2.1 조석류의 시뮬레이션
3차원 수치모델의 적용가능성을 검토하기 위하여 관측치와 계산치를 Fig. 12를 이 용하여 비교하였다.
일반적으로 조석류 시뮬레이션한 결과를 비교 검토하는 방법으로 25시간 정도의 조 석의 흐름이 나타내고 있는 조류타원도를 이용하여 비교하는 경우가 많다. 그러나 제 주항의 경우 실측한 자료가 전무한 실정이며, 조사된 자료는 제주시(1999)가 1999년 8 월에 조사한 창조류의 유속과 유향을 나타낸 자료밖에 없었다. 관측치의 경우는 이 자료를 이용하였고, 계산치는 조사기간의 평균자료를 입력하여 시뮬레이션한 조류타 원도를 이용하였다. 결과를 보면 항만의 중앙부에서는 약간의 유향의 차이를 보였으 나 유속의 크기는 전반적으로 관측치와 계산치가 잘 일치됨을 알 수 있다. 따라서 본 모델에서 제시된 결과는 제주항 내의 유속분포를 잘 나타내고 있다고 사료된다.
Fig. 12. Comparison of tidal current between computed and observed results.
제주항에서의 조류분포특성은 밀도류를 고려한 제주항의 경우 수심이 대체적으로 얕고 조석이 강함으로 인하여 표층, 중층 그리고 저층의 유동 형태나 유속 크기는 큰 변화가 없었다. 표층의 경우 항만 입구부에서는 30∼40㎝/sec의 강한 유속대를 보여주 고 있으나 항만의 중앙부분과 산지천이 있는 항만 안쪽 부분에서는 유속이 다소 감소 하여 대체적으로 10∼20㎝/sec 내외로 나타났다. 전반적인 유동양상을 보면 창조류와 낙조류 때의 유동은 위상이 반대인 것 외에는 거의 같은 유속분포를 보여주고 있는 것을 알 수 있었고, 제주항의 창조류와 낙조류의 유속분포는 층별로 Fig. 13, 14에 나 타내었다.
중층과 저층에서의 유동은 유속이 항만의 입구부에서는 표층과 유사하게 강한 유속 을 보여주고 있으나 전반적으로 유속이 20cm/sec 내외로 나타나 표층에 비해서 약간 감소된 경향을 보여주고 있다. 그러나 전반적인 유동 패턴은 표층과 유사하게 나타났 다.
2.2 잔차류 시뮬레이션
제주항의 잔차류 분포는 Fig. 15에 나타내었다.
표층의 잔차류 패턴을 보면 항만 입구부에는 강한 와류가 발생되는데 이것은 주로 유속이 강하게 작용하는 조석류의 비선형성분에 의하여 발생된 것으로 사료된다. 또 한 항만의 중앙부에 방파제로 인하여 좁아지는 해역에서도 약간의 와류가 발생되고 있음을 알 수 있다. 이러한 결과를 볼 때 잔차류는 지형이 갑자기 바뀌는 해역과 밀 도가 강하게 형성될 수 있는 해역에 잘 발생될 수 있음을 보여준다.
중층에서의 잔차류 패턴을 보면 표층에서와 마찬가지로 항만의 입구부에서 강한 잔 차류의 특성을 보여주고 있으며 또한 표층과 마찬가지로 중층에도 약간의 와류를 보 여주고 있다. 저층에서의 잔차류 패턴을 보면 표층이나 중층에 보이듯이 항만의 입구 부에는 여전히 상대적으로 강한 잔차류를 보여주고 있으나 중층에서 보여주었던 항만 중앙부의 잔차류는 나타나지 않고 있다.
표층에서는 담수유입에 의한 밀도류가 나타났는데, 중층 아래에서는 그 성분이 약 해지면서 반대로 하구쪽으로 향하는 것으로 나타났다. 이러한 결과로 인해, 저층에 침 강한 오염물질은 외해로 유출되지 못하고 점차적으로 하구 내만에 축적될 수 있다.
Fig. 13. Distribution of computed tidal currents during the Flood tide.
Fig. 14. Distribution of computed tidal currents during the Ebb tide.
Fig. 15. Distribution of computed residual currents in Jeju Harbor.