• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제26권2호
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• pp.28-36
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• 2022

매립지 위에 건설되는 항만시설물은 바람(태풍), 파랑, 선박과의 충돌 등 극한 외부 하중에 노출되기 때문에 구조물의 안전성 및 사용성을 주기적으로 평가하는 것이 중요하다. 본 논문에서는 항만 계류시설에 설치된 방충설비의 유지관리를 위하여 비전 및 딥러닝 기반의 방충설비 세분화(segmentation) 시스템을 개발하였다. 방충설비 세분화를 위하여 인코더-디코더 형식과 인간 시각체계의 편심 기능에서 영감을 얻은 수용 영역 블록(Receptive field block) 기반의 합성곱 모듈을 DenseNet 형식으로 개선하는 딥러닝 네트워크를 제안하였다. 네트워크 훈련을 위해 BP형, V형, 원통형, 타이어형 등 다양한 형태의 방충설비 영상을 수집하였으며, 탄성 변형, 좌우 반전, 색상 변환 및 기하학적 변환을 통해 영상을 증강시킨 다음 제안한 딥러닝 네트워크를 학습하였다. 기존의 세분화 모델인 VGG16-Unet과 비교하여 제안한 모델의 세분화 성능을 검증하였으며, 그 결과 본 시스템이 IoU 84%, 조화평균 90% 이상으로 정밀하게 실시간으로 세분화할 수 있음을 확인하였다. 제안한 방충설비 세분화 시스템의 현장적용 가능성을 검증하기 위하여 국내 항만 시설물에서 촬영된 영상을 기반으로 학습을 수행하였으며, 그 결과 기존 세분화 모델과 비교하였을 때 우수한 성능을 보이며 정밀하게 방충설비를 감지하는 것을 확인하였다.

• 한국항해항만학회지
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• 제34권10호
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• pp.781-786
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• 2010

본 연구에서 하역크레인을 장착하여 모선과 연안항만간 컨테이너를 단거리 운송하는 것으로 새로운 개념의 해상운송시스템인 모바일하버를 소개하였다. 초대형 컨테이너선박이 직접 연안항만에 접이안하는 대신에 모바일하버가 해안에서 일정거리 이격되어 모선이 정박하기에 수심여건이 양호한 작업장까지만 이동한다. 따라서, 모바일하버의 적용을 위한 국내 무역항의 해안환경, 기술적 조건 및 한계에 대한 조사는 필연적 과정이다. 모바일하버의 접근성을 파악하기 위하여 환경조건, 화물하역처리능력, 해상교통량 및 교통류를 해상교통시뮬레이션 및 가상항로표지시스템의 툴을 사용하여 분석하였다. 수집한 정보의 분석과 적용서의 평가를 통해 최적수준의 남해안 및 동해안 무역항에 대한 모바일하버 정박장은 (1) 기상 및 해상자연환경조건면에서 마산항, 울산항, 부산신항의 순으로, (2) 해상교통 및 수역시설여건의 조건에서는 목포, 부산신항, 동해묵호항의 순으로, (3) 화물처리의 현장능력 및 지역무역항의 운영실태분석으로는 부산권, 여수광양권, 목포권으로 나타났다. 본 연구를 통해 최적의 항만 및 작업장 선정을 위한 기준을 제시하였으며, 모바일하버가 현장에 적용되기 위해서는 초대형선박과 모바일하버의 접안 및 화물작업이 이루어지는 해역에서 해상교통안전을 확보하기 위한 선박자동식별시스템 등 가상항행보조시설이 도입되어야 할 것으로 본다.

• 해양환경안전학회지
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• 제19권2호
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• pp.129-137
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• 2013

해양기름오염방지를 위한 정량적 기초자료를 얻기 위하여 최근 20년간(1993년-2012년) 국내 및 세계의 해양에서 발생한 기름유출사고에 관한 통계자료를 수집하고 분석하였다. 최근 20년간 국내 연안에서 발생한 기름오염사고건수는 총계 6,608건으로 평균 약 330건/년이었고 기름유출량은 총계 57,328 kL로 평균 약 2,866 kL/년이었다. 국내에서 유조선의 대량기름유출사고로 인하여 연간유출량이 1993년에 15,388 kL, 1995년에 15,773 kL, 1997년에 3,428 kL, 2007년에 13,008 kL로 크게 증가하였다. 최근 20년간(1993년-2012년) 세계의 사고건수는, 기름유출량이 8 kL(7톤) 이상인 경우, 총계 420건으로 평균 21건/년이었고, 세계의 기름유출량은 총계 약 800,000 kL(704,000톤)로 평균 약 40,000 kL(35,200톤)/년이었다. 특히 2012년에는 800 kL(700톤)을 초과하는 기름유출사고가 발생하지 않았다. 그러나 기름유출량이 8 kL(7톤) 이상인 사고에서 유조선의 대량기름유출사고로 인하여 세계의 연간기름유출량은 1993년에 약 159,000 kL(140,000톤), 1994년에 약 147,600 kL(130,000톤), 1996년에 약 90,900 kL(80,000톤), 1997년에 약 81,800 kL(72,000톤), 2002년에 약 76,100 kL(67,000톤)로 크게 증가하였다. 국내와 세계를 비교하면, 국내적으로나 세계적으로 공히 20년간 연간사고건수와 연간기름유출량과의 상관관계는 명확하지 않았으며 사고건수와 유출량이 모두 연도별로 변동 폭이 크지만 해가 거듭될수록 감소하는 경향을 보였다. 2008년부터 세계의 사고건수와 유출량은 모두 크게 감소하였고, 특히 2012년에는 800 kL(700톤) 이상의 기름유출사고는 발생하지 않았다.

• 수산해양기술연구
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• 제32권4호
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• pp.363-371
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• 1996

현행 국제해상충돌예방규칙에서는 침로와 속력을 유지할 의무가 있는 피추월선인 유지선, 어로에 종사중인 유지선, 횡단상태의 유지선 등의 유지선이 피항선과 아주 가까이 접근하여 피항선의 피항동작만으로 충돌을 피할 수 없을 때는 급박한 위험을 피하기 위한 조치로서 유지선의 충돌을 피하기 위한 최선의 협력동작에 관하여 규정하고 있으나, 이 규칙에서는 두 선박이 어느 정도의 거리로 접근하였을 때 유지선이 협력동작을 취하여야 하는지 안전한계의 피항개시거리에 대해서는 전혀 언급되지 않고 있다. 그러므로, 본 논문에서는 유지선의 최선의 협력동작을 취할 시점의 기준이 되는 최소피항개시거리를 선체운동학적인 관점에서 해석.연구하고, 실선시험에서 구한 11척의 소형, 중형, 대형 및 초대형 선박의 조종성능수를 이용하여 최소피항개시거리를 산출하고, 이를 검토.고찰하였다. 이 결과를 요약하면 다음과 같다. 1. 소형선, 중형선, 대형선 및 초대형선을 막론하고 어느 선박에서나 유지선이 취하여야 할 최소피항개시거리가 가장 큰 경우는 양 선박이 조우하는 침로교각이 $90^{\circ}$이며, $90^{\circ}$와 $90^{\circ}$부근의 각도(70~$90^{\circ}$)에서 충돌의 위험이 가장 높다. 2. 침로교각이 $90^{\circ}$인 경우에 유지선이 취하여야 할 최소피항개시거리는 소형선(160~650톤급 선박)에서는 그 선박 길이의 약 6.8배 이상, 중형선(2,300~3,500톤급 선박)에서는 약 9.0배 이상, 대형선(22,000~62,000톤급 선박)에서는 약 5.4배 이상, 초대형선(91,000~139,000톤급 선박)에서는 약 6.8배 이상이 되어야 한다. 3. 소형선, 중형선, 대형선 및 조대형선을 막론하고 어느 선박에서나 침로교각이 $90^{\circ}$부근의 각도(70~$90^{\circ}$)에서 유지선이 취하여야 할 안전피항개시거리는 그 선박 길이의 9배 이상이 되어야 한다. 4. 소형선, 중형선, 대형선, 및 초대형선을 막론하고, 어느 선박에서나 침로교각이 크게 둔각인 경우에는 적은 예각인 경우보다 충돌의 위험이 더 크므로 더 큰 거리를 두고 피항동작에 들어가야 한다. 5. 유지선과 피항선간에 유지선이 급박한 위험을 피하기 위하여 침로만으로 최선의 협력동작을 취하는 경우 본 논문에서 계산한 각 침로교각에 대한 최소피항개시거리와 안전피항개시거리을 미리 염두해 두고 피항조선을 하게 되면, 감각에 의한 조선방법으로 야기되는 충돌해난사고를 지양 할 수 있으리라 사료된다.

• 해양환경안전학회지
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• 제16권3호
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• pp.269-274
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• 2010

국내에서 2008년과 2009년 국토해양부장관에게 신고한 해양시설의 전국 현황을 분석한 결과, 2009년 말 현재 총 672개소의 해양시설이 전국의 동 서 남해 해안에 산재하였다. 마산지방해양항만청에 신고한 해양시설 수가 124개소로 전국의 약 18.5%를, 목포청과 포항청에 신고한 해양시설은 공히 69개소로 전국의 약 10.3%를 각각 차지하였다. 마산청과 부산청에 신고한 해양시설의 합계가 181개소로 전국의 26.9%를 차지함으로써 전국 해양시설의 4분의 1이상이 부산과 마산을 중심으로 하는 남해 동부해역에 집중되었다. 기름 및 유해액체물질 저장시설은 320개소로 전국 해양시설 총 672개소의 47.6%를 차지하여 시설 종류별 1위였다. 오염물질저장시설은 11개소로 1.6%를, 선박 건조, 수리 및 해체 시설은 178개소로 26.5%를, 하역시설은 7개소로 1.0%를, 폐기물해양배출업자의 폐기물저장시설은 12개소로 1.8%를, 연면적 $100m^2$ 이상의 해상관광시설, 주거시설(호텔 콘도), 음식점은 전혀 신고가 없었고, 관경의 지름이 600mm 이상의 취수 배수시설은 88개소로 13.1%를, 유어장은 37개소로 5.5%를, 그 밖의 시설은 13개소로 1.9%를, 국가해양관측을 위한 종합해양과학기지는 6개소로 0.9%를 차지하였다. 해양시설 관리방안으로는 해양시설 신고제도의 계도 및 홍보, 신고제도 및 관리방안의 개선, 신고업무 처리의 개선 및 보완, 신고제도에 대한 해양시설 설치자의 자발적 참여 및 준수사항 이행 등을 제안하였다.

• 해양환경안전학회지
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• 제16권3호
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• pp.275-285
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• 2010

2009년 말 기준의 국내 해양시설 신고 현황을 지역별 및 시설 종류별로 분석하고 국가차원의 관리방안을 제안하였다. 여수청에 신고한 시설이 8가지 종류로 가장 다양하였으나 포항청, 대산청 및 제주해양관리단에 신고한 시설이 각각 3가지 종류에 불과하였다. 기름 및 유해액체물질 저장시설은 모든 지방청의 신고 실적이 있고 시설의 수도 가장 많은 종류이며, 여수청과 마산청이 각 38개소로 공동 1위를, 평택청이 11개소로 최하위를 차지하였다. 오염물질저장시설은 마산청이 4개소, 동해청과 목포청이 각 2개소, 여수청, 군산청 및 평택청이 각 1개소였으며 나머지 지방청에는 신고 실적이 없었다. 선박건조 수리 해체시설은 모든 지방청의 신고 실적이 있는 종류이며, 전국 시설(조선소)의 45%가 마산청과 부산청 관할의 남해 동부해역에 집중되었다. 하역시설은 부산청과 목포청이 각 3개소, 대산청이 1개소였으며 나머지 지방청은 신고 실적이 없었다. 폐기물저장시설은 울산청이 5개소, 군산청이 4개소, 인천청이 2개소, 여수청이 1개소였으며 나머지 지방청에는 신고 실적이 없었다. 취수 배수시설은 전국의 65%가 포항지역과 목포지역에 집중되었고, 유어장은 전국의 78%가 마산지역에 집중되었다. 그 밖의 시설은 동해청이 4개소, 마산청이 3개소, 여수청과 평택청이 각 2개소, 인천청과 울산청이 각 1개소였으며 나머지 지방청에는 신고 실적이 없었다. 종합해양과학기지는 제주해양관리단이 3개소, 여수청, 울산청 및 군산청 각각 1개소였으나 나머지 지방청에는 신고 실적이 없었다. 해양시설에 대한 국가차원의 관리방안으로는 지방청별 여건을 고려한 관리, 시설 종류별 특성을 고려한 관리, 관계 법령 및 규정의 개정, 해양시설 종류별 이행사항 숙지 및 준수, 국가적 견지의 적극적 관리조치 등을 제안하였다.

• 해양환경안전학회지
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• 제19권6호
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• pp.658-665
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• 2013

본 연구에서는 국제해사기구(IMO)의 뜨거운 관심분야로 부상되고 있는 선박기인 입자상물질(PM)과 오염물질 배출에 관하여 한국해양대학교 실습선 한바다호를 이용하여 계측하였다. 특히, PM은 TEM 그리드를 이용해 채취하고 전자현미경으로 구조를 파악하였으며, NOx, $CO_2$, CO 등의 배기가스는 연소가스분석기(PG-250A, HORIBA)를 이용해 측정하였다. 본 연구의 결과는 다음과 같다. 1) 선박이 항구에서 출항할 때, Bunker Change로 인한 PM 배출량은 최대 30 % 정도 차이가 있었다. 2) 정속 운항을 하면서 Bunker-A에서 L.R.F.O(3 %)로 변경할 때 측정한 PM 배출량은 $1.34mg/m^3$, L.R.F.O(3 %)로 고정해 측정한 PM 배출량은 $1.19mg/m^3$, L.R.F.O(3 %)만 사용하며 주기관 회전수를 20 % 증가시키면서 계측한 PM 배출량은 $1.40mg/m^3$ 이었다. 또한, 저질유(L.R.F.O(3 %))로 변경시 CO 농도는 약 16 % 증가하는데 비해 RPM을 20 % 상승시킨 경우에는 152 % 이상 급격한 증가를 보였다. 이러한 결과로부터 배기가스 배출의 증가는 연료유종의 영향도 있으나, RPM의 변화에 민감하다는 것을 알 수 있었다. 3) TEM 그리드로 채취한 PM은 약 $4{\sim}10{\mu}m$ 정도의 다양한 입경을 가지는 다공질 응집체 형상의 구조인 것으로 확인하였다.

• 해양환경안전학회지
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• 제23권5호
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• pp.513-523
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• 2017

본 연구는 섬진강 하구역에서 2017년 2월 대조기 만조와 간조, 3월 소조기 간조 동안 염분 구배에 따른 식물플랑크톤 생리활성도를 평가하였다. 또한 2월 대조기 조사에서 나타난 특이적인 pH 변화특성을 파악하기 위해 추가적인 재현실험을 병행하였다. 현장조사 결과에 의하면, 만조와 간조에 수층 혼합에 의한 수직적인 염분의 차이는 미미하였지만, 담수역으로 향할수록 염분이 낮아져 수평적인 염분구배가 뚜렷하였다. 염분과 영양염(질산염+아질산염: R=0.997, p<0.001; 규산염: R=0.979, p<0.001)과의 강한 음의 상관관계를 보였고, 이는 담수 기원의 질소와 규소의 높은 농도의 영양염류가 해수와 혼합되는 과정에서 희석되고 있다는 것을 의미한다. 반면, 인산염농도는 염분이 15 psu를 기점으로 고염분의 유역에서는 상대적으로 높은 농도가 관찰되었고, 이는 수심이 얕은 광양만의 퇴적물이 조석에 의한 수층혼합으로 재부유되어 인산염 재용출로 인해 수층에 일정량 기여하였다는 것을 의미한다. 섬진강 하구역에서 동계 2월과 3월 우점한 식물플랑크톤은 Eucampia zodiacus로 나타났고, 그들은 전체 군집의 70% 이상을 차지하였다. 특히, 3월 생물 활성도를 평가한 결과, 염분과 chlorophyll a(R=0.82)뿐만 아니라 active chlorophyll a(R=0.80)과 강한 양의 상관관계를 보였다(p<0.001). 특히 담수의 영향을 강하게 받는 상류 정점에서는 해수종 규조류가 염분충격으로 생리활성을 잃어 최대 75 % 사멸율을 기록하였다. 2월 대조기 조사에서는 상대적으로 형광값이 높은 정점에서 pH가 높게 나타났고, 이는 높은 밀도로 우점한 규조류의 광합성 작용으로 $CO_2$가 다량 흡수되어 pH 상승효과를 가져온 것으로 판단되었다. 또한 2월 현장식물플랑크톤 군집을 농축하여 저염분 환경에서 생물농도구배에 따른 pH 변화를 파악한 결과, 염분충격에 의해 사멸한 식물플랑크톤의 영향으로 광합성 활성도의 감소를 가져왔고, 우점 규조류의 사멸로 인해 박테리아가 현저하게 증식하였다. 그 결과 박테리아가 규조류를 생분해하는 과정에서 $CO_2$가 발생하여 pH 의 감소를 유발하였다. 결과적으로 섬진강하구역에서는 염분 구배에 따른 생물의 광합성 활성도의 차이와 생물사멸이 뚜렷하게 관찰되었고, 이는 pH의 증감을 유발하는 중요한 인자로 파악되었다.

• 해양환경안전학회지
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• 제25권6호
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• pp.687-697
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• 2019

하굿둑과 좁고 깊은 수로형 하구의 특성을 갖는 영산강 하구에서 하구 갯벌의 퇴적환경 특성을 규명하기 위해 6년 동안(2005~2011) 표층퇴적물의 입도와 조간대 바닥의 높이 변화(침·퇴적 변화)를 모니터링 하였고, 2008년 9월에는 하구 조간대에서 수리관측을 수행하였다. 전체 갯벌의 82 %가 연안개발에 의해 사라진 영산강 하구의 갯벌은 현재 대부분 하부조간대의 좁은 갯벌로 남아있으며, 대부분 점토와 실트로 구성된 퇴적물은 전체의 70 ~ 94 %를 실트가 차지할 정도로 점토-부족, 실트-우세의 특성을 보인다. 이는 개발에 따른 점토퇴적 공간(즉 조상대와 상부 조간대)의 상실과 낙조류 우세의 조류 특성 변화에 기인된 것으로 판단된다. 또한 하구의 갯벌 퇴적물은 바람이 강한 가을부터 봄까지 실트가 많아져 조립해지고, 바람이 약하고, 방류량이 많은 여름에 점토가 많아져 상대적으로 세립해지는 계절적 변화를 보임으로써 하구 갯벌에서 퇴적물 입자의 거동이 실트 입자의 경우 풍파에 의해서, 점토 입자의 경우 주로 담수 방류와 조석작용에 의해 영향 받고 있음을 보여준다. 하구 갯벌에 대한 6년 동안(2005~2011)의 침·퇴적 모니터링 결과는 영산강 하구 조간대에서 연평균 -2.6 cm/y의 침식이 이루어졌고, 2010년경에는 특이하게 연평균 4 cm/yr의 퇴적이 일어났음을 보여준다. 이러한 하구 조간대의 침식은 하굿둑 및 영암-금호 방조제 건설 이후에 이루어진 조석의 진폭 증가와 낙조 우세 조류의 비대칭성 강화에 기인된 것으로 평가되며, 2010년의 퇴적은 하구 준설에 따른 부유물의 대량 발생과 관련이 있는 것으로 판단된다.

• 해양환경안전학회지
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• 제25권6호
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• pp.666-677
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• 2019

수산자원보호구역의 유기물과 중금속 분포특성을 파악하기 위하여 2017년 2월 남서해연안 5개 수산자원보호구역(가막만, 여자만, 득량만, 완도연안, 영광연안) 54개 정점에서 표층 퇴적물을 채취하여 입도, 강열감량(IL), 화학적산소요구량(COD), 산휘발성황화물(AVS) 및 중금속(As, Cd, Cr, Cu, Fe, Hg, Pb, Zn)을 분석하였다. 평균입도(Mz)는 평균 7.4±0.1Ø 였으며, 주로 세립한 니(mud) 퇴적물로 구성되어 있었다. IL, COD와 AVS의 평균농도는 각각 4.63±0.96 %, 13.0±3.1 mgO₂/g·dry, 0.092±0.124 mgS/g·dry 였으며, 영광연안이 다른 보호구역에 비해 낮았다. 중금속의 평균농도는 각각 As 7.5±0.9 mg/kg, Cd 0.04±0.02 mg/kg, Cr 70.2±9.7 mg/kg, Cu 15.3±2.8 mg/kg, Fe 3.3±0.5 %, Hg 0.014±0.003 mg/kg, Pb 25.0±6.0 mg/kg, Zn 99±14 mg/kg 였으며, 보호구역내 대부분 만 안쪽에서 높고 만 외측 및 외측연안에서 낮은 특성을 보였다. 퇴적물기준(sediment quality guidelines, SQGs), 오염부하량지수(pollution load index, PLI), 생태계위해도지수(ecological risk index, ERI)를 사용하여 퇴적물 중금속 오염도를 평가한 결과, 남서해연안 수산자원보호구역 퇴적물은 수산생물 및 저서생물에 영향을 주지 않는 안전한 중금속 농도를 유지하고 있었다.