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조석으로 인한 만 내 점착성 부유사 퇴적량 추정 : 수치해석
Estimating the Amounts of Long-term Cohesive Sediment Deposition in Two Tide-dominated Bays of South Korea: Numerical Study 원문보기

大韓土木學會論文集, Journal of the Korean Society of Civil Engineers, B. 수공학, 해안 및 항만공학, 환경 및 생태공학, v.30 no.1B, 2010년, pp.33 - 40  

강민구 (미래자원연구원)

초록
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본 연구에서는 조석으로 인한 만에서 부유사 이동과 해저지형변화 예측에 대한 2차원 유사운송모형인 HSCTM-2D 모형의 적용성을 평가하였다. 또한, 보정된 모형을 이용하여 아산만 해역과 천수만 해역에서 점착성 부유사의 유입으로 인한 장기 퇴적량을 추정하였다. HSCTM-2D 모형을 보정하기 위하여 대상해역에 위치한 검조소의 실측조위자료와 모의기간 동안 측정한 유속 및 부유사농도 자료를 모의결과와 비교하였으며, 실측자료와 모의결과가 유사한 경향을 나타내는 것으로 확인되었다. 대상해역의 퇴적환경을 고려하여 외해유입 부유사 농도를 결정하고 장기간의 조석활동에 의한 점착성 부유사의 퇴적량을 추정하였으며, 아산만 해역에서는 연간 퇴적율이 8.1 cm/yr, 천수만 해역에서는 연간 퇴적율이 14.5 cm/yr를 나타냈다. 이와같은 연구결과로부터 적용된 모델링 시스템이 해역의 점착성 부유사 이동 및 퇴적과정에 대한 이해와 완화대책수립에 유용할 것으로 판단된다.

Abstract AI-Helper 아이콘AI-Helper

In this study, a two-dimensional hydrodynamic and sediment transport modeling system, HSCTM-2D is employed to simulate the amounts of long-term cohesive sediment deposition in two study bays, and its applicability is evaluated. The modeling system's two modules for hydrodynamic modeling and sediment...

주제어

AI 본문요약
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문제 정의

  • 본 연구에서는 아산만 해역과 천수만 해역의 점착성 부유사 퇴적환경을 파악하고 장기간 퇴적량을 추정하기 위하여 대상 해역의 해양환경을 조사 및 분석하였다. 또한, 2차원 유사운송모형인 HSCTM-2D 모형을 이용하여 대상 해역에서 조석으로 인한 점착성 부유사 운송 및 퇴적과정을 재현하였다.
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질의응답

핵심어 질문 논문에서 추출한 답변
부유사의 퇴적량과 퇴적형태가 영향을 받는 특성은? 부유사는 응집 덩어리를 형성하여 해저에 침강되며, 일시적으로 가라앉은 유사의 일부는 조류속에 의해 침식되어 재부상하여 부유사 상태로 다시 이동하며, 바닥에 남은 입자들은 장기간 압밀되어 퇴적층이 된다. 이와 같은 과정을 거친 부유사의 퇴적량과 퇴적형태는 해역의 조위, 조류속, 유향 등과 같은 수리적 특성으로부터 영향을 받는다. 또한, 장기간 유사퇴적은 해저지형을 변화시켜 항해에 지장을 주고 수질을 오염시키며 해상장비에 손상을 입히는 경우도 있다(서승원, 2004; McAnally et al.
부유사의 과정을 설명하시오. 이들은 조석이나 파랑에 의해 외해에서 유입된 부유물, 상류유역으로부터 유입된 토사, 해저나 해안에서 부상한 입자들이며, 대부분 미세하기 때문에 부유사 형태로 이동한다. 부유사는 응집 덩어리를 형성하여 해저에 침강되며, 일시적으로 가라앉은 유사의 일부는 조류속에 의해 침식되어 재부상하여 부유사 상태로 다시 이동하며, 바닥에 남은 입자들은 장기간 압밀되어 퇴적층이 된다. 이와 같은 과정을 거친 부유사의 퇴적량과 퇴적형태는 해역의 조위, 조류속, 유향 등과 같은 수리적 특성으로부터 영향을 받는다.
보정된 모형을 이용하여 점착성 부유사의 장기 퇴적량을 추정한 연구의 결과는? 1. HSCTM-2D 모형의 해수유동 부모형을 보정한 결과를 살펴보면, 아산만 해역의 경우에 평택검조소의 실측조위자료 모의결과 사이에 RMSE는 0.30 m, R2는 0.987, 대상 기간동안 22개 지점에서 측정한 유속자료와 모의결과 사이의 R2는 0.81, RMSE는 0.07 m/sec을 나타냈다. 천수만 해역의 경우에는 보령검조소의 실측조위자료와 모의결과 사이의 RMSE가 0.28 m, R2는 0.987, 대상 기간동안 14개 지점에서 측정한 유속자료와 모의결과 사이의 R2는 0.97, RMSE는 0.05 m/sec를 나타냈다. 2. HSCTM-2D 모형의 유사이동 부모형의 보정한 결과를 살펴보면, 아산만 해역의 경우에 22개 측정지점의 부유사 농도 실측자료와 모의결과들 사이에 R2는 0.84, RMSE는 7.7 mg/L를 나타냈다. 천수만 해역의 경우에는 14개 측정 지점의 부유사 농도 실측자료와 모의결과를 사이에 R2는 0.85, RMSE는 4.3 mg/L를 나타냈다. 3. 아산만의 연간 퇴적량을 추정하기 위하여 외해에서 유입되는 부유물 농도를 20 mg/L와 50 mg/L로 구분하여 모의한 결과, 각각 3.7 cm/yr와 4.4 cm/yr로 연간퇴적율은 8.1 cm/yr를 나타냈다. 천수만의 연간 퇴적량을 추정하기 위하여 외해에서 유입되는 부유물 농도를 20 mg/L와 40 mg/L로 구분하여 모의한 결과, 각각 6.5 cm/yr과 8.0 cm/yr로 연간퇴적율은 14.5 cm/yr를 나타냈다.
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참고문헌 (23)

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  23. U.S. Environmental Protection Agency(EPA) (1995) HSCTM-2D, a finite element model for depth-averaged hydrodynamics, sediment and contaminant transport, Georgia, USA. 

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