• 한국해양학회지
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• v.29 no.2
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• pp.95-106
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• 1994

Tidal and wind-driven currents in Chinhae Bay are investigated using a three-dimensional numerical model developed by Kim et al. (1993). The simulations indicate that the flow patterns in the bay are predominated by the bathymetry, wind and river inflow, and the effects of wind on the flow pattern in the inner bay are much stronger than those in the entrance channel. Computed tidal currents coincide with the field measurements. The horizontal and vertical velocities of tidal and residual currents are strong in the entrance channel of the bay, whereas the velocities are relatively weak in the western and northern parts of the bay. Computed velocity fields show the expected phase difference between the velocities in the surface and those in the bottom layer, and these characteristics are more remarkable during the spring tide than the neap tide. The surface currents in the bay depend strongly on the wind and river inflow, and such phenomena are more remarkable during the neap tide than the spring tide.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2016.05a
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• pp.101-101
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• 2016

하천원격탐사는 원격탐사의 하위 개념으로서 계측하고자 하는 대상인 하천이나 호소 수체에서 발생하는 빛의 반사, 복사 또는 방출되는 양을 획득하고 분석하여 수리량, 지형 등 하천 조사에 활용하는 기법이다. 일반적으로 원격탐사는 주로 위성영상 자료를 활용하여 수행되어 자료취득비용이 고가이고 해외 위성자료에 의존하여 시공간적인 해상도가 매우 낮아 유역에 비해 공간적인 규모가 작고 변동 시간이 짧은 하천에 적용하는 데 한계가 있어 왔다. 또한, 단순한 사진촬영으로 도출할 수 있는 정보에 한계가 있고 자료를 저장 및 분석할 수 있는 기법도 부족하여 하천조사에 원격탐사를 활용한 사례가 드물었다. 그러나, 최근 드론과 같은 운반체 기술이 획기적으로 개선되고 있고 다양한 영상촬영장비의 개발과 IT기술의 발전으로 인해 위성영상에 비해 시공간적 해상도가 매우 정밀한 자료를 저렴한 비용으로 획득 가능해졌다. 또한, 매우 조밀한 파장대로 세분된 빛의 세기를 측정할 수 있는 초분광 영상을 이용한 원격탐사기법도 하천과 같은 좁은 영역에 적용이 가능해졌다. 초분광영상은 가시광선 외에 자외선과 적외선 영역에 해당하는 반사광을 200개 이상의 조밀한 파장대로 나누어 측정할 수 있어 수리량, 하상, 식생 등 하천 수체와 관련된 정보를 조사할 가능성이 증가하였다. 본 연구에서는 하천 수체에서 취득한 초분광 영상을 이용하여 하천특성과의 상관관계를 규명하고 이를 통해 초분광 영상 기반의 하천특성 계측 기법을 개발하고자 하였다. 드론과 같은 항공영상에 적용하기 전에, 우선 지상에서 측정된 초분광 영상과 하상재료 및 수심과의 상관관계를 규명하여 초분광 영상의 하천조사로의 사용 가능성을 점검해 보았다. 폭 10m, 수심 1m의 저수심의 소하천에 적용한 결과, 초분광 영상의 표준화 및 패턴 분석을 통해 수중에 위치한 하상재료를 구분할 수 있었고 주성분분석 등을 통해 수심과 상관성도 일부 도출되어 하천조사에 초분광영상이 활용될 수 있음을 확인하였다.

• Journal of Korean Society of Coastal and Ocean Engineers
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• v.31 no.3
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• pp.146-157
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• 2019

Recently, the importance of highly accurate bathymetric data is greatly emphasized by the increased use of the ocean numerical models and research results in major areas such as ocean forecasting and natural disaster. There are domestic bathymetric data mainly used in ocean numerical models of Choi et al.(2002) and Seo (2008), but the production year is old and the data was created on the basis of nautical charts. Nautical charts are made for the purpose of navigation and based on the minimum depth from bathymetric data, so there is a limitation to reproduce the actual submarine topography. Korea Hydrographic and Oceanographic Agency (KHOA) produces nautical charts every year through continuous bathymetric survey, but no bathymetric data for numerical models have been produced. In this study, using the raw bathymetric survey data, we built an exclusive bathymetric dataset (BADA Ver.1) for ocean numerical models and compared it with published bathymetric data.

• Journal of Coastal Disaster Prevention
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• v.4 no.1
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• pp.7-19
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• 2017

In this study, waves and currents observed by acoustic AWAC, VECTOR and Aquadopp Profiler in Anmok coastal waters were analysed to account for the variability of wave and current and to understand the mechanism of sediment transport generated by wave-induced current in the surf-zone. The monthly variation of wave and residual currents were analysed and processed with long-term observed AWAC data at station W1, located at the water depth of about 18m measured during from February 2015 to September 2016. Wave-induced currents were also analysed with intensive field measurements such as wave, current, suspended sediment, and bathymetry data observed at the surf-zone during in winter and summer. The statistical result of wave data shows that high waves coming from NNE and NE in winter (DEC-FEB) are dominant due to strong winds from NE. But in the other season waves coming from NE and ENE are prevalent due to the seasonal winds from E and SE. The residual currents with southeastern direction parallel to the shoreline are dominant throughout a year except in winter showing in opposite direction. The speed of ebb-dominant southeastern residual currents decreasing from surface to the bottom is strong in summer and fall but weak in winter and spring. By analysing wave-induced current, we found that cross-shore current were generated by swell waves mainly in winter with incoming wave direction about $45^{\circ}$ normal to the shoreline. Depending on the direction of incoming waves, longshore currents in the surf-zone were separated to southeastern and northwestern flows in winter and summer respectively. The variation of observed currents near crescentic bars in the surf-zone shows different direction of longshore and cross-shore currents depending on incoming waves implying to the reason of beach erosion generating the beach cusp and sandbar migration during high waves at Anmok.

• Journal of Korean Society of Coastal and Ocean Engineers
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• v.34 no.6
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• pp.188-197
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• 2022

We develop a coastal wave forecasting system by using the unstructured grid based on sea wind data of Global Data Assimilation and Prediction System. The verification is performed to examine the performance and accuracy of the wave model. Since the conventional grid has limited wave forecasting on complex coastlines and bathymetry, the unstructured grid system is applied for precise numerical simulation, and applicability for operational support is evaluated. Both grid systems show similar prediction trends in offshore and coastal areas, and the difference in prediction errors according to the grid system is not large. In addition, the applicability of the operational wave forecasting system is confirmed by dramatically reducing the model execution time of the unstructured grid under the same conditions.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2023.05a
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• pp.54-54
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• 2023

하천유역조사는 관련 법률의 규정에 의해 물관리정책의 수립에 필요한 기초정보를 제공하는 것을 목적으로 기본현황, 이수, 치수 환경생태 등 유역관리에 필요한 주요 조사항목을 대상으로 수행되고 있다. 조사방법 중 원격탐사자료 활용한 조사는 드론 모니터링 영상 및 위성영상자료를 이용해 댐·제방과 같은 치수 시설물의 안전관리, 수질 모니터링, 하천지형조사, 하상변동조사 등에 활용되고 있다. 최근에는 일반 RGB 영상뿐만 아니라 수백개의 분광밴드를 포함한 초분광영상을 이용한 하천조사 연구가 이루어지고 있다. 초분광영상은 분광해상도가 높아 다항목 조사에 활용할 수 있다는 장점이 있지만, 많은 양의 분광정보를 포함하고 있기 때문에 초기 수집 자료의 용량이 너무 크고, 분석을 위한 전처리 과정이 까다롭다는 단점이 있다. 반면, 10개 이하 밴드의 분광정보를 수집하는 다분광영상은 2개 밴드를 이용해 정규식생지수(NDVI)를 즉각적으로 모니터링할 수 있고, 작물의 생육현황 등을 분석할 수 있어 농업 및 산림분야에서 널리 활용되고 있다. 초분광영상을 이용한 수심산정 연구는 최적 밴드비 탐색 기법(OBRA)을 활용해 측정수심과 상관관계가 높은 밴드비를 이용해 수심맵을 구축하는 방식이 활용되어왔다. 본 연구에서는 기존의 초분광영상을 활용한 수심산정기법을 다분광영상에 적용하여 분광밴드수가 축소된(경량화된) 자료를 활용한 수심산정 가능성을 확인하기 위해 동일한 현장에서 초분광과 다분광 두가지 영상을 촬영하였으며, 각각 수심맵을 구축해 하천분야에서 다분광영상의 활용도를 평가하였다. 또한, 기존의 OBRA의 한계를 개선하기 위해 가우시안 혼합 모델(GMM; Gaussian Mixture Model)을 활용해 영상을 군집화하여 수심산정 정확도를 개선하였다.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2020.06a
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• pp.232-232
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• 2020

하천기본계획 수립이나 생태하천 조성사업 등 다양한 하천사업에서 하천측량은 대상 하천의 지형 현황과 과거 사업이후의 변화량을 확인할 수 있는 중요한 요소이다. 국내 측량 기준인 공공측량작업규정(국토지리정보원)에서 하천 측량은 육지부에서는 횡단측량을 수부에서는 수심측량을 실시하고 수심측량은 음향측심기 사용을 원칙으로 한다. 국내 대부분의 수심측량은 단빔 음향측심기를 사용하고 있는 실정이며 일부 수심 확보 구간 또는 연구목적으로 멀티빔 음향측심기를 적용한 사례가 일부 보고된 바가 있다. 최근 수심측정이 가능한 항공수심측량(Airbone LiDAR Bathymetry) 장비 중 핵심계측기기인 Green LiDAR 센서 국산화 및 경량화에 관한 연구가 진행중이다. 이에 본 연구는 국내 하천 여건에서 개발 센서가 어느 정도의 활용성을 확보할 수 있는지를 검토하였다. 우선 환경부가 운영중인 수질자동측정망 71개 지점의 정기측정성과 중 탁도에 관한 일자료를 확보가 가능한 45개 지점을 대상으로 G-LiDAR 센서의 SD(Secchi Depth)를 기준으로 가용계측일을 산정해 보았다. 분석기간은 '12. 7.부터 '19.12.까지이며 분석기간중 SD 1.5m(1.94 NTU 추정) 기준을 만족하는 기간은 한강 2.07년, 낙동강 0.64년, 금강 2.21년, 영산강 2.71년으로 나타났다. 또한 지점별 가용기간 분석결과 분석기간인 7.33년 동안 탁도 기준이하인 운영 가능 기간은 연중 평균 80여일(2.74개월)로 나타나 제한적이나마 활용이 가능할 것으로 확인되었다. 향후 현장조사를 통해 공공측량 성과와 대상수계의 탁도 실측자료와의 연계분석을 통해 정확한 활용성 검토를 수행할 예정이다. 향후 적용 센서의 개발 성능목표를 달성한다면 하천내의 다양한 분야에서 활용이 가능할 것으로 기대된다.

• KSCE Journal of Civil and Environmental Engineering Research
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• v.29 no.2B
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• pp.121-129
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• 2009

In this study, dam-break flows are simulated numerically by using an efficient and accurate Cartesian cut-cell mesh system. In the system, most of the computational domain is discretized by the Cartesian mesh, while peculiar grids are done by a cutcell mesh system. The governing equations are then solved by the finite volume method. An HLLC approximate Riemann solver and TVD-WAF method are employed to calculation of advection flux of the shallow-water equations. To validate the numerical model, the model is applied to some problems such as a steady flow convergence on an ideal bed, a steady flow over an irregular bathymetry, and a rectangular tank problem. The present model is finally applied to a simulation of dam-break flow on an experimental channel. The predicted water surface elevations are compared with available laboratory measurements. A very reasonable agreement is observed.

• The Journal of the Acoustical Society of Korea
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• v.43 no.4
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• pp.455-465
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• 2024

In shallow water, the array invariant, known as the effective range estimation method, is developed based on the broadband dispersion characteristics in an ideal waveguide, which can be summarized by the waveguide invariant. It is robust enough to estimate both the array tilt and range simultaneously, even in situations where array tilt exists. Recently, it has been extended to fully consider the angle dependence of the waveguide invariant. However, applying the array invariant in range-dependent environments instead of range-independent environments can lead to range estimation errors due to bathymetry mismatch. In this paper, we interpret such range estimation errors by introducing the concept of effective range. Through numerical simulations and experimental data in a weakly range-dependent environment, we demonstrate the relationship between range estimation errors and effective range.

• The Journal of the Acoustical Society of Korea
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• v.43 no.4
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• pp.466-475
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• 2024

Matched-Field Processing (MFP) is a model-based approach that requires accurate knowledge of the ocean environment and array geometry (e.g., array tilt) to localize underwater acoustic sources. Consequently, it is inherently sensitive to model mismatches. In contrast, the waveguide invariant-based approach (also known as array invariant) offers a simple and robust means for source-range estimation in shallow waters. This approach solely exploits the beam angles and travel times of multiple arrivals separated in the beam-time domain, requiring no modeling of the acoustic fields, unlike MFP. This paper extends the waveguide invariant-based approach to shallow water environments featuring a shallow pit, where the waveguide invariant is not defined due to the complex bathymetry. An in-depth performance analysis is conducted using experimental data and numerical simulations.