• 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.

• 한국해양학회지:바다
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• 제17권4호
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• pp.243-251
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• 2012

부산시 기장군 일광 해조류양식장에서 2011년 7월 5일부터 6일까지 약 30시간동안 해양 표층수의 수온, 염분 등의 환경인자와 pH와 이산화탄소분압($fCO_2$)을 연속 관측하였다. 표층수의 수온과 염분은 $12.5{\sim}17.6^{\circ}C$, 33.7~34.0범위를 보였으며, 조석과 광주기, 해류 등의 영향으로 일변화 및 일간변화를 크게 나타내었다. 이산화탄소분압과 pH는 381~402 ${\mu}atm$, 8.03~8.15범위를 보였으며, 엽록소는 0.8~5.8 ${\mu}g\;L^{-1}$ 범위를 보였다. 이산화탄소분압, pH 그리고 엽록소는 최대 간조와 성층이 강했던 5일 오후 5시 전후에 최소 및 최고치를 보였으며, 이는 엽록소에 의한 생물생산 결과 이산화탄소는 낮고 pH는 높아진 것을 의미한다. 해조양식장 이산화탄소변화에 대한 단순 수지모델을 적용한 결과, 낮에는 생물생산에 의한 감소가 수온상승, 대기와의 교환에 의한 증가와 상쇄하는 것으로 나타났으며, 밤에는 대기와의 교환 물리적 혼합에 대한 과대 평가로 관측치보다 다소 높게 나타났다. 모델결과는 해조양식장 이산화탄소분압 총변화량의 14~40%는 해조류의 일차생산에 의한 것으로 나타났다.

• 대한토목학회논문집
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• 제7권1호
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• pp.11-22
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• 1987

흐름수역(水域)에서 연직상향으로 방류되는 평면부력(平面浮力)?의 거동이 연속방정식(連續方程式), 운동량방정식(運動量方程式) 및 추적물수송식(追跡物輸送式)의 기본방정식을 수치적(數値的)으로 풀음으로서 해석(解析)된다. 난류확산(亂流擴散)에는 Prandtl의 혼합거리이론(混合距離理論)을 도입한 난류수송모형(亂流輸送模型)이 이용된다. 수치해과정(數値解過程)은 기본방정식을 유함수(流凾數)(stream function)식(式)과 골도수송(滑度輸送)(vorticity transport)식을(式) 이용하여 변환(變換)한 후, ?방류속도(放流速度), ?방류구폭(放流口幅) 등(等)으로 표현되는 변수(變數)와 흐름을 지배(支配)하는 무차원매개변수(無次元媒介變數)를 도입하여 무차원화(無次元化)하고 successive under-relaxation을 이용하여 Gauss-Seidal 반복법(反復法)으로 해를(解) 구(求)하는 것이다. 수치실험(數値實驗)은 방류(放流)Froude수(數)가 4~32, 방류속도(放流速度)와 가로흐름속도와의 비로(比) 정의되는 속도비가 8~15 의 범위의 흐름영역(領域)에서 수행되었다. 부력(浮力)?으로 인한 주변(周邊)흐름수역(水域)의 속도변화(速度變化), 온도상승(溫度上昇)범위, 흐름상태 및 골도(滑度)가 조사되었으며, ?의 경로에 대한 속도비와 방류밀도Froude 수의 영향이 또한 조사되었다. ?중심선의 속도, 온도변화, 국부밀도(局部密度)Froude 수(數)의 변화가 계산되며 퍼짐율(spreading rate)과 확산비(擴散比)(dispersion ratio)가 방류밀도(放流密度)Froude 수, 국부밀도(局部密度)Froude 수(數) 및 속도비(速度比)의 항(項)으로 해석되었다. 또한 속도와 온도분포를 상사(相似)(similarity)로 나타낼 수 있음이 밝혀졌으며, Gaussian 분포(分布)를 이용한 적분형해석(積分型解析)(integral type analysis)이 가능한 것으로 사료된다.

• 한국해안·해양공학회논문집
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• 제25권2호
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• pp.103-111
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• 2013

방류 유무에 따른 유속, 잔차류 그리고 염분의 시공간적인 분포를 파악하기 위해서 영산강 하구둑에서 서쪽방향으로 7.5 km의 구간까지 방류 시와 미방류 시에 종단면의 유속, 수온 그리고 염분을 한 조석 주기 동안 1시간 간격으로 동시에 관측하였다. 미방류 시에 연구지역의 유속 형태는 창조지속 시간이 길고 낙조류가 강한 낙조우세 특성을 보인다. 방류 시에 표층 최대 유속은 최대 1.5 m/s의 제트류 형태로 방류되지만, 저층 유속은 미방류 시와 비교해보면 0.4 m/s로 크게 변하지 않는다. 방류 시의 수직 잔차류 분포는 담수의 영향으로 일반적인 하구에서 보이는 2층 흐름 구조를 가지는 반면에, 미방류 시에는 다층 흐름 구조가 나타난다. 일반적으로 방류로 인하여 하구둑 외측에서 강한 연직 혼합이 일어나는 것으로 알려져 있으나, 본 연구조사에서는 방류에 의해서 염분 성층이 발달하고, 표층과 저층간의 연직 혼합에 크게 기여하지 않는 것으로 나타났다. 이는 방류가 강하게 일어남에도 불구하고 하구둑 전면의 지형적 효과와 밀도 차에 의한 해수 흐름 특성에 의한 것으로 판단되며, 이를 통해 하구둑 방향의 물질수송은 수직 방향보다는 수평 방향으로 나타남을 알 수 있다.

• 한국해양학회지
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• 제26권4호
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• pp.313-323
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• 1991

한강 및 경기만 일부 해역에서 저충퇴적물과 부유퇴적물내 점토광물의 분포 특성 을 알아보기 위하여 X-선 회절분석(XRD)을 실시하였다. 분석결과, 한강 하류부를 이루 고 있는 주 구성광물은 일라이트(57.1%), 고령석(22.9%), 녹니석(19.6%), 이며, 하구 와 경기만 일부해역에서 나타나는 점토광물은 일라이트, 녹니석, 고령석과 스멕타이트 가 각각 67.2, 16.5, 15.5%와 1.3%로 나타났다. 하천, 하구환경과 만환경에 따라 함량 차이가 뚜렷히 나타나는데 일라이트의 경우 외해역으로 가면서 점차 증가하는 양상을 보이며, 또한 피크비(Peak-intensity ratio) 분석결과, 한강 및 하구상부에서 나타나 는 일라이트는 복팔면체이며, 외해역에서 나타나는 일라이트는 하천을 통해 운반된 것 이 아닌 것으로 보이는 삼팔면체의 특징을 보이는 일라이트가 나타났으며, 그 중간지 역에서는 두 형태가 혼합된 일라이트가 분포하는 것으로 나타났다. 고령석은 외해로 가면서 23%에서 11%로 감소하는 경향을 보이며, 녹니석은 외해로 가면서 19%에서 14% 로 고령석과 유사한 경향을 보였다. 스멕타이트는 3% 미만의 소량으로 나타났다. 일라 이트 고령석과 녹니석은 주로 하천에 의해 운반되는 하구의 수리적 특성에 의해 재분 포된 것이며, 스멕타이트는 황해나 중국에서 운반 퇴적된 것으로 사료된다. 이와 같이 운반된 점토광물의 공간적 분포를 결정하는 주요 요인은 하구순환특성에 의해 좌우되 는 것으로 보인다.

• 한국수산과학회지
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• 제28권1호
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• pp.67-79
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• 1995

1990년 11월에서 1993년 8월 사이 아산만에서 소형 otter trawl을 이용하여 계절별로 저어류를 채집하여 시간에 따른 종조성의 변화를 분석하였다. 조사 기간동안 49종의 어류가 출현하였으며, 그 가운데 참서대(Cynoglossus joyneri), 곤어리 (Thrissa koreana)와 민태(Johnius belengerii)가 우점하여, 전 채집 개체수의 $84.7\%$, 전채집량의 $70.5\%$를 차지하였다 출현종수는 뚜렸한 계절변화를 보이지 않았으나, 개체수와 생체량은 봄에서 가을 사이의 난수기에 높고 겨울에는 낮은 값을 보였다. 각 계절 채집된 어류의 순위를 이용하여 주성 분분석한 결과, 정점간의 차이는 적었으나 계절에 따른 경향을 나타내어 조사 해역 저어류의 종조성은 수온이나 혹은 수온과 비슷한 경향을 보이는 요인에 의하여 결정되는 것으로 보인다. 아산만 저어류는 한반도 주변 다른 내만역에 비하여 출현종수 및 생물량이 적었으며, 이것은 조류에 의한 해수 혼합이 활발하여 서식처인 해저퇴적물이 불안정한데 기인된 것으로 판단된다. 출현종수는 해에 따라 유의한 감소 경향을 보였으며, 감소하는 종은 출현빈도가 낮고 채집량도 적은 종들로 구성되어 있었다. 이 종들은 환경의 내구범위 한계에 서식하여 왔으나, 최근의 인위적 환경 변화로 인하여 내구범위를 벗어나 더 이상 만 내에서 살 수 없게 된 것으로 추정된다.

• 한국수자원학회논문집
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• 제33권5호
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• pp.551-559
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• 2000

서해안의 신도시 및 산업단지 근교에 위치한 인공 시화호에서 유입지천 부근의 상류쿠터 최하류의 수문부근까지 3~8개 지점에서 1994년~1999년에 걸쳐 수환경 오인을 매월 1~2회 조사하였다. 환경요인은 연평균 $COD_{Mn}$, 엽록소 $\alpha$, 총질소, 총인농도 및 투명도가 각각 5.2~15.1mg/L, $7.3~148.1\;\mu\textrm{g}$/L, 1.50~4.48 mgN/L, 0.055~0.281 mgP/L 및 0.5~1.4 m로서 중영양단계에서 과영양단계까지의 수질을 보였다. 시화호가 조성된 1994년부터 1997년 3월 이전까지의 수질은 외부 또는 내부의 저층으로부터 부하되는 오염물질이 지속적으로 호소내에 축적되어 극도로 악화되었다. 수질오염은 연중 식물플랑크톤이 대발생하는 생물학적 현상으로 뚜렷하게 나타났다. 반면에 1997년 3월부터 1999년까지는 다양한 수질개선대책의 시행으로 빠른 속도의 수질회복이 관찰되었고, 1999년의 수질은 담수화 초기의 수질로 회복된 것으로 조사되었다. 시화호의 수질회복은 1997년 7월부터 시행한 해수유통에 의해 가장 큰 효과를 보였고, 1997년 3월부터 운영한 반월공단 및 시화공장의 차집수로에 의한 유입부하량 저감으로 수질회복효과를 더욱 향상시킨 것으로 평가되었다.

• 한국해양학회지:바다
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• 제3권1호
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• pp.45-52
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• 1998

1996년 하계동안 한국 서해 대안반도 연근해에서 부유퇴적물의 총함량과 분포경향 및 부유물질의 입도특성을 측정하였고, 수온과 염분의 수괴특성치와 비교하여 부유퇴적물의 운반양상을 해석하였다. 연구해역의 하계 수괴 특성은 수온과 염분이 수직적으로 균질한 연안수괴와 수온약층이 뚜렷한 외양수괴로 구분되는 바, 연안수와 외양수는 강한 조석전선의 영향으로 활발하게 혼합되지 않았다. 그런데 경기만으로부터 유래된 저염의 연안수는 조석전선의 외양역에서 밀도약층대를 따라 중층 저염수를 형성하였고, 남쪽방향으로 이동하는 것으로 분석되었다. 부유물 총함량(TSM)은 경기만 입구의 연안수역에서 5 mg/l 이상으로 높았으며, 외양수역에서 대체로 2 mg/l 이하로 낮게 측정되었다. 외양수역에서는 수괴 홍탁도가 상층과 하층에 비하여 높게 나타나는 중층 혼탁수가 형성되었으며, 경기만 연안해역에서 유래한 부유물질은 위에서 설명된 수괴이동을 따라 남쪽방향으로 이동되는 것으로 규명된다. 부유물질의 입자크기는 전체적으로 2~9 ${\mu}m$의 평균입자 범위이며, 평균입자가 7 ${\mu}m$ 이상인 조립질 부유물은 경기만 연안수역의 혼탁수와 외양역 중층 저염수의 혼탁수에서 우세하다. 따라서 수괴분포와 연관된 부유물질의 입자특성은 부유물질의 이동과 거동방향의 해석에 긍정적인 자료로 여겨진다.

• 한국해양학회지:바다
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• 제3권1호
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• pp.25-33
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• 1998

황해 중동부 해역에서 영양염 원소들의 시, 공간적 변화를 살펴보기 위해 1995년 5월과 1995년 11월, 1996년 6월의 세 차례에 걸쳐 현장조사를 실시하고, 표층수에 대해 염분, 온도, 부유물질 및 입자태 유기탄소와 암모니아, 질산염, 아질산염, 인산염, 규산염 등의 영양염 원소를 분석하였다. 세차례의 현장 조사에서 표층수의 영양염 농도 분포는 암모니아를 제외하면 일반적으로 6월이 가장 낮고 11월이 가장 높은 값을 보이는 한편, 암모니아는 5월에 가장 낮은 농도 분포를 보이고 11월에 가장 높은 값을 보였다. 봄에는 5월에 식물 플랑크톤의 1차 생산 활동으로 영양염이 고갈된 외해역의 표층수는 6월로 되면서 수온약층과 조석전선의 발달로 저층과 강으로부터의 영양염 공급이 더욱 제한되고, 봄철 식물 플랑크톤 대번식기에 증식된 동물 플랑크톤 또는 그 배설물 등이 박테리아에 의해 분해되는 과정에서 암모니아가 수층으로 공급되는 것으로 보인다. 한편, 11월에는 늦가을로 접어들면서 봄-여름철에 형성된 성층이 깨지고 수층의 수직 혼합이 활발해지면서 성층기간 동안 저층수에 축적되었던 영양염 원소들이 표층으로 공급되는 것으로 보인다.

• 한국해양학회지:바다
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• 제3권3호
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• pp.170-174
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• 1998

말똥성게(Hemicentrotus pulcherrimus)의 배우체 및 배아와 초기 발생계륜 이용한 생불강정을 통해 우리나라 전 해역의 연안해수의 수질을 평가하였다. 서해권 해역의 경우, 우리나라의 지형특성상 대다수의 하천이 서해안으로 흘러가고 있으나, 유입하천 정화 및 폐수배출업소 단속, 하수처리장 건설 등으로 인한 오염물질 유입감소 그리고 비교적 큰 조수간만 차에 의한 활발한 해수혼합에 의한 오염물질의 희석으로 오염의 진행속도가 감소 또는 완만한 증가 추세이며, 대체로 II등급의 수질을 유지하고 있었다. 그러나 해수의 유동이 적고 반폐쇄적인 연안해역인 아산만, 천수만 및 함평만과 인근 도심지역으로부터 오염물질의 유입량이 많은 군산항과 목포연안 해수는 말똥성게의 수정막 형성률과 정상적인 유생 형성률이 아주 낮은 수준으로, 말똥성게의 초기 배 발생에 큰 저해를 주는 III등급 수준을 유지하고 있다. 남해권 해역의 경우, 대부분의 연안수질이 다른 해역에 비해 약간 악화된 편으로 대체로 말똥성게의 초기 배 발생에 약간의 저해를 주는 II, III등급의 수질을 유지하고 있다. 특히, 강진만, 득량만, 광양만, 마산만, 진해만 등 반폐쇄성 해역은 오염정도가 심한 III등급 수준으로 실험동물의 초기 배 발생에 큰 저해를 나타내고 있다. 동해권 해역의 경우, 해안선이 비교적 단조롭고 해수유동이 원활함으로 말똥성게의 초기 배 발생에 저해를 주지 않는 비교적 깨끗한 수질로 I, II등급의 수준을 유지하고 있다. 그러나 청초호(속초)는 항만기능의 유지를 위하여 축조된 방파제 등에 의해 항만내 수질오염이 심화되어 조사된 전국 연안 중 오염정도가 가장 심하게 나타났다.