• 한국군사과학기술학회지
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• 제14권2호
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• pp.205-212
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• 2011

In this paper, we have proposed a method for quantization of the stratification strength in the sea water and analysing the distributions of the maximum stratification depths calculated by the method at the seas near the Korean peninsular. For calculating the stratification strength, modified and applied the potential energy anomaly formular which was suggested by Simpson in 1977. The data had been collected by NFRDI from 1971 to 2008 were used to determine the maximum vertical density gradient depth and the relative potential energy anomaly at that depth. In the East Sea, the stratification depth has become deepened about 20m in February and April since 1971. In Yellow-South Sea, the maximum density gradient depth has been deepened about 10m only in December during the same period and the difference of the stratification depth between summer and winter has been enlarged. These trends of variation of stratification strength and depth near the Korean peninsular should be investigated more carefully and continuously. And the results of these studies could be adopted for the more efficient operation of underwater weapon and detection systems.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2015년도 학술발표회
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• pp.240-240
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• 2015

As Simpson et al. (1990) emphasized the importance of the straining process in the stratification and mixing in the estuarine circulation process, various researches have investigated on the relative contribution of each process to the overall potential energy anomaly dynamics. However, many numerical works have done only for two dimensional modeling along channel or the short distance cross sectional three dimensional simulations as Burchard et al. (2008) and the estuarine channel was not simulated so far. But, in the study on the physics of shallow coastal seas, spatial dimension in the three dimensional way affects significantly on results of a particular numerical model. Therefore, the comparison of two and three dimensional models is important to understand the real physics of mixing and stratification in an estuary. Also, as Geyer and MacCready (2013) pointed out that the lateral process seems to be important in determining the periodic stratifications, to study such process the three dimensional modeling must be required. The present study uses a numerical model to show the signification roles of each term of the time-dependent dynamic equation for the potential energy anomaly (PEA) in controlling along and lateral channel flows and different stratification structures. Moreover, we present the relationships between the ${\Phi}$-advection, the depth mean straining, vertical mixing and vertical advection can explain well how water level, salinity distribution and across velocity 2D model are slightly different from 3D.

• Journal of the korean society of oceanography
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• 제37권1호
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• pp.10-19
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• 2002

The detailed structure of a tidal front and its ebb-to flood variation in the main tidal channel of the Kyunggi Bay in the mid-west coast of Korea were investigated by analyzing CTD data and drifter trajectories collected in late July 1999. A typical tidal front was formed in water about 60 m deep at the mouth of the channel. Isotherms and isohalines in the upper layer above the seasonal pycnocline in the offshore stratified zone inclined upward to the sea surface to form a surface front, while those in the lower layer declined to the bottom front. The location of the front is consistent with $100 S^3/cm^2$ of the mixing index H/U defined by Simpson and Hunter (1974), where H is the water depth and U is the amplitude of tidal current. The potential energy anomaly in the frontal zone varied at an ebb-to flood tidal cycle, showing a minimum at slack water after ebb but a maximum at slack water after flood. This ebb-to flood variation in potential energy anomaly is not accounted for by the mixing index. We conclude that on- and offshore displacement of the water column by tidal advection is responsible for the ebb-to-flood variation in the frontal zone.

• 지구물리와물리탐사
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• 제18권4호
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• pp.223-231
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• 2015

자연 전위(SP, self-potential)의 발생에는 여러 요인이 있으나 이 연구에서는 지하수의 유동에 의해 자연적으로 발생하는 유동 전위(streaming potential) 또는 전기역학적 전위(electrokinetic potential)에 대해 주로 논의한다. 유동 전위는 다공질 매질에서의 물의 흐름에 의해 인공적인 전류원 없이 전류가 발생하여 야기된 전위이다. 기존의 유동 전위를 이용한 지열 저류층 해석에서는 지표면 전위 분포 계산을 위해 일반적으로 시추공에서 주입되거나 생산되는 지하수로부터 발생하는 SP 이상만을 고려하였고, 온도 차이가 나는 지열 저류층에서의 지열수 순환에 따라 발생할 수 있는 SP에 대한 수치 모델링에는 한계가 있었다. 이에 따라 사면체 요소를 바탕으로 한 3차원 전기비저항 유한요소법에 기초하여 지열 저류층 내에서의 주입정, 생산정에 의한 SP 이상뿐만 아니라 지열 저류층에서의 지열수 순환에 따른 SP 이상까지 고려할 수 있는 알고리듬을 개발하였다. 본 논문에서는 개발한 알고리듬을 검증 한 후, 간단한 지열 저류층 모델에 지열수 주입과 양수의 효과에 의한 SP 이상대의 SP 반응을 분석하였다. 향후 개발한 알고리듬을 이용하여 지층의 물성을 고려한 지열수 유동 속도 등도 고려함으로써 보다 심도 있게 지열 저류층 SP 반응을 분석하고자 한다.

• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 한국신재생에너지학회 2005년도 춘계학술대회
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• pp.693-696
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• 2005

KIGAM (Korea Institute of Geoscience and Mineral Resources) launched a new project to develop the low-temperature geothermal water in the area showing high geothermal anomaly, north of Pohang city, for large-scale space heating. Surface geologic and geophysical surveys including Landsat 1M image analysis, gravity, magnetic, Magnetotelluric (MT) and controlled-source audio-frequency MT (CSAMT), and self-potential (SP) methods have been conducted and the possible fracture zone was found that would serve as deeply connected geothermal water conduit. In 2004, two test wells of 1.1km and 1.5km depths have been drilled and various kinds of borehole survey including geophysical logging, pumping test, SP monitoring, core logging and sample analysis have followed. Temperature of geothermal water at the bottom of 1.5km borehole reached over $70^{\circ}C$ and the pumping test showed that the reservoir contained huge amount of geothermal water. Drilling for the production well of 2 km depth is on going. After test utilization and the feasibility study, geothermal water developed from the production well is going to be provided to nearby apartments.

• Ocean and Polar Research
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• 제28권3호
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• pp.339-352
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• 2006

Seasonal and tidal variations of density stratification in the Saemangeum waters are investigated based on synoptic CTD observations between July 2003 and September 2005. CTD data used in this study are those obtained after closing the dike No. 4 and before closing the two final gaps, the Sinsi and the Garyeok, on the Saemangeum tidal harrier. A total of 19 field campaigns comprehend a wide temporal spectrum, that is, few seasons, spring and neap tides, and high and low waters. In addition, ADCPs were anchored and CTDs were cast at three stations for 25 h in July 2005. Water columns are vertically homogeneous in autumn and winter. The vertical homogeneity persists in spring but with an occasional weak stratification in i:he northern part of the Gogunsan Islands. Increased reshwater runoff tends to stabilize the water columns and strong density stratification is established in summer. The mean potential energy anomaly (PEA) in summer used as a stratification parameter is the largest $(27.7\;J\;m^{-3})$ in the northern part of the Gogunsan Islands where the Geum River discharge dominates, the smallest $(16.9\;J\;m^{-3})$ is in the inner area of the barrier, in between the two $(21.6\;J\;m^{-3})$ in the southern part of the Gogunsan Islands. Whereas the stratification is generally strengthened in summer, strong winds or large tidal currents over the shallow depths frequently destratify the water column near the mouth of river runoff inside the tidal barrier. Periodic stratification, the development of stratification on the ebb and its breakdown on the flood, occurs in the mid-area inside the barrier induced by the tidal straining, which can also be found in the results of 25 h observation.

• 한국환경과학회지
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• 제7권2호
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• pp.223-232
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• 1998

득량만의 조석주기에 따른 성층특성을 연구하기 위하여 우선 30여개 관측점에서 관측된 수온, 염분, 밀도, 해류, 열수지, 바람, 밀도류 자료를 조사하였다. 이 관측자료를 토대로 성층현상을 규명할 수 있는 해석적 모델을 개발하였으며 이 해석적모델을 이용하여 얻어진 연구결과에 따르면, 득량만의 성층을 이루는 요인은 조석, 태양열, 밀도,류인 것으로 나타났으며, 성층을 파과할 수 있는 조석에너지의 혼합에너지의 에너지 기여율 $\varepsilon$ 은 약 0.020 - 0.021정도 되는 것으로 나타났다.

• 해양환경안전학회지
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• 제13권2호
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• pp.119-125
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• 2007

Simpson and Hunter (974) 의 포텐셜 에너지 anomaly(V)를 이용하여 한국 남해의 여름과 겨울철 성층 변동 및 수온과 염분이 성층의 강도에 미치는 영향을 분석하였다. 수온 및 염분은 국립수산과학원이 1999년 8월, 2000년 2월에 실시한 정선 관측 자료이다. 8월(여름)은 남해의 외해측에서 V 값이 높게 나타나는 반면, 2월(겨울)의 경우 연안역 가까운 곳에서 높게 나타났다. 8월은 대기의 가열 현상 및 쓰시마난류의 유입 등이 V 가 증가하는 주요 인자이며, 2월은 대기 냉각 및 남해연안수의 확장이 표 저층간의 성층의 세기를 변화시키는 요인으로 작용한다. 전 시기에 걸쳐 수온이 염분보다 성층의 세기 변화에 큰 영향을 미치며, 8월에는 수온과 염분이 성층의 세기를 증가시키는 작용을 하는 반면, 2월에는 염분이 성층의 세기를 감소시키는 작용을 한다.

• 해양환경안전학회:학술대회논문집
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• 해양환경안전학회 2007년도 춘계학술발표회
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• pp.43-50
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• 2007

In order to calculate the strength and to. see the variation af the stratification in the Southern Waters af Korea, the stratification parameter defined as potential energy anomaly (PEA, $V(J/m^3)$) introduced by Simpson and Hunter (1974) was used The data used in this paper were observed in August 1999 and February 2000 by National Fisheries Research and Development Institute (NFRDI). Also to know the effects af the temperature and the salinity an the stratification respectively, averaged temperature and salinity were used in the process af calculation the parameter. V is generally high in the offshore. However, in February, V in the onshore is higher than that of the offshore due to the vertical temperature gradient caused by the expansion of South Korean Coastal Waters (SKCW). In the summer, the increase af the atmospheric heating, the temperature inversion phenomenon act an the stratification as the buoyancy forcing. In most cases, the effects of the temperature on the stratification is stronger than that of the salinity. The temperature effect is predominantly due to the extent af the intrusion of Tsushima Warm Current into the study area. However, at stations where V is high the effect af the salinity is also significant. In the winter, V is very low due to the decrease of the buoyancy forcing, but same stations show the relatively high V due to the expansion of SKCW and Tsushima Warm Current.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2023년도 학술발표회
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• pp.143-143
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• 2023

최근 대청댐('17), 평림댐('19) 등 광역 취수원에서 망간의 먹는 물 수질기준(0.05mg/L 이하) 초과 사례가 발생되어, 다수의 민원이 제기되는 등 취수원의 망간 관리 중요성이 부각되고 있다. 특히, 동절기 전도(Turn-over)시기에 고농도 망간이 발생되는 경우가 많은데, 현재 정수장에서는 망간을 처리하기 위해 유입구간에 필터를 설치하고 주기적으로 교체하는 방식으로 처리하고 있다. 그러나 단기간에 고농도 망간 다량 유입 시 처리용량의 한계 등 정수장에서의 공정관리가 어려워지므로 사전 예측에 의한 대응 체계 고도화가 필요한 실정이다. 본 연구는 광역취수원인 주암댐을 대상으로 망간 예측의 정확도 향상 및 예측기간 확대를 위해 다양한 머신러닝 기법들을 적용하여 비교 분석하였으며, 독립변수 및 초매개변수 최적화를 진행하여 모형의 정확도를 개선하였다. 머신러닝 모형은 수심별 탁도, 저수위, pH, 수온, 전기전도도, DO, 클로로필-a, 기상, 수문 자료 등의 독립변수와 화순정수장에 유입된 망간 농도를 종속변수로 각 변수에 해당하는 실측치를 학습데이터로 사용하였다. 그리고 데이터기반 모형의 정확도를 개선하기 위해서 성층의 수준을 판별하는 지표로서 PEA(Potential Energy Anomaly)를 도입하여 데이터 분석에 활용하고자 하였다. 분석 결과, 망간 유입률은 계절 주기에 따라 농도가 달라지는 것을 확인하였고 동절기 전도시점과 하절기 장마기간 난류생성 시기에 저층의 고농도 망간이 유입이 되는 것을 분석하였다. 또한, 두 시기의 망간 농도의 변화 패턴이 상이하므로 예측 모델은 각 계절별로 구축해 학습을 진행함으로써 예측의 정확도를 향상할 수 있었다. 다양한 머신러닝 모델을 구축하여 성능 비교를 진행한 결과, 동절기에는 Gradient Boosting Machine, 하절기에는 eXtreme Gradient Boosting의 기법이 우수하여 추론 모델로 활용하고자 하였다. 선정 모델을 통한 단기 수질예측 결과, 전도현상 발생 시기에 대한 추종 및 예측력이 기존의 데이터 모형만 적용했을 경우대비 약 15% 이상 예측 효율이 향상된 것으로 나타났다. 본 연구는 머신러닝 모델을 활용한 망간 농도 예측으로 정수장의 신속한 대응 체계 마련을 지원하고, 수처리 공정의 효율성을 높이는 데 기여할 것으로 기대되며, 후속 연구로 과거 시계열 자료 활용 및 물리모형과의 연결 등을 통해 모델의 신뢰성을 제고 할 계획이다.