오염물질 확산모델링시 기존의 유한차분모델의 단점을 보완하기 위해 입자추적법이 사용되고 있다. 본 연구에서는 Princeton Ocean Model에 결합하여 사용할 수 있는 3차원 입자추적모델을 개발하였으며 이를 다양한 수치실험을 통해 검증하였다. 또한 미국 플로리다 주 템파만의 해양방류구 모델링에 적용하므로써 모델의 유용성을 확인하였다. 예상대로 입자추적모델은 기존의 유한차분모델에 비해 적은 확산범위를 나타내었으며, 이는 기존의 유한차분모델이 안고 있는 수치확산에 따른 오차로 추정된다. 새로이 개발된 모델은 다양한 해양확산모델링에 유용하게 응용될 것으로 기대된다.

A demand of marine outfall system has been much increased for the effective disposal of the wastewater due to population and industrial development at the coastal areas. The outfall system discharges primary or secondary treated effluent into the coastline, or at the deep water, or between these two. The discharge is carried out by constructing a pipeline on the sea bed with a diffuser or with a tunnel, risers and appropriate. The effluent, which has a density similar to that of fresh water, rises to the sea surface forming plume or jet, together with entraining the surrounding salt water and becomes very dilute. Thus there have been growing interests about plume behaviour around the outfall system. Plume or jet discharged from single-port or multi-port diffuser might cause certain impacts on coastal environment. Near field mixing characteristics of discharged water field using CORMIX model have been studied for effective outfall design various conditions on ambient current, depth, flow rate, effluent concentration, diffuser specification, port specification etc.. This kind of analysis is necessary to deal with water quality problems caused by the ocean discharge. The analyzed result was applied to the Pusan Jungang effluent outfall system plan.

수영하수처리장 방류수의 해중방류법과 3차 처리 시설 설치의 비용분석을 한 결과는 다음과 같다. 1) 해안에서 4km 거리와 관경을 2m의 해중방류법을 이용한 수용만의 수질을 개선시키는데 소요되는 해중방류관 건설비용은 383억 원이 소요되는 것으로 산출되었다. 2) 수영하수처리장의 유출수를 해중방류관을 통해서 방류할 경우 방류수심을 32m, Diffuser의 길이를 200m로 할 경우의 초기희석배율은 유속에 따라서 56.4∼399.2으로 계산되었다. 3) 질소를 제거하기 위한 순환법의 경우의 20년 동안의 총 비용은 1,364억 원, 인을 제거하기 위한 응집제 첨가 활성슬러지법은 1,010억 원, 해중방류법은 383억 원으로 해중방류법이 3차 처리시설을 설치하는 비용보다 약 2.6∼3.5배 비용을 적게 소요하는 것으로 산출되었다. 4) 해중방류법을 이용할 경우의 수영만의 수질영향을 예측하기 위해서 물질순환모델을 이용하여 예측한 결과 수영만의 수질이 COD, 용존무기질소(DIN)와 용존무기인(DIP)의 전 항목에서 해역환경 II등급을 만족하는 것으로 예측되었다.