• 해양환경안전학회지
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• 제19권2호
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• pp.111-118
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• 2013

동해안 항만 및 어항 개발 사업에 따른 해양환경영향평가 개선방안을 제시하기 위해 2009년부터 2011년까지 3년간 동해안의 항만 및 어항 개발 사업에 따른 일반해역이용협의서 33건을 분석하였다. 분석결과 동해안에서 중점적으로 검토해야 하는 해류, 파랑, 수심측량 자료의 경우 각각 3건, 12건, 16건 만이 조사가 이루어졌다. 하지만 동해안에서 시행되는 항만 및 어항 개발사업의 경우 서해, 남해와는 다른 동해안의 해역특성이 고려된 해양환경영향평가가 이루어져야 한다. 동해안은 조석의 영향이 약하고 해류, 취송류, 파랑의 영향이 우세한 해역으로 동해안의 해수유동을 파악하기 위해서는 해류의 영향을 고려해야하고 항내 정온도 및 방파제 기능성 및 안정성 등 협의대상사업의 타당성을 확보하기 위해서는 파랑을 평가항목으로 고려할 필요가 있다. 또한 동해안에 발생되는 항내매몰 및 해안침식의 문제점을 비교적 정확히 예측 및 예방하기 위해서는 해빈류를 표사이동의 기본외력으로 설정해야 하고 인근 하천에서의 토사유입과 해당 해역의 정확한 수심자료를 수치모델링의 검증자료로 활용해야 한다.

• 한국해안·해양공학회논문집
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• 제32권5호
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• pp.322-330
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• 2020

부산, 목포 지점의 평균해수면(MSL)과 고극조위, 저극조위 자료의 이상자료 시계열 모델링을 수행하였다. 시계열 모델은 계절성분을 포함하는 SARIMA 모형이며, 일시적인 변화에 해당하는 이상자료(Additive Outlier, AO)와 영구적인 변화를 의미하는 기준고도 변화(Level Shift, LS)를 모델에 포함하였으며, AIC 기준에 의거하여 최적 모델을 선정하였다. 이상자료 모형의 매개변수 추정은 R 프로그램 'tsoutliers' 패키지('tso' 함수)를 이용하였다. 선정 모형을 이용하여 이상자료와 기준고도 변화 진단에 적용한 결과, 부산의 월 단위 고극조위 자료에서 2003, 2012년 발생한 태풍 매미(MAEMI), 산바(SANBA)에 의한 일시적인 수위상승을 65.5, 29.5 cm 정도로 추정하였으며, 목포의 월 단위 평균해수면 자료에서는 1983년의 영산강 하굿둑 건설 사업에 의한 기준고도 변화를 21.2 cm 정도로 추정하였다. 한편 본 연구에서 구성한 모형은 모형의 편향을 유발하는 이상자료의 영향을 포함하며, 모형에 의한 RMS 오차는 연간 자료를 사용한 경우, 부산은 MSL 1.95 cm, 고극조위, 저극조위 각각 5.11 cm, 6.50 cm이며, 목포의 경우에는 큰 조차의 영향으로 MSL 2.01 cm, 고극조위, 저극조위 각각 11.80 cm, 9.14 cm로 부산보다 다소 높게 나타났다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제12권2호
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• pp.821-828
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• 2011

본 논문은 자동항로 추적(Track keeping control), 자동조타(Automatic steering), 자동 접이안(Automatic mooring control) 등으로 구성된 자동운항 시스템 중 자동조타장치의 성능 개선 알고리즘 개발에 대해 다루고 있다. 자동조타는 풍력 또는 조력 등의 영향으로부터 선박의 설정 항로와 실제 침로와의 차이를 계산하여 설정된 항로를 유지하며 항해하므로, 조타에 소요되는 선원의 지속적인 항해로 인한 운전 부담을 경감시키고 불필요한 타조작에 의한 항로 이탈을 줄임으로써 항해거리 단축과 연료비용을 절약할 수 있는 시스템이다. 선박의 모델링을 위하여 Nomoto 모델에 근거하여 전달함수를 구하고, 조종성능(Manoeuvirng) 편리성을 고려하여 타각 입력에 대한 선수각 응답으로 표시된 선박의 4자유도만을 고려한 선형 모델을 제안하고 선박 자동조타장치의 최대각과 타각율을 고려하여 Fuzzy제어기를 설계 하였고 PID제어기로 성능을 비교 분석하였다.

• 한국해안해양공학회지
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• 제12권2호
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• pp.70-80
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• 2000

Princeton Ocean Model(POM)에서 지배방정식을 반음해법으로 차분화하여 mode splitting을 제거하고 조간대 처리기법을 도입한 3차원 semi-implicit 모델을 수립하였다 운동방정식의 순압경도력항과 수직방향 와동점 성향, 그리고 수심적분된 연속방정식의 속도발산항을 음해법으로 처리하여 빠르게 움직이는 표면중력파가 야기하는 수치안정조건을 제거하여 더 큰 time step을 사용할 수 있는 semi-implicit 모델을 수립하였다 수립한 3차원 semi-implicit 모델의 유효성과 계산휴율을 확인하기 위하여 이상적인 3차원 수로에 적용한 결과 semi-implicit 모델이 POM과 같은 결과를 주었으나 POM보다 약 4,.4배 정도 빠르게 수행되어 향상된 계산효율을 보여주었다. mode splitting 기법을 사용하는 POM의 유속 결과는 조간대에서 발생한 noise가주 수로에까지 전파되어 불안정 한 결과를 준 반면에 semi-implicit 모델결과는 더 큰 time step을 사용함에도 불구하고 조간대와 주 수로 모두에서 noiserk 없는 안정된 결과를 주었다 3차원 semi-implicit 모델의 현장 적용성을 확인하기 위하여 경기만에 적용한 결과 semi-implicit 모델이 모델 영역 전반에 걸쳐 관측된 조석 및 조류의 크기 및 전파양상을 잘 재현하였다.

• 한국수자원학회논문집
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• 제40권6호
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• pp.447-458
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• 2007

본 연구에서는 해안 도시 하천의 범람으로 인한 홍수 재해 발생시 예상될 수 있는 피해에 대해 적절한 홍수예경보 및 피난대책을 수립하고자 대표적인 해안 도시 하천의 특성을 가지는 부산시 온천천 유역을 대상으로 수치지도에서 각종 지형자료를 추출하였고 수문 GIS 자료를 구축하였다. 강우 분석은 강우의 공간적 특성을 대상유역인 온천천에 티센망을 이용하여 고려하였으며 강우의 시간적 분포는 Huff의 2분위, 6차 회귀다항식을 이용하여 분석하였다. 홍수예경보 발령 기준을 설정하기 위하여 선정 지점 세 곳을 선택하여 위험수심을 선정하였다. 그리고, 하천 수리 분석을 위한 한계유출량 산정을 위해 HEC-RAS 모형을 이용 조위의 영향을 고려하여 홍수위 및 한계유출량을 산정하였고 도시 돌발 홍수 기준우량 산정을 위해 PCSWMM 2002를 이용하여 수문 분석을 실시하였다. 그 결과 온천천 유역의 홍수예경보 시스템과 이에 따른 홍수예경보 발령흐름도, 운영체계가 결정되었고 홍수예경보 발령 기준이 설정되었다. 본 연구를 통해 SWMM, HEC-RAS, ArcView GIS 모형을 연계하여 대상유역과 하도에 적용 통합적인 모의 기법을 제시하였으며 해안 도시 하천에서의 홍수 재해 발생시 이에 대한 대비책을 마련하게되었다. 앞으로 더욱 심도있게 연구하여 주요 해안 도시 하천에 대한 홍수예경보 시스템 구축이 절실히 요구된다.

• 해양환경안전학회지
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• 제25권1호
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• pp.45-57
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• 2019

수영만 해역의 오염원 관리를 위해 유입되는 육상기인 오염물질의 체류특성을 분석하였다. 오염물질의 체류특성은 해수유동 모델과 입자추적 모델을 활용하여 분석하였다. 오염물질은 입자로 표현되며, 입자의 양과 오염물질량은 비례하도록 나타내었다. 체류특성은 각 오염원별로 부하량, 해역에서 체류하는 오염물질량, 부하량 대비 해역에 체류하는 오염물질량을 비교하여 분석하였다. 수영만 해역에 체류하고 있는 오염물질량을 오염원별 순으로 나타내면 수영하수처리장, 남부하수처리장, 수영강 등의 순이었다. 오염부하량이 적고만 내측에서 멀어질수록 해역에 체류하는 오염물질량이 적었다. 오염원 중에서는 남부하수처리장에서 유입되는 부하량이 가장 많았다. 하지만, 유입 부하량 대비 해역에 체류하는 오염물질량은 수영만으로 유입되는 오염원 중 가장 낮은 값을 보였다. 이는, 해역의 특성과 각 오염원의 지형적인 특성에 따라 오염물질이 해역에 미치는 정도가 다르다는 것을 의미한다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2021년도 학술발표회
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• pp.219-219
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• 2021

서해안 중부 아산만 안쪽에 위치하는 평택·당진항에서 장래 개발 예정인 면적 6.9km²의 내항2공구 수역은 내항2공구 외곽호안 - 내항가호안 - 내항2공구 중앙 분리호안으로 둘러싸여 있으며, 투수성 제체인 내항가호안 사석 공극을 통하여 해수가 유통되어 조석 현상이 나타나고 있다. 2020년 8~9월의 2개월간 내항2공구 외곽호안 내·외측에서 조석 관측 결과, 2공구 수역의 최대 조차는 1.97m로서 외측 해역 최대 조차 9.79m의 20.1%이고 내·외측의 순간 수위차는 최대 5.82m에 달한다. 내항가호안은 내항2공구 개발이 거의 완료되는 시기까지 유지될 예정이므로 2공구 개발에 따른 내측 조차와 내·외측 수위차의 변화를 정확하게 예측하는 것은 내항가호안 제체 안전에 매우 중요하다. 이 연구의 목적은 장래 개발단계별 변화 예측에 앞서, 관측이 이루어진 2개월간의 실시간 내측 조석과 내·외측 수위차 시계열을 Delft3D-Flow를 이용하여 기 구축된 아산만 수치모델에서 재현하는 것이다. 내항가호안 제체 통과 유량은 내·외측 수위차에 비례하는 것으로 가정하고, 수위차 - 유량 관계식을 도출하였다. 수위차는 평택 조위관측소와 내항2공구 수역의 1분 간격 관측 조위로부터 산출하였고, 제체 통과 유량은 내측 조위(z, 평택항 DL 기준, m) - 수용적(V, 10⁶m³) 관계식으로 계산하였다. 내측 조위 - 수용적 관계식은 수심측량 성과로부터 V = 0.28z² + 3.73z + 2.96 (r²=1.00)으로 얻어졌다. 다양한 함수식의 적합성을 검토한 결과, 다음과 같은 수위차(𝚫z, m) - 제체 통과 유량(Q, m³/s) 관계식을 도출하였다. [내항가호안 내측으로 유입시] $Q_{IN}=\{\begin{array}{lll}{\exp}\{0.54\;{\ln}({\Delta}z)+6.00\}&&\text{; }{\Delta}z{\leq}1.8\\219.82{\Delta}z+158.56&&\text{; }{\Delta}z>1.8\end{array}\;\;(r^2=0.86)$ [내항가호안 외측으로 유출시] Q_OUT = -exp{0.44 ln(-𝚫z) + 5.70} (r²=0.59) 매 𝚫t 마다 제체 통과 유량을 계산하는 알고리즘을 Delft3D 소스 코드에 추가하고, 8개 분조 합성조석(M₂, S₂, K₁, O₁, N₂, K₂, P₁, Q₁)을 외력조건으로 설정하여 2개월간 조석 수치모델링을 수행하였다. 내항2공구 수역의 매 시별 조위 관측치와 모델치를 비교한 결과, 오차는 -0.37~0.37m의 범위이고, 오차 평균은 0.02m, 절대오차 평균은 0.08m로 상당히 정확하게 실시간 조위 변동을 모의하였다. 보정·검정된 이 모델을 이용하여 향후 내항2공구 개발에 따른 내측 조석과 내·외측 수위차 변화에 대한 예측모의를 진행할 예정이다.

• 한국해양학회지:바다
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• 제15권4호
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• pp.192-202
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• 2010

해저지하수 유출은 최근 전 지구적인 혹은 지역적인 규모에서 육상의 담수, 영양염류 및 다른 용존 화학원소들을 해양으로 공급하는 중요한 역할을 담당하는 것으로 밝혀지고 있다. 특히, 해저를 통한 육상 담지하수의 해양으로의 유출은 해양환경학적 측면뿐만 아니라 미래 수자원 확보측면에서 매우 중요한 의미를 가진다. 일반적으로 해저를 통한 담지하수 유출은 전 세계 연안해역에서 일어나고 있으며, 그 양은 지역 또는 측정 방법에 따라 강물 유출량의 0.01-17% 범위인 것으로 보고되고 있다. 본 연구에서 조사 및 계산된 한반도 주변 해저 담지하수의 유출량은 제주도, 영일만, 마산만, 여자만 지역에서 주변 강물 유출량의 약 50%, 57%, 89%, 420%로 다른 나라의 연안 해역에 비해 상당히 양이 많고 지역적으로 큰 차이를 보였다. 하지만, 본 연구에서 이용한 담지하수 유출량 계산 방법은 연안해역에서의 기초적인 물수지 방법을 이용한 것으로, 보다 정확한 담지하수 유출량 평가를 위해서는 앞으로 연안해역에서 물수지에 영향을 미치는 여러가지 요인들(강수량, 조석, 증발, 물의 체류시간 등)의 시공간적 변화에 대한 지속적인 모니터링이 필요하다. 또한, 여전히 해저 담지하수 유출량을 평가하는데 있어서 방법적인 문제가 많이 제기되고 있는 만큼, 수리역학적인 방법 및 seepage meter를 이용한 실제측정 등을 통한 상호비교가 요구된다.

• 한국해안·해양공학회논문집
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• 제25권2호
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• pp.63-75
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• 2013

평택 당진항 내항 2공구 수역은 3개의 투수성 호안으로, 그리고 내항 2공구 동측의 투기장 수역은 2개의 투수성 호안으로 둘러싸여 있다. 2010년 5월에 관측된 내항 2공구 외곽호안 내측 수역과 내항 2공구 투기장 내측 수역의 최대조차는 각각 4.70 m와 2.32 m로서, 동시에 호안 외측에서 관측된 최대조차 8.74 m의 54%와 27%에 달한다. 호안 내 외수위차와 내측 수용적 변화율간의 회귀식을 도출하고, 이 식을 이용하여 투수성 호안의 해수 유통량을 매 계산시간마다 산정하는 모듈을 EFDC 모델에 추가하여 아산만의 3차원 해수유동 수치모형을 구축하였다. 2010년 5월 13~27일의 모의기간에 대하여 주요 5개 분조($M_2$, $S_2$, $K_1$, $O_1$, $N_2$)의 합성조석과 아산, 삽교, 남양, 석문방조제의 담수방류량을 실시간으로 입력하여 해수유동을 모의하였다. 2공구 내측과 2공구 투기장 내측에서 평균고조위, 평균해면과 평균저조위의 실측치에 대한 모델치의 skill score는 96~100%로서 매우 양호한 재현율을 보인다. 투수성 호안의 해수유통을 차단한 모의결과와 비교하면, 최강유속은 주수로를 따라 0.05~0.10 m/s 증가하고, 2공구 외곽호안 외측에서 국지적으로 0.1~0.2 m/s 증가한다. 해저면 전단응력은 유속이 강한 주수로에서 0.1~0.4 $N/m_2$의 범위로 증가하고, 2공구 외곽호안 우각부 주변에서 국지적으로 0.4 $N/m_2$ 이상 증가한다. 본 연구에서 적용한 투수성 호안의 해수유통 모의기법은 대규모 투수성 호안이 유지되는 해역에서 물질의 이류 확산과 해저지형의 침식 퇴적 및 호안 주변의 국부 세굴 등을 모의 예측하는데 유용하게 적용될 수 있다.

• 자원ㆍ환경경제연구
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• 제27권2호
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• pp.233-260
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• 2018

서해안은 세계 3대 갯벌로 알려져 있으나 간척사업과 산업단지 조성으로 지속적인 갯벌 생태계의 파괴가 발생했던 공간이다. 본 연구에서는 서해안 갯벌 중에서 서천갯벌이 제공하는 주요 생태계서비스를 대상으로 그 보전 정책에 대한 시민들이 느끼는 경제가치를 선택실험을 사용하여 추정하였다. 갯벌이 주는 혜택은 생태계서비스 가치평가를 바탕으로 건강한 갯벌서식처에서 볼 수 있는 (1) 철새 개체수(생물다양성 및 문화서비스), (2) 어패류 생산량(서식지 및 조절서비스), (3) 관광활동 규모 (문화서비스), (4) 지역공동체를 유지하는 어촌 가구 수(문화서비스)로 구분하였다. 분석 결과에 의하면 국민 일반은 서천갯벌 1,200ha를 현재 수준으로 보전하는데 있어서 2015년 기준 총 1조777억 원의 편익(단위면적당 9.0억 원/ha)을 현재가치로 누리고 있다. 갯벌의 보전에 의한 편익이 미래세대 까지 영원이 보장되는 것이라고 가정하여 환산한 연간 가치는 646.6억 원/년으로 단위면적당 53.9백만 원/ha/년에 해당한다. 국민 일반은 서천갯벌 어촌에서 거주하는 1천 가구 전체가 생업을 유지하도록 하는데 1인당 평균 1만1천 원, 연간 5만명의 관광활동을 추가 적으로 제공하는데 6천 원, 철새 9만 개체 서식처 유지에 9천 원의 지불 의사액을 가진 것으로 추정되었다. 한편, 서천의 응답자들은 철새 보전을 제외한 다른 속성 변화에는 민감하지 않은 반면, 군산의 응답자들은 철새와 어촌 가구의 보전에 대해서는 상대적으로 낮은 지불의사액을 보여주었지만 관광활동 유지에 대해서는 국민일반과 유사한 선호도를 보여 주었다. 이러한 지역적 특색은 갯벌에서 특정 생태계서비스의 국가적 관리와 활용에 있어서 보상제도 혹은 지불제도와 같은 경제적 유인제도의 적극적 도입이 필요한 이유가 된다고 하겠다.