• Title/Summary/Keyword: 해수혼합작용

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Properties on the Freeze-Thaw of Concrete Subjected to Seawater Attack (해수의 영향을 받은 콘크리트의 동결융해 특성)

  • Park, Kwang-Pil;Kim, Seong-Soo;Lee, Seung-Tae;Kim, Jong-Pil;Jung, Ho-Seop
    • Journal of the Korea Concrete Institute
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    • v.23 no.1
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    • pp.23-30
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    • 2011
  • In this study, deterioration degrees of concrete were investigated at laboratory under seawater attack and cycling freeze-thaw, which are major durability performance deterioration factors of concrete. Deteriorations of mixed concrete using Portland & blended cement were examined by instrumental analysis of changes in relative dynamic modulus of elasticity and compressive strength. After 520 cycles of freeze-thaw, relative dynamic modulus of elasticity and compressive strength of concrete mixed with normal Portland and LHC over 75% showed relatively low resistance of approximately 44% of those values of SRC. Concrete replaced with 50% fine powder of blast furnace slag showed the most excellent freeze-thaw resistance among the tested blended cement concrete.

Numerical Simulation of Changes on Mixed Layer Depth with Climate Variability : SCHISM model (기후변동성을 고려한 연안해역의 혼합층 두께 변화양상 검토: SCHISM 적용)

  • Yoo, Hyung Ju;Lee, Joon-Soo;Kim, Dong Hyun;Lee, Seung Oh
    • Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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    • 2022.05a
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    • pp.273-273
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    • 2022
  • 혼합층(Mixed layer)은 온도가 일정한 수심층으로, 해수표면에 작용하는 바람의 영향으로 인하여 해수가 위아래로 섞여 형성된다. 이러한 혼합층은 영양염의 순환과 산소의 공급 등과 함께 일차생산량을 결정하는 중요한 요인이 될 수 있으며 혼합층 두께의 변동은 양식 산업에 영향을 미칠 수 있다. 최근에는 기후변화로 인한 해수면 상승 및 해수온 상승 등이 지속되고 있으며, 이러한 현상은 해양생태계의 변화를 초래하여 수산업의 피해를 유발할 수 있다(강원연구원, 2017). 이에 국립수산과학원, 기상청, 국립해양조사원 등 유관기관에서는 정선해양 수온 관측 및 해수순환모델을 이용하여 혼합층의 분석을 수행하고 있으나 격자 구축 및 초기·경계장 설정의 한계가 존재하여 정밀하고 정확한 혼합층 분석에는 어려움이 있다. 이에 본 연구에서는 비정형격자를 사용하여 격자 구축에 제약이 없는 SCHISM (Semi-implicit Cross-scale Hydroscience Integrated System Model)을 이용하여 우리나라 연안해역의 계절변화 및 기후변동성에 따른 혼합층 두께의 변화를 검토하고자 한다. 연구대상지는 서해·동해·남해를 포함한 우리나라 전체 연안 해역(위도: 32°N ~ 39°N, 경도: 124°E ~ 132°E)으로 선정하였으며, 격자크기 100 ~ 3,000 m인 삼각격자로 격자를 구축하였다. 혼합층을 분석하기 위하여 수직격자 층은 50층으로 SZ(Sigma Z coordinate system)좌표계를 사용하였다. 초기·경계장은 FES(Finite Element Solution)2014, HYCOM(Hybrid Coordinate Ocean Model) 및 대기모델 결과를 이용하여 설정하였다. 수치모형 검증을 위하여 수온관측소에서 수심별 측정한 수온 값과 SCHISM 결과 값을 비교하였고, 상대오차가 약 10% 이내로 나타나 모형의 정확도를 확인하였다. 최종적으로 해수면 상승 및 해수온 상승 시나리오를 고려하여 계절별 연안해역의 혼합층 두께의 변화 양상에 대하여 검토하였다. 향후에는 보다 정밀한 대기모델과의 혼합모형 구축 및 다양한 수심 별 관측자료를 활용한다면 실무에서 적용 가능한 혼합층 분석 및 수산업 피해 발생 지역에 대한 피해저감 대책 수립이 가능할 것으로 판단된다.

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해수의 영향을 받은 영광지역 지하수의 수리지구화학적 특성 고찰

  • 조춘희;이현구;김통권;지세정
    • Proceedings of the KSEEG Conference
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    • 2003.04a
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    • pp.234-235
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    • 2003
  • 근대에 들어 우리나라는 산업 발전과 인구 증가로 인해 과거보다 많은 수자원을 필요로 하고 있고, 오염도 많이 진행되어 있다. 특히 가장 많이 사용되는 지하수는 농경을 위한 농약의 사용과 산업 폐기물 및 광산 폐수의 유입 등으로 인해서 오염이 되고 있다. 특히 해안지역에서 일어나는 지하수의 염수화는 많은 문제점을 야기한다. 해수침투는 해안 지역에서 지하수의 매장량을 감소시키고, 염도 증가로 인한 수질의 저하를 발생시켜 계속적인 지하수의 개발을 어렵게 만들고 인근 지역의 발전을 저해하게 된다. (중략)

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Numerical Studies on the Variation of Flow Structure Due to Sea Surface Temperature at the Lee Side of Jeju Island in the Korean Peninsula (해수면 온도변화에 따른 제주도 후면 흐름구조 변화에 관한 수치연구)

  • Lee, Soon-Hwan;Park, Gwang-Soon
    • Journal of the Korean earth science society
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    • v.27 no.1
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    • pp.61-72
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    • 2006
  • Numerical studies on the influence of interaction between atmosphere and ocean on the variation of Karman vortex at the lee side of Jeju Island were carried out. Karman vortex tends to be occurred at limited height associated with Hanla mountain. And we can find clear Karman vortex at 900 hPa height in this study. One big vortex cell occurred at lee side of Jeju Island in the begging stage of its development and the cell was divided into three small cells as time goes by. And the strength and lifetime of small vortexes depend on the distribution of SST (Sea Surface Temperature). Weak gradient of SST makes long-lasting Karman vortex but produces weak potential vorticity at lee side of Jeju-do in comparison with the vortex under strong SST gradient. Strong SST gradient also increases not only the mixing depth but also the mixing ratio at lower level of troposphere. And the increased atmospheric mixing decreases the mechanical forcing due to isolated topography. Then the strength of Karman vortex at the lee side of Jeju Island becomes weak under strong gradient of SST. Thus the evolution of Karman vortex is closely related to distribution of SST around the isolated island.

Groundwater and Stream Water Acidification and Mixing with Seawater, and Origin of Liquefaction-Expelled Water in a Tertiary Formation in the Pohang Area (포항지역 제3기층내 지하수와 지표수의 산성화 및 해수혼합, 그리고 액상화 유출수 기원에 관한 연구)

  • Jeong, Chan Ho;Ou, Song Min;Lee, Yu Jin;Lee, Yong Cheon;Kim, Young Seog;Kang, Tae Seob
    • The Journal of Engineering Geology
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    • v.32 no.4
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    • pp.559-569
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    • 2022
  • This study investigated the acidification and mixing with seawater of groundwater, stream water, and reservoir water in the Hunghae area of Pohang City, as well as the source of water expelled to the stream by liquefaction induced by the Pohang earthquake on 15 November 2017. Geologically, the area consists of Tertiary sedimentary rocks. We collected six samples of groundwater, five of reservoir water, four of stream water, two of liquefaction water, and one of seawater to analyze the chemical composition and stable isotopes (𝛿D and 𝛿18O). Gogkang Stream flows eastward through the central part of the study area into the East Sea. The groundwater and reservoir water in the lower part of the stream are acidic (pH < 4), have a Ca(Mg)-SO4 composition, and high concentrations of Al, Fe, and Mn, likely due to the oxidation of pyrite in Tertiary rocks. The groundwater in the upper part of the stream have a Ca(Na)-HCO3(Cl) composition, indicating the mixing of seawater with the stream water. The 𝛿D and 𝛿18O isotope data indicate the isotopic enrichment of reservoir water by evaporation. Based on the chemical and isotopic data, it is inferred that the two samples of liquefaction water originated from alluvium water in a transition zone with stream water, and from deep and shallow groundwaters that has been infiltrated by seawater, respectively.

A Numerical Modelling of the tidal front in the Mid-yellow sea off Korea using a concept of Mixing rate (혼합율 개념을 이용한 서해 중부 조석전선의 수치모델)

  • 신상익;승영호
    • 한국해양학회지
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    • v.28 no.2
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    • pp.121-131
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    • 1993
  • The tidal front forming in the Mid-Yellow Sea off Korea, near Tae-An peninsular, is calculated using a 3-D general circulation model(Semtner, 1974) and the concept of mixing rate, an extension of the concept of mixing efficiency proposed by simpson & Hunter(1974). Along the north and south open boundaries, simple radiation conditions are applied. The model is run with the initial state which represents the winter condition. With imposed uniform heating by solar radiation and spatially-different vertical mixing, the model then generated the tidal front comparable to the observed one.

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On the Possible Role of Local Thermal Forcing on the Japan Sea Circulation (동해의 열적작용이 해수순환에 미칠 수 있는 영향에 관한 고찰)

  • Seung, Young-Ho;Kim, Kuh
    • 한국해양학회지
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    • v.24 no.1
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    • pp.29-38
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    • 1989
  • It has been believed that the circulation in the Japan Sea involves separation of current from the Korean coast and formation of a cold cyclonic gyre in the north. To explain this, a simple quasi-geostrophic linear model is considered. The model is basically of an inflow-outflow system. The local forcings, wind and air-sea heat exchange together with damping (both mechanical and thermal), are imposed upon. The results show that only the buoyancy damping due to perturbations from local thermal adjustment can cause the separation and the gyre. Various types of circulation patterns are possible depending on the intensity of the thermal forcing.

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Numerical Experiment for the formation of the Yellow Sea cold Water mass (황해저층냉수의 형성에 관한 수치실험)

  • AN, HUI SOO;LEE, HYUN CHUL
    • 한국해양학회지
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    • v.28 no.2
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    • pp.101-106
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    • 1993
  • A simple three-dimensional cubic model is applied to the formation of the Yellow Sea Cold Water Mass in Summer. We studied how the tidal mixing and the Kuroshio Water Mass affect the formation of the Yellow Sea cold Water. The tidal mixing effect is parameterized into the vertical diffusion coefficient because of the technical difficulties in the numerical model In this study, the thermal front along the coast could be formed only by the tidal mixing effect. However, the southern front of the Yellow Sea Cold Water Mass has to consider the warm Kuroshio water. the resultant shows the opposite temperature distribution in upper layer and lower layer. the center of the model is warmer in the upper layer and colder in the lower layer than the coast. The resultant circulation pattern is also reverse, clockwise circulation in the upper layer and counter-clockwise circulation in the lower layer.

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Turbulent mixing of suspended sediments in the Kelvin-Helmholtz instability using Large-eddy Simulation (켈빈-헬름홀츠 불안정성 내에서의 부유사 혼합 거동 모사)

  • Ku, Hyeyun;Hwan, Jin Hwan
    • Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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    • 2015.05a
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    • pp.386-386
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    • 2015
  • 담수가 해수에서 흘러드는 하구에서는 성층이 관측되며 이것은 난류의 미세구조를 변화시키는 주요 원인으로 작용한다. 이러한 성층화 현상은 하구 내 부유사의 군집인 하구 최대혼탁수(Estuarine Turbidity Maximum, ETM)의 형성에 영향을 주게 된다. 본 연구는 성층의 하구 최대 혼탁수 생성 메커니즘에 관심을 두고 수치모델링을 활용한 미세 난류의 부유사 거동 분석에 초점을 두었다. 성층과 전단응력 사이의 난류 혼합을 대표하는 유동인 켈빈-헬름홀츠 불안정성(Kelvin-Helmholtz Instability)을 도입하고 성층 경계면 근처에서 부유사의 이송을 높은 레이놀즈수(Reynolds number) 유동에서 RANS(Reynolds-averaged Navier-Stokes Simulation)보다 다양한 규모의 에너지 획득이 가능하여 미세 난류 구조 재현에 장점을 갖는 Large-eddy Simulation(LES)를 활용하여 모사하였다. 여기에서, 부유사는 주위 유동의 물리적 특성 변화에 영향을 미치지 않는 Passive scalar로 가정하였으며 $6^{th}$-order Lagrangian 다항식 보간법을 적용하여 입자의 이동 속도를 계산하고 이를 시간에 대해 적분함으로써 이동 궤적을 추적하였다. 수치 모델 결과 Lock-exchange 유동 내에서 켈빈-헬름홀츠 불안정성이 발생함에 따라 경계면 주위에 위치한 부유사가 billow 내에서 트랩핑(trapping)되는 것을 보여주어 KH-billow 혹은 braids 내의 미세 난류에 의한 영향이 확인되었다. 본 연구에서는 LES를 활용하여 성층류 및 성층류 내의 부유사 혼합을 모사하여 난류의 정도에 따른 이동 궤적의 차이에 대해서 분석함으로써 성층의 난류 강도 저하에 따른 부유사의 군집으로의 영향에 대해 서술한다.

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