Effects of Ocean Outfall for Elimination of the Anoxic Layer in Youngsan River Estuary

Kwon, Seok-Jae(권석재),Cho, Yang-Ki(조양기),Seo, Uk-Won(서일원) 한국해안해양공학회 2005 한국해안해양공학회 논문집 Vol.17 No.4

여름에 기본적으로 방조제 내부로부터 담수의 유입으로 발생된 저 간소 수괴가 저서생물의 감소를 야기시키기 때문에 영산강 하구언에서 저 산소층의 제거에 대한 관심이 증폭되어왔다. 처리된 하· 폐수를 해양에 방류하는 해양방류시스템이 이러한 저 산소층을 제거하는 효율적이고 경제적인 방법으로 이용되어 질 수 있다. 본 연구에서는 근역에서 방류된 부력제트의 거동을 예측하고자 적절한 방류구의 설계가 제안되었다. 신뢰할 수 있는 부력제트의 거동에 대한 계산을 수행하기 위하여 측정된 CTD와 해류 자료 등을 포함한 인자들이 고려되어졌다. 조석의 주기에 따라 계산된 부력제트의 경계 내에 염분도와 용존산소의 횡분포의 변화를 예측하고자 여러 수치 모형중의 하나로 EPA에 의해 승인된 CORMIX 1 모형을 사용하였다. 수치실험의 결과를 기준으로 볼 때 단공방류구가 저 산소층을 제거하는데 유용한 시스템임을 알 수 있었다. 원활한 주변수의 조건을 만족시키기 위하여 적절한 전략이 또한 제안되어졌다. There has been a growing interest in the elimination of anoxic layer in the Youngsan River Estuarybecause the anoxic water mass caused mainly by the inflow of fresh water from the sea wall might cause the mass reduction of benthos during summer. An ocean outfall system to discharge treated wastewater into sea water may be used as one of the effective and economical ways to eliminate the anoxic layer. The suitable ocean outfall design is generally proposed for the prediction of the buoyant jet behavior in the near field. The parameters including CTD and current data are taken into account f3r more reliable buoyant jet behavior calculation. One of the numerical models, CORMIX 1, approved by EPA is used herein for the prediction of the trajectorial variation of the cross-sectional salinity and DO concentration distribution on the calculated buoyant jet boundary according to the tidal periods. On the basis of the results, it is suggested that the single port outfall is a useful system to eliminate the anoxic layer. Proper strategies are also proposed for achieving desirable ambient conditions.

해운대 CCTV 영상자료의 분석을 통한 이안류 발생특성 연구

권석재(Seok Jae Kwon),신충훈(Choong Hun Shin),최준우(Junwoo Choi),윤성범(Sung Bum Yoon) 대한조선학회 2012 대한조선학회 학술대회자료집 Vol.2012 No.5

남해안의 조위 및 조류거동 수치모의

권석재(Kwon, Seok-Jae),강태순(Kang, Tae-Soon) 한국해안해양공학회 2007 한국해안해양공학회 논문집 Vol.19 No.3

본 연구의 대상영역인 남해안의 조위 및 조류 수치모의를 위해 조석 보정용 모델인 NAO.99의 기존결과를 외해 개방경계 조건에 적용하였다. 조간대를 고려할 수 있고 σ -좌표계를 사용하는 EFDC 모형을 이용하여 2 km의 직교 정격자와 0.5~2.0km의 가변직교격자를 사용한 두 개의 격자망을 구축하였다. 조위수치모의 결과에서 예측값과 국립해양조사원 조위검조소의 관측값이 잘 일치하였으며 남해안 동측에서 서측으로의 조석의 전파를 보여주었다. 검증 결과 격자크기가 감소할수록 조위관측 자료와 더 높은 상관관계를 보였으며 0.5 km의 격자크기로 인한 수치모의 결과가 내만의 협수로 및 지형의 영향을 크게 받는 조류를 다소 과소 산정하는 경향을 가지는 반면에 넓은 수로 및 외해역 자료의 경우에는 2 km 격자로 조류의 적절한 재현이 가능하였다. This study applied the previous results of the NAO model, a tidal correction model, to the open boundary condition for the behavior of tidal elevation and tidal currents in the South Sea. This study used the EFDC model considering the wetting and drying problem and using the σ?coordinate as a vertical coordinate and generated two mesh cases of the constant grid size of 2.0 km and the variable grid size of 0.5~2.0km. The numerical results for the tides showed that the predicted results were in quite good agreements with the observational data acquired from the tidal stations of the NORI. The predicted tides were observed to propagate from the east area to the west area in the South Sea. The verification results reveal that the numerical results are more correlated with the measured tidal data as the grid size decreases. The grid size of 2 km results in proper simulation of tidal currents in wide waterway and offshore area whereas the numerical results from the grid size of 0.5 km tend to somewhat underestimate the tidal currents affected by narrow waterway and topography in inner-bay.

속초와 묵호항의 연간 최대해일고의 장기간 변동성에 대한 고찰

권석재(Kwon, Seok-Jae),문일주(Moon, Il-Ju),이은일(Lee, Eun-Il) 한국해안해양공학회 2008 한국해안해양공학회 논문집 Vol.20 No.6

지구온난화로 야기되는 태풍강화 등의 기상변화로 인한 해일고의 장기간 변동성을 파악하기 위해 속초와 묵호 조위관측소의 34년간(1974~2007) 해수면자료를 이용하여 연간 최대해일고의 변동경향 및 상위해일고의 기본특성을 고찰하였다. 선형회귀에 의한 연간 최대해일고의 증가율은 속초와 묵호에서 각각 약 8.3 cm/34yr와 8.7 cm/34yr로 95% 신뢰구간에서 해일고의 증가추세가 뚜렷이 나타났다. 두 지역에서 최대해일고는 53%가 태풍 시기에 관측되었으며, 해일고가 높을수록 태풍에 의한 영향이 컸던 것으로 나타났다. 속초와 묵호에서 최대해일고가 증가하는 이유는 열대해역의 수온증가와 이로 인한 전 지구적인 태풍과 한반도 영향 태풍의 활동 강화가 그 원인으로 분석된다. 따라서 강화된 태풍에 의한 해일의 피해를 줄이기 위해서는 기후변화에 따른 우리나라 연안의 해일고의 변동 특성에 대한 지속적인 분석이 필요할 것이다. This study investigates a long-term variation of annual maximum surge heights(AMSH) and main characteristics of high surge events, which is influenced by the global warming and intensifying typhoons, using sea level data at Sokcho and Mukho tidal stations over 34 years (1974~2007). It is found that the there is a longterm uptrend of the AMSH at Sokcho (8.3 cm/34yrs) and at Mukho (8.7 cm/34yrs), which is significant within 95% confidence level based on the linear regression. The statistical analysis reveals that 53% of the AMSH occurs during typhoon's event in both tidal stations and the highest surge records are mostly produced by the typhoon. It is concluded that the uptrend in the AMSH is attributed by the increasing typhoon activities globally as well as locally in Korea due to the increased sea surface temperature in tropical oceans. The continuous efforts monitering and predicting the extreme surge events in the future warm environments are required to prevent the growing storm surge damage by the intensified typhoon.

연간 최대해일고 변동의 일반화 극치분포 적용 연구

권석재(Kwon, Seok-Jae),박정수(Park, Jeong-Soo),이은일(Lee, Eun-Il) 한국해안해양공학회 2009 한국해안해양공학회 논문집 Vol.21 No.3

기상변화로 인한 해일고의 장기간 변동성을 파악하기 위해 여수와 통영 조위관측소의 30년 이상의 해수면자료를 이용하여 해일고를 추출하고 연간 최대해일고의 변동경향 및 상위해일고의 기본특성 고찰과 연간최대해일고의 통계적 평가를 수행하였다. 선형회귀에 의한 연간 최대해일고의 증가율은 여수와 통영에서 각각 약 34.5 cm/34 yr와 33.6 cm/31 yr로 동해안 속초와 묵호에 비해 상대적으로 매우 높게 나타났다. 두 지역에서 최대해일고는 각각 71%와 68%가 태풍 시기에 관측되었으며, 해일고가 높을수록 태풍에 의한 영향이 컸던 것으로 나타났다. 최대 해일고에 대한 통계적 분석은 시간 경향을 고려한 일반화 극치분포를 이용하여 이뤄졌다. 또한 검블 분포도 고려하였는데, 어떤 분포가 더 적합한지를 결정하기 위하여 우도비 검정을 실시하였다. 미래에 대한 통계적 예측방법을 위하여 리턴레벨과 90% 신뢰구간을 제시하였다. 기후변화에 따른 해일고의 변동 특성에 대한 지속적인 분석 및 예측을 통해 강화된 태풍에 의한 해일피해를 경감할 필요가 있을 것이다. This study performs the investigation of a long-term variation of annual maximum surge heights(AMSH) and main characteristics of high surge events, and the statistical evaluation of the AMSH using sea level data at Yeosu and Tongyeong tidal stations over more than 30 years. It is found that the long-term uptrends based on the linear regression in the AMSH are 34.5 cm/34 yr at Yeosu and 33.6 cm/31 yr at Tongyeong, which are relatively much higher than those at Sokcho and Mukho in the Eastern Coast. 71% and 68% of the AMSH occur during typhoon's event in Yeosu and Tongyeong tidal stations, respectively, and the highest surge records are mostly produced by the typhoon. The generalized extreme value distribution taking into account of the time variable is applied to detect time trend in annual maximum surge heights. In addition, Gumbel distribution is checked to find which one is best fitted to the data using likelihood ratio test. The return level and its 90% confidence interval are obtained for the statistical prediction of the future trend. The prevention of the growing storm surge damage by the intensified typhoon requires the steady analysis and prediction of the surge events associated with the climate change.

흐름수역에서 단일수평부력제트의 거동해석

권석재(Kwon Seok Jae),서일원(Seo Il Won),여홍구(Yeo Hong Koo) 대한토목학회 2000 대한토목학회 학술발표회 논문집 Vol.2000 No.3

해운대 CCTV 영상자료의 분석을 통한 이안류 발생특성 연구

권석재(Seok Jae Kwon),신충훈(Choong Hun Shin),최준우(Junwoo Choi),윤성범(Sung Bum Yoon) 한국해양환경·에너지학회 2012 한국해양환경공학회 학술대회논문집 Vol.2012 No.5

벌집구조의 진행파에 의해 형성되는 이안류의 수치모의

권석재(Seok Jae Kwon),신충훈(Choong Hun Shin),최준우(Junwoo Choi),윤성범(Sung Bum Yoon) 한국해양환경·에너지학회 2012 한국해양환경공학회 학술대회논문집 Vol.2012 No.5

사각형제트와 2차원제트의 거동해석의 비교 평가

권석재(Kwon Seok Jae),조홍연(Cho Hong Yeon),서일원(Seo Il Won) 대한토목학회 2006 대한토목학회논문집 B Vol.26 No.6B

본 연구에서는 PIV를 이용하여 측정한 평균유속장의 실험결과에 근거하여 10의 종횡비를 갖는 3차원 순수사각형제트의 거동을 고찰하였다. 장축상의 횡분포에서 안장형 분포가 관찰되었다. 점원개념으로부터 유도된 이론적인 중심선유속의 식은 측정된 중심선유속과 잘 일치하였으며 원류핵영역,2차원영역, 그리고 축대칭영역의 분할을 제시하였다. 이러한 이론적인 중심선유속의 감소에 의해 분할된 2차원영역의 범위가 천이영역에 비해 상대적으로 작게 관찰되었다. 직은 종횡비를 갖는 사각형제트의 거동이나 실제 해양의 깊은 수심에서 다공확산관을 통해 방류되는 하ㆍ폐수의 거동을 예측하기 위한 2차원모형의 적용은 2차원영역을 지난 천이영역과 축대칭영역에서 중대한 오치를 야기할 수 있다. 2차원영역에서 가우스 상수가 보존되는 경향을 보였으며 2차원영역의 끝 지점에서 확장률이 감소함을 알 수 있었다. 중심선유속으로 무차원화 된 중심선 난류 강도는 초기에 급격히 증가하였고 높은 레이놀즈수에서 상대적으로 높은 난류강도를 보여주었다. The behavior of a three-dimensional pure rectangular water jet with aspect ratio of 10 was experimentally investigated based on the results of the mean velocity field obtained by PIV. The saddle back distribution was observed in the lateral distribution along the major axis. The theoretical centerline velocity equation derived from the point source concept using the spreading rate for the axisymmetric jet was in good agreement with the measured centerline velocity and gave the division of the potential core region, two-dimensional region, and axisymmetric region. The range of the two-dimensional region divided by the criterion of the theoretical centerline velocity decay for the aspect ratio of 10 was observed to be smaller than that of the transition region. The applicability of the two-dimensional model to the behavior of the rectangular jet with low aspect ratio or the wastewater discharged from a multi port diffuser in the deep water of real ocean may result in significant error in the transition and axisymmetric regions after the two-dimensional region. In the two-dimensional region, the Gaussian constant tended to be conserved, and the spreading rate slightly decreased at the end of the two-dimensional region. The normalized turbulent intensity along the centerline of the jet initially abruptly increased and showed relatively higher intensity for higher Reynolds number.

LIF 시스템을 이용한 단일수평부력제트의 거동연구

권석재(Kwon Seok Jae),서일원(Seo Il Won),김호중(Kim Ho Jung) 대한토목학회 2005 대한토목학회논문집 B Vol.25 No.4B