• Proceedings of the Korean Institute of Information and Commucation Sciences Conference
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• 2003.05a
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• pp.641-644
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• 2003

Sea level variability and eddy in the Amsterdam-Crozet-Kerguelen region of the South Indian Ocean were studied during 1 year(October 15, 1992~October 15, 1993) using multi-satellite data(Topex/Poseidon, ERSl) produced by signal treatement. We found that generally sea level variabilities(>10cm) exist along the Antarctic Circumpolar Current in the area of 35$^{\circ}$~46$^{\circ}$S and especially strong sea level variabilities(20~30cm) were occurred by the effects of eddy due to botton topography in two small area: 49$^{\circ}$-57$^{\circ}$E and 38$^{\circ}$~42$^{\circ}$S, and 58$^{\circ}$ -64$^{\circ}$E and 42$^{\circ}$-44$^{\circ}$S.

• Korean Journal of Remote Sensing
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• v.19 no.4
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• pp.271-276
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• 2003

Sea level variability and eddy in the Amsterdam-Crozet-Kerguelen region of the South Indian Ocean were studied during 1 year (October 15, 1992~October 15, 1993) using multi-satellite data (Topex/Poseidon, ERS1) produced by signal treatment. We found that sea level variabilities (>10cm) generally exist along the Antarctic Circumpolar Current in the area of 35$^{\circ}$~46$^{\circ}$S and strong sea level variabilities (20~30cm) were especially occurred from the effects of eddy due to bottom topography in two small area: 49$^{\circ}$~57$^{\circ}$E and 38$^{\circ}$~42$^{\circ}$S, and 58$^{\circ}$~64$^{\circ}$E and 42$^{\circ}$~44$^{\circ}$S.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2020.06a
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• pp.88-88
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• 2020

수심평균 2차원 혼합모형은 하천환경에서 다양한 용존성 오염물질의 혼합현상을 모의하기 위해 널리 활용되어왔다. 2차원 혼합모형에서 분산계수는 하천의 전단 흐름에 의해 야기되는 오염물질의 퍼짐 현상을 표현하는 중요한 인자로서 작용하기 때문에 정교한 오염물질 혼합거동을 모의하기 위해서는 적합한 분산계수를 산정하는 것이 필수적이다. 분산계수를 실험적으로 산정하는 방법으로는 크게 모멘트법과 추적법으로 나뉘며, 비정상상태의 혼합거동에 대해 종방향 및 횡방향 분산계수를 동시에 산정할 수 있는 방법은 추적법 계열의 2차원 유관추적법(2D STRP)이 유일하다. 본 연구에서는 하천에 유입된 오염물질의 2차원 혼합해석을 위한 수치모형을 개발하였으며, 개발된 모형의 수치해를 바탕으로 다양한 Peclet 수의 범위에 대해 기존연구에서 제시된 2D STRP의 적용범위 및 성능을 정량적으로 분석하였다. 분석된 정보를 바탕으로 기존 2D STRP의 한계를 극복하기 위한 개선된 2차원 유관추적법(2D STRP-i)을 개발하고, 사행하천을 모형화한 실규모 하천실험시설에서 검증하였다. 기존 2D STRP의 성능평가 결과, Peclet 수가 낮은 조건일수록 농도분포의 예측 정확도가 감소하는 경향을 보였으며, 하안 경계에 도달하는 농도가 증가할수록 부정확한 결과를 초래하는 것으로 나타났다. 본 연구에서는 기존 2D STRP의 한계를 보완하여 더욱 정확한 분산계수를 산정하고자 하안 경계면 조건을 고려한 2차원 유관추적법(2D STRP-i)을 개발하였다. 2D STRP-i는 직교-곡선좌표계 기반의 2차원 이송-분산 방정식을 바탕으로 횡방향 유속분포 및 하안 경계조건을 고려할 수 있도록 개선되었다. 2D STRP-i는 공간적으로 상이한 이송효과 및 하안경계 조건을 적절히 반영함으로써 농도분포의 예측 정확도를 개선 시키는 것으로 평가되었으며, 하안경계면에서 농도가 증가하는 구간에서 기존 2D STRP의 결과와 비교하여 더욱 정확한 농도분포 및 분산계수를 제공하는 것으로 밝혀졌다.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2021.06a
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• pp.449-449
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• 2021

하천 내 오염물질 유입원은 하수처리장과 같이 농도를 예측 가능한 점오염원이 일반적이지만, 수질오염사고와 같이 다량의 유해물질이 일시에 하천에 유입되는 경우도 발생하곤 한다. 특히 오염물질 유입지점과 취수장이 인접한 경우, 오염물질 혼합해석에 대한 이해가 오염사고 대응 및 수질 관리 측면에서 매우 중요하다. 자연하천에서는 사행에 따른 유속 구조의 불균일성 등으로 인하여 오염물질의 이송 및 분산 과정은 매우 복잡하게 나타난다. 이러한 하천의 지형적, 수리학적 특성이 오염물질의 혼합 거동에 미치는 영향을 정확하게 모의하기 위해서는 3차원 수치모형을 적용해야 한다. 그러나 대부분의 하천은 하폭 대 수심비가 매우 크기 때문에 2차원 이송-분산 방정식을 지배방정식으로 채택하는 2차원 수치 모형이 널리 사용되어왔다. 2차원 이송-분산 방정식의 해석결과는 입력된 종, 횡 분산계수의 값에 따라 변화하기 때문에 정확한 혼합해석을 위해 분산계수의 결정이 매우 중요하다. 과거 연구에서는 횡 분산계수의 결정을 위해 기본 수리량을 이용한 경험식을 활용하여 계산한 바 있다. 종 분산계수의 경우에는 경험식의 산정에 필요한 충분한 실험 자료가 축적되어 있지 않아 이상적 흐름 상태를 가정하여 유도된 Elder의 이론식(Elder, 1959)을 사용해왔다. 하지만 많은 연구에서 이러한 Elder의 이론식이 종 분산계수를 과소산정 할 우려가 있다고 제시했다. 따라서 하천의 전단류 분산특성을 나타낼 수 있는 데이터 확보를 통해 종 분산계수의 경험식 산정 및 횡 분산계수의 정확도 향상이 필요한 상황이다. 본 연구에서는 기존 선행 연구에서 수행된 2차원 추적자실험 데이터의 확장을 위해 오버샘플링 기법을 적용하였으며, 이를 통한 머신러닝을 통한 분산계수 산정 가능성을 분석하고자 한다. 부족한 추적자 실험 데이터를 확장하기 위해 오버샘플링 기법 중 SMOTE 기법을 활용했다. 오버샘플링 기법을 이용하여 생산된 데이터의 신뢰성을 검증하였으며, 추후 머신러닝을 이용한 2차원 종, 횡 분산계수 산정에 대한 활용 가능성을 분석했다.

• Journal of Wetlands Research
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• v.22 no.3
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• pp.194-199
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• 2020

Unlike in the past, the world is facing water shortages due to climate change and difficulties in simultaneously managing the risks of flooding. The Four Major Rivers project was carried out with the aim of realizing a powerful nation of water by managing water resources and fostering the water industry, and the construction period was relatively short compared to the unprecedented scale. Therefore, the prediction and analysis of how the river environment changes after the Four Major Rivers Project is insufficient. Currently, part of the construction section of the Four Major Rivers Project is caused by repeated erosion and sedimentation due to the effects of sandification caused by large dredging and flood-time reservoirs, and the head erosion of the tributaries occurs. In order to solve these problems, the riverbed maintenance work was installed, but it resulted in erosion of both sides of the river and the development of new approaches and techniques to keep the river bed stable, such as erosion and excessive sedimentation, is required. The water agent plays a role of securing a certain depth of water for the main stream by concentrating the flow so much in the center and preventing levee erosion by controlling the flow direction and flow velocity. In addition, Groyne products provide various ecological environments by forming a natural form of riverbeds by inducing local erosion and deposition in addition to the protection functions of the river bank and embankment. Therefore, after reviewing the method of determining the shape of the Groyne structure currently in use by utilizing the mobile limit flow rate and marginal reflux force, a new Critical Movement Velocity(${\bar{U}}_d$) and a new resistance coefficient formula considering the mathematical factors applicable to the actual domestic stream were developed and the measures applicable to Groyne installation were proposed.

• Journal of Korea Spatial Information System Society
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• v.10 no.4
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• pp.27-35
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• 2008

Current re-arrangement of rivers and waterways have been made uniformly ignoring characteristics of individual rivers thereby aggravating artificial river restructuring. On the contrary, quantitative techniques to evaluate the aftermath of artificial river disturbance such as uprising of river bed, intrusion of foreign fisheries, and changes of ecological habitats are not available. To establish such quantitative techniques, analysis of the river changes to evaluate the major causes of the river disturbance and its impacts is essential. Therefore, research for proposing a method which can be applied for the development of techniques to investigate river disturbance according to the major factors for the domestic rivers using airphotos and GIS techniques was preceded. In this study, the study area on the downstream of the river was selected and analysis of river disturbance using preceding method was done to confirm the benefit of analyzing river disturbance using GIS techniques. Trend analysis of the waterway sinuosity and changes of the flow path leaded to detailed verification of the river disturbance for specific location or time period, and this enabled to generate relatively accurate numbers representing sinuosity of the waterway and relevant changes. Also, it is possible to predict the effect on the current re-arrangement of the river and waterway to river flow using the analysis of past river change. It is necessary to establish GIS based proper measures for environmental river restoration using the results from this study and future works.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2015.05a
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• pp.70-70
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• 2015

하천에서의 수문/수리적 특성은 주수로의 다양한 지형학적 형태로 나타난다. 특히 흐름과 수반된 유사량의 변화는 하천의 지형학적, 수리기하적 특성을 지배하며, 하도의 물리적 시스템을 변화시켜 동적 평형에 이르게 된다. 하천에서 하도 형성에 지배적인 역할을 하는 수리특성은 하도형성유량으로 지배유량이며, 보통 만제유량을 사용한다. Dunne and Leopold(1978)는 만제유량을 유사의 이송, 하천의 사행, 유선형의 변화 등 하천의 일반적인 형태를 변화시키며, 주수로의 특성을 형성하는 유량으로 정의하였다. 이와 같이 수리 지형학적 특성을 반영하는 만제유량은 하천의 특성을 나타내는 중요한 요소이다. 따라서 본 연구에서는 한강 수계 20개 하천, 27개 수위 관측소의 최소 10년 이상의 실측 자료를 기반으로 다년간의 연평균 실측유량을 산정하였으며, McCandless(2003)가 제시한 지형학적 만제지표를 이용하여 추정한 만제유량과의 상관성을 분석하였다. 추정된 만제유량은 HEC-RAS model을 이용하여 만제하폭, 만제수심, 만제 시 평균유속을 산정하였다. 27개 지점의 실측유량과 만제유량의 상관성 분석결과 만제유량은 연평균 일유량의 7.7배로 나타났다. 따라서 만제유량을 7일 평균유량(1 week mean discharge)으로 정의하였으며, 수정된 7일 유량과 만제유량의 RMSE는 13.90 m/s, MAPE는 9.94 %로 상관성이 매우 높게 나타났다. 또한 만제유량과 만제하폭, 만제수심, 평균유량, 구간경사와 상관성 분석결과 개별적으로의 상관성은 나타나지 않았으나, 만제하폭, 수심, 평균유량과 만제유량에 대한 회귀 분석을 실시한 결과 $R^2$는 0.911로 매우 높게 나타났으며, 구간경사를 추가하여 분석한 결과 $R^2$가 0.914로 증가하였다. 따라서 만제유량은 수리 기하학적 특성이 모두 반영된 하천 특성을 나타내는 복합적인 지표임을 확인하였다. 아울러 만제유량을 통해 추정된 연평균 유량($48{\cdot}Q_{bf}$)을 우리나라의 월간 유출량 분포 비율을 이용하여 일유량으로 배분/생성하였으며, 생성된 일유량을 통해 CCHE2D model을 이용하여 하상변동 모의를 수행하였다. 대상 구간은 병성천 최하류로부터 상류로 7 km 구간이며, 2013년 1월과 12월 측량 자료를 통한 1년간의 실제 하상 변동 자료와 2013년 실측 유량자료에 따른 하상변동 모의 결과 및 만제유량에 의해 배분/생성된 일유량에 따른 하상변동 모의 결과를 비교하였다. 비교 분석 결과 7일 평균 유량으로 정의된 만제유량을 통해 배분/생성된 유량의 수치모의 결과는 실제 측량자료 및 실측유량자료에 따른 하상변동 결과와 매우 일치하는 것을 확인하였다.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2015.05a
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• pp.580-580
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• 2015

하천에서의 수문/수리적 특성은 주수로의 다양한 지형학적 형태로 나타난다. 특히 흐름과 수반된 유사량의 변화는 하천의 지형학적, 수리기하적 특성을 지배하며, 하도의 물리적 시스템을 변화시켜 동적 평형에 이르게 된다. 하천에서 하도 형성에 지배적인 역할을 하는 수리특성은 하도형성 유량으로 지배유량이며, 보통 만제유량을 사용한다. Dunne and Leopold(1978)는 만제유량을 유사의 이송, 하천의 사행, 유선형의 변화 등 하천의 일반적인 형태를 변화시키며, 주수로의 특성을 형성하는 유량으로 정의하였다. 이와 같이 수리 지형학적 특성을 반영하는 만제유량은 하천의 특성을 나타내는 중요한 요소이다. 따라서 본 연구에서는 한강 수계 20개 하천, 27개 수위 관측소의 최소 10년 이상의 실측 자료를 기반으로 다년간의 연평균 실측유량을 산정하였으며, McCandless(2003)가 제시한 지형학적 만제지표를 이용하여 추정한 만제유량과의 상관성을 분석하였다. 추정된 만제유량은 HEC-RAS model을 이용하여 만제하폭, 만제수심, 만제 시 평균유속을 산정하였다. 27개 지점의 실측유량과 만제유량의 상관성 분석결과 만제유량은 연평균 일유량의 7.7배로 나타났다. 따라서 만제유량을 7일 평균유량(1 week mean discharge)으로 정의하였으며, 수정된 7일 유량과 만제유량의 RMSE는 13.90m/s, MAPE는 9.94 %로 상관성이 매우 높게 나타났다. 또한 만제유량과 만제하폭, 만제수심, 평균유량, 구간경사와 상관성 분석결과 개별적으로의 상관성은 나타나지 않았으나, 만제하폭, 수심, 평균유량과 만제유량에 대한 회귀 분석을 실시한 결과 $R^2$는 0.911로 매우 높게 나타났으며, 구간경사를 추가하여 분석한 결과 $R^2$가 0.914로 증가하였다. 따라서 만제유량은 수리 기하학적 특성이 모두 반영된 하천 특성을 나타내는 복합적인 지표임을 확인하였다. 아울러 만제유량을 통해 추정된 연평균 유량($48{\cdot}Q_{bf}$)을 우리나라의 월간 유출량 분포 비율을 이용하여 일유량으로 배분/생성하였으며, 생성된 일유량을 통해 CCHE2D model을 이용하여 하상변동 모의를 수행하였다. 대상 구간은 병성천 최하류로부터 상류로 7 km 구간이며, 2013년 1월과 12월 측량 자료를 통한 1년간의 실제 하상 변동 자료와 2013년 실측 유량자료에 따른 하상변동모의 결과 및 만제유량에 의해 배분/생성된 일유량에 따른 하상변동 모의 결과를 비교하였다. 비교 분석 결과 7일 평균 유량으로 정의된 만제유량을 통해 배분/생성된 유량의 수치모의 결과는 실제 측량자료 및 실측유량자료에 따른 하상변동 결과와 매우 일치하는 것을 확인하였다.

• Journal of the Korean earth science society
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• v.32 no.4
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• pp.388-401
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• 2011

Asian dust was observed a total of 66 times in the springtime during the period from 2002 to 2010, with 26 cases in March, 23 cases in April and 17 cases in May. This study investigates a Asian dust episode that occurred during the period from 22 to 25 May 2010, based on synoptic weather patterns, wind vector at 850 hPa, relative humidity at 1000 hPa, Jet streams and wind vector at 300 hPa, PM10 concentration in Korea and satellite imagery. In this case, Asian dust originated on 22 May along the rear of a developing low pressure system in Mongolia. The Asian dust was then transported southeastward and bypassed the Korea peninsula from 23 to 24 May, before reaching Japan on 25 May. Jet streams on 24 May bypassed the Korean peninsula and induced the development of a surface low pressure centered over the peninsula. The resulting air flow was critical to the trajectory of the Asian dust, which likewise bypassed the Korean peninsula. 72-hour backward trajectory data reveal that the Shandong Peninsula and the East China Sea were the points of origin for the air flows that swept through the Japanese sites where Asian dust was observable to the naked eay. The Asian dust pathway is ascertained by horizontal distribution of the Asian dust of RGB imagery from MODIS satellites which captured the Asian dust moving over the Shandong Peninsula, the East China Sea, and northwest of the Kyushu region in Japan. Since the synoptic pattern and the transport way of the Asian dust case are far from typical ones, which Asian dust forecasting technique has long been based on, this study can be good example of exceptional Asian dust pattern and it will be used for more accurate Asian dust forecasting.

• Korean Journal of Ecology and Environment
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• v.54 no.1
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• pp.24-38
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• 2021

Microhabitat In the upper stream is created by various environment variables such as the bottom substrate and the physicochemical factors, and may influence the distribution of benthic macroinvertebrates. We investigated the bottom substrate and environmental variables influencing the distribution of benthic macroinvertebrate in 26 stream-type waterways established at upper reaches of Geum River. During study period, total 85 families, 160 species, 9305 individuals of benthic macroinvertebrates were recorded. The stream-type waterways, where the bottom substrates consist mainly of pebble (16~64 mm) and cobble (64~256 mm) or with rapid water velocity (more than 0.2 m/s) and high dissolved oxygen (more than 120%), were supported by high species diversity of benthic macroinvertebrate. Hierological cluster analysis and the nonparametric multidimensional scale (NMDS) divided 26 stream-type waterways into a total of three clusters. In Cluster 1, the invertebrate species, such as Branchiura sowerbyi, Cloeon dipterum, Ischnura asiatica, Paracercion calamorum, and Radix auricularia, closely related to aquatic macrophytes, and Chironomidae spp., Limnodrilus gotoi, and Tanypodinae sp. were abundant in waterways, with high coverage of silt and clay as well as high turbidity and total nitrogen. The benthic macroinvertebrate species (Cheumatopsyche brevilineata, Drunella ishiyamana, Dugesia japonica, Ephemera orientalis, Gumaga KUa, Macrostemum radiatum, Potamanthus formosus, Semisulcospira libertine, Stenelmis vulgaris, and Teloganopsis punctisetae) included in Cluster 2 were dominated in sites with high cover rates of pebble and gravel. Cluster 3 was predominantly covered by the Cobbles, was supported by Simulium sp. Such a clear distinction in the study sites means that each stream-type waterways is governed by a clear habitat environment. In the case of some sites with low species diversity, improvement measures are required to restore nature, such as improving the function of inflows and outflows, creating meandering channel, and inducing the settlement of littoral vegetation.