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본 논문은 경기만 해역의 조석운동에 의한 해저 저질의 침식과 토사의 이동확산 및 퇴적을 수치모형 실험한 연구결과이다. 또한 내륙의 한강과 임진강으로부터 유입되는 평수시 유출량과 홍수시 유출량을 수치모형에 상류경계조건으로 입력하여 이에 따른 영향을 수치 모의하였다. 조석운동에 의한 해저 저질의 침식량을 산정하기 위하여 해류에 의한 소류사량 산정식을 개발하였다. 기존의 해류에 의한 소류사량 산정식은 일반적으로 하천 소류사량 산정식을 수정하거나 비례상수를 재조정하여 사용하고 있다. 본 연구에서는 이론적인 해석을 바탕으로 토사이동량 산정식을 도출한 van Rijn(1984)의 하천소류사량 산정식을 개선하였고 Bijker(1966)의 관측자료를 이용하여 해류에서 적용 가능한 적절한 비례 상수를 구하였다. 경기만 해역의 조석운동을 구현한 수치모형은 조석운동의 지배방정식인 ...

본 논문은 경기만 해역의 조석운동에 의한 해저 저질의 침식과 토사의 이동확산 및 퇴적을 수치모형 실험한 연구결과이다. 또한 내륙의 한강과 임진강으로부터 유입되는 평수시 유출량과 홍수시 유출량을 수치모형에 상류경계조건으로 입력하여 이에 따른 영향을 수치 모의하였다. 조석운동에 의한 해저 저질의 침식량을 산정하기 위하여 해류에 의한 소류사량 산정식을 개발하였다. 기존의 해류에 의한 소류사량 산정식은 일반적으로 하천 소류사량 산정식을 수정하거나 비례상수를 재조정하여 사용하고 있다. 본 연구에서는 이론적인 해석을 바탕으로 토사이동량 산정식을 도출한 van Rijn(1984)의 하천소류사량 산정식을 개선하였고 Bijker(1966)의 관측자료를 이용하여 해류에서 적용 가능한 적절한 비례 상수를 구하였다. 경기만 해역의 조석운동을 구현한 수치모형은 조석운동의 지배방정식인 연속방정식과 2차원 운동량보존식을 ADE(Angled Derivative Explicit) Scheme을 적용하여 해석하였다. 경계조건으로 외해경계면과 육지경계면 및 조간대 계산으로 세분화하여 해석하였으며 하천유입수를 고려할 수 있도록 확장하였다. 경기만 해역의 조석운동에 의한 토사의 이동확산 및 침식퇴적의 양상은 조류의 영향으로 해저 마찰력이 임계마찰력 이상으로 증가하여 해저 저면에서 침식이 일어나 저질의 토사가 부상하고 조류에 의하여 부유상태의 토사가 이류확산 및 퇴적되는 현상을 반복한다. 즉, 해저 저질의 토사가 조류에 의해 『부상→이류→확산→침강』을 반복하면서 이동한다고 가정하였다. 이에 이들의 제반현상을 유체에 관한 연속방정식과 운동 방정식 그리고 부유사의 이동확산 방정식 및 해저 저면의 침식퇴적에 관한 연속방정식으로 세분화하여 해석하였다. 특히, 수심 평균된 부유사의 농도를 양해적으로 해석하기 위하여 부유사의 2차원 확산방정식에서 이산항은 1차의 Upstream Scheme을 사용하고 확산항은 Larkin(1964)의 ADE(Alternating Direction Explicit) Method를 접목한 Upstream Scheme을 적용하였다. 또한 부유사의 이동확산 방정식에 부유사의 침식퇴적항을 포함하여 침식퇴적으로 인한 해저 저면의 지형변화를 토사의 연속방정식으로 해석 하였다.

Abstract ▼ AI-Helper

A numerical model based on a finite difference method has been developed for describing the suspended sediment transport primarily driven by tidal current in Kyonggi Bay. The model accounts for tidal current, suspended sediment transport, estuary flood(river flow) effects on current motion and suspe...

A numerical model based on a finite difference method has been developed for describing the suspended sediment transport primarily driven by tidal current in Kyonggi Bay. The model accounts for tidal current, suspended sediment transport, estuary flood(river flow) effects on current motion and suspended sediment transport and the wetting and drying of tidal flat near coastline. The equations of refined bed load transport(Yoo, Shin and Lim, 2000) and suspended load transport(Yoo, Shin and Lim, 2000) are introduced in the module of suspended sediment transport. Approximation equations are developed to compute explicitly two integrals in the equations of suspended load. And the terms of sources and sinks are computed by the relations of shear velocity and critical shear velocity or sedimentation shear velocity. Mixing process module of explicit method has been developed in this study. This module improves the computation of suspended transport and diffusion by conbining ADE(Alternating Direction Explicit) Scheme of Larkin(1964) and first order Upstream Scheme. Especially, it is good for handling the tidal flat in Kyonggi Bay. The erosion and sedimentation driven by tidal currents in Kyonggi Bay are computed by using the present model. At first the bottom sediments of the sea are picked up by the relation of the shear velocity and the critical shear velocity driven by tidal current in Kyonggi Bay and the suspended sediments are transported and diffused by current flow and finally the suspended sediments are simulated by the relation of the shear velocity and the sedimentation shear velocity driven by tidal current.

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