부산 북항 개발단계별 해수순환특성에 관한 연구

Abstract

본 연구에서는 부산 북항 재개발의 개발 단계별 해수순환 특성을 살펴보고, 이와 동시에 북항으로 유입되는 4개의 하천의 유량을 갈수기, 평수기, 홍수기로 나누어 각 시기별 하천유량의 유입이 북항의 해수순환에 어떠한 영향을 미치는지를 수치모의하고자 하였다. 이를 위하여 북항으로 유입되는 조류의 관문인 영도대교와 영도 남방파제에서 유속관측을 실시하여 수치모델의 검증을 수행하였으며, 특히 영도대교의 협수로를 수치모의시 발생할 문제를 점검한 후 본 연구의 해수유동 및 입자추적 수치실험, 단면 유량 flux 수치실험을 실시한 결과는 다음과 같다. 1) 해수유동 현장 관측을 실시하여, 대조기일 때 영도대교의 최강창조류는 남항 방향으로 약 0.6 m/sec, 최강낙조류는 북항 방향으로 약 1.1 m/sec로 나타났으며, 남방파제에서 15일간 관측된 결과에 의하면 최강창조류는 0.4 m/sec, 최강낙조류는 0.3 m/sec로 관측되었다. 2) 협수로 해수유동 수치모의시 격자간격에 따라 유속이 23 cm/sec 증가하고, 격자간격 50 m일 때 수위에서 격자 15 m일 때 수위 차는 최대 21 cm가 된다. 3) 부산 북항을 중심으로 한 해수유동 수치모의 시 건설 전과 후에 하천유량이 증가할수록 신선대 방향으로의 Flux가 증가하고 이는 건설 전·후와 상관없이 유동방향이 변하지 않기 때문인 것으로 사료된다. 4) 건설 이전의 홍수시 하천 조건에서의 해수교환율은 60%, 건설 전·후의 해수교환율은 하천유량조건과 관계없이 거의 같은 값으로 해수교환율이 증가하였다. 본 연구의 결과를 종합적으로 검토하면 부산 북항 재개발 이후 해수유동의 변동은 기존 재개발전과 유사한 양상을 나타내었다. 이는 부산 북항 재개발시 계획되어진 매립수역내의 수로 조성시 해수순환 기능에 대한 보다 세밀한 검토가 필요함을 반증하는 것이라 할 수 있다. 즉, 재개발시 협수로에 해당하는 수로의 해수교환능을 향상시키기위한 설계 검토가 필요함을 나타낸다. 따라서 상술한 해수교환능 향상을 위한 기능이 미흡하거나 그 기능이 저하되면 폐쇄성 항내에서 발생하거나 육역의 하천으로부터 유입된 오염물질이 제거되지 않고 수로 내에 지속적으로 잔존할 위험성이 크며, 이로 인해 친수환경으로서 역할을 기대하는 북항의 기능이 크게 훼손될 것으로 생각된다. 따라서 이에 대한 더 심층적인 분석과 연구가 수행되어야 한다고 판단된다.

This study aims to examine the the characteristics of the sea water circulation in related to the change of the water exchange rate according to the the development phases of Busan Port. To clarify the characteristics, the water exchange caused by construction of new-port and river discharge conditions was examined by the numerical experiments using the Lagrangian particle tracking model based on 2-D shallow water equation. In connetion with redevelopment of Busan North Port, there has been lots of studies and efforts for the development of superannuated North general piers into a center of marine tourism and waterfront for the citizens of Busan. Recently it has moved to the stage of execution, after several trials to find concrete solutions. On the other hand, the change of flow field and tidal exchange caused by redevelopment is one of the important investigation subjects. This study deals with the change of flow field and water exchange after redevelopment using numerical simulation technique, based on the field observation and 4 rivers discharge flow. As a result of numerical simulation, Variation of current velocity in Busan North Port is almost nothing before and after construction. Water exchange of channel in area of redevelopment is a little. Futhermore, the tidal exchange had a tendency to be small both before and after redevelopment by 60 %. Consequently, to make clean sea of Pusan port, it can be suggested that the sewage control, the water exchange and coastline control should be systematically checked under the concept of eco-friendly development and environmental managements.