• 제목/요약/키워드: 천해 환경

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거제 북부해역의 저질환경 특성

  • 정우건;김용술;조상만
    • 한국패류학회:학술대회논문집
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    • 한국패류학회 2001년도 추계 한국패류학회 학술발표회
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    • pp.39-40
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    • 2001
  • 연안과 천해의 저질은 그 상층 해수의 변화에 영향을 받으며, 또한 반대로 상층의 수질을 변화시키기도 한다. 저질은 지질학적 기원을 갖는 기부위에 상층의 물에서 가라앉는 부유현탁물질과 수중생물의 배설물, 생물의 사체 등의 유기질이 층을 이루면서 형성된다. 저질은 화학적, 생물적 변화나 물의 유동에 의한 영향을 받지만 변화속도가 비교적 작고, 상층 수질의 변화 결과를 누적적으로 받기 때문에 수질변화의 평균적 이력(履歷)을 간직하며, 수역의 오염의 진행경향이나 그 속도에 대해서 수질만으로는 알 수 없는 장기간의 영향에 대한 적산적(積算的)관점에서의 정보를 보유하고 있다. 이 조사해역은 굴을 비롯한 패류 양식장이 밀집분포하고 있는 해역이며, 진해만에서 수하식 양식장의 분포비중이 가장 큰 해역으로서 양식의 역사도 30년이 넘는다. 이 해역은 외해와의 해수교류가 원활하지 못하여 양식생물의 배설물과 양식장의 탈락물이 이 육지로부터 유입되는 오염부하물질과 더불어 그대로 해저에 퇴적되고 있는 곳이라고 할 수 있다. 이 연구는 양식장 저질의 유기오염의 수준을 평가하여 양식장 및 연안해역의 관리를 위한 자료로 제공하고자 하였다.

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장전항 최적 설계를 위한 정온도 해석 (Wave Simulation for the Optimum Design of Jangjeon Harbour)

  • 홍기용;양찬규
    • 한국해양환경ㆍ에너지학회지
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    • 제3권2호
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    • pp.49-59
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    • 2000
  • 장전항 시설물의 최적설계를 위한 항내 파랑분포 수치 시뮬레이션을 수행하였다. 장전항 인근 해역의 바람자료에 기초한 극치동계해석에 의해 추정된 심해 설계파를 수치 시뮬레이션의 외해 경계조건으로 적용하였다. 파랑 시뮬레이션을 위해 Boussinesq 천해파 이론을 사용하였으며, 파의 분산성과 비선형성을 포함하였다. 해안 경계에 대해서는 파랑의 부분적인 반사가 가능토록 유공을 두거나, 파랑 에너지를 모두 흡수하는 해면층을 두어 모사하였다. 방파제 설계 파고를 산정하기 위해서 광역모델에 대한 시뮬레이션을 수행하였으며, 설계된 방파제 및 부두 배치에 대한 항내 정온도 해석을 위하려 상세모델에 대한 시뮬레이션을 수행하였다.

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파랑변형 및 해빈류에 대한 Boussinesq 모형의 적용성 검토 (Applicability of Boussinesq Models for Wave Deformation and Wave-Induced Current)

  • 조영준;박일흠
    • 해양환경안전학회지
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    • 제16권2호
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    • pp.185-193
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    • 2010
  • Boussinesq 모형을 이용하여 규칙파 조건(Regular wave condition)에서 파랑변형 및 해빈류의 수치모의를 하였다. 파랑변형의 수치결과는 선행 연구에 의한 수리실험 결과와 비교하여 매우 좋은 일치를 보였으며, 검증한 파랑변형 결과를 바탕으로 충분히 안정한 상태 이후의 해빈류를 계산하여 예측하였다. 모형의 현장 적용성을 위해, 실규모해역에서 관측한 선행 연구의 현장자료와 비교하였으며, 파랑변형의 수치결과는 현장자료와 비교적 양호한 일치를 보였다. 해빈류의 수치결과는 연안사주가 발단된 지역에서 다소 과소평가 되었지만, 전반적으로 해빈류의 공간적 분포에 대하여 정도 있게 예측한 것으로 여겨진다.

연안어장의 환경변화가 수산자원량에 미치는 영향평가 (Environmental Impact Analysis on Fish Stocks caused by Environmental Change in the Coastal Fishing Ground)

  • 이인철
    • 한국해양공학회지
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    • 제15권1호
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    • pp.36-44
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    • 2001
  • To predict the influence on fish stocks which were caused by environmental change in the fishing ground of shallow sea areas, we have developed the Shallow-Sea Ecological Model(SSEM) which that focuses on living organisms, especially fish and benthos. By applying the SSEM in the Seto-Inland Sea of Japan, we have simulated another aspect of influence on fish stocks that was caused by oxygen deficient water mass and nutrient loads. From the simulated result of the fish stocks, it was indicated that the stock of fish and benthos has shown a relative difference between the western sea and the eastern sea in the Seto-Inland Sea. According the to prediction, results of fish stocks that were caused by oxygen deficient water mass, it was estimated that the pelagicfish stock increases about 6 %, whereas the stocks of demersalfish and benthos decreases about 30% and 70%, respectively. On the other hand, it seemed that there was an increased in the fish stocks of demersalfish and benthos in the eastern sea of Seto-Inland Sea by nutrient loads reduction.

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수직다열화된 조파장치의 해석해 개발 및 수치모형 실험 (An analytical and numerical study of a vertically-discretized wavemaker)

  • 손상영;김열우;정태화
    • 한국수자원학회:학술대회논문집
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    • 한국수자원학회 2021년도 학술발표회
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    • pp.103-103
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    • 2021
  • 실험실에서의 파랑생성에 흔히 사용되는 피스톤형 조파장치는 수심에 따라 유속이 동일하게 생성된다는 제약이 있어 주로 천해파의 생성에 적합한 것으로 알려져 있다. 본 연구에서는 이러한 제약조건 없이 다양한 유속분포의 파형을 생성하는 수직 다열화된 조파장치가 개발되었다. 우선, 수심방향으로 이산화된 각 패들(paddle)의 스트로크에 대해 선형해석해가 유도되었다. 개발된 해석해는 패들의 수 및 유속분포에 따라 기존의 피스톤형 혹은 플랩형 조파장치 해석해로 근사함이 밝혀짐으로써 포괄적으로 활용될 수 있음이 확인되었다. 즉 개발된 해석해를 활용하면 선택적으로 피스톤형 및 플랩형 조파성능이 구현될 수 있다. 더불어 개발된 해석해는 다상유체의 내부파 생성에도 확정되어 적용가능함이 확인되었다. 다음으로, 개발된 조파장치를 수치적으로 구현하였다. 오픈소스 3차원 수치모형인 OpenFOAM 중, 두 개 이상의 불연속 및 비압축 유체에 대한 Navier-Stokes 방정식을 해결하는 수치 모듈을 사용하여 제안된 수직다열화된 조파장치의 성능이 평가되었다. 이때 동적격자모델(olaDyMFlow)을 결합함으로써 개발된 조파장치 움직임이 물리적 조파장치와 흡사하도록 수치적으로 구현하였다. 모의결과, 여러 개의 다열화된 패들이 층류 흐름 조건에서 심해파를 효율적으로 생성시키고, 중간수심 파랑조건에서는 제안된 조파장치가 상대적으로 덜 유리함을 확인할 수 있었다. 마지막으로 공기, 기름 및 물 등 3상의 흐름조건에서 단 두 개의 패들을 활용하여 각각 내부파 및 표면파를 생성하되었으며, 모의 결과는 해석해과 비교됨으로써 개발된 조파장치의 성능이 검증되었다.

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순환 관계에 의한 파랑분산식의 양해 (Explicit Solution of Wave Dispersion Equation Using Recursive Relation)

  • 이창훈;장호철
    • 대한토목학회논문집
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    • 제28권1B호
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    • pp.111-114
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    • 2008
  • 파랑의 분산관계식에서 상대수심이 반복적으로 표현되는 순환 관계를 이용하여 파랑분산식의 양해를 개발하였다. 순환 관계를 이용한 해의 초기값으로 Eckart(1951), Hunt(1979)의 해와 심해와 천해에서의 해를 사용했다. 순환해 가운데 심해에서의 해를 초기값으로 사용한 해를 제외하고는 모두 참값으로 수렴하였다. 특히, Hunt의 해를 초기값으로 사용한 해는 다른 해보다 더 빠르게 수렴했다. 순환해는 휴대용 계산기를 사용하여 손 쉽고 빠르게 구할 수 있는 장점이 있다. 선형파의 변형을 예측하기 위하여 해석 해를 사용할 경우 파랑분산식의 양해를 사용해야 하는 데 본 연구에서 개발한 순환해를 사용하면 기존의 양해를 사용한 것보다 더 정확한 해석 해를 도출할 것이다.

음향 임피던스를 해저면 입력인자로 이용하는 수중음장 계산 (Computation of Underwater Acoustic Field Using Acoustic Impedance as an Input Parameter for the Ocean Bottom)

  • 이성욱;오택환;나정열;이필호;윤종락
    • 한국음향학회지
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    • 제25권1호
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    • pp.1-6
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    • 2006
  • 천해에서의 수중음장 계산에서 음향 임피던스를 해저면 입력인자로서 도입하는 방안의 가능성을 고찰하였다. 먼저 탄성 해저면에서의 음파반사 특성을 고찰한 결과, 임계 접지각 이하에서 음향 임피던스는 접지각이 거의 $0^{\circ}$에 가까울 때의 임피던스 $Z_0$ 1개 값으로 근사가 가능함을 나타내었다. 이러한 특성과 'effective depth' 개념을 접목시켜 전달손실을 계산한 결과, 수중음장 계산에서 임피던스를 해저면 음향 특성을 나타내는 입력인자로 사용하는 것이 가능성이 있음을 확인하였다.

복모드 대륙붕 퇴적물의 퇴적환경 연구: 한반도 남해대륙붕 (Sedimentary Environment of Bimodal Shelf Sediments: Southern continental shelf of Korean Peninsula)

  • 방효기;민건홍
    • 한국해양학회지
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    • 제30권1호
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    • pp.1-12
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    • 1995
  • 한반도 남해 대륙붕의 표층퇴적물 216개에 대한 모드분석을 실시하였다. 수심 7 0~100 m에 분포하는 사니질 또는 니사질 혼합퇴적물은 복모드형(모래요소와 뺄요소) 을 나타낸다. 분리한 요소의 조직변수들은 현재 천해저 퇴적물에서 이미 인정된 입도 조직변수간의 상관관계와 잘 일치한다. 복모드형 가운데 모래요소의 특징은 다음과 같 다: (1) 모래요소의 평균입도, 분급도, 패각편 함량 분포는 등수심선과 유청사한 방향 으로 반복성을 보인다. (2) 모래요소는 다량의 패각편, 약간의 잔자갈과 산화된 석영 (iron-stained quartz)을 포함하는 중립 또는 세립다(Mz, 1-3$\psi$)로 구성되어 있다. (3) 석영 (quartz)입자의 표면에는 높은 에너지 환경에서 형성된 조가비 모양 (conchoidal breakage feature), "V"자형구조(V-shaped feature)가 잘 발달하고 있다. (4) CM-pattern에서 뺄요소는 uniform suspension 구간에 도시되었다. 이러한 특징들 은 섬진강으로부터 기원된 세립질 부유퇴적물이 대부분 단모드 뺄형분포해역에 퇴적되 었으며, 더욱 세립한 뺄요소가 외해로 이동되고, 해안전면퇴적물의 특징을 보이는 모 래 요소와 혼합된 것임을 지시한다. 해수면 상승으로 인한 퇴적환경 변화는 대륙붕퇴 적물에 많은 영향을 주었으며, 입도분포는 환경변화를 반응하고 있다, 복모드는 보이 는 대륙붕퇴적물의 퇴적환경 규명은 모드를 분리하고 각 모드의 환경을 추적하는 것이 타당하다는 결론을 얻었다.는 결론을 얻었다.

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천해환경에서 전구음원을 이용한 지음향인자의 역추정 (Inverse Estimation of Geoacoustic Parameters in Shallow Water Using tight Bulb Sound Source)

  • 한주영;이성욱;나정열;김성일
    • 한국음향학회지
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    • 제23권1호
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    • pp.8-16
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    • 2004
  • 천해환경에서 저주파 광대역신호와 수직선배열을 이용하여, 퇴적층의 지음향인자(층두께, 종파속도, 종파감쇠계수, 밀도)를 역추정하였다. 역산방법은 모델 기반의 역산으로 유전알고리즘 (Genetic Algorithm)을 이용한 일관적 광대역 정합장처리(Coherent Broadband Matched Field Processing)기법을 사용하였다. 저주파 광대역음원으로 사용된 상업용 전구의 내폭신 호는 짧은 시간동안 많은 변화를 포함하는 천이신호이기 때문에, 분석시 시간과 주파수에 따른 창함수의 조절이 요구되는데, 주기신호분석에 주로 사용되는 퓨리에 기반의 분석방법은 이러한 점에서 많은 어려움이 있다. 본 논문에서는 해양도파관에서 근거리 음파전달 시 계측된 시계열신호로부터 다중경로성분을 구분하고 추출하기 위하여 시간-주파수영역에서 창함수의 크기조절이 가능한 웨이블릿 변환을 통한 신호 분석을 수행하였고, 분석된 실측음장과 계산된 복제음장의 연속웨이블릿 계수를 상호상관 시킴으로써 비용함수를 정의하였다. 비용함수의 전역최고점을 찾는 최적화 과정을 통하여 각 퇴적층의 지음향인자들을 역추정하였다. 특히 역산인자의 민감도에 따른 퇴적층별, 인자별, 분리연산을 수행함으로써 최적화과정에서 참값으로의 수렴효율을 높였다. 역산의 결과 실험해역 퇴적물 상층부에는 두께 44.43m, 음속 1549 m/s의 모래-실트-점토질(sand-silt-clay)층이 존재하고, 그 하부에는 12.28m 음속 1993 m/s의 거친모래질(Coarse sand)층의 존재를 추정해 내었다. 또한 역산 결과를 시추자료 및 탄성파 자료와 비교함으로써 본 논문에서 제안한 역산 방법의 유효성을 확인하였다.

수온의 단주기 변동이 있는 동해에서의 정합장처리 실험 : MAPLE 0310 (Matched Field Processing Experiment in the East Sea of Korea Characterized by Short Period Fluctuating Temperature: MAPLE 0310)

  • 김성일;홍준석;김의형;김영규;박정수
    • 한국음향학회지
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    • 제24권6호
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    • pp.317-324
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    • 2005
  • 복잡한 음파전달과 시끄러운 해상 교통량이 많은 천해 환경에서 조용한 수중 표적의 탐지와 위치 추정은 아직까지 많은 문제점들을 남기고 있다. 정합장처리는 적절한 조향 벡터를 구성하기 위하여 음파전달 모델을 이용함으로써 최적의 배열 이득과 위치 추정 정밀도를 제공한다. 그러나 실제로는 아직까지 몇몇 제약조건들 때문에 정합장처리의 성능이 제한되고 있다. 가장 중요한 제약조건은 일반적으로 수중의 환경에 대한 정확한 자료가 부족하다는 것이다. 한국 주변의 천해에서 정합장처리의 성능을 판단하기 위하여 일련의 해상실험인 MAPLE (matched acoustic properties and localization experiment)을 실시해오고 있으며, 본 논문은 2003년 10월에 수직선배열과 이동음원을 이용하여 동해 연안에서 실시한 정합장처리 실험으로부터 획득한 자료를 분석한 결과이다. 정합장처리 알고리즘을 이용하여 음원위치추정을 수행하였다. 실험 해역의 수온구조는 내부파 등의 단주기 변동의 영향을 크게 받는 것으로 알려져 왔으며, 본 논문의 정합장처리 결과에서도 단주기변동의 영향을 받아 부엽준위가 증가한 것으로 보인다.