물질순환모델을 이용한 제주항의 수질관리 (1) : 제주항의 물리해양환경의 변화 The Variation of Physical Oceanographic Environments in Jeju Harbor = Water quality management of Jeju Harbor using material cycle model (1)

다국어 초록 (Multilingual Abstract)

In order to control of water quality in Jeju harbor, variation of physical oceanographic environments was estimated using material cycle model. It is composed of the three-dimensional hydrodynamic model for the simulation of water flow and material cycle model for the simulation of water quality. The three dimensional hydrodynamic model simulation of the circulation and mixing in Jeju Harbor has been conducted forced by Sanzi River Discharge, Tidal elevation, wind and Solar heat in case of August and November, 2000 and February and May, 2001, respectively. The results of numerical model and observation show that the model can produce realistic results of current in the harbor. The monthly variation of velocity pattern are not so much changed are found in Jeju Harbor. The residual current was forced by temperature, salinity, density, wind and tidal current. The residual current of August, 2000 are the strongest among four month. It can be explained that the density effect can be important role in residual current at Jeju Harbor. As the results of salinity distribution simulation, very low concentration of all levels were simulated in August, 2000. The flowrate of Sanzi river was investigated 77,760㎥/d in August, 2000. Therefore, pollutant loadings from Sanzi river should be considered for water quality management in Jeju harbor.

국문 초록 (Abstract)

제주항의 수질관리를 위한 첫 단계로 3차원 수치모델을 이용하여 제주항내의 계절별 제주항의 물리해양환경의 변화특성을 조사한 결과는 다음과 같다.
3차원 수치모델을 시뮬레이션한 결과, 관측치와 계산치를 비교해 보면 만의 중앙부에서는 약간의 유향의 차이를 보이는 것을 제외하고는 잘 일치됨을 알 수 있다. 취송류와 밀도류를 고려한 조석류의 계절별 변화를 보면 제주항의 경우 수심이 대체적으로 얕고 조석이 강함으로 인하여 표층, 중층 그리고 저층의 유동 형태나 유속 크기에 큰 변화가 없었다.
계절별 잔차류 패턴을 보면 표층에서는 항만 입구부와 중앙부에 와류가 발생되고 있으며 이러한 결과를 볼 때 잔차류는 지형이 갑자기 바뀌는 해역과 밀도가 강하게 형성될 수 있는 해역에 잘 발생될 수 있는 잔차류는 표층에 많은 영향을 보임을 알 수 있었다. 특히 잔차류의 계절별 변동은 주로 산지천의 유량 변화에 의한 밀도류에 의하여 나타남을 알 수 있었다.
3차원 수치모델을 이용하여 염분분포를 시뮬레이션한 결과를 보면 각 층별로 상대오차를 이용하여 계절별 관측치와 계산치를 비교한 결과 각 층별 평균값은 10%이하의 매우 낮은 값을 나타내었다. 계절별 염분분포를 살펴보면 분포는 산지천 유입으로 인한 밀도류의 영향을 모두 나타내고 있으며 항만 구부의 계절별 염분 농도 범위를 보면 표층의 경우 8월, 11월 그리고 2월의 경우 각각 28‰, 32.5‰ 그리고 33.5‰을 보여 표층에서는 밀도류의 영향이 매우 크게 나타나는 것을 알 수 있다.
따라서 제주항의 물리해양환경의 변화에 크게 영향을 미치는 것은 담수 유입인 산지천이라는 것을 알 수 있으며 해역 수질을 악화시키는 원인 중 큰 영향을 미치는 육상오염부하인 미처리된 하·폐수가 산지천을 통하여 제주항으로 유입될 때 오염물질의 영향은 항만 전체에 미치는 것을 예상할 수 있다. 이상의 결과는 제주항의 수질관리를 위하여 항만내 오염물질의 거동 및 제어를 위한 기초자료로 이용될 수 있을 것이다.