연속적으로 방출되는 금강 담수에 의해 형성되는 풀룸(plume)의 구조와 분포를 시험하기 위해 전향력과 조석의 유무에 따른 3차원 수치모델 실험을 하였다. 조석없이 전향력이 포함된 경우 모델풀룸은 발달단계에서 남수로 북쪽에 시계방향 순환을 형성한다. 풀룸 확장이 진행되면 순환중심이 남서쪽으로 이동하며 남수로 입구에서부터 남서쪽으로 저염수의 유출 축 방향이 편향된다 이러한 결과는 외해의 강한 염분전선 때문에 하구입구 전방에서 누적되는 저염수에 의해 유지되는 해면경사에 의한 순압적 지형류 균형으로 설명된다. M$_2$분조를 포함하는 경우에는 모델풀룸이 북서쪽으로 멀리 확장하여 큰 혀모양의 염분분포를 이룬다. 외해역 풀룸의 조석주기 평균된 표층흐름은 주로 지형류 균형을 이룬다. 이러한 풀룸분포의 변화는 하구입구 외측에서 저염수를 북쪽으로 공급하는 조류이동에 의한 저염수 이류와 풀룸을 따라 평균해면을 높이고 북쪽 천해연안역 표층염분을 증가시키는 활발한 조류혼합에 의한 것으로 설명된다. 관측된 금강 풀룸의 주된 형태(Lee et at., 1999;최 등, 1999)는 하구 입구역에서부터 풀룸 축이 북서쪽으로 편향되고 북쪽으로 풀룸 두께가 깊어지는데 이러한 특징은 조석이 포함된 모델에서 잘 재현되었다.
금강하구 외해에서 1991년과 1992년 8월에 관측된 CTD, 광투과도 및 조류자료를 분석하여 담수 plume의 수평이동과 조류에 따른 수직구조의 변화를 파악하였다. 집중 호우로 발단된 초기 plume은 하구 서쪽 고군산군도와 연도사이 해역에서 표층에 저염 의 렌즈구조를 이룬다. 북동-남서 방향으로 왕복하는 조류에 의해 plume의 축이 이동 되며 축의 이동거리는 약 7km에 달한다. 낙조시의 plume은 전선이 형성되며 전선역에 서의 plume 두께는 6m까지로 깊어지고 비대칭적 구조를 보인다. 염분전선이 창조류에 의해 북쪽으로 이동되어 하구 북쪽의 해수가 전층에 걸쳐 남쪽보다 고온, 저염화되는 것으로 추측된다. 20일 이상 장기간에 걸쳐 다량의 담수가 유출되었을 때는 plume 이 십이동파도까지 렌즈 구조를 유지하며 확장하고 북쪽으로 편향된다.
금강에서 유출된 담수의 거동 특성을 파악하기 위해, 금강하구에서 담수가 대량 방류된 1997년 7월 7일에서 7월 12일 사이에 한국 서해 중부의 금강하구에서 태안 반도에 이르는 해역에서 해양조사를 실시하였다. 금강하구에서 북서쪽으로 약 60 km 떨어진 어청도 사이의 해역은 30.0 psu 이하의 저염수가 분포하였으며, 어청도 이북해역에서도 부분적으로 금강 담수 기원으로 해석되는 저염수가 관측되었다. 특히 금강 담수 플룸에 의한 것으로 추정되는 염분전선이 십이동파도 인근에서 관측되었으며, 48 시간 후에는 북서쪽으로 약 25 km 떨어진 어청도 근방에서도 관측되어 염분전선의 위치가 시간에 따라 이동하는 결과를 보였다. 담수 플룸에 의해 수직성층이 잘 된 십이동파도 북측해역에서 20 시간 연속 관측된 조류를 분석한 결과 담수 플룸 내인 상층에서 평균유속이 0.2 m/s 이상인 북서방향의 흐름이 관측되었다. 관측된 평균흐름 및 염분전선의 위치변동은 금강 담수 플룸이 외해로 확장되는 과정으로 해석되며, 금강하구에서 유출되는 담수가 금강하구 인근 연안역의 표층해수 순환에 크게 영향을 줄 수 있음을 제시한다.
Using results obtained from field surveys in the outflow region of the Keum River in winter (February 22), spring (May 9), summer (July 31) and autumn (October 17) in 2000, it was described the nutrient front relating to the hydrography. It showed that the horizontal gradients was sharp in the distributions not only in salinity but also in nutrients in the region of the mouth of estuary far away about 20 km from the dyke of the Keum River during the year. The two layer structure was a ubiquitous feature in the inner estuarine side of the region showing the maximum horizontal gradients in salinity and nutrients. Although the absolute values in salinity and nutrient concentrations were distinguished by season, the nutrient front seperates the saltier and nutrients poor water in the open sea from the brackish and nutrients rich water of the plume. These results suggest that the nutrient front coincides with the esturine front in the region of freshwater influence (ROFI) of the Keum River.
서해 중부에 위치한 새만금 연안역에서 HF radar를 이용하여 2002년 7월과 2004년 9월부터 11월 초까지 표층해류를 관측하였다. 관측 자료로부터 조하주기대(subtidal) 표층해류가 해안선 변화, 바람과 담수 방류량의 변화에 대하여 시 공간적으로 어떻게 변동하는지 조사하였다. 2002년 7월 관측 기간 동안 바람이 약 0.5 m/s로 불었으며, 일 평균 금강 담수 방류량이 $0.88{\times}10^7$ 톤이었다. 시간평균된 표층해류($\overline{U}$)는 금강하구입구에서 $7{\sim}10\;cm/s$의 크기로 북서쪽으로, 방조제 개방구간에서 13 cm/s 이상의 크기를 갖고 서쪽으로, 고군산군도 북측에서는 북서방향의 분포를 보였다. 이는 금강 담수와 새만금 방조제 개방구간에서 유출된 조석 잔차류에 의해 형성된 흐름이다. 또한 를 제거한 표층해류의 공간평균치(<$U-\overline{U}$>)의 방향변화가 바람방향변화와 상대적으로 높은 상관관계(r=0.98)를 보였다. 2004년 9월부터 11월에는 북북서풍이 2.5 m/s로 불었으며, 일평균 담수 방류량이 $11.9{\times}10^7$ 톤이었다. 표층해류($\overline{U}$)는 대부분의 연안에서 크기가 작았고, 새만금 방조제와 고군산군도가 이루는 해안선을 따라서 약 10 cm/s의 상대적으로 빠른 해류가 남서방향으로 흘렀다. 이는 강한 북서풍이 금강 담수를 새만금 방조제 쪽으로 이동시켜 형성된 흐름이다. 2004년도에는 방조제 개방구간에서 유출되는 조석 잔차류가 없어졌으며, 공간평균()된 표층해류의 방향변화가 바람방향변화와 0.69의 상관관계를 보였다.
만경강과 동진강이 담수를 유출하는 서해중부 연안에서 41,000 ha의 하구 천해역을 간척하기 위해 33 km의 새만금 방조제가 건설되고 있다. 이 연안역에 담수의 주 공급원은 방조제 북쪽에 위치하는 금강이다 현재 고군산군도 와 연결되고 있는 방조제는 이 해역을 세 지역으로 나누는데 방조제의 북서, 남서 그리고 동부(새만금) 지역이고, 새만금 지역 해수는 북방조제에 한 곳과 남방조제에 두 곳인 미축조 구간을 통해 교환된다. 이 연안역에서 저염수와 관련된 하계순환을 진단하기 위해 1998년과 1999년에 수온과 염분의 분포와 구조를 관측하였다. 북방조제 외측지역의 표층에서는 저염수의 혀모양 분포가 관측되었는데, 금강하구 입구에서 북서쪽으로 60 km까지 확장하고 외해수와 경계지어지는 강한 풀룸전선을 형성한다. 새만금 방조제 내측에서 염분분포는 두 강물이 병합되고 있으며 저염수가 북방조제 미축조 구간쪽으로 편향되었음을 보여준다. 남방조제 외측지역 표층에서는 곰소만으로부터 북쪽으로 확장하는 다른 저염수의 작은 혀모양 분포가 관측되었다. 이러한 저염수 분포와 전선구조 분석을 바탕으로 새만금 방조제 주변에 반시계방향의 연안수 순환을 제시할 수 있는데, 이는 방조제 내측에서 북방조제 미축조 구간으로 유출되는 하구 수와 남쪽 방조제 미축조 구간을 통하여 외해에서 유입하는 해수로 구성된다. 하지만 방조제 축조가 완성된 후에는 만경강과 동진강 담수 유출이 인위적이고 직접적으로 남방조제 외측으로 변경되기 때문에 방조제 주변 연안역 순환형태는 변화될 것이다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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