• 제목/요약/키워드: Density stratification

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해양방류구에서 방류된 Jet류의 방류모형 (Model of Jet Flow Dispersion Discharged from Ocean Outfalls)

  • 이정규
    • 물과 미래
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    • 제20권4호
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    • pp.279-284
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    • 1987
  • 해양방류구에서 연직밀도구배가 있고, 임의의 수류의 방향과 속도를 가지고 흐르는 주변수중으로 방류되는 폐수의 초기 최소 희석도와 최종상승고를 예측하는 개선된 수학적 모형을 제시하였다. 밀도구배가 없는 균일한 수중에서 선분플륨의 방류실험을 통하여 얻은 결과를 이용하여 선형밀도구배를 가진 수중으로 방류되는 경우에 대한 해가 유도되었다. 유속, 유향, 밀도의 성층화 및 노즐의 형태에 대한 영향이 고찰되었으며 계산결과는 실험치와 비교되었다.

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Long-term Prediction of Water Quality in Osaka Bay

  • Han, Dong-Jin;Yoon, Jong-Sung
    • 한국환경과학회지
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    • 제13권11호
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    • pp.993-1000
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    • 2004
  • As an effort to clarify the ecosystem of Osaka Bay, a semi-enclosed coastal area under the influence of stratification, a three-dimensional water quality model with combination of the baroclinic flow model and primitive eco-system model was constructed. The proposed model succeeded in simulating the time-depending flow and density structure and the baroclinic residual currents in Osaka Bay. In present study, we tried to improve the model by taking account of the benthic-pelagic interaction and exchange of nutrients between sea bottom sediments and overlaying water. On vertical structure, the model consists of 13 layers of water and eight layers of sediments. Long-term prediction of water quality was conducted from 1964 to 1985. This period is characterized by rapid water pollution and its decrease by the cutoff reduction of COD and P flowed into Osaka Bay. By combining the sediment model into original model, the numerical model was confirmed to shows more reasonable results in simulating the water quality in Osaka Bay.

댐 재개발이 호수 수온 및 탁수 거동 변화에 미치는 영향 예측을 위한 모델 연구 (A Modeling Study of Lake Thermal Dynamics and Turbid Current for an Impact Prediction of Dam Reconstruction)

  • 정선아;박석순
    • 대한환경공학회지
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    • 제27권8호
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    • pp.813-821
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    • 2005
  • 강릉 오봉호의 수온 및 탁수 거동에 관한 모델 연구 결과가 본 논문에 제시되었다. 농업용수 공급을 위해 1983년 만들어진 이 호수는 현재 하류 지역의 수자원 확보와 홍수 방지를 위하여 저수용량을 확대하는 재개발이 검토되고 있다. 횡방향 평균화 2차원 수리 수질 모델인 미공병단의 CE-QUAL-W2를 현재 상태와 재개발 후의 호수에 적용하였다. 2001년과 2003년에 관측된 수위와 수온 측정 자료를 이용하여 모델을 보정하고 검증하였으며, 측정 값과 모델 값이 적절한 일치를 보였다. 검증된 모델을 이용하여 댐 재개발이 수온과 수체 흐름에 미치는 영향을 예측한 결과 재개발 후에는 표층과 심층의 수온 구배가 강하게 나타나고, 낮은 수온을 가진 심층이 확대되나, 겨울과 봄에는 수직 수온 분포 형태가 재개발 전과 후 모두 비슷한 것으로 나타났다. 이는 댐 재개발이 여름철 호수 수온 성층현상을 더욱 강하게 만들고 지속시간을 길게 할 것임을 의미한다. 예측된 수체 이동현상을 관찰한 결과 재개발 전에는 상류의 탁수는 호수의 중층과 심층사이에 유입되어 부유물질이 천천히 침강하는 것으로 나타났다. 그러나 재개발 후에는 강한 성층현상이 나타나기 때문에 밀도가 비슷한 중층에 유입 탁수가 오래 머물 것으로 예측되었다. 또한 재개발로 인하여 댐 부근의 부유물질 농도가 크게 감소할 것이 예측되었다.

하계 득량만의 연직혼합과 관련된 바람 (태풍), 조석, 태양에너지의 영향 (The Effect of Wind (Typhoon), Tide and Solar Radiation for the Water Stratification at Deukryang Bay in Summer , 1992)

  • 이병걸;조규대;홍철훈
    • 수산해양기술연구
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    • 제31권3호
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    • pp.256-263
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    • 1995
  • 득량만에서 발생되는 수괴의 연직 구조의 변동을 역학적으로 규명하기 위하여 Simpson and Hunter(1974)와 Simpson and Bowers(1981)의 에너지식을 이용하여 수괴의 연직 환합과 관련된 바람, 태양 그리고 조류 에너지를 계산하여 보았다. 그 결과 바람에너지에 비하여 태양 에너지와 조류에너지가 약 10배 종도 큼을 알 수 있었다. 그리고 태양 에너지의 경우 관측 기간 동안 큰 변동이 없는 반면 조류의 경우 대조기와 소조기대의 에너지가 약 10배 정도 차이가 남을 알 수 있었다. 이러한 결과로 미루어 볼 때 하계 득량만의 수괴의 연직 구조변동은 대.소조기 변동에 따른 조류의 세기에 의하여 결정됨을 잘 알 수 있었다. 그리고 태풍에 의한 에너지의 변동을 살펴보기 위하여 Fujita의 경험적인 태풍 모델을 도입하여 태풍이 득량만의 좌측과 우측을 통과할 때의 에너지의 변동을 살펴보았다. 그 결과 태풍 에너지는 조류 에너지의 크기와 매우 비슷하며 특히 대조기때의 조류 에너지의 크기와 매우 유사함을 알 수 있었다. 여기서 주목되는 것은 득량만에서 연직 혼합을 일으키는 10-15m/sec의 바람 에너지의 크기와 30-40cm/sec 세기의 조류가 가지고 있는 조류에너지의 크기가 매우 비슷함을 알 수 있다. 따라서 득량만의 경우 조류에 의한 수괴의 연직 혼합의 세기는 태풍 에너지와 거의 비슷함을 알 수 있다. 이러한 결과를 미루어 볼 때 대조기때의 득량만의 조류 에너지는 거의 태풍 통과시 바람 에너지와 거의 비슷함을 알 수 있었다. 이러한 연구는 Simpson(1981)의 결과와도 매우 유사하게 나타났다.

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암반지하수 특성 인자로서 불연속면 밀도 적용 사례 연구 (Case study on application of discontinuity density as a characteristics factor of rock mass groundwater)

  • 임명혁
    • 문화기술의 융합
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    • 제10권5호
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    • pp.693-698
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    • 2024
  • 전북 진안 지역은 다양한 암석 종류와 더불어 발달하고 있는 불연속면의 종류 또한 다양하여, 암반 내 지하수 거동을 분석하기 위해 불연속면의 종류별 배향과 빈도를 측정하였다. 불연속면의 배향 중 주향을 방위각으로 측정하여 불연속면 궤적으로 표현하였고, 불연속면 밀도는 단위면적당 발달한 불연속면 길이의 합으로 수치화하였다. 연구 지역의 불연속면 궤적은 전체적으로 북동 방향이 우세하며, 화성암 분포 지역에서 남북 방향과 동서 방향이 우세하고, 퇴적암 분포 지역은 동서 방향과 북동 방향이 우세하게 나타난다. 불연속면의 종류 중 지층 경계와 층리 및 엽리의 우세 배향인 북동 방향과 유사한 불연속면 궤적을 보인다. 불연속면 빈도는 0.1m-1 ~ 1,000m-1로 다양한 범위를 보인다. 불연속면 밀도 분포를 불연속면 등고선도 그림으로 표현하였다. 그 결과 연구 지역의 남부와 남서부 데미샘 부근의 압쇄암과 마령면 일대의 화성암 지역, 북동부 용담댐 부근의 화성암 지역 및 북서부 운일암·반일암 부근의 화성암 지역 등이 불연속면 밀도가 100m-1 이상으로 가장 높게 나타났으나, 마이산 부근의 퇴적암 지역이 상대적으로 낮은 수치를 보였다. 기존 연구 지역의 물리탐사 및 시추조사 자료 결과와 지질구조 및 불연속면 밀도 및 궤적은 향후 암반 내 지하수 거동에 중요한 인자가 될 수 있음을 시사한다.

거금수로 해역의 수온과 염분의 변동 (Variations of Temperature and Salinity in Kugum Suro Channel)

  • 추효상;이규형;윤양호
    • 한국수산과학회지
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    • 제30권2호
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    • pp.252-263
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    • 1997
  • 1993년 거금수로에서 계절별로 수온, 염분을 관측하였으며, 수로내 2개 정점에서 25시간 연속 수온, 염분 관측을 실시하여 이들 자료를 비교, 분석하였다. 수온은 년중 $7.0\~25.0^{\circ}C$의 범위로 동, 하계의 온도차는 약 $18^{\circ}C$이다. 표, 저층간의 온도차는 년중 $0.75^{\circ}C$ 이하로 수로내 해수의 수온 성층은 매우 약하다. 수로방향으로의 수평 온도차도 약 $0.3^{\circ}C$ 이하로, 수로를 따라서의 강한 조류가 거금수로내 수온의 수평, 연직 분포에 크게 영향을 미치고 있음을 시사한다. 염분도 수온과 같이 년중 표, 저층 및 수로 방향에서 수평 염분차가 $0.5\%_{\circ}$ 이하로 작다. 염분은 4월이 $34.0\%_{\circ}$, 8월이 $30.0\%_{\circ}$로, 4월이 8월에 비해 $4\%_{\circ}$정도 높다. 이는 동 시기의 강우량과 일조시간의 분포와 일치해 기상에 직접 영향을 받고 있음을 알 수 있다. T-S diagram에 나타난 계절별 수괴 특성은 동계에서 하계로 갈수록 저온 고염의 고밀도수에서 고온 저염의 저밀도수로 변화하며, 표, 저층간의 밀도차는 춘계와 추계에 거의 0, 동계와 하계에 $1.0\~1.5$로 매우 작다. 1993년 4월 $29\~30$일의 조위 변동에 따른 수온과 염분의 변화는 고조시 수온은 낮고 염분은 높다. 저조시는 그역의 변화를 나타낸다. 1일 중의 수온과 염분의 탁월 변동 주기는 동 해역에서 탁월한 반 일주조의 조석주기와 거의 일치한다. 해역의 성층 정도를 판단하는 성층계수는 년중 $4.0J/m^3$이하로 조류에 의한 저층 연직 혼합이 년중 매우 활발함을 나타낸다. 성층 진단식에 의한 성층과 혼합의 크기는 조류에 의한 혼합항이 $4.7\~14.1J/m^3day^{-1}$로 가장 크다. 관측에서 나타난 계절별 수온, 염분 구조와 일치하는 조류 혼합률 $\varepsilon$의 평가는 0.005였다.

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노년기 농촌여성의 비타민 D 수용체 유전자형에 따른 칼슘 섭취량과 골밀도와의 관계 (Association of Calcium Intake and Bone Mineral Density by Vitamin D Receptor Genotype among Elderly Women Living in Rural a Area)

  • 김지선;김희선
    • 대한지역사회영양학회지
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    • 제11권4호
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    • pp.534-540
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    • 2006
  • Recent studies have shown that environmental, biochemical, nutritional or genetic factors affect bone mineral density (BMD). The purpose of the present study was to investigate the effect of vitamin D receptor (VDR) gentotype and nutritional status on BMD of elderly women living in a rural area. Three hundred thirty five elderly women over 65 years in Asan participated the study. Data for demographic and nutrient intakes were obtained by survey with a two day 24 hr recall method. BMD was measured by broadband ultrasound attenuation (BUA) using quantitative ultrasound (QUS). VDR genotypes of the subjects analyzed with Bsm I restriction enzyme were bb (92%), Bb (7%) and BB (1%). No differences were found between genotypes bb and Bb/BB in age, menopausal age, body mass index and body fat. BUA of bb genotype was higher (62.5 $\pm$ 15.6 dB/MHz) than Bb/BB genotype (56.1 $\pm$ 17.6 dB/MHz) by Student's t-tests. Correlation analyses showed strong negative correlation of BMD and age, but positive correlation with BMI, energy and calcium intake. When subgroup analyses were conducted after stratification by the median calcium intake level (412.9 mg/d), the above median calcium intake group showed significant difference in BUA by VDR genotype while the lower median calcium intake group did not show significant difference. The current study confirmed interaction of calcium intake and VDR genotype in association with BMD. Further nutritional intervention will be needed to improve calcium status of the elderly women living in rural areas.

Application of CE-QUAL-W2 [v3.2] to Andong Reservoir: Part I: Simulations of Hydro-thermal Dynamics, Dissolved Oxygen and Density Current

  • Bhattarai, Prasid Ram;Kim, Yoon-Hee;Heo, Woo-Myoung
    • 생태와환경
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    • 제41권2호
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    • pp.247-263
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    • 2008
  • A two-dimensional (2D) reservoir hydrodynamics and water quality model, CE-QUAL-W2, is employed to simulate the hydrothermal behavior and density current regime in Andong Reservoir. Observed data used for model forcing and calibration includes: surface water level, water temperature, dissolved oxygen and suspended solids concentration. The model was calibrated to the year of 2003 and verified with continuous run from 2000 till 2004. Without major adjustments, the model accurately simulated surface water levels including the events of large storm. Deep-water reservoirs, like Andong Reservoir, located in the Asian Monsoon region begin to stratify in summer and overturn in fall. This mixing pattern as well as the descending thermocline, onset and duration of stratification and timing of turnover phenomenon were well reproduced by the Andong Model. The temperature field and distinct thermocline are simulated to within $2^{\circ}C$ of observed data. The model performed well in simulating not only the dissolved oxygen profiles but also the metalimnetic dissolved minima phenomenon, a common1y occurring phenomenon in deep reservoirs of temperate regions. The Root Mean Square Error (RMSE) values of model calibration for surface water elevation, temperature and dissolved oxygen were 0.0095 m, $1.82^{\circ}C$, and $1.13\;mg\;L^{-1}$, respectively. The turbid storm runoff, during the summer monsoon, formed an intermediate layer of about 15 m thickness, moved along the metalimnion until being finally discharged from the dam. This mode of transport of density current, a common characteristic of various other large reservoirs in the Asian summer monsoon region, was well tracked by the model.

당동만의 빈산소 발생 예측 (The Prediction of Hypoxia Occurrence in Dangdong Bay)

  • 강훈;권민선;유선재;김종구
    • 해양환경안전학회지
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    • 제26권1호
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    • pp.65-74
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    • 2020
  • 본 연구에서는 당동만을 중심으로 빈산소가 발생하는 물리적 해양환경 특성을 파악하고, 로지스틱 회귀분석을 이용해 빈산소 발생확률을 예측하였다. 관측 자료를 분석한 결과, 브런트-바이살라 주파수는 수심이 깊은 만 입구보다 수심이 얕은 만 내측에서 더 크게 나타났다. 이는 당동만 내측에서 담수 유입으로 인해 표층 염분이 낮아져 강한 밀도 성층이 형성되었기 때문이다. 시간적으로는 6월 ~ 9월까지 리차드슨 수와 브런트 바이살라 주파수가 매우 높게 나타났고, 9월 2일 이후로는 성층이 완화되어 감소하는 경향을 보였다. 당동만에서 관측된 용존산소 및 수온, 염분 자료를 분석한 결과, 저층의 용존산소 농도는 공통적으로 표층과 저층의 수온차에 가장 큰 영향을 받는 것으로 나타났다. 한편, 수심차(dz)를 고정된 변수로 두고, 수온차(dt)의 변화에 의한 빈산소의 발생 확률의 변화를 계산한 결과, 수심차(dz)가 각각 5 m, 10 m, 15 m, 20 m일 경우, 수온차(dt)는 8℃, 7℃, 5℃, 3℃일 때 빈산소 발생확률이 70 %를 상회하는 것으로 나타났다. 이는 당동만에서 수심차(dz)가 커질수록 빈산소 발생에 필요한 수온차(dt)는 작아지게 된다는 것을 뜻하며, 특히 당동만에서 수심차(dz)가 20 m 내외인 지역은 빈산소가 발생하기 매우 쉬운 환경이라는 것을 알 수 있었다.

유량 조절과 인 부하 변동에 따른 강정고령보 조류저감 효과 수치 모의 (Simulations of the Effect of Flow Control and Phosphate Loading on the Reduction of Algae Biomass in Gangjeong-Goryong Weir)

  • 박대연;김성진;박형석;정세웅
    • 환경영향평가
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    • 제28권6호
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    • pp.507-524
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    • 2019
  • 본 연구의 목적은 낙동강 내에 위치한 강정고령보 구간을 대상으로 EFDC 모델을 검정하고, 보 구간의 유량에 따른 체류시간과 유입수 인 농도 변화가 수질 및 조류 그룹별(규조류, 녹조류, 남조류) 생체량에 미치는 영향을 평가하는데 있다. 2018년 실험자료를 이용하여 모델을 검정한 결과, 보 구간의 수위와 수온의 수직 분포, DO, 유기물, 질소, 인 계열의 시계열 변화를 적절히 모의하였다. 조류 그룹별 생체량 예측에 있어서는 계절별 변동 특성은 적절히 재현하였으나, 일부기간에 실측값과 편차가 크게 나타났다. 보의 관리수위와 유량을 조절하는 시나리오 모의결과, 보의 운영 수위를 낮출수록 유량을 증가시킬수록 수온성층이 완화 또는 해소되는 것으로 분석되었다. 강정고령보에서 수온성층이 해소된 유속은 약 0.1 m/s였으며, 이는 금강의 백제보에서 연구결과와 일치한다. 2Q 유량 시나리오 모의결과, Chl-a는 8.7% 감소하였고 규조류와 녹조류 세포수 밀도도 감소하였다. 하지만 남조류 세포수는 오히려 증가하였는데, 그 이유는 유량이 증가함에 따라 유속이 빨라져 상류경계조건의 높은 남조류 농도가 하류에 직접 영향을 끼친 것으로 나타났다. 유입수 인 부하 농도(평균 0.056mg/L)를 50% 수준으로 저감하는 시나리오 모의결과, Chl-a는 13.6 % 감소하였다. 연구결과는 강정고령보의 조류 과잉성장을 억제하기 위해서는 수리학적 제어와 함께 상류 유입 조류 농도와 인 부하량 저감이 동시에 고려되어야 함을 시사한다.