3차원모형을 이용한 인공기수역에서의 수온 및 염분 변화모의 |
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학술지명 한국하천호수학회
저자 신재기,정선아,김지훈
발표일 2013-02-15
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본 연구는 해수(서해)와 담수(한강)을 동시에 유입하여 인공기수역으로 운영되는 경인아라뱃길 주운수로의 수온 및 염분 변화를 3차원모형인 EFDC(Environmental Fluid Dynamics Code) 이용하여 모의하였다. 모의를 위한 격자구성은 Orthogonal-Curvilinear Coordinate를 사용하였으며, 경인아라뱃길의 CAD 설계도면 및 HEC-RAS 입력 단면자료를 이용하여 주운수로의 사변, 수심 등 수치가 포함된 수직격자를 구성하였다. 격자수는 수평방향은 1,647개, 수층을 20개로 구성하여 총 32,940개의 wet cell 격자를 구성하였다. 경계조건에는 유량(유입?유출량), 수온, 염분, 그리고 수질변화에 영향을 미치는 기상자료(기압, 기온, 상대습도, 강수량, 증발율, 일사량, 운량, 풍향, 풍속)가 입력된다. 수온과 염분의 입력 자료는 직접 주 1~2회의 정기조사를 통해 실측한 수심별 자료를 이용하여 구성하였으며, 수심별로 조사된 자료를 상?중?하로 나누어 입력하였다. 기상자료는 인천기상대의 시간별 자료를 사용하여 입력하였다. 모의 기간은 2012년 6월 1일에서 6월 30일까지 조석주기를 고려한 1개월을 대상으로 모의하였으며, 계산간격은 5 sec으로 설정하였다. 모델의 실행에 사용된 모델반응계수는 연구기간동안 경인아라뱃길 수로 내 현장조사를 통하여 얻은 실측값을 바탕으로 수리·수질 매개변수를 검·보정한 값이다. 수온과 염분 모의 결과, 수온은 상층이 22.0 ~ 26.5 ℃, 중층이 19.8 ~ 24.9 ℃, 하층은 18.1 ~ 24.2 ℃으로 모의되었으며 염분분포는 상층이 6.1 ~ 14.6 psu, 중층이 9.5 ~ 17.5 psu, 하층은 l2.4 ~ 20.8 psu로 모의 되었다. 모의 결과를 실측값 비교 했을 시 큰 오차 없이 적절하게 잘 모의 되었으며, 이상의 결과로 EFDC 모형을 이용한 모의는 수질반응과 조류성장?소멸에 큰 영향을 미치는 수온 및 염분 변화를 예측하는데 도움이 될 것으로 판단된다. |