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          연구논문 : 영산강 하구둑 배수갑문 확장 후 시간 변화에 따른 저염수 거동 예측

          권철휘 ( Chul Hui Kwoun ),권민선 ( Min Sun Kwon ),강훈 ( Hun Kang ),장규상 ( Gyu Sang Jang ),서정빈 ( Jeong Bin Seo ),조광우 ( Kwang Woo Cho ),맹준호 ( Jun Ho Maeng ) 한국환경영향평가학회 2012 환경영향평가 Vol.21 No.4

          영산강 하구에서 담수유입에 따른 저염수의 거동을 파악하기 위하여 EFDC 모델을 수행하였다. 모델의 수행은 홍수기 배수갑문 확장 전·후로 나누어 수행하였으며, 모델의 마지막 담수유입시점으로부터 16일 후 해역이 준 정상상태에 도달하기까지 저염수의 확산양상을 시간 경과 순으로 살펴보았다. 그 결과, 담수유입이 멈춘 후에 저염수는 방류시점으로부터 약 6시간 경과 후에 배수갑문전면 해역으로부터 해측으로 최대의 확산을 보였으며, 약 2~7일 후 염분의 분포 양상은 담수가 유입되기 전으로 회복되는 경향을 보였다. 한편, 배수갑문을 확장하기 전보다 배수갑문을 확장한 후에 담수유입 후 해역이 준 정상상태에 도달하는 시간이 더욱 짧았는데, 이는 시간당 방류량의 증가가 난류혼합을 강하게 하고, 해측으로 더 멀리 확산된 저염수는 외해수에 의해 보다 쉽게 혼합되기 때문인 것으로 판단된다. 따라서, 본 해역에서 일정한 양의 담수가 유입되는 경우, 저염수의 확산은 시간당 방류량이 크고 방류지속시간이 짧을수록 해역이 준정상상태에 도달하는 시간이 더욱 짧아질 것으로 사료된다.

        • 수치모델을 이용한 조석성분과 비조석성분의 모의

          김종구(Jong.Gu.Kim),강훈(Hoon.Kang),권민선(Min.Sun.Kwon),장효상(Hyo.Sang.Jang),이재성(Jae.Seong.Lee) 한국해양환경·에너지학회 2015 한국해양환경공학회 학술대회논문집 Vol.2015 No.5

          진해만에서 경계조위의 외력조건을 달리하여 수치모형실험을 수행하였고, 모델의 계산 결과를 비교하여 가장 적합한 외력 조건을 판단하였다. 실험안은 총 4개의 실험안 ? Case 1 : 4개 분조 외력, Case 2 : 8개 분조 외력, Case 3 : 유의한 모든 분조 외력, Case 4 : 전체 성분 외력 ? 으로 구성하였고, 각 실험안에 대하여 조위 검증 결과와 조류 검증 결과를 비교하였다. 조위는 4개 분조의 조화상수만을 외력으로 입력했을 경우에는 관측치를 재현하기가 어려웠고, 최소 8개 분조 이상을 외력으로 고려하였을 때 관측치를 잘 재현하였다. 조위는 유의한 분조수가 많을 수록, 그리고 비조석 성분을 함께 고려할수록 관측치를 더 잘 재현하는 것으로 판단된다. 조류는 조위와 마찬가지로 4개 분조만을 외력으로 입력했을 경우에는 관측치를 재현하기가 어려웠고, 최소 8개 분조 이상을 외력으로 고려하였을 때 관측치를 잘 재현하였다. 그러나, 조위의 경우와는 다르게 Case 2, Case 3, Case 4의 계산 결과가 거의 차이가 없었다. 이는 조석 변위만을 외력으로 입력하였을 경우, 조위의 비조석성분 외력이 조류의 잔차 성분을 잘 재현하지 못하기 때문으로 판단된다. Numerical simulations were conducted by varying the external force condition of the boundary tide level at Jinhae Bay, and the most appropriate external force condition was determined by comparing the results of the model calculations. The test was composed of four cases - Case 1: external force of four harmonic constituents, Case 2: external force of eight harmonic constituents, Case 3: external force of all significant harmonic constituents, Case 4: external force of all components - and the validation results of tide level and tidal current in each case were compared. The observed tide level value was difficult to reproduce when only the harmonic constants of the four harmonic constituents were entered as the external force. The observed value was better reproduced when at least eight harmonic constituents were considered for the external force. It appears that the larger the number of significant harmonic constituents the tide level has, and the more non-tidal components are considered, the better the harmonic constituent reproduces the observed value. Similarly, it was difficult to reproduce the observed values for tidal currents when the external force of only four harmonic constituents were entered, and the observed values were better reproduced when at least eight harmonic constituents were considered for the external force. Unlike tide levels, however, calculated results for Case 2, 3, and 4 were nearly identical. It appears that the non-tidal component"s external force of the tide level cannot successfully reproduce the residual components of the tidal current if only the tide displacement is entered as the external force.

        • KCI등재

          수치모델을 이용한 진해만 내 소규모 내만의 해수교환율 비교

          김남수(Nam Su Kim),강훈(Hoon Kang),권민선(Min-Sun Kwon),장효상(Hyo-Sang Jang),김종구(Jong Gu Kim) 한국해양환경·에너지학회 2016 한국해양환경·에너지학회지 Vol.19 No.1

          진해만의 소규모 내만인 당항포만, 당동만, 원문만, 고현성만, 마산만에서의 해수교환율 평가를 위하여 EFDC 모델을 이용해 진해만 전체의 해수유동을 재현하고, 라그랑지(입자추적) 및 오일러(염료확산) 모델기법을 병행하여 해수교환율을 각각 산정하였다. 그 결과 입자추적 방법으로 산정한 해수교환율은 당항포만에서 60.84%로 가장 높고, 마산만에서 30.50%로 가장 낮게 평가되었고, 염료확산 방법으로 산정한 해수교환율은 당항포만에서 45.40%로 가장 높고, 마산만에서 34.65%로 가장 낮게 평가되었다. 당항포만에서 해수교환율이 가장 좋은 이유는 좁은 만 입구로 인한 유속의 가속화 때문이며, 입자추적 방법의 경우 입자가 빠져나갔다가 다시 들어오기 힘든 형태적 특성 때문으로 판단되었다. 한편, 라그랑지 입자의 경우 낙조류에 의해 만을 빠져나갔다가 창조류에 의해 다시 유입될 때 온전한 입자가 그대로 유입하지만, 염료의 경우에는 만을 빠져나간 후 다시 유입하더라도 외해수에 의해 희석되어 유입하기 때문에 염료확산 방법으로 산정한 해수교환율이 전반적으로 더 높게 나타나는 경향을 보였고, 두 가지 방법에 의해 산정된 해수교환율은 같은 조건에서 비교하더라도 상대적으로 전혀 다르게 나타났다. 따라서, 해수교환율을 평가할 때에는 이 두 가지 방법을 병행하거나, 연구의 목적 및 해역의 특성을 충분히 고려하여 모델링 기법을 선정해야만 보다 합리적인 결과를 얻을 수 있을 것으로 판단된다. 한편, 폐쇄도 지수와 라그랑지 및 오일러 방법으로 산정한 해수교환율을 비교한 결과, 폐쇄도 지수가 높을수록 수치모형 기법에 상관없이 해수교환율이 높게 나타났다. 따라서, 폐쇄도 지수가 만의 폐쇄성을 지시하는 지수로 사용하기에 적합하지 않고 수정 및 보완이 필요하다고 판단되었다. For the assessment of seawater exchange rates in Danghangpo bay, Dangdong bay, Wonmun bay, Gohyunsung bay, and Masan bay, which are small-scale inner bays of Jinhae bay, an EFDC model was used to reproduce the seawater flow of the entire Jinhae bay, and Lagrange (particle tracking) and Euler (dye diffusion) model techniques were used to calculate the seawater exchange rates for each of the bays. The seawater exchange rate obtained using the particle tracking method was the highest, at 60.84%, in Danghangpo bay, and the lowest, at 30.50%, in Masan bay. The seawater exchange rate calculated based on the dye diffusion method was the highest, at 45.40%, in Danghangpo bay, and the lowest, at 34.65%, in Masan bay. The sweater exchange rate was found to be the highest in Danghangpo bay likely because of a high flow velocity owing to the narrow entrance of the bay; and in the case of particle tracking method, the morphological characteristics of the particles affected the results, since once the particles get out, it is difficult for them to get back in. Meanwhile, in the case of the Lagrange method, when the particles flow back in by the flood current after escaping the ebb current, they flow back in intact. However, when a dye flows back in after escaping the bay, it becomes diluted by the open sea water. Thus, the seawater exchange rate calculated based on the dye diffusion method turned out to be higher in general, and even if a comparison of the sweater exchange rates calculated through two methods was conducted under the same condition, the results were completely different. Thus, when assessing the seawater exchange rate, more reasonable results could be obtained by either combining the two methods or selecting a modeling technique after giving sufficiently consideration to the purpose of the study and the characteristics of the coastal area. Meanwhile, through a comparison of the degree of closure and seawater exchange rates calculated through Lagrange and Euler methods, it was found that the seawater exchange rate was higher for a higher degree of closure, regardless of the numerical model technique. Thus, it was deemed that the degree of closure would be inappropriate to be used as an index for the closeness of the bay, and some modifications as well as supplementary information would be necessary in this regard.

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