초록
광전도측정기(Beam Transmissometer)를 이용한 간접적인 부유물질농도결정의 신뢰도와 문제점을 조사하기 위하여, Neuse 강 (미국 North Carolina주) 하구의 15개 정점에서 13개월에 걸쳐 매월 광전도도와 부유물질의 농도를 측정, 상관관계를 분석하였다. 부유물질농도(SPM)와 광감쇄계수(Beam Attenuation Coefficient, c) 간의 상관계수(Coefficient of Determination, $r^2$) 및 상관함수의 기울기(a)는 월별($r^2:\;0.12{\sim}0.93,\;a:\;0.53{\sim}5.63$) 및 정점별($r^2:\;0.21{\sim}0.96,\;a:\;1.04{\sim}4.94$)로 극심한 변동폭을 보였으나, 표층이 저층보다 밀접한 상관관계를 보였으며, 해수의 영향이 연중 거의 미치지 않는 최상류지점에서 가장 높은 상관계수($r^2=0.96$)를 나타내었다. 계절별로 다양한 변화를 보이는 부유물질의 유기물함량은 SPM과 c 간의 함수관계에 중요한 영향을 미치지 않으나, 시간적, 공간적으로 다양하게 변화하는 부유물질응집체(aggregate)에 의해 부유입자의 광학적 특성 (입도, 모양 및 광굴절지수 등)이 변화하게되며, 따라서 SPM과 c의 관계를 복잡하게 하는 것으로 생각된다. 광전도측정기의 효과적인 이용을 위해서는 정확한 보정이 필요하나, 부유입자의 광학적 특성이 다양하게 변화하는 강하구와 같은 환경에서는 시간적, 공간적으로 빈번한 보정으로도 신뢰도 높은 상관관계의 획득이 불가능하다. 그러나 광전도측정기의 최선의 용도는 수괴의 탁도의 급격한 변동을 감지하는데 있으며, 부유입자의 광학적 특성이 비교적 균일한 외해에서나 혹은 오차범위를 허용할 수 있는 상황에서는 매우 유용하게 사용될 수 있다.
Monthly measurements made at 15 stations along the axis of the upper Neuse River estuary show a highly variable degree of correlation between concentration of suspended particulate material (SPM) and attenuation coefficient (c) of light as measured by transmissometer. Coefficients of determination along transect lines ranged from $0.12{\sim}0.93$ and calibration slopes ranged from $0.50{\sim}5.63$. When examined on a station-by-station basis, coefficients of determination ranged from $0.21{\sim}0.96$ and calibration slopes ranged from $1.04{\sim}4.94$. Surface calibrations made at individual stations over the full 13-month period were the most consistent of all observations and were considerably better than calibrations made using all of the stations on a given day. Organic content, which can dominate the suspended sediment load during some months, does not appear to explain the variations in reliability of the calibrations. However, an abundance of large aggregates with time-varying size and shape distributions may be partly responsible for variations in optical properties of the sediments, and thus may confound the relationship between SPM and c in the Neuse River estuary Time-varying calibrations to account for non-negligible changes in optical properties may not suffice in complex estuarine environments where the in situ particle dynamics are poorly understood. However, the best use of Beam Transmissometer will continue to be for applications such as detecting water-column events or for use in situations where wide error bars in establishing SPM concentrations are acceptable.