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- 저자 : 뉴엔디호양타오(Nguyen Thi Hoang Thao) (검색결과 3 건)
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입자추적기법 기반 해양쓰레기 거동 예측 모델 적용성 검토
이상영(Sang Young Lee),뉴엔디호양타오(Nguyen Thi Hoang Thao),방기영(Ki-Young Bang),조재갑(Jae Gab Cho),송용식(Yong Sik Song),오정환(Jeong-Hwan Oh) 한국해양환경·에너지학회 2021 한국해양환경·에너지학회 학술대회논문집 Vol.2021 No.10
해양쓰레기의 발생량은 꾸준히 증가하는 추세이며, 플라스틱, 목재, 유리 등 다양한 성상의 쓰레기가 해양으로 유출되고 있다. 최근 10년간 해양쓰레기 모니터링 결과에 따르면 플라스틱, 스티로폼 등 부유성 쓰레기 비율이 80% 이상으로 가장 높은 비중을 차지하고 있다. 해양쓰레기는 성상에 따라 다른 거동 특성을 보이며, 해수의 흐름뿐만 아니라 바람에 의해서 분포가 결정된다. 따라서 효율적인 해양쓰레기 수거를 위해서는 관련 모니터링 기술과 다양한 성상에 대해서 구현이 가능한 해양쓰레기 거동 예측 기술이 필요하다. 본 연구에서는 개발 중인 입자추적기법 기반 해양쓰레기 거동 예측 모델을 활용하여 금강하구를 대상으로 부유성 해양쓰레기에 대한 적용성을 검토하였다. 적용성 검토를 위해 PET, 스티로폼, 초목 등의 부유 쓰레기 성상이 반영된 부표 추적결과를 활용하였다. 쓰레기 거동 예측모델의 유동조건으로 Delft3D-Flow를 통해 계산된 강·하구 해수유동장을 입력하였으며, 표층 부유 쓰레기에 대한 바람 영향(leeway)을 고려하기 위해 기상청 국지예보모델(LDAPS)의 매시별 풍향, 풍속 자료를 적용하였다. 입자에 적용되는 유속과 바람은 해당입자의 위치를 기준으로 주변의 유동 및 바람 조건을 역거리 가중법(Inverse Distance Weighted Method)을 통해 보간하여 적용하였으며, 입자이동 계산은 Isobe et al.(2009)의 제안식을 적용하였다. 부유성 쓰레기는 수면하 잠긴 비율에 따라서 바람 영향을 달리하므로, 개발된 모델에 대해서 바람 영향의 변화에 따른(0―5%) 해양쓰레기의 이동양상 및 부표 추적결과에 대한 재현성을 검토하였다. 검토결과, 모델에 바람 영향을 고려했을 때 부표 추적결과를 유사하게 재현하였으며, PET 성성 부표의 경우 풍속 4% 적용 시 재현성이 가장 높게 나타났다. 해양으로 유출된 쓰레기는 흐름과 바람에 의해서 이동되고 침강, 퇴적·침식, 연안부착 등의 과정을 거쳐서 최종 종착지에 집적된다. 본 연구에서는 해양쓰레기 거동 예측 모델 개발의 초기 단계로 흐름과 바람을 고려하여 부유성 해양쓰레기에 대한 모델 적용성을 검토하였다. 향후 침강, 퇴적·침식, 연안부착 등의 해양쓰레기 거동기작에 대한 연구결과를 바탕으로 모델을 개선할 예정이다. The amount of marine debris is steadily increasing, and garbage of various types such as plastic, wood, and glass is disposing into the ocean. According to the monitoring results of marine debris over the past decade, the floating debris such as plastic and styrofoam accounts for the highest proportion of more than 80%. Marine debris exhibits different behavioral characteristics depending on its properties, and its distribution is determined not only by the ocean current but also by the wind. Therefore, for efficient marine debris collection, the distribution monitoring and behavior predicting technologies that can be implemented for various properties are required. In this research, the applicability of an under-development marine debris behavior prediction model, that based on the particle tracking technique, was examined. The observation data of buoy tracking results reflecting the characteristics of floating wastes such as PET, styrofoam, and vegetation were used for reviewing. The river and estuary flow fields calculated by Delft3D-Flow were used as input conditions of the self-tracking model, and the data of wind speed and wind direction from the KOREA Meteorological Administration"s local forecast model (LDAPS) were applied to consider the wind effect on surface floating waste. The effects of flow field and wind to the particles were calculated by interpolating the surrounding flow and wind conditions based on the particle location through the Inverse Distance Weighted Method, and the equation proposed by Isobe et al. (2009) was used for the particle movement calculation. Due to their different submerged ratio, the floating debris surfer wind impact differently, therefore in this study, wind influence of 0-5% was implemented to explore the reproducibility of the model on particle movement patterns. The results showed that the modeling and buoy tracking results were in good agreement when the wind effect was considered, and in the case of PET debris, the model reached its highest performance when applying 4% of wind speed. Garbage leaked to the sea is moved by ocean current and wind, and accumulates at the final destination through sink, sedimentation/erosion, and coastal adhesion. However in this study, the applicability of a floating marine debris investigating model was examined only by using the ocean current and wind as an early stage of the model development. In the future, the model is planed to be improved by considering the effects of sink, sedimentation/erosion, and coastal adhesion processes on the behavioral mechanisms of marine debris.
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