해양매립에 따른 생태계 변화예측

신범식(Shin Bum Shick),김규한(Kim Kyu Han),편종근(Pyun Chong Kun) 대한토목학회 2003 대한토목학회 학술대회 Vol.2003 No.10

해조류 이식형 인공어초의 수리적 안정성에 관한 실험적 검토

신범식(Shin, Bum-Shick),정현준(Jeong Hyun-Jun),김규한(Kim, Kyu-Han) 한국산학기술학회 2014 한국산학기술학회논문지 Vol.15 No.1

우리나라 연안생태계는 백화현상(갯녹음)에 의한 해조류의 감소와 어패류 등 어업자원의 감소로 인해 연안역 의 황폐화에 직면해 있다 새로운 인공어초의 새로운 유형의 안정성을 평가하기 위해 본 연구에서는 2차원 단면수조 를 이용하여 새롭게 개발된 인공어초의 설치수심에 따른 재현파고, 주기, 흐름 등 외력을 변화시켜 해조류 이식형 어 초의 안정 조건이 되는 한계치를 구하고, 설계외력(파랑, 흐름 등)의 안정성에 대한 검토를 수행하였다. 본 연구 결과 는 새로운 인공어초의 설계 및 실해역에 시공하기 위해 구조물의 안정성을 사전에 검토할 수 있는 있는 기초자료를 제공할 수 있을 것으로 판단된다. In Korea, quantitative growth rate of artificial reef construction is supposed to reach the peak point therefore, new approach is needed to the point of artificial reefs business. Functional reefs like shellfish reefs, recreational reefs, seaweed reefs as well as fish reefs are beneficial alternatives. This study conducted hydraulic testing to assess the stability of new types of artificial reefs (ARs) constructed to promote the growth of shellfish and seaweed. The results of this study revealed that some dimensionless design parameters affected the stability of new types of artificial reef under various wave and water depth conditions in the fixed bed condition. The findings also highlight the importance of hydraulic experiments in solving problems that have emerged in the design and construction of artificial reefs.

어메니티요소를 활용한 백사장 가치평가의 기초적 연구

신범식(Shin, Bum-Shick),김규한(Kim, Kyu-Han) 한국해안해양공학회 2012 한국해안해양공학회 논문집 Vol.24 No.6

우리나라의 동해안에 위치한 백사장은 경치가 수려하고, 레져를 즐기기에 좋은 양질의 모래로 이루어져 있으며 백사청송으로 알려져 있기 때문에 매우 중요한 관광경제자원이라 할 수 있다. 뿐만 아니라, 해안의 자연환경 유지기능 및 높은 파도로부터 해안주변을 보호해주는 방재기능까지도 보유하고 있는 귀중한 재산이다. 이와 같은 해안 백사장의 가치평가방법으로는 여행자비용법(Travel Cost Method)과 조건부가치평가법(Contingent Valuation Method)이 대표적으로 사용되고 있으나, 이용가치와 비이용가치를 동시에 평가하기위해서는 후자의 방법이 보다 유리하다고 할 수 있다. 그러나 조건부가치평가법(CVM)을 대상 해안의 백사장에 적용하기 위해서는 앙케이트 설문 및 회답에서 나타날 수 있는 바이어스(Bias)영향에 대한 면밀한 검증이 요구된다. 본 연구에서는 조건부가치평가법(Contingent Valuation Method)등을 통해 앙케이트설문 조사시 바이어스 영향을 줄여주기 위해 설문자에게 제시할 수 있는 일차적인 친수환경(Amenity)특성 검토방법을 소개하고, 동해안에 위치한 대표적인 백사장들을 대상으로 하여 다양한 평가인자를 이용하여 친수환경(Amenity)특성을 비교, 검토하였다. The sandy beach along the east coast of Korea offers beautiful scenery with high-quality sand for leisure, and is also famous for the white-sand and pine-tree which is an important scenic resource. Furthermore, the sandy beach helps to maintain natural environment of the costal area and functionates as a disaster prevention system against high waves. There are two major value evaluation methods, Travel Cost Method and Contingent Valuation Method, to assess the value of coastal sandy beach. Contingent Valuation Method is considered to be more appropriate for simultaneous evaluation on the usefulness and the uselessness of the beach. But in order to apply Contingent Valuation Method to coastal sandy beach evaluation, close examination and investigation on the potential bias, such as on questionnaires, surveys and replies, are required. In this study, the characteristic of primary amenity of sandy beach users is investigated, in prior to evaluating the usefulness and the uselessness of the beach measured by contingent valuation method. The characteristic of amenity on major sandy beaches on the east coast of Korea is studied and compared by diverse value evaluation methods.

대규모 매립에 대한 환경영향예측과 저감방안에 관한 연구

신범식(Shin, Bum-Shick),김규한(Kim, Kyu-Han) 한국해안해양공학회 2010 한국해안해양공학회 논문집 Vol.22 No.2

본 연구에서는 구조물 건설 및 외부로부터 오염물질이 유입될 경우, 자연정화가 어려운 폐쇄성해역에서 실시되고 있는 대규모 매립이 수질 및 해양생태계에 미치는 영향을 파악하였다. 해양환경변화를 예측하기 위해 3차원 해수유동모델과 물질순환모델을 이용하여 현재의 해양환경을 재현하였으며, 매립 후의 수질 및 생태계 변화를 각각 검토하여 대규모 매립에 의한 환경변화를 평가하였다. 아울러, 매립에 의한 환경영향을 완화시킬 수 있는 방안을 제시하기 위해 수치모의결과로부터 얻어진 환경부하량과 기존의 조사결과를 이용하여 환경변화를 최소화할 수 있는 미티게이션방안으로서 인공갯벌, 인공해빈과 친수호안을 제안하였다. In this study we predicted some of the negative effects on the ocean ecosystem and water quality, caused by a coastal reclamation project in semi-closed bay that makes it extremely difficult to be purified by natural process. In order to predict change of water quality triggered by coastal reclamation, the 3D hydrodynamic model and material cycle model are used. And we suggested new ecological park, an artificial beach and eco-friendly revetments on the reclamation area to mitigate the environmental impacts affecting this area using the numerical simulation results and observation data.

물질순환모델을 이용한 울산해역의 수질예측

신범식(BUM-SHICK SHIN),김규한(KYU-HAN KIM),편종근(CHONG-KUN PYUN) 한국해양공학회 2006 韓國海洋工學會誌 Vol.20 No.1

Recently, pollution by development in coastal areas is going from bad to worse. The Korean government is attempting to make policies that prevent water pollution, but it is still difficult to say whether such measures are lowering pollution to an acceptable level. More specifically, the general investigation that has been done in KOREA does not accurately reflect the actual conditions of pollution in coastal areas. An investigation that quantitatively assesses water quality management using rational prediction technology must be attempted, and the ecosystem model, which incorporates both the 3-dimensional hydrodynamic and material cycle models, is the only one with a broad enough scope to obtain accurate results. The hydrodynamic model, which includes advection and diffusion, accounts for the ever-changing flow and (quality) of water in coastal areas, while the material cycle model accounts for pollutants and components of decomposition as sources of the carbon, phosphorus, and nitrogen cycles. In this paper, we simulated the rates of dissolved oxygen(DO), chemical oxygen demand(COD), total nitrogen(T-N) and total-phosphorous(T-P) in Korea’s Ulsan Area. Using the ecosystem model, we did simulations using a specific set of parameters and did comparative analysis to determine those most appropriate for the actual environmental characteristics of Ulsan Area. The simulation was successful, making it now possible to predict the likelihood of coastal construction projects causing ecological damage, such as eutrophication and red tide. Our model can also be used in the environmental impact assessment (EIA) of future development projects in the ocean.

바람을 고려한 천해 설계파 산정법에 관한 연구

신범식(Shin Bum Shick),김규한(Kim Kyu Han) 대한토목학회 2005 대한토목학회 학술대회 Vol.2005 No.10

EFDC모형을 이용한 가로림만의 조력발전 위치 타당성 검토

신범식(Shin, Bum-Shick),김규한(Kim, Kyu-Han),김종현(Kim, Jong-Hyun),백승화(Baek, Seung-Hwa) 한국해안해양공학회 2011 한국해안해양공학회 논문집 Vol.23 No.6

해양에너지는 무궁무진한 부존량을 지니고 있으며 2차적인 환경문제를 야기 시키는 위험성이 상대적으로 작기 때문에 더욱 기대가 모아지고 있다. 우리나라의 서해안은 조수간만의 차가 크기 때문에 해양에너지 중에서도 조력발전을 통한 대규모 신재생에너지 창출이 유리한 지역이다. 아울러 조력발전을 위한 발전소를 해상에 설치 할 경우, 댐 건설에 따른 교량효과, 관광자원효과 및 만내 하천범람을 조절효과 등 다목적의 개발 기대효과를 얻을 수 있다. 조력발전을 위해서는 외해 조석과 발전소 운전에 따른 조지수위 변화에 따라 결정되는 가용수두가 크고, 비교적 광역의 조지면적이 필요하다. 본 연구에서는 가용수두가 클 뿐만 아니라, 만입구가 좁고, 만내에 넓은 조지면적을 지닌 서해안에 위치한 가로림만에 조력발전소를 건설할 경우, 조력발전에 따른 효과를 예측하는데 있어서 필수적인 수리특성의 변화를 EFDC모델을 이용한 수치모형실험을 통해 검토하였다. 검토 결과, 조력발전 입지로서의 가로림만의 입지타당성을 확인하였으며, 대상지역은 창조시의 유속보다는 낙조시의 유속이 빠르기 때문에 낙조시 유속이 빠른 서측수로에 수차발전기를 설치하고 동측수로에 수문을 설치해야 하는 등의 설계 지견을 얻을 수 있었다. Fossil fuel energy has become a worldwide environmental issue due to its effect on global warming and depletion in its supply. Therefore, the interest in developing alternative energy source has been rising. Ocean energy, especially, has gained strength as an alternative energy source for its unlimited supply with low secondary risks. Among all the ocean energy, the west coast of Korea holds the field of large-scale energy development because of its distinctive tidal range. Tidal power plant construction at the sea may expedite multi development effects such as bridge roles, tourism resource effects and adjustability of flood inundation at the inner bay. This study introduces the validity of tidal power plant construction at Garilim Bay in west coast of Korea by examining anticipated hydraulic characteristics using EFDC model. Through EFDC numerical simulations, the feasibility of Garolim Bay as a tidal power plant field has been proved. And the most effective tidal power plant construction would be to install hydraulic turbine in the west side of bay entrance where ebb current is stronger, and install water gate in the east side of bay entrance where the flood current is superior.

현장관측을 통한 잠제의 파랑제어효과검토

김규한(Kim, Kyu-Han),신범식(Shin, Bum-Shick) 한국해안해양공학회 2014 한국해안해양공학회 논문집 Vol.26 No.1

본 연구에서는 우리나라 동해안에 설치된 해안침식대책공법 중 잠제시설에 대한 현장모니터링을 수행하고 그 효용성을 확인하고자 하였다. 해안침식대책시설은 3년의 계획과 3년의 시공으로 총 6년간에 걸쳐 완공되었으며, 계획단계에 있어서의 수치모형실험결과와 관측결과 등에 대해서는 Kim et al.(2008, 2011)에 의해 소개되어 있다. 본 연구에서는 현장관측을 통해 잠제시설 설치 이후의 해빈폭 증가 현상을 확인하였고 해빈폭이 늘어난 원인을 잠제의 기본적인 성능인 파랑제어효과에 의한 것임을 알 수 있었다. 대상해역의 파랑관측은 잠제 시설 전면과 후면 즉 내해측과 외해측에서 수행하였다. 외해의 관측지점(수심 H = 16.5m)과 내측지점(H = 3.7 m)에 메모리형 파고계를 설치하여 파고관측결과를 도출하고 잠제시설의 파랑저감효과는 제체(잠제시설)를 투과하는 파랑의 전달율(Kt)로 분석하였다. 현장관측자료를 분석한 결과, 내습하는 파랑을 저감시켜 해안침식을 방지하기 위해 설치된 잠제의 파랑저감효과는 약 60%를 나타내고 있는 것으로 확인되었다. In this study, a field monitoring on Namae beach erosion countermeasure in the east coast of Korea is conducted to verify its efficiency and effectiveness. The Namae Beach project has been carried out for six years with three years for planning and three years for actual construction. The planning phase of numerical model tests and investigations had been reported by Kim et al. (2008, 2011). The field monitoring confirms increase in the beach width after the submerged artificial reefs construction and is due to its wave energy dissipation effects. The field monitoring is performed at the seaward and landward of the countermeasures. The wave height reduction from the seaward side (depth h = 10.5 m) to the landward side (h = 3.7 m) of the reef is measured for wave transmission coefficient (Kt) analysis. The analysis shows 60% of deduction in wave energy due to the submerged artificial reefs.

수리실험을 통한 요철형 인공어초 안정성 검토

백승화(Baek, Seung Hwa),신범식(Shin, Bum-Shick),김규한(Kim, Kyu-Han) 한국산학기술학회 2014 한국산학기술학회논문지 Vol.15 No.8

우리나라 연안생태계는 백화현상(갯녹음)에 의한 해조류의 감소와 어패류 등 어업자원의 감소로 인해 연안역의 황폐 화에 직면해 있다. 새로운 유형의 인공어초에 대한 안정성을 평가하기 위해 본 연구에서는 2차원 단면수조를 이용하여 새롭 게 개발된 인공어초의 설치수심에 따른 재현파고, 주기, 흐름 등 외력을 변화시켜 요철형 어초의 안정 조건이 되는 한계치를 구하고, 설계외력(파랑, 흐름 등)의 안정성에 대한 검토를 수행하였다. 본 연구 결과는 새로운 인공어초의 설계 및 실해역에 시공하기 위해 구조물의 안정성을 사전에 검토할 수 있는 있는 기초자료를 제공할 수 있을 것으로 판단된다. In Korea, the quantitative growth rate of artificial reef construction is supposed to reach the peak point. Therefore, new approach is needed to the point of artificial reefs business. Functional reefs, such as shellfish reefs, recreational reefs, seaweed reefs, and fish reefs, are beneficial alternatives. This study conducted hydraulic testing to assess the stability of corrugated artificial reefs (ARs) that were constructed to promote the growth of shellfish and seaweed. The results of this study showed that some dimensionless design parameters affected the stability of corrugated artificial reefs under a range of wave and water depth conditions in a fixed bed condition. The findings also highlight the importance of hydraulic experiments in solving the problems that have emerged in the design and construction of artificial reefs.

경인아라뱃길 주변해역의 해수유동에 관한 연구

백승화(Baek, Seung Hwa),신범식(Shin, Bum-Shick) 한국산학기술학회 2014 한국산학기술학회논문지 Vol.15 No.9

본 연구는 인천 북항과 염하수로 사이의 해역을 대상으로 인천 영종도 준설토투기장건설과 향후 인천만조력발전소 동측방조제 건설시 흐름차폐로 인한 이 해역의 해수유동변화에 대해 연구를 하였다. 이 해역의 해수유동에 대한 예측은 인천 북항 영종도 준설토투기장 건설전, 후 상태와 인천만조력발전소 동측방조제를 건설한 경우를 예상하여 3가지 경우에 대해서 수리모형실험을 수행하고, 현장관측치와 비교하여 흐름을 분석하였다. 수치실험결과 영종도 준설투기장건설전, 후 상태에서 는 유향과 유속이 비슷한 양상으로 나타나고 있으며, 인천만조력발전소 건설시 동측방조제를 건설한 경우에는 경기만과 흐 름차폐로 인하여 흐름 양상이 크게 변화되고 있음을 알았다. 즉, 흐름은 남북방향이 되고, 하류인 경인아라뱃길 주 항로가 되는 호도 하류부인 A, B, C지점에서는 유속이 다소 증가되고 있고, 염하수로 하류부(D)에서는 오히려 유속이 감소되고 있 다. 그리고, 세어도 서쪽해역과 방조제 동측해역에서는 유속이 완만한 선회류가 발생하고 있음을 알았다. 본 연구는 인천만조 력발전소 건설계획과 향후 경인아라뱃길 운영을 위한 기초자료로 활용이 가능할 것으로 사료된다. This paper examined the changes in flow patterns due to a blockage of tidal currents in the sea areas between Incheon North Port and Yeomha Channel when it would be influenced by the construction of the Incheon North Port Yeongjongdo dredged soil dumping ground and Incheon Bay tidal power plant. The numerical simulation was performed for three cases: before and after constructing the Incheon North Port Yeongjongdo dredged soil dumping ground and after the construction of the sea-dyke on the east side of the Incheon Bay tidal power plant. The simulation results showed that the tidal directions and currents velocity were similar before and after the construction of the Yeongjongdo dredged soil dumping ground. After the construction of the East Sea-dyke of Incheon tide power plant, however, the tidal currents patterns changed significantly due to flow blockage toward Gyeonggi Bay. The main flow was formed in the north-south direction, and the tidal currents velocity increased slightly on the downstream areas (A,B,C) of Hodo, which is the entrance of the Ara Waterway. The tidal currents at the mouth(D) of Yeomha Channel decreased significantly. The tidal currents of the west side of Se-eodo and the east side of the sea- dyke were rotary currents. The results of this study will provide basic data for the environmental impact assessment and the operation of the Gyeongin Ara Waterway.