본 연구의 목적은 시화호 점착성 퇴적물의 침강 및 침식특성을 정량적으로 분석하는 것이다. 침강특성은 특수 제작된 1.8 m의 침강수주를 이용하여 multi-depth 부유사 농도 채취방법으로 수행하였고, 침식특성은 전북대 환형수조를 이용하여 각기 다른 밀도를 갖는 균일저면 조건하에서 수행하였다. 침강실험의 결과로서, 시화호 점착성 퇴적물은 부유사 농도값이 0.1$0.002의 침강속도 값을 갖는 것으로 확인되었다. 또한, 침식실험의 결과로서 저면밀도를 $1.14{\sim}1.32g/cm^{3}$로 변화 시켰을때, 침식한계전단응력은 $0.19{\sim}0.55N/m^{2}$으로 증가하였으며, 침식률계수는 $18.4{\sim}3.9mg/cm^{2}{\cdot}hr$의 범위로 감소하였다.

수치해석을 통하여 이어도 종합해양과학기지 구조물이 대기 유동에 미치는 영향을 분석하였고, 이 결과를 바탕으로 과학기지에 설치된 풍속센서에서의 측정값 오차를 평가하는 연구를 수행하였다. 과학기지 형상을 3차원으로 모델링하였고 수치해석을 위한 격자를 생성하여, Navier-Stokes 방정식 및 난류모델을 적용하여 수치해석을 수행하였다. 선정된 자유류의 풍속과 풍향 조건에 대하여 과학기지 구조물에 의해 변화된 유동장을 계산하고, 실제 풍속센서가 설치된 위치에서의 풍속/풍향 정보와 자유류를 비교하였다. 이를 통하여 자유류 방향 및 측정 위치에 따른 데이터의 정확도와 신뢰할 수 있는 데이터 범위를 알아보았다. 본 연구 결과로 관측된 해상풍 데이터의 구조물 간섭에 의한 오차 범위를 정량적으로 파악할 수 있었으며, 과학기지가 위치한 지점의 정확한 해상풍 데이터 제공을 위한 기초 자료로 활용될 것으로 기대된다.

본 연구에서 이용한 3차원 유동모델인 POM(Princeton Ocean Model)은 저층수의 거동예측에 유리한 ${\sigma}$ 좌표계를 채용하고 있는 모델로서 범용성이 높고, 해양유동모델로서 개발되었지만 최근에는 연안역에서의 적용 예(박경 등, 1998)도 증가하고 있다. 기존의 POM은 ${\sigma}$좌표계 모델의 좌표변환에 기인한 수치오차에 대한 보정을 실시하지 않은 모델로서, 이러한 수치오차를 축소시키는 것은 저층부근의 유속의 정도향상에 매우 중요하지만 오차의 축소를 시도하지 않고 그대로 적용하고 있는 실정이다. 따라서, 본 연구에서는 $Sl{\Phi}rdal$(1997)이 제안한 방법을 이용하여 오차보정을 통한 3차원 유동모델인 POM의 정도향상을 실시하였다. 구축된 모델을 이용하여 우리나라의 대표적인 기수호중 하나인 영랑호에 적용하여 저층수의 거동을 파악하고 빈산소수괴를 포함한 저층수의 거동 및 형성기구를 명확히 할 수 있는 자료로서 활용하고자 하였다. 적용결과, 기존 POM모델과 비교하여 개량형 POM모델을 이용하였을 경우 수역에서의 저층수의 거동재현에 있어서 더욱 효과가 있음을 볼 수 있었다.

주문진항에서 2002년부터 2005년까지 월별로 관측한 COD, 총질소(TN), 총인(TP) 항목의 정점별, 계절별 변화 양상을 분석하였다. 전반적으로 상층의 오염도가 하층에 비하여 높게 나타났으며, 상층과 하층의 COD 및 TN, TP 항목 농도차이는 주문진항 내부영역이 방파제 전면해역에 비하여 크게 나타났다. COD 농도는 변화 폭이 시기에 따라 다르지만 계절별 변동양상이 뚜렷하고, 암모니아성질소 및 TN 항목도 계절별 변동양상이 뚜렷하게 나타난다. 지점별, 월별 자료를 영역별, 연도별로 평균하여 해수교환시설 및 하수종말처리시설의 수질개선효과를 정량적으로 분석한 결과, COD 항목은 2003년도에는 미미한 변화를 보이고 있으며, 2004년, 2005년에는 모든 영역에서 $34{\sim}47%$ 정도 COD 농도저하가 계산되었다. 또한, TN 항목도 해수교환 시설에 의한 영향이 우세한 것으로 판단되었다. 해수교환 시설이 TN 농도저하에 미친 영향은 영역 1, 영역 2, 영역 3 순서로 각각 $60{\sim}70%,\;40{\sim}60%,\;40%$내외 정도로 산정되었다. 따라서, 해수교환시설이 COD 및 TN 농도저하, 즉 수질개선에 미치는 영향은 주문진항 내부영역으로 국한되지 않고, 주문진항 입구 및 방파제 전면해역으로 확장되고 있는 것으로 판단된다.

판에 작용하는 등분포하중과 등변분포하중에 의한 휨 모멘트를 계산하기 위해 무차원 방정식에 대한 유한 차분법으로 제시하고 변장비와 격자수에 따른 수치해의 수렴을 분석하였다. 유한 차분법의 수치해는 격자점을 최대 11,520개까지 사용하여 해를 구하였고 변장비에 따른 최적 격자수를 제시하였다. 본 수치해는 Levy형 해석 해와 달리 자유단의 모멘트 경계조건을 만족하며 자유단과 고정단의 교점부근에서는 특이한 모멘트 분포를 보인다. 등분포하중과 등변분포하중에 의한 Levy형 해석해의 무차원 휨 모멘트 값과 본 결과를 비교하였으며 특이한 분포를 보이는 자유단과 그 부근을 제외하면 두 값은 동일한 것으로 나타났다.

39개 동해 해수욕장에 대한 대표 입경과 유영폭, 포말대 경사 등을 조사하였다. 이 자료를 근거로 입경과 포말대 경사의 상관 관계를 살폈으며 해수욕장의 유영폭을 추정하는 데 있어 어떤 인자의 영향력이 더 큰가를 분석하였다. 분석 결과 대상 해수욕장에서는 유영폭과 대표입경의 상관성이 더 우월하며 유영폭이 대표입경의 1.15승에 반비례하는 결과를 얻을 수 있었다. 분석하는 데 있어 해빈 종단면 $h=Ay^{2/3}$ 식이 사용되었으며 해빈 종단면 축척 계수 A는 대표입경의 0.77승에 비례하는 것으로 분석되었다.

본 연구의 목적은 금강 하구역 미세-점착성 퇴적물의 침강속도를 정량적으로 산정하고, 그 침강특성의 금강 하구 내에서의 지엽적 변화 및 계절적 변화와 타 지역 침강속도 결과와의 비교/분석을 통한 공간적 변화를 해석하는데 있다. 또한 실험분석을 통하여 점착성 퇴적물의 물리 화학적 특성 즉, 입경분포, 유기물함량, 광물질구성 등의 공간적 변화를 정량적으로 조사한 후, 이러한 특성들과 침강속도간의 상관관계 및 침강속도의 정량적 변화에 미치는 영향에 대해서도 해석하였다. 침강실험의 결과로서, 금강 하구역 미세점착성 퇴적물은 부유사 농도 값이 0.1 < C < 80 g/L에서 $0.01\;<\;W_{s}\;<\;1mm/sec$의 침강속도 값을 갖는 것으로 확인되었으며, 산정된 침강 속도는 다른 지역(새만금, Tampa만, Severn하구, Okeechobee호)과 비교해 정량적으로 상당한 차이를 보였으나 금강 하구역 내에서의 지엽적 변화 및 계절적 변화는 미미한 것으로 나타났다.

연안해역의 COD 항목 농도관리를 위해서는 유역 COD 오염부하량 조사 추정이 필요하나 현재 유역에서의 발생 오염부하량 추정식이 BOD 기준으로 제시되어 있는 실정이다. 해역 오염총량관리를 수행하기 위한 COD 오염부하량 추정식 개발은 많은 관측 및 시간이 소요될 것으로 예상된다. 본 연구에서는 시화호 및 인천 연안유역의 하천 및 공단배수 COD 농도, BOD 농도 비율 변화분석을 수행하였으며, 분석결과를 이용하여 COD 오염부하량 추정기법을 제시하였다. COD 오염부하량 추정은 기존의 BOD 오염부하량 원단위를 이용하여 추정한 방법에 환산계수를 곱하는 방법으로, 환산계수는 평균 + [$1{\sim}3$ 범위의 안전계수] ${\times}$표준편차로 계산할 수 있다. 본 연구결과에 의하면 시화호 및 인천연안의 COD 오염부하량 추정 환산계수는 안전계수 1, 2, 3인 경우 각각 1.7, 2.3, 2.9로 추정되었다.