경기만 염하수로에서의 단면 조류특성 분석

Title
경기만 염하수로에서의 단면 조류특성 분석
Authors
이동환
Keywords
경기만염하수로에서의단면조류특성분석
Issue Date
2011
Publisher
인하대학교
Abstract
경기만은 과거로부터 현재까지 연안 개발사업으로 인하여 해저지형이 크게 바뀌었으며 해류의 흐름특성 역시 다른 형태를 보인다. 특히 지형변화와 해수의 이동 경로가 달라지면서 물질의 순 수송을 결정하는 잔차류 역시 독특한 형태를 보인다. 본 연구는 염하수로입구(Line2)와 초지대교 남단(Line1)에서 대조기와 소조기 단면관측을 통하여 시공간 적으로 다르게 나타나는 잔차류 특성을 분석하고, 운동량 보존 방정식을 각 항별로 Scale 하여 어떤 기작이 본 연구해역에 중요하게 작용하는지 알아보고자 하였다. 또한 염하수로 입구에서 관측한 대조기 홍수 시 와 갈수 시 정선 관측 자료를 통하여 Flux 를 비교하여 보았다. 운동량 보존방정식 중 수평마찰계수 값 산정을 위하여 2010년 영종대교 인근해역에서 대조 시 13시간 연속 3정선관측을 수행하였다. 3정선에서 관측을 수행한 이유는 운동량 보존 방정식에서 주 수로방향 (Y-dir)의 변화율 항을 구할 수 있기 때문이다. 염하수로에서의 수평마찰계수는 Smagorinsky(1963)의 방법과 각항의 오더 값을 비교하여 계산하는 방법을 이용하여 14m2/s 로 산정하였다. 수직마찰계수 값은 Pacanowski(1981)가 제시한 실험값으로 계산하였다. Line1 과 Line2 에서의 운동량은 Line1 소조기를 제외하고 수평마찰항의 영향이 이류 가속항과의 운동량 균형에서 가장 중요하게 작용하였다. 이는 염하수로에서 수치모델 적용 시 수평마찰항의 영향을 반드시 고려해야 할 것으로 보인다. 염하수로는 Li and O'donnel 이 구분한 하구 분류 기준에서 Short channel 로 구분된다. Short channel 의 잔차류 공간흐름분포 특성은 주 수로 에서는 창조하고, 수로 양 끝단에서는 낙조하는 특성을 보인다. 하지만 Line1 에서의 잔차류 분석결과 대조기 소조기 모두 모든 단면에서 낙조하는 형태를 보이고, 대조 시 강하게 나타났다. 이러한 잔차류 특성이 나타나는 이유는 조위관측자료에서 나타난 초지대교에서 강화대교까지의 해표면의 높이 차이로 인한 순 압력(barotropic)과 담수의 유입영향이 short channel 의 잔차류 공간분포 특성의 영향보다 우세하게 나타나고 있기 때문인 것으로 보여 진다. 이는 송(2010)의 연구결과와도 잘 부합된다. 반면 Line2 에서는 주 수로에서 북향(창조)하고 수심이 낮은 수로 양 끝단에서는 남향(낙조)하는 Short-channel 의 잔차류 공간분포특성을 보였다.
Description
요 약 ⅰ Abstract ⅱ 제 1장 서 론 1 1.1 염하수로의 하구분류 3 1.2 경기만 조석의 비대칭성 5 1.3 연구목적 5 1.4 기대효과 6 제 2장 관측 및 방법 7 2.1 연구지역 7 2.2 관측방법 12 2.1.1 단면 유속 관측 (Bottom tracking) 12 2.2.2 정점 유속 관측 (Mooring) 13 2.2.3 조석 관측 14 2.2.4 담수 유입량 관측 15 2.3 분석 방법 17 2.3.1 조류 자료분석 (단면 유속관측) 17 1) Least square method 17 2) 진북 좌북 변환 및 축 변환 선속보정 20 2.3.2 조류 자료분석 (Mooring) 23 2.3.3 조석 자료분석 23 2.3.4 담수 유입량 자료분석 24 제 3장 관측결과 25 3.1 Bottom tracking 관측결과(Line1 & Line2 소조기 및 대조기) 25 제 4장 분석결과 79 4.1 Momentum balance 분석결과 79 4.1.1 Momentum balance 자료분석 79 1) Lateral momentum balance 79 2) Along-shore momentum balance 80 3) 수평 마찰계수 산정(Ah) 81 4) 수직 마찰계수 산정 83 5) 해수면 높이 변화 계산 (T1~T4) 86 4.1.2 Momentum balance 자료분석 결과 90 1) Line1 & Line2 momentum balance (along shore basin) 90 2) Line1 & Line2 momentum balance (across basin) 96 4.2 잔차류 특성 분석 103 4.2.1 Mooring 관측 잔차류 특성 103 4.2.2 Line1 & Line2 단면 잔차류 분석결과 105 4.3 홍수 시 담수 유입량 산정 결과 111 4.3.1 홍수 시 관측결과 111 4.3.2 홍수 시 담수 유입량 산정 결과 125 1) 홍수기와 평수기의 momentum balance 비교 125 2) 담수유입량 산정결과 130 제 5장 토 론 133 제 6장 결 론 133 참고문헌 136 Appendix 1. Line1 & Line2 lateral shear and divergence 139
URI
http://dspace.inha.ac.kr/handle/10505/22820
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College of Natural Science(자연과학대학) > Ocean Sciences (해양과학) > Theses(해양과학 석박사 학위논문)
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