• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2015년도 학술발표회
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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.

• 한국해안해양공학회지
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• 제13권4호
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• pp.263-272
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• 2001

최근 우리나라에서는 slit형 케이슨을 적용한 방파제 건설이 시도되고 있다. slit 케이슨 방파제는 수심이 비교적 깊은 해역에 적절하며, 다수의 실험적.이론적 연구가 수행되었다. 본 연구에서는 불규칙파를 적용한 2차원 수리모형실험을 실시하여 종 slit형 케이슨 방파제의 반사특성을 검토하였다. 실험은 단일 유수실과 이중 유수실을 가지는 종 slit형 케이슨 방파제에 대해 유공율, 유수실의 폭 및 slit의 수 등을 달리한 여러 가지 실험안을 설정하여 수행하였다. 실험결과에 의하면, 파형경사가 작을수록 반사율은 크게 나타남을 알 수 있다. 그리고 규칙파를 적용한 기존 연구결과에 의하면 상대유수실 폭 (B/L)이 0.2-0.25 부근에서 최소 반사율을 보였으나, 불규칙파를 적용한 본 연구에서는 B/L$_{s}$ ,=0.13~0.15 범위에서 최소의 반사율을 보였다. 또한 동일한 유공율 조건에서 slit의 폭이 클수록 반사율이 낮게 나타났으며, 전체적으로 단일 유수실보다 이중 유수실의 경우가 소파효과가 우수하였다.

• 한국수자원학회논문집
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• 제38권12호
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• pp.1029-1037
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• 2005

본 연구는 도시 우수관망 설계 시 주어진 설계유량을 효율적이고 경제적인 단면 구성과 관망에 따른 우수배제 능력을 극대화시키기 위해 최적화 기법인 동적계획법(Dynamic Programming : DP)의 특수한 방법인 이산미분형 동적계획법(Discrete Differential Dynamic programming DDDP)를 이용해 최적화된 설계조건을 구할 수 있도록 하였다. 이산미분형 동적계획법의 기법은 설계유량과 맨홀의 위치가 결정되면 그에 따른 최적 우수시스템이 될 수 있는 관의 용량, 경사, 수위, 수심, 위험도, 회수비용 등을 결정할 수 있는 방법으로 이는 공사비용에 따를 최소비용을 목적함수로 위험도 분석을 통하여 최적화된 조건을 찾는 방법으로 모형개발을 하였다. 개발된 모형을 실제 단지계획의 합리식으로 설계된 우수관망 계획과 비교 검증하여 보다 경제적이고 효율적인 우수관망 시스템을 구축하는 모형을 제시하였다.

• 한국수자원학회논문집
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• 제38권12호
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• pp.1021-1028
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• 2005

본 연구는 도시 우수관망 설계 시 주어진 설계유랑을 효율적이고 경제적인 단면 구성과 관망에 따른 우수배제능력을 극대화시키기 위해 최적화된 설계를 통하여 경제적인 우수시스템을 설계할 수 있는 모형의 개발이 이루어져야 할 필요성이 있다. 이에 본 연구에서는 최적화 기법으로 동적계획법(Dynamic Programming : DP)의 특수한 방법인 이산미분형 동적계획법(Discrete Differential Dynamic Programming : DDDP)를 이용해 최적화된 설계조건을 구할 수 있도록 하였다. 이산미분형 동적계획법의 기법은 설계유랑과 맨홀의 위치가 결정되면 그에 따른 최적 우수시스템이 될 수 있는 관의 용량, 경사, 수위, 수심, 위험도, 회수비용 등을 결정할 수 있는 방법으로 이는 공사비용에 따른 최소비용을 목적함수로 위험도 분석을 통하여 최적화된 조건을 찾는 방법으로 모형개발을 하였다.

• 한국해양학회지
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• 제26권3호
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• pp.278-290
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• 1991

1988년 5월 한바다호를 이용하여 울릉분지 해역의 21개 정점에서 CTD 관측과 동시 에 화학성분들의 개관적 분포 특성을 최대 600 m 깊이까지 조사하였다. 조사 성분들의 대표적 수직분포를 하면, 영양염이 고갈되어 있는 30~40 m 두께의 표면혼합층과 수온 및 염분을 포함한 모든 화학성분들이 급격한 변화를 보이는 수온약층, 그리고 거의 특 성이 균일한 수심 약 200 m 이하의 심층으로 구분된다. 북위 37$^{\circ}$ 12'을 동서로 잇는 CTD 관측선상에서 약 190 m 깊이에 동해 중층수의 특징인 염분 최소층이 관측되었으 나, 이층의 용존산소 농도가 230~275 uM로서 기존에 알려진 동해 중층수의 특징인 290 uM (6.5 ml/l) 이상의 용존 산소가 관측되지 않았다. 그러나 겉보기 산소활용 (AOU)과 질산염, 인산염, 규산염 염분 최소층에서 그 위나 아래 깊이에 비하여 일관성 있게 작은 농도를 보였다. 따라서, 염분 감소에 따른 겉보기 산소활용 및 제영양염들 의 감소 경향을 통해 중층수의 특징으로 규정할 수 있으며, 동해 해수의 새로운 추적 자로서 활용 가능성이 발견되었다.

• 한국항해항만학회:학술대회논문집
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• 한국항해항만학회 2019년도 춘계학술대회
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• pp.38-39
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• 2019

선박의 최적 항로 계획은 주어진 해양 환경에서 운항 시간 혹은 연료 소모량을 최소로 하는 항로 계획이다. 대양을 운항하는 선박의 최적 항로에 관한 기존 연구와 다르게, 본 연구에서는 연안에서 좌초 위험을 회피하는 선박의 항로 계획을 위한 최적화 방법을 제안하였다. Dijkstra 알고리즘을 사용하여 항로의 변경 지점을 찾고, 최적화 설계 변수를 엔진 회전수로 설정하여 연료 소모량이 최소가 되도록 최적화를 수행하였다. 엔진 회전수를 설정하는 방법은 출발지에서 도착지까지 고정 회전수로 설정하는 방법과 구간을 나누어 구간별 고정 회전수를 설정하는 방법을 사용하였다. 항로 탐색을 위해 고려한 해양 환경 요소는 바람, 파고, 조류이며 좌초 위험을 계산하기 위해 수심 정보를 사용하였다. 본 연구에서 제안한 방법을 목포와 제주를 오가는 선박을 대상으로 적용하여 최적의 항로를 결정하였으며, 최적 항로를 기존에 항해했던 항로와 비교하여 연료 소모량이 절감된 것을 확인하였다.

• 한국해안해양공학회지
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• 제7권3호
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• pp.233-240
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• 1995

비정상 이송확산 방정식의 고정도 수치계산법을 이용, 표사이동의 비평형성을 고려하는 항로매몰 예측법을 개발하고, 2차원 이동상 모형실험으로부터 얻어지는 항로매몰형상과 매몰량을 비교 검토함으로써 예측법의 적용성을 확인하였다. 아울러 이 예측법을 현지 scale의 model 항로에 적용, 매몰형상 및 매몰량을 예측함과 더불어 항로경사부에 있어서 복단면을 설치하여 항로내에서의 매몰량을 최소화하는 항로매몰 저감공법에 대하여 검토하였다. 그 결과. 항로경사부에 설치되는 복단면의 형상에 있어서, 복단면의 폭은 비평형상태의 표사이동이 평형상태로 회복됨에 요구되는 최소의 유하거리로서, 복단면의 깊이는 항로주변의 수심과의 비로서 결정되는 것을 알 수 있었다. 그러나 항로경사면에 설치되는 복단면의 폭과 깊이는, 역시 항로주변의 파랑과 흐름 그리고 저질입경 등과 같은 자연조건요인들에 의하여 크게 좌우되는 점을 감안할 때, 항로매몰저감을 목적으로 하는 복단면의 설치계획 및 시공에 앞서 세밀한 현지관측조사와 많은 자료수집 및 분석이 요구된다.

• 대한조선학회논문집
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• 제34권3호
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• pp.1-8
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• 1997

두개의 서로 다른 밀도를 가지는 유체의 경계면에서 발생하는 내부고립파의 특성에 대하여 검토하였다. 해밀톤원리를 이용하여 내부고립파 문제의 지배방정식을 얻었다 이 지배방정식을 이용하여 고립파의 파고와 전파속도의 관계식을 얻었으며 계산된 전파속도는 실험 결과와 잘 일치하는 것을 보였다. 내부고립파가 전파 가능한 속도 영역이 존재하며, 전파속도의 최소값과 최대값을 두 층의 수심비와 밀도비의 함수로 나타내었다. 파고가 주어진 경우 KdV방정식에 의해서 계산된 전파속도는 실제보다 큰 값을 주며, 전파속도를 가지고 파고를 계산한 경우에는 실제보다 작은 값을 준다.

• 한국환경생물학회:학술대회논문집
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• 한국환경생물학회 2002년도 학술대회
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• pp.61-71
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• 2002

광양만내 해양바이러스양은 2.0$\times$$10^{8}$ particles/ml로 매우 풍부했다. 각 계절별 바이러스의 밀도는 여름에 최대 9.0$\times$$10^{8}$ particles/ml에서 겨울에는 최소값인 0.7$\times$$10^{8}$ particles/ml을 기록했다. 광양만 내의 바이러스, 박테리아, 식물플랑크톤 생물량의 공간적 분포는 open ocean system에 해당하는 정점 28, 38, 42, 46, 51에서 보다 closed estuarine system에 해당하는 정점 2, 5, 10 ,12, 16, 20에서 많은 것으로 나타났다. 그리고, 다른 closed estuarine system에 해당하는 정점 22, 26, 32, 34는 높은 바이러스 밀도를 보였지만 상대적으로 open ocean system에 비해서 낮은 박테리아와 식물플랑크톤의 생물량을 나타냈다. 몇몇 정점의 수심 깊이에서는 박테리아의 밀도가 바이러스의 밀도를 100배정도 초과했다. 해양 바이러스와 그들의 host system의 계절별 밀도는 역동적으로 번화했으며, 그들의 계절별 변화는 밀집한 상호연관성을 가졌다. 여름에 바이러스와 박레리아의 밀도는 증가된 반면 식물플랑크톤의 엽록소-a 농도는 평균값을 유지하였다. 겨울에는 바이러스와 박테리아의 밀도가 급속하게 줄어들었고, 마찬가지로 엽록소-a 농도 역시 감소하다가, 곧 다시 증가했다. 바이러스의 밀도는 2001년 8월에 최고점에 도달했으며, 박테리아의 밀도는 2001년 8월과 2002년 6월에 최고값을 가졌다. 반면에 엽록소-a의 농도는 2002년 4월에 최대치에 도달했다. 전체 host와 바이러스 밀도로 볼 때, 그들의 pool은 바이러스에 의한 mortality에 의해서 steady-state 상태로 유지되고, 바이러스의 밀도 또한 steady-state를 유지하는 것으로 보였다. 이러한 시도는 우리 나라 광양만 내에 존재하는 해양 바이러스의 생태적 분포 연구를 다루는 첫 번째 실험으로 사료된다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2017년도 학술발표회
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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.