인천해역 개발에 따른 조석변화 및 오염물질 운송 예측

정신택,조홍연,Jeong, Shin-Taek,Cho, Hong-Yeon 한국해안해양공학회 1997 한국해안해양공학회 논문집 Vol.9 No.1

대규모 간척사업이 활발하게 진행되고 있는 인천연안의 해수유동 변화 및 오염물질 운송 양상을 예측하기 위하여 조간대의 노출-침수를 고려할 수 있는 평면 2차원 수치모형을 수립 적용하였다. 해수유동 모형은 정도지점의 현장 측정자료에 대하여 검증을 수행하였으며, 그 결과 주 흐름방향의 유속 및 수위에 대한 계산치가 현장 관측치 재현에 우수함을 보여주고 있다. 그리고, 수립된 흐름모형을 이용하여 영종도 신공항 및 시화방조제 건설 전 \ulcorner후의 조석변화 양상을 모의하는 한편, 흐름모형에서 계산된 대조기 흐름조건하에서 가상의 오염부하에 따른 오염물질 확산 양상을 수치 모의하였다. 수치모의결과, 해역의 개발로 인하여 유속이 감소되고 있으며, 유입된 오염물질은 잘 발달된 협수로를 따라 주로 이동되고 있음을 알 수 있었다 따라서, 인천해역에 대하여 수립된 본 모형은 향후 인천해역의 개발계획에 대한 조석변화 및 오염물질 확산을 예측하는 모형으로 활용될 수 있다 A horizontal 2-D model which includes the wetting-drying treatment technique in the intertidal zone is established for the prediction of tidal changes and contaminant transport due to the development of Incheon coastal zone. The flow model is verified by the measurement data at Jeong-Do, and then the computed values are closely matched to the observed water elevations and velocities of main-flow direction. And then, the tidal change patterns are simulated using this model before and after the construction of the Youngjongdo New Airport and Shihwa Seadike. In the spring tide condition, pollutants transport pattern is also simulated for the arbitrary pollutants loads. By the analysis of this numerical simulation results, the velocities after development are decreased, and discharged pollutants are mainly transported by the advection along a narrow deep trough. Thus, this model can be used as the compatible prediction model for the tidal change and pollutant transport due to the development plan of Incheon coastal zone.

한반도 연안 비조석 성분자료의 통계적 특성

정신택 ( Shin Taek Jeong ),김정대 ( Jong Dae Kim ) 원광대학교 공업기술개발연구소 2006 工業技術開發硏究誌 Vol.26 No.-

조화상수를 이용한 조간대 노출시간 추정공식 개발

정신택(Jeong, Shin Taek),조홍연(Cho, Hongyeon),고동휘(Ko, Dong Hui) 한국해안해양공학회 2012 한국해안해양공학회 논문집 Vol.24 No.5

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.

부유 플랩형 고조방파제의 파랑 반사 및 전달 - 수리실험

정신택(Jeong, Shin-Taek),김정대(Kim, Jeong-Dae),고동휘(Ko, Dong-Hui),김동현(Kim, Dong-Hyawn),박우선(Park, Woo-Sun) 한국해안해양공학회 2008 한국해안해양공학회 논문집 Vol.20 No.2

부유 플랩형 고조방파제의 파랑 반사 및 전달 특성을 평가하기 위하여 수리실험을 실시하였다. 수리실험에 사용된 부유 플랩형 고조방파제는 해저 지중에 설치된 기초구조와 이에 힌지로 연결된 부유 구조체로 구성된다. 36종의 규칙파와 4종의 불규칙파 조건에 대하여 파랑의 반사, 전달, 회전각 등을 분석하였다. 파랑 반사 및 전달 성능을 제고하기 위한 방안의 하나로 일정 크기의 판을 부유 구조체에 부착하는 방안에 대하여 검토하였다. 수리실험 결과, 항내측에 판을 부착하는 경우는 효과가 미미하고, 외해측에 판을 부착하면 반사파와 전달파를 동시에 저감시킬 수 있는 것으로 평가되었다. To evaluate wave reflection and transmission from buoyant flap-typed storm surge barriers, hydraulic experiments were performed by using regular and irregular wave conditions. Buoyant flap-typed storm surge barriers consist of buoyant main body connected with foundation structure in the seabed by hinge. The characteristics of wave reflection, transmission and dynamic response of the structure were investigated for 36 regular and 4 irregular wave conditions. It was also evaluated the usage of plain plate attached on the buoyant main body as one of alternatives to control wave reflection and transmission. From the hydraulic experiments, it was found that the case of plain plate attached on the offshore side is very effective to improve the wave transmission as well as reflection. But, the effect of the case on the harbor side might be negligible.

부유 플랩형 고조방파제의 파랑응답 - 수치모의

정신택(Jeong, Shin-Taek),고동휘(Ko, Dong-Hui),박우선(Park, Woo-Sun) 한국해안해양공학회 2009 한국해안해양공학회 논문집 Vol.21 No.2

본 논문에서는 부유 플랩형 고조방파제의 응답특성에 대해서 연구하였다. 효율적인 연구를 위하여 파동장은 선형 포텐셜 이론을 적용하여 모형화하였으며, 구조물의 운동은 Newton의 운동 제2법칙을 사용하여 나타내었다. 유체 영역은 통상의 2차 보간함수를 갖는 등매개변수요소로 모형화하였으며, 방사경계조건에 접하는 외부 영역은 무한요소로 처리하였다. 수리실험결과와의 비교를 통하여 수립된 수치모델의 타당성을 입증하였으며, 개발된 수치모델을 이용하여 마산만에 부유 플랩형 고조방파제 적용가능성에 대해서 살펴보았다. In this paper, wave responses of buoyant flap-typed storm surge barriers was studied numerically. Wave motions were modeled by using a linear potential wave theory, and behaviors of structures were represented as a Newton's 2nd law of motion. The near field region of the fluid was discretized as conventional quadratic iso-parametric elements, while the far field was modeled as infinite elements. Comparisons with the results from hydraulic model tests show that the present model gives good results. By using the model, the applicability of a buoyant flap-typed storm surge barrier in Masan bay was investigated considering field environmental conditions.

한반도 연안 기온자료의 분포함수 추정

정신택(Jeong, Shin Taek),조홍연(Cho, Hongyeon),고동휘(Ko, Dong Hui),황재동(Hwang, Jae Dong) 한국해안해양공학회 2014 한국해안해양공학회 논문집 Vol.26 No.5

연안 생태환경변화의 주요 지표로 이용되는 수온은 기온과 밀접한 상관관계가 있기 때문에 기온자료를 이용하여 기후변화에 따른 수온변화와 연안 생태환경변화를 추정할 수 있다. 기후변화는 기온 및 수온의 발생빈도 변화와 연안의 생태환경변화를 유발하기 때문에 기온과 수온의 발생 빈도분포 함수를 추정하는 연구가 필요하다. 본 연구에서는 우리나라 연안의 장기 기온자료를 이용하여 빈도분포함수를 추정하였다. 빈도분포 함수는 조위 분포함수 추정(Cho et al., 2003), 수온 분포함수 추정(Jeong et al., 2013) 등에 사용된 Bi-modal 형태의 분포함수를 이용 하였으며, 분포함수의 매개변수는 최소자승법으로 최적 추정하였다. 최적 추정된 매개변수는 기온자료의 기본적인 통계정보에 해당하는 평균, 표준편차, 왜도계수와 강한 상관관계를 보이고 있는 것으로 파악되었으며, 통계정보를 이용한 매개변수 추정공식의 RMS 오차는 5% 정도로 파악되었다. 한편 본 연구에서 제시하는 Bi-modal 분포함수는 전체적인 기온 분포양상을 적절하게 표현하고 있으나, 고온 영역의 급격한 빈도감소 양상 및 관측 자료의 분포에서 보이는 작은 첨두 재현에는 한계가 있는 것으로 파악되었다. Water temperature due to climate change can be estimated using the air temperature because the air and water temperatures are closely related and the water temperatures have been widely used as the indicators of the environmental and ecological changes. It is highly necessary to estimate the frequency distribution of the air and water temperatures, for the climate change derives the change of the coastal water temperatures. In this study, the distribution function of the air temperatures is estimated by using the long-term coastal air temperature data sets in Korea. The candidate distribution function is the bi-modal distribution function used in the previous studies, such as Cho et al.(2003) on tidal elevation data and Jeong et al.(2013) on the coastal water temperature data. The parameters of the function are optimally estimated based on the least square method. It shows that the optimal parameters are highly correlated to the basic statistical informations, such as mean, standard deviation, and skewness coefficient. The RMS error of the parameter estimation using statistical information ranges is about 5 %. In addition, the bimodal distribution fits good to the overall frequency pattern of the air temperature. However, it can be regarded as the limitations that the distribution shows some mismatch with the rapid decreasing pattern in the high-temperature region and the some small peaks.

진해ㆍ마산만의 DO 농도변화

정신택(Jeong Shin Taek),조홍연(Cho Hong Yeon),채장원(Chae Jang Won) 대한토목학회 2000 대한토목학회 학술발표회 논문집 Vol.2000 No.3

MATLAB GUI 환경기반 신뢰성 설계기법의 개발

정신택(Jeong, Shin-Taek),고동휘(Ko, Dong-Hui),박태훈(Park, Tae-Hun),김정대(Kim, Jeong-Dae),조홍연(Cho, Hong-Yeon) 한국해안해양공학회 2010 한국해안해양공학회 논문집 Vol.22 No.6

국제 설계규준의 변화로 다양한 신뢰성 설계기법(절차)이 개발되어 있으나, 기존의 결정론적 설계에 익숙한 기술자가 사용하기 적합한 가시환경 신뢰성 해석 프로그램의 개발은 미흡한 실정이다. 본 연구에서는 신뢰성 설계 종사자가 보다 효율적으로 설계를 수행하고, 보다 개선된 작업환경에서 수월하게 설계인자 정보를 입력하여 해안구조물의 신뢰성 설계를 가능하도록 하는 GUI 환경 설계프로그램을 개발하였다. GUI 환경은 최근 Matlab 7.1 환경에서 제공하는 GUIDE (Graphic User Interface Development Environment) 도구를 이용하였다. 개발된 모델의 신뢰수준 파악을 위하여 신뢰성 설계 프로그램의 Level II, Level III 방법을 이용하여 산정한 결과 방파제 피복블럭과 중력식 안벽의 활동모드 파괴확률은 각각 55.4~55.7%, 0.0006~0.0007% 범위로 파악되었다. 기존의 설계결과에 따른 파괴확률은 피복블럭의 경우 55.6%, 중력식 안벽의 경우 0.0018% 정도로, 정확한 설계인자가 가용한 피복블럭은 본 프로그램을 이용한 경우와 정확하게 일치하고 있으나, 설계인자 정보가 부족한 중력식 안벽의 경우에는 동일한 설계 인자의 입력이 제약된 차이로 인하여 활동모드 파괴확률이 차이를 보이고 있는 것으로 판단할 수 있으나 그 파괴확률의 정도는 일치하고 있는 것으로 파악되었다. Development of the reliability-based design program in the GUI environment is inadequate for engineers familiar with the deterministic design to deal with the international design criterion based on the probabilistic design. In this study, the design program based on the GUI environment is developed in order to more efficiently input the design factor and more easily carry out the design works. The GUI environment is the GUIDE (Graphic User Interface Development Environment) tool supported by the latest MATALB version 7.1. In order to test the model reliability, the probabilities of failure (POF) on the breakwater armor block (AB) and gravity quay-wall (QW) in the sliding mode are computed using the model in the Level II and Level III. The POF are 55.4~55.7% for breakwater AB and 0.0006~0.0007% for gravity QW. A non-GUI environment program results of the POF are 55.6% for breakwater AB and 0.0018% for gravity QW. In comparison, the POF difference is negligible for breakwater AB because the exact input design parameters are available, whereas the large POF difference, but within the same order, for gravity QW can be explained by the difference of the input design factors because of the poor input data information.

한국 연안 심해 설계파고의 극치분포 특성

정신택(Shin, Taek Jeong),김정대(Jeong, Dae Kim),조홍연(Cho, Hong Yeon) 한국해안해양공학회 2004 한국해안해양공학회 논문집 Vol.16 No.3

연안 및 항만구조물의 설계에서 심해 설계파는 매우 중요한 환경인자이다. 특히, 심해설계파고의 분포 정보는 최근 부각되고 있는 신뢰성 설계에 필수적인 요소이다. 본 연구에서는 한국해양연구원(2003)에서 제시한 1979년부터 1998년까지의 한국연안 67개 지점의 16방향별 최대 유의파 산출자료를 이용하여 극치분포 분석을 수행하였다. 특성분석에 사용된 극치분포함수는 Weibull, Gumbel, Log-Pearson Type-III, Lognormal 분포이며, 각 분포함수의 매개변수는 모멘트법, 최우도법 그리고 확률가중모멘트법으로 추정하였다. 또한, 극치분포함수의 적합성은 95% 신뢰도 수준으로 χ²및 K-S 검정을 실시하였다. 그 결과, 한국연안의 심해 설계파고는 Gumbel 분포형이 가장 적합한 모형으로 파악되었으며, 최적 추정된 매개변수 및 재현기간 50년에 대한 심해 설계파고 정보를 제시하였다. For a coastal or harbor structure design, one of the most important environmental factors is the appropriate design wave condition. Especially, the information of deepwater wave height distribution is essential for reliability design. In this paper, a set of deep water wave data obtained from KORDI(2003) were analyzed for extreme wave heights. These wave data at 67 stations off the Korean coast from 1979 to 1998 were arranged in the 16 directions. The probability distributions considered in this research were the Weibull, the Gumbel, the Log-pearson Type-III, and Lognormal distribution. For each of these distributions, three parameter estimation methods, i.e. the method of moments, maximum likelihood and probability weighted moments, were applied. Chi-square and Kolmogorov-Smirnov goodness-of-fit tests were performed, and the assumed distribution was accepted at the confidence level 95%. Gumbel distribution which best fits to the 67 station was selected as the most probable parent distribution, and optimally estimated parameters and 50 year design wave heights were presented.

한국 연안 최극 고조위의 매개변수 추정 및 분석

정신택(Jeong, Shin-Taek),김정대(Kim, Jeong-Dae),고동휘(Ko, Dong-Hui),윤길림(Yoon, Gil-Lim) 한국해안해양공학회 2008 한국해안해양공학회 논문집 Vol.20 No.5

연안 및 항만구조물의 설계에서 최극 고조위는 매우 중요한 환경인자이다. 특히, 최극 고조위의 분포정보는 최근 부각되고 있는 신뢰성 설계에 필수적인 요소이다. 본 연구에서는 국립해양조사원에서 제시한 한국연안 주요 23개 검조소의 최극조위자료를 이용하여 극치분포 분석을 수행하였다. 특성분석에 사용된 극치분포함수는 Generalized Extreme Value, Gumbel 그리고 Weibull 분포이며, 각 분포함수의 매개변수는 모멘트법, 최우도법 그리고 확률가중모멘트법 등 3가지방법으로 추정하였다. 또한, 극치분포함수의 적합성은 95% 신뢰도 수준으로 X² 및 K-S 검정을 실시하였다. 그 결과, 23개 검조소의 최극 고조위는 Gumbel 분포형이 가장 적합한 모형으로 파악되었으며, 최적 추정된 매개변수 및 재현기간별 최극 고조위 정보를 제시하였다. 심 등(1992)이 제시한 인천, 제주, 여수, 부산, 묵호에 대한 극치해면값은 본 논문에서 산정한 결과에 비하여 작게 나타났다. For a coastal or harbor structure design, one of the most important environmental factors is the appropriate extreme highest tide level condition. Especially, the information of extreme highest tide level distribution is essential for reliability design. In this paper, 23 set of extreme highest tide level data obtained from National Oceanographic Research Institute(NORI) were analyzed for extreme highest tide levels. The probability distributions considered in this research were Generalized Extreme Value(GEV), Gumbel, and Weibull distribution. For each of these distributions, three parameter estimation methods, i.e. the method of moments, maximum likelihood and probability weighted moments, were applied. Chi-square and Kolmogorov-Smirnov goodness-offit tests were performed, and the assumed distribution was accepted at the confidence level 95%. Gumbel distribution which best fits to the 22 tidal station was selected as the most probable parent distribution, and optimally estimated parameters and extreme highest tide level with various return periods were presented. The extreme values of Incheon, Cheju, Yeosu, Pusan, and Mukho, which estimated by Shim et al.(1992) are lower than that of this result.