• Journal of Korean Society of Coastal and Ocean Engineers
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• v.33 no.1
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• pp.13-29
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• 2021

A 3-D hydrodynamic model is applied in the Han River Estuary system, Gyeonggi Bay, to understand the mechanisms of salt transport. The model run is conducted for 245 days (January 20 to September 20, 2020), including dry and wet seasons. The reproducibility of the model about variation of current velocity and salinity is validated by comparing model results with observation data. The salt transport (FS) is calculated for the northern and southern part of Yeomha channel where salt exchange is active. To analyze the mechanisms of salt transport, FS is decomposed into three components, i.e. advective salt transport derived from river flow (QfS0), diffusive salt transport due to lateral and vertical shear velocity (FE), and tidal oscillatory salt transport due to phase lag between current velocity and salinity (FT). According to the monthly average salt transport, the salt in both dry and wet seasons enters through the southern channel of Ganghwa-do by FT. On the other hand, the salt exits through the eastern channel of Yeongjong-do by QfS0. The salt at Han River Estuary enters towards the upper Han River by FT in dry season, whereas that exits to the open sea by QfS0 in wet season. As a result, mechanisms of salt transport in the Han River Estuary depend on the interaction between QfS0 causing transport to open sea and FT causing transport to the upper Han River.

• Journal of Korea Water Resources Association
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• v.42 no.8
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• pp.631-641
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• 2009

Transport of nitrous oxide and treated waste water was investigated in an estuary receiving treated waste water. Seasonal change of water quality were also observed to assure origins of $N_2O$ and to estimate the influence of treated waste water on $N_2O$ production in the survey area. Based on nitrous oxide concentration profiles in the survey area, discharged treated waste water were traced, which flowed upstream at the flood tide and downstream at the ebb tide with concentration maxima. It is assumed that nitrous oxide discharged from treated waste water is transported to the survey area with partial and vertical mixture. To determine the production of $N_2O$ in survey area, flux at each sampling sites were calculated and 25% of the produced $N_2O$ was originated from treated waste water in result. The remaining percentage of the production was also assumed to be the discharge from the sediment layers.

• The Journal of Engineering Geology
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• v.13 no.1
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• pp.17-27
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• 2003

In this study, a phenomenon of saltwater intrusion was monitored under various conditions regarding recharge and pumping rate using time domain reflectometry for a laboratory scale unconfined aquifer to verify the basic theory behind seawater intrusion and to investigate movement of salt-freshwater interface in accordance with the ratio of pumping and recharge rate. Results showed that a thick mixing zone was formed at the boundary instead of a sharp salt-freshwater interface that was assumed by Ghyben and Herzberg who derived an equation relating the water table depth $(H_f)$ to the depth to the interface $(H_s)$. Therefore our experimental results did not agree with the calculated values obtained from the Ghyben and Herzberg equation. Position of interface which was adopted as 0.5 g/L isochlor moved rapidly as the Pumping rate $(Q_p)$ increased for a given recharge rate $(Q_r)$. In addition, interface movement was found to be about 7 times the ratio of $Q_p/Q_r$ in our experimental condition. This indicates that Pumping rate becomes an important factor controlling the seawater intrusion in coastal aquifer.

• Korean Journal of Environmental Agriculture
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• v.8 no.1
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• pp.37-46
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• 1989

A 2-dimensional pollutant transport phenomenon in shallow reservoirs was analyzed by using a finite element method. The Galerkin's weighted residual method, based on linear interpolation, was used and a triangle was adopted as an element. The two dimensional Stock's equation and the advection-diffusion equation integrated over depth were used as governing equations. Also the Newton-Raphson method was introduced to solve the non-linear terms of the equation. The results calculated by the model are in good agreement with the analytical solution for a simplified channel where a known solution is avaiable. An actual application of the model is attempted for Sapkyo Lake with a consideration of the influx of the Sapkyo Chun, the Muhan Chun and kogkyo Chun. Further refined research is needed to evaluate the water quality in the other reservoirs.

• Journal of the Korean Society of Fisheries and Ocean Technology
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• v.19 no.1
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• pp.33-39
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• 1983

Tidal exchange of sea water was studied by using drogue experiments and tidal current measurement data in Yeoja Bay which has a narrow channel. At the spring tide, the volume of tidal transport in the bay was estimated to be 43% of the mean volume of the sea water in Yeoja Bay, 1.96km super(3). Residual current was deduced to flow southward at the rate of 3,658$\times$10 super(4) m super(3) per tidal cycle. The mean tidal exchange of sea water during the flood flow was estimated to be approximately 5.0% of the volume of sea water at the mean high water level in the bay, 2.33km super(3), while that during the ebb flow was 6.3%. One dimensional diffusion coefficient of 1.69-1.97$\times$10 super(6) cm super(2)/sec was obtained at the channel in the bay.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2017.05a
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• pp.552-552
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• 2017

본래 식용으로 들여온 외래어종은 우리나라 하천에서 토착 어류의 생태계를 교란시키며, 빠르게 서식처를 확산하고 있다. 일반적으로 알려져 있는 외래어종인 배스와 블루길 이외에도 무지개 송어 및 향어도 외래어종으로 분류된다. 본 연구는 외래어종 중 배스와 블루길을 대상으로 여러 환경적 요인에 따른 서식처 형성을 관찰하고 외래어종의 생태활동 변화를 분석하는 것을 목적으로 수행하였다. 여러 연구에 따르면 수온과 용존산소가 담수 어류의 서식환경 구축을 결정하는 매우 중요한 인자임을 알 수 있다. 이에 따라, 외래어종의 서식처 형성에 영향을 미치는 여러 환경적 요인 중 수온을 주요 인자로 선정하여 실험실 실험을 수행하였다. 연구를 수행하기 위해 하천 및 농업용 저수지로부터 배스와 블루길을 채집하였다. 채집된 외래어종을 길이 12 m, 깊이 0.6 m, 폭 1 m의 하천과 유사한 자연적 환경이 갖추어진 수조에 이식하였다. 수조 내 환경은 독립변인인 수온을 제외하고 모두 동일하게 구성하였다. 수조를 3개의 구역으로 구분하여 양 끝단에 냉수대와 온수대를 조성하였으며, 중간부의 평균 수온대를 기준으로 냉수대와 온수대의 수온 차는 약 $1^{\circ}C$이상 유지되도록 설정하였다. 현재까지의 실험 결과에 따르면, 외래어종은 온수대에 서식처를 형성하였다. $1^{\circ}C$의 수온 차에도 매우 민감하게 반응하며, 냉수대에는 서식처를 형성하지 않는 것 또한 확인되었다. 이를 통해 수온이 외래어종의 서식처 형성에 매우 중요한 영향을 미치는 요인인 것으로 판단된다. 연구 과정에서 추가적으로, 먹이 금붕어가 부재할 경우 동종 어식을 하는 것이 관찰되었다. 수조 내 수온에 따른 구역의 구분을 위해 공통으로 설치된 가림판 부근에 외래어종의 군락이 형성된 것을 통해, 향후에는 외래어종의 서식처 형성과 장애물과 같은 지형적인 요인이 미치는 영향에 관한 연구가 필요할 것으로 판단된다. 춘계는 수온의 증가로 외래어종이 더욱 왕성한 활동을 하는 시기이다. 수온이 외래어종의 서식처 형성에 지배적인 영향을 미치는 것이 실험을 통해 확인하였으나, 수온에 대한 민감도에 관한 연구 또한 필요하다. 더불어 외래어종의 계절에 따른 먹이활동 및 생장량 또한 지속적으로 관찰할 것이다.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2023.05a
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• pp.466-466
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• 2023

전세계적으로 2050년까지 탄소 배출량을 0으로 만들기 위한 탄소중립을 선언하였고, 우리나라에서는 온실가스 감축 목표 달성을 위해 논물관리기술 확산, 가축분뇨 자원순환 등 농업 분야 탄소 저감 계획을 수립하였다. 특히, 논물관리기술을 통한 탄소 저감 목표를 달성하기 위해서는 지역별 적합한 논물관리기술 모델이 개발되어야 한다. 이에 본 연구에서는 강원도 지역에 적합한 논물관리기술 모델 개발을 위해 강원도 원주시 일대 6개의 시험포를 조성하여 메탄 발생량을 모니터링 하였다. 각 시험포는 상시담수(S1), 4주 중간 물떼기+얕게 걸러 대기(S2), 4주 중간 물떼기+얕게 대기(S3), 3주 중간 물떼기+얕게 걸러 대기(S4), 2주 중간 물떼기+얕게 걸러 대기(S5), 2주 중간 물떼기+얕게 대기(S6)로 논물관리기간을 다르게 설정하였다. 그리고 각 시험포에는 메탄 발생량 모니터링을 위해 각각 3개의 챔버와 논물관리를 위한 자동물꼬조절장치를 설치하였다. 메탄발생량 모니터링은 2022년 5월부터 2022년 9월까지 총 5개월 동안 25회 진행하였다. 메탄 발생량 모니터링 결과 S1은 423.1 kg/ha, S2는 348.4 kg/ha, S3은 396.4 kg/ha, S4는 164.7 kg/ha, S5는 347.9 kg/ha, S6은 234.1 kg/ha 의 메탄이 배출된 것으로 분석되었다. 분석결과와 같이 S1에서 메탄 발생량이 가장 많았으며, S4에서 가장 적게 발생한 것으로 분석되었다. 논에서 발생되는 메탄에 영향을 주는 인자는 토양 유기물, 토양 산도 등이 중요한 요인으로 알려져 있으며, 이앙 전과 수확 후 토양분석을 진행한 결과 시험포별 인자별 변화량 차이가 나타났다. 따라서 장기적인 모니터링을 통해 논물관리기술에 따른 토양유기물 및 토양 산도 변화에 대한 보완이 필요할 것으로 판단되며, 지속적인 메탄 발생량 모니터링을 통해 강원도 지역에 적합한 논물관리기술을 적용해야 할 것으로 보여진다.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2005.05b
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• pp.454-458
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• 2005

여름철 집중강우시 유입되는 고탁수층은 저수지의 밀도성층으로 인하여 표수층 하부에 위치하며, 이를 적기에 배제하지 않을 경우에는 수평방향의 확산현상과 연직방향의 전도현상으로 인해 저수지 전역에 분포하게 되어, 탁수현상의 장기화를 유발한다. 일본 사메우라댐의 경우에는 1977년 9월 태풍 17호에 의한 집중호우로 대량의 고탁수가 유입되어 하류하천으로의 댐 방류수의 고탁도현상이 장기간 지속된 바 있다. 이와 같은 탁수장기화에 대한 저수지내 대책의 하나로서 홍수유입후 탁도가 높은 물을 단기간동안 방류하고, 갈수기에는 탁도가 낮은 물을 방류하는 선택취수 개념이 제안된 바 있다. 국내의 임하댐의 경우에도 2002년 태풍 '루사'와 2003년 태풍 '매미'로 인해 발생한 탁수가 전도현상을 거치며 저수지내 전수층에 확산됨으로써 댐방류수의 고탁도현상이 장기화된바 있다. 이로 인하여 댐하류에 위치한 안동시 용상정수장의 동절기 정수처리 장애로 2003년 11월이후 약 160여일동안 댐방류가 중단된 바 있다. 임하댐의 경우에도 탁수장기화에 대한 대책으로서 홍수기 고탁수층을 우선배제한 후, 저수지내에 유입되는 청수을 담수함으로써 이를 방지할 수 있다. 이러한 선택취수 기법은 동일한 수리동역학적 개념을 적용하여 하류하천의 냉해문제를 대비하기 위한 방법으로 표층의 온수를 선택방류하는 데에도 이용될 수 있다. 이와 같은 선택취수를 효율적으로 수행하기 위해서는 취수시설에 접근하는 밀도흐름을 정확하게 이해하고 있어야 한다. 또한 취수탑 인근에서의 온도 및 탁도 등의 연직분포를 실시간으로 파악할 수 있는 자동수질측정시스템이 구축되어 있어야 한다. 현재 임하댐의 경우, 하류하천의 수질을 고려한 효율적인 탁수배제를 위하여 상류 유입부 2개소, 발전취수탑 전면 1개소, 조정지댐 1개소 등 총 4개의 자동수질측정시스템이 설치되어 탁도와 온도가 실시간으로 모니터링되고 있으며, 향후 강우시 저수지에서의 밀도흐름을 보다 정밀하게 모니터링하기 위하여 저수지내 4개의 주요지점에 추가적으로 설치될 예정이다. 이와 같은 자동측정시스템과 더불어 주기적인 세부 수질조사를 실시하면 저수지내의 온도성층 변화와 탁수층 분포를 매우 정확하게 파악할 수 있으며, 호소의 수질모형과 연계하여 강우시 탁수 도달시간과 탁수량을 사전에 예측할 수도 있다. 또한 이와 같은 기초적인 정보를 바탕으로 하류하천의 탁수 피해를 최소화할 수 있는 선택취수탑의 운영방안을 수립할 수 있다 본 연구에서는 이를 위해 선택취수탑 주위의 성층흐름을 기존의 실험자료와 수치해석을 통하여 분석하였고, 온도성층구조나 취수구의 위치변화에 따른 방류수 수질특성을 조사하였다.

• The Sea:JOURNAL OF THE KOREAN SOCIETY OF OCEANOGRAPHY
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• v.29 no.2
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• pp.77-100
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• 2024

Circulation, tides, currents, harmful algal blooms, water quality, and hypoxic conditions in Jinhae-Masan Bay have been extensively studied. However, these previous studies primarily focused on short-term variations, and there was limited detailed investigation into the physical mechanisms responsible for ocean circulation in the bays. Oceanic processes in the bays, such as pollutant dispersal, changes on a seasonal time scale. Therefore, this study aimed to understand how the circulation in Jinhae-Masan Bay varies seasonally and to examine the effects of tides, winds, and river discharges on regional ocean circulation. To achieve this, a three-dimensional ocean circulation model was used to simulate circulation patterns from 2016 to 2018, and sensitivity experiments were conducted. This study reveals that convective estuarine circulation develops in Jinhae and Masan Bays, characterized by the inflow of deep oceanic water from the Korea Strait through Gadeoksudo, while surface water flows outward. This deep water intrusion divides into northward and westward branches. In this study, the volume transport was calculated along the direction of bottom channels in each region. The meridional water exchange in the eastern region of Jinhae Bay is 2.3 times greater in winter and 1.4 times greater in summer compared to that of zonal exchange in the western region. In the western region of Jinhae Bay, the circulation pattern varies significantly by season due to changes in the balance of forces. During winter, surface currents flow southward and bottom currents flow northward, strengthening the north-south convective circulation due to the combined effects of northwesterly winds and the slope of the sea surface. In contrast, during summer, southwesterly winds cause surface seawater to flow eastward, and the elevated sea surface in the southeastern part enhances northward barotropic pressure gradient intensifying the eastward surface flow. The density gradient and southward baroclinic pressure gradient increase in the lower layer, causing a strong westward inflow of seawater from Gadeoksudo, enhancing the zonal convective circulation by 26% compared to winter. The convective circulation in the western Jinhae Bay is significantly influenced by both tidal current and wind during both winter and summer. In the eastern Jinhae Bay and Masan Bay, surface water flows outward to the open sea in all seasons, while bottom water flows inward, demonstrating a typical convective estuarine circulation. In winter, the contributions of wind and freshwater influx are significant, while in summer, the influence of mixing by tidal currents plays a major role in the north-south convective circulation. In the eastern Jinhae Bay, tidally driven residual circulation patterns, influenced by the local topography, are distinct. The study results are expected to enhance our understanding of pollutant dispersion, summer hypoxic events, and the abundance of red tide organisms in these bays.

• Journal of the Korean Society of Fisheries and Ocean Technology
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• v.10 no.1
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• pp.1-18
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• 1974

Some coastal oceanographic investigations in Kwang Yang Bay were carried out bimonthly from April to September (The first half period of the research project) in 1974. The behaviour of the waters, distributions of water temperature and salinity and diffusion characteristic by dye release experiments in the bay are studied for the problems of practical importance in connection with water pollution. Velocities and directions of tidal currents at five fixed stations were observed. And dye diffusion experiment was also carried out on the sea. According to the results from this study, the salinity of the water is lower, ranging from about $28\;\textperthousand\;to\;32\textperthousand$, on all over the surface in the bay with the cause that the fresh water flows in from the Sumjin river. Diffusivities in this sea by means of Rhodamine B diffusion elliperiment were $785.6\;{\times}\;10^2\;\textrm{m}^2/sec$ in major axis, $15.6\;{\times}\;10^2 \;\textrm{m}^2/sec$/sec in minor axis in the direction on patch after 30 minutes from the dye release.