해양 관측 및 조사 장비는 국가적 해양영토 확장 및 영향력 강화와 자원선점에 필수적임에도 불구하고, 국내 개발보다는 해외 도입에 의존적이었다. 이중 멀티빔 음향 측심기는 해저면 지형, 퇴적분포 정보, 수중물체 탐색을 위해 개발된 장비로써 국내에는 기개발 된 제품이 아직 없는 실정이다. 따라서 본 연구에서는 멀티빔 음향 측심기를 발전된 국내 센서 기술을 바탕으로 개발하여 해양 음향 측심 기기의 국산화를 시도한다. 특히 하드웨어에서 발생할 수 있는 오류를 정정하여 소프트웨어에서 이의 보정을 확인하였다.
In August 1998, during the resumed fourth session of the Authority, the delegation of the Russian Federation reminded the Assembly that, in addition to polymetallic nodules, other mineral resources existed in the Area, including polymetallic sulphides and cobalt crusts, and requested the Authority to adopt rules, regulations and procedures for exploration for such resources. Pursuant to article 162, para. 2(o)(ii), of the 1982 UNCLOS, such rules, regulations and procedures are to be adopted within three years of the date of such a request. This article reviewed the 'Draft Rules and Regulations for the Exploration and Exploitation of Sea-Floor Massive Sulphides and Cobat-rich Ferromanganese Crusts in the Area' by ISA in 2001, and the 'Madang Guideline for Offshore Mineral Policy' written in 1999 in respect of the international trends of polymetallic sulphides and cobalt crusts. Issues for size of mining area and relinquishment, application of the site-banking system, procedure for dealing with overlapping claims and precautionary approach etc. for the establishment of the norm of polymetallic sulphides and cobalt crusts are reviewed as consideration factors.
Hydrothermal deposits on deep-sea floors are expected to provide potential metal resources for future demands. Korea was recently granted a prospecting licence to undertake exploration for hydrothermal metal deposits in the exclusive economic zone (EEZ) of the Kingdom of Tonga in the Pacific Ocean. The Korean Deep Seabed Mining Group (KDSMG), which consists of four Korean companies involved in marine technologies, oil and gas shipping, and smelter industries, has conducted research to evaluate the region's resource potential in cooperation with the Ministry of Land, Transport and Maritime Affairs (MLTM) of Korea. Here we present and reflect on the exploration results of these companies and their strategic plans. We also evaluate Research and Development (R&D) progress for the commercial development of seafloor hydrothermal deposits. Our own strategies and prospects for the commercial development of this potential resource are also outlined. We do acknowledge that other potentially important information regarding the amount of ore body, the inside structure, and the metal yields have not yet been clarified sufficiently. As such it is necessary to address these problems through experimental R&D and surveys.
Meeting the touchdown point (TDP) target box is one of the challenges during catenary riser installation, especially for deep water or ultra-deep water riser systems. TDP location mismatch compared to the design can result in variation of riser configuration, additional hang-off misalignment, and extra bending loads going into the hang-off porch. A good understanding of the key installation parameters can help to minimize this mismatch, and ensure that the riser global response meets the design criteria. This paper focuses on investigating the potential factors that may affect the touchdown point location, and addressing the challenges both in the design stage and during installation campaign. Conventionally, the vessel offset and current are the most critical factors which may affect the TDP movement during installation. With the offshore exploration going deeper and deeper in the sea (up to 10,000ft), other sources such as the seabed slope and seabed soil stiffness are playing an important role as well. The impacts of potential sources are quantified through case studies for steel catenary riser (SCR) and lazy wave steel catenary riser (LWSCR) in deep water application. Investigations through both theoretical study and numerical validation are carried out. Furthermore, design recommendations are provided during execution phase for the TDP mismatch condition to ensure the integrity of the riser system.
해양의 표층퇴적물을 분류하는 일반적인 방법은 ground frothing에 의한 것으로 시료채취 정점에 국한된 자료라는 한계성을 가지고 있다. 최근에는 원격분류방법의 개발로 인하여 이러한 한계성을 극복한 연속적인 자료를 얻을 수 있도록 가능하게 되었다 본 연구에서는 해저면의 원격분류결과를 실시간 수치화된 자료로 얻을 수 있는 음향장비인 QTC View라는 기기를 이용해 부산 수영만의 표층 퇴적물을 원격분류 하였다. QTC View는 50kHz의 음향측심기와 연결하였고 측정장비의 설정환경은 조사동안 일정하게 유지하였다. Ground trothing에 의한 시료 분석결과 수영만은 slightly gravelly sand, slightly gravelly sandy mud. gravelly muddy sand, clayey sand, sandy mud, slightly gravelly muddy sand 그리고 rocky bottom의 총 7개의 퇴적물형으로 분류되었다. QTC View를 이용한 1차 원격분류결과 이들 7개 중 slightly gravelly sand, gravelly muddy sand, sandy mud 및 rocky bottom 등 4개의 퇴적물형이 구분되었으며 이는 2차 원격분류결과에서도 유사하게 분포하는 것으로 확인되었다. Ground frothing에 의한 분류자료와 원격분류 자료를 비교한 결과 퇴적물형을 구분할 때 소량성분에 의해 서로 다르게 구분된 경우는 다소 차이가 있으나 연구지역 전반에 걸친 퇴적물의 분포양상은 잘 일치하는 것으로 나타났다. 따라서 QTC View는 해저퇴적물을 원격분류하는데 유효하게 이용될 수 있을 것으로 본다.
Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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제37권2호
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pp.242-251
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2013
최근 해양자원탐사 및 개발에 대한 관심이 전 세계적으로 급증하는 가운데, 이를 위한 해양플랜트 산업이 고부가 가치 산업으로서 각광받고 있으며 국내에서도 이러한 세계적 추세에 따라 해양플랜트의 개발에 대한 관심이 증가하고 있다. 하지만 해외에서는 해양플랜트 설치 시 해저지반 특징 확인을 위한 해양지반조사 지침이 존재하는데 비해, 국내에서는 이와 같은 지침 사항이 존재 하지 않는다. 이에 본 연구에서는 해외 해양물리탐사 지침을 인용하여, 국내 해양환경 실정에 적합한 탐사 기법을 선정 및 활용하여 남해 해역에 적용시켜 보았다. 실내 토질시험을 추가하여 광역적인 해양 물리탐사와 국지적인 시추조사와의 상호보완적 양상 비교로 신뢰도 높은 자료 분석이 가능하게 하였다. 또한 해양플랜트가 해류에 의해 받을 수 있는 영향을 파악하기 위해 연속조류조사를 포함하였고, 탄성파 음향특성 분석으로 시추 심도가 깊지 않은 지역에서의 지층을 예측하고자 하였다. 현장에서의 적용결과 해양물리탐사자료와 해상 시추조사 자료의 복합적 분석을 통해 해저지반의 특징을 광역적이고, 직접적으로 확인하였다.
For the commercial development of deep-sea mineral resources, the International Seabed Authority is engaged in wide ranging discussions to establish the Regulations on Exploitation. The core issue of the Regulations on Exploitation is how to protect the marine environment along with the royalty system that distributes the profits from such development. The United Nations Convention on the Law of the Sea stipulates the protection of the marine environment in Part 12 (Articles 192-237) for the preservation of the marine environment, and in the 1994 Implementation Agreement, the protection of the marine environment at the stage of application for approval of the plan of work together with the Regulations on Exploration for the protection of the marine environment. For this purpose, certain obligations are imposed on the applicants. In the Regulations on Exploitation, financial systems such as environmental performance guarantee, insurance, and environmental compensation funds, which were not found in the Regulations on Exploration, are added to further specify the measures for marine environment protection generally stipulated in the 1982 Law of the Convention or 1994 Implementation Agreement. Regarding the financial system for marine environment protection, the Marine Environmental Protection and Conservation Informal Working Group meeting is revising the purpose of the environmental compensation fund. Among these financial system elements, it is judged that there is a possibility that the environmental performance guarantee and insurance may overlap considerably, and it is also thought that the establishment of the environmental compensation fund can also provide a substantial sum of money that will meet the purpose of the compensation fund in terms of securing its financial resources. In this paper, the question is posed as to whether or not this can be accomplished. In this respect, this paper examines the environmental performance guarantee, insurance, and environmental compensation fund, which are necessary for the protection of the marine environment of the deep seabed, but which can impose appropriate obligations on contractors for the commercial development of deep seabed mineral resources. At the same time as figuring out how it is operated in relation to relevant domestic laws, I would like to propose a plan to reflect the implications derived from the domestic law operation process in the Regulations on Exploitation.
In early 1990s, the Korean government has launched a deep-sea research program to secure the stable long-term supply of strategic metallic minerals including Cr, Cu and Ni. Through the pioneering surveys, Korea registered $150,000km^2$ of Mn-nodule field in the Clarion-Clipperton area, the NE equatorial Pacific to the international sea-bed authority (ISA) in 1994. Following the ISA exploration code, the final exclusive exploration area of $75,000km^2$ was assigned in 2002, based on results of eight-year researches of chemico-physical properties of nodules, bottom profiles and sediment properties. Since that time, environmental studies, mining technical developments including robot miner and lifting system and establishment of smelting systems were accompanied with the detailed geophysical studies to decipher the priori mining area until 2009. Major points of the recent Korea Mn-nodule program are deployed on a commercial scale until 2015. In order to meet the goals, we developed a 1/5 scaled robot miner compared to commercial one in 2012 and performed a mining test at the water depth of 1,370 m in 2013. In addition, detailed 25,000 scaled mining maps in the priori area, which can provide operation roots of the miner, will be prepared and an environmental-friendly mining strategy will be pursued based on the environmental impact test and environmental monitoring.
The surface sediments from the manganese nodule exploration area of Korea in the Clarion-Clipperton fracture zone were investigated to understand the resource potential of and emplacement mechanism for rare earth elements (REEs). The sediments are categorized into three lithological units (Unit I, II and III from top to bottom), but into two groups (Unit I/II and Unit III) based on the distribution pattern of REEs. The distribution pattern of REEs in Unit I/II is similar to that of Post-Archean Australian Shale (PAAS), but shows a negative Ce anomaly and enrichment in heavy REEs (HREEs). In Unit III, the HREE enrichment and Ce anomaly is much more remarkable than Unit I/II when normalized to PAAS, which are interpreted as resulting from the absorption of REEs from seawater by Fe oxyhydroxides that were transported along the buoyant plume from remotely-located hydrothermal vents. It is supported by the PAAS-normalized REE pattern of Unit III which is similar to those of seawater and East Pacific Rise sediments. Meanwhile, the PAAS-normalized REE pattern of Unit I/II is explained by the 4:1 mixing of terrestrial eolian sediment and Unit III from each, indicating the much smaller contribution of hydrothermal origin material to Unit I/II. The studied sediments have the potentiality of a low-grade and large tonnage REE resource. However, the mining of REE-bearing sediment needs a large size extra collecting, lifting and treatment system to dress and refine low-grade sediments if the sediment is exploited with manganese nodules. It is economically infeasible to develop low-grade REE sediments at this moment in time because the exploitation of REE-bearing sediments with manganese nodules increase the mining cost.
An in-situ four-electrode contact resistivity probe system was designed, and field-tested in submarine sediments. Seismic survey was also performed to support and compare the results of electric survey. The probe was designed to be driven to selected depths below the seafloor using a Vibracore system. The four insulated electrodes were, spaced equidistant across the wedge, were extended beyond the probe tip to minimize effects of sediment disturbance by the wedge insertion. In-situ measurements of resistivity were recorded on board by precision electronic equipment consisting of signal generators and processors, and by temperature- monitoring systems. Overall limits of uncertainty at respective depths below the seafloor are up to ±10% of the measured values. Best estimates of conductivity are considered to be ±3 percent of the reported values. Resistivity measurements were made at six sites in carbonate sediments to a maximum depth of penetration of about 5 m. Average values of conductivity range between 0.88 and 1.21 mho/m. The results show the seabed is composed of alternating
layers of relatively high-conductivity material (0.8 to 1.4 mho/m) in thicknesses of more or less one meter and layers about 30 cm thick having relatively low conductivities (0.4 to 0.8 mho/m).
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[게시일 2004년 10월 1일]
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