• Title/Summary/Keyword: 해수 유입량

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Characteristics of water behavior and flow simulation in waterway (운하의 수체거동 특성 및 거동 모의)

  • Lee, Yosang;Jung, Jaehoon
    • Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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    • 2015.05a
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    • pp.384-384
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    • 2015
  • 우리나라에 처음으로 건설된 경인운하는 한강과 서해를 잇는 길이 18km로 건설되었다. 이로 인해 한강과 서해에서 해수와 담수가 유입되고 유출되면서 매우 복잡한 수체 거동특성을 나타내고 있다. 특히 서해에서의 유입은 조위로 인해 유입량이 매일 변화하며 해수와 담수 간 비중차이로 인해 수심에 따른 거동특성도 상이하다. 따라서 본 연구에서는 수체거동특성을 조사하여 유수소통을 통한 수질관리에 활용하고자 한다. 수체의 거동을 조사하는 방법으로는 순간적인 유속을 조사하는 방법과 장기간 거동을 조사하는 방법이 있는데 본 조사에서는 부이를 이용하여 장기간 수체의 거동을 조사하였으며, 이 결과를 활용하여 EFDC모델을 적용한 모의를 실시하였다. 수체 거동조사는 2013년과 2014년에 걸쳐 주요지점에서 수심별로 수행하였다. 2014년 2월 18일에 아라마루 지점에서 수심 1m와 3m 지점에서 조사를 실시하였다. 이 기간 중 한강의 유입량은 최소 $5.2m^3/sec$, 최대 $14.2m^3/sec$을 나타냈고, 서해 유입량은 갑문의 유입과 배수문의 유출입량을 더하여 최대 $274.6m^3/sec$를 나타냈으며, 서해 유출량은 $136.9m^3/sec$으로 나타났다. 수심 1 m에서는 해수의 유입과 유출량에 의해 뚜렷한 유속의 변화를 확인할 수 있으며, 유출시 최대 유속은 38.5 cm/sec이고, 유입시 최대 유속은 49.3 cm/sec로 나타났다. 수심 3 m에서는 해수의 유입과 유출량에 의해 뚜렷한 유속의 변화를 확인할 수 있으며, 유출시 최대 유속은 34.4 cm/sec이고, 유입 시 최대 유속은 40.0cm/sec로 나타났다. 다양한 상황에 대한 운하수체의 유속 특성을 산정하기 위하여 수리모델을 적용하여 모의를 실시하였으며 한강에서 유입된 수체가 서해에 도달하는 시간을 산정해 보았다. 모의 조건은 2014년 5월 12일부터 22일까지의 유량조건을 경계조건으로 하였으며, particle tracking의 시작지점은 경인아라뱃길 김포터미널 지점 표층 1m를 대상으로 하였다. 모의 결과 김포터미널의 수체가 인천갑문에 도달 하는데 약 6.3일이 소요되는 것으로 산정되었다. 이는 유출입량 변화에 따라 달라지므로 향후 보다 다양한 조건에서 모의를 실시하여 수질관리에 활용할 수 있는 다양한 자료를 제공할 수 있을 것으로 판단되었다.

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Simulation of salt intrusion and mixing influence for Yongsan estuary regarding Seawater exchange (해수교환에 따른 영산강 하구역 염분 확산 영향 범위 수치 실험)

  • Park, Yong-Woo;Cho, Yang-Ki;Sin, Yong-Sik;Lee, Chang-Hee
    • Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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    • 2006.05a
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    • pp.557-561
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    • 2006
  • 매년 영산강 본류 수질이 악화되고 있는 영산강 유역주변은 최근 전남도청 이전에 따른 남악 신도시개발, J-Project 및 환경 문화 복원사업의 추진, 기업도시개발등과 관련하여 수질관리개선 및 주요환경현안으로 대두되고 있다. 따라서 영산강 하구역 관리방안 중 담수호 수질개선대책의 일환으로 수문개방을 통한 해수 유입에 의한 수질 개선을 효과를 도모하는 방안이 제시되고 있다. 이에 하구호 방조제의 수문 개통 및 완전 개방에 따른 수질개선 문제에 앞서 발생할 수 있는 환경변화 중 영산강 및 연안역 염분의 확산범위를 평가하기 위하여 수치모형 실험이 실시되었다. 담수 유입에 따른 염분 확산 범위 및 해수 유입에 따른 염분의 역상 범위를 평가 하기위해 수치 모델로는 EFDC를 적용하였고, 하천형상과 연안역을 동시에 고려하기 위해 수평좌표계는 직교곡선좌표로 격자 크기는 $120{\sim}1000m$, 연직방향으로 시그마좌표를 사용하였다. 담수 방류 및 염분역상 효과를 알아보기 위해 1997년부터 2005년까지의 하구 수문 방류량 및 하천 유입량으로부터 홍수기와 갈수기를 선택하여 현재 상황 및 수문의 부분 개통 하구둑 완전 개방에 시나리오를 설정하여 실시하였다. 수문의 부분개통과 하구둑 완전 개방에 따른 염분 확산 범위는 영산강 하구둑을 기준으로 홍수기에는 $13{\sim}17km$, 갈수기에는 36km 이상의 상류지역에서 해수와 담수의 분리 기준인 0.3 psu 범위가 계산됨을 알 수 있다.

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Development of seawater inflow equations considering density difference between seawater and freshwater at the Nakdong River estuary (해담수 밀도차를 고려한 낙동강하굿둑 해수유입량 산정식 개발)

  • Jeong, Seokil;Lee, Sanguk;Hur, Young Teck;Kim, Youngsung;Kim, Hwa Young
    • Journal of Korea Water Resources Association
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    • v.55 no.5
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    • pp.383-392
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    • 2022
  • The restoration of the Nakdong River estuary is one of the most important projects of the Ministry of Environment, Republic of Korea. A real-scale experiment of gate operation was executed from 2019 to 2020, and a pilot operation was performed in 2021. The gate of Nakdong River Estuary Barrier (NEB) is supposed to be continuously opened based on the experiment results. Many critical decisions should be made immediately during the experiment based on the real-time measured data and numerical analysis considering the seawater inflows. The decision-making sequence was made systematically with the accurate estimation of seawater inflow. The estimation of seawater inflow is the main research objective and the equations of seawater inflow were developed, reflecting the structural characteristics of NEB. The inflow equations were developed in two forms, overflow and underflow. ADCP (Acoustic Doppler Current Profiler) was used to measure seawater inflow, check the accuracy of the developed equations, and derive the flow coefficient. The comparison error of the developed equations was about 3% compared to the measured data.

A Study on the Water Circulation Enhancement inside Harbor Utilizing Wave Energy (파랑에너지를 이용한 항내 해수순환증진에 대한 연구)

  • 오병철;전인식;정태성;이달수
    • Journal of Korean Society of Coastal and Ocean Engineers
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    • v.14 no.3
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    • pp.209-221
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    • 2002
  • In the present paper, a method which enhances the circulation of harbor waters by using wave energy was investigated. The overflow levee was selected as a coastal structure helping the harbor circulation, and was applied to Jeju-outer-port site so as to estimate its effectiveness quantitatively in probabilistic point of view. It was assumed that sea water influx rate through the overflow levee into the harbor depended upon wave height and tidal level and a functional relationship among them was calculated using the results of hydraulic experiment. The probability distribution of water influx could be obtained from hindcasted wave data and measured tidal elevations at Jeju harbor. The Gamma distribution was appeared to best fit the estimated influx distribution, and the optimal location of the levee was discussed. Finally, water quality purification effect was investigated by computing the contaminant material dispersion according to whether the levee was or not.

Effects of the Oscillating Water Channel Length on the Water Surface Elevation within Seawater Exchange Breakwater (진동수로 내장 해수교환방파제의 수로길이 변화에 따른 수위공진)

  • 이달수;오영민;전인식;김창일
    • Proceedings of the Korean Society of Coastal and Ocean Engineers Conference
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    • 2003.08a
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    • pp.303-306
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    • 2003
  • 해수교환방파제 설치로 항내의 수질개선 효과를 기대하려면 방파제를 통해 항내로 순유입량이 발생되어야 한다. 순유입량이 발생되기 위해서는 방파제 전면의 최대수위 또는 평균수위가 증대되거나 방파제의 도수로 내에서 항외측으로 발생하는 흐름을 감소시켜야 한다. (중략)

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Theoretical Analysis on the Environmental Changes due to Seawater Exchanges (해수교환에 의한 환경변화 분석 - 이론적 고찰)

  • Cho, Hong-Yeon
    • Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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    • 2005.05b
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    • pp.523-526
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    • 2005
  • 방조제 건설로 형성된 호소의 수질악화가 중요한 사안으로 대두되면서 수질개선을 위한 다양한 대안이 제안$\cdot$시행되고 있다. 호소 및 연안 수질개선에 대한 근본적인 대책의 일환으로 유입 오염부하량(pollutants loads) 삭감 측면에서는 환경기초시설(하수종말처리장 등) 건설사업이 계획$\cdot$추진되고 있다. 반면, 유역의 오염부하량 삭감계획과 병행하여 수문개방에 의한 청정한 외해수 유입에 의한 해수유통으로 수질개선을 도모하는 경우도 있다. 시화호 수질보전대책의 일환으로 수문개방을 통한 외해수 유입은 1997년 이후 지속적으로 시행되고 있으며, 2002년 3월 최종 끝물막이 공사가 완료된 화옹지구 방조제 공사로 형성된 화옹호도 2007년 담수화 개시 이전까지 수질보전대책의 일환으로 수문(배수갑문) 개방을 통한 해수유통을 계획하고 있는 실정이며, 충청남도에 위치한 홍성$\cdot$보령방조제도 수문개방에 의한 해수유통을 실시하고 있다. 또한, 시화호 관리기관인 한국수자원공사에서는 세계 최대규모의 조력발전소 건설을 통한 발전 및 발전소를 통과하는 외해수 유입$\cdot$유출에 의한 수질개선계획을 추진하고 있다. 그러나, 수문개방 또는 인공구조물을 통한 외해수의 유입$\cdot$유출에 의한 수질개선효과는 인위적인 요소와 자연적인 요소, 장기적인 변화 및 단기적인 변화가 결합되어 매우 복잡한 양상을 보일 수 있기 때문에 체계적인 분석을 통하여 수질개선효과를 검토하여야 한다. 본 연구에서는 현재 진행되고 있는 시화호 배수갑문 운영양상을 기준으로 하여 배수갑문 운영에 대한 외해수의 유입$\cdot$유출에 의한 수질변화양상을 단계적으로 구분하여 수질변화에 중요한 영향을 미치는 인자에 대한 이론적인 분석을 수행하고, 배수갑문 개방에 의한 수질개선효과를 최대화하기 위한 환경관리 방안 제시에 중점을 두어 수행하였다.

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새만금방조제에서 해수-담수 경계면 예측

  • 박유철;김강주
    • Proceedings of the Korean Society of Soil and Groundwater Environment Conference
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    • 2003.09a
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    • pp.532-535
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    • 2003
  • 새만금 방조제를 통하여 새만금호로 유입되는 해수 침출수량과 새만금 방조제 내부에서의 해수와 담수 사이의 상호작용 등에 대한 연구를 수행하였다. 본 연구에는, 밀도 차이에 의한 흐름을 고려한 지하수 흐름 지배 방정식과 염류의 분산 및 이송 지배 방정식을 결합시킨 수치해석 모델이 이용되었다. 밀도류를 고려한 경우에는 밀도류를 고려하지 않았을 경우보다 해수 침출량은 다르지 않았으나, 해수 침출면의 길이가 축소되고 유속이 증가하였다. 부정류상태의 해수-담수 경계면은 정류 상태의 결과와 매우 달랐으며, 해수 침출면이 방조제의 하부가 아닌 상부에 존재함을 보였다.

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Seasonal Circulation and Estuarine Characteristics in the Jinhae and Masan Bay from Three-Dimensional Numerical Experiments (3차원 수치모의 실험을 통한 진해·마산만의 계절별 해수순환과 염하구 특성)

  • JIHA KIM;BYOUNG-JU CHOI;JAE-SUNG CHOI;HO KYUNG HA
    • The Sea:JOURNAL OF THE KOREAN SOCIETY OF OCEANOGRAPHY
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    • v.29 no.2
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    • pp.77-100
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    • 2024
  • Circulation, tides, currents, harmful algal blooms, water quality, and hypoxic conditions in Jinhae-Masan Bay have been extensively studied. However, these previous studies primarily focused on short-term variations, and there was limited detailed investigation into the physical mechanisms responsible for ocean circulation in the bays. Oceanic processes in the bays, such as pollutant dispersal, changes on a seasonal time scale. Therefore, this study aimed to understand how the circulation in Jinhae-Masan Bay varies seasonally and to examine the effects of tides, winds, and river discharges on regional ocean circulation. To achieve this, a three-dimensional ocean circulation model was used to simulate circulation patterns from 2016 to 2018, and sensitivity experiments were conducted. This study reveals that convective estuarine circulation develops in Jinhae and Masan Bays, characterized by the inflow of deep oceanic water from the Korea Strait through Gadeoksudo, while surface water flows outward. This deep water intrusion divides into northward and westward branches. In this study, the volume transport was calculated along the direction of bottom channels in each region. The meridional water exchange in the eastern region of Jinhae Bay is 2.3 times greater in winter and 1.4 times greater in summer compared to that of zonal exchange in the western region. In the western region of Jinhae Bay, the circulation pattern varies significantly by season due to changes in the balance of forces. During winter, surface currents flow southward and bottom currents flow northward, strengthening the north-south convective circulation due to the combined effects of northwesterly winds and the slope of the sea surface. In contrast, during summer, southwesterly winds cause surface seawater to flow eastward, and the elevated sea surface in the southeastern part enhances northward barotropic pressure gradient intensifying the eastward surface flow. The density gradient and southward baroclinic pressure gradient increase in the lower layer, causing a strong westward inflow of seawater from Gadeoksudo, enhancing the zonal convective circulation by 26% compared to winter. The convective circulation in the western Jinhae Bay is significantly influenced by both tidal current and wind during both winter and summer. In the eastern Jinhae Bay and Masan Bay, surface water flows outward to the open sea in all seasons, while bottom water flows inward, demonstrating a typical convective estuarine circulation. In winter, the contributions of wind and freshwater influx are significant, while in summer, the influence of mixing by tidal currents plays a major role in the north-south convective circulation. In the eastern Jinhae Bay, tidally driven residual circulation patterns, influenced by the local topography, are distinct. The study results are expected to enhance our understanding of pollutant dispersion, summer hypoxic events, and the abundance of red tide organisms in these bays.

입자추적모형에 의한 해수교환율 산정방법

  • 이종섭;이왕관;주귀홍
    • Proceedings of the Korean Society of Fisheries Technology Conference
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    • 2001.05a
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    • pp.237-239
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    • 2001
  • 항 또는 폐쇄성 만에서의 수질은 만내로 유입하는 오염부하량이 얼마나 원활하게 외해로 방출되느냐에 따라 좌우된다 이러한 문제는 해수교환, 해수교류라는 말로 표현되고 있다. 일반적인 교환의 개념에서 볼 때 해수교환이란 어떤 해역(수괴)과 어떤 해역(수괴)이 현상의 1주기 사이에 서로 해수를 교환하는 것을 말한다. 실제 해양에서 물질수송은 조류, 바람, 밀도류 그리고 해류등이 복합적으로 작용하고 있으며, 어떤 한 지점에서 1조석주기에 대하여 이러한 성분을 적분한 흐름을 잔차류라고 부른다. (중략)

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The Numerical Analysis on Water Quality Variation by inflow of Rainfall Runoff at the Sea Shore (강우유출수의 유입에 의한 해안지역 수질변화에 관한 수치연구)

  • Choi, Gye-Woon;Byeon, Seong-Joon;Kim, Jung-Young;Cho, Sang-Uk
    • Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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    • 2008.05a
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    • pp.1644-1648
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    • 2008
  • 해안지역은 해수욕, 어패류의 수집 등의 각종 레크레이션에 있어 많은 사람들이 이용하는 공간이며, 해수는 해안지역에서 각종 활동 중 섭취할 가능성이 있으므로, 수질이 매우 중요하다고 할 수 있다. 이에 본 연구에서는 실제 해수욕장의 수치 모의(수리, 수문, 수질)를 통하여 우수 및 오수가 지표를 통해 해안으로 유입될 경우의 해안지역의 수질에의 영향에 관하여 연구하였다. 지표에서의 우수 유출 및 오수의 흐름을 수치해석은 MOUSE 모델을 사용하였으며 해안지역의 수치해석은 MIKE 3 모델을 사용하였다. 또한 수질 분석을 위하여 미생물의 증감에 영향을 주는 해당 지역의 기온, 수온, 일조량 등의 각종 인자를 구성하여 MIKE 3의 ECOLAB 모듈을 통하여 생물학적 분석을 수행하였다. 그 결과, 해수의 오염이 발생하면, 해수욕이 가능한 기간을 위주로 확인하였을 시, 미생물이 해수에 존재하는 시간은 연간 총 200시간 가량인 것으로 나타났으며, 강우시 해수의 오염이 발생할 시, 강우가 그친 뒤에도 미생물이 완전히 사멸할 때 까지 $4{\sim}6$시간의 정화기간이 필요한 것으로 나타났다. 그리고 첨두 오염 부하량은 비가 그친 직후에 나타나는 것으로 나타났으며 미생물의 해수 유입은 5mm 이상의 강우일 경우에 기준치 이상의 미생물이 발생하며, 해당 지역에 합류식 하수관거가 있을 시에 더욱 많이 발생하는 것으로 나타났다.

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