• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2023.05a
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• pp.484-484
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• 2023

지진해일은 해저지진, 화산활동, 해저 산사태 등에 의해 발생되는 장주기 파랑이다. 지진해일은 발생빈도가 낮지만, 한번 발생하면 많은 에너지가 연안으로 유입되어 인명 및 재산피해를 야기 시킬 수 있다. 따라서, 과거 수십년동안 지진해일에 대한 연구는 지진해일의 역학관계를 이해하고, 이를 바탕으로 한 수치모델 개발에 초점을 두어 연구가 진행되어 왔다. 더욱이, 지진해일 실험적 연구는 많은 경제적 비용을 지불해야 하기에 수치모델개발 연구가 더욱 중점적으로 수행되어 왔다. 지리학적으로 우리나라는 지진해일에 안전하지 못하다. 하나의 예로, 1983년 5월 26일, 일본 서해안에서 발생한 지진해일은 동해로 전파되어 동해안 지역에 커다란 피해를 야기시켰다. 이 당시, 강원도삼척시 원덕읍에 위치한 임원항에서는 2명의 사상자와 2명의 부상자가 발생하였고, 당시 금액으로 약3억원의 재산피해가 발생하였다. 이 연구는 인공지능 기법 중 하나인 인공신경망을 이용하여 인명과 재산피해가 발생한 임원항에서 최대지진해일고를 예측하고자 하였다. 지진해일 수치모델은 뛰어난 정확도를 나타내는 반면, 결과를 산출하는데 상당한 시간을 필요로 한다. 이에 반해, 인공신경망은 수치모델과 유사한 정확도 및 결과를 신속하게 제공할 수 있다는 장점을 가지고 있다. 지진해일 인공신경망 모델 개발은 지진의 단층파라미터를 바탕으로 작성된 지진해일의 시나리오를 토대로 연구가 진행되었고, 우리나라 동해에 위치한 외해 관측 지점의 지진해일고 자료를 통해, 임원항에서의 최대 지진해일고가 예측되도록 개발되었다. 이를 위하여, 인공신경망의 학습 및 검증 과정을 수행하였고, 향후 발생 가능한 다양한 지진해일에 대해 평가함으로써, 인공신경망 모델의 예측성능을 확인하였다.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2023.05a
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• pp.505-505
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• 2023

지진해일의 발생빈도는 태풍이나 홍수 등의 자연재해와 비교하여 발생빈도가 낮지만 발생 시 큰 피해를 입힐 수 있다. 우리나라 동해안은 일본 서해안에서 발생된 지진해일에 취약하며 특히 강원도 삼척시와 경상북도 울진군 부근은 일본 서해안에서 발생된 지진해일 에너지가 집중되는 위험지역으로 기존 연구에서 확인되었다. 동해를 따라 먼 거리를 전파해오는 지진해일 파의 전파양상은 해저수심의 영향을 받아 변화될 뿐만 아니라 진원지의 발생위치와 각 매개변수의 특성에 따라 대상지역에서의 영향도가 다양하게 나타날 수 있다. 본 연구에서는 일본 서해안에서 과거 발생한 지진원(4건) 및 향후 발생 가능한 가상지진원(71건)을 대상 시나리오로 선정하였으며, 가상지진원자료는 한반도 에너지개발 기구(11건) 및 일본토목학회(60건)에서 제시한 총 71건의 자료를 사용하였다. 동해안 해저수심 영향에 의한 지진해일 파 집중도를 확인할 수 있는 파향선추적 기법 수행을 통해 75건 중 집중도가 높은 41건의 지진원을 선정하였다. 선정된 지진원은 불확실성을 고려하기 위해 많은 연구자들에 의해 사용되고 있는 로직트리기법을 적용하여 총 1,107건으로 생성되었으며, 이에 대해 지진해일 수치해석이 수행되어졌다. 최대 지진해일고 비교 결과, 특정 발생위치에서의 지진원은 타 지진원보다 지진강도가 작음에도 불구하고 울진 원자력발전소에서 최대 지진해일고 결과는 더 크게 나타나는 것으로 확인되었다.

• 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.

• 한국방재학회:학술대회논문집
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• 2010.02a
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• pp.64.2-64.2
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• 2010

본 연구는 1985년부터 현재까지 서귀포인근 해안에 직접적인 영향을 주었던 태풍들 중 조위편차 및 피해 사례의 영향성을 고려하여 5개의 태풍을 선정하였으며, 본 연구실에서 개발한 수치모형인 HYCEL-WIND를 이용하여 수치적 분석을 실시하였다. 또한 제주해군기지 건설 전 후에 따른 해일고를 비교하며 방파제 설치에 따른 최대해일고의 변화를 분석하였다.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2022.05a
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• pp.268-268
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• 2022

지진해일은 발생빈도는 높지 않지만, 한 번 발생하게 되면 막대한 피해를 일으킬 수 있다. 우리나라에서는 1,900년대 4건의 지진해일이 기록되었으며, 이로 인해 동해안 및 남해안 등에 인명피해 및 재산피해가 발생하였다. 또한 2011년 동일본 지진해일로 인해 후쿠시마 원자력 발전소 변전설비가 침수됨에 따라 냉각수 공급이 중단되고 방화벽이 파괴되어 방사능이 누출되어 큰 피해로 연결되었다. 이러한 피해를 저감하기 위해 지진해일 수치해석과 확률론적 분석방법 등 다양한 방법을 활용한 연구가 국내외 적으로 활발히 수행되고 있다. 본 연구는 확률분포기반 지진해일고 예측모델 개발을 위해 수치해석을 수행하여 지진해일고(tsunami heights)를 산출하고 결과값에 대한 적절한 확률분포 분석을 실시하는 것이다. 지진해일고는 원자력발전소에서 취수구를 통한 냉각수 공급가능 여부를 판단하기 위해 최대 지진해일고(maximum tsunami height)와 최저 지진해일고(minimum tsunami height)로 구분하였다. 지진해일 수치해석은 지진원(단층매개변수) 조사, 조사된 지진원 중 지진해일 수치해석 case 선정을 위한 파향선추적기법(wave ray tracing) 수행, 선정된 지진원에 대해 로직트리(logic tree) 기법 적용, 로직트리를 적용한 지진원 case에 대한 수치해석 순서로 수행하였다. 수치해석을 통해 산출된 최대 및 최저 지진해일고 자료를 기반으로 확률분포형을 선정하기 위하여 확률분포별 적합성 평가를 실시하였다. 선정된 분포를 기준으로 처오름 및 처내림높이와 관련된 다양한 변수간의 의존관계를 파악하였다. 향후, 파악된 의존관계를 기반으로 예측모델을 개발하여 수치해석 결과와 연계함으로써 국내에 적용할 수 있는 확률론적 지진해일재해도를 제시할 수 있을 것으로 판단된다.

• Journal of Korean Society of Coastal and Ocean Engineers
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• v.20 no.6
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• pp.564-574
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• 2008

This study investigates a long-term variation of annual maximum surge heights(AMSH) and main characteristics of high surge events, which is influenced by the global warming and intensifying typhoons, using sea level data at Sokcho and Mukho tidal stations over 34 years ($1974{\sim}2007$). It is found that the there is a longterm uptrend of the AMSH at Sokcho (8.3 cm/34yrs) and at Mukho (8.7 cm/34yrs), which is significant within 95% confidence level based on the linear regression. The statistical analysis reveals that 53% of the AMSH occurs during typhoon's event in both tidal stations and the highest surge records are mostly produced by the typhoon. It is concluded that the uptrend in the AMSH is attributed by the increasing typhoon activities globally as well as locally in Korea due to the increased sea surface temperature in tropical oceans. The continuous efforts monitering and predicting the extreme surge events in the future warm environments are required to prevent the growing storm surge damage by the intensified typhoon.

• Journal of Korean Society of Coastal and Ocean Engineers
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• v.31 no.2
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• pp.50-61
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• 2019

The aspects of typhoon-induced surges were classified into three types at the Western coast, and their characteristics were examined. The typhoons OLGA (9907) and KOMPASU (1007) were the representative steep types. As they pass close to the coasts with fast translation velocity, the time of maximum surge is unrelated to tidal phase. However, typhoons PRAPIROON (0012) and BOLAVEN (1215) were the representative mild types, which pass at a long distance to the coasts with slow translation velocity, and were characterized by having maximum surge time is near low tide. Meanwhile, typhoons MUIFA (1109) and WINNIE (9713) can be classified into mild types, but they do not show the characteristics of the mild type. Thus they are classified into propagative type, which are propagated from the outside. Analyzing the annual highest high water level data, the highest water level ever had been recorded when the WINNIE (9713) had attacked. At that time, severe astronomical tide condition overlapped modest surge. Therefore, if severe astronomical tide encounter severe surge in the future, tremendous water level may be formed with very small probability. However, considering that most of the huge typhoons are mild type, time of maximum surge tends to occur at low tide. In case of estimating the extreme water level by a numerical simulation, it is necessary not only to apply various tide conditions and accompanying tide-modulated surge, but also to scrutinize typhoon parameters such as translation velocity and so on.

• Proceedings of the Korean Institute of Navigation and Port Research Conference
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• 2018.11a
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• pp.34-35
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• 2018

낙동강 하류역은 최근의 퇴적우세 지형변화와 더불어, 기후변화에 따른 태풍강도 강화 등으로 인한 해일고 증가가 우려된다. 따라서, 과거 태풍자료를 수집 분석한 후 연구지역에 가장 큰 영향을 미친 태풍을 모델 태풍으로 선정하여 낙동강 하류역에 위치한 주요지점별 폭풍해일고 변화를 파악하였다. 실험결과, 최대 폭풍해일고는 태풍 매미 내습시에 나타났으며, 하단 매립지 전면에서 1.1~1.5m, 명지주거단지 전면에서 1.2~1.3m, 녹산국가산업단지 전면에서 1.3~1.5m로 하단 매립지 전면이 가장 크게 나타났다. 향후, 과거 지형변화를 고려한 폭풍해일고 검토를 통하여 최근의 급격한 지형변화로 인한 영향을 파악한 대비를 해야 할 것으로 사료된다.

• Journal of Korean Society of Coastal and Ocean Engineers
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• v.31 no.5
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• pp.241-252
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• 2019

To choose appropriate countermeasures against potential coastal disaster damages caused by a storm surge, it is necessary to estimate the frequency of storm surge heights estimation. As the coastal populations size in the past was small, the tropical cyclone risk model (TCRM) was used to generate 176,689 synthetic typhoons. In simulation, historical paths and central pressures were incorporated as a probability density function. Moreover, to consider the typhoon characteristics that resurfaced or decayed after landfall on the southeast coast of China, incorporated the shift angle of the historical typhoon as a function of the probability density function and applied it as a damping parameter. Thus, the passing rate of typhoons moving from the southeast coast of China to the south coast has improved. The characteristics of the typhoon were analyzed from the historical typhoon information using correlations between the central pressure, maximum wind speed ($V_{max}$) and the maximum wind speed radius ($R_{max}$); it was then applied to synthetic typhoons. The storm surges were calculated using the ADCIRC model, considering both tidal and synthetic typhoons using automated Perl script. The storm surges caused by the probabilistic synthetic typhoons appear similar to the recorded storm surges, therefore this proposed scheme can be applied to the storm surge simulations. Based on these results, extreme values were calculated using the Generalized Extreme Value (GEV) method, and as a result, the 100-year return period storm surge was found to be satisfactory compared with the calculated empirical simulation value. The method proposed in this study can be applied to estimate the frequency of storm surges in coastal areas.

• Journal of the Korean Society for Marine Environment & Energy
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• v.15 no.4
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• pp.292-301
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• 2012

The rise in sea surface temperature (SST) as a global warming enhance overall typhoon activity. We assumed that there exist thermodynamic limits to intensity that apply in the absence of significant interaction between storms and their environment. The limit calculations depend on SST and atmospheric profiles of temperature and moisture. This approach do appear to provide resonable upper bounds on the intensities of observed storms and may even be useful for predicting the change in intensity over a long period time. The maximum storm intensities was estimated through the global warming scenarios from IPCC-AR4 report over the North-East Asia. The result shows stronger intensities according to scenarios for increase of carbon dioxide levels. And storm surge simulations was performed with the typhoons which were combined route of the typhoon Maemi (2003) and intensity as climate change scenarios. The maximum increase of storm surge heights was shown about 29~110 cm (36~65%) regionally. Especially at Masan, the result of simulated maximum surge height exceed the 200 years return period surge.