송도국제도시 수순환시스템 평가와 개선방안 연구

국문 초록 (Abstract)

송도국제도시는 2003년 8월 11일 우리나라 최초로 지정된 경제자유구역 중 하나이다.
현재 송도국제도시는 국제업무, IT(Information Technology), BT(Bio Technology)등 첨단지식산업의 개발방식 추진으로 선두사업지구로서 성장을 추진 중에 있다. 그러나 폐쇄적 수공간 계획으로 수질악화 문제, 해수정체 현상 등 많은 수순환 체계의 문제점이 발생되어 시급한 개선이 요구되어지고 있는 실정이다. 이러한 맥락에서 송도국제도시의 수질환경 개선을 위한 송도국제도시의 친환경 수순환시스템 구축과 발전방향의 모색이 필요하다.
본 연구는 송도국제도시의 우수와 해수에 의한 유입유량 및 유입수의 수질을 평가하여 자연형 수순환시스템의 도입가능성을 검토하였다. 또한, 3차원 동적 수리·수질 모델(Environmental Fluid Dynamics Code)을 통한 해수의 수순환시스템 수치모의실험을 실시하여 최적의 수순환시스템 운영방안을 제시하고자 한다. 그리고 자연형 수순환시스템 구축 후 Dye(보존성 염료) 실험을 통한 수질변화를 예측 분석하여 해수교환율을 통한 수질개선 여부를 확인하고, 마지막으로 수질환경 개선을 위한 송도국제도시 수순환체계의 향후 개선방향을 제시하였다. 본 연구에서 제시한 연구결과는 송도국제도시의 수순환 체계 구축을 위한 기초연구자료로 활용될 것으로 기대된다.

목차 (Table of Contents)

• 제1장 서론
• 1.1 연구의 배경 및 목적 1
• 1.1.1 연구의 배경 1
• 1.1.2 연구의 목적 2
• 1.2 연구의 범위 및 내용 2
• 1.3 연구 흐름도 4
• 제2장 이론적 고찰
• 2.1 수순환시스템의 개념정의 5
• 2.2 수순환시스템이 도시개발에 미치는 영향 6
• 2.3 선행연구를 통한 수순환시스템의 수원확보방안 분석 7
• 2.4 수순환시스템 해석 수치모델의 이론 7
• 2.4.1 3차원 수치모델 EFDC 10
• 2.4.2 지배방정식 10
• 2.4.3 경계조건 14
• 2.5 수순환시스템 최근 개발동향 19
• 2.5.1 국내 수순환시스템 개발사례 19
• 2.5.2 해외 수순환시스템 개발사례 24
• 제3장 분석의 틀
• 3.1 개 요 32
• 3.2 분석의 틀 32
• 3.2.1 우수의 수순환시스템 분석 32
• 3.2.2 해수의 수순환시스템 분석 33
• 제4장 송도국제도시 수순환시스템의 분석 및 수치모형실험
• 4.1 개요 34
• 4.1.1 대상지 현황분석 34
• 4.1.2 송도국제도시 수공간 계획 35
• 4.2 수순환시스템의 분석 36
• 4.2.1 우수의 수순환 시스템 분석 36
• 4.2.2 해수의 수순환 시스템 분석 42
• 4.2.3 송도국제도시 수순환시스템의 현실태 46
• 4.3 수순환시스템 및 수질변화 수치모형실험 51
• 4.3.1 수순환시스템 수치모형실험 51
• 4.3.2 수질변화 수치모형실험 64
• 4.4 소결 69
• 제5장 결론
• 5.1 연구의 요약 70
• 5.2 송도국제도시 수순환시스템의 개선방향 71
• 5.3 유입수질 개선을 위한 방향 71
• 5.4 홍수시 치수안정성 확보를 위한 내수배제 계획 및 운영방안73
• 참고문헌 74
• Abstract 76
• 그 림 목 차
• <그림 2-1> 좌표계 및 격자구성과 변수 위치도 14
• <그림 2-2> EFDC 모델의 개념도 18
• <그림 2-3> 청라지구 수순환 계통도 20
• <그림 2-4> 청계천 수순환시스템(출처:서울시설공단) 21
• <그림 2-5> 일산호수공원 수순환시스템 22
• <그림 2-6> 석촌호수 수순환시스템 23
• <그림 2-7> 두바이 수공간 전경(출처:인터넷) 24
• <그림 2-8> 두바이 수로계획(출처:금호산업 제안서,2006.6) 25
• <그림 2-9> 두바이 위성사진 및 수로지역 지형분석 26
• <그림 2-10> 두바이 인공섬(출처:두바이 워터프런트개발) 26
• <그림 2-11> 카티프항 수공간 전경(출처:인터넷) 28
• <그림 2-12> 암스테르담 수공간 전경(출처:인터넷) 29
• <그림 2-13> 베니스 수공간 전경(출처:인터넷) 30
• <그림 2-14> 샌안토니오 수공간(출처:김경배 해외출장보고서) 31
• <그림 3-1> 분석 흐름도 32
• <그림 3-2> 배수갑문 운영조건 33
• <그림 4-1> 송도국제도시 수공간 계획 및 현황사진 35
• <그림 4-2> 월별강우량 집중도 37
• <그림 4-3> 승기천 유역 41
• <그림 4-4> 인천조위곡선(대조기, 소조기) 42
• <그림 4-5> 해양환경측정망 수질측정지점 위치도 45
• <그림 4-6> 북측수로 수질측정 지점 47
• <그림 4-7> 북측수로 물고기 집단폐사 48
• <그림 4-8> 북측유수지 아암로 부근 토지이용현황 48
• <그림 4-9> 작업장비 49
• <그림 4-10> 가시파래 피해 현황 49
• <그림 4-11> 송도국제도시 폐쇄적 수공간의 문제점 50
• <그림 4-12> 실험평면개요 51
• <그림 4-13> 외수위 조건 52
• <그림 4-14> 수문운영방안 52
• <그림 4-15> 모식도 53
• <그림 4-16> 지점별 수위곡선(CASE 1, 대조기) 56
• <그림 4-17> 지점별 수위곡선(CASE 1, 소조기) 57
• <그림 4-18> 지점별 수위곡선(CASE 2, 대조기) 58
• <그림 4-19> 지점별 수위곡선(CASE 2, 소조기) 59
• <그림 4-20> 지점별 수위곡선(CASE 3, 대조기) 60
• <그림 4-21> 지점별 수위곡선(CASE 3, 소조기) 61
• <그림 4-22> 지점별 수위곡선(CASE 4, 대조기) 62
• <그림 4-23> 지점별 수위곡선(CASE 4, 소조기) 63
• <그림 4-24> 수질실험결과 (Dye 확산분포, CASE 1) 65
• <그림 4-25> 수질실험결과 (Dye 확산분포, CASE 2) 66
• <그림 4-26> 수질실험결과 (Dye 확산분포, CASE 3) 67
• <그림 4-27> 수질실험결과 (Dye 확산분포, CASE 4) 68
• <그림 5-1> 송도국제도시 각 수로별 저류량 73
• 표 목 차
• <표 2-1> 고강뉴타운 수류순환망 분석요인 9
• <표 2-2> 파주운정 친수환경생태도시 수순환체계 분석요인 9
• <표 2-3> 수원확보방안 분석 10
• <표 4-1> 송도국제도시 현황 및 개발계획 34
• <표 4-2> 송도국제도시 수공간 계획표 35
• <표 4-3> 인천 기상개요 36
• <표 4-4> 월별강우량 37
• <표 4-5> 유입유량 38
• <표 4-6> 유황분석 결과표 39
• <표 4-7> 승기천 월별 오염도 변화 40
• <표 4-8> 남동유수지 수질검사 결과 41
• <표 4-9> 인천조위곡선(대조기, 소조기) 42
• <표 4-10> 수문 소요폭 43
• <표 4-11> 수질 환경기준 44
• <표 4-12> 연평균 현황 44
• <표 4-13> 인천6지점 수질현황 45
• <표 4-14> 수질오염조사결과 47
• <표 4-15> 수문유입유량 53
• <표 4-16> 수순환 수치모델 구축 53
• <표 4-17> 수순환 운영방안 실험 CASE 55
• <표 4-18> 유출입시간 및 안정화시간(CASE 1) 56
• <표 4-19> 지점별 최강유속(CASE 1) 57
• <표 4-20> 유출입시간 및 안정화시간(CASE 2) 58
• <표 4-21> 지점별 최강유속(CASE 2) 59
• <표 4-22> 유출입시간 및 안정화시간(CASE 3) 60
• <표 4-23> 지점별 최강유속(CASE 3) 61
• <표 4-24> 실험 유출입시간 및 안정화시간(CASE 4) 62
• <표 4-25> 지점별 최강유속(CASE 4) 63
• <표 4-26> 해수교환율 64
• <표 5-1> 장기파랑산출자료(인천, GRID POINT : 2925)