인천항의 검조소의 검조기록은 우리나라의 수치측지기준(vertical geodetic datum)을 제공하는 중요한 자료이다. 본 연구에서는 최(1990)가 62년부터의 14년 자료를 처리, 발표한 것에 이어 83년에 다시 계속적인 분석을 보고하였지만 92년까지의 검조기록을 재분석하여 보고코저 한다. 분석에서 61년 이전의 자료는 하계의 DST(Daylight Saving Time)적용에 따른 자료가 보정되어 있지 못하므로 사용하지 않았으며 73, 74년 역시 검조소 이전에 따른 년자료의 연장이 완전하지 않아 취하지 않았다. (중략)
해도상 수심으로부터 평균수심을 산정하기 위하여 검조소의 실측자료와 조석 수치모델링 결과를 결합하여 해도 수준기준면을 산정하는 방법을 연구하였다. 수준기준면은 4대분조($M_2$분조, $S_2$분조, $K_2$분조, $O_1$분조)의 진폭 합으로 결정되므로 검조소의 실측자료를 활용하여 산정할 수 있으나, 검조소의 자료는 연안에 한정되므로 해양의 수준기준면은 산정할 수 없다. 반면에 조석 수치모델링의 결과는 원하는 지점의 4대분조합을 도출할 수 있으나, 시뮬레이션 결과이므로 실제 수준기준면과는 차이를 보인다. 본 연구에서는 검조소 자료와 조석 수치모델링 결과를 상호보완하여 해양의 수준기준면을 보다 정확하게 산정할 수 있는 방법을 연구하였다 본 연구의 방법에서는 검조소의 자료와 조석 수치모델링 결과를 비교하여 보정계수를 추출하고, 각 검조소에 대한 보정계수를 내삽하여 대상해역의 임의지점에 대한 보정계수를 산정하여 조석 수치모델 결과에 적용함으로써 정확한 수준기준면을 산정한다.
본 연구에서는 검조자료의 효율적인 이용 및 검조소의 조위기록 자료로부터 부진동 signal의 적합한 반응 여부를 알기 위해서 도수관을 가진 검조소의 반응특성을 이론적으로 검토하고, 검조우물 안과 밖에서의 현장 동시관측 자료와 시스템의 구조를 기초로 묵호항검조소의 부진동에 대한 반응 특성을 조사하였다. 정조우물 안과 밖에서의 현장 동시관측자료로 구한 묵호항 검조우물의 반응계수는 0.01이었고, 한편 이와 비교하기 위해 묵호항검조소 검조우물의 구조로부터 구한 검조우물의 반응계수는 0.016이었다. 묵호항검조소의 검조우물 반응특성 조사결과, 묵호항에서의 수십분 이상의 주시를 가진 부진동에 대해서는 진폭반응이 거의 1.0으로 볼 수 있고, 따라서 이들의 검조기록자료는 보정하지 않고 사용할 수 있는 것으로 판단된다.
전회의 극치확률모형에 의한 해면분석(최, 1982)은 자료연장이 증가됨에 따라 재분석(update)이 이루어졌다. 검조자료의 연장이 35년 정도로 확장된 시점에서 특히 주요검조소의 인근에서 방조제, 하구둑(군산, 목포), 검조소 이전(인천), 대규모 매립(여수)이 수행되어 조석체계가 변화되는 양상이 있어 년극치 역시 동질성의 확보에 문제가 있어 년조석분석과 동시에 이러한 조석변화를 확인하였다. 더불어 년극치(annual extreme) 역시 그룹핑시켜 이를 분석하였다. (중략)
1989년 9월 17일 군산항(내ㆍ외항)에서는 군산항검조소 설치후 가장 높은 조위치가 기록되었으며, 이때 군산내항 검조소의 조위는 784cm로서 이론적으로 계산한 200년 빈도 고극조위(769cm)보다도 14cm 더 높은 기록을 보였으며, 외항에서는 784cm의 조위를 기록하였다. 한편 1973-1987년 기간중 군산내항에서 관측된 고극조위는 751cm이며, 외항에서 1980-1986년 기간중 6년간의 고극조위는 755cm였다(1).(중략)
4개 주요 검조소의 기본수준점표 설정연혁을 개괄하였다. 이 검조소의 검조의 영점표고, 기본수준고, 그리고 주위기준점(Tidal Bench M막)의 자료를 수집검토하였다. 농어촌진흥공사, 수로국, 항만국 등이 조사한 지역평균 해면고(Local Mean Sea Level)를 비교하여 이들 4개 검조소지점(인천, 군산내.외항, 목포)의 평균해면고로 정의하였다. 기본수준면(DL), 평균해면(MSL), 대조평균만조면(HWOST) 등의 설계조위면을 추정하기 위하여 크리징모형을 소개하였다. 추정한 설계조위면이 표본값을 잘 표현하고 있음을 확인하였다. 이 과정에서 설계조위면의 공간경향이 평가되었으며 설계조위의 획률구조를 대표하는 반-자기분산식 ${\gamma}$(h) 이 얻어졌다. 이 결과에서 설계조위들이 자기상사 특성을 보였다. 즉, 기본수준면과 대조평균만조위의 반-자기분산값은 평균해면의 반-자기분산값의 0.005배였다.
부산연안에서 태풍으로 인한 수위변화특성을 파악하고 수위예측을 위하여 태중 Thelma 통과 기간증 한국남해안에 위치한 6개 검조소의 조위관측자료와 기상자료를 분석하였다. 수치모델에 있어서는 해면기압의 공간분포로 인한 수위변화를 고려하였다. 폭풍해일(storm surge)의 계산결과 부산연안의 최대수위편차의 출현시각과 수위편차곡선은 가덕도의 조위실측치로부터 구한 수위편차곡선과의 상당히 유사한 결과를 나타냈다. 그러나 부산검조소 위치에서 조위실측치로부터 구한 수위편차곡선은 검조소가 수로에 위치한 관계로 일반적인 해일 곡선을 나타내지 못한다. 본 계산결과에 의하면 낙동강 하구역에서는 지형적인 영향으로 최대 2.5m 이상의 수위편차가 나타났으며, 그 밖의 해안에서는 약 60cm 전후의 수위편차가 나타났다.
기상청의 해양 예측모델을 이용하여 2008년과 2009년의 한반도 주변의 폭풍해일의 특성을 살펴보았다. 모델의 정확성을 파악하기 위해 모델 결과는 한반도 연안의 검조소 자료와 비교하였다. 본 연구에서 사용된 조석/폭풍해일 모델은 한반도 주변의 폭풍해일의 특성을 잘 나타내고 있으며 특히 하계의 태풍 영향으로 인한 폭풍해일의 계절변화를 뚜렷이 나타내고 있다. 2008년과 2009년의 48시간 예측 평균 RMSE(root mean square error)는 각각 0.272 m와 0.420 m로 나타났다. 한반도 주변의 해역별, 월별 폭풍해일에서는 하계의 강한 해상풍의 영향으로 하계에 높은 폭풍해일고가 2008년에 나타나지만 2009년의 경우에는 하계 이외의 기간에도 매우 높은 폭풍해일고를 나타내었다. 태풍 Kalmaegi(2008)와 Morakot(2009)이 한반도에 접근시 모델의 정확도는 연평균 수치와 유사하게 나타났지만 연평균 검증결과와 같이 2008년 태풍 Kalmaegi에 비해 2009년 태풍 Morakot의 경우가 예측정확도가 낮게 나타났다.
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 $X^2$ 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.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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