• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
• /
• 2017.05a
• /
• pp.477-477
• /
• 2017

국내 4대강사업 이후의 하천환경의 변화를 고려한 보 구간 별 도달시간 재산정이 필요하며, 더욱이 다기능 보의 영향을 고려한 도달시간에 대한 연구도 필요한 실정이다. 또한 4대강사업 이후 설치된 다기능 보의 기존 방류를 이용한 보 운영은 관리수위를 유지하기 위해 유입된 수량만을 방류시켜 수온차가 있는 성층파괴에는 한계가 있었다. 이러한 문제점으로 펄스 방류는 수질개선을 위하여 제시된 인위적 반복적 방법으로 하천의 유량 및 유속을 증대시켜 하천 상 하층을 혼합하여 성층을 파괴함으로써 조류의 성장을 억제하기 위한 목적으로 적용될 수 있으며, 실제 하천에 적용하기에 앞서 보 방류조건에 따른 흐름전달특성의 분석과 검증이 필요하다. 이에 본 연구에서는 4대강사업 이후의 하도에 대한 지형자료와 상세한 보주변의 지형자료를 이용하여 수리학적 모형을 위한 하도자료를 구축하였으며, 보 운영을 고려하여 2차원 수리해석을 실시하였다. 보 방류조건에 따른 흐름전달특성 분석에 앞서 각 보 구간별 거리를 산정하였다. 또한 일정 방류 시나리오 유량조건을 이용하여 각 보 구간별 도달시간을 산정하였으며, 산정된 도달시간은 HEC-RAS를 통해 모의된 계산결과와 비교 및 한국수문조사연보 유량편의 평균유속과의 비교 및 검증을 실시하였다. 또한 펄스 방류에 따른 흐름의 전달특성을 분석을 하였으며, 분석한 결과와 보 하류 주요지점에서의 수위 관측결과를 2차원 수리모형에서 확인 할 수 있었다. 또한 2차원 수리모형 내에서 입자를 적용하여 입자추적을 통한 보 하류부의 흐름전달 양상을 해석하였다. 본 연구를 통하여 유량 규모 및 등급별 방류량을 고려하여 적용 가능한 간편 도달시간을 제안 및 산정하여 현장에서 실무적으로 사용가능한 자료를 제공함으로써 하천 유지 및 관리에 이용이 가능할 것이라 판단된다. 또한 펄스 방류에 따른 흐름의 전달특성을 분석함으로써, 특정 방류량에 따른 흐름특성을 이해하고 후에 수질개선 효과 분석 및 다양한 방류시나리오에 따른 보의 운영 지침에 기초자료를 제공할 수 있을 것으로 판단된다.

• Journal of the Korean Society of Marine Environment & Safety
• /
• v.15 no.4
• /
• pp.289-296
• /
• 2009

The appearance and variation of cold water area and its expansion mechanism of tidal front in the south western coast of Korea in summer were studied on the basis of oceanographic data(1966-1995), satellite images from NOAA and SeaWiFs and numerical model. Cold water appearance in southwestern field of Jindo was due to the vertical mixing by strong tidal current. Tidal front where horizontal gradient of water temperature was more than $0.3^{\circ}C$/km parallels to contours of H/$U^3$ parameter 2.0~2.5 and the outer boundary of cold water region corresponds with contours of the parameter 2.5~3.0 in the southwestern sea of Korea during the period between neap and spring tides. The position replacement of tidal front formed in the study ares varies in a range of 25~75km and cold water region extends about 90km. These suggest that the magnitude of variation of frontal position and cold water area was proportionate to the tidal current during lunar tidal cycle. Moreover, it was estimated that the southwestward expansion of cold water region was derived from the southwestward tide-induced residual currents with speed more than 10cm/s.

• Journal of the Korean Society of Marine Environment & Safety
• /
• v.27 no.6
• /
• pp.708-720
• /
• 2021

As hypoxia adversely affects the marine environment in northwestern Gamak Bay every summer, the present study determined its comprehensive occurrence mechanisms using the Multiple Regression Analysis (MRA) and suggested management directions based on the primary MRA factors. The first hypoxia occurred by thermocline related to weather conditions, with organic matter deposited inside the bay on 26^th June, 2017. Additionally, on 12^th July, halocline was also developed by increased rainfall, and the hypoxia was most expanded horizontally and vertically. The primary factors were the stratification and deposited organic matter. In contrast, the hypoxia correlated to phytoplankton growth and deposited organic matter on 8^th August was diminished with remarkably less precipitation. However, the stable halocline was caused by massive precipitation, and the reproduced phytoplankton re-generated the expanded hypoxia on 16^th August despite a short sampling interval. Subsequently, the hypoxia influenced by the deposited organic matter spread shallowly along the seafloor on 13^th September as the extinction period. These results suggest that stratification alleviation technologies, and the improvement and removal of the organic matter deposited on the surface sediment are necessary.

• Journal of the Korean Society for Marine Environment & Energy
• /
• v.19 no.3
• /
• pp.173-184
• /
• 2016

This study was carried out to understand the characteristic distributions of water temperature and salinity in accordance with seasons atound the Tongyeong and Geoje, based on a cluster analysis. Water temperatures in coastal areas were $1-2^{\circ}C$ higher than those in open seas when in the spring, autumn and winter. In particular, a south-northward isothermal line was established at the bottom layer in the winter of 2014, unlikely to the surface layer. In addition, a south-northward isohaline was also established at the bottom layer in the winter of 2013. Therefore, we recognized that a moving pattern of water masses has also a difference since forming directions of those lines were not equivalent with each other between the surface and bottom layers. In contrast, stratification appeared in the summer with a roughly difference of water temperature of $10^{\circ}C$ and a salinity of 2-10 psu between the layers. A cluster analysis indicated that the southeastern coastal waters have three distinct water masses, even though some complicated situations exist due to the seawater inflow from the outside. However, the result of a cluster analysis turned out quite reasonable because the result of a regression analysis proved that it is appropriate, just except for the timing of a south-northward front formation.

• The Sea:JOURNAL OF THE KOREAN SOCIETY OF OCEANOGRAPHY
• /
• v.29 no.2
• /
• pp.101-115
• /
• 2024

The ocean heatwave is emerging as a major issue due to global warming, posing a direct threat to marine ecosystems and humanity through decreased food resources and reduced carbon absorption capacity of the oceans. Consequently, the prediction of ocean heatwaves in the vicinity of the Korean Peninsula is becoming increasingly important for marine environmental monitoring and management. In this study, an LSTM model was developed to improve the underestimated prediction of ocean heatwaves caused by the coarse vertical grid system of the Korean Peninsula Ocean Prediction System. Based on the results of ocean heatwave predictions for the Korean Peninsula conducted in 2023, as well as those generated by the LSTM model, the performance of heatwave predictions in the East Sea, Yellow Sea, and South Sea areas surrounding the Korean Peninsula was evaluated. The LSTM model developed in this study significantly improved the prediction performance of sea surface temperatures during periods of temperature increase in all three regions. However, its effectiveness in improving prediction performance during periods of temperature decrease or before temperature rise initiation was limited. This demonstrates the potential of the LSTM model to address the underestimated prediction of ocean heatwaves caused by the coarse vertical grid system during periods of enhanced stratification. It is anticipated that the utility of data-driven artificial intelligence models will expand in the future to improve the prediction performance of dynamical models or even replace them.

• Journal of the Korean Society for Marine Environment & Energy
• /
• v.3 no.1
• /
• pp.35-44
• /
• 2000

The winter case of the near-field dilution at the Masan outfalls has been studied by field measurements and CORMIX model simulations. Dilution rates of the wastewater discharge in winter were obtained by a salinity deficit method using the field data observed in the neap tidal period of February, 1999. The observed dilution rates in winter season were found to be very high in the range of 90～130 due to the isopycnal mixing of ambient density compared with the summer range of 30～40 under weak neap tidal currents. The results of CORMIX model simulations also show that the winter dilution rates under a weak ambient current(Ua=6.0ms/s) were increased by 3-fold of the summer dilution rates. However, the difference between two seasons becomes small by 30% under a strong current(Ua=15.5cm/s). This result indicates that the dilution and hydrodynamic mixing process of the effluents are more influenced by ambient crossflow condition than by ambient density stratification at the outfalls site.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
• /
• 2016.05a
• /
• pp.23-23
• /
• 2016

우리나라의 댐저수지는 홍수기에 상류로부터 다량의 부유물이 폐기물 등과 함께 일시에 유입되어 미관을 해치거나 상수원 수질을 악화시키는 등의 문제점을 가지고 있다. 이에 부유물의 하류확산을 방지하고 수거와 처리를 효율적으로 하기 위한 부유물 차단망이 설치되어 운영 중이다. 부유물 차단망의 설치위치는 저수지내의 흐름을 고려하여 부유물을 가장 효과적으로 차단할 수 있는 지점을 선정하여야 하나, 저수지 흐름을 고려하지 않고 설치될 경우 차단망이 빈번하게 훼손되거나 부유물이 적절하게 포집되지 못한 채 상류에 흩어지는 결과를 초래하기도 한다. 본 연구에서는 대형저수지인 소양댐과 신규 중소규모 댐인 영주댐의 부유물 차단망 최적 설치위치를 선정하기 위하여 3차원 모형을 이용하여 다양한 조건에서의 저수지내 흐름분포와 수리적 특성을 검토하였다. 적용모형은 3차원 수리동력학 모형인 ELCOM 모형을 적용하였으며, 홍수기 표면 유속장 분포, 수직수온분포 및 밀도류 발생지점 등을 종합적으로 분석하여 최적 설치지점을 검토하였다. 시뮬레이션 조건은 200년 빈도 홍수 유입에 대해 초기 수위에 따른 영향을 고려하기 위하여 갈수위, 풍수위 등으로 구분하여 분석하였다. 분석결과, 소양댐의 경우 기존 설치위치에서는 plunging point가 설치지점보다 하류에 위치하여 부유물 포집 기능에는 이상이 없으나 최대유속이 2 m/s를 초과하는 것으로 나타나 안정적 운영을 위하여 이전 설치하는 것이 적합할 것으로 판단되었다. 또한 신규댐인 영주댐에서는 다양한 시나리오에 대하여 분석한 결과 2개 지점이 적합한 것으로 분석되어 적치장 위치 등을 종합적으로 고려하여 최적위치를 선정하도록 하였다. 이와 같은 연구 결과는 부유물 차단망 설치설계기준 등에 반영되어 과학적인 댐 운영관리에 활용될 것으로 판단되며, 향후 보다 안정적인 시설물 관리에 기여할 수 있을 것으로 사료된다.

• Proceedings of KOSOMES biannual meeting
• /
• 2009.06a
• /
• pp.137-143
• /
• 2009

진해만과 가덕도 주변 해역에서 2007년 2회(하계와 추계)에 걸쳐 표층 및 저층수 조사를 실시하여 수질 환경 특성을 파악하였다. 수온은 표층이 저층보다 높았는데 여름이 가을보다 표 저층간의 차이가 컸으며, 염분은 가덕도 남쪽에서 낙동강 물의 유입 영향으로 저염분을 나타내었다. 부유물질은 표층수의 경우 진해만 및 연안에서 높고 외해에서 낮았으며, 과거의 조사 농도 범위에 속하였다. POC는 계절별로 분포 차이가 있지만 유기물 유입원에 대한 근접성과 기초 생산아 영향을 받는 것으로 나타났다. COD는 표층에서 오염원의 영향이 많은 진해만에서 높고 외해로 가면서 낮아졌다. 여름에 진해만 일부 정점은 해역별 수질기준 III등급이었다. DO는 저층이 표층보다 낮았는데 특히 진해만 내완 외해의 깊을 수심 정점에서 차이가 크고, 하계에 성층에 의하여 수증간에 큰 자이를 나타내었다. 인산염-인과 규산염-규소는 저층수에서 용존산소가 낮아짐에 따라 높은 농도를 나타내는 경향이 강하였으며, 암모니아-질소도 내만의 저산소층에서 높은 농도를 보였다. 표층수의 용존 무기질소는 신항과 가덕도 주변에서 높고 진해만 서쪽 및 외해로 갈수록 낮아졌으며, 과거 조사 농도보다 낮고 좁은 변동 범위를 보였다. 총 질소와 총인도 외해역에서 낮은 농도였으며, 표층보다 저층이 높은 추세였고 여름에 더욱 뚜렷하였다. 총질소 평균 농도로는 해역별 수질기준과 I등급을 만족하였으나 정점별로는 $I{\sim}III$등급까지 변화가 컸는데 진해만 내의 저층 또는 외해의 깊은 수심을 갖는 정점에서 등급이 좋지 알았다. Chl-a는 진해만 내 또는 가덕수도에서 높은 분포였으며, 신항과 가덕도 남쪽에서는 과거보다 낮은 농도였다.

• Journal of Korean Society on Water Environment
• /
• v.30 no.1
• /
• pp.31-43
• /
• 2014

Recently, Andong Reservoir and Imha Reservoir located in Nakdong River basin (Korea) are being connected by a tunnel (length 2km, diameter 5.5m) for a conjunctive use. The objectives of this study were to construct a two dimensional(2D) laterally-averaged model for two reservoirs, and examine the effects of connection on the water transportation and temperature stratification in the reservoirs. The 2D models for each reservoir were calibrated using field data obtained in 2006, and applied to the linked system for the year of 2002 when a severe flood intruded into Imha Reservoir during the typhoon Rusa. Simulation results showed that 364 million $m^3$ of water can be conveyed from Imha to Andong, while 291 million $m^3$ of water from Andong to Imha after connection. It resulted in 1.38 m increase of annual averaged water level in Andong Reservoir, whereas 3.75 m decrease in Imha Reservoir. The structures of thermal stratification in both reservoirs were influenced in line with the flow exchanges. In Andong Reservoir, the location of thermocline moved upward about 10 m compared to an independent operation. The results imply that the persistent turbidity issue of Imha Reservoir might be shifted to Andong Reservoir during a severe flood event after connection.

• Journal of Korean Society on Water Environment
• /
• v.31 no.4
• /
• pp.367-376
• /
• 2015

The momentum and kinetic turbulent energy carried by the wind to a stratified lake lead to basin-scale motions, which provide a major driving force for vertical and horizontal mixing. A three-dimensional (3D) hydrodynamic model was applied to Lake Tahoe, located between California and Nevada, USA, to simulate the dominant basin-scale internal waves in the deep lake. The results demonstrated that the model well represents the temporal and vertical variations of water temperature that allows the internal waves to be energized correctly at the basin scale. Both the model and thermistor chain (TC) data identified the presence of Kelvin modes and Poincare mode internal waves. The lake was weakly stratified during the study period, and produced large amplitude (up to 60 m) of internal oscillations after several wind events and partial upwelling near the southwestern lake. The partial upwelling and followed coastal jets could be an important feature of basin-scale internal waves because they can cause re-suspension and horizontal transport of fine particles from nearshore to offshore. The internal wave dynamics can be also associated with the distributions of water quality variables such as dissolved oxygen and nutrients in the lake. Thus, the basin-scale internal waves and horizontal circulation processes need to be accurately modeled for the correct simulation of the dissolved and particulate contaminants, and biogeochemical processes in the lake.