General behaviors based on hydraulic characteristics of natural streams and channels have been recently analyzed and developed via various numerical models. However in the states of natural hydraulics, an experimental research must be performed simultaneously with the mathematical analysis due to effects of hydraulic properties such as meander, sediment, and so on. In this study based on 2-D advection-dispersion equation, flow and tracer experiments were performed in the S-curved meandering laboratory channel with a rectangular cross-section. The channel was equipped with instrument carriages which was equipped with an auto-traversing system to be used with velocity measuring sensors throughout the depth and breadth of the flow field. To measure concentration distribution of the salt solution was adjusted to that of the flume water by adding methanol and a red dye (KMnO4) was added to aid the visualization of the tracer cloud, the tracer was instantaneously injected into the flow as a full-depth vertical line source by the instantaneous injector and the initial concentration of the tracer was 100,000 mg/l. The secondary current as well as the primary flow pattern was analyzed to investigate the flow distribution in the meandering channels. The velocity distribution of the primary flow for all cases skewed toward the inner bank at the first bend, and was almost symmetric at the crossovers, and then shifted toward the inner bank again at the next alternating bend. Thus, one can clearly notice that the maximum velocity occurs taking the shortest course along the channel, irrespective of the flow conditions. The result of the tracer tests shows that pollutant clouds are spreading following the maximum velocity lines in each cases with various mixing patterns like superposition, separation, and stagnation of pollutant clouds. Flow characteristics in each cases performed in this study can be compared with tracer dispersion characteristics with using evaluation of longitudinal and transverse dispersion coefficients(LDC, TDC). As expected, LDC and TDC in meandering parts have been evaluated with increasing distribution and straight parts have effected to evaluate minimum of LDC and TDC due to symmetric flow patterns and attenuations of secondary flow.
It is necessary to quantitatively asses the influence of tidal currents to analysis the coastal current patterns before or after constructing offshore structures like as breakwaters. This assesment can be made through the use of simulation models designed to reproduce the water movements of the area. And it is very important to predict a phenomenon of pollutant dispersion in the area. In this study, in order to predict the changes of sea water quality for the port development plan, Ilgwang harbour, located at the east coast of Pusan, the numerical computations were carried out. The flow patterns were investigated before and after the development of the harbour bay and coastal area connected on it. The computational models are an extension of earlier work on the flow which used the ADI Method (Alternating Direction Implicit Method) in appling to Osaka Bay by KANEKO et al. The transport of pollutant constituents depends upon the currental characteristics of the water-transporting medium. In the currental flow model, water velocities and water levels are computed throughout the regions of it. These value are then used in the mass-balance equation to obtain the pollutant-constituent transport. As a result of this research, the present water quality of Ilgwang harbour and the coastal areas connected on it was proved out some good condition. The changes of sea water quality due to the port development plan of the Ilgwang habour bay and the coastal area were not large compared with the present condition, but it will be likely able to get worse by increasing the semi-enclosed areas in the harbour bay. In order to improve the water quality of the area after development, the method to activate tidal exchange in the area can be needed, as a mitigation technique.
The Characteristics of atmospheric flow and dispersion of air pollutants in the mountainous coastal area were studied using two-dimensional model by the combination of land-sea breezes and transport. The pollutants emitted into the simulated wind field in considering with the mesoscale local circulations. The typical effects of land-sea breezes and tophography of coastal area on the dispersion are discussed in detail, and the model is proved as an useful tool to pridict real time pollutant transport by the results of application studies in Pusan, Korea where the urbanized coastal area with mountainous topography. It was found that sulfur dioxide ($SO_2$) are differently transported and concentrated as going inland by the influence of the sea breeze with topographic changes. Key words : land-sea breezes, sulfur dioxide, dispersion, coastal area.
In this study, the scenario for a numerical modeling of the fine grid scale air dispersion phenomena was proposed and an analysis of the special event which was occurred on September 3, 2002 was performed using by a coarse grid prognostic meteorological model, a fine grid diagnostic meteorological model and a fine grid air dispersion model. Based on the results, we found that the local circulations, like as land-sea breeze, should be seriously considered for evaluating the high PM10 concentration event and for making the reduction policy of the major air pollutant emissions in Ansan area.
Kim, Ki Chul;Chun, Il Young;Jung, Sung Hee;Lee, Jung Lyul;Suh, Kyung Suk
Journal of Radiation Industry
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v.2
no.3
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pp.135-140
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2008
A field tracer experiment using radioisotope was carried out to investigate the characteristics of a pollutant transport and a determination of the dispersion coefficients in a river system. The dispersion coefficients in the longitudinal and transverse directions were determined by using the measured concentration of a radioisotope. The two-dimensional numerical models were applied to calculate the flow and concentration fields at the experimental site. Several numerical simulations were performed to investigate the effects of the numerical results according to variations of the dispersion coefficients. The calculated concentrations agreed well with the measured ones.
Journal of Korean Society for Atmospheric Environment
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v.19
no.3
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pp.249-261
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2003
A three-dimensional mesoscale atmospheric dispersion modeling system consisting of the Lagrangian particle dispersion model (LPDM) and the meteorological mesoscale model (MM5) was employed to simulate the transport and dispersion of non-reactive pollutant during the nuclear spill event occurred from Sep. 31 to Oct. 3, 1999 in Tokaimura city, Japan. For the comparative analysis of numerical experiment, two more sets of foreign mesoscale modeling system; NCEP (National Centers for Environmental Prediction) and DWD (Deutscher Wetter Dienst) were also applied to address the applicability of air pollution dispersion predictions. We noticed that the simulated results of horizontal wind direction and wind velocity from three meteorological modeling showed remarkably different spatial variations, mainly due to the different horizontal resolutions. How-ever, the dispersion process by LPDM was well characterized by meteorological wind fields, and the time-dependent dilution factors ($\chi$/Q) were found to be qualitatively simulated in accordance with each mesocale meteorogical wind field, suggesting that LPDM has the potential for the use of the real time control at optimization of the urban air pollution provided detailed meteorological wind fields. This paper mainly pertains to the mesoscale modeling approaches, but the results imply that the resolution of meteorological model and the implementation of the relevant scale of air quality model lead to better prediction capabilities in local or urban scale air pollution modeling.
Korean Journal of Air-Conditioning and Refrigeration Engineering
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v.17
no.11
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pp.1050-1059
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2005
Heat and $SF_6$ gas dispersions over a complex terrain were investigated using wind tunnel. The wind speed, temperature and concentration profiles were measured for the 1/1000 scale complicated terrain model in an Eiffel type boundary layer wind tunnel with test section of 2.5m in height and 4.5m in width. The scale model was mounted on the top of a plate which can rotate with respect to the approaching wind. Dispersion processes from a continuous emission source driven by various wind direction were investigated, including plume climbing over the steep up-slope of the mountain and down-spreading toward the lower level of the valley. Extensive dispersion experiment data (wind speeds and concentration profiles) were provided for verification and validation of dispersion models. Under the identical flow and emission conditions, the independently measured profiles of the temperature and $SF_6$ concentration showed an excellent agreement which ensured the credibility of the results.
The importance of atmospheric conditions for the assessment of an air pollution situation has been demonstrated by their influence on the various compartments of an air pollution system, comprising all stages from emission to effects. Especially, air pollutants dispersion phenomenon are very sensitive according to wind data. But the discussions of how to apply representative meteorological data in air pollution dispersion model are not frequent in Korean environmental assessment processes. In this study, we investigated the difference of air pollutants dispersion phenomenon using U.S EPA ISCLT3 model according to applying the different meteorological data observed at two points for Seongseo industrial complex of Daegu. Two points are the spot site of Seongseo industrial complex and Daegu meteorological observatory. The winds speed of the spot site were smaller than those of Daegu meteorological observatory. In the winter season, the differences came to about $64\%$ for the period$(I\;February\;2001\~31\;January\;2002)$. Wind directions were also fairly different at two points. The air pollutants dispersion phenomenon estimated from our numerical experiments were also fairly different owing to the meteorological conditions at two points.
Journal of Korean Society for Atmospheric Environment
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v.13
no.2
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pp.123-135
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1997
An air pollutant emission inventory system for the input preparations of photochemical dispersion model was developed. Using the system, anthropogenic emissions as well as biogenic emissions in the Seoul metropolitan area were calculated. Anthropogenic emission by fuel combustion using regional cosumption data, and the laundries and so forth was estimated. The biogenic emission was estimated based upon meteorological data and the distribution of land use type in the study area. The anthropogenic emission of pollutants was highest in Seoul, and the second highest in Inchon. TSP and $SO_2$ were found large quantities during the winter due to increased consumption of heating oil. NOx and THC were emitted without seasonal variation. Among biogenic emissions, PAR was very common while NO was the least common. PAR, OLE, and ALD2 were emitted in large volumes in coniferous forest areas, while ISOP was emitted in deciduous forest areas. Generally, most biogenic emissions increased during daytime, and peaked between oen and two o'clock. Because of strong solar radiation, emission during the summer was high. Biogenic NO emissions were found to be lower compared to anthropogenic emissons, and other VOC was indicated relatively high. In the study area, among biogenic emissions PAR was found to be 3 times, OLE 8 times,and ALD2 12 times more common than among anthropogenic emissions.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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