• 한국해안·해양공학회논문집
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• 제28권6호
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• pp.350-360
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• 2016

겨울철 해운대 해역에서 발생하는 파랑 및 흐름에 대한 공간적 변화특성을 살펴보기 위하여, 평면 2차원 파랑변형 모델(SWAN)과 수심평균 2차원 해수유동 모델(Delft3D)을 사용하여 수치실험을 수행하였다. 2014년 2월 중 해운대 여러 정점에서 관측한 현장자료를 사용하여 수치모델을 검증하였다. 두 모델의 보정결과로부터 발견된 파랑 및 흐름의 특징 중 하나는, 해저면에 곳곳에 돌출되어 자리잡고 있는 암반지형의 영향으로 파고 및 파향 뿐만 아니라 유속 및 유향도 만내로 들어올수록 외해역과 다르게 크게 변형되어 나타난다는 것이다. 두 모델의 커플링을 통하여 겨울철 입사파를 고려한 연안 해수유동 모델링 결과, 해안선 인근 천해에서는 겨울철에 발생하는 동쪽(E)계열의 입사파의 영향으로 파고가 높을수록 동에서 서로 흐르는 연안류도 크게 발달하고 조석에 의한 조류의 세기는 상대적으로 약한 것으로 나타났다.

• 한국해안해양공학회지
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• 제9권1호
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• pp.1-8
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• 1997

대규모 간척사업이 활발하게 진행되고 있는 인천연안의 해수유동 변화 및 오염물질 운송 양상을 예측하기 위하여 조간대의 노출-침수를 고려할 수 있는 평면 2차원 수치모형을 수립 적용하였다. 해수유동 모형은 정도지점의 현장 측정자료에 대하여 검증을 수행하였으며, 그 결과 주 흐름방향의 유속 및 수위에 대한 계산치가 현장 관측치 재현에 우수함을 보여주고 있다. 그리고, 수립된 흐름모형을 이용하여 영종도 신공항 및 시화방조제 건설 전 \ulcorner후의 조석변화 양상을 모의하는 한편, 흐름모형에서 계산된 대조기 흐름조건하에서 가상의 오염부하에 따른 오염물질 확산 양상을 수치 모의하였다. 수치모의결과, 해역의 개발로 인하여 유속이 감소되고 있으며, 유입된 오염물질은 잘 발달된 협수로를 따라 주로 이동되고 있음을 알 수 있었다 따라서, 인천해역에 대하여 수립된 본 모형은 향후 인천해역의 개발계획에 대한 조석변화 및 오염물질 확산을 예측하는 모형으로 활용될 수 있다

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2022년도 학술발표회
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• pp.178-178
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• 2022

일반적으로 하천은 상류에서 하류로 흐르지만, 하구에서 일어나는 해안으로부터의 염수의 역류 혹은 상류에서 홍수 발생 시 순간적으로 나타나는 역류 등 주 흐름을 거스르는 흐름이 종종 발생하는데 이는 예상치 못한 피해를 가져올 수 있으므로 최대한 방지해야 한다. 즉, 양방향 흐름이 일어나는 지역을 단방향 흐름으로 바꿔줄 수 있는 수리 구조물의 설치가 필요하다. 역방향 흐름을 제어하는 대표적인 예로는 보가 있는데, 보는 충분한 수위 확보뿐만 아니라 하구에서 역류하는 해수를 방지하는 역할도 한다. 다만, 상류와 하류를 수직적으로 분리함에 따라 물고기의 자유로운 이동을 제한하는 등 생태계를 단절시키는 부작용이 나타날 뿐만 아니라, 최근 정부의 정책에 따라 세종보, 죽산보 등의 보 해체 결정이 이루어지면서 이를 대체할 방안이 필요하다. 따라서 이번 연구에서는 수직적인 구조물이 아닌 수평적인 수리 구조물을 고안함으로써 생태계에 큰 영향을 주지 않으면서 가장 효과적으로 양방향 흐름을 제어할 수 있는 구조물 설계 모형을 탐구해보았다. 구조물 설계 아이디어는 심장의 판막에서 고안하였다. 판막은 특정한 방향성을 갖는 구조로 이루어져 있으면서 혈액의 역류를 방지하는 기관으로, 비슷한 방식으로 하천에도 특정 각도를 갖는 구조물의 설치를 통해 단방향 흐름을 유도할 수 있다고 판단하였다. 실제 하천 규모에서의 실험은 불가능하다고 판단, 전산 유체 프로그램 OpenFOAM을 이용하여 가상 수로의 모델링을 진행하였다. 얇은 판 형태의 흐름 제어 구조물을 수로 측면에 각각 설치 후, 같은 조건에서 정방향 흐름과 역방향 흐름에 대해 각각 시뮬레이션을 진행하였다. 이때, 두 흐름의 하류 유량 크기의 차이를 단방향 흐름을 정량화하는 수치로 산정한다. 시뮬레이션은 구조물과 흐름 방향이 이루는 각도, 구조물의 개수 및 간격, 구조물의 비대칭성 등 여러 가지 조건을 바꿔가면서 진행하고, 유속 분포 및 후류의 크기 등의 수리학적 현상을 파악하여 계산 결과를 분석한다. 분석 결과를 바탕으로 하류의 유량 차이가 가장 크게 나타나는 수리 구조물의 조건을 결정하고, 해당 구조물의 실제 적용 가능 여부를 판단한다.

• 수산해양기술연구
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• 제26권4호
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• pp.353-359
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• 1990

물리적, 지형적 특성으로 구성되고 있는 만내수괴의 유출입 구조와 해수의 교환능력을 정량적으로 구하기 위해, 진해만과 그 부속 내만을 대상으로 하여 현지관측에 근거해서 다음과같은 결과를 얻었다. 1. 가덕수도 단면의 유출입 특성은 유출수괴의 유축은 1조석주기동안 남북으로 2회 왕복운동을 진행하며, 대체로 하층에 존재한다. 유입수괴의 유축은 남부와 북부에 양분되어 존재하는 경향이다. 전 시간에 걸쳐 반류현상으로 보이는 유출입 수괴가 동시에 존재한다. 2. 양 수도를 통한 해수유출입량의 비율은 가덕수도에서 대조기 약 86~90% 소조기 61~80%유출입된다. 따라서, 가덕수도를 통한 수괴의 유출입이 만의 해수교류.교환을 지배한다. 3. 하계만의 해수교환율은 양 수도에서 대조기 12~13%, 소조기 20%이상이나, 마산만 입구에서는 대조기 9%, 소조기 2%정도에 불과하다. 4. 하구역 특성으로 본 해수교환기구는, 가덕수도가 흐름은 깊이에 따라 방향이 변하고 약간 성층되나, 잘 혼합된 염분분포를 나타내어 salt flux는 주로 이류에 의존한다. 마산만은 sill의 해저지형가 만 입구에서 tidal trapping 현상으로, 고도의 성층된 상태를 보이고 있다.

• 한국환경과학회:학술대회논문집
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• 한국환경과학회 2006년도 학술발표회 발표논문집
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• pp.269-272
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• 2006

유기물 증가에 미치는 환경인자를 중심으로 그 수평분포 특성, 원인, 주요오염원의 영향권에 대하여 검토하기 위해 표층 해수와 표층 퇴적물을 조사하였으며, 그 결과를 요약하면 다음과 같다. 유기물변동에 영향을 미치는 인자에 대한 주요 오염원은 크게 섬진강과 동천 등의 담수, 광양시 생활하수, 여수산업단지로 크게 나누어볼 수 있었다. 해수와 퇴적물의 환경인자에 대한 수평분포 특성과 해수의 흐름 등을 고려하여 이들 주요 오염원의 영향권을 구분한 결과, (I) 섬진강 담수의 영향을 많이 받는 해역, (II) 광양시와 동천의 영향이 큰 해역, (III) 여수 산업단지의 영향을 많이 받는 해역으로 나누어졌다. 그리고, 오염원의 영향권별 수질환경인자의 특성으로는 섬진강 담수의 영향을 많이 받는 해역은 낮은 염분, 높은 농도의 $NO_3$-N과 $SiO_2$-Si, 담수와 생활하수의 영향이 큰 해역은 낮은 염분, 높은 농도의 $NO_3$-N, $NH_4$-N, $SiO_2$-Si, 여수 산업단지의 영향을 많이 받는 해역은 표층해수의 경우 높은 수온, 높은 농도의 $NH_4$-N과 $PO_4$-P, 퇴적물의 경우 높은 농도의 $NH_4$-N, $PO_4$-P, $SiO_2$-Si로 특징지울 수 있을 것으로 보인다.

• 한국해양학회지
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• 제24권2호
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• pp.96-108
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• 1989

동해의 해수 순환에 영향을 주는 요인들 가운데 대기와의 열 염교환과 바람에 대한 순환계의 반응을 Semtner(1974)의 3차원 수치모델을 이용하여 규명하였다. 동해와 북태평양을 연결하는 해협을 막아 유출입이 배제된 상태에서 구해진 한국 동안을 따라 북상하는 흐름과 동해 북동부의 반시계방향 순환 등의 표층 해수 순환은 Uda(1934) 및 Naganuma(1972)에 의한 해류모식도와 유사하다. 또한 100-200m 층에서 Kim and Kim(1983)이 지적한 북한한류와 비슷한 남향류가 한국 동안을 따라 나타났고, 동해 고유냉수가 형성되는 것과 유사한 형태로 동해 북동부 해역에서 상대적으로 고염인 해수의 침강현상이 나타났다.

• 한국패류학회지
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• 제30권1호
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• pp.9-15
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• 2014

완도에서 주로 사용되는 4열 10행의 가두리 1조를 조합한 형태로 구성된 PE프레임의 내파성 전복가두리를 1/20로 축소하여 모형을 만들고 유체흐름 가시화 실험을 통해 전복가두리 주위의 해수의 흐름을 파악했다. 실험의 결과를 검증하기 위해 노화도 현장의 전복양식 가두리의 내부와 외부의 유속을 측정하였다. 연구의 결과는 아래와 같다. 1. 모형실험에서 전복가두리에 입사하는 해수는 대부분 첫 번째 단위 가두리 (칸) 를 통과하지 못하였다. 2. 모형 전복가두리 중앙 부위에서는 가두리에서 수조바닥으로 향하는 흐름을 관측하였다. 3. 모형 전복가두리의 외측 열을 빠져나가는 유체의 유속이 내측 열을 빠져나가는 유체의 유속보다 빨랐다. 4. 노화도의 현장 양식가두리의 2 m앞의 조류의 유속은 0.11 m/sec였지만 가두리 칸 내부의 유속은 0.0009 m/sec로 거의 움직임이 없었다. 5. 현재의 전복가두리 형태는 해수의 유통이 원활하지 않아 가두리 내부로 새로운 해수를 공급하기 어려울 것으로 판단된다.

• 한국해양학회지:바다
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• 제11권1호
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• pp.11-20
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• 2006

낙동강 하구는 담수와 해수가 만나 복잡한 순환 양상을 보이는 지역으로, 1987년에 준공된 하구둑의 건설로 지형적인 변화와 함께 여러 가지 해양 환경적인 변화를 가져왔다. 하구둑 건설 전과 후의 특징을 보면, 건설 전에 비해 흐름이 약해졌고 조류가 흐름을 주도하던 혼합 기작이 담수의 방류가 주도하는 체계로 변하였다. 이러한 담수의 방류는 그 정도에 따라 낙동강 하구둑 하류부 담수의 거동과 혼합 특성을 변화시켰으며 해수 순환에도 큰 영향을 주었다 본 연구에서는 낙동강 하구둑 하류부의 유동 특성을 하구둑의 수문 개폐에 초점을 맞춰 분석하였다.

• 한국해양환경ㆍ에너지학회지
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• 제15권1호
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• pp.1-8
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• 2012

전남 거문도 바다숲 조성용 시설물의 효율적인 배치를 위하여 수치실험을 통하여 바다숲 조성해역의 조석류에 의한 해수유동을 분석하였으며, 분석된 해수유동을 바탕으로 하여 바다숲 조성해역 인근에 위치한 자연적인 해중림에서 발생한 해조류 포자의 거동을 파악하기 위하여 입자추적실험 및 부유사 농도변화 실험을 수행하였다. 수치실험에 사용된 수치모형은 EFDC(Environmental Fluid Dynamics Code)를 사용하였으며, 연직방향으로 총 10개층으로 나누어 실험을 수행하였다. 실험결과, 바다숲 조성해역의 해수유동패턴은 대상해역 바깥쪽의 주류에 비해 방파제의 역할을 하는 밖노루섬으로 인해 흐름이 약하고, 잔차류를 분석한 결과 주로 북서방향의 흐름이 형성되나 크기는 미약하였다. 인근에 위치한 자연 해중림은 크게 2곳으로, 이들 해역에 투하한 해조류 포자는 투하한 후 30시간이 경과하면 대부분 해저면에 안착하였다. 포자는 대상 해역의 미약한 흐름에 의해 발생지역에 대부분 안착하였다. 바람조건을 적용한 경우에는 적용하지 않은 경우에 비해 포자가 남동쪽으로 좀 더 이동하여 안착하나 그 차이는 미미하였다. 부유사 실험결과 부유사 농도는 조시별로 흐름에 따라 농도가 변화하며 표층보다 저층에서 높게 나타났다. 이러한 결과를 토대로 바다숲 조성용 시설물을 효율적으로 배치할 수 있을 것으로 사료된다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2018년도 학술발표회
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• pp.292-292
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• 2018

2016년 태풍 "차바"로 인한 부산과 울산지역의 침수 및 2003년 발생한 태풍 "매미"로 인한 마산창원지역의 침수사례는 우리나라 해안도시유역이 해수면 상승에 의한 피해에 노출되어 있음을 간접적으로 입증하는 대표적 사례라 할 수 있다. IPCC 4차 평가보고서에 따르면 전 지구적 차원에서 지난 100년 동안 해수면은 약 1.7 m 상승하였으며, 1961~2003년 사이 해수면 상승률은 연평균 3.1 mm에 이르고 있다. 특히 우리나라 남해안은 연평균 3.4 mm씩 상승하고 있어 전 세계 해수면 평균 상승속도를 상회하고 있다. 또한 1990년대 이전보다 이후 기간에 우리나라에 영향을 준 태풍의 수가 많으며 평균적으로 태풍의 강도 및 해일고가 증가하고 있다. 따라서 전 지구적 해수면 상승과 태풍해일고 증가에 따른 복합적인 해수면 상승으로 인한 해안유역의 침수피해가 증가할 것으로 예상되며 특히 미래 발생 가능한 수퍼태풍에 의한 급격한 해일고의 상승은 해안유역에 침수피해를 더욱 가중시킬 것이라 예상된다. 특히 해수면 상승으로 인한 침수피해 특성은 홍수유출에 의한 내륙 침수피해와는 다른 특성을 보이고 있어 이에 대한 대응기법 개발이 절실한 실정이다. 따라서 본 연구에서는 해수면 상승에 따른 해안도시지역 대한 침수피해 예방 및 저감을 위한 침수모의기법을 개발하고 효율적 대응방안을 선정하는 기법을 제안하였다. 부정류 특성을 지닌 해수면 상승 경계조건 및 건물 간 도로를 통해 흐름이 발생하는 특성을 고려하여 해안지역의 시공적 침수규모 및 유속 등을 예측할 수 있는 2차원 수치모형을 개발하였다. 2003년 발생한 태풍 "매미" 발생 기간 동안 관측된 실제 해일고를 적용하여 창원 등 해안도시유역에 범람모의를 수행하였으며 실제 침수흔적과 비교함으로써 모형을 검증하였다. 또한 해안 경계선을 따라 월파방지벽을 설치하는 경계조건을 도입하여 월파방지벽 높이에 따른 해안도시유역 침수규모를 산정하여 월파방지벽 높이에 따른 시공적 침수규모를 분석함으로써 월파방지벽의 효과를 확인하였다. 본 연구결과는 해안지역 지점별 침수규모 및 최대 침수심 발생시간을 제공함으로써 침수에 따른 중장기적 구조적 대응방안 수립은 물론 초단기적 예상 해수면 상승에 다른 대피경로 제공 등 비구조적 수재해 대응 기법을 제시하는 기초자료를 제공에 활용 할 수 있을 것으로 기대된다.