경기만 염하수로에서의 잔차류 및 수송량의 대조-소조 변동과 단면 특성
The Cross-Sectional Characteristic and Spring-Neap Variation of Residual Current and Net Volume Transport at the Yeomha Channel
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초록
경기만 염하수로에서 시 · 공간적으로 변화하는 총수송량과 잔차류를 산정하고자 소조기와 대조기에 염하수로의 하류(정선-1), 염하수로 중간 지점(정선-2)에서 13시간 동안 단면 유속을 관측하였다. 총수송량은 Eulerian flux 와 Stokes drift의 합인 Lagrange flux로 계산하였고, 잔차류는 최소자승법을 이용하여 구하였다. 총수송량과 잔차류의 계산은 관측 시간별, 수평 · 수직 sigma 좌표계로 변환하여 수행하였다. 변환된 sigma 좌표체계는 z-level 좌표체계와 비교하였을 때 주 방향 유속 오차가 3~5% 내외로 자료 분석에 무리가 없는 것으로 판단되었다. 분석결과단면 잔차류는 정선-1에서는 대조기에 주 수로 방향에서 북향, 수로 양 끝 단에서 남향하였으며, 소조기에는 수직적으로 표층에서는 창조, 저층에서는 낙조하는 이층흐름 구조를 보였다. 반면 정선-2에서는 대조, 소조 모두 남향(낙조)하였다. 한편 총수송량은 정선-1에서는 대조 시와 소조 시에 각각 359 m 3 s−1 , 248 m 3 s−1로 북향(창조), 정선-2 에서 대조 시와 소조 시에 각각 576 m 3 s−1 , 67 m 3 s−1로 남향(낙조)하였다. 정선 별 공간 수송량 차이로 영종도와강화도 사이의 조간대 지역의 순 유출량을 추정하였으며, 크기는 대조기와 소조기에 각각 935 m 3 s−1 , 315 m 3 s−1로나타났다. 이처럼 대 · 소조기와 공간적 특성에 따라 잔차류와 순 수송량이 변화되는 주된 요인은 순압력구배와 Stokes drift가 복합적으로 작용한 결과이다.
Abstract
The object of this study is to estimate the net volume transport and the residual flow that changed by space and time at southern part of Yeomha channel, Gyeonggi Bay. The cross-section observation was conducted at the mid-part (Line2) and the southern end (Line1) of Yeomha channel for 13 hours during neap and spring-tides, respectively. The Lagrange flux is calculated as the sum of Eulerian flux and Stokes drift, and the residual flow is calculated by using least square method. It is necessary to unify the spatial area of the observed cross-section and average time during the tidal cycle. In order to unify the cross-sectional area containing such a large vertical tidal variation, it was necessary to convert into sigma coordinate system by horizontally and vertically for every hour. The converted sigma coordinate system is estimated to be 3~5% error when compared with the z-level coordinate system which shows that there is no problem for analyzing the data. As a result, the cross-sectional residual flow shows a southward flow pattern in both spring and neap tides at Line2, and also have characteristic of the spatial residual flow fluctuation: it northwards in the main line direction and southwards at the end of both side of the waterway. It was confirmed that the residual flow characteristics at Line2 were changed by the net pressure due to the sea level difference. The analysis of the net volume transport showed that it tends to southwards at 576 m 3 s−1 , 67 m 3 s−1 in each spring tide and neap tide at Line2. On the other hand, in the control Line1, it has tendency to northwards at 359 m 3 s−1 and 248 m 3 s−1 . Based on the difference between the two observation lines, it is estimated that net volume transport will be out flow about 935 m 3 s−1 at spring tide stage and about 315 m 3 s−1 at neap tide stage as the intertidal zone between Yeongjong Island and Ganghwa Island. In other words, the difference of pressure gradient and Stokes drift during spring and neap tide is main causes of variation for residual current and net volume transport.
참고문헌 (22)
- Ca´ceres, M., "Observations of crosschannel structure of flow in an energetic tidal channel", J. Geophys Res., 108, pp.1~10 (2003)
- 황상철, "소형선박용 착·탈식 ADCP 고정장치 개발", Ocean and Polar Research, 26(3), pp.481~486 (2004), 한국해양과학기술원
- Im, H. H., "A Study on the Han-river Flows Using Numerical Model", MS, pp.1999
- Joyce, T. M., "On In Situ “Calibration” of Shipboard ADCPs", J.Atmos. Oceanic Technol., 6, pp.169~172 (1989)
- 김창식, "경기만 조석 잔치류 산정 및 변동성", 한국해안·해양공학회논문집, 22(6), pp.353~360 (2010), 한국해안,해양공학회
- Kim, H. S., "Numerical modeling of tidal dynamics and salinity distributions in Gyounggi Bay", MS, pp.1997
- 김민하, "경기만 염하수로에서의 비정규 격자 수치모델링을 통한 조간대 조수로의 고려에 따른 Mass Transport 특성", 한국해안·해양공학회논문집, 25(2), pp.41~51 (2013), 한국해안,해양공학회[DOI]
- Kjerfve, B., "Velocity averaging in estuaries characterized by a large tidal range to depth ratio", Est. and Coast. Mar. Cci., 3, pp.311~323 (1975)
- Kreeke, J. van de., "Dynamics and exchanges in estuaries and the coastal zone", pp.117~133 (1992)
- 이동환, "단면 관측을 통한 경기만 염하수로의 대조기 평수시와 홍수시 유출입량 변화특성 조사", 한국해안·해양공학회논문집, 24(1), pp.16~25 (2012), 한국해안,해양공학회
- Lwiza, K. M. M., "Residual and tidal flow at a tidal mixing front in the North Sea", Continental Shelf Res, 11(11), pp.1379~1395 (1991)
- 오재경, "한강 유역과 경기만 퇴적환경의 연계성", 바다, 8(3), pp.1~236 (2003), 한국해양학회
- Park, K., "Case study:Mass transport mechanism in Kyunggi Bay around Han River mouth", Korea J. Hydraulic Eng., 128(3), pp.257~267 (2002)
- Preisendorfer, R.W., "Principal Component Analysis in Meteorology and Oceanogr", pp.425~ (1988), Elsevier
- 송용식, "염하수로 인근에서 조석 변형과 장주기 조류성분의 변동 특성", 한국해안·해양공학회논문집, 23(5), pp.393~400 (2011), 한국해안,해양공학회
- Sylaios, G., "Residual currents and flux estimates in a partially mixed estuary", Est. Coastal Shelf Sci., 46, pp.671~682 (1988)
- Valle-Levinson, A., "Spatial gradients in the flow over an estuarine channel", Estuaries, 22, pp.179~193 (1999)
- Valle-Levinson, A., "Fortnightly variability in the transverse dynamics of a coastal plain estuary", J. Geophys Res., 105, pp.3413~3424 (2000)
- Yanagi, T., "Spring-neap tidal variation of residual flow in Tokyo Bay, Japan", Continental Shelf Res, 23, pp.1087~1097 (2003)
- 윤병일, "한강하구 수로별 순 수송량과 대·소조기 변화에 따른 염하수로의 순 수송량 변동에 관한 수치해석적 연구", 한국해안·해양공학회논문집, 24(4), pp.257~268 (2012), 한국해안,해양공학회
- 윤병일, "조석 전파 특성을 활용한 한강하구 주요 수로의 지형학적 수렴과 바닥 마찰 간의 관계에 대한 연구", 한국해안·해양공학회논문집, 23(5), pp.383~392 (2011), 한국해안,해양공학회
- Zimmerman, J.T.F., "On the Euler-Lagrange Transformation and the Stokes` drift in the Presence of Oscillatory and Residual currents", Deep-sea Res., 26A, pp.505~520 (1979)