Analysis on the Pollutant Load Changes due to Rainfall in Daecheoncheon

안유역으로 유입되는 소하천의 유량 및 오염물질의 농도는 유역의 기상상태(강우량 및 증발량), 토지피복도, 인공구조물의 운영규칙 등에 의하여 변화한다. 특히, 강우에 의한 오염부하량 변화는 평상시의 오염부하량에 비하여 그 변화량이 매우 크기 때문에 평상시의 측정간격으로는 보다 정확한 오염부하량 산정에 한계가 있다. 따라서, 본 연구에서는 충청남도 보령시를 관통하는 대천천을 대상으로 강우에 의한 오염부하량 변화를 연속적으로 측정하였다. 대천천은 상류지역에 청천저수지가 형성되어 있으며, 보령시내를 관통하는 과정에서 도시 오염물질이 유입되는 양상을 보이고 있으며, 천수만 입구지역으로 유입되는 지방하천이다. 유역오염부하량 계산에 필요한 유량은 보(weir)에서 측정한 수위자료를 이용하여 환산하였으며, 수온, 탁도 및 염도는 OBS-3A 장비를 이용하여 연속측정하였다. 또한, 영양염류의 오염물질 농도는 30분 간격으로 채수하여 분석하였다. 분석결과, 오염물질 항목에 따라 시간에 따른 오염부하량 변화양상이 매우 상이하게 나타났으며, 변화 폭도 매우 크게 나타나서 강우시의 오염부하량을 추정하기 위해서는 1시간 간격 이내의 관측자료를 이용하여 추정하는 방법이 타당한 것으로 파악되었다.2

Development of the Inter-tidal Exposure Duration Formulae Using Tidal Harmonic Constants

조간대 저서생물들의 서식환경을 결정하는 중요한 인자 중의 하나인 노출시간을 추정하는 공식을 개발하였다. 이 공식은 기존의 1시간 간격, 1년 기간 조위자료를 이용하여 노출시간을 추정하는 방법과는 달리 대부분 연안의 기본 조석 정보에 해당하는 주요 4분조 조화상수들을 이용하여 노출시간을 간단하게 계산할 수 있다. 서해안의 관측 조위자료를 이용한 노출시간과 본 연구에서 개발한 공식에 의한 추정결과를 비교한 결과 RMS 오차는 0.8-1.4%로 파악되었다. 본 공식은 장기간의 조위자료가 없는 조간대 지역에서 간단하면서도 정확한 노출 시간 및 침수시간 추정에 활용할 수 있다. A new formulae for the estimation of the exposure duration in the inter-tidal zone are developed. The exposure duration is one of the most important factors influencing the habitat distribution of the benthic organisms. The formulae can estimate the exposure duration only using the four major tidal harmonic constants available in almost coastal areas. It is easier than the existing method using the frequency analysis of the hourly tidal elevation data. The estimation results by using the formulae suggested in this study are compared with the value by using the observed tidal elevation data analysis in the west coast, Korea. The mean RMS (root-mean squared) errors ranged form 0.8 to 1.4%. It can be used to simply estimate the accurate exposure duration in the region not having the longterm hourly tidal elevation data.22Nkc

Wave Responses of Buoyant Flap Typed Storm Surge Barriers

지구 온난화 영향에 의한 해수면 상승, 빈번한 대형 태풍의 발생, 태풍과 동반한 고조현상(예: 2003년 9월 12일 제14호 태풍 ‘매미’) 그리고 이들에 의한 연안재해가 빈번히 발생하고 있다. 이러한 고조 발생에 의한 연안역 보호를 위한 대책으로 일본에서는 Ise 태풍(1959) 이후 만 입구의 Nagoya에 착저식 고조방파제, 영국에서는 템즈강에 회전식 수문형식의 고조방파제, 네덜란드에서는 회전식 수문형식의 Maeslant 고조 방파제를 를 설치하였다. 이태리에서는 베네치아 저지대를 보호하기 위한 부유 플랩형 고조방파제를 적용하는 모세프로젝트가 진행되고 있으며, 일본에서는 항만공학기술연구소를 중심으로 직립부상식방파제와 플랩식 고조시설에 관한 연구를 수행하고 현장시험 적용연구를 진행하고 있다. 고조방파제는 만입구 또는 방파제 사이에 설치하여 고조 발생시 항내와 외해를 차단함으로써 외해로 부터 침입하는 쓰나미, 폭풍해일 등을 포함한 장주기 파랑을 차단함을 목적으로 한다. 부유 플랩형 고조방파제는 평상시에는 해저면에 가라 앉혀 두었다가 고조가 발생하면 공기압을 이용하여 부상시켜 만 또는 항을 외해로부터 차단할 수 있도록 고안되었다. 본 연구에서는 이태리 모세프로젝트에 적용한 것과 같은 부유 플랩형 고조방파제를 마산만에 적용할 경우를 대상으로 고조차 및 파랑이 작용할 때의 고조방파제 거동특성을 3차원 유동해석프로그램인 FLOW3D를 이용하여 살펴보았다.2

Estimation and Comparative Analysis on the Distribution Functions of Air and Water Temperatures in Korean Coastal Seas

The distribution shapes of air and water temperatures are basic and essential information, which determine the frequency patterns of their occurrence. It is also very useful to understand the changes in long-term air and water temperatures with respect to climate change. The typical distribution shapes of air and water temperatures cannot be well fitted using widely used/accepted normal distributions because their shapes show multimodal distributions. In this study, Gaussian mixture distributions and kernel distributions are suggested as the more suitable models to fit their distribution shapes. Based on the results, the tail shape exhibits different patterns. The tail is long in higher temperature regions of water temperature distribution and in lower temperature regions of air temperature distribution. These types of shape comparisons can be useful to identify the patterns of long-term air and water temperature changes and the relationship between air and water temperatures. It is nearly impossible to identify change patterns using only mean-temperatures and normal distributions. 기온과 수온의 분포형태는 발생빈도의 양상을 결정하는 기본적이고 필수적인 정보이다. 또한 기후변화에 의한 기온과 수온의 장기변화 양상 파악에 유용하다. 기온과 수온의 전형적인 분포형태는 다수의 첨두(mode)를 가지는 형태로 일반적으로 널리 사용되는 정규분포로 표현하기에는 한계가 있다. 본 연구에서는 Gaussian 혼합함수와 Kernel 분포함수를 보다 기온과 수온의 보다 적합한 분포함수 형태로 제안한다. 제안된 분포함수를 우리나라 연안 기온과 수온자료를 이용하여 추정-평가한 결과, 관측 자료의 분포는 꼬리 영역에서 크게 차이를 보이고 있는 것으로 파악되었다. 높은 수온영역과 낮은 기온 영역에서 꼬리 영역이 길게 나타나고 있다. 또한 본 연구에서 제안한 분포함수 추정 및 비교는 기온과 수온의 상호 변동관계 및 장기적인 변동양상을 파악할 수 있다. 그러나 평균 기온 및 수온 그리고 정규분포 함수 형태로는 이러한 변화 양상의 파악은 크게 제한되고 있다.22Nkc

Pollutants Dischage Modeling in Mankyung and Dongjin Rivers

만경강·동진강 유역의 오염물질 유출모형을 수립·적용하였다. 모형의 입력자료인 유역정보 및 오염원 정보는 GIS도구를 이용하여 추출·분석한 자료를 이용하였으며, 월별 유출량 및 하천의 오염물질 농도 관측자료와 모형의 계산결과를 비교·분석하였다. 분석결과, 유역유출량은 여름철에 약간 과소 추정하고 있으나 전체적인 변화경향은 일치하고 있다. 또한 모형에서 계산된 오염물질 농도는 10년 평균 수질자료와 1999년도 월별 수질자료를 이용하여 비교하였다. 그 결과, 익산천에서는 크게 과소 추정하고 있으나, 전체적으로는 양호한 정도로 일치하고 있는 것으로 파악되었다 익산천에서 과소 추정하는 이유는 오염퇴적물에 의한 국지적 영향으로 사료되며, 오염퇴적물이 수층에 미치는 영향을 규명하기 위해서는 하천의 퇴적물 오염도 관측·분석을 통한 심도깊은 연구가 수행되어야 할 것이다. Pollutants discharge modeling was carried out in the watershed of Mankyung and Dongjin rivers. The watershed and pollutants source information extracted and analysed by the GIS tool was used as the model input parameters. This model was calibrated by comparison of the measured and computed monthly freshwater discharge and water quality(WQ) concentration. The compared WQ data are the ten-year-mean WQ concentration and monthly WQ concentration in 1999. The results show that the watershed runoff is underestimated in summer season, although the seasonal trends are relatively well estimated. The WQ concentrations were also relatively well estimated except Iksancheon. The computed concentration was much lower than the observed concentration in Iksancheon because of the effect of polluted sediment. Thus, the effects of polluted sediment on water column need further study through measuring and analysing the degree of the sediment contamination.33Nkciothe

The Development of 10 kW Class Tidal Power Generator System - Focusing on Fiel Experiments with Pipelines

재생에너지 개발에 대한 관심 증가와 함께 한국의 서해안은 조력발전 후보지로 유리한 지역중 하나이다. 수력발전용 댐과 유사하게 작동하는 방조제를 활용한 조력발전은 장기간의 운영을 거쳐 조력발전을 대표하는 방식이지만, 생태계 변화, 재생산, 수괴 변화 그리고 수문학적 영향으로 조력발전 사업 추진이 지연되거나 중단되고 있다. 방조제를 활용한 조력발전시 발생하는 고가 건설비용 및 환경비용 문제를 절감하기 위하여 본 연구에서는 방조제가이미 설치되어 있는 해역에 적용가능한 조력발전 장치의 개발 및 성능 검증을 위하여 현장실험을 실시하였다. 2개의수조 및 관수로, 개수로, 그리고 수차 및 발전기를 이용하여 5종류의 실험을 수행한 결과, 10 kW 이상의 출력과 효율 60% 이상이 가능한 발전시스템 개발 가능성을 확인하였다. 이러한 연구결과는 서해안의 기존 방조제를 활용하여소규모 조력발전에 활용할 수 있다. Along with the growing interest in renewable energy development, Korea’s west coast is one of the favorable regions for tidal power. Tidal power using tidal barrages that work like hydroelectric dams is a representative method of tidal power through long-term operation, but the promotion of tidal power projects is being delayed or stopped due to impacts on ecological changes, reproduction, water column processes and hydrology. In order to reduce the high construction cost and environmental cost problems caused by tidal power using tidal barrages, in this study, field experiments were conducted to develop and verify the performance of tidal power generation devices applicable to sea areas where dykes are already installed. As a result of conducting five cases of experiments using two water tanks, pipe lines, open channels, and water turbine and generator, the possibility of developing a power generation system capable of generating more than 10 kW output and more than 60% efficiency were confirmed. The results of this study can be used for small-scale tidal power by utilizing the existing dykes of the west coast.22Nkc

Parameter Estimation of the Water Quality Model using the Inverse Theory

수질모형의 매개변수는 현장 관측이 매우 곤란하므로, 현장에서 측정이 비교적 용이한 수질항목 농도관측자료와 물질수지방정식을 이용하여 역산문제를 구성하여 최적화 기법을 이용하여 매개벼누를 추정한 기법을 제시하고 현장 관측자료를 이용하여 적용성을 검증하였다.2

Estimation of Frequency Distribution Function of Tidal Elevation Data

우리나라 연안 조위자료의 확률밀도함수(빈도분포함수)로 정규분포 함수 2개를 합한 형태인 쌍봉형 정규분포 함수를 제안하였다. 제안된 함수와 관측자료를 이용한 확률밀도함수와의 적합성을 검토한 결과 매우 우수한 일치를 보이고 있는 것으로 파악되었다.2

Statistical Characteristics of Hourly Tidal Levels around the Korean Peninsula

Representative tidal gauging (TG) stations are selected to cover the tidal characteristics of the Korean peninsula coastal seas, and the statistical parameters of the data are analysed from the perspective of the probability distribution at that TG station. The shape of the distribution in the Incheon and Gunsan TG stations, which are tide-dominated areas, shows two clear modes at HWONT and LWONT in the distributions, and in the Mokpo station, shows an asymmetric double peak distribution. In contrast, the frequency distribution shape shows a smoothed flat peak in the Jeju, Yeosu and Busan TG stations, and a single peak in the Pohang and Sokcho TG stations. The emersion and submersion equations suggested as the 6-parameter Gaussian mixture models in this study are accurate, and well fitted to the observed tidal elevation data. The μ1 , μ2 parameters are highly correlated to the LWONT and HWONT, and the σ1 and σ2 parameters are also closely correlated to the mean tidal range. The μ1 and μ2 parameters coincide with the modes of the suggested probability distribution of the hourly tidal level data. 한반도 연안 주요 조위관측소 조위자료를 선정하여 확률분포 측면에서 분석을 수행함으로써 조위 특성 및 통계적인 매개변수들을 분석하였다. 조석현상이 우세한 인천과 군산 자료의 조위확률 분포는 HWONT와 LWONT에서 2개의 대칭형 첨두형태를 보이고, 목포 자료의 경우 비대칭형 첨두형태를 보이고 있다. 반면에 제주, 여수, 부산 자료의 경우 편평한 첨두형태를 보이고, 포항, 속초 자료의 경우 1개의 첨두형태를 보이고 있다. 본 연구에서 노출과 침수 관계식으로 제안한 6개의 매개변수를 가진 가우스 혼합분포 모형은 정확하고, 관측결과와도 잘 일치하고 있다. μ1 , μ2 매개변수는 LWONT, HWONT와 σ1 , σ2 매개변수는 평균조차와 밀접하다. μ1 , μ2 는 제안한 확률분포의 최빈값에 해당한다.22Nkc