• 한국방재학회:학술대회논문집
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• 2011.02a
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• pp.53-53
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• 2011

최근에 세계화, 무역자유화에 따른 컨테이너 물동량이 증가하고 있다. 그에 발맞추어 초대형 컨테이너선이 등장하게 되고 신개념, 고효율의 항만인프라의 도입이 요구되고 있다. 이런 배경에 따라 최근에 국내외에서 부유식 안벽에 관한 기술 개발 및 연구가 더욱 필요한 상황이다. 부유식 안벽은 이동가능한 부유식 구조로 기존 항만의 확장 또는 신규 항만 건설시 환경문제를 최소화하고 기항, 선박수 및 선박의 크기에 따른 안벽 배열을 최적화 할 수 있어 항만 기능을 고도화함으로써 녹색항만을 구현하는데 많은 기여를 하게 될 것이다. 특히 컨테이너선의 양현하역과 환적이 가능하게 되어 컨테이너 터미널의 화물처리능력을 확대할 수 있을 뿐 아니라 기항선박의 체류시간을 최소화 할 수 있는 장점이 있다. 또한, 우리나라는 삼면이 바다로 크고 작은 항만들이 해안선을 따라 위치하고 있다. 이러한 항만들을 안전하게 보호하기 위한 방파제는 항만 기본시설인 외곽시설 중의 가장 중요한 구조물이다. 국내에 설치된 방파제는 대부분 사석이나 케이슨을 이용한 중력식 방파제로써 해저에 고정되어 해수면상으로 건설되므로 항내 외 해수교환을 차단하여 항내 수질악화를 초래할 뿐만 아니라 수심에 따라 막대한 건설비용이 소요된다. 따라서 친환경적이고 경제적인 새로운 형식의 방파제에 대한 연구 및 개발이 필요한 실정이다. 그 중 하나의 대안인 부유식 방파제는 공사기간이 짧고 비교적 수심에 대한 제약이 없는 것이 특징이다. 또한 해수의 원활한 흐름이 가능하기 때문에 중력식 방파제에 비해 경제적이며, 환경적 측면에서 큰 장점이 있다. 하지만 아직까지 부유식 방파제에 대한 국내 및 해외에서의 연구는 이론적인 해석을 중심으로 이루어져 부유식 방파제 실용화를 위한 많은 연구가 수행되어야 할 것으로 판단된다. 본 연구에서는 부유식 안벽 내에서 정온도를 효과적으로 유지하기 위하여 부유식 방파제를 설치하고 소파성능과 부유식 안벽내의 영향성을 수리모형실험을 통해 분석하였다.

• Journal of Korean Society of Coastal and Ocean Engineers
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• v.15 no.1
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• pp.21-32
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• 2003

In this study, the reliability design method developed by Hanzawa et al. in 1996 for calculation of the expected damage to armor blocks of a horizontally composite breakwater is extended to take into account the variability in wave direction such as directional spreading of waves, obliquity of the design principal wave direction from the shore-normal direction, and its variation about the design value. To calculate the transformation of random directional waves. the model developed by Kweon et al. in 1997 is used instead of Goda's model, which was developed in 1975 for unidirectional random waves normally incident to a straight coast with parallel depth contours and has been used by Hanzawa et al. It was found that the variability in wave direction had great influence on the computed expected damage to armor blocks. The previous design, which disregarded wave directionality, could either overestimate or underestimate the expected damage by a factor of two depending on water depth and seabed slope, if the assumption of the present study that the stability formula for breakwater armor blocks proposed for normal incidence can be used for obliquely incident waves is valid.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2019.05a
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• pp.120-120
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• 2019

국내에서는 예측 불가능한 재난으로 인한 침수 피해 발생사례가 증가하였다. 따라서 침수 피해 예측이 더욱 중요해지고 있는 실정이다. 기존에는 주로 수치모형을 통한 침수예측을 하였고, 정보통신기술도 발달해왔지만 아직까지 수치모의에 많은 시간이 소요되기 때문에 침수 피해의 실시간 예측이 힘든 상황이다. 이에 국립재난안전연구원(2017)에서 침수예측을 위한 보간 모델인 SIND(Scientific Interpolation for Natural Disaster) Model을 개발하였다. 이는 보간을 이용한 모델이기 때문에 그동안 사용해왔던 물리 모형보다 간단하다. 그러나 정확한 값이 아닌 보간을 이용한 모델이기 때문에 정확도를 검토할 필요가 있다. 따라서 본 연구에서는 Mapping분야에서 사용하는 CRITIC(CRiteria Importance Through Intercriteria Correlation) 기법을 활용하여 지도의 정확도 검토를 수행하였다. CRITIC은 형상기준, 위치기준, 면적기준을 이용하여 형상유사도를 산정하는 방법이며, 이 기법을 활용하여 국가가 제공한 침수예상도(국립해양조사원, 2010)와 SIND모델 결과 지도를 비교하였다. 형상기준은 지도의 형상을 나타내는 형상지수를 비교하고, 위치기준은 지도의 무게중심의 일치정도, 면적기준은 형상 면적을 비교하는 것이다. 지도는 총 300여개의 매칭 객체 쌍을 가지고 수행하였고, 위험도 등급은 Grade 1부터 Grade 5 까지 분류하여 나타내었다. 연구 대상지역은 ${{\bigcirc}{\bigcirc}}$시이다. 그 결과, 형상유사도는 약 200여개의 매체쌍이 0.80 이상의 값을 나타냈고, 나머지 매체 쌍은 0.75이하의 값을 나타내었다. 위험도 등급이 낮을수록 형상유사도 값은 크게 나타나고, 위험도 등급이 높을수록 형상유사도 값이 작게 나타나는 경향을 보였다. 이는 위험도 등급이 높은 곳의 경우, 해안선의 복잡한 지형형태 때문으로 판단된다. Mapping 분야에서 형상유사도 적합성 기준이 0.75이므로 결과는 60%이상이 정확하다고 판단할 수 있다. 따라서 본 연구에서 검토를 수행했던 간단한 방정식을 이용한 SIND 모델은 정확하다고 판단할 수 있다. 다만, 복잡한 지형과 현재 고려되고 있는 영향인자 외에 다양한 구조물 등을 고려한다면 형상유사도가 향상될 것이라 기대된다.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2022.05a
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• pp.233-233
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• 2022

최근 기후변화로 인해 집중호우 및 돌발홍수의 증가로 침수피해가 빈번하게 발생하고 있다. 마찬가지로 해안지역의 피해 또한 증가하고 있으나, 해안지역의 특성을 고려한 연구가 미비한 실정이다. 따라서 본 연구에서 해안지역의 특성을 고려해 폭풍해일로 인한 월파뿐만 아니라 강우도 고려하여 해안지역의 범람 양상을 확인하고자 하였다. 본 연구에서는 국내 해안지역에 대한 빈도별 폭풍해일과 강우로인한 범람 모의를 진행하였다. 우선, 수치해석 모형의 경계조건을 산정하기 위해 EurOtop(2018)의 경험식을 이용하여 월파량을 산정하였다. EurOtop의 월파량 산정 시 암석 옹벽이 아닌 콘크리트 옹벽으로된 경사식 단면으로 고려하여 계산하였고 산책로와 벽까지 고려하여 계산하였다. 경험식 계산을 위해 매개변수(유의파고, 여유고, 구조물의 조도계수, 구조물의 기울기 및 경사 등)를 조정하여 계산하였다. 이 중, 계산에 사용된 유의파고는 시나리오별 강우에 대해 SWAN(Simulating WAves Nearshore)으로 계산된 값을 활용하였고, 해안선을 두 부분으로 나누어 해안지역 각 지점별 파고값의 평균을 사용해 월파량 계산을 진행했다. 이때, 파고의 종류로 5% 확률의 파고, 평균 파고, 중앙값 파고, 95% 확률의 파고로 분류해 월파량 계산을 진행했고, 그 중, 평균 파고를 이용해 계산한 월파량을 수치해석 모델의 입력자료로 활용하였다. 시나리오별로 계산된 월파량만을 이용해 2차원 침수모형인 FLO-2D의 경계조건 입력값으로 사용하여 침수 양상을 표출하기 위해 Mapper와 ArcGIS를 이용하여 침수와 범람 양상을 확인하였다. 또, 다른 조건으로 시나리오별 계산된 월파량, 연구유역 해안 반대편에 위치한 산으로부터 유입되는 물의 양 그리고 해안지역 전체에 내리는 강우를 입력자료로 사용해 모의를 진행한 후 Mapper와 ArcGIS로 표출하여 침수 및 범람 양상을 확인하였다.

• Journal of Korea Water Resources Association
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• v.55 no.12
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• pp.1011-1020
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• 2022

Previous studies for the assessment of submarine groundwater discharge (SGD) were perfomed for areas where a large amount of SGD was observed. Newly developed assessment methods were proposed that was based on an analytic solution using sharp interface model. The proposed mathematical equations used the existing observed groundwater level and hydrogeological data of Jeju Island as input data. The quantitatively assessed FSGD values were compared to the basin-scale recharge estimation values in Seong-San area in eastern Jeju. As a result of the study, it was estimated that the amount of FSGD in the Seongsan area ranges from about 2.65 to 9.15% of the amount of areal-recharge. Through the analysis of the FSGD combined with the analytic model, it is to be provided as a scientific tool to establish a more reasonable coastal water resource management plan.

• The Sea:JOURNAL OF THE KOREAN SOCIETY OF OCEANOGRAPHY
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• v.9 no.3
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• pp.111-118
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• 2004

An ocean buoy was deployed 10 km off Donghae city, Korea at a depth of 130 m to measure meteorological (air pressure, air temperature, wind speed, wind gust, wind direction, relative humidity) and oceanographic data (water properties and currents in the whole column) in real-time. The buoy recorded a maximum wind gust of 25 m/s (10 minutes' average speed of 20 m/s) and a minimum air pressure of 980 hPa when the eye of typhoon Maemi passed by near the Uljin city, Korea at 03:00 on 13 September 2003. The wave height reached maximum of 9 m with the significant wave height of 4 m at 04:00 (1 hour after the passage of Maemi). The currents measured near the surface reached up to about 100 cm/s at 13:00 (10 hours after the passage of Maemi). The mixed layer (high temperature and low salinity) thickness, which was accompanied by strong southward current, gradually increased from 20 m to 40 m during the 10 hours. A simple two layer model for the response to an impulsive alongshore wind over an uniformly sloping bottom developed by Csanady (1984) showed reasonable estimates of alongshore and offshore currents and interface displacement for the condition of typhoon Maemi at the buoy position (x=8.15 km) during the 10 hours.

• Journal of Korean Society of Coastal and Ocean Engineers
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• v.16 no.1
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• pp.27-38
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• 2004

In this study, the reliability design method developed by Shimosako and Takahashi in 1999 for calculation of the expected sliding distance of the caisson of a vertical breakwater is extended to take into account the variability in wave direction such as directional spreading of waves, obliquity of the deep-water design principal wave direction from the shore-normal direction, and its variation about the design value. To calculate the transformation of random directional waves, the model developed by Kweon et al. in 1997 is used instead of Goda's model, which was developed in 1975 for unidirectional random waves normally incident to a straight coast with parallel depth contours and has been used by Shimosako and Takahashi. The effects of directional spreading and the variation of deep-water principal wave directions were minor compared with those of the obliquity of the deep-water design principal wave direction from the shore-normal direction, which tends to reduce the expected sliding distance as it increases. Especially when we used the field data in a part of east coast of Korea, considering the variability in wave directions reduced the expected sliding distance to about one third of that not considering the directional variability. Reducing the significant wave height calculated at the design site by 6％ to correct the effect of wave refraction neglected in using Goda's model was found to be proper when the deep-water design principal wave direction is about 20 degrees. When it is smaller than 20 degrees, a value smaller than 6％ should be used, or vice versa. When we designed the caisson with the expected sliding distance to be 30㎝, in the area of water depth of 25 m or smaller, we could reduce the caisson width by about 30％ at the maximum compared with the deterministic design, even if we did not consider the variability in wave directions. When we used the field data in a part of east coast of Korea, considering the variability in wave directions reduced the necessary caisson width by about 10% at the maximum compared with that not considering the directional variability, and is needed a caisson width smaller than that of the deterministic design in the whole range of water depth considered (10∼30 m).

• Environmental and Resource Economics Review
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• v.22 no.1
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• pp.127-145
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• 2013

This study estimates the economic impact of sea-level rise on Jeju island and suggests the optimal protection level based on the FUND model. There exist a number of studies that estimate the impacts of sea-level rise on global scale, but their results are of limited use for local scale such as Korea. Therefore, this study applies some specific indicators and data of Korea into to FUND model for deriving site specific estimates. The results show that 2.01%~2.25% of land could be inundated by sea-level rise until 2100. The value of affected land is about 6.4%~7.2% of total land value. The discrepancy between the figures indicates that the area affected by sea-level rise is much more valuable than the rest of Jeju island. The optimal protection level in Jeju city is higher than that in Seguipo city, even though the coastal length of Jeju city is longer than that of Seguipo. This is due to the fact that the economic value of Jeju city is much higher than that of Seoguipo city.

• 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.

• Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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• v.34 no.6
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• pp.922-934
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• 2010

To arrange artificial reefs for marine afforestation effectively, tidal currents were analyzed by numerical experiments, and particle tracking based on tidal currents was carried out to clarify the path of algae spores. The experiments were conducted by the Environmental Fluid Dynamics Code (EFDC), and water column was vertically divided into five layers. Tidal current patterns were showed to be affected by main currents outside of the study area, and two circle currents were observed during the analysis of residual currents. Particle tracking lasted 15 days at three installation places where artificial reefs for marine afforestation could be deployed. According to the results of the particle tracking experiment, particle movements at the No.1 and No. 3 stations were belt types along the coastal line. The No. 2 station documented an ellipse type movement 300~500m from coast line. These results suggest that artificial reefs for marine afforestation should be installed in the belt zones at of the No. 1 and No. 3 stations, and in the ellipse zone at the No. 2 station.