Modeling of Cohesive Sediment Transport at Mokpo Coastal Zone)

  • 정태성;김태식;정동국
    • 한국해양환경ㆍ에너지학회지
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    • 제9권1호
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    • pp.36-44
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    • 2006
  • 연안해역에서 점착성 퇴적물의 수송과정을 수치모의하였다. 복잡한 지형을 가진 연안해역에 효과적인 유한요소모형 이 해수유동과 퇴적물 수송을 모의하기 위해 수립되었다. 침식률을 기존 연구결과 및 바닥퇴적물 시료의 물리특성 분석자료를 가지고 편리하게 결정하였으며, 모의결과는 관측된 부유사 농도의 시간변화와 잘 일치하는 양호한 계산 결과를 보였다, 따라서 본 연구에서 사용한 침식률 결정방법이 퇴적물 수송모의에 효과적으로 활용될 수 있음을 확인할 수 있었다.

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