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.
하계 남강댐 방류수 유입에 의해 강하게 성층화된 남해 강진만에서 3차원 수치모델링 실험을 통해 태풍 통과시 염분장에 미치는 취송류의 영향과 성층 파괴에 대해 연구하였다. 조위와 유속장, 수온장, 염분장에 대해 각각 스킬 분석(skill analysis)을 이용하여 모델을 검증 하였고, 그 결과 대부분 90%가 넘는 재현율을 보였다. 모델은 조류, 담수유입에 의한 밀도류와 바람에 의한 취송류를 잘 재현했다. 대량 담수 유입이 있을 경우 바람의 영향은 강한 밀도류에 의해 상대적으로 큰 효과가 없으나, 담수유입이 감소하는 시기에는 바람이 수직 혼합작용을 촉진하여 바람을 부과하지 않은 모의 실험보다 2~3일 빠르게 성층을 파괴하였다. 담수 유입에 의한 성층과 바람에 의한 성층 파괴는 성층지수(Richardson 수(數), Ri)를 통하여 판단하였으며, 대량 방류시 성층지수는 급속도로 증가하여 Ri 수(數)가 7~20을 보였고, 방류가 중단된 이후에는 바람에 의한 혼합으로, 성층지수는 급격하게 감소하고 Ri 수(數)는 0~2까지 보였으며, 이 때 상하층간 염분은 일정하게 분포하였다.
최근에 간척 조성된 화옹, 이원 및 영산강간척지에서 밭작물재배가능성을 검토하기 위하여 2007~2008년 2년간 간척지의 염농도변이와 녹비 사료작물의 생육과의 관계를 시험연구하였다. 토양염농도는 여름철 호우시 배수불량에 의한 침수피해가 심하였든 영산강간척지와 화옹간척지에서는 시험작물의 생육에 유의적 영향을 보이지 않았으나 침수피해가 없었든 이원간척지는 염농도가 증가함에 따라 작물생육과 수량은 로그함수적으로 감소하는 경향을 보였으며, 가장 큰 초장에 대한 대비 50% 이상 생육저해를 나타내는 표토염농도는 콩 $5dS\;m^{-1}$, 옥수수 $6dS\;m^{-1}$, 수단그리스, 피 및 세스바니아는 $7dS\;m^{-1}$ 정도로 추정되었고, 이 저해농도에서의 녹비수량의 감수율은 최고수량대비 26~44%수준으로 염농도에 대한 수량감수피해가 초장단축저해보다 더 큰 것으로 나타났다. 시험작물의 건물수량 $kg\;10a^{-1}$)은 장소에 따라 변이가 매우 커서 잘 된 장소가 수단그라스 2,426, 제주재래피 907, 세스바니아 1,881, 옥수수 2,032, 콩 924정도로 높은 편이지만 염농도가 높고 침수나 습해를 입은 장소는 전혀 수확이 없는 개무 상태였다. 상대적으로 염농도가 낮은 영산강과 배수가 좋은 이원간척지는 비교적 수량이 많았으나 화옹간척지는 염농도도 높고 배수도 불량하여 매우 낮은 수준이었다.
Temporal (seasonal) and spatial distributions and variations of various physico-chemical factors (salinity, temperature, pH, DO, COD, SPM, POC, silicate, DIP, DIN) in surface and bottom waters were studied in the coastal environment with typical macro-tidal range and monsoonal weather condition, Gyeonggi Bay, west coast of Korea. Spacial distribution patterns of these factors were generally similar to each other, and appeared to be inversely related to the distribution pattern of salinity, suggesting that water quality of the study area was primarily controlled by the physical mixing process of Han-River freshwater with nearby coastal seawater. During flooding season, silicate- and nitrogen-rich Han River water directly flowed into offshore as far as $20\sim30\;km$ from the river mouth, probably causing serious environmental problems such as eutrophication and unusual and/or noxious algal bloom, etc. Except the surface water during summer flooding season, high concentrations of nutrients appeared generally in dry season, whereas low values in spring, possibly because of the occurrence of spring phytoplankton bloom. On the other hand, nutrient flux through the estuary seems to be primarily depending on river discharge, sewage discharge and agricultural activities, especially during the rainy season. Also, nutrients in this coastal waters are considered to be supplied from the sediments of tidal-flats, which developed extensively around the Han-River mouth, especially during fall and winter of dry and low discharge seasons, possibly due to the stirring of tidal flat sediments with highly enriched pore-water nutrients by storm. And also, COD and DIN concentrations in the study area consistently increased during the last 20 years, probably because of agricultural activities and increasing discharge of industrial and domestic wastes.
낙동강 하구 새섬매자기 식생지역의 수리역학적 퇴적환경을 알아보기 위하여 명지와 을숙도 조간대에서 6개의 퇴적물 코어를 채취하여 퇴적물 입도와 원소분석 (주원소, 미량원소, 희토류 원소)을 수행하였다. 명지 조간대의 퇴적환경은 낙동강 하구둑 좌측 수문의 영향 때문에 퇴적물 상부 (~ 15 cm)에서 분급도가 불량하고 왜도 및 첨도는 양의 값을 보였다. 반면에 을숙도 조간대는 주 수문뿐만 아니라 좌측 수문의 방류 영향으로 정점 별로 서로 다른 퇴적상을 보였다. 퇴적환경의 변화를 알아보기 위하여 분급도, 왜도 및 첨도 등을 이용하여 Linear Discriminate Function (LDF) 분석을 진행하였으며, 그 결과 퇴적물 상부에서 주로 에너지가 강한 퇴적환경이 나타났다. 을숙도 조간대의 ES05 (식생지역)와 ES11 (비 식생지역) 정점의 원소분포는 크게 Al, Fe 및 Ca 주요원소들의 분포와 관련하는 광물구성의 영향을 받는다. 알루미노실리케이트(Aluminosilicate)를 포함하는 쇄설성 광물들은 퇴적물의 희토류 함량을 희석시키며, 특히 ES05 정점 퇴적물의 원소조성을 결정하는 주요 요인으로 작용하였다. 반면에 ES11 정점의 원소조성은 점토광물과 철수산화물, 그리고 희토류 함량이 높은 중광물에 의해 조절되는 것으로 나타났다. 따라서 새섬매자기 조간대 퇴적물의 원소조성은 광물 분별 과정의 영향을 받으며, 이는 담수-해수 혼합 지역의 퇴적환경을 반영한다.
1993년 거금수로에서 계절별로 수온, 염분을 관측하였으며, 수로내 2개 정점에서 25시간 연속 수온, 염분 관측을 실시하여 이들 자료를 비교, 분석하였다. 수온은 년중 $7.0\~25.0^{\circ}C$의 범위로 동, 하계의 온도차는 약 $18^{\circ}C$이다. 표, 저층간의 온도차는 년중 $0.75^{\circ}C$ 이하로 수로내 해수의 수온 성층은 매우 약하다. 수로방향으로의 수평 온도차도 약 $0.3^{\circ}C$ 이하로, 수로를 따라서의 강한 조류가 거금수로내 수온의 수평, 연직 분포에 크게 영향을 미치고 있음을 시사한다. 염분도 수온과 같이 년중 표, 저층 및 수로 방향에서 수평 염분차가 $0.5\%_{\circ}$ 이하로 작다. 염분은 4월이 $34.0\%_{\circ}$, 8월이 $30.0\%_{\circ}$로, 4월이 8월에 비해 $4\%_{\circ}$정도 높다. 이는 동 시기의 강우량과 일조시간의 분포와 일치해 기상에 직접 영향을 받고 있음을 알 수 있다. T-S diagram에 나타난 계절별 수괴 특성은 동계에서 하계로 갈수록 저온 고염의 고밀도수에서 고온 저염의 저밀도수로 변화하며, 표, 저층간의 밀도차는 춘계와 추계에 거의 0, 동계와 하계에 $1.0\~1.5$로 매우 작다. 1993년 4월 $29\~30$일의 조위 변동에 따른 수온과 염분의 변화는 고조시 수온은 낮고 염분은 높다. 저조시는 그역의 변화를 나타낸다. 1일 중의 수온과 염분의 탁월 변동 주기는 동 해역에서 탁월한 반 일주조의 조석주기와 거의 일치한다. 해역의 성층 정도를 판단하는 성층계수는 년중 $4.0J/m^3$이하로 조류에 의한 저층 연직 혼합이 년중 매우 활발함을 나타낸다. 성층 진단식에 의한 성층과 혼합의 크기는 조류에 의한 혼합항이 $4.7\~14.1J/m^3day^{-1}$로 가장 크다. 관측에서 나타난 계절별 수온, 염분 구조와 일치하는 조류 혼합률 $\varepsilon$의 평가는 0.005였다.
In order to determine the temporal and spatial variations of nutrient profiles in the shallow pore water columns (upper 30 cm depth) of intertidal sandflats, we measured the salinity and nutrient concentrations in pore water and seawater at various coastal environments along the southern coast of Korea. In the intertidal zone, salinity and nutrient concentrations in pore water showed marked vertical changes with depth, owing to the active exchange between the pore water and overlying seawater, while they are temporally more stable and vertically constant in the sublittoral zone. In some cases, the advective flow of fresh groundwater caused strong vertical gradients of salinity and nutrients in the upper 10 cm depth of surface sediments, indicating the active mixing of the fresher groundwater with overlying seawater. Such upper pore water column profiles clearly signified the temporal fluctuation of lower-salinity and higher-Si seawater intrusion into pore water in an intertidal sandflat near the mouth of an estuary. We also observed a semimonthly fluctuation of pore water nutrients due to spring-neap tide associated recirculation of seawater through the upper sediments. Our study shows that the exchange of water and nutrients between shallow pore water and overlying seawater is most active in the upper 20 cm layer of intertidal sandflats, due to physical forces such as tides, wave set-up, and density-thermal gradient.
We conducted a time-series analysis of temperature and salinity of sea water around Jeju Island, Korea. Monthly mean temperature and salinity was influenced by precipitation and weather conditions on Jeju as well as by oceanographic conditions of the open sea such as the Tsushima Warm Current and sea water in coastal areas. Salinity of Jeju coastal waters was the highest in April, and it was always over 34.00 psu with tiny fluctuation between December and June. Due to the effects of the Tsushima Warm Current, Jeju coastal waters maintained high salinity and stability. Low salinity and its large fluctuations during summer were closely associated with the China Coastal Water and precipitation in Jeju. The place of the lowest water temperature was the northeast coasts of Jeju (Gimneong, Hado, Jongdalri). In winter, as warmer water of the Tsushima Warm Current appeared in western area of Jeju dwindled flowing along the northern coasts of Jeju area and becoming cool, the lowest water temperature often appeared locally in Gimnyeong and its vicinitly in summer. The Tsushima Warm Current flows into the east entrance of Jeju Strait, but its influence is weak because of geometry and strong vertical mixing due to fast tidal currents.
Distribution of organic materials In the surface sediments was investigated in September 1983 in Chinhae Bay System. Bottom waters containing less than 1ml/l of dissolved oxygen were found in Masan Bay, and in part of Kohyonsong Bay and Wonmunpo Bay. Organic carbon content in the surface sediments of Masan Bay was about 25mg/g and it decreased with increasing distance from the inner Masan Bay. Mean organic carbon contents in Wonmunpo Bay and Kohyonsong Bay were 25.48 and 31.39mg/g, respectively, which are higher values than those in Masan Bay where large amount of domestic and industrial wastewaters art discharged into the surface water and extensive phytoplankton occurs almost year round. Mean organic nitrogen and pheophyton contents were also the highest in Kohyonsong Bay amont eight subareas. In Masan Bay, settling of organic materials on the surface sediments seemed to be not significant because of active tidal mixing and relatively small size of particulate materials. In Kohyonsong Bay and Wonmunpo Bay large fecal pellets produced in shellfish farms could be easily settled down on the sediment because of weak current regime. DO content in the bottom waters were low in the organic material rich areas, and that suggests biodegradation of organic materials in the surface sediments could be an important oxygen consuming process during the study period of September 1983.
Thorpe scale analysis was performed using two sets of 25-hour-long hourly CTD data. Raw density profiles collected on the continental slope of the southwestern East Sea were post-processed to reduce instrument noises and measurement errors. Density inversions were detected by applying the overturn ratio test proposed by Gargett and Garner (2008). The value of $K_z$ below the main thermocline estimated with the Osborn parameterization was $5.3{\times}10^{-4}(1.1{\times}10^{-4})m^2s^{-1}$ and that with the Shih parameterization was $5.9{\times}10^{-5}(2.4{\times}10^{-5})m^2s^{-1}$during the spring (neap) tidal period. This result suggests that internal tides can enhance vertical mixing in the observation region.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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