강릉 주문진항 염도, 탁도 및 용존산소 농도 변화양상 분석

조홍연,김창일,이달수,한동준 한국해안,해양공학회 2007 한국해안해양공학회 논문집 Vol.19 No.4

: It was analysed that spatial and temporal change patterns of general water quality constituents were measured monthly from 2002 to 2005 in Jumunjin Harbour. The measured constituents are temperature, salinity, pH, SS and DO. Concentration difference of upper álower layer for general water quality constituents was small. Temperature and DO concentration show the clear difference at temporal concentration change pattern, but SS, pH and salinity have irregular change pattern. Also, water quality improvement effect of seawater exchange facilities and sewage treatment plants is analysed quantitatively using averaged spatial and temporal data set. From this result, it is found that effect of sewage treatment plants is small and seawater exchange facilities at zone 1 and 2 is clear concentration reduction effect to be about 26% and 16%, respectively. After sewage treatment plants operation, DO concentration reduced about 10% at inner zone of Jumunjin Harbour, the other side, after seawater exchange facilities construction, DO concentration increased about 10%. DO concentration at 2005 estimated little than that of 2002, it is concluded that a yearly change of DO concentration has about 10%. 주문진항에서 2002년부터 2005년까지 월별로 관측한 일반 수질항목의 정점별, 계절별 변화 양상을 분석하였다. 분석항목은 수온, 염도, pH, SS, DO 항목이다. 일반수질항목의 상층•하층 변화는 뚜렷한 차이를 보이지 않는 것으로 파악되었다. 반면, 계절별 농도변화는 수온 및 DO 농도는 뚜렷한 변화양상을 보였으나, SS 항목 등은 불규칙한 양상을 보이고 있는 것으로 파악되었다. 또한, 지점별, 월별 자료를 영역별, 연도별로 평균하여 해수교환시설 및 하수종말처리시설의 수질개선효과를 정량적으로 분석하였다. 분석 결과, SS 농도변화는 하수종말 처리시설 가동에 의한 영향이 매우 미미하게 반영되었으며, 해수교환시설에 의한 영향은 영역 1, 2 각각 26%, 16% 정도의 명확한 농도저감효과를 보이고 있는 것으로 파악되었다. 한편, DO 농도는 하수종말 처리시설 가동 후, 주문진항 내부영역에서 10% 내외로 농도가 저하되는 효과를 보였으나, 해수교환시설 건설 후에는 오히려 10% 내외 증가되는 양상을 보이고, 2005년도 DO 농도는 2002년도에 비하여 변화가 없는 것으로 파악되어 10% 내외의 DO 농도변화는 하수처리장 및 해수순환시설 설치효과로 파악하는 것보다는 자연적인 연변화 범위로 판단하는 것이 적절할 것으로 사료된다.

항만 환경자료의 정규분포 적합 검정

조홍연(Hong-Yeon Cho) 한국해안해양공학회 2021 한국해안해양공학회 논문집 Vol.33 No.2

환경자료를 이용한 다양한 통계적인 추정에서 요구되는 정규분포 가정 만족 정도를 파악하기 위하여, KOEM(해양환경공단, Korea Marine Environment Management Corporation) 항만환경 모니터링 자료 3,000세트(관측정점 50, 표층-저층 구분 수질항목 30, 동계-하계 2)를 대상으로 18가지의 방법으로 정규분포 적합도 검정을 수행하고, 각각의 검정방법에 대한 비교 및 평가를 수행하였다. 추가적으로 자료변환 및 이상자료 영향 평가를 위하여 Shapiro-Wilk 방법을 기준 검정방법으로 선택하였다. 선정된 검정 방법을 이용하여 대표적인 정규분포 변환 방법인 Box-Cox 변환 전·후의 정규분포 적합 기각 정도와 Rosner 이상자료 진단방법을 이용한 정규분포 적합 기각 정도를 추정 및 분석하였다. Box-Cox 변환 전·후 정규분포 기각비율은 하나의 수질항목을 기준으로 24-28개 정점에서 3-4개 정도의 정점으로 크게 감소하였으며, 이상자료로 진단된 자료를 제외한 경우에는 Box-Cox 변환 전·후의 기각개수는 6-9개 정도에서 1개 정도로 감소하였다. 따라서 정규분포를 따르지 않는 연안 환경자료를 이용하여 통계적인 추정을 수행하는 경우에는 이상자료 검정 방법과 Box-Cox 변환을 모두 적용할 필요가 있다. Normality test (hereafter NT) is a highly recommended test for statistical estimation because the normality assumption on the data is the basic and essential. NT was carried using the KOEM water quality monitoring data in harbor which are composed of total 3,000 data sets (50 stations, 30 water quality parameters including surface and bottom layers, and two seasons, such as summer and winter). The comparative analysis of the normality are carried out using total 18 methods supported by the R program packages. In addition, the Shapiro-Wilk test method is selected as the references method in this study for the analysis on the data transformation and outliers’s effects in detail. The numbers of normality assumption rejection (NAR) are estimated and compared to these cases, before and after applications of the Box-Cox transformation and Rosner’s outlier test. The NAR numbers are reduced from 24-28 to 3-4 in the “before and after” BC transformation cases with the no outlier-exclusion condition. On the contrary, the NAR numbers are rapidly diminished from 6-9 to below one in the same case with the outlier exclusion condition. Thus, the Box-Cox transformation based on the outlier test of the coastal water quality monitoring data that are not comes form the normal distribution, is highly recommended for the suitable statistical estimation and inferences.

한반도 연안 조위편차의 확률밀도함수

조홍연(Cho, Hong-Yeon),강주환(Kang, Ju-Whan) 한국해안해양공학회 2012 한국해안해양공학회 논문집 Vol.24 No.1

조위편차는 최근 기후변화에 의한 영향으로 연안 안전 방재 측면에서 매우 중요한 인자로 부각되고 있다. 태풍강도 등과 더불어 변화가 예상되는 조위편차는 해안구조물의 안전 및 기능검토에 필요한 기준해수면 결정에 기여하는 중요한 인자이다. 우리나라 연안 조위편차의 확률밀도함수는 음 양의 왜도와 정규분포보다 큰 돌도를 가지는 분포로, 정규분포로 근사화하는 방법은 한계가 있기 때문에 본 연구에서는 비모수적 방법인 Kernel 함수를 이용하여 확률밀도함수를 추정 제안하였다. 본 연구에서 제안된 확률밀도함수는 조위편차자료의 분포와 매우 우수한 일치수준을 보이고 있으며, 다양한 극값 추정에도 높은 수준의 정도를 보여주고 있다. Tidal residual is being an important factor by the influence of the climate change in terms of the coastal safety and defense. It is one of the most important factor for the determination of the reference sea level in order to check the safety and performance of the coastal structures in company with the typhoon intensity variation. The probability density function (pdf) of tidal residuals in the Korean coasts have a non-ignorable skewness and high kurtosis. It is highly restricted to the application of the normal pdf assumption as an approximated pdf of tidal residuals. In this study, the pdf of tidal residuals estimated using the Kernel function is suggested as a more reliable and accurate pdf of tidal residuals than the normal function. This suggested pdf shows a good agreement with the empirical cumulative distribution function and histogram. It also gives the more accurate estimation result on the extreme values in comparison with the results based on the normal pdf assumption.

Cochlodinium Polykrikoides 최적 성장모형

조홍연(Cho, Hong-Yeon),조범준(Cho, Beom Jun) 한국해안해양공학회 2014 한국해안해양공학회 논문집 Vol.26 No.4

Cochlodinium polykrikoides 적조생물은 우리나라 연안에서 가장 빈번하게 적조를 유발하는 생물이다. 적조는 식물플랑크톤의 급격한 번식(algal bloom)으로 발생하기 때문에 적조를 유발하는 적조생물에 대한 최적의 성장조건 정보가 가용하다면 정확한 적조성장 모형 구성이 가능하며, 적조 발생예측에도 활용할 수 있다. 그러나 적조 성장에 영향을 미치는 인자가 빛, 수온, 염분, 영양염류 농도 등으로 다양하고, 적조성장을 제어하는 함수형태가 다양하기 때문에 실험조건의 최적 성장조건에 대한 연구 성과를 활용하여 적조 수치모형에서 활용할 수 있는 최적 성장모형을 구성한 연구는 매우 미흡한 수준이다. 본 연구에서는 우리나라의 대표적인 적조생물에 해당하는 Cochlodinium polykrikoides 적조생물의 최적 성장조건에 관한 연구 자료를 이용하여 다양한 함수형태에 따른 최적 매개변수 추정 및 오차비교 분석과정을 거쳐 적조 모형에서 바로 활용할 수 있는 최적 성장모형을 개발 제시하였다. 개발된 성장모형은 실험조건에서 추정된 최적 성장모형이기 때문에 현장자료를 이용한 모형의 보정 및 검정과정에서 본 연구결과로 제시된 최적 함수형태, 최적 매개변수 및 보정 매개변수의 범위 등을 기본 정보로 활용할 수 있으며, 실험조건과 현장조건의 차이 평가에도 활용할 수 있다. Cochlodinium polykrikoides is a typical harmful algal species which generates the red-tide in the coastal zone, southern Korea. Accurate algal growth model can be established and then the prediction of the red-tide occurrence using this model is possible if the information on the optimal growth model parameters are available because it is directly related between the red-tide occurrence and the rapid algal bloom. However, the limitation factors on the algal growth, such as light intensity, water temperature, salinity, and nutrient concentrations, are so diverse and also the limitation function types are diverse. Thus, the study on the algal growth model development using the available laboratory data set on the growth rate change due to the limitation factors are relatively very poor in the perspective of the model. In this study, the growth model on the C. polykrikoides are developed and suggested as the optimal model which can be used as the element model in the red-tide or ecological models. The optimal parameter estimation and an error analysis are carried out using the available previous research results and data sets. This model can be used for the difference analysis between the lab. condition and in-situ state because it is an optimal model for the lab. condition. The parameter values and ranges also can be used for the model calibration and validation using the in-situ monitoring environmental and algal bloom data sets.

수온 결측자료의 보충기법

조홍연(H.Y. Cho),오지희(J.H. Oh) 한국해양환경·에너지학회 2011 한국해양환경공학회 학술대회논문집 Vol.2011 No.11

진해 용원수로의 COD 및 영양염류 농도 추세분석

조홍연(Cho, Hong-Yeon),채장원(Chae, Jang-Won),박정규(Park, Joung-Guy),구명서(Koo, Myung-Seo) 한국해안해양공학회 2008 한국해안해양공학회 논문집 Vol.20 No.4

부산 신항 개발사업으로 형성된 용원수로는 좁고 긴 형태로 해수흐름이 정체되어 환경악화가 우려되는 지역이다. 본 연구에서는 2003년부터 2007년까지의 월별 관측 자료를 이용하여 용원수로의 수질변화 양상을 분석하였다. 추정된 연평균 농도와 오차범위를 분석한 결과 용원수로 내부가 용원수로 입구에 비하여 전반적으로 뚜렷하게 수질이 악화되어 있는 것으로 파악되었다. 수로 입구의 수질농도를 기준으로 수로 내부의 수질농도는 COD, TN, TP 항목의 경우 각각 1.34배, 2.08배, 1.80배로 높은 것으로 파악되었다. 한편, Mann-Kendall 방법을 이용한 오염물질 농도변화의 추세검정 결과, 일반적으로 사용되는 95% 신뢰수준에서 추세를 가지는 경우는 SW-26 지점 TP 항목(증가추세)을 제외하고는 모두 뚜렷한 변화 추세는 없는(엄밀한 통계적인 용어로는 "있지 않은") 것으로 파악되었다. Youngwon channel located in Chinhae city and formed by the Busan New Port Construction Project has been concerned about the water quality degradation problems because of the flow and pollutants stagnation due to its long-narrow shape. In this study, the water quality(hereafter WQ) variation is analysed by using the monthly WQ data measured in Yongwon channel from 2003 to 2007. The analysis shows that the TN and TP concentration in the inside Yongwon channel is definitely worse than the TN and TP concentration in the entrance of the Yongwon channel based on the 95% confidence level. The COD, TN, and TP concentrations in the Yongwon channel are 1.34, 2.08, and 1.80 times larger than that in the entrance of the Yongwon channel, respectively. It has been found that only the TP concentration in SW-26 station has an increasing trend based on the Mann-Kendall test with respect to 95% confidence level. The other stations and the other WQ constituent changes do not have the any significant trends.

한반도 연안 비조석 성분자료의 통계적 특성

조홍연(Cho, Hong-Yeon),정신택(Jeong, Shin-Taek),윤종태(Yoon, Jong-Tae),김창일(Kim, Chang-Il) 한국해안해양공학회 2006 한국해안해양공학회 논문집 Vol.18 No.2

우리나라 연안 비조석 성분자료의 확률밀도함수 형태로 쌍봉형 정규분포 함수 형태를 제안하였다. 비조석 성분 자료는 국립해양조사원에서 제공하는 인천, 군산, 목포, 제주, 여수, 마산, 가덕도, 부산, 포항, 속초 검조소의 1시간 간격 조위자료에서 64개 분조성분을 이용하여 합성된 성분을 제외한 잔차성분이다. 제안된 분포함수와 비조석 성분자료 분포함수의 RMS 오차 및 결정계수(R²) 값을 비교·분석한 결과, 비조석 성분자료의 확률밀 도함수로 본 연구에서 제안한 쌍봉형 함수가 기존에 사용하던 정규분포형 함수보다 더 적합한 함수로 파악되었다. 본 연구에서 제안된 확률밀도함수의 매개변수는 Newton 방법을 수정한 Levenberg-Marquardt 방법으로 추정 하였으며, 비조석 성분 자료의 표준편차 및 왜곡도 계수는 목포, 제주, 속초 지점을 제외하고는 분석지점 검조소 자료의 비조화 상수와 밀접한 관계가 있는 것으로 파악되었다. Double-peak normal distribution function was suggested as the probability density function of the non-tidal components (NTC) data in Korean coastal zone. Frequency distribution analysis of the NTC data was carried out using hourly tidal elevation data of the ten tidal gauging stations, i.e., Incheon, Gunsan, Mokpo, Jeju, Yeosu, Masan, Gadeokdo, Busan, Pohang, and Sokcho which were served through the Internet Homepage by the National Ocean Research Institute. NTC data is defined as the difference between the measured tidal elevation data and the astronomical tidal elevation data using 64 tidal constituents information. Based on the RMS error and R² value comparison analysis, it was found that this suggested function as the probability density function of the NTC data was found to be more appropriate than the normal distribution function. The parameters of the double-peak function were estimated optimally using Levenberg-Marquardt method which was modified from the Newton method. The standard deviation and skewness coefficient were highly correlated with the non-tidal constants of the tidal gauging stations except Mokpo, Jeju and Sokcho stations.

董說交游考再補

趙紅娟(Zhao Hong-juan) 중국문화연구학회 2004 중국문화연구 Vol.0 No.5

Dong Yue is not only the author of Xi You Bu (Supplement to the Journey to the West) and Oi Guo Kao but also a famous poet in the beginning of Oing Dynasty. His activities of making friends have recently caused the scholars' thick and thick interesting. Academic circle has researched Dong Yue's fifty-six friends. Through numerous of new data and by the methods of literature and historiography, this paper supplements and researches Dong Yue's thirty-four friends. The paper also explains and corrects the errors of the researches on Dong vue's activities of making friends.

환경과 공생하는 항만개발

조홍연 대한토목학회 2003 대한토목학회지 Vol.51 No.3

설계파고 추정에 사용한 연 최대 자료의 독립 및 분포 동질 검정

조홍연,정원무,백종대 한국해안,해양공학회 2020 한국해안해양공학회 논문집 Vol.32 No.1

A statistical test was carried out on the IID (Independently and Identically Distributed) assumption of the AM (Annual Maxima) data used to estimate the design wave height. The test was divided into independence (randomness) test and homogeneity test, and each test was conducted on AM data of 210 and 310 stations in coastal and inner coastal grids in typhoon and non-typhoon (monsoon) conditions. As a result of the independence test, the rejection ratios of the test are in the range of 1.8~5.3% and 1.4~6.0% for the non-typhoon and typhoon data sets, respectively. On the other hand, in the distribution difference test of typhoon data and nontyphoon data, the same distribution hypothesis was found to be rejected in the range of 47~79% according to the test method for both coastal grid and inner coastal grid. Therefore, in estimating design wave height by extreme value analysis, the estimation process by dividing the typhoon and non-typhoon data is appropriate. 설계파고 추정에 사용한 AM 자료의 IID 가정에 대한 검정을 수행하였다. 검정은 독립 검정, 분포 차이 검정으로 구분하고, 각각의 검정은 태풍, 비태풍 조건에서의 연안 격자, 연안 내부격자 각각 210개, 310개 지점의 AM 자료 세트를 대상으로 수행하였다. 독립 검정 결과, 비태풍, 태풍 자료 세트에 대하여 각각 1.8~5.3%, 1.4~6.0% 범위의 기각 비율을 보여, 대부분의 자료가 독립 검정을 만족하는 것으로 파악되었다. 한편 태풍 자료와 비태풍 자료의 분포 차이 검정은 연안 격자와 연안 내부격자 모두 검정 방법에 따라 47~79% 범위로 동일분포 가설이 기각되는것으로 파악되었다. 따라서 극치해석에 의한 설계파고 추정에서 두 자료를 구분하여 각각 설계파고를 추정하는 과정이 적절하다.