초록 ▼

I. 서론

하천․호소 등의 공공수역에 발생할 수 있는 수질오염사고의 효율적인 대응을 위해서 국립환경과학원은 EFDC(Environmental Fluid Dynamics Code) 모형을 기반으로 수질오염사고대응예측시스템이 운영 중에 있다. EFDC(Environmental Fluid Dynamic Code) 모델은 연안, 하구, 하천 등에서의 유동 및 물질수송을 모의하는 3차원 수치모형이고, 특히 유류 확산 모델링은 EFDC 모델의 구성 요소인 라그랑지안 입자추적(Lagrangian particle tracking, L

I. 서론

하천․호소 등의 공공수역에 발생할 수 있는 수질오염사고의 효율적인 대응을 위해서 국립환경과학원은 EFDC(Environmental Fluid Dynamics Code) 모형을 기반으로 수질오염사고대응예측시스템이 운영 중에 있다. EFDC(Environmental Fluid Dynamic Code) 모델은 연안, 하구, 하천 등에서의 유동 및 물질수송을 모의하는 3차원 수치모형이고, 특히 유류 확산 모델링은 EFDC 모델의 구성 요소인 라그랑지안 입자추적(Lagrangian particle tracking, LPT) 모듈을 적용한다.

이러한 수질오염사고대응예측시스템의 정확도 향상을 위해서는 예측 모형의 지속적인 검증 및 개선이 요구된다. 예측 모형의 검증을 위해서는 사고 오염물질의 거동을 재현할 수 있는 검증자료 확보가 반드시 필요하나, 실제 사고사례 등으로부터 검증자료를 확보하기 어려운 실정이다. 따라서 검증자료의 축적과 실제 사고사례를 대체할 수 있는 실험 수단 개발 요구가 증가되고 있다.

GPS 부자는 염료나 방사성 동위원소와 같은 추적자에 비해 위해성이 없고, 장시간 추적이 가능한 장점이 있으며, GPS 부자 실험결과로서 부유성 오염물질의 이송·확산 모델링 검증에 활용이 가능하다6. GPS 부자는 해양에서 표면유속, 해수 순환, 유생(Larva)이나 조류(Algae)의 표류, 유류의 이동궤적 추적 등에 활용되었고, 하천에서는 유속과 유량 측정, 유류 오염물질의 이송·확산 해석 등에 적용되었다.

(출처:본문 I. 서론 p.7)

Abstract ▼

National Institute Environmental Research (NIER) has been operating Water pollution Accident Response Management System (WARMS) to make the accurate real-time prediction of pollutant’s travel time and concentration based on EFDC(Environmental Fluid Dynamics Code). It is necessary to collect data con

National Institute Environmental Research (NIER) has been operating Water pollution Accident Response Management System (WARMS) to make the accurate real-time prediction of pollutant’s travel time and concentration based on EFDC(Environmental Fluid Dynamics Code). It is necessary to collect data concerning transport of pollutants in order to verify prediction model results. Trajectory experiment using Global Position System(GPS)-equipped surface drifter is useful to analyze advection and diffusion of oil contaminants, because GPS drifter has no harm to ecosystem and could be available for tracing spilled oil and determining surface flow velocity. In this study, the applicability of GPS drifter is evaluated by comparing drifter’s advection velocity with velocity from LSPIV(Large scale particle image velocimetry) method, as the GPS drifter experiments can be alternative measures reproducing the movement of pollutants in a actual water pollution accidents.
From the results of GPS drifter experiment and three dimensional EFDC model, We’d suggest the appropriate verification techniques for advection velocity and diffusion extent of floating pollutants. The differences between the velocity by LSPIV method and the speed of fixed moving cart in the cruise control system was 0.003∼0.030 m/s and MAPE(Mean absolute percent error) was 6.6 %. And the differences between the velocity by GPS drifter and the velocity by LSPIV method in the field measurement was 0.002∼0.013 m/s and MAPE was 7.9 %, indicating small error having good accuracy and precision. In the middle-Nakdong river, the average velocity of GPS drifters in September 28 and October 11, 2016 was 0.114 m/s and 0.224 m/s, respectively. And LPT(Lagrangian particle tracking) simulation results showed that GPS drifter experiments could be a practical means to analyze transport of pilled oil and measure flow velocity. The trajectory of LPT(Lagrangian particle tracking) simulation results agreed well with GPS drifter experiments. Therefore, it is considered that GPS drifter experiment technique is useful to verify advection-dispersion simulation of oil spill.

(출처 : Abstract 6p)

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 목차 ... 2
• 표목차 ... 4
• 그림목차 ... 5
• Abstract ... 6
• Ⅰ. 서 론 ... 7
• Ⅱ. 연구내용 및 방법 ... 9
• 1. GPS 부자의 현장 규모 적용성 검토 ... 9
• 가. GPS 부자 제작 ... 9
• 나. LSPIV 기법 검증을 위한 정속주행 활차 실험 ... 9
• 다. GPS 부자 이송속도와 LSPIV 표면유속 비교를 위한 현장실험 ... 10
• 2. 유류 오염물질의 모의검증 기법 개발 ... 12
• 가. EFDC 라그랑지안 입자추적(LPT) 모형에 의한 유류 오염물질 모의검증 절차 ... 12
• 나. EFDC 3차원 LPT 모형 구축 ... 12
• 다. GPS 부자 이송·확산 실험 ... 13
• 라. 수리검증 및 LPT 기법 검증 ... 14
• 마. 모형 개선방안 도출 ... 14
• Ⅲ. 연구결과 및 고찰 ... 15
• 1. GPS 부자의 현장 규모 적용성 검토 ... 15
• 가. LSPIV 기법 검증을 위한 정속주행 활차 실험결과 ... 15
• 나. GPS 부자 이송속도와 LSPIV 표면유속 비교를 위한 현장실험 결과 ... 16
• 2. 유류 오염물질의 모의검증 기법 개발 ... 24
• 가. EFDC 수리모형 검증 ... 24
• 나. GPS 부자 실험결과를 이용한 EFDC LPT 모형 검증 ... 28
• 다. 유류 오염물질 모의검증 기법 및 모형개선 방안 제시 ... 29
• Ⅳ. 결 론 ... 31
• 1. GPS 부자의 현장규모 적용성 검토 ... 31
• 2. EFDC 3차원 입자추적기법(LPT) 모형 구축 및 검증 기법 개발 ... 32
• 참 고 문 헌 ... 34
• 끝페이지 ... 36