Proceedings of the Korean Society of Coastal and Ocean Engineers Conference (한국해안해양공학회:학술대회논문집)
Korean Society of Coastal and Ocean Engineers (kscoe)
- Annual
Domain
- Construction/Transportation ＞ Maritime Safety/Transportation Technology
- Construction/Transportation ＞ Water Engineering System
1993.07a
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한국해양연구소는 1973년 설립이래 서해안 조력발전 사업을 계속 해 왔다. 본 논문에서는 최근 조력발전사업의 해외동향, 특히 Rance 발전소 가동 실적, 영국의 Severn, Mersey강 하구 조력발전 타당성 검토사업 결과를 근간으로 하여 그간 이룩된 각종 기술의 개발 동향을 소개한다. 국내에서의 조력발전소 건설 타당성 검토는 1920년대 후반부터 시작되었다. 검토대상 지점은 경기도 강화군 남서쪽 동검도 일대의 해역이었으며 강화도 외측 조력발전 개발안이 처음으로 제안되었다. (중략)
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Modernization of a port requires a considerable port facility expansion through grading up the cargo handling efficiency, increasing water depth of channels and basins to accomodate Large ships, etc. In many ports in the world, the needs of bigger ship calls in excess of conventional capacity of channels and basins demand for capital dredging as well as maintenance dredging resulting from siltation, and those activities are incurring heavy annual expenditure of the ports. (omitted)
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Gymnodinium mikimotoi is one of several species of flagellates that cause harmful red tides. The red tides of G. mikimotoi have occurred only along
$33-35^{\circ}$ N, e.g. Chinhae Bay in Korea, tile Seto Inland Sea and Kumane-Nada in Japan. I try to reproduce the formation of red ties of G. mikimotoi at Suo-Nada and Iyo-Nada, the western part of Seto Inland Sea, Japan in July 1985 with the use of four-dimensional assimilation model including the biological process of G. mikimotoi in this paper. (omitted) -
In coastal waters, more often than not, waves propagate on currents driven by tidal forces, earth’s gravity, or wind. There have been a number of studies for dealing with the change of wave spectrum due to tile presence of current. Based on the conservation of wave action, Hedges et al. (1985) have proposed an equation which describes the influence of current on the change of wave spectrum in water of finite depth. (omitted)
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해안구조물의 설치나 해안환경 문제를 다룰때 가장 필수적인 것이 그 지역에서의 정확한 파랑자료이다. 파랑은 천해로 전파해 옴에 따라 수심 및 지형변화로 인한 회절 및 굴절을 겪으면서 변하게 되므로 복잡한 지형을 가진 해안에서의 정확한 파랑계산은 용이한 일이 아니다. 이러한 파랑변형에 대한 연구는 Berkhoff(1972)가 완경사방정식을 발표한 후 큰 진전을 보이게되는데 이로 인해 종래 개별적으로 다루던 굴절과 회절을 함께 취급할 수 있게 되고 파향선이 교차할때 생기는 불합리한 에너지의 집중(caustics)을 해결할 수 있게 되었다. (중략)
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A Review on Lateral Driving Boundary of the Numerical Model using Time Dependent Mild Slope Equation이제까지 천해역에서의 파랑변형을 계산하는 여러가지 수치모형이 제안되어 있다. 그 가운데 Berkhoff(1972)가 유도한 완경사방정식을 수치계산이 쉽고, 쇄파감쇠 및 반사의 고려가 용이한 형태로 개량한 환산·경도(1985)의 시간의존 쌍곡선형 완경사방정식은 널리 이용되고 있다. 계산대상영역에 파가 비스듬하게 입사하는 경우, 외해측 경계뿐만 아니라, 파가 입사하는 측의 측방경계도 입사경계가 될 수 있다. (중략)
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지금까지의 항만정온도 평가시에는 주로 회귀연도 50연의 설계파를 입사파로 사용하여 대상수역에서의 파고비를 구한 후 평상시의 파랑에 대해서도 이 비율이 선형적으로 적용 가능한 것으로 가정하고 사용하였다. 그러나, 설계액와 평상시 파랑은 주기외 파고가 달라서 파랑경사가 다르므로 위와 같이 파고비가 선형적으로 비례한다고 가정하는 것은 실제와 상당한 차이를 야기시킬 수 있다. (중략)
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본 모형은 미 공병단에서 개발한 Automated Coastal Engineering System(ACES)중에 포함되어 있는 것으로 바람자료로 부터 파랑을 손쉽게 추정하기 위한 것이다. 바람에 의한 파랑발달과정은 그 기구가 매우 복잡하여 아직도 그 일부만이 밝혀진 상해이다. 바람에 의한 파랑의 발생기구에 대한 연구와 이들 연구를 바탕으로 개발된 수치모형에 대해서는 Shore Protection Manual(SPM)(1984)에 잘 정리되어 있다. (중략)
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최근, 불규칙파를 조파시킴으로서 발생하는 실험실 스케일의 해빈변형에 대해서 그 정선변화 뿐만아니라 수심변화까지 포함한 수치 simulation모델이 개발되었다. 그러나 현지파랑은 파고, 주기가 불규칙하고, 또한 입사파향도 일정하지 않기때문에, 앞서 논한 예측법에 의해 현지연안에서 발생하는 지형변동을 예측하기 위해서는, 현지파랑중 어떠한 방법으로 대표파고를 선정할 것인가가 큰 문제가 된다. (중략)
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항만과 방파제와 같은 해양시설물은 해양의 자연환경에서 사용하는 구조물이므로 당연히 설치해역의 평상시의 자연환경 하중을 받으면서 기능유지가 가능하여야 하며, 또한 극한 자연환경 하중에도 견딜 것이 요구된다. 해양시설물 설계시에 고려해야할 자연환경조건으로는 바람, 파랑, 조류, 해류, 지진, 해저지반 등이다. (중략)
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수조안 주 실험구간에서의 유황이 주로 파랑에 의해서 영향을 받는 경우에는 실험결과의 정확도는 바로 사용된 조파기의 성능에 의해서 좌우된다. 컴퓨터를 이용한 조파기 제어시스템을 구축하기 위해서는 특정 조파판 운동에 대한 조파판에서의 수면변화 양상을 정확히 예측할 필요가 있다. 본 연구에서는 복소수 해석을 통하여 조파판 전달함수를 재구성하였으며 시간영역에서 전달함수를 개별적으로 구현할 수 있는 수치 필터를 제시한다. (중략)
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유공식 방파제는 기존 직립 혼성방파제의 케이슨 전면에 유공벽과 유수실을 설치함으로써 교량이 유공벽을 통과하여 유수실내로 진입할 때 와유 등에 의해 접근 파랑에너지를 감소시킬 수 있도록 고안된 구조형식을 갖는다. 따라서, 방파제 주변의 항로유지에 있어서 기존 직립 혼성방파제에 비해 우수한 특성을 지닌 형태이다. 이러한 방파제 형태는 일본에서는 다수 시공되어 성공적으로 운영되고 있으나 국내에서는 아직도 이렇다 할 시공실적이 없다. (중략)
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우리나라 제1종항 중 최남단에 위치하는 서귀포항은 인근 중문 단지의 개발 및 그 위치의 특성상 관광 개발 계획과 제주 남부 지역의 중심지로서 균형적인 발전과 연안 수송 수단의 대형화 추세에 따라 항만 확장이 요구되고 있다. 이에 부응하고자 최근 서귀포항 외항 방파제의 실시 설계가 완료되었으며 이와 병행하여 안벽 축조 등의 계획이 진행되고 있다. (중략)
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해양구조물의 주부재인 원형파일 및 실린더부재에 미치는 파력은 일반적으로 Morison식(1)으로 알려진 반경험식으로부터 구하고 있다. Morison식에서의 파력계수의 결정을 위해 주로 원형단면을 가진 실린더부재에 관한 연구가 수행되어 왔다(2, 3). 연구결과 제안된 파력계수 값들은 실험조건과 유해의 유동속도를 결정하는데 이용된 파랑이론의 차이, 계수들의 결정방법의 차이때문에 서로 상당히 다른 값들을 보이고 있다. (중략)
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최근 연·근해 수산자원의 관리 및 어장조성을 통한 자원관리형 수산업으로의 발상 전환과 양식어장의 고도이용 및 생산성 극대화를 위한 기술개발의 필요성이 날로 증대되고 있다. 이와 더불어 세계연안국들에서는 해양목장화시스템의 구상과 관련한 다양한 수중수산시설물의 건설·이용·관리가 빈번해지고 있다. 이에 따라 다양한 수산 증식시설(어초 등), 양식시설, 어장 관리시설 및 부대시설(해저 취·배수관 등)로 구성되는 수중구조물의 종류도 다양하다(D'Itri, 1985). (중략)
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사석구조물의 안정성에 관한 많은 연구성과가 보고되어 왔지만 안정성 변화의 주요 원인에 대한 정량적인 평가는 아직도 미흡한 실정이다. 특히 불규칙 해파의 통계적 특성과 파군 및 고파의 지속시간 등의 외력특성에 대한 영향은 Ryu and Sawaragi (1986)나 Van der meer(1986) 등에 의해 검토된바 있지만 종합적으로 평가한 예는 찾아보기 힘들다. 또한 구조물의 건설장소, 구조물의 제원 및 시공방법 등에 따라 안정성은 크게 변화하므로 이들의 영향을 보다 체계적으로 평가할 수 있는 설계algorithm이 요구되고 있다. (중략)
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해양구조물에 가장 이상적인 구조물의 형태중의 하나는 원형실린더인데, 그것은 같은 재질일 경우 단위무게당 가장 큰 힘을 지지할 수 있는 단면을 가지고 있고 또한 어느 방향으로의 외력에 대해서도 비교적 간단하게 해석할 수 있는 형상을 가지고 있다. 송유관 등의 목적으로 원형실린더를 해저에 설치함으로써 파이프라인이 형성되고, 공학적으로 볼 때 이에 대한 해석은 바닥경계를 고려하여 수평실린더에 작용하는 힘을 구하는 것으로 귀착된다고 할 수 있다. (중략)
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본인은 1992년 12월 7일 부터 1993년 3월 31일 까지 일본 성 산하 항만기술연구소에서 신형방파제의 실험에 참여할 기회를 가졌으며, 이 기간동안 일본의 북단 북해도(Hokkaido)에서 남단 Okinawa 까지 항만시설, 특히 신형방파제의 건설현장과 설치운영 현장에 초점을 두고 살펴보았다. 신형방파제에 관한 실험은 항만기술연구소 수공부 내파연구실(구 방파제연구실)에서 실시하였는데 이 연구실은 30년 가까이 방파제에 관한 연구와 실험을 수행한 곳으로 Goda, Tanimoto 등이 실장으로 있었던 세계적인 수준의 연구실이라 할 수 있다. (중략)
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매입과 준설공영를 할 때 발생하는 현탁물질의 문제는 수역 환경보존의 입장에서 공사관계자들에게 높은 관심을 보이고 있다. 그리고 이러한 현탁물질의 발생정도는 시공법, 공사규모, 주변의 지형과 흐름상장에 의하여 좌우되며 또한 현탁물질에 의한 영향은 현탁물질의 정도, 공사기간, 수역의 이용상태, 공사에 사용하고 있는 토사의 양, 입도분포, 저토의 특성(입경등)에 따라서 좌우된다. (중략)
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When we want to reproduce transport of sediment in the fields in a laboratory, we have to establish a similitude law. A similitude law is necessary when sediment transport of field is reproduced in a laboratory. When we apply our knowledge about sediment transport obtained in the laboratory to predict sediment transport in the field, we can apply Froudian law to a fluid motion that becomes agitation agency and transporting flow of sediment movement. (omitted)
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해안구조물의 설계는 안정성과 경제성을 위주로 하던 1세대적 관점에서 친수성 개념을 도입한 2세대적 관점으로 발전되었고, 최근 여기에 생태계 제어를 포함시키는 3세대적 설계관으로의 발상 전환이 요구되고 있다. 즉, 해안의 보호와 친수성 공간 제공뿐 아니라 자원조성 효과에 의해 연안역의 부가가치를 높히는 다목적, 다기능 연안역 개발 구상이 필요하다. (중략)
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1990년 9월 12일 오전 03시 50분, 9월의 홍수로 인해 한강 하류의 둑인 일산제가 수압을 견디지 못하고 파괴되었다. 이로인해 고양 의 70％가 침수되었으며 인명피해 및 막대한 재산피해가 발생하였다. 본 연구는 동수역학적 원리에 근거한 2차원 범람모형을 수립하여. 일차적으로 일출제 붕괴 당시의 시간에 따른 치수양상 및 치수면적, 침수고를 재현하여 당시의 범람 양상과 비교해보고 추후 개선된 모델링과 범람가능지의 지형자료 입력화를 통해 한강변의 범람시 정확한 예보로서 피해를 경감하는데 그 궁극적 목적이 있다. (중략)
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중국에는 유역면적이 1000
$\textrm{km}^2$ 이상인 하천이 1500여개 있으며, 하천 총연장은 42만 km, 전국 연평균강우량은 630mm이다. 하천평균 유출양은 26380억 ㎥로서 이는 전세계 유출양의 6.9%에 해당하며 세계에서 6번째로 많은 양이다. 양자강과 황하의 낙차의 종합은 각각 5400 m와 4830 m이다. 전국의 잠재 수력발전량은 6.76억 kw이고, 연발전량은 5.92만억 kWh이다. 현재 개발계획에 있는 것이 3.78억kW, 1.92만부 kWh로서 이는 세계에서 가장 큰 발전용량이다. (중략) -
인류는 고대로부터 바다에서 어업과 제염업등에 종사하며, 그 혜택을 받고, 또 해상활동을 통해 인류문명을 발전시키며 오늘날에 이르렀다. 지구상의 해양 총면적은 3.6억
$\textrm{km}^2$ 으로서 지구표면적의 약 77%와 약 10억 ㎦의 거대한 용적을 갖고 있으며 풍부한 자원의 중요한 공급원으로 알려지고 있다. 무한한 자원이 존재하는 해양의 개발은 공업화된 선진국은 물론, 개발도상국의 여러나라들에도 커다란 관심을 불러일으키고 있다. (중략) -
Bangkok Bar Channel is a unique approach channel to Bangkok(on Toi)Harbor that is the representative river port constructed along the river mouth of Chao Praya River. Various facilities are scattered along the both sides of the river between the river mouth and the bridge located about 50km upward. The construction of the channel began in 1951 and was completed in 1954. (omitted)
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Recently silt curtains have been increasingly used at a dredging or reclaiming site in a sea for the purpose of preventing the neighbouring waters from becoming turbid. However, the hydrodynamic forces acting on such a flexible structure have not been investigated well and the design criteria have not been established. The floating silt cur-tain treated in this study consists of floats, tension cables and curtain canvases. (omitted)
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학문의 어느 분야든, 어느 분야의 어느 한 가지든 그 출발점으로 거슬러 올라 가기란 결코 쉬운 일이 아니다. 불규칙 자료의 스펙트럼분석이야 고전적인 방법이지만 그 분석방법중 Burg(1967)에 의해 제안된 엔트로피(entropy) 개념을 이용한 방법은 그 출발점을 명확하게 이해하기가 손쉽지 않다. 차제에 최대엔트로피방법(Maximum Entropy Method： MIM)을 복습하고, 그것이 어떻게 스펙트럼 추정에 응용되는가를 정리함은 나름대로 의의가 있을 것이다. (중략)
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단주기파군에 의하여 발생되는 장주기파를 나타내는 용어로 surf-beats, edge파 그리고 평균수위강하(set-down 또는 group bounded long wave)등이 사용되어지고 있다. 이들의 발생성격에 대한 물리적 특성으로, surf-beats와 edge파는 일반적으로 천해역에서 발생하는 비선형간섭(쇄파특성) 및 해안선의 반사성과 관련있으며 평균수위강하는 단지 단주기파에 의하여 형성된 파군의 특성과 관련을 갖게 된다. (중략)
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최근 천해역에서의 파랑의 변화양상에대한 많은 연구가 수행되어 괄목할만한 진전을 보였으나 그 연구범위가 단일한 형태의 파랑을 대상으로한 확정론적인 접근방법에 치우쳐 있었다. 그러나 해수면의 상당 부분은 언제나 불규칙한 파랑에 의해 점유되어 있다. 이러한 불규칙성은 바람의 mechanical energy가 해수면으로 전이되는 과정에 기인하는 데 ［Phillips, 1980］ 따라서 파랑장의 해석에는 통계적인 방법이 이용되곤한다. (중략)
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쇄파대 내에서는 여러가지 흐름이 상호 간섭하면서 작용하기 때문에 극히 복잡한 흐름장이 형성 된다. 해빈의 제반 동역학에 있어서 최우선되는 작용력은 파동 이지만, 흐름 또한 표사와 확산현상을 지배하는 중요한 요인이다. 특히 쇄파대 내외의 천수역에서는 해류나 조류 등 지구 물리학적 크기의 흐름보다는 소위 해빈류가 문제가 되는 경우가 많다. 해빈류계는 그 평면적인 흐름의 형태에 따라 연안류계(longshore current system), 순환류계(symmetrical celluar system), 사행류계(meandering system) 등 3가지로 분류된다(Basco, 1982). (중략)
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쇄파대에서 발생되는 연안류의 분포는 완만한 곡선분포를 보이는데 단순파인 경우이의 해석은 확산계수의 도입으로만 가능하다는 점은 널리 알려진 사실이다. Harris(1967)는 현장관측과 수조실험으로 이 분야 초기연구로서 쇄파대 확산의 변이를 무시하고 평균확산계수치만을 고려하였다. 연안류해석의 확고한 이론적 기초를 마련한 Longuet-Higgins(1970)는 그의 이론식 도출고정에서 확산계수 도입의 필요성을 인식하였으며, 특성길이로서 연안선으로부터의 거리를 택하고 특성속도로서 파속을 택하였으며 쇄파대내에서 파속은 군속도와 같다고 가정하였다. (중략)
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쇄파대 내외에서 흐름양의 연직구조는 소유사 및 부유사의 이동과 지형변동 등의 표사이동문제에 있어서 중요하다 특히 지면 근방에서 유속분포예측은 노면마찰력의 평가와 관련하여 매우 중요하다. 일반적으로 해안에서 표사이동과 지형변화의 계산에 있어서는 수심평균된 흐름속도를 이용하는 것으로 충분하지만, 사주 또는 사연의 형성문제에 있어서는 3차원적인 유동구조의 파악이 필요하다. (중략)
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국토가 좁고 자원이 빈약한 우리나라는 연안역에 대한 보다 효율적이고 종합적인 이용이 절실이 요구되고 있다. 특히 항만 설설, 호안 및 방파제의 건설 등 연안개발 사업은 막대한 초기 투자비와 유지 관리비가 소요되기 때문에 파랑, 흐름, 퇴적물 이동 등의 설계환경요소들을 정확히 예측하는 것이 필요하다. (중략)
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1980년 중반에 완공된 광양 제철소의 철광석 운반하역을 위한 광양항에는 25만톤급 광석 운반선이 출입하고 있으며 광양만 내역에는 광양콘테이너 부두가 건설중에 있고 호유부두, 원료 및 CTS부두, 중흥부두등에 많은 대형선박들이 빈번히 출입하고 있어 여수 해만 입구로 부터 광양만 내역에 이른 접근 수로에 대한 신뢰성 있는 조석 예보가 실시간적으로 제공되어야할 필요가 집중되고 있다. (중략)
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본 연구에서는 자유수면과 성층효과를 고려한 3차원 연안해수유동 수치모형을 개발하였다. 수치모형은 수심방향에 대해서 정규화된 좌표(c-coordinate)를 사용하며, 시간적분방법으로는 반음해법(semi-implicit)을 사용하여 계산시간의 효율성을 도모하였으며, 모드분리개념을 도입하여 내역항(Internal mode)에 대해서는 양해법을 사용하였으며, 외역항(External mode)은 수평방향 운동방정식과 연속방정식의 차분식으로부터 얻은 Poisson형태의 타도형 차분방정식을 Point-SOR법에 의하여 해석하였다. (중략)
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열대성 저기압에 의해 발생되는 태풍 또는 폭풍은 주변해역에 평균수위상승(setup)을 유발하며 진행하게 된다. 우리나라에는 주로 하절기에 남해평양에서 발생한 해풍의 영향을 받아 해일 등의 피해를 입게 되는데, 이러한 해일은 여러가지 수위상승효과가 복합된 결과이다. 즉, 폭풍 도착전 발생하는 초기수위상승(initial setup), 저기압 중심 주변의 급격한 압력경사에 의한 수위상승(pressure setup), 폭풍의 진행속도가 발생된 파의 속도에 근접할 경우 압력차에 의한 수위상승이 더욱 증폭되는 장파수위상승(long wave setup), 바람과 바닥 마찰에 의한 수위상승(wind and bottom stress setup), Coriolis힘에 의한 수면상승(Coriolis setup) 등 여러 가지 효과에 의해 해일이 발생하게 된다. (중략)
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유속의 연직분포를 알기 위한 방안의 하나로 Galerkin 함수 전개모델에 대한 연구가 활발히 진행되어 왔다(Heaps, 1972； Davies, 1980； Cordon,1982； 최,1983；강등,1993). Galerkin 함수 이용 3차원 모델은 수직좌표상의 수평유속 성분을 수평좌표, 시간에 따라 변하는 계수 와 수심에 따라 변하는 함수군의 곱의 형태로 선형전개하며, 계수의 값은 Galerkin 방법을 써서구한다. (중략)
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한반도 중부 서해안에 위치하고 있는 아산만은 서해안 개발사업의 일판으로 각종 개발 계획이 활발히 추진되고 있다. 이러한 해양개발에 따른 대규모의 매입과 준설은 기존의 해수유동 체계를 크게 변화시킬 것으로 예상된다. 본 연구는 아산만의 각종 개발사업과 관련하여 조석, 조류, 조량 등의 수리학적 변화를 예측, 제시하기 위해 수행하였으며, 특히 홍수시 만 내측의 아산호와 삽교호로부터 유입되는 담수에 의한 수위상승 및 유속증가 등과 같은 수리학적 악영향에 대해서도 검토하였다. (중략)
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90년대에 와서 지구규모의 환경변동을 과학적으로 규명하고 예측하기 위한 해양의 계속적인 관측과 연구에 국제적인 관심을 보이고 있다 지구 환경 변화 연구와 관련하여 1992년 여름 세계해양 관측시스템(GOOS) 계획이 제안되어 이를 여러 전문가의 검토를 거처 보완하여 1993년 봄 UNESCO의 정부간 해양 위원회(IOC) 총회에서 채택 되었고 작년에 환경과 개발에 관한 국제 회의(UNCED)에서도 “21세기를 향한 행동 계획”으로 채택되었다. (중략)