Journal of the Korean Society for Marine Environment & Energy
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v.9
no.1
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pp.1-13
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2006
A field survey on the spatio-temporal distribution characteristics and origins of organic matter in surface sediments was carried out monthly at six stations in Gamak Bay, South Korea from April 2000 to March 2002. The range of ignition loss(IL) was $4.6{\sim}11.6%(7.1{\pm}1.6%)$, while chemical oxygen demand(CODs) ranged from $12.25{\sim}99.26mgO_2/g-dry(30.98{\pm}19.09mgO_2/g-dry)$, acid volatile sulfide(AVS) went from no detection(ND)${\sim}10.29mgS/g-dry(1.02{\pm}0.58mgS/g-dry)$, and phaeopigment was $6.84{\sim}116.18{\mu}g/g-dry(23.72{\pm}21.16{\mu}g/g-dry)$. The ranges of particulate organic carbon(POC) and particulate organic nitrogen(PON) were $5.45{\sim}23.24 mgC/g-dty(10.34{\pm}4.40C\;mgC/g-dry)$ and $0.71{\sim}2.99mgN/g-dry(1.37{\pm}0.58mgN/g-dry)$, respectively. Water content was in the range of $43.1{\sim}77.6%(55.8{\pm}5.6%)$, and mud content(silt+clay) was higher than 95% at all stations. The spatial distribution of organic matter in surface sediments was greatly divided between the northwestern, central and eastern areas, southern entrance area from the distribution characteristic of their organic matters. The concentrations of almost all items were greater at the northwestern and southern entrance area than at the other areas in Gamak Bay. In particular, sedimentary pollution was very serious at the northwestern area, because the area had an excessive supply of organic matter due to aquaculture activity and the inflow of sewage from the land. These materials stayed longer because of the topographical characteristics of such as basin and the anoxic conditions in the bottom seawater environment caused by thermocline in the summer. The tendency of temporal change was most prominently in the period of high-water temperatures than low-water ones at the northwestern and southern entrance areas. On the other hand, the central and eastern areas did not show a regular trend for changing the concentrations of each item but mainly showed a higher tendency during the low-water temperatures. This was observed for all but AVS concentrations which were higher during the period of high-water temperature at all stations. Especially, the central and eastern areas showed a large temporal increase of AVS concentration during those periods of high-water temperature where the concentration of CODs was in excess of $20mgO_2/g-dry$. The results show that the organic matters in surface sediments in Gamak Bay actually originated from autochthonous organic matters with eight or less in average C/N ratio including the organic matters generated by the use of ocean, rather than terrigenous organic matters. However, the formation of autochthonous organic matter was mainly derived from detritus than living phytoplankton, indicated the results of the POC/phaeopigment ratio. In addition, the CODs/IL ratio results demonstrate that the detritus was the product of artificial activities such as dregs feeding and fecal pellets of farm organisms caused by aquaculture activities rather than the dynamic of natural ocean activities.
Geographic factors and mathmatical location of the Korean Peninsula have great influences on the variation patterns and appearances over a period of ten days of summer precipitation. In order to clarify the influence of several climate factors on precise climate classification in the middle part region of the Korea, weather entropy and the information ratio were calculated on the basis of information theory and of the data of 25 site observations. The data used for this study are the daily precipitation phenomenon over a period of ten days of summer during the recent thirteen years (1991-2003) at the 25 stations in the middle part region of the Korea. It is divided into four classes of no rain, $0.1{\sim}10.0mm/day,\;10.1{\sim}30.0mm/day$, 30.1mm over/day. Their temporal and spatial change were also analyzed. The results are as follows: the maximum and minimum value of calculated weather entropy are 1.870 bits at Chuncheon in the latter ten days of July and 0.960 bits at Ganghwa during mid September, respectively. And weather entropy in each observation sites tends to be larger in the beginning of August and smaller towards the end of September. The largest and smallest values of weather representative ness based on information ratio were observed at Chungju in the beginning of June and at Deagwallyeong towards the end of July. However, the largest values of weather representativeness came out during the middle or later part of September when 15 sites were adopted as the center of weather forecasting. The representative core region of weather forecasting and climate classification in the middle part region of the Korea are inside of the triangle region of the Buyeo, Incheon, and Gangneung.
The effects of the coal-fired power plant emissions, as the biggest point source of air pollutants, on spatiotemporal surface air pollution over the remote area are investigated in this study, based on a set of date selection and statistical technique to consider meteorological and geographical effects in the emission-concentration (source-receptor) relationship. We here proposed the sophisticated technique of data processing to separate and quantify the effects. The data technique comprises a set of data selection and statistical analysis procedure that include data selection criteria depending on meteorological conditions and statistical methods such as Kolmogorov-Zurbenko filter (K-Z filter) and empirical orthogonal function (EOF) analysis. The data selection procedure is important for filtering measurement data to consider the meteorological and geographical effects on the emission-concentration relationship. Together with meteorological data from the new high resolution ECMWF reanalysis 5 (ERA5) and the Korea Meteorological Administration automated surface observing system, air pollutant emission data from the telemonitoring system (TMS) of Dangjin and Taean power plants as well as spatio-temporal air pollutant concentrations from the air quality monitoring system are used for 4 years period of 2014-2017. Since all the data used in this study have the temporal resolution of 1 hour, the first EOF mode of spatio-temporal changes in air pollutant concentrations over the Seoul metropolitan area (SMA) due to power plant emission have been analyzed to explain over 97% of total variability under favorable meteorological conditions. It is concluded that SO2, NO2, and PM10 concentrations over the SMA would be decreased by 0.468, 1.050 ppb, and 2.045 ㎍ m-3 respectively if SO2, NO2, and TSP emissions from Dangjin power plant were reduced by 10%. In the same way, the 10% emission reduction in Taean power plant emissions would cause SO2, NO2, and PM10 decreased by 0.284, 0.842 ppb, and 1.230 ㎍ m-3 over the SMA respectively. Emissions from Dangjin power plant affect air pollution over the SMA in higher amount, but with lower R value, than those of Taean under the same meteorological condition.
Journal of the Korea Academia-Industrial cooperation Society
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v.16
no.3
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pp.2287-2300
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2015
This study examined the spatio-temporal distributions of the phytoplankton community in the coastal waters of Gogunsan Islands (CoWGIs), West Sea of Korea, from January to September 2011. A total of 104 species of phytoplankton belonging to 56 genera were identified. This was low compared to the surrounding seas of the West Sea. In particular, diatoms and dinoflagellates comprised 60.5% and 34.6%, respectively, and it was most diverse in autumn. The standing crops fluctuated from $9.6{\times}10^4cells/L$ to $1.0{\times}10^7cells/L$. This was high in winter and summer and low in spring and autumn. The seasonal dominant species were Skeletonema costatum-like species, Thalassiosira nordenskioeldii, Dactyliosolen fragillisimus, and Chaetoceros debilis in winter, Guinardia delicatula in spring, Eucampia zodiacus, Cylindrotheca closterium, Ch. debilis, and Ch. curvisetus in summer, and S. costatum-like species, Ch. debilis, Ch. curvisetus, G. delicatula, and Leptocylindrus danicus in autumn. The total number of autochthonous and tychopelagic species was 39 species. This showed a 1/3 (33.3%) decrease compared to the 1980's. The chlorophyll a concentration fluctuated from $3.82{\mu}g/L$ in autumn to $13.36{\mu}g/L$ in summer. The bio-oceanographic characteristics of the CoWGIs based on principle component analysis (PCA) showed that it was dominated by the Saemangeum water mass in the high temperature season and by the Geum River water mass in the low temperature season. In other words, there has been a conversion to a closed inner bay followed by the dramatic progress of eutrophication, even in the CoWGIs after completion of the Saemangeum embankment.
Kim, Chang-Soo;Lee, Sang-Ho;Son, Young-Tae;Kwon, Hyo-Keun;Lee, Kwang-Hee;Choi, Byoung-Hy
The Sea:JOURNAL OF THE KOREAN SOCIETY OF OCEANOGRAPHY
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v.13
no.1
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pp.56-66
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2008
Subtidal surface currents are derived from HF radar measurements in the Saemangeum coastal ocean of the Yellow sea in July 2002 and from September to November 2004. The surface current field is analyzed to examine the effect of wind, river plume and coastline change on the spatial distribution and temporal variation of the surface currents. In July 2002, average wind speed was 0.5 m/s and freshwater discharge from the Keum River was $0.88{\times}10^7\;ton/day$. Temporal mean currents ($\overline{U}$) flow to the northwest with speed of $7{\sim}10\;cm/s$ near the Keum River estuary, to the west as fast as 13 cm/s near the opening gap of the Saemangeum $4^{th}$ dyke, and to the northwest off the Gogunsan-archipelago. This flow pattern is a result of the Keum River plume dispersal and tide-residual currents from the opening gap of the Saemangeum $4^{th}$ dyke. Time series of spatially-averaged current (<$U-\overline{U}$>) direction is highly (r=0.98) correlated with wind direction. From September to November 2004, the opening gap of the Saemangeum $4^{th}$ dyke was closed, northwesterly wind blew with speed of 2.5 m/s on average and the Keum River discharge was $1.19{\times}10^7\;ton/day$. Temporal mean current field ($\overline{U}$) has weak surface flow in most of the coastal ocean and relatively strong currents flow to the southwest with speed of 10 cm/s along the shape coastline of the Gogunsan-archipelago and the Saemangeum $4^{th}$ dyke. The strong flow is generated by the prevailing northwesterly wind which pushes the Keum River plume toward the Saemangeum $4^{th}$ dyke. The residual currents from the opening gap of the Saemangeum $4^{th}$ dyke disappeared and correlation coefficient between time series of spatially-averaged current () direction and the wind direction is 0.69.
에너지 절약적 차원에서 한 대의 실외기에 다수의 실내기가 접속되는 개별공조형 멀티 열펌프에 관한 연구 및 개발과 보급이 증대되고 있다. 본 연구에서는 복수의 실내기를 갖고 가변속 압축기를 채용한 지열원 물대공기 멀티열펌프시스템을 학교 현장에 설치하여 제조사의 운전 제어 알고리즘에 따라 일일 냉난방 실증 성능 특성을 분석하였다. 2008년 9월 30일의 냉방부하가 낮은 일자에 대하여 시간에 따른 부하 변동에 따라 압축기의 용량가변으로 실내기 냉방용량은 정격용량 대비 17.1%에서 111.3%의 범위에서 변이되었으나, 열펌프 유닛의 일일 최대 COP는 6.2를 나타냈으며, 일일 평균 열펌프 유닛 COP는 4.5로 열펌프 유닛 인증 기준 이상의 성능을 나타냈다. 2008년 11월 10일 대비 2008년 12월 15일에는 시스템 가동 중의 평균 외기온도가 $9.6^{\circ}C$ 감소하였으나, 각 재실공간의 용도별 부분 부하특성으로 11월 10일 보다 난방 부하량이 작게 나타났다. 하지만, 12월 15일에는 부하량이 매우 작아서 11월 10일보다 잦은 압축기 가변에 따른 손실로 일일 평균 COP가 낮게 나타났다. 2009년 1월 12일에는 정격 용량대비 94%의 부하율로 11월 10일과 12월 15일 대비 4배 이상의 부하량으로 압축기 용량 가변율이 작아서 난방용량과 COP 변화율이 작게 나타났다. 2009년 1월 12일에는 지중순환수의 실외열교환기 유입온도가 2008년 12월 15일보다 감소하고, 시스템의 난방용량 증가로 상대적으로 응축기와 증발기 크기가 감소한 효과로 히트펌프 유닛 COP가 감소하였으나, 본 지열원 열펌프 제조사에서 생산하고 있는 본 지열원 시스템과 동일한 압축기 등을 채용한 동일 용량의 공기열원 열펌프의 1월 12일 외기온도 $-10^{\circ}C$에서의 열펌프 유닛 COP 대비 70% 우수한 성능을 나타냈다. 본 지열원 히트펌프의 2008년 11월 10일의 일일 평균 히트펌프 유닛 COP는 외기온도가 낮고 일일 부하량이 크게 나타난 1월 12일의 일일 평균 히트펌프 유닛 COP 대비 37% 높게 나타났으나, 지중순환펌프의 정속운전으로 시스템 요구 지중순환수 유량 증가에 따른 성능 향상보다 소비전력 증가 영향이 커서 1월 12일의 시스템 COP 보다 33.3% 작은 값을 나타냈다. 본 연구의 용량 가변형 압축기를 채용한 지열원 멀티 히트펌프 유닛을 지열원 냉난방 시스템의 히트펌프 유닛으로 사용할 경우 시스템 최적화를 통한 시스템 COP 향상과 연간에너지 절감을 이루기 위해서는 히트펌프의 용량 변화 시에 지중순환펌프의 순환 유량 최적화를 위한 효율적 운전 제어 알고리즘 개발이 요구된다.
Journal of Korean Society of Coastal and Ocean Engineers
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v.26
no.6
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pp.367-380
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2014
Tsunami take away life, wash houses away and bring devastation to social infrastructures such as breakwaters, bridges and ports. The targeted coastal structure object in this study can be damaged mainly by the tsunami force together with foundation ground failure due to scouring and liquefaction. The increase of excess pore water pressure composed of oscillatory and residual components may reduce effective stress and, consequently, the seabed may liquefy. If liquefaction occurs in the seabed, the structure may sink, overturn, and eventually increase the failure potential. In this study, the solitary wave was generated using 2D-NIT(Two-Dimensional Numerical Irregular wave Tank) model, and the dynamic wave pressure acting on the seabed and the estimated surface boundary of the vertical revetment. Simulation results were used as an input data in a finite element computer program(FLIP) for elasto-plastic seabed response. The time and spatial variations in excess pore water pressure, effective stress, seabed deformation, structure displacement and liquefaction potential in the seabed were estimated. From the results of the analysis, the stability of the vertical revetment was evaluated.
Journal of Korean Society of Coastal and Ocean Engineers
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v.27
no.1
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pp.63-77
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2015
Tsunami take away life, wash houses away and bring devastation to social infrastructures such as breakwaters, bridges and ports. The coastal structure targeted object in this study can be damaged mainly by the wave pressure together with foundation ground failure due to scouring and liquefaction. The increase of excess pore water pressure composed of oscillatory and residual components may reduce effective stress and, consequently, the seabed may liquefy. If liquefaction occurs in the seabed, the structure may sink, overturn, and eventually increase the failure potential. In this study, the bore was generated using the water level difference, its propagation and interaction with a vertical revetment analyzed by applying 2D-NIT(Two-Dimensional Numerical Irregular wave Tank) model, and the dynamic wave pressure acting on the seabed and the surface boundary of the vertical revetment estimated by this model. Simulation results were used as input data in a finite element computer program(FLIP) for elasto-plastic seabed response. The time and spatial variations in excess pore water pressure ratio, effective stress path, seabed deformation, structure displacement and liquefaction potential in the seabed were estimated. From the results of the analysis, the stability of the vertical revetment was evaluated.
Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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2008.05a
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pp.1727-1731
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2008
수자원의 효율적인 관리를 위해서는 신뢰성 있는 유량자료의 획득이 대단히 중요하다. 우리나라는 양질의 유량자료를 획득하기 위해 매년 많은 시간과 돈을 투자하고 있으나 자료의 질적인 면에서 만족할 만한 성과를 얻지 못하고 있다. 현재까지 우리나라의 유량자료는 댐의 수문자료와 수량관리 부처인 건교부에서 운영하는 수위표 지점의 수위-유량곡선에서 산출된 자료에 의존하고 있다. 그러나 수위-유량 관계식을 보정하기 위한 유량측정사업이 지속적이지 못하며, 이 관계식은 유량이 적은 저수기 및 갈수기에는 부정확하다는 한계가 있다. 또한, 국립환경과학원 낙동강물환경연구소에서 오염총량관리를 위한 낙동강수계 유량측정사업을 실시하고 있지만, 목적은 낙동강수계의 오염총량관리 단위유역 말단 47개 지점에서 유량측정을 효율적으로 실시하여 수질정책의 기초자료를 제공하는데 있다. 이 자료 역시 오염총량관리를 위하여 유량측정을 실시하여 수자원의 효율적인 관리를 위한 일 유량을 알 수가 없는 한계점을 가지고 있다. 따라서 저수기 및 갈수기에 수질정책의 기초자료를 제공하기 위해서 하천을 포함한 유역의 정확한 강우-유출특성의 파악이 필요하다. 그러나 강우-유출특성 또한 유역 내 강우의 시 공간적 분포가 다르며 그 자가 비선형성이 강하고 여러 변동성을 포함하므로, 강우로부터 하천의 유출량의 정확한 해석이 불가능하다. 그러나 최근 인공지능 분야에서 신호처리, 지능제어 및 패턴인식 등의 수단으로 사용되고 있는 신경망은 학습이라는 최적화 과정을 통해 입력과 출력으로 구성되는 하나의 시스템을 비선형적으로 구축할 수 있으며 이러한 이점을 활용하여 수자원 분야에서 다양하게 적용되고 있다. 본 연구의 목적은 강우-유출자료 및 댐 방류량 자료의 비선형적인 특정을 가장 잘 반영할 수 있는 신경망모형을 적용하여 수질정책의 기초자료를 제공하기 위하여 신뢰성 있는 유량자료를 산정하는 모형을 개발하는 것이다. 이를 위해서 낙동강물환경연구소에서 오염총량관리를 위한 낙동강수계 유량측정 지점 상류의 댐 방류량의 일 방류량자료와 강우자료를 입력 자료로 하여 유량을 예측할 수 있는 유량예측 신경망 모형 FFBN(Flow Forecasting By Neural)을 개발하였다. 그리고 입력 자료로서 장기유출모형인 SWAT의 모의결과를 입력 자료로 추가한 FFBNS(Flow Forecasting By Neural and SWAT)을 개발하였다. 신경망 모형의 구조는 입력층과 출력층 사이에 하나의 은닉층이 존재하는 다층 신경망으로 구성하였으며, 학습단계에서는 오류 역전파 알고리듬 학습방법 중 모멘텀법을 사용하였다. 예측된 유출량을 실측치와의 비교를 위하여 낙본D지점과 낙본 E지점에 대하여 $2005{\sim}2006$년까지의 모의 결과를 낙동 수위측정지점과 구미 수위측정지점의 실측치 통하여 복잡한 비선형성을 가지는 유출 시계열 자료에 대한 효과적인 최적의 신경망모델을 개발하여 유량을 예측하고 적용 가능성을 검토하고자 한다. 모의 결과는 수질정책의 기초자료 제공에 기여할 수 있을 것으로 판단된다.
The dispersion indices, spatial pattern and sampling plan for pink citrus rust mite (PCRM), Aculops pelekassi, monitoring was investigated. Dispersion indices of PCRM indicated the aggregated spatial pattern. Taylor's power law provided better description of variance-mean relationship than Iwao's patchiness regression. Fixed-precision levels (D) of a sequential sampling plan were developed using by Taylor's power law parameters generated from PCRM on fruit sample (cumulated number of PCRM in $cm^2$ of fruit). Based on Kono-Sugino's empirical binomial the mean density per $cm^2$ could be estimated from fruit ratio with more than 12 rust mites per $cm^2$: $ln(m)=4.61+1.23ln[-ln(1-p_{12})]$. To determine the optimal tally threshold, the variance (var(lnm)) for mean (lnm) in Kono-Sugino equation was estimated. The lower and narrow ranged change of variance for esimated mean showed at a tally threshold of 12. To estimate PCRM mean density per $cm^2$ at fixed precision level 0.25, the required sample number was 13 trees, 5 fruits per tree and 2 points per fruit (total 130 samples).
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[게시일 2004년 10월 1일]
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