• Journal of Korean Society of Environmental Engineers
• /
• v.27 no.8
• /
• pp.813-821
• /
• 2005

This paper presents a modeling study of thermal dynamics and turbid current in the Obong Lake, Kangreung. The lake formed by the artificial dam in 1983 for agricultural water supply, is currently under consideration of reconstruction in order to expand the volume of reservoir for water supply and flood control in downstream area. The US Army Corps of Engineers' CE-QUAL-W2, a two-dimensional laterally averaged hydrodynamic and water quality model, was applied to the lake after reconstruction as well as the present lake. The model calibration and verification were conducted against surface water levels and temperature of the lake measured during the years of 2001 and 2003. The model results showed a good agreement with fold measurements both in calibration and verification. Utilizing the validated model, an impact of dam reconstruction on vertical temperature and hydrodynamics were predicted. The model results showed that steep temperature gradient between epilimnion and hypolimnion would be formed during summer, along with extension of cold deep water after reconstruction. During winter and spring seasons, however, the vertical temperature profiles was predicted to be quite similar both before and after reconstruction. This results indicated that thermal stratification would become stronger during summer and stay longer after dam reconstruction. From the examination of predicted water movements, it was noticed that the upstream turbid current would infiltrate into the interface between metalimnion and hypolimnion and then suspended solids would slowly settle down to the bottom before reconstruction. After reconstruction, however, it was shown that the upstream turbid current would stay longer in metalimnion with similar density due to strong stratification. The model also predicted that dam reconstruction would make suspended solids near the dam location significantly decrease.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
• /
• 2018.05a
• /
• pp.449-449
• /
• 2018

최근 국내 하천과 호수에서 수온상승 및 기후변화로 인한 녹조발생이 빈번하게 나타남에 따라 녹조발생원인과 예측에 대한 중요성이 빠르게 인식되어가고 있다. 이에 본 연구에서는 보 구간의 연직 수온분포를 분석하고, 측정된 수온분포와 유해 남조류 세포수를 바탕으로 수체안정화도와 남조류의 발생을 비교하였다. 낙동강수계의 8개보를 선정하여 2015년 1월부터 2016년 12월까지 주 1회, 수심 1m 간격으로 측정한 수온을 분석했으며, 유해 남조류 세포수는 환경부 조류경보제 및 수질예보제에서 측정한 자료를 사용하였다. 수온 모니터링 분석 결과 2015년과 2016년 모두 5월 이후 수온성층이 형성되었고, 8월에 비교적 강한 수온성층이 형성되는 것으로 나타났다. 특히 칠곡보와 강정고령보에서 상대적으로 뚜렷하게 나타났는데 이는 수심이 깊고 체류시간이 긴 지형적 특성에 의한 것으로 판단된다. 형성된 수온성층은 안정된 상태로 지속되지 않고 주로 강우 시에 상 하층간의 수온구배가 줄어들어 혼합되는 전도현상이 관찰되었다. 수체안정화도 산정 결과 역시 2015년, 2016년 모두 수온성층 결과와 비슷하게 5월에 수체안정화도가 급증하다 9월 이후에 크게 감소하는 경향을 보였으며, index별로 Schmidt stability, Bouyancy Frequency 항목에서 이러한 경향이 뚜렷하게 나타났다. 또한 5월 이후 수체안정화도가 증가하는 시기에 남조류 세포수의 현존량도 증가하는 것으로 관찰되어 남조류의 발생과 수체안정화도의 증가는 시기적으로 일치하는 것으로 나타났다. 수체안정화도와 남조류 세포수와의 상관성은 2016년이 높았으며 그중 강정고령보에서 상관계수가 Schmidt stability는 0.78, Bouyancy frequency는 0.65로 높은 상관성을 나타내었다. 하지만 2015년의 경우 9월 이후 수체안정화도와 수온이 감소하였지만 남조류 세포수는 증가하여 경향이 일치하지 않는 것으로 나타났는데, 이는 저수온성의 남조류가 우점했기 때문인 것으로 판단된다. 향후 조류 발생 및 예측 등을 효과적으로 재현하는데 있어 자료로 활용하기 위해서는 지속적인 수질 모니터링 및 기상인자 모니터링이 필요할 것으로 판단된다.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
• /
• 2006.05a
• /
• pp.1940-1944
• /
• 2006

현지관측을 통한 지속적이고 광범위한 지역에 대해 정확하고 정밀하게 조사하여 종합적인 분석과 예측, 결정과정에 있어서, 복잡한 해양의 특성, 여러가지 조사 작업상의 난점, 경제적, 시간적으로 많은 어려움이 따르게 된다. 하지만, 위성원격탐사와 GIS를 이용한 해양환경파악기법은 현지관측에서 얻을 수 있는 제한적인 자료이외의 다량의 자료를 정성 및 정량적으로 데이터베이스화하여 분석함과 동시에 가시화함으로써 해양개발로 인해 불가피하게 초래될 수밖에 없는 환경을 보다 정확하게, 객관적으로 분석하여 장기적으로 예측할 수 있는 고도화된 환경조사 및 평가 기술이라고 할 수 있다. 본 연구에서는 고해상도 위성자료인 Landsat TM 영상과 NOAA AVHRR 자료를 이용하여 수온 및 클로로필을 추출하였으며, GIS를 이용하여 현지관측자료 및 수치해도를 기초로 공간분포도를 작성함으로서 그 외의 수질환경요소를 산출하였다. 위성영상분석은 현장조사와 같은 시점의 Landsat TM 위성영상을 획득하여, 위성 영상은 지구의 곡률과 자전, 위성체의 자세와 고도 및 속도, 그리고 센서의 기하 특성으로 인하여 실제의 지형에 대하여 기하학적 왜곡을 가지고 있으므로 지형도에서 지상기준점(Ground Control Point, GCP)를 추출하여 ERDAS Imagine으로 UTM좌표체계에 따른 기하보정(Geometric Correction)을 실시하였으며, 동일한 시기의 NOAA AVHRR영상을 데이터로 처리하여 수온자료를 추출하였다. 표층수온과 현장관측에 의한 클로로필을 수치 지도화하기 위하여 열적외선영역인 TM band 6의 분광특성값(Digital Number)과 동일한 위치의 수온자료를 기초로 회귀분석을 실시함으로써 수온추출 알고리즘을 도출하여, 분석데이터의 신뢰도를 검증하였으며, 수온, 클로로필, 투명도 등을 위성원격탐사 자료와 GIS를 이용하여 공간분석을 실시하고, 공간분포도를 작성함으로써 대상해역의 해양환경을 파악하였다. 본 연구결과, 분석된 위성자료가 현장조사에 의한 검증이 이루어지지 않을 경우, 영상자료분석을 통한 표층수온 추출은 대기 중의 수증기와 에어로졸에 의한 계산치의 오차가 반영되기 때문에 실측치 보다 낮게 평가 될 수 있으므로, 반드시 이에 대한 검증이 필요함을 알 수 있었다. 현지관측에 비해 막대한 비용과 시간을 절약할 수 있는 위성영상해석방법을 이용한 방법은 해양수질파악이 가능할 것으로 판단되며, GIS를 이용하여 다양하고 복잡한 자료를 데이터베이스화함으로써 가시화하고, 이를 기초로 공간분석을 실시함으로써 환경요소별 공간분포에 대한 파악을 통해 수치모형실험을 이용한 각종 환경영향의 평가 및 예측을 위한 기초자료로 이용이 가능할 것으로 사료된다.

• Journal of Korea Water Resources Association
• /
• v.39 no.1 s.162
• /
• pp.79-88
• /
• 2006

An accurate prediction of inflow water temperature is essentially required for real-time simulation and analysis of rainfall-induced turbidity 烈os in a reservoir. In this study, water temperature data were collected at every hour during the flood season of 2004 at the upstream of Daecheong Reservoir to justify its characteristics during rainfall event and model development. A significant drop of river water temperature by 5 to $10^{\circ}C$ was observed during rainfall events, and resulted in the development of density flow regimes in the reservoir by elevating the inflow density by 1.2 to 2.6 kg/$m^3$ Two types of statistical river water temperature models, a logistic model(DLG) and regression models(DMR-1, DMR-2, DMR-3) were developed using the field data. All models are shown to reasonably replicate the effect of rainfall events on the water temperature drop, but the regression models that include average daily air temperature, dew point temperature, and river flow as independent variables showed better predictive performance than DLG model that uses a logistic function to determine the air to water relation.

• Proceedings of the Acoustical Society of Korea Conference
• /
• 1998.06e
• /
• pp.147-150
• /
• 1998

천해에서의 음파전달은 심해와 비교하여 복잡하고 경계면의 영향을 많이 받으며 서해에서 하계의 평균 수온자료로 잔향음을 계산한 결과 해저면 잔향음(reverberation)이 가장 우세한 것으로 나타났다. 특히 서해에서는 하계에 내부파에 의한 강한 수온약층의 생성이 관측되었으며, 이런 현상은 음파전달에 많은 영향을 줄 것으로 예측된다. 내부파를 조석에 의한 장주기와 단주기로 구분하여 적용한 결과 고주파 음원을 사용할 경우 장주기 내부파에 의한 수온약층의 수식변동에 따른 잔향음은 최대 13dB까지 차이가 났으며 단주기 내부파의 경우 수온약층의 하강한 경우 수온약층이 상승한 경우보다 근거리에서 전달손실 변화가 작았다.

• Journal of Environmental Policy
• /
• v.13 no.2
• /
• pp.21-38
• /
• 2014

In response to global warming, the effect of the air temperature on water temperature has been noticed. The change in water temperature in river environment results in the change in water quality and ecosystem, especially Dissolved Oxygen (DO) level, and shifts in aquatic biota. Efforts need to be made to predict future water temperature in order to understand the timing of the projected river temperature. To do this, the data collected by the Ministry of Environment and the Korea Meteororlogical Administration has been used to build a nonlinear relationship between air and water temperature. The logistic function that includes four different parameters was selected as a working model and the parameters were optimized using SCE algorithm. Weekly average values were used to remove time scaling effect because the time scale affects maximum and minimum temperature and then river environment. Generally speaking nonlinear logistic model shows better performance in NSC and RMSE and nonlinear logistic function is recommendable to build a relationship between air and water temperature in Korea. The results will contribute to determine the future policy regarding water quality and ecosystem for the decision-driving organization.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
• /
• 2015.05a
• /
• pp.81-81
• /
• 2015

전 지구적 기후변화는 대기-해양의 물리 특성을 변화시켜, 연안 및 하구의 수온상승과 염도 변화의 주요 원인이 되며, 생태 환경 및 다양한 경제 사회 문제를 야기 시킬 수 있다. 이러한 변화를 예측하고 영향을 최소화 하기위해서는 연안의 물리 특성을 세밀하고 정확하게 예측해야 한다. 그러나, 기후변화의 영향을 고려한 대기-해양 전 지구모델의 기후변화 시나리오는 우리나라와 같이 작고 복잡한 연안 지형을 가진 지역의 미래 환경 변화 예측에 적합하지 않다. 본 연구에서는 저해상도 정규격자 모형인 RIAMOM(RIAM Ocean Model)의 결과를 이용하여 비정규격자 모형인 FVCOM(Finite Volume Coastal Ocean Model)으로 울산만의 미래 물리 특성 변화를 상세 예측하였다. 기후변화로 인한 대기-해양의 물리 특성 변화를 고려하여 한국 주변해 및 연안을 대상으로 모의한 RIAMOM의 결과를, 본 연구의 대상 지역인 울산만 FVCOM 모델 경계에 초기 값과 시계열 자료로 사용하였다. FVCOM 모의 결과를 RIAMOM 자료와 비교 했을 때, 초기 표층 염분과 수온이 각각 0.4%, 2%의 오차를 보였다. 조위는 개방경계에서 01~0.4% 정도의 오차가 나타나, 다운스케일링(downscaling) 기법을 통한 수치 모의 결과가 초기 수온과 염분 및 조위 특성을 잘 재현하는 것으로 나타났다. 2001년(현 상태), 2050년(미래), 해수면 상승의 영향을 고려한 2050년에 대하여 모의 한 결과. 정규격자 모형인 RIAMOM에서 나타나지 않았던 기후변화로 인한 표층 염분과 수온의 상세한 변화가 울산만의 태화강 하구에서 나타났고, 염수쐐기의 길이 또한 상류쪽으로 증가하는 결과를 나타내었다. 다운스케일링을 통한 대상 지역의 상세 모델을 통해 기존의 예측 모델에서도출할 수 없던 결과를 나타낸 바, 향후 연구를 통해 지역의 장기 상세 환경 변화 예측에 활용할 수 있을 것으로 예상한다.

• Journal of the Korean Society for Marine Environment & Energy
• /
• v.17 no.2
• /
• pp.122-130
• /
• 2014

Seasonal variations and long term linear trends of SST (Sea Surface Temperature) at Yeosu Coast ($127^{\circ}37.73^{\prime}E$, $34^{\circ}37.60^{\prime}N$) in Korea were studied performing the harmonic analysis and the regression analysis of the monthly mean SST data of 46 years (1965-2010) collected by the Fisheries Research and Development Institute in Korea. The mean SST and the amplitude of annual SST variation show $15.6^{\circ}C$ and $9.0^{\circ}C$ respectively. The phase of annual SST variation is $236^{\circ}$. The maximum SST at Yeosu Coast occurs around August 26. Climatic changes in annual mean SST have had significant increasing tendency with increase rate $0.0305^{\circ}C/Year$. The warming trend in recent 30 years (1981-2010) is more pronounced than that in the last 30 years (1966-1995) and the increasing tendency of winter SST dominates that of the annual SST. The time series model that could be used to forecast the SST on a monthly basis was developed applying Box-Jenkins methodology. $ARIMA(1,0,0)(2,1,0)_{12}$ was suggested for forecasting the monthly mean SST at Yeosu Coast in Korea. Mean absolute percentage error to measure the accuracy of forecasted values was 8.3%.

• Journal of Environmental Policy
• /
• v.12 no.2
• /
• pp.17-32
• /
• 2013

The potential impact of water temperature on air temperature in response to recent anthropogenic global warming has been noticed. To predict climate, induced change in river aquatic environment, it is necessary to understand the thermal constrains of fish species and the timing of the projected river temperature. As a preliminary study, air-water temperature relationship was analyzed on the basis of the observed data during the time period of 2009-2011 and the number of data corresponds to 873-1083. As a result of analyzing the auto-and cross-correlation coefficient between air-water temperature, high correlation is shown (~0.9). It is also found that the correlation coefficient of air temperature is higher than that of water temperature at the lag time less than approximately 10 days. Observed data was divided into two groups to investigate hysteresis: rising limb and falling limb. For some stations there is strong evidence that hysteresis exist between air-water temperature relationships. Consequently it is recommended that seasonal hysteresis needs to be included in determining an airwater relationship.

• Journal of Wetlands Research
• /
• v.18 no.3
• /
• pp.313-323
• /
• 2016

Water temperature affects physical and biological processes in ecologies on river system and is important conditions for growth rate and spawning of fish species. The objective of this study is to compare models for water temperature during the summer season for the Fourchue River (St-Alexandre-de-Kamouraska, Quebec, Canada). For this, three different models, which are CEQUEAU, Auto-regressive Moving Average with eXogenous input and Nonlinear Autoregressive with eXogenous input, were applied and compared. Also, future water temperature in the Fourchue river were simulated and analyzed its result based on the CMIP5 climate models, RCP 2.6, 4.5, 8.5 climate change scenarios. As the result of the study, the water temperature in the Fourchue river are actually changed and median water temperature will increase $0.2{\sim}0.7^{\circ}C$ in June and could decrease by $0.2{\sim}1.1^{\circ}C$ in September. Also, the UILT ($24.9^{\circ}C$) for brook trout are also likely to occurred for several days.