• Fisheries and Aquatic Sciences
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• 제14권4호
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• pp.421-428
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• 2011

We conducted modeling experiments to evaluate the residence times and exchange rates of seawater in Gamak Bay, located on the southern coast of the Korean Peninsula. The results revealed that pollutants are more quickly dispersed in a fixed grid rather than in a variable grid system. Pollutant concentrations decayed exponentially with time after release near the mouth of the bay, whereas no exponential variations were seen at the northwest end of the bay. The mean exchange rate of the seawater was 1.58% per day in the variable grid system, and the residence time of pollutants was greater than 288 days in Gamak Bay. Conversely, the exchange rate of seawater in Gamak Bay, as revealed by the particle tracking method, was 65% over a 50-day simulation. The results suggest that the seawater exchange in Gamak Bay is so low that pollutants are likely to remain in the bay indefinitely.

• 한국해양환경ㆍ에너지학회지
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• 제13권3호
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• pp.206-215
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• 2010

주문진항의 해수교환율을 증대시킬 목적으로 기존의 해수교환방파제에 원거리 방류가 가능하도록 다기수로를 설치하였다. 원거리 방류가 가능한 해수교환시스템의 성능을 평가하기 위해서 총 4개의 CASE를 선정하여 수리모형 실험과 수치모형실험을 실시하였고, 항내수역의 해수순환 양상과 해수교환율을 비교 및 분석하였다. 실험결과 기존의 해수교환방파제(CASE 1)를 통하여 유입된 해수는 정체수역의 발생으로 전체 해수교환율이 48%로 측정되었다. 반면, 원거리 방류가 가능한 해수교환시스템은 해수순환이 원활하지 않은 정체수역까지 외해수를 전달하여 CASE 2, CASE 3, 그리고 CASE 4의 경우 전체 해수교환율은 CASE 1에 비교하여 각각 19%, 15%, 그리고 17%가 향상되었다.

• 한국방재학회:학술대회논문집
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• 한국방재학회 2008년도 정기총회 및 학술발표대회
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• pp.237-240
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• 2008

Numerical Analysis for exchanging seawater experiment is carried out in Do-Jang fish port. The change of tidal velocity and water level is derived by the two-dimensional nonlinear shallow-water numerical model. To calculate exchange rate of seawater with the change of tidal velocity and water level, a two-dimensional numerical model is employed which governing equations are Fokker-Plank equations. The calculated exchange rates of each time are described in tables and figures.

• 한국해양환경ㆍ에너지학회지
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• 제19권1호
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• pp.74-85
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• 2016

진해만의 소규모 내만인 당항포만, 당동만, 원문만, 고현성만, 마산만에서의 해수교환율 평가를 위하여 EFDC 모델을 이용해 진해만 전체의 해수유동을 재현하고, 라그랑지(입자추적) 및 오일러(염료확산) 모델기법을 병행하여 해수교환율을 각각 산정하였다. 그 결과 입자추적 방법으로 산정한 해수교환율은 당항포만에서 60.84%로 가장 높고, 마산만에서 30.50%로 가장 낮게 평가되었고, 염료확산 방법으로 산정한 해수교환율은 당항포만에서 45.40%로 가장 높고, 마산만에서 34.65%로 가장 낮게 평가되었다. 당항포만에서 해수교환율이 가장 좋은 이유는 좁은 만 입구로 인한 유속의 가속화 때문이며, 입자추적 방법의 경우 입자가 빠져나갔다가 다시 들어오기 힘든 형태적 특성 때문으로 판단되었다. 한편, 라그랑지 입자의 경우 낙조류에 의해 만을 빠져나갔다가 창조류에 의해 다시 유입될 때 온전한 입자가 그대로 유입하지만, 염료의 경우에는 만을 빠져나간 후 다시 유입하더라도 외해수에 의해 희석되어 유입하기 때문에 염료확산 방법으로 산정한 해수교환율이 전반적으로 더 높게 나타나는 경향을 보였고, 두 가지 방법에 의해 산정된 해수교환율은 같은 조건에서 비교하더라도 상대적으로 전혀 다르게 나타났다. 따라서, 해수교환율을 평가할 때에는 이 두 가지 방법을 병행하거나, 연구의 목적 및 해역의 특성을 충분히 고려하여 모델링 기법을 선정해야만 보다 합리적인 결과를 얻을 수 있을 것으로 판단된다. 한편, 폐쇄도 지수와 라그랑지 및 오일러 방법으로 산정한 해수교환율을 비교한 결과, 폐쇄도 지수가 높을수록 수치모형 기법에 상관없이 해수교환율이 높게 나타났다. 따라서, 폐쇄도 지수가 만의 폐쇄성을 지시하는 지수로 사용하기에 적합하지 않고 수정 및 보완이 필요하다고 판단되었다.

• 한국해양환경ㆍ에너지학회지
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• 제15권2호
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• pp.101-110
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• 2012

가막만 두 개의 만구에서의 수온·염분변화 및 해수교환특성을 이해하기 위하여, 하계 및 동계에 수온 염분 및 흐름을 15일간 동시 관측하였다. 현장조사결과, 흐름은 바람과 비교적 밀접한 상관관계를 가지고 있었고, 또한, 상관분석결과 수온은 조석보다는 기온의 영향을 더 크게 받고 있는 것으로 나타났다. 특히, 수온은 남쪽만구의 얕은 수심으로 인하여, 동쪽만구보다 계절에 따라 더 민감한 반응을 보였다. 염분의 농도변화에 기초한 해수교환율은 하계에 동쪽만구에서 0.5~29.9%(평균 11.6%), 남쪽만구에서 1.3~62.6%(평균 18.6%)로 각각 나타났다. 반면, 동계의 해수 교환율은 동쪽만구에서 0.3~28.5%(평균 8.9%), 남쪽만구에서 0.1~97.9%(평균 31.2%)로 각각 나타났다. 따라서, 가막만의 해수교환율은 남쪽만구가 동쪽만구에 비해 약 3배정도 더 높았고, 하계에는 동쪽만구, 그리고 동계에는 남쪽 만구의 해수교환율이 각각 타 계절에 비해 증가하는 것으로 나타났다. 이 결과는 계절에 따른 풍향변화가 가막만의 해수교환율에 영향을 미치고 있음을 반증하였다.

• 한국농공학회논문집
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• 제51권6호
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• pp.53-62
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• 2009

The EFDC (Environmental Fluid Dynamics Code), a numerical model for simulating three-dimensional (3D) flow, transport, and biogeochemical processes in surface water systems including rivers, reservoirs, and estuaries, was applied to assess the effect of sea water and fresh water exchange rates ($Q_e$) on the mixing characteristics of a conservative pollutant (tracer) induced from upstreams and salinity in Saemangeum Lake, Korea. The lake has been closed by a 33 km estuary embankment since last April of 2006, and now seawater enters the lake partially through two sluice gates (Sinsi and Garyuk), which is driving the changes of hydrodynamic and water quality properties of the lake. The EFDC was constructed and calibrated with surveyed bathymetry data and field data including water level, temperature, and salinity in 2008. The model showed good agreement with the field data and adequately replicated the spatial and temporal variations of the variables. The validated model was applied to simulated the tracer and salinity with two different gate operation scenarios: RUN-1 and RUN-2. RUN-1 is the case of real operation condition ($Q_e=25,000,000\;m^3$) of 2008, while RUN-2 assumed full open of Sinsi gate to increase $Q_e$ by $120,000,000\;m^3$. Statistical analysis of the simulation results indicate that mixing characteristics of pollutants from upstream can be significantly affected by the amount of $Q_e$.

• Ocean and Polar Research
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• 제25권spc3호
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• pp.393-397
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• 2003

The seawater exchange breakwaters can be effectively employed to conserve or enhance the water quality inside harbors by transmitting the exterior water into the harbor. In the present study, three shapes of the breakwater, that is, the flow conduit embedded type, the wave chamber type and the oscillating water channel type are compared far their water exchanging capability through regular wave experiments. The results show that the net influx of water appears differently depending on wave period for each breakwater type. The net influx of the wave chamber type is much greater than that of the flow conduit embedded type. It is also ascertained that the influx of the oscillating water channel type can be greatly enhanced by attaining the resonance condition inside the channel at the wave periods frequently occurring at the fields where the breakwaters are to be installed.

• 한국방재학회:학술대회논문집
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• 한국방재학회 2007년도 정기총회 및 학술발표대회
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• pp.159-162
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• 2007

The numerical efforts are presented for investigation of irregular waves passing a slit cassion and a warock block breakwater. In the numerical model, the Reynolds equations are solved by a finite difference method and $k-\varepsilon$ model is employed for the turbulence analysis. To track the free surface displacement, the volume of fluid method(VOF) is employed. Numerical predictions of reflection and transmission coefficients are compared with those of the warock block breakwater with the slit caisson. Energy dissipation and seawater exchange rates of the slit caisson are better than those of the warock block breakwater.

• 한국해안해양공학회:학술대회논문집
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• 한국해안해양공학회 2003년도 한국해안해양공학발표논문집
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• pp.298-302
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• 2003

재래식 방파제를 설치하여 조성한 항내 수역은 항내ㆍ외로 해수유통이 원활하게 일어나지 않는 폐쇄성 수역이 될 수가 있다. 이런 수역에 항내의 자정능력을 초과하는 오염원이 유입되면 수질이 악화되어 항내수는 사용하지 못하게 될 뿐 아니라 항 전체가 오염되어 주민들의 폐적한 생활공간이 훼손되며, 주민의 보건도 악영향을 받는다. 이를 해결할 수 있는 1차적인 방안은 항내로의 오염원을 줄여 나가며 바닥에 가라앉은 오염물을 준설하는 것이고, 2차적으로 해수유통을 원활하게 할 수 있는 해수교환시설을 설치하는 것이다. (중략)

• 대한환경공학회지
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• 제30권4호
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• pp.385-392
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• 2008

본 연구에서는 해수침투를 방지하기 위해 실험실에서 제조한 하수 방류수를 이용하였으며, 각각의 함양 및 양수 조건에 따른 해수침투 진행 과정을 지표미생물인 Escherichia coli와 Enterococcus faecalis를 이용하여 평가하였다. 해수침투의 대표적인 화학적 지표인자인 Cl$^-$와 Ca$^{2+}$, Mg$^{2+}$ 및 비전도도값 등은 해수에 의해 인공 대수층내의 지질매체와 양이온간의 이온 교환이 발생되는 수조 내에서 동시에 분석되었다. 지표 생물로 이용된 Escherichia coli와 Enterococcus faecalis 모두 해수침투에 따라 증가하는 염분 농도에 민감하게 반응하였으며, Enterococcus faecalis의 경우 Escherichia coli 보다 염분 농도에 더 큰 저항을 보였다. 시간에 따른 Enterococcus faecalis / Escherichia coli 값은 함양과 양수가 10 mL/min으로 동일할 경우에는 E. coli 초기 주입 농도가 90% 이상의 사멸을 보이는 18시간 이후에 50$\sim$100배 이상으로 증가하였다. 그러나 함양과 양수가 5 mL/min의 경우에는 E. coli의 완만한 사멸율로 인해 운전 시간 내내 2.5$\sim$5.0 사이의 일정한 비를 유지하였다. 또한 본 연구에서 분석된 염소 이온과 비전도도, Ca$^{2+}$ 및 Mg$^{2+}$농도는 서로간에 0.9 이상의 높은 상관관계를 나타내었으며, 인공 해수가 인공 대수층내로 침투되면서 일어나는 양이온 교환 반응의 진행 여부는 음의 $\Delta$Na, $\Delta$Mg값과 양의 $\Delta$Ca의 관측을 통해 효과적으로 확인할 수 있었다.