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 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.

조화상수를 이용한 조위 발생확률분포 분석

정신택(Jeong Shin Taek),조홍연(Cho Hong Yeon),정원무(Jeong Weon Mu),양정석(Yang Jeong-Seok) 대한토목학회 2005 대한토목학회논문집 B Vol.25 No.1B

진해ㆍ마산만의 DO 농도변화

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

이중 절단 기법을 이용한 조위자료의 확률밀도함수 추정

정신택(Jeong, Shin-Taek),조홍연(Cho, Hong-Yeon),김정대(Kim, Jeong-Dae),고동휘(Hui, Ko-Dong) 한국해안해양공학회 2008 한국해안해양공학회 논문집 Vol.20 No.3

조 등(2004)에 의하여 연안 조위 발생빈도 분포함수로 제시된 쌍봉형 정규분포는 관측조위의 발생빈도와 매우 잘 일치하고 있으나 Monte-Carlo 모의기법을 이용하는 신뢰성 설계과정에서 수백만개의 조위를 발생하는 경우 비현실적인 조위가 발생되어 과대 또는 과도설계가 발생한다. 따라서 본 연구에서는 비현실적인 조위발생을 원천적으로 차단하기 위하여 경계조위 상한-하한을 설정하여 분포함수의 범위를 제한하는 이중절단 쌍봉형 정규분포 함수를 제안하였으며, 제안된 함수분포에 포함된 매개변수를 비선형최적화기법을 이용하여 추정-제시하였다. 제안된 분포함수는 기존의 쌍봉형 정규분포에 비하여 뚜렷하게 정량적으로 크게 개선되는 모습을 보이지는 않으나, 신뢰성 설계과정에서 비현실적인 조위발생의 가능성을 제거할 수 있으며, 비현실적인 조위발생으로 유발되는 설계인자의 비현실적인 과대 및 과소평가 가능성도 자동적으로 제거되는 효과를 기대할 수 있는 것으로 파악되었다. The double-peak normal distribution function (DPDF) suggested by Cho et al.(2004) has the problems that the extremely high and low tidal elevations are frequently generated in the Monte-Carlo simulation processes because the upper and lower limits of the DPDF are unbounded in spite of the excellent goodness-offit results. In this study, the modified DPDF is suggested by introducing the upper and lower value parameters and re-scale parameters in order to remove these problems. These new parameters of the DPDF are optimally estimated by the non-linear optimization problem solver using the Levenberg-Marquardt scheme. This modified DPDF can remove completely the unrealistically generated tidal levations and give a slightly better fit than the existing DRDF. Based on the DPDF's characteristic power, the over- and under estimation problems of the design factors are also automatically intercepted, too.

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.

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.

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.-

수조를 이용한 조력발전량산정에 관한 실험적 연구

정신택(Jeong, Shin-Taek),김정대(Kim, Jeong-Dae),고동휘(Ko, Dong-Hui),최우정(Choi, Woo-Jung),오남선(Oh, Nam-Sun) 한국해안해양공학회 2008 한국해안해양공학회 논문집 Vol.20 No.2

소규모 수조를 이용한 조력발전시스템에 대하여 검토하였다. 이를 위하여 소규모 수조를 제작하고 시간에 따른 수위의 변화를 관측한 후 이를 이론적인 계산값과 비교하였다. 수조는 내부수조와 외부수조로 제작하여 창조발전과 낙조발전의 개념을 재현할 수 있도록 하였다. 또한 내부수조와 외부수조의 연결관을 두 곳에 설치하여 유량을 변화시키며 실험을 하였다. 관측된 수위의 변화를 계산값과 비교하여 유량계수를 산출하였다. 수위의 관측치와 이론적인 계산치는 높은 상관관계를 갖는 것으로 나타나 이론식이 실제의 수위를 잘 모의하는 것으로 나타났다. 프로펠러의 유무, 밸브의 유무, 창조 발전, 낙조 발전 등에 따라 유량계수가 큰 변화를 보이는 것으로 나타나 실제 발전시스템을 제작할 때 실험을 통한 유량계수 등의 산정이 반드시 필요한 것으로 나타났다. 또한 이론적인 식에 의한 총에너지와 실험유량으로부터 계산된 총에너지를 비교한 결과 큰 차이가 없는 것으로 나타났다. 본 수조에 대하여 계산된 발전량은 크지 않으나 충분한 조차가 있는 곳에 적정 규모의 수조를 설치할 경우 소규모의 조력발전이 가능하여 신재생에너지 생산에 기여할 것으로 판단된다. A method to generate electric power from small scale water tank. For this purpose, manufacturing tank is investigated, measuring water level change at any time, and finally comparing experimental and theoretical value, are performed. Inner and outer tank are made to simulate flood and ebb generation. Two sets of pipe are connected between tanks, and experiments are performed under varying flowrate. Coefficients of flowrate are calculated comparing water level change data and theoretical value. Measured and theoretical water levels are highly correlated, and this ascertains that analytical equation simulates real water level changes well. Flowrate change depending on the existence of propeller and valve, on flood and ebb generation, shows the necessity of experiments in the process of manufacturing electric power system. Moreover, total energy calculated from experimental data agrees well with that of theoretical equation. In spite of small tidal power output, this generating system with optimum water tank can be applied to any place where high water level change occurs, and can make a contribution to producing new and renewable energy consequently.

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.