에너지 자원의 안정적 확보 어려움, 화석연료 이용에 따른 온실가스 방출로 지구 온난화 현상 등의 문제가 대두됨에 따라 재생에너지 개발에 대한 관심이 증가하고 있다. 조석현상은 일정한 주기를 가지고 정기적으로 발생하는 규칙성이 존재하므로 사전에 정확한 예측이 가능하여 에너지 회수 측면에서 이점이 있다. 따라서 조석을 에너지원으로 활용하기 위한 다양한 방법이 고안되어왔다. 방조제를 활용한 조력발전은 많이 운영되는 대표적인 방식이지만, 조지내 조차 감소, 수질 변화, 생태계 변화 등으로 조력발전 사업 추진이 지연되거나 중단되고 있다. 본 연구에서는 방조제가 이미 설치되어 있는 해역에 적용가능한 조력발전 장치의 개발 및 성능 검증을 위하여 현장실험을 실시하였다. 2개의 수조 및 관수로, 개수로, 웨어 그리고 수차 및 발전기를 이용하여 4종류의 실험을 수행한 결과, 10 kW 이상의 출력과 효율 60% 이상이 가능한 발전시스템 개발 가능성을 확인하였다. 이러한 연구결과는 기존 방조제를 활용한 소규모 조력발전에 활용할 수 있다.
京畿灣의 半月지역을 중심으로 潮流에 의한 推積物의 移動과 조간대 表層推積物의 分布 및 性質을 조사하였다. 이 지역에 발달한 조간대 퇴적상은 沙質, 泥沙質, 泥質의 세가지 유형으로 대별되며 간조선으로 부터 만조선쪽으로 갈수록 퇴적물의 粒度는 점차로 세립화 하는 경향을 나타낸다. 또한 이 지역에 많이 서식하는 게와 多毛類에 의한 퇴적층의 심한 생물교란이 관찰되었다. 부유퇴적물 농도 변화의 분석결과는 조간대에서의 수직퇴적작용이 大潮期에 주로 이루어짐을 보여준다. 表層推積物의 평균 중금속 함량은 코발트 74.9ppm, 니켈 67.8ppm, 구리 32.6ppm, 납 30.7ppm이다. 이 양은 납을 제외한 다른 요소들의 경우 경기만내의 다른지역의 퇴적물내 함량보다 월등히 높은 것으로 특히 코발트의 경우 산업폐수에 의한 축적의 가능성을 보여준다.
LANDSAT 위성의 Thematic Mapper 자료는 해안지형 등의 연구에 그 효율성이 매우 높아 본 연구에서는 위성자료의 기하학적 보정, 영상중첩 기법 등을 통하여 금강하구 부근의 조 간대 지형에 대한 연구를 수행하였다. 이를 위하여 총 9개의 TM및 MSS자료가 사용되었으며 자 료처리에는 VAX 11/780 컴퓨터시스템이 이용되었다. 연구결과 금강하구 일대 조간대의 조위에 따른 기본분포도와 지형단면도가 작성되어 금강하구에서 부터 멀어질수록 조간대 경사단면의 형 태가 다르게 나타남이 확인되었다. 또한, 조위가 비슷한 자료의 중첩에 의한 비교 분석결과 단기 적인 조간대 지형의 변화가 파악되었다. 아울러 금강으로부터의 부유물질의 이동 확산형탱와 표 충수온의 분포가 연구되어 조시에 따른 부유퇴적물의 이동 형태와 표층수온의 분포양상이 파악되 었다.
함평만은 좁은 만 입구와 복잡한 지형 구조로 인하여 비대칭적인 퇴적물 이동이 일어나기 때문에, 갯벌의 저질에는 모래 함량이 증가하는 것으로 연구되었다. 모래화 갯벌은 염습지 식생 분포를 변화시키는 것으로 현존식생도와 식생단면도 조사를 통해 분석되었다. 2016년과 2022년의 식생면적 비교에서 절대염생식물인 해홍나물군락은 74% 감소하였다. 반면 임의염생식물인 갯잔디군락은 75% 증가하였다. 특히 갯잔디는 지하경과 줄기의 밀도가 높게 발달하여, 군락 내 모래와 같은 퇴적물을 가둬서 견고한 사구환경을 조성하는 것으로 보인다. 함평만 갯벌의 효과적인 자연보전 관리 계획 수립을 위하여, 갯벌 토성 변화와 식생 군집의 상호작용이 향후 갯벌생태계에 미치는 영향에 대해 통합적 접근이 필요하다.
금강하구언에서 낙조동안 인위적으로 방류된 담수의 하구 내 거동을 파악하고자 1997년 5월과 1998년 7월에 각각 수로방향으로 설정된 3개 지점에서 표층 염분변화를 관측하였으며, 1999년 7월에는 군산-장항간 도선항로를 따라 18일간 표층염분과 수온을 관측하였다. 관측된 염분변화의 특징으로부터 방류된 담수가 하구 내에서 거동${\cdot}$소멸하는 과정을 분석하였다. 담수가 방류되면 저염수는 하구 폭 전반에 걸친 강한 염분전선을 형성하며 담수거동은 기본적으로 조석운동에 동조되어 수로를 따라 왕래하고, 이 전선의 통과로 염분은 급격한 변화를 보인다. 수문개폐로부터 한 조석주기 이후의 하구 폭 평균염분의 시간적 변화로부터 해석된 수로방향의 공간적 분포는 전선역에 담수희석수가 응축되며 표층염분이 상류쪽으로 갈수록 점진적으로 증가하는 것으로 제시되었다. 이러한 염분의 전선역 분포는 두 시간정도의 하구언 수문 개방에 의한 급작스런 담수공급과 중단에 의해 발생한 것으로 해석되었다. 매일 담수방류의 반복은 수문 개방시기에 의해 이전의전선과 새로운 전선의 분리(이중전선) 혹은 병합을 만들고, 담수공급이 2일 이상 중단되면 염분이 증가되며 전선이 소멸한다. 또한, 표층염분 변화에 나타나는 변동과 변이는 하구언에서 인위적으로 행해지는 담수 방류량 차이에 의해 발생하는 염분전선의 세기와 통과시기의 공간적 차이, 그리고 일시적인 하구수로 방향을 따른 염분전선 등에 의한 것으로 해석되었다.
The change of water discharge capability of sluice caisson for tidal power plant according to installation of the rubble mound was investigated by performing laboratory experiment. The experiment was carried out in an open channel flume with a great care to measure flow rate and water level in the flume accurately. Eight different sluice caisson models were used in the experiment. The water discharge capabilities of seven sluice models decreased with respect to the placement of the rubble mound, while increased for only one sluice model. On average, the values of discharge coefficient decreased by approximately 10% when the sluice models were placed on the rubble mound. It is concluded that the shape of the rubble mound can affect the water discharge capability of the sluice caisson, so that its shape should be significantly considered in the design of the sluice caisson, especially when it is deployed in a site of relatively deeper depth.
본(本) 연구(硏究)의 목적(目的)은 조류(潮流)에 의한 부유사(浮遊砂)의 확산(擴散)현상에 대하여 2차원 비정상확산(非定常擴散)방정식을 유한차분법(有限差分法)을 이용하여 부유사의 농도분포(分布)를 계산할 수 있는 수치모형(數値模型)을 개발하는데 있다. 바닥으로부터 부상량(浮上量)의 계산은 개수로에서 얻어진 공식(公式) 이용하였으며, 확산계수는 Coleman의 경험공식(公式)을 사용하였다. 특히, 침강속도 감쇠효과와 연직유속이 고려되었다. 여러 가지 경우의 계산예(計算例) 통하여, 유속조차, 연직유속, 침강속도의 감쇠효과 같은 각(各) 변수(變數)들이 부유사의 농도분에 미치는 영향이 검토 되었다.
방조제 최종 체절시 또는 준설토 투기장 공사시 개방구간에서의 유속 및 내외측간 수위차를 예측하기 위한 영차원의 단순 모형이 제시되었다. 일반적으로 내조지에는 조간대가 크게 차지하고 있으므로 수위별 내조지 체적 변화를 수식화하여 조간대가 체절구간의 유속에 미치는 영향을 반영하였다. 그 결과를 다중격자 기법(multigrid method)을 이용하여 상세하게 차분하는 2차원 수심적분 모형 결과와 비교하여 검증하였다. 인천 북항 준설토 투기장에 적용한 결과 두 모형이 투기장에서의 조위변화 및 개구부에서의 조류속 변화를 서로 유사하게 재현하고 있는 것으로 평가된다.
In this study, the results of experimental investigation on the water discharge capability of sluice caisson for tidal power plant were presented. In particular, the focus of the study was placed on the examination of change in water discharge capability of a sluice caisson according to the installation of rubble mound. For this purpose, a hydraulic experiment was carried out in an open channel flume with a great care to the measurement of discharge and water level in the flume since they greatly affects the estimation of the discharge capability of each sluice caisson. In the analysis, the experimental data of four different sluice models were used, which showed that the installation of rubble mound affects in different manner depending on each sluice caisson model. When each of the four sluice models were placed on the rubble mound respectively, the water discharge increased for one sluice caisson, whereas decreased for other three sluice caissons. Further detailed analysis is needed to quantitatively estimate the influence of installation of rubble mound on the water discharge capability of a sluice caisson.
The use of a tidal-current power system is one source of renewable energy that can minimize the environmental impact of power production and offer many other advantages compared to conventional energy sources. Unlike other energy production approaches, rate of energy production can be precisely predicted and the operational rate is very high. The performance of the rotor, which has a vital role in energy production using tidal currents, is determined by various design factors, and it should be optimized for the specific ocean environment in the field. The horizontal-axis turbine is very sensitive to the direction of flow, and flow direction changes due to rise and fall of the tides. To investigate the performance of the rotor considering the interaction problems with incidence angle of flow, a series of experiments were conducted, and a 3D CFD model was designed and analyzed by ANSYS CFX. The results and findings are summarized in the paper.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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