• 한국해양학회지:바다
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• 제29권2호
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• pp.77-100
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• 2024

진해·마산만에 대한 연구는 그동안 해수순환, 조석, 조류, 적조, 수질, 빈산소 환경을 주제로 많이 연구되었으나 주로 단기간 동안 일어나는 해양현상에 대해 연구가 수행되었으며, 만 전체적인 해수순환을 일으키는 물리적 기작을 자세히 살펴본 연구는 부족했다. 오염 물질의 이동과 확산 같은 현상은 주로 계절별로 변동성이 크기 때문에, 이 연구에서는 진해·마산만 해역의 해수순환이 계절적으로 어떻게 변동하는지를 파악하고자 하였다. 이를 위하여 3차원 해양 순환 모델을 이용하여 2016년부터 2018년까지 진해·마산만의 해수순환을 수치모의하고, 여름철과 겨울철 해수순환을 표층, 중층, 저층에 대하여 살펴보았다. 또한 조석, 바람, 담수 유입에 대한 민감도 실험을 수행하여 각 요인들이 해수 유동에 미치는 영향을 분석하였다. 진해·마산만의 해수순환은 가덕수도 저층에서 대한해협의 해수가 유입되고, 표층에서 진해·마산만의 해수가 유출되는 대류성 염하구 순환이 일어난다. 가덕수도를 통해 교환되는 해수의 순환은 크게 진해만 동부해역과 진해만 서부해역으로 나누어져 일어난다. 각 해역의 수로 방향을 기준으로 해수 수송량을 계산하였을 때, 진해만 동부해역의 남북방향 해수 교환 수송량은 진해만 서부해역에서 일어나는 동서방향 해수 교환량보다 겨울철에는 2.3배, 여름철에는 1.4배 크다. 진해만 서부해역은 계절별로 작용하는 힘들의 균형이 변화하여 해수순환 특성이 계절에 따라 크게 다르다. 겨울철에는 북서풍이 만드는 전단응력과 해수면 기울기의 영향으로 표층 해류가 남쪽으로, 저층 해류는 북쪽으로 흐르는 남북방향 대류성 순환이 강화된다. 반면, 남서풍이 부는 여름철에는 바람 응력에 의해 표층 해수가 동쪽으로 유출되고, 또한 남동쪽 해수면이 높아 북쪽 방향 순압성 압력경도력이 커져 동쪽 방향 유속이 강화된다. 저층에서는 밀도 구배가 커져 경압성 압력경도력이 남쪽으로 크게 작용하여 지형류 균형에 의해 가덕수도의 해수가 서쪽으로 강하게 유입하는 동서방향 대류성 순환이 겨울철보다 26% 강화된다. 진해만 서부의 대류성 순환은 겨울과 여름 모두 조류와 바람의 영향을 크게 받는다. 진해만 동부해역과 마산만에서는 모든 계절에 표층에서는 해수가 외해로 유출되고, 저층에서는 해수가 만 안쪽으로 유입되는 전형적인 염하구 순환을 보였다. 겨울철에는 바람과 담수유입이, 여름철에는 조류의 영향이 남북방향 염하구 순환 규모에 크게 기여하였다. 진해만 동부해역에는 지형의 영향을 받아 형성된 조석 잔차류도 뚜렷하다. 이 연구에서 제시한 진해·마산만의 계절별 해수순환 특성은 이 해역의 오염물질 확산, 여름철 빈산소수괴의 형성 기작 파악, 적조 생물의 유입과 유출을 이해하는 데 도움이 될 것으로 기대된다.

• 한국해양환경ㆍ에너지학회지
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• 제14권2호
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• pp.121-129
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• 2011

EFDC 모형에서 해수유동과 퇴적물 이동을 모의하고자 하는 경우에 필요한 해수유동과 퇴적물 이동 모듈외의 수질 모델 등의 요소가 해수유동 모의시간에 미치는 영향을 검토하였다. 해수유동과 퇴적물 이동의 계산에 불필요한 수질요소관련 프로그램과 조건문 들을 모델에서 제거하는 방법으로 모형을 간략화하고 계산시간을 비교하였다. 수정된 EFDC 모형(EFDC-E)을 사용하여 목포해역에서 조류에 대하여 모의하고, 계산에 소요되는 시간과 모의결과를 EFDC 모형을 이용한 모의결과와 비교하였다. 또한, 2차원 모형과 3차원 모형을 동시에 적용하여 2차원 모의결과와 3차원 모의결과의 차이점에 대한 분석과 각 모형의 목포해역 조류 비대칭에 대한 재현성에 대해서 검토하였다. 간략화과정을 통해서 개선된 EFDC-E 모형은 EFDC 모형보다 2차원과 3차원 조류모의에서 약 3배 빠르게 계산하는 것을 확인할 수 있었다. 2차원 모의결과는 수심평균유속을 계산하여 상층에서 관측한 조류를 정확하게 재현하지 못하였으나, 3차원 모형을 적용한 결과는 2차원 모의보다 유속크기가 관측치와 보다 잘 일치하는 모습을 보였다.

• 한국지반환경공학회 논문집
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• 제12권2호
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• pp.35-43
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• 2011

낙동강 하류 딴섬 지역은 강변여과수 개발이 이루어지는 지역으로서 상부의 점토 및 실트질 퇴적층이 물의 상하 이동을 차단하여 하부 자갈층은 피압 대수층의 특성을 보이기도 한다. 총 13개소의 관측 지점에서 측정한 지하수위 조사 결과, 강우 요인과 농업활동에 의한 양수의 영향으로 계절에 따라 지하수위 유동 방향이 차이를 보인다. 7개 지점 9개의 장기 지하수위 관측 결과, 딴섬의 지하수위 변동은 주성분분석에 의하여 3개 유형으로 분류된다. 첫 번째 유형은 딴섬 중앙부에서 나타나며 하천의 영향이 적어 완만한 변동을 보이고, 두 번째 유형은 딴섬 외곽부에서 나타나며 강우 및 하천수위에 신속히 반응하는 뽀족한 형태의 그래프를 보여준다. 세 번째 유형은 하천수위 변동과 상관없이 일정한 주기를 갖는 경우로서 하천 본류와 떨어진 심부 자갈층에서 나타나는데, 심부 자갈층의 지하수위는 조석 영향에 의한 주기성을 보인다. 각 지점의 지화학 특성을 분석한 결과 딴섬 내부는 [$Ca-HCO_3$]인 천부 지하수 특성, 딴섬 외곽은 [$Na-HCO_3$], [$Ca-SO_4(Cl)$]로서 하천 영향을 받는 유형으로 나타나 수위 분류 유형과 관련성이 있다.

• 한국해안·해양공학회논문집
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• 제23권6호
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• pp.442-450
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• 2011

장기간 시행된 새만금 건설단계별 환경변화 분석을 위해 3차원 무작위 행보에 의한 입자추적 기법을 이용한 해석이 시도되었다. 방조제 공사로 만경 동진강 및 금강 하구역의 운동 양상이 크게 변화되었다. 변산반도 외해 부근 운동 감소와 호 내 북측구간의 흐름 정체가 특이하다. 조류 이동거리를 건설단계별로 평가한 결과도 유사한 결과를 보인다. 연직혼합형태의 변화 분석을 위해 수온, 염분을 고려한 밀도성층을 재현한 결과 방조제 착공 전 잘 혼합된 연직구조 형태는 공사 중 개방구간 존재 시 부분적으로 혼합된 구조로 변화되고, 완공 후에는 만경 동진강 하구 입구부에 염분쐐기 구역과 호소 측에는 강한 밀도성층이 발생한다. 해석결과 수평방향의 확산과 연직 방향의 혼합능력 감소로 새만금 내외측 수질환경에 부정적 영향으로 작용할 수 있음이 추론된다.

• 한국수산과학회지
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• 제28권3호
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• pp.279-293
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• 1995

강우시 유출되는 비점원오염물질의 유출특성을 조사하고, 수영만에 있어서 하천오염물질이 만내로 유입되어 미치는 영향을 4가지 경우인 점원오염부하가 미치는 영향(Case 1), 연간 비점원오염부하가 미치는 영향(Case 2), 우기시 오염부하가 미치는 영향(Case 3)과 실측강우 조사기간동안 비점원오염부하가 미치는 영향(Case 4)으로 나누어 예측 및 평가하였다. 이상의 연구 결과를 요약하면 다음과 같다. 비점원오염물질의 특성을 보면 강우시 하천의 수질변동은 강우강도와 유량의 증감과 매우 밀접한 관계를 가지고 증감한다 COD, TSS와 VSS의 경우는 2차 강우 후 유량이 최대인 $65.736m^3/s$가 될 때 오염물질의 최대치가 나타났는데 최대치는 각각 121.4mg/l, 1148.0mg/l와 262.0mg/l를 보여주었다. 그리고 영양염류인 경우는 1차 강우가 시작되어 유량이 1차 최대치인 $4.686m^3/s$로 증가할 패 최대치를 보여주는데 $TIN,\;NH_4\;^+-\;N,\;NO_2\;^--N$과 $PO_4\;^{3-}-P)$는 각각 20.306mg/l, 14.154mg/l, 9.571mg/l와 1.785mg/l를 나타내며 2차 강우가 시작된 후 약간 증가하다가 감소하였다. 해수유동모델에 의한 결과를 보면 만내 유향은 낙조시에 시계방향으로 창조시에 반시계방향으로 북동-남서방향이다. 만내 조류속은 최대 0.3m/s이고 만외 유속은 0.4m/s 정도이며 계산치는 관측치와 매우 유사하게 재현되고 있다. 확산모델의 보정은 점원오염부하량이 만내에 미치는 영향을 수영만내 관측치를 이용해 반복 시뮬레이션하여 보정하였고 보정결과 COD, SS의 계산 결과는 관측치와 잘 일치하였다. 확산모델의 적용결과 수영강의 오염부하는 낙조시에는 해운대 해수욕장으로 창조시는 광안리 해수욕장으로 수질을 악화시켰다. 비점원오염부하가 만내에 미치는 영향을 재현시킨 결과 연간 강우로 인한 비점원오염부하(Case 2)와 우기시 강우로 인한 오염부하(Case 3)가 미치는 영향은 점원오염부하(Case 1)가 만내 수질이 미치는 영향과 비교해 광안리 해수욕장의 오염부하를 약간 증가시키며 큰 차이는 보이지 않았다. 강우 조사시 비점원오염부하가 미치는 영향(Case 4)은 수영만내에 매우 심각한 오염현상을 보여준다. 낙조시에는 COD와 SS의 만내의 농도 분포는 각각 2.0-30.0mg/l와 7.0-200.0mg/l를 보여준다. 낙조시에는 창조시보다 낮은 오염정도를 나타내나 해운대 해수욕장으로는 높은 오염을 가중시키는 것을 볼 수 있다. 그러나 강우가 멈춘 후 24시간이 경과하여 실측한 수영만의 오염분포를 보면 건기시 해역농도에 비해 약간 높은 농도분포를 보여 주는 것으로 보아 입자가 큰 침강성 고형물질의 빠른 침강과 수영만내 해수유동으로 인해 빠르게 확산되어 농도가 감소되는 것으로 보인다. 그러나 강우가 시작한 후 매우 높은 오염물질을 함유하는 강우유출수가 만내로 유입될 때의 충격부하는 수영만의 해양생태계에 심각한 영향을 미치리라 예상되며 만약 이들 강우유출수를 처리하여 만내로 유출시키면 만내 수질은 개선되리라 사료된다.

• 한국방재학회:학술대회논문집
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• 한국방재학회 2008년도 정기총회 및 학술발표대회
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• pp.795-798
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• 2008

하구는 담수와 해수가 만나 넓은 갯벌과 기수역을 형성하여 각종 생물의 서식지이자 어류의 산란지로 이용되는 생태학적으로 매우 중요한 지역이다. 마산만은 우리나라의 대표적인 폐쇄성 수역으로 진해만의 가장 안쪽에 위치하며 외해로부터 9km 들어와 있으며, 만 입구의 폭이 1 km 미만으로 해류의 이동의 거의 없는 정체성 수역이다. 마산만산은 인근 마산, 창원 지역에 대규모 공단이 위치하며 100만에 이르는 인구로 인해 많은 오염물질이 유입되어 만의 오염을 가중 시키고 있다. 정체성 수역인 마산만의 특성상 유입되는 오염물은 외해로 배출되지 못하고 만 내부에 축적되어 오염을 가중 시키고 있다. 본 연구에서는 마산만 최내측에 위치한 창원천과 남천의 유입시 발생되는 수리적 거동을 2차원 유한요소 모형인 RMA-2모형 이용 모의하고 오염물질의 이송 및 확산을 RMA-4 모형을 이용하여 모의하였다. 또한 마산만 조위관측소의 조위자료를 활용하여 조위의 영향을 반영하였다.

• 한국해양환경ㆍ에너지학회지
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• 제20권1호
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• pp.12-17
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• 2017

해양생태계 복원 대상지 수요조사 결과를 대상지역으로 연안복원사업의 생태적 목표 및 성공 판단기준 항목을 설정하였다. 생태적 목표와 성공 판단기준 설정을 통하여 연안복원 사업이 기술공학적 목표와 친수공간 조성이라는 사회적 목표에 따라 단순이 반복되는 일회성 사업으로 그치는 현상을 억제할 수 있다. 또한, 전국 연안이 자연생태계에 의존하여 자연설계(Self-design)되고 스스로 조성(Self-organization)될 수 있는 생태공학적 접근법이라는 점에서 연안 생태계의 지속적인 이용이 가능하게 될 것이다. 생태적 목표는 연안 생태계의 유형별로 생물종 다양성, 물흐름 조절, 정화능력 개선, 침식 방지와 서식처 제공으로 설정하였다. 성공기준 항목은 갯벌 조사지침의 조사항목 중에서 생태적 목표별로 대상 생물의 출현종수와 군집특성, 그리고 수리, 수질, 지질 환경의 해당 항목으로 설정하였다.

• 한국해안해양공학회지
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• 제13권3호
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• pp.245-253
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• 2001

속초 하수종말처리장에서의 하·폐수 해양방류에 따른 혼합구역 특성을 파악하기 위해 Huang et al.(1996)의 분석방법을 활용하여 혼합구역 모형을 수립하였다. 겨울철인 11월 하순부터 1월까지 약 2개월 동안 속초 해양방류수역에서 매시간 연속 관측된 해류, 해수 밀도의 성층자료, 그리고 하수 방류량자료를 입력한 모형모의를 통해 속초 해양방류수역에서 하수농도의 분포변화를 계산하였으며, 동일 기간에 관측된 조석자료를 토대로 약 15일 간격으로 구분한 기간 동안에 대해 평균한 농도분포를 제시하였다. 이 결과에 의하면 겨울철동안 평균된 최소희석률은 130으로 방류 하수의 혼합·의석이 대체로 양호했다. 그러나 해안에 평행한 연안류와 조류의 주 방향에 따라 방류하수의 혼합구역이 외해보다는 해변 쪽으로 확장되고 있어 인근 해수욕장의 수질악화에 큰 영향을 미칠 것으로 판단된다.

• 생태와환경
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• 제46권4호
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• pp.524-540
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• 2013

금강 하구언의 건설 이후 환경변화를 모니터링하기 위해 계절별로 4회(2010년 4월, 7월, 10월, 12월) 금강하구역의 9개 정점에서 이화학적 특성과 함께 식물플랑크톤 군집을 조사하였다. 금강하구기수역의 이화학적 특성은 금강 하구언이 건설된 이후에 조석 흐름이 변화되어 해수 유입이 약해지므로 금강이나 경포천을 통해 유입되는 담수에 의해 영향을 많이 받는 것으로 나타났다. 영양염의 경우 금강하구언 건설 이후 갑문이 폐쇄된 이후 최대조류의 크기가 감소하고 부분 순환형으로 바뀌면서 군산과 장항과 같은 주변 도시의 도시 유출수와 경포천에서 유입되는 생활하수 그리고 금강하구언에서 유입되는 주기적 담수에 포함된 영양염이 기수역 내부에 축적되는 경향을 보여 그 농도가 이전보다 높아진 것으로 여져진다. 따라서 식물플랑크톤의 성장에 영향을 주어 부영양화될 수 있는 가능성이 커지는 것으로 여겨진다. 식물플랑크톤의 종조성은 총 233종류가 출현하여 이전 연구결과에 비해 큰 폭으로 증가하였는데 해양종과 기수종 그리고 주기적 담수 방류에 의해 유입된 담수종이 혼재하는 현상으로 인해 출현종의 수가 증가한 것으로 사료된다. 출현종 중에 가장 중요한 종군은 규조류로 72%의 높은 점유율을 보였다. 담수종인 녹조류가 규조류 다음으로 많이 출현하였고 해양에서 중요한 분류군인 와편모류는 녹조류보다 적었다. 해양종인 와편모조류 보다 담수종인 녹조류가 더 많은 종이 출현하는 것은 주기적인 담수의 방류와 경포천 등에서 유입되는 담수에 포함된 담수종들이 금강 하구역의 식물플랑크톤 종조성에 영향을 주기 때문으로 사료된다. 식물플랑크톤 현존량은 $143\;cells\;mL^{-1}{\sim}12,016\;cells\;mL^{-1}$의 범위로 평균 현존량은 $2,010\;cells\;mL^{-1}$이었다. 식물플랑크톤 현존량은 하구언 건설 이전에 비해 상당히 증가한 것으로 금강하구 기수역이 부영양화되었음을 시사하고 있다. 봄철과 겨울철에는 기수역 규조류들이 우점하였으나 여름과 가을에는 담수종들이 우점종으로 나타나 비정기적 담수의 방류의 영향을 크게 받는 것으로 나타났다. 종다양성지수는 동계를 제외하고는 2.0 이상으로 나타났다. 종풍부도는 저층에서 더 다양한 종이 출현하고 있음을 잘 나타내고 있다. 가을철에는 금강 하구언으로부터 담수가 방류되어 담수종들이 추가되어 종풍부도를 커지고, 여름철에는 수온이 높아지면서 밀도가 큰 규조류들은 적어지고 작은 편모류가 증가하지만 종의 수는 많지 않아 담수의 영향을 받음에도 불구하고 다른 계절에 비해 종 풍부도는 낮았다. 모든 계절에 저층에서 종 풍부도가 높게 나타나는 것은 표층에 비해 염분 쇄기에 의해 해양종, 기수종 및 담수종이 혼재될 가능성이 크고 조류의 영향으로 저층 퇴적물이 재부유될 때 저생성 규조류가 더해지기 때문이다. 집괴분석 결과 금강하구역은 군산 등 도시에서 나오는 생활하수와 경포천을 통해 유입되는 담수 그리고 금강하구언으로부터의 주기적인 담수의 방류에 의해 영향을 받는 것으로 보여진다.