• Journal of the Korean Society of Marine Environment & Safety
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• v.29 no.5
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• pp.435-444
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• 2023

Suitable environmental conditions in Saemangeum frequently favor phytoplankton growth. There have been occurrences of sudden phytoplankton blooms, surpassing the algae management standards. A model was designed to prevent such blooms using scientific predictive techniques to forecast and regulate the possibility of phytoplankton blooms. We propose effective and efficient algae control measures concerning every phytoplankton species optimized through the policy control of nutrients (DIN, PO4-P) from rivers and controlling lake salinity using gate operations. The probability of phytoplankton blooms was initially forecast using an artificial neural network algorithm based on observations. The model's Kappa number fluctuated from 0.7889 to 1.0000, indicating good to excellent predictive power. The Garson algorithm was then utilized to assess the significance of explanatory variables for every species. Meanwhile, the probability of phytoplankton blooms was anticipated depending on the DIN and salinity value changes. Therefore, the model predicted the precise DIN and salinity concentrations to inhibit phytoplankton blooms for each species. Hence, the green algae model can create effective proactive measures to avoid future phytoplankton blooms in enormous artificial lakes.

• Journal of the Korean Society of Marine Environment & Safety
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• v.29 no.6
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• pp.562-575
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• 2023

In an effort to improve water quality, the South Korean government has implemented measures to increase seawater circulation in Saemangeum Lake. We analyzed the effect of increasing the frequency of seawater circulation based on salinity levels and bottom water exchange in the lake, using an environmental fluid dynamics code model. When the sluice gate opening and shutting frequency increased from once to twice per day, the internal water level of Saemangeum Lake increased by up to ~0.7 m. The salinity increased by 2.12 psu near the western breakwater and decreased by 1.18 psu near the freshwater inlet. We analyzed the extent of bottom water exchange using a particle tracing method and observed that the residual rate of particles shallower than 5 m in water depth decreased by 2.52% in Case 2 (opening and shutting twice per day) compared to Case 1 (opening and shutting once per day). This indicates that increasing the frequency of sluice gate opening and shutting would promote enhanced bottom water exchange. Consequently, the increased salinity and bottom water exchange associated with increased seawater circulation are expected to improve water quality in Saemangeum Lake.

• Journal of the Korean Society for Marine Environment & Energy
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• v.15 no.3
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• pp.186-197
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• 2012

In order to understand hydrodynamic and water quality changes on the Saemangeum reservoir in accordance to inner development plan, intensive numerical simulations using EFDC have been done. Due to inner dike construction and proposed dredging plans, stratification might occur and yield flow field change. It should be noticed that very conditional gate operation schedule adjusting target water elevation of -1.5 meter causes severe stratification and hence plays an important role in poor water qualities. By using random walk particle tracking residence simulations, it is found that hydrodynamic characteristics depends greatly on riverine inflow conditions. It is also inferred that the northern part of the Mangyeong reservoir behaves as a dead zone and acts as major reasoning of water quality deterioration owing to benthic flux from long-term residing settled sediment.

• Journal of Korean Society of Coastal and Ocean Engineers
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• v.17 no.4
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• pp.269-279
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• 2005

Numerical simulations were done using depth integrated ADCIRC model in order to evaluate dynamic response on the inner Saemankeum reservoir due to flood flow and gate operation for the both situations of dike construction and inner development. According to 2-dimensional dynamic flood routing, temporal variation of hydrographs shows sensitive at upstream riverine region while it becomes stable from the center part of the reservoir due to sudden expansion of physical changes. Dynamic response of hydraulic changes such as water surface elevation and velocity on the inner region arises suddenly by gate operation and more rapidly after the inner development than dike construction. Temporal surface fluctuation arises during inflowging of outer sea water and propagates upstream up to 10km to 16km in accordance with inner development status.

• Water for future
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• v.24 no.4
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• pp.49-58
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• 1991

Flood routing in the Youngsan River was performed for the flood event of July, 1989 by two finite difference methods. The Saint Venant eq., a kind of hyperbolic partial differential equation is employed as governing equation and the explicit scheme (Leap Frog) and implicit scheme (Preissmann) are used to discretize the GE. As for the external boundary conditions, discharge and tidal elevation are upstream and downstream BC, respectively and estuary dam is included in internal BC. Lateral inflows and upstream discharges are the hourly results from storage function method, At Naju station, a Relatively upstream points in this river, the outputs are interpreted as good ones by comparing two numerical results of FDMs with the observed data and the calibrated results by storage function method. and two computational results are compared at the other sites, from middle stream and downstream points, and thus are considered reliable. Therefore, we can conclude from this research that these numerical models are adaptable in simulating and forecasting the flood in natural channels in Korea as well as existing hydrologic models. And the study about optimal gate control at the flood time is expected as further study using these models.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2023.05a
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• pp.283-283
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• 2023

만경강은 전라북도 북부를 남서쪽으로 흐르는 하천으로 유로연장 80.86km, 유역면적 1,504.35km²에 이르며 유로는 영산강에 이어 6번째, 유역면적은 안성천, 삽교천에 이어 8번째에 해당하는 하천이다. 만경강은 금강, 동진강 등과 함께 호남평야의 중앙을 서쪽으로 흐르며 호남평야에 농업용수를 공급하고, 전주시와 완주군, 김제시에 공업용수를 공급하는 중요한 하천 중 하나이다. 만경강 상류에는 대아저수지, 경천저수지 등 다수의 농업용 저수지가 설치되어 있으며, 농업용수 공급을 위한 다수의 취입보와 양수장이 설치·운용되고 있다. 만경강 중상류에서 위치한 취입보 중 가장 큰 비중을 차지하고 있는 것은 완주군(오성교)관측소와 완주군(용봉교)관측소 사이에 위치한 어우 취입보로 최대 허가량은 약 10m³/s이며, 연간 취수량은 약 1억 4천만톤이다. 어우 취입보에서 취수한 용수는 대간 도수로를 통해 새만금간척지까지 농업용수를 공급한 후 완주군(삼례교)관측소 하류에 위치한 비비정 배수갑문을 통하여 만경강으로 회귀한다. 어우 취입보의 영향으로 인하여 만경강 중상류에 위치한 3개의 관측소(완주군(오성교), 완주군(용봉교), 완주군(하리교))는 비정상적인 상하류 관계가 발생하고 있다. 만경강은 이와 같은 다수의 취입보와 양수장 운영으로 상하류 역전이 발생하고 있으나, 유역 내 물수지 분석을 통해 실제 취수량 등을 고려할 경우 농번기에도 정상적인 상하류 관계가 발생하는 것을 확인할 수 있다. 따라서 본 연구에서는 만경강에 위치한 저수지 3개소(경천저수지, 용담댐, 대아저수지)의 방류량과 고산정수장의 회귀수 자료, 어우 취입보에 설치된 자동유량자료 및 취입보(7개소)의 허가량과 취수량 자료를 확보하여 물수지 분석을 실시하였다. 또한, 만경강 중상류에 위치한 관측소의 2022년 개발된 수위-유량관계곡선식을 활용하여 환산유량을 산정하였으며 물수지 분석을 실시하여 상하류 검토와 누가유출 및 유출률을 검토한 결과 상하류 관계가 비교적 안정적인 것으로 확인되었다.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2022.05a
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• pp.469-469
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• 2022

하구담수호는 하천의 종점에서 해양과 만나는 곳에 방조제를 건설해 담수를 유도하여 형성되는 인공호수이다. 유역 말단에 위치하기 때문에 유역에서 유출되는 모든 수자원을 확보할 수 있는 장점이 있지만, 유역에서 발생하는 오염물질이 모두 유입되고 인공적인 담수의 특성 때문에 수질이 악화되기 쉬운 조건을 지니고 있다. 담수호의 수질관리는 유입되는 오염물질의 양이 많고 담수된 수자원량도 많으므로 부분적인 방법으로는 개선이 어려우며, 유역과 호소를 포함한 종합적인 대책이 필요하다. 담수호의 수질관리대책 수립은 크게 상류 유역에 대한 대책과 호소에 대한 대책으로 구분된다. 대표적인 대책으로는 상류 유역의 하수처리장, 축사, 농경지 관리를 통한 배출부하량 감소와 호소 내 수질개선을 위한 습지, 저류지 건설 및 준설을 통한 내부부하 감소 등이 있다. 이처럼 담수호의 수질관리를 위해서는 상류 유역에서 호소까지 종합적으로 고려해야 한다. 본 연구에서는 유역모형과 호소모형의 연계를 통해 간월호 유역을 모의하였다. 유역모형은 HSPF(Hydrological Simulation Program-FORTRAN) 모형을 사용하였으며, 유역 내 3개의 하수처리장과 1개의 분뇨처리장을 고려하였으며, 4개 지점에 대하여 보정 및 검정을 시행하였다. 호소모형은 EFDC-WASP 연계모형을 이용하였으며, HSPF에서 모의 된 유입량과 호내 설치된 4개의 양수장, 배수갑문 운영일지를 고려하여 모의하였다. 호소 내 수질 측정지점에 대하여 T-N, T-P에 대하여 보정 및 검정을 수행하였다. 본 연구는 담수호 수질관리를 위한 분석시스템 구축으로 추후 대책에 따른 효과분석에 활용할 수 있을 것이다.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2018.05a
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• pp.422-422
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• 2018

우리나라의 간척사업은 고려시대 중엽부터 서남해안에 다수 산재되어 있는 천혜적인 간척 적지를 대상으로 지속적으로 추진되어 국토확장 및 식량 자급달성에 기여하여 왔다. 그러나, 최근 들어 쌀 수급 등 농업정책의 변화, 비용에 대한 경제성 평가의 변화, 개발과 보전에 관한 이해당사자간의 대립 등으로 신규 간척사업의 추진이 어려워지고 기존 간척지의 토지이용 목적 변화와 이치수 기능개선을 목적으로 배수갑문을 확장하는 등의 사업이 추진되고 있다. 본 연구에서는 방조제 상류지역 및 지천에서 이상홍수 유입에 따른 방조제 안정성 검토를 실시하였다. 호내로 유입되는 빈도별 홍수량에 따른 각 지점별 수위변화를 이용하여 방조제 비상대처계획에 대한 재난관리 지표로 활용할 수 있는지를 확인한다. 이를 위해 선정된 방조제를 중심으로 빈도별 홍수량을 산정하여 수문학적 안정성을 검토하고, 빈도별 홍수량에 따른 호내의 홍수위 변화를 통하여 비상대처계획 시나리오를 구성하고자 한다. 새만금 유역의 수치모델링에 필요한 범위를 설정하고, 모델 구성 및 자료를 입력한 후 검 보정을 통하여 모델의 신뢰성을 검증한 후 모델운영 조건을 설정하였다. 새만금 종합개발계획(MP)이 완료되었을 경우를 가정하여 통합운영을 실시하였다. 호내 관리수위에 따른 100, 200, 500, PMF 홍수량 유입시에 호내 홍수위 모의를 수행하였다. 또한, 비상단계 중 초기단계인 '관심단계'를 "이상홍수 발생부터 관리수위 EL-1.5m까지"로 설정한다면 방조제 초기 재난대응이 유리해 질 것으로 판단된다. 또한, '주의단계'는 "관리수위 EL-1.5m부터 호내 관리홍수위 EL+1.5m까지"로 '경계단계'를 "호내 관리홍수위 EL+1.5m부터 제당 내측사석보호공 홍수위까지", '심각단계'를 "제당 내측사석보호공(만경유역 EL+4.5m, 동진유역 EL+2.5m) 이상의 홍수위"로 설정한다면 방조제 관리자에게 세부화된 정보 및 지표를 제공해 줄 것이라 판단된다. 방조제 비상상황 단계별 분류에서 이상홍수위 발생후의 시간을 수치모의를 통해 구분하였으며 정성적인 위기상황 판단이 아닌 구체적인 수치로 된 지표들을 방조제 위기상황 재난지표로 활용한다면 상황 관리자의 위기상황 판단과 대처를 위한 의사결정에 도움이 될 것으로 기대한다.

• Korean Journal of Environment and Ecology
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• v.30 no.3
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• pp.320-327
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• 2016

Intertidal zone has been restored by the Sihwa Lake tidal power plant is operating in 2012. After restoration, to check the difference of bird group's community change out, the examination has been carried out from 2009 to 2014 when sea dike sluicer runs, the intertidal zone area was increased to $20.3km^2$ after restoring in $5.3km^2$. There was no significant difference in the number of individuals congestion of the whole, but the results of analysis of the differences between the six bird group by number of individuals, it showed a significant difference in Diving ducks(p = 0.237) the Herons (p<0.001), Swans and Geese (p<0.01), Dabbling ducks (p<0.001), showed a significant difference in the Shore birds (p<0.001) gulls (p<0.001) except for diving of ducks. Sihwa Lake intertidal zone was only just been restored, but environment and the improvement of benthic ecosystem has been carried out, It is determined that waterfowls that living based on intertidal zone are also affected. This study is a good example of the restoration of the intertidal zone that disappeared, which hard to find a similar case. It will be utilized as basic data of ecological monitoring for the conservation and management of the future of the intertidal zone later.

• Journal of the Korean Society for Marine Environment & Energy
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• v.18 no.4
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• pp.310-316
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• 2015

The intertidal area in Lake Sihwa formed after operation of Sihwa-Lake tidal power plant and the change of the area in Lake Sihwa by period were analyzed. For computation of the intertidal area, remote sensing techniques were applied and high resolution Digital Elevation Model (DEM) was generated with root mean square (rms) error 14.4 cm. The intertidal area was $165.1km^2$ in 1910s, $115.2km^2$ in 1991 before completion of Sihwa dyke, $5.6km^2$ in 2010 during the period on operation of sluice gate, and $20.3km^2$ in 2013 after operation of Sihwa tidal power plant. Intertidal in Lake Sihwa was nearly dissipated after completion of Sihwa dyke, but significantly increased with operation of Sihwa tidal power plant from April 2012 as developing a regular tide environment and increasing of sea water flux. The re-formation of tidal flat of Sihwa Lake is an uncommon case. This study that precisely analyzed on the area of artificially formed Sihwa tidal flat would be applicable for management and making conservation plan.