Numerical Model Study for Structure and Distribution of the Keum River Plume

금강 풀룸의 구조와 분포에 대한 수치모델 연구

  • 신은주 (군산대학교 새만금환경 연구센터, 해양정보과학과) ;
  • 이상호 (군산대학교 새만금환경 연구센터, 해양정보과학과) ;
  • 최현용 (군산대학교 새만금환경 연구센터, 해양정보과학과)
  • Published : 2002.08.01

Abstract

To examine the structure and distribution of the Keum River plume produced by continuous river discharge we carried out three-dimensional numerical model experiments with or without Coriolis force and tide. When Coriolis force is included but tide is not the model plume forms the clockwise circulation north of southern channel in the developing stage. As the plume expansion progresses the center of circulation moves to the southwest, with fuming the discharging axis of low-salinity water to the southwest from the mouth of southern channel. These results are explained mainly in terms of barotropic geostrophy by surface slope maintained with accumulated low-salinity(buoyant) water in front of the estuary mouth due to of offshore strong salinity front. When the M$_2$ tide is included the model plume extends farther to the northwest, forming large tongue-like salinity distribution. The tidally averaged surface flows of the offshore plume are mainly in geostrophic balance. These changes in plume distribution are explained in terms of low-salinity water advection by tidal excursion and active tidal mixing; the former supplies low salinity water to the north off the estuary mouth and the later increases mean sea level along the plume and surface salinity in northern shallow coastal area. The main features of observed Keum River plume(Lee et al., 1999; Choi et al., 1999), which showed the northwestward deflection of the plume axis and northward deepening of the plume thickness from the estuary mouth region, are well reproduced by the model in which tide is included.

연속적으로 방출되는 금강 담수에 의해 형성되는 풀룸(plume)의 구조와 분포를 시험하기 위해 전향력과 조석의 유무에 따른 3차원 수치모델 실험을 하였다. 조석없이 전향력이 포함된 경우 모델풀룸은 발달단계에서 남수로 북쪽에 시계방향 순환을 형성한다. 풀룸 확장이 진행되면 순환중심이 남서쪽으로 이동하며 남수로 입구에서부터 남서쪽으로 저염수의 유출 축 방향이 편향된다 이러한 결과는 외해의 강한 염분전선 때문에 하구입구 전방에서 누적되는 저염수에 의해 유지되는 해면경사에 의한 순압적 지형류 균형으로 설명된다. M$_2$분조를 포함하는 경우에는 모델풀룸이 북서쪽으로 멀리 확장하여 큰 혀모양의 염분분포를 이룬다. 외해역 풀룸의 조석주기 평균된 표층흐름은 주로 지형류 균형을 이룬다. 이러한 풀룸분포의 변화는 하구입구 외측에서 저염수를 북쪽으로 공급하는 조류이동에 의한 저염수 이류와 풀룸을 따라 평균해면을 높이고 북쪽 천해연안역 표층염분을 증가시키는 활발한 조류혼합에 의한 것으로 설명된다. 관측된 금강 풀룸의 주된 형태(Lee et at., 1999;최 등, 1999)는 하구 입구역에서부터 풀룸 축이 북서쪽으로 편향되고 북쪽으로 풀룸 두께가 깊어지는데 이러한 특징은 조석이 포함된 모델에서 잘 재현되었다.

Keywords

References

  1. 금강 하구 수리현상 조사 보고서 군산항 건설사무소
  2. 한국해양학회지 v.22 금강하구에서의 화학적 생물학적 제과정에 관한 연구, 1. 질소계 화합물의 순환: 전반적인 고찰 김경렬;기준학
  3. 서울대 석사학위논문 금강 및 금강 염하구에서 부유퇴적물 이동과 미량 금속 원소들의 변화성 나태경
  4. 일일 수문일지 농어촌 진흥공사
  5. 서지 제 1432호 조류도(군산항 부근) 수로국
  6. 석사학위논문집 금강담수 풀룸의 거동 및 구조 신은주
  7. 한국해양학회 v.30 하계 금강 플룸의 구조와 변동 이상호;최현용;오임상
  8. 한국해양학회지-바다 v.4 no.4 하구언 구문작동으로 인한 금강 하구유역의 물리적 환경변화 II, 염분구조와 하구 유형 이상호;권효근;최현용;양재삼;최진용
  9. 한국해양학회지-바다 v.6 no.3 하구언 수문작동으로 인한 금강하구역 물리적 환경변화 III. 저염수의 조석동조 이상호;최현용;귄효근
  10. 군산대학교 해양개발연구 v.2 고군산군도 주변해역의 해양학적 기초 연구, 1. 해수특성, 표층 퇴적물 및 식물플랑크톤 군집 이원호;이상호;장진호
  11. 한국해양학회지 v.18 금강하수의 해수 순환 역학 정종률;이재학;안희수
  12. 군산대학교 해양개발연구 v.3 한반도 서해해역에서의 동계와 하계의 부유 퇴적물 분포와 변화 최진용;이상호
  13. 한국해양학회지-바다 v.4 금강하구언 대량방류시 황해 중동부 해역의 염분분포 최현용;이상호;유광우
  14. 한반도 주변 조화상수 자료집 한국해양연구소
  15. J. Phys. Oceanogr. v.27 A Simple theory for the fate of buoyant coastal discharge Alexander E.Y.;D.C. Chapman https://doi.org/10.1175/1520-0485(1997)027<1386:ASTFTF>2.0.CO;2
  16. J. Oceanogr. Soc. Korea v.34 A Numerical Experiment on the Dispersion of the Changjiang River Plume Bang, I.W.;H.J. Lie
  17. Coast, Est. Sci. v.4 A description of a three dimensional Coastal Ocean Model Blumberg, A.F.;G.L. Mellor;N.S. Heaps(ed.) https://doi.org/10.1029/CO004p0001
  18. Journal of Hydrological Engineer v.111 no.2 Open boundary condition for circulation models Blumbera, A.F.;L.H. Kantha https://doi.org/10.1061/(ASCE)0733-9429(1985)111:2(237)
  19. A primer for ECOM-si thchnical report Blumberg, A.F.;Mahwah, N.J.
  20. J. Phys. Oceanogr. v.16 Onset of estuarine plumes Chao, S.-Y;W.C. Boicourt https://doi.org/10.1175/1520-0485(1986)016<2137:OOEP>2.0.CO;2
  21. Estuaries a Physical Introduction A summary of the descriptive and dynamic oceanography of estuaries Dyer, K.R.
  22. J. Atmos. Sci. v.45 A quasiequilibrium turbulent energy model for geophysical flows Galperin, B.;L.H. Kantha;S. Hassid;A. Rosati https://doi.org/10.1175/1520-0469(1988)045<0055:AQETEM>2.0.CO;2
  23. J. Geophys. Res. v.79 Physical features of the Connecticut River out-flow during High discharge Garvine, R.W. https://doi.org/10.1029/JC079i006p00831
  24. J. Geophys. Res. v.80 The distribution of salinity and temperature in the connecticut River estuary Garvine, R.W.
  25. J. Geophys. Res. v.82 Observations of the motion field on the Connecticut River estuary Garvine, R.W. https://doi.org/10.1029/JC082i003p00441
  26. J. Phys. Oceanogr. v.17 Estuary plumes and fronts in shelf waters: A layer model Gavine, R.W. https://doi.org/10.1175/1520-0485(1987)017<1877:EPAFIS>2.0.CO;2
  27. J. Geophys. Res. v.101 no.C2 The fate of river discharge on the continental shelf, 2. Transport of coastal low salinity waters under realistic wind and tidal forcings Kourafalou, V.H.;T.N. Lee:L.-Y. Oey;T.D. Wang https://doi.org/10.1029/95JC03025
  28. Korean Soc. Coastal and Ocean Eng;Progress in Coastal Engineering and Oceanography v.1 Estuary Type and Plume Structure of the Keum River Estuary. Coastal oceanography of asian seas Lee, S.H.;Choi, H.Y.;Kwon, H.K.;B.H. Choi.(ed.)
  29. J. Geophys. Res. v.102 Coastal circulation driven by river outflow in a variable-density 1-layer model McCreary, J.P. Jr;S. Zhang;S.R. Shetye https://doi.org/10.1029/97JC00985
  30. Rev. Geophys. v.20 Development of a turbulence closure model for geophysical fluid problem Mellor, G.L.;T. Yamada https://doi.org/10.1029/RG020i004p00851
  31. J. Phys. Oceanogr. v.20 The formation and fate of a river plume: A numerical model O'Donnell J. https://doi.org/10.1175/1520-0485(1990)020<0551:TFAFOA>2.0.CO;2
  32. Marine geology and physical processes of the Yellow Sea, proceeding of Korea-U.S. Seminar and Workshop A comparison of some characteristic sedimentation processes of estuaries entering the Yellow Sea Schubel, J.R.;H.T. Shen;M.J. Park;Chough, S.K.(ed.)
  33. J. Oceanogr. Soc. Korea v.25 Oceanographic studies related to the tidal front in the Mid Yellow Sea off Korea: Physical aspects Seung, Y.H.;J.H. Chung;Y.C. Park
  34. Health of the Yellow Sea Change of the discharge and sediment flux to estuary in Changjiang River Shen, H.;C. Zhang;C Xial;J. Zhu;G. H. Hong(ed.);J. Zhang(ed.);B.K. Park(ed.)
  35. Mon. Weather Rev. v.91 General circulation experiments with the primitive equations, I. The basic experiments Smagorinsky, T. https://doi.org/10.1175/1520-0493(1963)091<0099:GCEWTP>2.3.CO;2