• Journal of Wetlands Research
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• v.11 no.2
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• pp.39-46
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• 2009

Garolim Bay is typically a semi-enclosed bay without a significant supply of freshwater and sediments from surrounding drainage area. The bay have a variety of subenvironments including deep tidal channels, tidal flats, sand dunes, islands, and inlet. Because environmental quality of bay strongly depends on the exchange of water over benthic subenvironments, it is necessary to analyze quantitatively exchange of water between sea and bay. Hydro-hypsography is the relative distribution of water-surface areas at different depths. The hydro-hypsographic curve in Garolim bay shows that the tidal flats occupy about 77 % of the bay surface. Hydraulic turn-over time (HTT) is 1.32 tidal cycles which indicate well-flushed bay. Hydro-hypsometric techniques will be useful for assessments of health of bays.

• Journal of Korean Society of Industrial and Systems Engineering
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• v.26 no.1
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• pp.79-84
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• 2003

종래의 연구들은 주로 시간이 경과함에 따라 수리비용과 고장시간 간격이 고정된 상태에서 최적교환시각(T)을 구하는 조건을 발견하는데 중점을 두었으나, 대부분의 시스템은 시간이 경과할수록 고장시간간격이 좁아지고 수리비용은 증가하는 것이 일반적이다. 본 논문에서는 위의 두 조건을 만족하는 보다 현실적인 모델을 구축하였으며, 또 일정시간 내에 2개의 시스템이 존재할 때 어느 조건 하에서 시스템이 확률적으로 우월한가를 분석하는 연구를 수행하였다. 즉, 시스템은 시간이 경과함에 따라 확률 P［N=k］로서 완전수리를, 1-P［N=k］로서 소수리를 행하는 모델을 고려하였다. 여기서 N은 연속된 완전수리 사이의 소수리의 수를 나타낸다. 또한 초기고장에 있어서 수리에 의해 새로운 시스템이 되는 확률이 높고, 고장횟수가 증가함에 따라 완전수리가 행해지는 확률이 낮아지는, 보다 현실에 가까운 모델을 구축하였다. 모델을 일반화하기 위해 수리비용은 확률변수로 가정하였다.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2021.06a
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• pp.20-20
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• 2021

하천에서 유해화학물질 유출사고로 인하여 오염물질이 유입되었을 경우, 이에 대응하기 위하여 오염운의 도달시간과 농도를 예측하는 것은 매우 중요하다. 종방향의 혼합거동이 중요한 넓은 범위의 하천을 대상으로 오염물질의 이송을 예측하기 위하여 일반적으로 1차원 Fickian 모형을 사용한다. 그러나 실제 하천에서 오염물질의 농도를 측정하였을 경우, 대부분의 농도분포는 오염물질의 저장대효과로 인하여 긴 tail 부분을 갖는 왜곡된 분포를 갖게 된다. 이러한 저장대 효과는 여러 하천내의 다양한 불규칙성으로부터 발생하나, 국내 하천에 많은 보가 설치되어 있음에도 불구하고 하천 내부에 설치된 수리구조물에 의하여 발생하는 인공적인 저장대 효과에 관한 연구가 미흡한 실정이다. 따라서 본 연구에서는 실내 수리실험과 수치 모의를 통하여 노치가 존재하는 보주변에서의 흐름 특성과 오염 물질의 이송 특성을 규명하고, 이를 통해 보의 지형 및 수리적 인자가 저장대 메커니즘에 미치는 영향을 분석하였다. 수리 실험을 통한 넓은 범위에서의 수평방향 흐름장과 농도장을 측정하기 위하여 본 연구에서는 광역 계측방법인 Large Scale Particle-Image-Velocimetry (LSPIV) 기법과 Planar-Concentration-Analysis (PCA) 기법을 각각 유속과 농도 측정을 위해 적용하였다. 더 많은 보의 지형 및 수리적 조건에 따른 저장대 메커니즘을 분석하기 위하여 3차원 Reynolds-averaged Navier-Stokes (RANS) 모형을 통해 모의조건을 확장 적용하였다. 측정 및 모의 결과를 바탕으로 노치가 존재하는 보의 지형 및 수리적 인자가 저장대 메커니즘에 미치는 영향을 분석하였다. 저장대 영역 면적의 크기는 노치사이의 간격이 증가할수록 증가하였으며 노치의 높이의 경우에는 크게 민감하지 않은 경향을 나타냈다. 추적물질의 체류 시간은 노치사이의 간격과 보의 높이가 증가할수록, 유량이 감소할수록 증가하여 질량교환계수 값이 감소하는 경향을 나타냈다. 프루드 수와 레이놀드 수 모두 질량교환계수와 양의 상관 관계를 나타냈으나 저장대 영역의 면적의 크기와는 낮은 관계성을 나타냈다.

• Journal of Wetlands Research
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• v.13 no.1
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• pp.45-52
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• 2011

Seawater circulations between a bay and the open sea play an important role to make the ecosystem healthy, providing nutrient and oxygen to the benthic environments and cleaning up pollutions. The health of the benthic environment in a bay is closely related to the flushing characteristics of seawater. In this study, to estimate the seawater distribution and circulation characteristics of benthic environment in the Geunso bay, we calculated the hydraulic turn-over time by a hydro-hypsographic analysis. Digital elevation model (DEM) which was generated using waterline method based upon remotely sensed data and water depth of the subtidal zone estimated by echo-sounding survey was applied to the hydro-hypsograhic analysis through a geographic information system (GIS) spatial analysis. The results showed that 95% of the total area of the bay was tidal flat and the hydraulic turn-over time was 1.03 tidal cycle, which indicated that the flushing characteristics of the Geunso bay was very good. Geunso bay was revealed to occupy relatively wide area of benthic environment and to have relatively big tidal range over other domestic and foreign coastal environment, therefore it could have a better seawater circulation characteristics. This result can be effectively applied as fundamental information to establish the system for a quantitative estimate of health of coastal environment in the west coast of Korea and manage the ecosystem in benthic environments.

• Journal of the Korean Geotechnical Society
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• v.29 no.8
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• pp.65-73
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• 2013

Ground-coupled heat pump system has attracted attention as a promising renewable energy technology due to its improving energy efficiency and eco-friendly mechanism for space cooling and heating. Pipes buried in the ground play a role of direct thermal interaction between circulating fluid inside the pipe and surrounding soils in the geothermal exchange system. However, both complexities of turbulent flow coupling thermal-hydraulic phenomena and very long aspect ratio of the pipe make it difficult to model the heat exchange system directly. Energy balance for fluid flow inside the pipe was derived to model thermal-hydraulic phenomena, and one-dimensional pipe element was proposed through Galerkin formation and time integration of the equation. Developed element is combined to pre-developed FEM code for THM phenomena in porous media. Numerical results of Thermal Response Test showed that line-source model overestimates equivalent thermal conductivity of surrounding soils due to thermal interaction between adjacent pipes and finite length of the pipe. Thus, inverse analysis for the TRT simulation was conducted to present optimal transformation matrix with utmost convergence.

• Journal of Korean Society of Coastal and Ocean Engineers
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• v.9 no.2
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• pp.74-85
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• 1997

Accurate analysis of water budget and seawater exchange characteristics is essential for the improvement and management of the degraded water quality in Masan Bay. In this study, water budget is simulated for the four divided coastal zones on the monthly base, and watershed runoff discharges which are important as input parameters are estimated using the runoff coefficient(=0.7). The main results are as follows : The runoff-contribution rate due to water supply discharge is increased from 10% in 1978 to the equivalent amount at present. The reduction quantity due to the wastewater interception is about 25% of total inflow discharges, and the net effects of both precipitation and evaporation is about 10%. As the hydraulic detention time in Masan Bay is estimated about 3 months, water exchange rate is to be very low. From the analysis of the salinity variation on account of water mixing, it appears no temporal correlation between monthly average precipitation and salinity, whereas only regional correlation is apparent.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2020.06a
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• pp.53-53
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• 2020

오염물질 유출 사고가 발생했을 경우 안전한 수자원의 관리 및 공급을 위해 오염물질의 혼합거동에 대한 정확한 해석이 필요하다. 하천에 유입된 오염물질의 혼합 거동에 영향을 미치는 인자들은 다양하지만, 수리구조물 등에 의해 발생한 저흐름 영역에 의해 오염물질이 정체되는 현상에 대한 연구는 아직 미흡한 실정이다. 특히, 국내 하천에는 약 33,000여 개가 넘는 취수보가 설치되어 있으며, 이 보들은 대부분 광정보 형태의 농업용수 취수를 목적으로 하고 있다. 이러한 보에는 저유량 시기에 보 상하류간의 흐름을 원활하게 하기 위한 노치(notch) 형태의 배수로가 설치되어 있으며, 노치로 인하여 보 상류쪽에 연직방향 뿐만 아닌 수평방향 흐름장의 변화 및 저흐름 영역이 형성된다. 따라서 본 연구에서는, 노치가 설치된 보 구조물 주변에서의 수평 방향 흐름 구조 및 오염물질의 혼합 거동을 분석하여 하천 저장대 모형의 매개변수를 산정하였다. 저흐름 영역에 의하여 오염물질의 정체현상이 발생할 경우, 일반적으로 오염물질 혼합 해석에 사용되는 Fickian 이송-확산 모형은 농도의 공간 분포를 잘 재현하지 못하기 때문에 non-fickian 모형인 하천 저장대 모형이 널리 사용되고 있다. 하천 저장대 모형에서의 주요 매개변수로는 저장대 영역(저흐름 영역)의 면적과 질량교환계수가 있으며, 본 연구에서는 노치의 조건 변화에 따른 저장대 영역 및 질량교환계수의 변화를 분석하기 위하여 수리실험을 수행하였다. 노치의 조건 변화에 따른 저장대 모형의 매개변수 산정을 위하여 보 구조물이 설치되어 있는 개수로에서 수리실험을 수행하였으며, 광범위의 수평방향 흐름구조 및 오염물질의 혼합거동을 분석하기 위하여 LSPIV(Large Scale Particle-Image-Velocimetry) 및 PCA(Planar-Concentration-Analysis) 기법을 이용하여 유속 및 오염물질의 농도자료를 취득하였다. 취득된 유속 자료 및 농도자료를 바탕으로 보 상류에 위치한 저흐름영역의 크기 및 저흐름 영역과 주 흐름 영역 사이의 농도변화를 분석하였다. 실험자료 분석결과, 노치의 간격이 커질수록 저흐름영역의 크기 또한 증가하였으며, 오염물질의 체류시간 또한 증가하는 것으로 밝혀졌다.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2020.06a
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• pp.148-148
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• 2020

산업의 고도화가 진행됨에 따라 화학원료의 사용이 증가하고 있고 독성을 가진 화학물질이 하천으로 유입되는 사고가 빈번하게 발생하고 있다. 수환경으로 유입되는 유해화학물질은 주로 무색무취의 물질들로 사고가 발생하더라도 초기 발견이 어려워 어류폐사를 유발하거나 취수시설에서 용수로 취수되는 경우가 발생하기 때문에 이에 대한 대응책 마련이 필수적이다. 하천에 유입된 오염물질의 거동을 신속하게 예측하기 위해 1차원 오염물질 추적 모형이 활용되는데, Fickian 이송-분산 모형(Fickian Advection-dispersion equation model; FADE)이 주로 사용되고 있다. 하지만 FADE는 오염물질이 하천 저장대에서 지체되는 현상을 반영하지 못하기 때문에 농도곡선의 왜곡도를 구현하지 못하는 단점을 가지고 있다. 따라서 본 연구에서는 하천저장대모형(River Storage Model; RSM)을 개발하고 이를 국가하천인 감천에 적용하였다. 본 연구에서 개발한 RSM은 분산계수, 본류대 면적, 저장대 면적, 저장대 교환계수의 네 가지 매개변수를 통해서 하천의 물질 저장 및 교환 특성를 구현한 non-Fickian 모형으로서, 생화학반응, 휘발, 흡·탈착항을 추가하여 유해화학물질의 혼합 거동을 정확하게 모의할 수 있도록 개발하였다. 저장대 모형의 매개변수를 산정하기 위해서 하천 유량과 지형자료를 기반으로 HEC-RAS를 모의하여 계산된 수리특성을 입력변수로 사용하였다. 저수기, 평수기, 풍수기 유량을 기준으로 세 경우의 시나리오 모의를 수행하였는데, 5ton의 톨루엔이 김천산업단지에서 감천으로 유입된 경우 약 20km 하류에 위치한 취수장에서 톨루엔의 농도변화를 예측했다. 보존성 물질에 대한 모의 결과, 풍수기의 경우 저수기에 비해 유속이 크기 때문에 취수장에서 20.56시간 먼저 기준농도에 도달하고, 7.21시간 더 짧게 머무는 것으로 나타났다. 유해화학물질의 반응특성에 대한 민감도 분석을 시행한 결과, 생화학적 반감기가 18.98시간보다 길고, 옥탄올-물 분배계수가 2.267 이하인 물질은 생분해 및 흡·탈착 반응에 둔감한 것으로 나타났다. 1m 수심 기준 0.114m/s 이하 유속에서의 하천 수리조건에서는 화학물질의 휘발성을 무시할 수 있는 것으로 밝혀졌다.

• ETRI Journal
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• v.5 no.3
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• pp.39-47
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• 1983

수작업에 의한 보전관리방식은 고장신고에 의하여 수행되는 사후 관리방식으로서 가입자 회선의 급속한 증가에 따라 필요한 보전 인력 확충이 어렵고 보전 작업량의 예측이 힘들어 정확한 보전계획 수립이 불가능하다. 또한 고도로 숙련된 운용요원을 요구하는 수동식 시험대는 교환기종마다 상이하여 획일적인 보전관리가 이루어지지 않는다. 이러한 문제점을 해결하기 위하여 가입자 시설 집중보전 시스템 (SLMOS)을 개발하였다. SLMOS구성은 일정 지역별로 지역보전 센터를설치, 여러 전화국을 수용하는 형태로서, 가입자 고장신고 접수 및 수리시험 요원을 집중시켜 인력절감을 꾀하며 각종 보전업무의 전산화로 가입자 서어비스의 질적 향상 및 능률적인 보전관리를 도모한다. 가입자 고장신고는 집중화된 접수요원이 담당하며 전화번호만 key-in시키면 고장원인 및 수리약속 시간이 CRT화면에 나타나므로 가입자에게 정화한 정보를 제공한다. 지역보전 센터의 프린터에는 접수요원이 받은 고장신고 내용 및 심야에 실시된 예방시험의 결과가 출력되므로 통제석에서 이를 분석, 해당 수리 시험석으로 분배한다. 모든 요원의 작업내용은 고장기연 data base에 저장되므로 지역보전 센터 의 관리자는 원하는 각종 통계, 분석 자료를 출력시킬 수가 있어 보전업무의 효율적 운영을 할 수 있게된다. SLMOS의 software개발에 UNIX 0S를 사용함으로써 machine independence와 시스템의 융통성 및 Portability를 추구하고있으며 신고접수, 수리에 mask기법및 한글사용으로 용이하게 시스템을 사용할 수 있도록 하였다. 자동 선로시험 장치에 $\mu$-processor를 내장시켜 예방시험 기능의 추가와 자동 고장판정으로 운용요원의 기량에 의존하는 방식의 탈피를 시도하였다. 본 연구개발은 81년에 착수하여 84년에 완료할 예정이며 82년말 중앙전화국 시험실에서 연구소 computer와 on-line 방식으로 시험 운용을실시하였다. 83연도에 시스템기능을 보완 및 추가 개발하고 84년도에 현장 및 실용화 시험을거쳐 한국전기통신공사에 공급할 계획이다.

• Korean Journal of Ecology and Environment
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• v.33 no.4 s.92
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• pp.342-349
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• 2000

This paper demonstrates the influence of intensity of the monsoon on morpho-hydrological fluctuations in Taechung Reservoir during 1993${\sim}$1994. During the study, hydrological variables including rainfall, inflow, and discharge volume showed distinct contrast between 1993 and 1994. Interannaul differences in rainfall occurred during the monsoon in July${\sim}$August monsoon and influenced inflow, discharge, and water residence time (WRT). Total inflow in 1993 was four times greater than that of 1994, and summer inflow in 1993 was 8 times greater than summer 1994. Annual Mean WRT was 93.2 d in 1993 vs. 158.6 d in 1994 and the largest differences occurred between monsoons of 1993 and 1994. Morphometric variables reflected the interannual contrasts of hydrology, so that in 1993 surface area, total volume, shoreline development, and mean depth increased consistently from premonsoon to postmonsoon and over this same period in 1994 they decreased. This outcome indicates that the area of shallow littoral zones in 1993 was greater than in 1994. Also, the drainage area to surface area (D/L) at 80 m MSL was 60.7 which was much greater than values in Soyang and Andong reservoirs and natural lakes world-wide. The morpho-hydrodynamic conditions seemed to influence in-reservoir nutrient concentration which is one of the most important factors regulating the eutrophication processes. I believe, under the maximum hydrodynamic fluctuations in Korean waterbodies during the monsoon, applications of mass balance models to man-made lakes for assessments of external loading should be considered because the models can be used under the seasonally stable inflow and water residence time.