$\require{mediawiki-texvc}$

연합인증

연합인증 가입 기관의 연구자들은 소속기관의 인증정보(ID와 암호)를 이용해 다른 대학, 연구기관, 서비스 공급자의 다양한 온라인 자원과 연구 데이터를 이용할 수 있습니다.

이는 여행자가 자국에서 발행 받은 여권으로 세계 각국을 자유롭게 여행할 수 있는 것과 같습니다.

연합인증으로 이용이 가능한 서비스는 NTIS, DataON, Edison, Kafe, Webinar 등이 있습니다.

한번의 인증절차만으로 연합인증 가입 서비스에 추가 로그인 없이 이용이 가능합니다.

다만, 연합인증을 위해서는 최초 1회만 인증 절차가 필요합니다. (회원이 아닐 경우 회원 가입이 필요합니다.)

연합인증 절차는 다음과 같습니다.

최초이용시에는
ScienceON에 로그인 → 연합인증 서비스 접속 → 로그인 (본인 확인 또는 회원가입) → 서비스 이용

그 이후에는
ScienceON 로그인 → 연합인증 서비스 접속 → 서비스 이용

연합인증을 활용하시면 KISTI가 제공하는 다양한 서비스를 편리하게 이용하실 수 있습니다.

한강하구 수로별 순 수송량과 대.소조기 변화에 따른 염하수로의 순 수송량 변동에 관한 수치해석적 연구
Numerical Study on Spring-Neap Variability of Net Volume Transport at Yeomha Channel in the Han River Estuary 원문보기 논문타임라인

한국해안·해양공학회논문집 = Journal of Korean Society of Coastal and Ocean Engineers, v.24 no.4, 2012년, pp.257 - 268  

윤병일 (인하대학교 해양과학과) ,  우승범 (인하대학교 해양과학과)

초록
AI-Helper 아이콘AI-Helper

경기만과 한강하구를 유기적으로 연결한 고해상도 격자시스템의 EFDC수치모델을 이용하여 한강하구 수로별 순 수송량을 연구하였다. 수치모델의 모의기간은 2009년 5월부터 8월까지 총 124일 동안 모의하였으며, 담수 유입량은 모의 기간 동안 실제 한강과 임진강의 담수량을 입력자료로 사용하였다. 수치모델 결과는 관측된 조석 조화상수를 이용하여 보정 작업을 수행하였고 조류 관측자료를 이용하여 검증하였다. 강화 북쪽수로와 염하수로에서 평수기 담수량이 유입되는 30일 동안의 순 수송량을 계산하면, 염하수로와 강화 북쪽수로를 통해서 경기만으로 유출되는 수송량은 56:44의 비율로 나타났다. 평수기 30일 동안에 염하수로로 유입된 순 수송량의 방향은 세어도 인근 지역까지 하류 방향이고, 인천항 전면과 영종대교 인근 지역의 순 수송량은 상류 방향으로 나타났다. 영종대교 인근 해역에서 하류와 상류 방향에서 유입된 순 수송량의 수렴대가 형성되고 강화도와 영종도 사이의 수로를 통해서 서쪽으로 유출된다. 염하수로의 대 소조기 변동에 따른 순 수송량의 변화를 비교하기 위하여, 대 소조기 각 4 조석주기 동안의 결과를 분석하였다. 외해에서 유입되는 순 수송량과 하구 상류에서 유출되는 순 수송량의 수렴대 위치가 대 소조기 변동에 따라서 상류 또는 하류로 이동되며, 서쪽으로 유출되는 위치가 다르게 나타난다. 대조기에 비하여 소조기 때 수렴대의 위치가 상류 방향으로 이동되는 이유는 1)대조기 때 수위의 증가에 의한 강화도와 영종도 사이의 수로를 통한 유출량 증가, 2)대조기 때 상류와 하류의 해수면 차이에 의한 하류 방향으로 순압력 증가, 3)소조기 때 혼합 작용의 감소에 의한 주 수로의 상류 방향으로의 경압력 증가라고 판단된다.

Abstract AI-Helper 아이콘AI-Helper

The EFDC model with find grid resolution system connecting the Gyeong-Gi bay and Han River estuary was constructed to study on spring-neap variability of net volume transport at each channel of the Han River estuary. The simulation time of numerical model is 124 days from May to August, 2009 with fr...

주제어

AI 본문요약
AI-Helper 아이콘 AI-Helper

* AI 자동 식별 결과로 적합하지 않은 문장이 있을 수 있으니, 이용에 유의하시기 바랍니다.

문제 정의

  • 그러므로 수치모델은 평수기 수로 별 순 수송량과 대ㆍ소조기 변동에 따른 순 수송량을 제공할 수 있는 유용한 방법이다. 기존 수치모델 연구에서 다양한 것을 개선을 하였지만, 본 연구에서 사용된 수치모델 역시 한계점이 존재하기 때문에 추후 이런 점을 개선하여 한강하구 및 강화도 주변의 순 수송량 메커니즘을 규명하고자 한다.
  • 본 연구에서는 경기만 외해지역과 한강 하구역이 통합적으로 연결된 고해상도 모델을 구축하였고, 다수의 조석자료를 이용한 보정을 통해서 수치모델의 민감도 분석을 수행하였다. 또한, 4개 정점에서 30일 이상 관측된 유속자료를 사용하여 검증 작업을 거쳐 신뢰성이 확보된 수치모델 결과를 이용하여 각 수로 별 평수기의 순 수송량의 비율과 대ㆍ소조기 변화에 따른 염하수로의 순 수송량의 차이를 제시하고자 한다.
  • 염하수로의 수렴지역에서는 양쪽에서 진입하는 수송량의 영향으로 상당히 복잡한 흐름이 예상되며, 순 수송량의 방향과 크기에 따라서 퇴적물의 침식, 이동 그리고 조간대 형성 등에도 큰 영향을 미칠 것으로 판단된다. 지금까지 평수기 30일 동안의 평균된 순 수송량의 수로 별 차이와 대, 소조기 동안의 수렴지역의 이동에 대해서 연구하였다. 퇴적물의 이동과 조간대 형성은 평수기 때 상류에서 유입되는 토사에 의해서 발달되기도 하지만 홍수기 단기간에 엄청난 양의 토사로 인해서 급격하게 형성될 가능성도 있다.

가설 설정

  • 3개의 담수 유입 지역과 다수의 수로로 구성된 경기만 및 한강 하구역의 해수순환 특성은 각 수로 별로 독특한 특성으로 나타난다(Woo and Yoon, 2010; 윤ㆍ우, 2011). 또한, 조석의 대ㆍ소조기 변화 및 계절적으로 큰 차이를 보이는 담수 유입량을 고려할 때 각 수로의 순 수송량은 시공간적으로 상이하게 나타날 것이고, 각 수로의 보이는 순 수송량 차이는 퇴적물 및 물질이동에 직접적인 영향을 미칠 것이다. 본 연구에서는 경기만 외해지역과 한강 하구역이 통합적으로 연결된 고해상도 모델을 구축하였고, 다수의 조석자료를 이용한 보정을 통해서 수치모델의 민감도 분석을 수행하였다.
본문요약 정보가 도움이 되었나요?

질의응답

핵심어 질문 논문에서 추출한 답변
Warner et al., 2005에 따르면, 수치모델의 민감도 분석이란? 수치모델의 민감도 분석은 바닥마찰 및 난류 확산계수, 수심 등과 같은 입력조건의 변화에 따른 수위, 유속의 모의에 가장 중요한 영향을 미치는 인자를 제시하는 것이다(Warner et al., 2005).
절대상대오차란? 조석 조화상수 정점에 대하여 구역별로 절대상대오차(ARE; Absolute Relative Error)와, RMS(Root mean square)를 식 (11)와 식(12)의 방법으로 산출하여 비교하였다. 절대상대오차는 수치계산 결과의 절대적인 크기가 관측자료와 얼마나 차이가 있는지를 백분율로 표현한 것으로, 그 차이가 적을수록 수치모델의 결과가 관측자료의 절대적인 크기를 잘 재현하는 것을 의미한다.
실제 담수 유입량 자료를 이용하여 평수기와 홍수기의 순 수송량 변화에 대해서 연구를 해야 하는 이유는? 지금까지 평수기 30일 동안의 평균된 순 수송량의 수로 별 차이와 대, 소조기 동안의 수렴지역의 이동에 대해서 연구하였다. 퇴적물의 이동과 조간대 형성은 평수기 때 상류에서 유입되는 토사에 의해서 발달되기도 하지만 홍수기 단기간에 엄청난 양의 토사로 인해서 급격하게 형성될 가능성도 있다. 그러므로 홍수기기간 동안의 실제 담수 유입량 자료를 이용하여 평수기와 홍수기의 순 수송량 변화에 대해서 연구할 필요성이 있다.
질의응답 정보가 도움이 되었나요?

참고문헌 (41)

  1. 강영승, 채영기, 이형래 (2011). 광양만과 진주만 해역에서 담수 유입으로 인한 밀도성층 변화. 한국해안.해양공학회논문집, 23(1), 126-137. 

  2. 강주환, 박선중, 김양선, 소재귀 (2009). 해수유동모형의 조간대 모의 특성, 한국해안.해양공학회 논문집, 21(5), 357-370. 

  3. 권석재, 강태순 (2007). 남해안의 조위 및 조류거동 수치모의. 한국해안.해양공학회 논문집, 19(3), 253-265. 

  4. 김원 (2001). 신곡수중보와 조석운동을 고려한 한강 본류의 흐름특성. 대한토목학회논문집, 21(3B), 305-314. 

  5. 김종규, 곽경일, 정정호 (2008). 섬진강 하구역의 3차원 혼합특성 연구. 한국해양환경공학회지, 11(3), 164-174. 

  6. 김홍선 (1997). 경기만에서의 해수 유동과 염분 분포에 대한 수치모델링. 석사학위청구논문, 인하대학교. 

  7. 서승원 (2011). 서해연안 상세현상을 통한 천해조석 및 조석비대칭 재현. 한국해안.해양공학회 논문집, 23(4), 313-325. 

  8. 서승원, 이화영, 유상철 (2010). 방조제 완공에 따른 호내부 수질변화 모의. 한국해안.해양공학회 논문집, 22(4), 258-271. 

  9. 송용식, 우승범 (2011). 염하수로 인근에서 조석 변형과 장주기 조류성분의 변동 특성. 한국해안.해양공학회 논문집, 23(5), 393-400. 

  10. 윤병일 (2006). 경기만 한강하구 조석/조류 전파 특성 및 비선형 천해분조에 대한 수치모델링. 석사학위청구논문, 인하대학교. 

  11. 윤병일, 우승범 (2011). 조석 전파 특성을 활용한 한강하구 주요 수로의 지형학적 수렴과 바닥 마찰 간의 관계에 대한 연구. 한국해안.해양공학회 논문집, 23(5), 382-392. 

  12. 윤병일, 우승범 (2012). 한강하구 염하수로 주변의 조석변화에 따른 염분분포와 담수와의 상관관계. 한국해안.해양공학회 논문집, (심사중) 

  13. 임효혁 (1999). 경기만에서의 수치모델링을 이용한 한강수 유입 연구. 석사학위청구논문, 인하대학교. 

  14. 전지혜, 정세웅 (2012). 새만금호 3차원 수리.수질모델(EFDC)의 수치격자 민감도 분석. 한국물환경학회지, 28(1), 26-37. 

  15. 정정호, 김국진, 양근호, 장윤영, 박선환, 김영택 (2007). 경기만 내 담수 유입으로 인한 시.공간적인 염분변화에 대한 연구. 한국환경영향평가학회, 16(6), 421-432. 

  16. 정태성, 최종화 (2011). EFDC 해수유동모형의 계산시간 효율화. 한국해양환경공학회지, 14(2), 121-129. 

  17. 최병호, (1987). 인천만 조석의 주분조. 한국항만협회지 "항만" 37-50. 

  18. Blumberg, A. F. and Mellor G. L. (1987). A Description of a Three-Dimensional Coastal Ocean Circulation Model. (ed : Heaps., N. S.), Three Dimensional Coastal Models, American Geophysical Union, Washington, D.C. 

  19. Casulli, V. and Cheng, R. (1992). Semi-implicit finite difference methods for three-dimensional shallow water flow. International J. for Numerical Methods in Fluids, 15, 629-648. 

  20. Fortunato, A. B., Oliveira, A. and Baptista, A. M. (1999). On the effect of tidal flats on the hydrodynamics of the Tagus estuary. Acta Oceanologica Sinica, 22(1), 31-44. 

  21. Hamrick, J. M. (1994). Application of the EFDC, environmental fluid dynamics computer code to SFWMD Water Conservation Area 2A. Report JMH-SFWMD-94-01, Williamsburg, VA, 126 p. 

  22. Ji, Z. G., Morton, M. R. and Hamrick, J. M. (2001). Wetting and drying simulation of estuarine processes. Estuarine, Coastal and Shelf Science, 53, 683-700. 

  23. Jin, K. R., Hamrick, J. M. and Tisdale, T. S. (2000), Application of a three-dimensional hydrodynamic model for Lake Okeechobee, Journal of Hydraulic Engineering, 106, 758-772. 

  24. Kang, K. R. and Iorio D. D. (2008). A study of estuarine flow using the roving ADCP data. Ocean Science Journal, 43(2), 81-90 

  25. Kang, S. K. (1995). Seasonal variability of the M2 tide in the seas adjacent Korea, Continental Shelf Research, 15(9), 1087-1113 

  26. Kim, C. S., Lim, H. S., Kim J. A. and Kim, S. J. (2009). Residual flow and its implication to macro-tidal flats in Kyunggi Bay estuary of Korea. Journal of Coastal Research, SI56, 976-980. 

  27. Kuo, A. Y., Shen, J. and Hamrick, J. M. (1996). The effect of acceleration on bottom shear stress in tidal estuaries. Journal of Waterways, Ports, Coastal and Ocean Engineering. 122, 75-83. 

  28. Lane, A., (2004). Bathymetric Evolution of the Mersey Estuary, UK, 1906-1997: Causes and Effects. Estuarine, Coastal and Shelf Science, 59, 249-263 

  29. Lee, J. C., Kim, C. S. and Jung, K. T. (2001). Comparison of Bottom Friction Formulations for Single-Constituent Tidal Simulations in Kyunggi Bay. Estuarine, Coastal and Shelf Science, 53, 701-715. 

  30. Leendertse, J. J. and Gritton, E. C. (1971). A water quality simulation model of well mixed estuaries and coastal seas: Vol.2, computational procedures. Rand Corp., Report R-708-NYC, New York. 

  31. Mellor G. L. and Yamada, T. (1982). Development of a turbulence closure model for geophysical fluid problems, Review of Geophysics and space Physics. 20, 851-875. 

  32. Nunes Vaz, R. A., Lenon, G. W. and de Silva Samarasinghe, J. R. (1989). The negative role of turbulence in estuarine mass transport, Estuarine Coastal Shelf Sci., 28, 361-377. 

  33. Park, K., Oh, J. H., Kim, H. S. and Im, H. H. (2002). Case study: Mass Transport Mechanism in Kyunggi Bay around Han River Mouth. Journal of Hydraulic Engineering, 128(3): 257-267. 

  34. Shen, J., Boon, J. D. and Kuo, A. Y. (1999). A modeling study of a tidal intrusion front and its impact on larval dispersion in the James River estuary, Virginia. Estuaries, 22, 681-692. 

  35. Smagorinsky, J., (1963). General circulation experiments with primitive equations I. the basic experiment. Mon. Weather Rev., 91, 99-164. 

  36. Stacey, M. T., Burau, J. R. and Monismith, S. G. (2001). Creation of residual flows in a partially stratified estuary. J. Geophy. Res., 106, 17013-17037 

  37. Warner, J. C., Geyer, W. R. and Lerczak, J. A. (2005). Numerical modelling of an estuary: a comprehensive skill assessment. Journal of Geophysical Research, 110, C05001. 

  38. Woo, S. B. and Yoon, B. I., (2011). The Classification of Estuary and Tidal Propagation Characteristics in the Gyeong-Gi Bay, South Korea. Journal of Coastal Research, SI64, 1624-1628. 

  39. Yang, Z. and Hamrick, J. M. (2003). Variational inverse parameter estimation in a cohesive sediment transport model: an adjoint approach. Journal of Geophysical Research, 108(C2), 3055, doi:10.1029/2002JC001423 

  40. Yang, Z. and Hamrick, J. M. (2004). Optimal control of salinity boundary condition in a tidal model using a variational inverse method. Estuarine, Coastal and Shelf Science, 62, 13-24. 

  41. Zou, R., Carter, S., Shoemaker, L., Parker, A. and Henry, T. (2006). An integrated hydrodynamic and water quality modeling system to support nutrient TMDL development for Wissahickon Creek. Journal of Environmental Engineering, 132, 555-566. 

저자의 다른 논문 :

LOADING...
섹션별 컨텐츠 바로가기

AI-Helper ※ AI-Helper는 오픈소스 모델을 사용합니다.

AI-Helper 아이콘
AI-Helper
안녕하세요, AI-Helper입니다. 좌측 "선택된 텍스트"에서 텍스트를 선택하여 요약, 번역, 용어설명을 실행하세요.
※ AI-Helper는 부적절한 답변을 할 수 있습니다.

선택된 텍스트

맨위로