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.

관측간격에 따른 COD 오염부하 추정오차 분석

조홍연(Cho, Hong-Yeon),조범준(Cho, Beom-Jun),김영호(Kim, Young-Ho) 한국해안해양공학회 2007 한국해안해양공학회 논문집 Vol.19 No.3

낙동강 하구둑 지점의 1일 수량 및 COD 농도 관측자료를 이용하여 산정한 오염부하량을 기준(기준 오염부하량)으로 하여 관측간격에 따른 월별 및 연별 COD 추정 오염부하 변화와 수량 및 수질변화를 분석하였다. 수량 및 수질 변화비율을 이용한 영향인자 분석결과, 오염부하 양상은 흐름 강주도형(오염부하 추정에 흐름의 영향이 매우 큰 경우)으로 파악되었다. 또한, 관측간격 변화에 따른 추정 오염부하를 분석한 결과, 평균은 관측간격에 따라 큰 차이를 보이고 있지는 않으나, 표준편차가 관측일수가 증가함에 따라 뚜렷한 증가양상을 보인다. 월평균 수량 및 수질자료를 이용하여 추정한 오염부하량은 평균적으로 100% 정도, 특히 하계에는 300~400% 정도의 추정오차가 발생할 수 있는 것으로 파악되었다. 따라서, 월평균 자료를 이용한 오염부하 추정은 신뢰수준이 매우 낮기 때문에 적어도 10~20일 이내의 관측간격 자료를 이용하여 추정하는 것이 권장되며, 하계의 수량은 1일 간격이 필수적이며, 수질농도는 5~7일 정도의 관측간격이 요구된다. The change patterns of the water quanity, water quality(WQ, exclusively COD in this study) and monthly / annual pollutant loads(PL) estimated using the daily effluent discharges and WQ measurement data are analyzed in the Nakdong river estuarine seadike. The contribution factor defined by the ratio of the water quantity range and WQ range shows that the PL pattern in this estuary is classified as the strongly flow(water quantity)-dominated situation. The estimated PL(EPL)s with respect to the increasing sampling periods, e.g., 2-days, 5-days, 7-days, and so on, show that the mean values of the EPLs remain nearly same, whereas the standard deviations of the EPLs have an obvious increasing trend. The PL values using the monthly-averaged water quantity and WQ measurement data could have approximately 100% estimation error in annual mean and 300~400% estimation errors in summer season because its confidence level is relatively low. It is recommended that the PL should be estimated using at least 10~20 day interval data sets and also the water quantity(river discharges) and WQ should be measured at the intervals of at least 1 day interval and 5 to 7 days, respectively in summer.

연안의 기온 및 수온자료의 이력고리 형태 비교분석

조홍연(Hongyeon Cho),오지희(Jihee Oh),이길하(Khil-ha Lee) 대한조선학회 2012 대한조선학회 학술대회자료집 Vol.2012 No.5

삼천포 화력발전소 방류수로 및 방류해역의 흐름 관측 및 특성분석

조홍연(Cho, Hong-Yeon),정신택(Jeong, Shin-Taek),강금석(Kang, Keum-Seok) 한국해안해양공학회 2006 한국해안해양공학회 논문집 Vol.18 No.4

삼천포 화력발전소에서 냉각수로 이용되고 방류되는 해수를 이용한 소수력 발전소가 삼천포 해역에 건설되고 있다. 본 연구에서는 소수력 발전소가 건설되는 지점, 즉 방류수로 및 방류해역의 흐름을 관측하고 흐름특성을 분석하였다. 방류수로의 흐름은 냉각수 방류량에 의한 영향이 지배적이며, 공간적으로는 냉각수가 합류되는 Weir 상류구간, 합류된 냉각수가 방류수로를 통하여 배출되는 Weir 하류구간, 방류해역으로 구분할 수 있다. Weir 상류 지점은 측면에서 유입되는 냉각수로 인하여 유량이 점차 증가하나, 수로의 폭이 증가하기 때문에 수위 변화가 미미한 지역이며, Weir 하류지점은 월류된 냉각수가 사류(super-critical flow)구간을 거쳐서 수리학적 도약으로 인한 강한 연직방향의 요동을 보이며 방류해역으로 이동하는 구간이다. 한편, 방류수에 의한 영향으로 외해방향으로의 해수흐름이 형성되나 유속은 조위의 승강운동에 크게 영향을 받는 것으로 파악되었다. 또한, 방류해역의 조위는 통영 검조소에 비하여 평균조차는 약 10% 크게 나타나고 있으며, 파랑전파에 의한 영향은 미미한 정도로 파악되었다. A small hydro-power plant operated by cooling water discharged from the power plant is under construction. In this study, the flow characteristics of the effluent channel and the outfall coastal zone in which the facilities are constructed have been measured and analysed. The flow pattern is highly dependent on the effluent discharge and clearly classified as these typical areas; the upstream and downstream areas of the weir, and the outfall coastal zone. The discharge and the width of the channel in the upstream area of the weir are increased step by step, so the water level fluctuation is small. The flow overtopping the weir is rapidly changing and has highly vertical fluctuation patterns after hydraulic jump just below the weir. The flow pattern in the outfall zone is directed toward the seaward direction and the velocity is dominated by the tidal level fluctuation. The mean tidal range in this area is about 10% greater than that of the Tongyeong tidal gauging station and the wave effects are negligible because of the sheltering effects of this area.

PARI 어떤 연구를 하고 있는가?

조홍연(Hong-Yeon Cho) 대한토목학회 2011 대한토목학회지 Vol.59 No.7

Lagrangian 개념에 의한 부유토사 확산범위 비교분석

조홍연(Cho, Hong-Yeon),김창일(Kim, Chang-Il),이길하(Lee, Khil-Ha) 한국해안해양공학회 2007 한국해안해양공학회 논문집 Vol.19 No.2

Lagrangian 개념에 근거하여 입도분포를 고려한 토사 확산범위 예측모형을 구성하여 입도분포를 고려한 경우와 고려하지 않은 경우의 확산범위 변화를 분실하였다. 토사의 입도분포를 Lagransian 관점에서 고려하기 위하여 입도분포곡선을 대수정규분포 함수로 가정하고, 토사입자에 해당하는 난수를 생성하였다. 토사입자는 구형으로 가정하였으며, 입도분포곡선에서 난수의 중량을 기준으로 발생된 난수를 토사입경에 해당하는 인자로 환산하였다. 부유토사 이동양상은 입자의 침강양상 모의를 통하여 검토하였으며, 침강속도는 van Rijn 공식을 이용하였고 침강에 영향을 미치는 인자로는 수평 확산계수만을 상수로 가정하여 포함하였다. 입도분포를 고려한 경우의 확산범위는 표사입도에 의한 영향을 고려하지 않은 경우의 확산범위와 유사하게 산정되었다. 그러나, 확산범위를 공급된 총입자중량의 90%, 99% 토사중량이 차지하는 영역을 기준으로 정의하는 경우, 90% 기준조건에서는 입도분포를 고려하지 않은 경우의 확산범위가 크게 산정되었으나, 99% 기준조건에서는 입도분포를 고려한 경우의 확산범위가 크게 산정되었다. 또한, 토사의 침강양상도 입도분포를 고려한 경우가 보다 현실적인 모습을 반영하고 있는 것으로 판단된다. Sediment transport model based on the Lagrangian concept considering the grain size distribution(GSD) was setup and the change of the sediment diffusion range was analysed in the condition of considering and not considering the GSD. The GSD curve is assumed as the Log-normal distribution function in order to consider the GSD with respect to the Lagrangian concept and the random numbers, i.e. sediment particles, are generated based on the distribution function. The sediment particles is assumed as the spherical type and the random numbers based on the sediment weight is converted to the sediment diameters. Sediment transport patterns are analysed by the settling simulation, in which the settling velocity is computed by the van Rijn formulae and the horizontal diffusion coefficient is used as the constant parameter. The diffusion patterns are very similar to the patterns with GSD condition. The diffusion range defined as the range including 90%, 99% sediment weight of the total sediment weight, however, is larger than without considering GSD condition in 90%-option and shorter than with considering GSD condition in 99-option, respectively. The diffusion range is defined as tile p-percentage of the cumulative sediment weight region with reference to the 50% region, 90%- option, 99%-option, respectively.

기상청 지진 자료를 이용한 내진설계 지진규모의 신뢰구간 추정

조홍연(Hong Yeon Cho),이기섭(Gi-Seop Lee) 한국해안해양공학회 2017 한국해안해양공학회 논문집 Vol.29 No.1

최근 발생한 기록적인 5.8 규모의 경주지진으로 한반도에서 발생 가능한 지진규모에 대한 관심과 해안구조물에 대한 내진 설계검토에 대한 요구가 고조되고 있다. 본 연구에서는 기상청에서 제공하는 지진규모 자료(규모 3.5, 4.0 이상의 자료)를 이용하여 비모수적인 극치해석 기법을 이용하여 재현기간에 따른 지진규모와 신뢰구간을 추정하였다. 지진규모 4.0 이상의 자료를 이용하여 추정한 결과, 재현기간 50, 100년에 해당하는 지진규모는 각각 5.81, 5.94, 추정 지진규모의 90% 신뢰구간은 각각 5.52-6.11, 5.62-6.29 범위로 추정되었다. 본 연구에서 추정한 지진규모는 공간적인 지진위험 영향을 반영하지 못하는 한계가 있으나, 한반도에서 발생 가능한 지진규모를 극치해석과 가용한 자료의 한정된 기간을 반영하여 신뢰구간을 추정하였기 때문에 다양한 연안 구조물의 설계 관점에서 활용이 가능하다. The interest on the potential earthquake magnitude and the request on the earthquake-resistant design examination for coastal structures are emerged because of the recently occurred magnitude 5.8 earthquake in Gyeoung-Ju, Korea. In this study, the magnitude and its confidence intervals with the return periods are estimated using the KMA earthquake magnitude data (over 3.5 and 4.0 in magnitude) by the non-parametric extreme value analysis. In case of using the “over 4.0” data set, the estimated magnitudes on the 50- and 100-years return periods are 5.81 and 5.94, respectively. Their 90% confidence intervals are estimated to be 5.52-6.11, 5.62-6.29, respectively. Even though the estimated magnitudes have limitations not considering the spatial distribution, it can be used to check the stability of the diverse coastal structures in the perspective of the life design because the potential magnitude and its confidence intervals in Korea are estimated based on the available 38-years data by the extreme value analysis.

소수력 발전소 건설에 의한 삼천포 화력발전소 방류수로 흐름변화 예측

조홍연(Cho, Hong-Yeon),정신택(Jeong, Shin-Taek),김정대(Kim, Jeong-Dae),강금석(Kang, Kem-Seok) 한국해안해양공학회 2006 한국해안해양공학회 논문집 Vol.18 No.4

삼천포 화력발전소에서는 냉각수로 이용되고 방류되는 해수를 이용한 소수력 발전소가 건설되고 있다. 소수력 발전소는 발전량을 최대화하기 위해서는 규모를 크게 하는 것이 바람직하나, 소수력 발전소가 방류수로의 기능을 저해하지는 않는 범위에서 결정하여야 하기 때문에 적정규모를 결정하기 위해서는 수리학적인 고려가 필요하다. 본 연구에서는 현재 방류수로의 흐름특성 자료를 이용하여 3차원 흐름모형인 FLOW3D모형을 구축하고, 구축된 모형을 이용하여 소수력 발전소의 규모에 따른 방류수로 상류 지점의 수위 증가 양상을 예측하였으며, 발전소 건설에 따른 흐름변화 양상도 분석하였다 삼천포 소수력발전소 건설은 상류의 수위증가를 유발하며, 설계유량 156톤/초, 발전소 가동보 높이 3.8 m 기준에 대한 방류수로 Weir 상류지점의 수위는 4.97 m로 현 상태 4.32 m 보다 65 cm 정도 증가하는 것으로 파악되었다. A small hydro-power plant using the seawater used as the cooling (circulated) water and discharged is under construction. The bigger size of the small hydro-power plant, the better in order to maximize the efficiency and the electric power. The optimal size, however, should be determined in the constraints of the channel un-disturbed range. The water level change should be checked in detail based on the hydraulic behaviour. In this study, the FLOW3D model, three-dimensional flow model, is setup using the flow measurement data in the effluent discharge channel and the flow pattern changes due to the small hydro-power plant construction are predicted by the model. The plant construction makes the increasing of the water level, and the water level in the upstream of the channel weir is increased 65 cm from 4.32 m to 4.97 m, in the condition of the design discharge 156m³/s and the movable weir height of the hydro-power plant 3.8 m.

낙동강 하구의 염수침입 범위

조홍연 ( Hong-yeon Cho ) 한국물환경학회(구 한국수질보전학회) 2016 한국물환경학회·대한상하수도학회 공동 춘계학술발표회 Vol.2016 No.-

연안해역 퇴적물 입도정보 추정오차 분석

조홍연(Cho, Hong-Yeon),김창일(Kim, Chang-Il),오영민(Oh, Young-Min) 한국해안해양공학회 2006 한국해안해양공학회 논문집 Vol.18 No.2

백령도 용기포항 연안해역에서 2004년 6월에 채취한 총 90개 퇴적물을 분석하여 추정된 정보를 기준격자정보로 하여, 내삽기법과 퇴적물 추출 밀도변화에 따른 추정 퇴적물 입도분포 정보(중앙입경(D50) 등)의 변화를 분석하였다. 격자정보 추출방법에 의한 절대편차의 표준편차는 자료수가 많은 6월에는 8.0 {mu}m 정도, 적은 경우인 11월은 10{mu}m 이상으로 분석되었다. 표본추출밀도에 따른 격자내용과 기준격자정보를 비교하여 추정한 절대편차의 통계정보는, 표본의 수가 감소할수록 절대편차의 평균오차는 증가하는 경향을 보인다. 연구사업에서 요구되는 퇴적물 정보의 정확도(절대편차 평균기준) 수준이 10% 이하인 경우에는 50개정도의 표본이 적당한 수준으로 파악되었다. 이 경우의 표본추출밀도는 용기포항 연안해역 격자정보 전환 면적(5.9 km²)을 기준으로 50개 정도를 적용하는 경우, km²당 9개 정도이다. The change pattern of the sediment grain size distribution information (median grain size(D50)) due to some gridding method and sampling density is analyzed with reference to the grid information estimated by the 90 sediment samples which was collected in the coastal water off the Baengnyeongdo Island, in June 2004. The standard deviation of absolute deviation (AD) estimated the selected gridding method shows 8.0 {mu}m at June, 2004 and 10 {\mu}m November, 2004. The estimated statistical information of absolute deviation in comparison with the grid information of reference and changed sampling density shows that the AD mean error trends increase as the number of samples decrease. The AD mean error is below 10% in the case of the information estimation using 50-sample with reference to the 90-sample information. In this case, the sampling density is suggested as about 9 sediment samples per km², at coastal zone in Yoggipo port in the condition of the study area is 5.9 km².