• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2021.06a
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• pp.216-216
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• 2021

해저지진, 해저붕괴 및 해저화산분출 등에 발생되는 지진해일은 파장이 수십에서 수백 km에 이르는 장파로서 에너지 손실없이 먼 거리를 전파할 수 있으며, 수심이 상대적으로 얕은 해안가에 도달하면 범람에 의해 인명 및 재산피해를 야기시킬 수 있다. 예를 들어, 2004년 12월 26일에 발생한 수마트라 지진해일은 약 30만명의 인명피해와 약 10조원의 재산피해를 가져왔으며, 2011년 3월 11일에 발생한 동일본 지진해일은 약 2만명의 인명피해와 약 330조의 재산피해를 유발시켰다. 더욱이, 지진해일에 의해 폭발한 후쿠시마 원자력발전소에서의 방사능 유출은 10년이 지난 현재도 생태계 교란, 방사능 피폭 등의 피해를 일으키고 있다. 우리나라도 1983년 5월 26일 발생한 동해 중부지진해일에 의해 삼척시 임원항 및 인근에서 인명피해(1명 사망, 2명 실종)와 약 2억원의 재산피해가 발생하였다. 최근, 4차 산업혁명으로서 빅데이터를 기반으로 한 다양한 인공지능기술이 개발되고 있으며, 많은 분야에서 이 기술을 적용하고자 노력하고 있다. 특히, 과학 및 공학분야에서도 이를 융합하는 연구 및 활용하는 사례가 증가하고 있다. 본 연구에서는 1983년 발생한 중부지진해일에 의해 인명 및 재산피해가 발생한 임원항을 대상으로 지진해일 수치모형실험을 수행하며, 수치모형실험 결과를 토대로 인공지능 모델 중 합성신경망 (Convolution Neural Network)을 활용하여 인공지능을 통한 지진해일 범람구역을 산정 및 평가하고자 한다.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2008.05a
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• pp.1032-1035
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• 2008

제주도 연악해역의 해일재해의 현황을 파악하기 위하여 제주도 연안해역의 폭풍해일과 기상조에 등에 의한 해일발생 및 피해의 자료를 분석 검토하고 제주도 연안해일의 위험도를 분석하기 위하여 제주도 연안해역을 대상으로 과거 태풍 중 각종 기록경신과 많은 피해규모를 준 태풍들을 대상으로 바람장 및 해일고를 분석 검토하여 태풍의 진로에 따른 해수면 상승을 산정하기위해 폭풍해일 수치모형(POM) 실험을 실시하여 폭풍해일고를 산정하였다. 제주항과 서귀포항 주변해역의 폭풍해일고를 산출하기 위해 16년간($1987{\sim}2003$)까지의 우리나라에 영향을 미친 태풍 중 8개를 선정(Maemi, Rusa, Prapiroon, Olga, Yanni, Janis, Gladys, Thelma)하여 폭풍해일고를 산출하였다. 수치모의 한 결과를 보면, 제주와 서귀포 연안해역에서 발생한 8개의 태풍에 대한 폭풍해일고의 발생시각은 대체적으로 관측된 해일고의 발생시각 보다 약간 늦게 해일이 발생하였지만 전체적인 해일의 시간변화나 크기는 비교적 잘 재현된 것으로 나타났다. 제주항 연안해역의 서귀포항 연안해역보다 높은 해일고를 보였으며, 해일고는 제주항, 서귀포항 모두 1m를 넘지 않았다. 제주항이 서귀포항에 비해 약간 높게 나온 이유는 태풍의 위치, 지형 및 수심, 태풍이 통과할 당시의 조석상황 등의 차이인 것으로 사료된다. 또한, 제주항과 서귀포항 연안해역이 폭풍해일고가 서해안이나 남해안에 비해 작게 나타났는데, 이는 제주도 해안선이 비교적 평탄하고 평행하게 이루어 졌으며 남해안에 비해 수심이 깊고 만의 형태나 V자형 및 긴내만이 발달한 지형이 없기 때문인 것으로 사료된다. 보다 정밀한 예측을 위해서는 정밀한 수심자료 및 격자를 이용한 계산의 결과가 필요하며, 연안개발로 인한 지형과 수심변화에 따른 지속적인 수치해도 DB구축이 요구된다.

• 한국방재학회:학술대회논문집
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• 2009.02b
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• pp.154.2-154.2
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• 2009

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2017.05a
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• pp.147-147
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• 2017

본 연구에서는 2003년 태풍 'MAEMI'에 의해 피해를 가장 많이 입은 경남 마산시를 중심으로 폭풍해일 범람도를 작성하였다. 해양과 하천 하류부가 만나는 마산시에서는 해일, 조석, 하천을 동시에 고려해야 하므로 이에 대한 단계적 적용을 통해 범람 중첩효과를 검토하였다. 본 연구에 사용된 수치모델은 네덜란드 Deltares사에서 개발한 준3차원 해수유동 모델 Delft3D이다. Delft3D는 폭풍해일 이외 지진해일, 부유물 이송, 오염물 확산 등 다양한 분야에 적용 가능하며, 파랑, 조석력, 바람에 의한 전단력, 온도, 염도에 의한 밀도류, 대기압 변화, 조간대 모의 등 다양한 영향을 고려할 수 있다. 수치모의시 모델의 안정성과 효율성을 높이기 위해 다중격자기법을 사용(최소 25m 격자)하였으며, 수심 자료는 국토지리정보원 수치지도와 국립해양조사원 수치해도의 수평 수직적 통합을 통해 구성하였다. 태풍 'MAEMI'의 Best Track은 기상청에서 제공하는 3시간 간격의 중심기압, 풍속, 중심위치를 Holland's Model에 적용하여 계산하였다. 조석효과를 고려하기 위해 개방경계에서 TPXO 7.2를 사용한 분조값을 입력하였다. 또한 하천의 흐름을 효과적으로 구현하기 위해 하천 단면에서의 동적 수위경계조건(또는 유량경계조건)을 추가적으로 부여하였다. 수치해석결과, 마산 수위 관측소에서 관측된 태풍 'MAEMI'의 해일고와 유사한 결과가 산출되었다. 범람역 해석결과는 해일, 조석, 하천을 동시적으로 고려하였을 경우에 실제 침수흔적도인 마산시재해침수지도와 가장 유사한 결과를 보였다.

• Journal of Korean Society of Coastal and Ocean Engineers
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• v.24 no.6
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• pp.381-389
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• 2012

An EST-based method which is applicable for estimating extreme sea levels from short sea-level records in a tide dominated coastal zone was developed. Via the method, annual maximum tidal level is chosen from the simulated 1-yr tidal data which are constituted by the independent daily high water levels, short term and long term surge heights and typhoon-induced surge heights. The high water levels are generated considering not only spring/neap tides and annual tide but also 18.6-year lunar nodal cycle. Typhoon-induced surges are selected from the training set which is constructed by observed or simulated surge heights. This yearly simulation is repeated many hundred years to yield the extreme tidal levels, and the whole process is carried out many hundred times repeatedly to get robust statistics of the levels. In addition, validation of the method is also shown by comparing the result with other researches with the tidal data of Mokpo Harbor.

• Journal of Korean Society of Coastal and Ocean Engineers
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• v.26 no.6
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• pp.352-358
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• 2014

Hourly tide-gauge data at 10 tide stations along the West/South coasts were analysed statistically for tidesurge interaction. Interactions were found at all stations except Busan, prominently at the western tip of the South coast near Mokpo and Wando. A well-known interaction pattern which occurs at flood tide was found rarely at domestic coasts, while another pattern of the tide-modulated surge which occurs at low tide was detected frequently. In addition, a new interaction pattern which occurs at ebb tide is discovered. This pattern is found at Mokpo where the ebb dominance is prominent. Finally, the skew surge could be considered as a tool coping with such interactions.

• Journal of Korean Society of Coastal and Ocean Engineers
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• v.20 no.1
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• pp.93-100
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• 2008

A multi-nesting grid storm surge model, Korea Ocean Research and Development Institute-Storm surge model, was calibrated to simulate storm surges. To check the performance of this storm surge model, a series of numerical experiments were explored including tidal calibration, the influence of the open boundary condition, the grid resolutions, and typhoon paths on the surge heights using the typhoon Maemi, which caused a severe coastal disasters in Sep. 2003. In this study the meteorological input data such as atmospheric pressure and wind fields were calculated using CE wind model. Total 11 tidal gauge station records with 1-minute interval data were compared with the model results and the storm surge heights were successfully simulated. The numerical experiments emphasized the importance of meteorological input and fine-mesh grid systems on the precise storm surge prediction. This storm surge model could be used as an operational storm surge prediction system after more intensive verification.

• Journal of Korean Society of Coastal and Ocean Engineers
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• v.36 no.2
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• pp.80-86
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• 2024

Large-scale earthquakes are occurring globally, especially in the South Asian crust, which is experiencing a state of tension in the aftermath of the 2011 East Japan Earthquake. Uncertainty and fear regarding the possibility of further seismic activity in the near future have been on the rise in the region. The National Disaster Management Research Institute has previously studied and analyzed the overflow characteristics of a tsunami and the rate of flood forecasting through tsunami numerical simulations of the East Sea of South Korea. However, there is currently a significant lack of research on the Southern Coast tsunamis compared to the East Coast. On the Southern Coast, the tidal difference is between 1~4 m, and the impact of the tides is hard to ignore. Therefore, it is necessary to analyze the impact of the tide propagation characteristics on the tsunami. Occurrence regions that may cradle tsunamis that affect the southern coast region are the Ryukyu Island and Nankai Trough, which are active seafloor fault zones. The Southern Coast has not experienced direct damage from tsunamis before, but since the possibility is always present, further research is required to prepare precautionary measures in the face of a potential event. Therefore, this study numerically simulated a hypothetical tsunami scenario that could impact the southern coast of South Korea. In addition, the tidal wave propagation characteristics that emerge at the shore due to tide and tsunami interactions will be analyzed. This study will be used to prepare for tsunamis that might occur on the southern coast through tsunami hazard and risk analysis.

• Journal of Korean Society of Coastal and Ocean Engineers
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• v.28 no.5
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• pp.265-276
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• 2016

The 2011 Tohoku, Japan Tsunami, which occurred on March 11, 2011, reached the Korean Peninsula and was recorded at numerous tide stations. In the records of the north-eastern tide stations, tsunami forerunners were found in only about a few minutes after the earthquake, which was much earlier than the expected arrival time based on a numerical simulation. Murotani et al. (2015) found out that the bathymetry effect is related to the tsunami forerunners observed in Japan and Russia. In this study, the tsunami forerunners observed in Korea were well reproduced by a numerical simulation considering the bathymetry effect. This indicates that it is important to consider the bathymetry effect for a tsunami caused by an earthquake on shallowly dipping fault plane(e.g. 2011 Tohoku, Japan Earthquake). However, since the bathymetry effect requires additional computation time, it is necessary to examine the problems that results from applying the bathymetry effect to the tsunami warning system.

• Journal of Korean Society of Coastal and Ocean Engineers
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• v.21 no.3
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• pp.241-253
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• 2009

This study performs the investigation of a long-term variation of annual maximum surge heights(AMSH) and main characteristics of high surge events, and the statistical evaluation of the AMSH using sea level data at Yeosu and Tongyeong tidal stations over more than 30 years. It is found that the long-term uptrends based on the linear regression in the AMSH are 34.5 cm/34 yr at Yeosu and 33.6 cm/31 yr at Tongyeong, which are relatively much higher than those at Sokcho and Mukho in the Eastern Coast. 71% and 68% of the AMSH occur during typhoon's event in Yeosu and Tongyeong tidal stations, respectively, and the highest surge records are mostly produced by the typhoon. The generalized extreme value distribution taking into account of the time variable is applied to detect time trend in annual maximum surge heights. In addition, Gumbel distribution is checked to find which one is best fitted to the data using likelihood ratio test. The return level and its 90% confidence interval are obtained for the statistical prediction of the future trend. The prevention of the growing storm surge damage by the intensified typhoon requires the steady analysis and prediction of the surge events associated with the climate change.