• Environmental Engineering Research
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• 제21권2호
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• pp.171-179
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• 2016

This study analyzes guidelines to select optimum number of grids to represent behavior of a given water system appropriately. The EFDC model was chosen as a 3-D hydrodynamic and water quality model and salt was chosen as a surrogate variable of pollutant. The model is applied to an artificial canal that receives salt water from coastal area and fresh water from a river from respective gate according to previously developed gate operation rule. Grids are subdivided in vertical and horizontal (longitudinal) directions, respectively until no significant changes are found in salinity concentrations. The optimum grid size was determined by comparing errors in average salt concentrations between a test grid systems against the most complicated grid system. MSE (mean squared error) and MAE (mean absolute error) are used to compare errors. The CFL (Courant-Friedrichs-Lewy) number was used to determine the optimum number of grid systems for the study site though it can be used when explicit numerical method is applied only. This study suggests errors seem acceptable when both MSE and MAE are less than unity approximately.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 1987년도 제29회 수공학연구발표회논문초록집
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• pp.113-122
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• 1987

A numerical simulation technique of three-dimensional finite difference model is developed to study the groundwater flow system in Dcjima, an upland area which faces Kasumigaura Lake. For general perspectives of the groundwater flow system, a steady state three-dimentional model is simulated. For the sedimentary mud formations which are found in the representative formation, three situations of hydraulic conductivity are considered, representing an isotropic condition and situations where the horizontal permeability is equal to 10 times and 100times of the vertical one. The finite difference grid used in the simulation has 60x50x30=90,000 nodes. A converged solution with a tolerance of 0.001 meter of hydraulic head is set. Having determined the flow net by using a steady state three-dimensional model. the results for the three cases of hydraulic conductivity are compared with the results of tracer methods (Bae and Kayane 1987) With the aid of four representative vertical cross-sections, groundwater flow systems in the study area are assumed. Water balances for the three cases indicate very good agreement between total recharge and discharge in each case Analyses of groundwater flow system based on the tritium concentrations and water quality measurements (Bae and Kayane 1987) are confirmed by the numerical simulation and the results obtained by these two methods appeared to be in close agreement.

• 한국해양환경ㆍ에너지학회지
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• 제4권2호
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• pp.3-14
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• 2001

저질로부터 용출되는 영양염부하가 내만의 수질오염에 미치는 영향을 예측하기 위하여 수층과 저질간의 물질순환과정을 고려한 수-저질생태계모델(SWEM)을 개발하였다. SWEM모델은 유동을 예측하는 수리역학모델과 수층의 생태계순환 및 저질로부터의 영양염용출과정을 고려하여 수-저질간의 물질순환과정을 예측하는 생태계모델의 2개의 서브모델로 구성되어 있으며, 수치모형실험은 실시간에 의한 유동과 수질예측 계산을 실시하였다. 본 모델을 일본 博多灣에 적용하며 대상해역의 부영양화과정 및 영양염의 물질순환과정을 수치예측하고, 저질로부터 용출되는 영양염이 만내의 수질변화에 미치는 영향에 대하여 검토하였다. 모델에 의한 博多灣의 유통계산견과는 조류, 수온ㆍ염분의 관측치와 잘 일치하였으며, 물질순환예측의 계산치는 만내 수질관측치를 양호하게 재현하였다. 또한, 博多灣의 영양염 플럭스의 예측결과로부터 저질로 부터 용출하는 영양염 플럭스는 수질변화에 크게 영향을 미치고 있는 것 으로 나타났다.

• 한국환경농학회지
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• 제10권1호
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• pp.67-75
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• 1991

본(本) 연구(硏究)는 만경강(萬頃江) 수계(水系)에 QUAL-IIE Model을 적용(適用)하여 장래수질예측(將來水質豫測)을 실시(實施)한 것으로 얻은 결론(結論)을 요약(要約)하면 다음과 같다. 1. M-3(백구정) 지점(地點)에서 실측(實測) BOD와 계산(計算) BOD의 오차범위(誤差範圍)는 10% 이내(以內)로서 적용(適用)모델은 만족스럽다. 동지점(同地點)에서 감응도분석결과(感應度分析結果) 만경강(萬頃江) 수계오염(水系汚染)에 영향(影響)을 미치는 가장 큰 인자(因子)는 전주천(全州川)의 유입부하량(流入負荷量)이다. 2. 예측결과(豫測結果) 하구(河口)로부터 약(約) 41km (지점)(M-1)에서 전주천(全州川)의 고농도(高濃度) 오염수(汚染水)가 유입(流入)되므로서 심(甚)한 오염상태(汚染狀態)를 나타내며, 또한 하구(河口)로부터 약(約) 28km 지점(地點)(M-3)에서는 수표면적(水表面積)이 넓어지면서 자정효과(自淨效果)가 크게 향상(向上)되어 수질개선(水質改善)이 이루어졌다. 3. 제수문(制水門) 이하(以下) 하류(下流)에서는 감조구간(感潮區間)으로 동(同) Model의 계산결과(計算結果)의 신뢰성(信賴性)이 떨어지므로 감조구간(感潮區間)에서 동(同) Model의 적용(適用)은 곤난(困難)하다. 4. BOD의 경우에는 전구간(全區間)이 심(甚)한 오염상태(汚染狀態)를 나타내며 M-3 지점(地點)에서 그 농도(濃度)가 1996년 26.6mg/1, 2001년(年) 30.7mg/1, 2006년(年) 33mg/1 그리고 2011년(年) 37.5mg/1로서 수질오염방지대책(水質汚染防止對策)이 수립(樹立)되지 않으면 용수관리(用水管理)에 있어서 많은 문제점(問題點)이 야기(惹起)될 것이다.

• 한국수자원학회논문집
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• 제35권3호
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• pp.261-274
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• 2002

본 연구의 목적은 유한요소법에 의한 이차원 오염물 이송에 대한 등수역학적 수치모형을 개발하는 것으로서 개발된 모형을 이용하여 지류와 폐수처리장으로부터의 오염물이 주하도로 유입되는 경우에 대한 수질해석을 수행하였다. 본 연구에서는, 합리적인 매개변수산출을 위한 보정과 모형의 신뢰성과 정확도를 위한 검증을 수행하였다. 또한, 실제 유역인 한강하류부에 본 모형을 적용한 결과 하도를 따라서 실제적인 오염물 분포양상을 재현하였으며 계산값과 실측값의 비교에서 잘 일치하고 있었다.

• 한국해양환경ㆍ에너지학회지
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• 제1권2호
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• pp.96-108
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• 1998

대표적인 부영양화 해역인 일본의 뢰호내해를 대상으로 하여 해수ㆍ저질문의 욕존 산소와 영양염의 수수과정을 표현할 수ㆍ저질예측모델을 개발하여, 해역의 유입부하량과 수질의 응답특성, 부하량삭감의 영향해석 및 유입부하량과 수산자원의 관계 해석을 통하여 부영양화 해역의 수질관리방안에 대하여 연구하였다. 부하에 대응한 수질의 장기예측결과, 부하량과 수질의 응답특성이 해역에 따라 다르게 나타난다. 적상부하량의 간역추산방법으로서 인접해역의 부하영향 및 기여율을 포함한 부하삭감후의 수질예측에 대한 개산식을 제안하였다. 부하량 삭감효과의 수직계산결과 인(P) 뿐만 아니라 질소(N)의 부하삭감의 영향이 크게 기여함을 보였다. 유입부하량과 수산자원의 관계를 수질을 매개로 검토한 바, 뢰호내해와 같은 부영양화 해역에서는 유입부하량의 증가는 1차생산량의 증가에 반영되지만 2차생산 이후의 전송효율에도 한도가 있는 것으로 나타났다.

• 한국해양공학회지
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• 제22권6호
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• pp.20-26
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• 2008

In this paper, in order to set up the management system of water quality environment in Gwangyang Bay, the cluster analysis of water quality environment, the estimation of inflowing pollutant loads and residence time of pollutants in this bay was carried out. The Gwangyang Bay was divided into eight sea areas by cluster analysis and spatio-temporal change of water quality. The river discharges in the Bay were calculated about $11,681{\times}103m^3/day$ from the numerical simulation by Tank model. In addition, inflowing pollutant loads of COD, SS, TN, TP, DIN and DIP in Gwangyang Bay were estimated at 398 ton-COD/day, 2,846 ton-SS/day, 195 ton-TN/day, 5 ton-TP/day, 126 ton-DIN/day and 3 ton-DIP/day, respectively. Moreover, residence times of COD, TN and TP in the Bay was estimated at 6 days-COD, 20 days-TN and 195 days-TP, respectively in the dry season, and 3 days-COD, 6 days-TN and 21 days- TP, respectively, in the flood season. The central part of Gwangyang Bay (Region IV) has the longest residence time of overall pollutants.

• 한국해양공학회지
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• 제20권1호
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• pp.63-68
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• 2006

Recently, it has been widely recognized that coastal vegetations may have great value in supporting fisheries, protecting from wave attack, stabilizing the sea bed and maintaining good scenery. Hydrodynamic factors play a major role in the functions of water quality and ecosystems. However, the studies on physical and numerical process of wave propagation are few and far behind compared to those on the hydrodynamic roles of coastal vegetations. In general, Vegetation flourishing along the coastal areas attenuates the incident waves, through momentum exchange between stagnated water mass in the vegetated area and rapid mass in the un-vegetated area. This study develops a numerical model for describing the wave attenuation rate in the complex topography with the vegetation area. Based on the numerical results, the physical properties of the wave attenuation are examined under various wave, geometric and vegetation conditions. Through the comparisons of these results, the effects of the vegetation properties, wave properties and model parameters such ac the momentum exchange coefficient have been clarified.

• Advances in environmental research
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• 제3권1호
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• pp.45-69
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• 2014

The groundwater has been a major source of water supply throughout the ages. Around 50% of the rural as well as urban population in the developing countries like India depends on groundwater for drinking. The groundwater is also an important source in the agriculture and industrial sector. In many parts of the world, groundwater resources are under increasing threat from growing demands, wasteful use and contamination. A good planning and management practices are needed to face this challenge. A key to the management of groundwater is the ability to model the movement of fluids and contaminants in the subsurface environment. It is obvious that the contaminant source activities cannot be completely eliminated and perhaps our water bodies will continue to serve as receptors of vast quantities of waste. In such a scenario, the goal of water quality protection efforts must necessarily be the control and management of these sources to ensure that released pollutants will be sufficiently attenuated within the region of interest and the quality of water at points of withdrawal is not impaired. In order to understand the behaviour of contaminant transport through different types of media, several researchers are carrying out experimental investigations through laboratory and field studies. Many of them are working on the analytical and numerical studies to simulate the movement of contaminants in soil and groundwater of the contaminant transport. With the advent of high power computers especially, a numerical modelling has gained popularity and is indeed of particular relevance in this regard. This paper provides the state of the art of contaminant transport and reviews the allied research works carried out through experimental investigation or using the analytical solution and numerical method. The review involves the investigation in respect of both, saturated and unsaturated, porous media.

• 한국수자원학회논문집
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• 제53권2호
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• pp.141-154
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• 2020

우리나라에서 일어나는 하천 내 유해화학물질 유입사고 발생건수는 매년 증가하는 추세를 보이고 있다. 이에 대응하기 위해 국가차원의 수질오염 사고대응체계를 구축하여 사고방재를 위한 체계적인 절차를 수립하였으나, 우리나라의 사고대응체계는 해외의 수질모형을 차용하고 있기 때문에 모형의 매개변수 입력 및 검보정에 어려움이 있다. 이에 따라 본 연구는 하천에 유출된 유해화학물질의 거동을 분석하기 위한 수심 평균 2차원 하천수질모형을 개발하고, 유해화학물질의 특성을 고려한 유의반응항 판별을 통해 효율적 모의수행을 위한 기법을 제시하였다. 수심 평균 2차원 하천수질모형인 CTM-2D에 흡·탈착, 휘발 반응을 재현할 수 있는 반응항을 추가하고, 이를 검증하기 위해 해석해와 수치해를 비교한 결과 0.1% 미만의 오차를 보여 모형의 타당성을 입증하였다. 또한 낙동강-금호강 합류부에 수질오염사고 가상시나리오를 구성하여 개발된 모형을 적용하였으며, 민감도 분석 기반 유의반응 판단을 통해 효율적 수질모의를 수행할 수 있었다.