Oil Spill Simulation by Coupling Three-dimensional Hydrodynamic Model and Oil Spill Model

Tae-Hwa Jung, Sangyoung Son
2018 한국해양공학회지  
울산 에쓰오일 공장에서 탱크에 균열이 생겨 약 3만 배럴(4,767 킬로리터) 정도의 기름이 유출되는 사건이 있었다. 해외의 경우 2010년 멕시코 만의 딥워터 호라이즌 석유시추 시설이 폭발하면서 5개월 정도 기름이 유출되어 인근 해역에 막심한 피해를 준 사건이 있었으며, 2014년 이스라엘의 에일라 트 인근에 설치된 송유관에서 유출사고가 발생하여 5백만 리터 이상이 인근 지역으로 유출되었다. 인근 일본에서는 1997년1월2 일 일본 후쿠이 현 일대에서 페트로파블로프스크로 향하던 러 시아 유조선 나홋카호가 침몰하면서 6,200여 톤의 난방용 중유 가 유출되었다. 사고 발생 직후 오사카 대학의 공학연구과에서 는 프린스톤 대학에서 개발되어 널리 사용되고 있는 대표적인 3차원 해양순환 모델인 POM(Princeton ocean model)을 이용하여 유출사고를 모의하여 중유의 이동경로를 예측한 바 있다(Yohei et al., 2007). 이렇듯, 오일 등을 포함한 해양유출사고는 거의
more » ... 년 발생하 고 있으며 한번 발생하면 생태계뿐만 아니라 인근 주민들의 생 계와 직결되는 사안이어서 막대한 물적 자원 손실을 수반함과 동시에 회복하는데 짧게는 수개월에서 길게는 수년이 걸리는 ABSTRACT: In this study, a new numerical modeling system was proposed to predict oil spills, which increasingly occur at sea as a result of abnormal weather conditions such as global warming. The hydrodynamic conditions such as the flow velocity needed to calculate oil dispersion were estimated using a three dimensional hydrodynamic model based on the Navier-Stokes equation, which considered all of the physical variations in the vertical direction. This improved the accuracy compared to those estimated by the conventional shallow water equation. The advection-diffusion model for the spilled oil was combined with the hydrodynamic model to predict the movement and fate of the oil. The effects of absorption, weathering, and wind were also considered in the calculation process. The combined model developed in this study was then applied to various test cases to identify the characteristics of oil dispersion over time. It is expected that the developed model will help to establish initial response and disaster prevention plans in the event of a nearshore oil spill.
doi:10.26748/ksoe.2018.32.6.474 fatcat:3frj4auauzcevoinsxkgffhq64