• 한국해양환경ㆍ에너지학회지
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• 제14권2호
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• pp.121-129
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• 2011

EFDC 모형에서 해수유동과 퇴적물 이동을 모의하고자 하는 경우에 필요한 해수유동과 퇴적물 이동 모듈외의 수질 모델 등의 요소가 해수유동 모의시간에 미치는 영향을 검토하였다. 해수유동과 퇴적물 이동의 계산에 불필요한 수질요소관련 프로그램과 조건문 들을 모델에서 제거하는 방법으로 모형을 간략화하고 계산시간을 비교하였다. 수정된 EFDC 모형(EFDC-E)을 사용하여 목포해역에서 조류에 대하여 모의하고, 계산에 소요되는 시간과 모의결과를 EFDC 모형을 이용한 모의결과와 비교하였다. 또한, 2차원 모형과 3차원 모형을 동시에 적용하여 2차원 모의결과와 3차원 모의결과의 차이점에 대한 분석과 각 모형의 목포해역 조류 비대칭에 대한 재현성에 대해서 검토하였다. 간략화과정을 통해서 개선된 EFDC-E 모형은 EFDC 모형보다 2차원과 3차원 조류모의에서 약 3배 빠르게 계산하는 것을 확인할 수 있었다. 2차원 모의결과는 수심평균유속을 계산하여 상층에서 관측한 조류를 정확하게 재현하지 못하였으나, 3차원 모형을 적용한 결과는 2차원 모의보다 유속크기가 관측치와 보다 잘 일치하는 모습을 보였다.

• 한국해안·해양공학회논문집
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• 제21권5호
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• pp.357-370
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• 2009

EFDC, ESCORT, MIKE21 등 3가지 해수유동모형을 곰소만에 적용하여 각 모형의 조간대 모의 특성을 비교분석하였다. 검증결과 세 모형 모두 관측치와 부합하는 결과를 보이고 있는 등 해수유동 및 조간대를 무난하게 모의하고 있다. CPU 시간과 WCM 기능을 통해 계산 효율성을 검토하였고, 침수심/노출심 설정과 바닥마찰에 따른 결과를 분석하여 조간대 모의 특성을 파악하였다. 그 결과, EFDC 모형은 정확성과 안정성 및 적용성에서 모두 우수하게 나타나고 있으나, 효율성 측면과 모형수립이 다소 복잡하다는 단점을 보이고 있다. ESCORT 모형은 조간대 모의와 WCM에서는 EFDC에 비해 나은 결과를 보이는 반면 계산시간과 마찰특성에서는 열등한 결과를 보였다. MIKE21 모형은 계산시간에서 여타 모형에 비해 매우 빠른 반면, 저조시 수치진동이 유발되기도 하는데 상용모형이기에 모형의 개선이 허용되지 않는다는 단점이 있다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2010년도 학술발표회
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• pp.1500-1504
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• 2010

본 연구에서는 EFDC(Environmental Fluid Dynamics Code) 모형을 이용하여 이원 담수화호의 염분분포를 모의하였다. SMS(Surface Water Modeling System) 모형을 이용하여 담수호에 대한 격자망을 구성하였다. 격자체계는 직교좌표계를 사용하였으며, 전체 2,620개의 유효계산격자를 구성하여 모형에 적용하였다. 수위 및 유량에 대한 경계조건은 기상자료와 배수갑문 운용자료를 통해 구축하였으며, 초기조건은 수위 실측자료를 이용하였다. 담수호의 염분모의를 위한 모형의 경계 조건은 호내에 위치한 5개소의 실측자료를 이용하였으며, 유역에서의 유입수염분농도는 0.2 ppt, 방조제 외측으로부터의 유입수 염분농도는 해수조건(30 ppt)을 적용하였다. 염분분포 모의를 위해 2006년부터 2008년까지 3년동안의 염분농도 실측자료를 이용하여 보정과 검정을 실시한 결과, 대상 지역에 대해 EFDC 모형의 적용성이 있는 것으로 나타났다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2011년도 학술발표회
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• pp.39-39
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• 2011

하천에서 수공구조물을 설계시 구조물의 규모, 형식, 운영방식, 안정성 등을 검토하기 위하여 일반적으로 수리모형실험과 수치모형실험을 이용한다. 수리모형실험은 자연현상의 왜곡을 최소화하여 검토결과를 얻을 수 있다는 장점이 있지만, 많은 시간과 비용, 인력 및 공간이 필요하기 때문에 단기간에 다양한 검토가 필요한 경우에는 많은 제약이 따른다. 반면에 수치모형실험은 제한적인 조건에서 검토목적 및 용도에 따라 다양한 수치모의기법을 활용하여 상대적으로 낮은 비용과 신속하고 다양한 검토가 가능하다는 장점을 가지고 있다. 그러나 수치모형실험은 어디까지나 자연현상에 대한 수학적, 물리적 기법을 활용한 분석이기 때문에 결과에 대한 신뢰성 확보가 매우 중요하다. 최근에는 컴퓨터의 계산능력 향상과 유체의 복잡한 동수역학적 거동 해석 기법의 다양화, 그리고 많은 적용성 검토 연구결과로 인한 신뢰성 향상 등으로 인해 수치모형실험에 대한 관심이 높아지고 있다. 본 연구는 현재 금강에 건설 중인 금강보에 대하여 다차원 수치모형인 EFDC(Environmental Fluid Dynamics Code)를 이용하여 하천 구조물 및 물리적 환경변화에 대한 정밀수리분석을 실시하기 위한 사전절차로, EFDC 모형을 하천수리해석에 적용할 경우 모형에 포함되어 있는 다양한 변수설정 및 제약조건들에 대하여 적용한계를 검토하고자 한다. 검토방법은 금강보가 건설되기 이전의 하천지형 상황에서 EFDC 모형과 HEC-RAS 모형을 이용한 수리분석을 수행하고, 수리거동 결과 들을 상호 비교 분석 한다. 수치모의 대상구간은 금강보 건설구간을 포함하여 약 20km 구간이고, 대상구간에 대하여 3차원 정밀지형자료를 구축하였으며, 과거 호우사상에 대한 구간 내 관측 수위 및 모형별 계산수위결과를 비교 검토하였다.

• 한국수자원학회논문집
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• 제45권7호
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• pp.685-696
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• 2012

최근 많은 연구에서 수리해석과 수질해석을 다루고 있는 EFDC 모형을 낙동강에 적용하여 수질해석의 적용성을 평가하고자 하였다. 낙동강 중하류에 해당하는 낙본 GH 구간과 HI 구간을 대상으로 2008년과 2009년의 수리해석과 수질해석을 수행하였다. 수질해석의 결과는 수온, COD, TOC, DO, TN, TP에 대해 실측자료와 비교하였으며, BOD의 경우 EFDC 모형에서 직접적으로 계산되지 않아 COD와 BOD의 환산식을 유도하여 환산된 BOD를 실측자료와 비교하였다. 금번 연구결과를 실측자료와 비교하였을 때 EFDC 모형이 하천수리해석 뿐만 아니라 수질해석에서도 높은 재현성을 가지고 있는 것으로 판단되나 향후 국내 수질해석에 활용성을 높이기 위해서는 COD나 TOC와 관련된 BOD의 정확한 환산에 관한연구가 수행되어야 할 것으로 사료된다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2011년도 학술발표회
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• pp.333-333
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• 2011

배수갑문 외측에 발생하는 유사 퇴적 현상으로 인하여 배수갑문의 통수능이 감소하게 되는데, 이로 인하여 홍수 배제 능력과 조수 차단 능력이 감소하여 간척지의 홍수 피해와 침수 피해 등이 발생할 위험성이 증가한다. 본 연구에서는 대천 방조제 배수갑문 외측에 발생하는 유사 퇴적현상을 규명하기 위해, 3차원 수치 모형인 EFDC(Environmental Fluid Dynamics Code) 모형을 이용하여 모의하였다. 격자망을 구성하기 위해서 SMS(Surface Water Modeling System) 모형을 이용하여 배수갑문이 위치하고 있는 방조제에 대한 격자체계를 구성하였다. 격자체계는 직교좌표계를 사용하여 4269개의 격자를 만들어 모형에 적용하였다. 수위 및 유량에 대한 경계조건은 기상자료, 조위관측소 자료, 배수갑문 운용자료를 통해 구축하였으며, 초기조건은 보령 조위자료를 이용하였다.

• 한국수자원학회논문집
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• 제42권4호
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• pp.309-317
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• 2009

최근 지구온난화에 따른 해수면 상승과 태풍의 내습으로 인하여 발생되는 폭풍해일 및 집중호우에 대하여 낙동강 하류부의 수리거동을 수치모형(EFDC)을 이용하여 해석하였다. 낙동강 하구둑을 포함한 하류부 일대에 대해 수리거동을 해석하기 위하여 대상영역을 진동에서 가덕도를 포함한 외해부까지 확장하였다. 수치모형에 의한 수위의 재현성을 검토하기 위하여 2003년 및 2006년 발생한 태풍 호우사상을 대상으로 각 수위관측지점에서의 관측 수위와 계산수위를 비교 하였다. 금번 실시된 연구결과 수치해석에 사용된 수치모형(EFDC)은 높은 재현성을 가지고 있음을 알 수 있었고 차후 폭넓은 연구에 활용가능성이 높다고 판단되었다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2012년도 학술발표회
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• pp.142-142
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• 2012

지금까지 국내 연구에서 EFDC 모형의 활용은 WASP 모형과 연계하여 저수지 수리해석에 주로 이용되었으며, 하천의 수리해석에서도 많이 활용되었다. 이에 본 연구에서는 EFDC 모형의 Full 버전을 이용하여 하천 수질모델링을 수행하고 적용성과 수질해석의 재현성을 검토하고자 한다. 국립환경과학원의 8일 간격 실측자료를 사용하기 위하여 대상구간을 낙동강 본류 C에서 낙동강 본류 K까지를 선정하였고, 2차원 수리해석과 수질해석을 수행하였다. 수리해석의 결과를 확인하기 위하여 유량을 실측자료와 비교하였으며, 수질인자는 수온, COD, TOC, DO, TN, TP에 대해 모의하였으며, 모형에서 직접 계산되지 않는 BOD는 COD와 환산을 통해 간접적인 방법으로 산정하여 실측자료와 비교하였다. EFDC 모형의 하천에서의 수질해석 적용성을 평가하기 위하여 모의 결과와 실측자료를 이용하여 통계분석을 수행하여 수리 수질해석의 재현성을 평가하였다. 본 연구에서 수행한 EFDC를 이용한 수리 및 수질 모델링의 모의의 예측결과는 우수한 것으로 판단되나, BOD의 경우 다른 인자들의 모의결과에 비해 다소 낮게 나타나고 있는데, 이는 COD나 TOC와 관련된 BOD의 환산에 대한 연구의 부족으로 인한 결과로 보이며, 향후 보다 향상된 기법을 이용한다면 이러한 문제는 개선될 것으로 판단된다. 검증을 위한 실측치로 8일 간격 실측치를 이용하였는데 이 자료의 경우 8일 간격이므로 실제로 결측치가 많이 발생을 하고, 또한 유량이 많이 발생하는 홍수기시에는 관측을 하지 않는 문제가 있어 실제로 자료의 변동이 큰 경우에는 모의 결과가 실측치의 경향을 잘 쫓아가지 못하는 문제가 발생하게 된다. 따라서 모의결과 신뢰도 향상을 위해 일간격의 실측치를 확보하거나 또는 결측치를 보완할 수 있는 기법에 대한 선행 연구가 필요할 것으로 판단된다.

• 한국습지학회지
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• 제13권3호
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• pp.707-720
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• 2011

호소의 경우, 장기간 수류의 체류현상이 발생하는데, 특히, 수심방향의 수층에 따른 호소 내 수류와 수질 문제는 하천에서의 수질 문제와 다르다고 할 수 있다. 따라서 호소 수체 내의 수류와 수질을 시간에 따라 모의할 수 있는 3차원 비정상 상태의 수질모형을 적용하는 것이 유리하다고 할 수 있다. 3차원 모형은 댐이나 호소에서 수심방향으로 수층을 구분하여 수질모의가 가능하고 보다 신뢰성 있는 결과를 얻을 수 있다. 이에 본 연구에서는 3차원 모형인 EFDC를 이용하여 섬진강 댐의 운암호에 대한 수질 모의를 실시하였다. GIS기반의 강우-유출 모형인 HEC-GeoHMS와 HEC-HMS를 이용하여 장기유출량을 산정하고, 관측된 수위, 기상, 수온, 총 질소, 총 인에 대하여 입력 자료를 구축하였으며, EFDC 모형 적용을 위해 수심을 3개의 층으로 구분하고 5,634개의 격자를 추출하여 격자망을 구성한 후 운암호 내의 수질 변화를 시공간적으로 모의하였다. 장기유출 모의 결과 전체적으로 실제 유출량을 잘 반영한 것으로 나타났으며, 수질 모의를 통해 오염원 인자들에 따른 거동특성을 확인할 수 있었고 모의 수질은 관측 수질을 적절히 반영하는 것으로 판단된다. EFDC는 적절한 수질모의가 가능할 것으로 판단되며 향후 상수원의 취수 및 관리 대책 수립 등을 위한 지원을 기초도구로 활용할 수 있을 것으로 기대한다.

• 한국해양환경ㆍ에너지학회지
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• 제14권3호
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• pp.176-183
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• 2011

조간대가 발달되어 있는 청계만 해역에서 3차원 해수유동모형의 적용성을 검토하였다. EFDC 모형과 ESCORT 모형을 ${\sigma}$-격자체계하에서 적용한 결과 EFDC 모형이 우수한 결과를 보였으며 ESCORT 모형 역시 무난한 적용성을 보이고 있다. 그러나 조간대 상에서 얕은 수심을 동일한 격자 개수로 분할하는 ${\sigma}$-격자체계의 특성에 연유하여 비효율적인 측면을 확인할 수 있었다. ESCORT 모형에서 제공되는 z-격자체계로 모의한 결과 이러한 비효율성을 피할 수 있었으며 정확성에서도 유의적인 차이가 없는 것으로 나타나고 있다.