• 생태와환경
• /
• 제42권1호
• /
• pp.85-94
• /
• 2009

용담댐 저수지에 설치된 대류식 순환장치에 대한 현장 조사 결과에 의하면 수평방향의 직접영향권은 성층 강도에 큰 영향 없이 반지름 $7{\sim}10m$에 이르는 것으로 조사 되었으며 수직방향으로는 성층강도에 따라 또는 가동기간에 따라 조금씩 달라지는 것으로 나타났다. 즉 가동시간이 길어짐에 따라 하층에서 올라온 수온이 낮은 수체는 보다 깊게 먼 곳까지 이동하는 것으로 나타났으나 성층을 깨지는 못하는 것으로 나타났다. 2008년 현장에서 실측 조사한 결과와 CFD모사 결과에 의하면 이런 조건에서 한 달을 가동하면 하층에서 올라온 수체가 대류식 장치 주변으로 수심 8 m, 지름 120 m의 수층을 이루게 되며 50일을 가동하면 수심 10 m, 지름 130m의 수층을 이루는 것으로 평가되었다. 대류식 순환장치가 설치된 지역에 대한 CFD모사를 하기 전에 이 지역의 흐름특성을 평가하였다. 대상 지역의 흐름은 연중 크게 3가지로 구분되었으며 각각의 경우 유량은 다르지만 저수지 수체의 흐름 속도는 모두 $0.05{\sim}1.5cm\;sec^{-1}$로 나타나 CFD모사시에 저수지 흐름을 고려하지 않아도 될 것으로 평가되었다. CFD를 이용한 수체거동 모사결과 순환장치로부터 3m지점에서의 유속은 $0.25m\;sec^{-1}$를 나타냈고, 5m지점에서는 $0.2m\;sec^{-1}$를 나타냈다. 현장 실측 결과와 비교시 유속은 모사 결과가 조금 크게 산정되는 것으로 나타났으나 향후 보다 많은 자료를 확보하여 비교해 보아야 할 것으로 판단되었다. 반면 영향범위는 반경방향으로 10 m지점까지는 직접영향을 받고, 그 보다 먼 지점은 간접영향권임을 나타내고 있어 이는 모사결과와 실측치 간에 일치하는 것으로 나타났다. 수면에서의 온도분포는 순환장치로부터 분출된 저온의 물이 반지름 약 10 m지점까지는 수온변화에 영향을 미치는 직접영향권인 것을 알 수 있다. 이상과 같이 모사 결과는 현장에서 실측한 것과 유사한 결과를 나타내므로 결과의 신뢰성이 높은 것으로 판단되었다.

• 한국수산과학회지
• /
• 제31권3호
• /
• pp.437-446
• /
• 1998

제주도 북부연안역의 해황 및 조석전선의 변동특성을 파악하기 위하여 $1991\~1993$년까지 CTD에 의한 해황조사를 실시하고, 조석전선의 위치 Energy를 계산하여 분석하였다. 1 제주도 북부연안역의 국소지역에서는 해협의 중앙부 및 주변해역보다 상대적으로 저온v고염한 해수가 자주 출현하여 주변수 사이에는 국지적 수온 $\cdot$염분전선을 형성하는 경우가 많았다. 이와 같은 현상은 제주도 북부연안역에서의 용승 혹은 조석전선에 의해 발생하는 것이며, 위치는 지형이 다소 돌출된 곳과 수심이나 해저지형이 해$\cdot$조류의 흐름에 영향을 줄 수 있는 곳으로 제주도 서쪽의 차귀도와 비양도 연안, 애월북부 연안역과 제주시 부근 및 함덕 북부해역, 제주도 동쪽의 우도 북부와 행원부근해역에서 자주 출현하고 있다. 2. 제주해협내에는 성질이 서로 다른 이질수괴가 마주치고 있으므로 안장형 (Saddle)의 수온$\cdot$염분분포가 거의 매월 출현하여 안장형의 중앙역이나 이질수괴간의 경계역에서 수온$\cdot$염분전선이 형성된다. 3. 제주도 연안역을 대상으로 계산된 조석전선의 성층계수 (stratification parameter-V ($J/m^3$) )는 6월이 $8.4\~209.8\;J/m^3$의 범위이며, 8월이 $201.9\~634.9\;J/m^3$. 9월 $0.18\~680\;J/m^3$, 10월 $2.7\~462\;J/m^3$의 분포범위로 제주도 북부연안역 약 $1\~2$해리 범위내의 수심변화가 심한 해역에서 위치에너지 10$J/m^3$정도의 등치선이 출현해 조석전선이 형성되고 있으며 이는 대략 50m등심선과 일치했다.

• 한국물환경학회지
• /
• 제36권5호
• /
• pp.392-404
• /
• 2020

The focus of this study was to quantify the thermal stratification and analyze the relationship between the stratification structure and the tributaries to understand flow variations in the Paldang Reservoir. The vertical distribution of the temperature and density gradients, and the depth and thickness of the thermocline were quantitatively calculated using a lake physics tool (rLakeAnalyzer) and high-frequency monitoring data. Based on a density gradient of 0.2 kg/㎥/m, the thermocline was formed from mid-May to early-September 2019 and the other periods were weakly stratified or mixed. The thickness of the thermocline was developed until 4.7 m and the depth of the thermocline was formed at a depth of 3 - 6 m at the front of the Paldang Reservoir. During the formation of the thermocline, the Namhangang and Gyeongancheon tributaries with relatively high water temperature (low-density) flowed into the upper layer of the reservoir, and the Bukhangang tributary with low water temperature (high-density) mainly affected the lower layer of the reservoir. This is because the density currents were formed due to the difference in the water temperature of the tributaries. The findings of this study may be used for constructing high-frequency monitoring and quantitative data analyses of reservoirs.

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

• 한국수산과학회지
• /
• 제27권4호
• /
• pp.413-433
• /
• 1994

진해만은 빈산소로 인한 수산생물의 생산성 저하가 현저하다. 본 연구에서는 진해만의 수질환경개선 및 회복을 위해서 빈산소 수괴의 형성방지가 무엇보다도 중요하다고 생각되어 해수유동 및 물질순환 모델을 이용하여 빈산소 수괴 형성상태를 재현하였고, 주요 오염부하가 용존산소에 미치는 영향의 정도를 예측하여 어장환경 관리방안을 도출한 결과는 다음과 같다. 저층의 용존산소 농도분포는 수온 및 밀도성층과 밀접한 관계를 가지고 변동하였고 수온성층이 가장 강했던 $6{\sim}7$월에 양식어장이 밀집된 진해만 서부해역과 마산만 해역에서 2.0mg/l이하의 빈산소 수괴가 형성되었다. 해수유동 모델에 의한 $M_2$분조 계산결과 창조시 유향의 주류는 가덕수로를 통하여 서쪽으로 이동하였고 일부는 마산만으로 유입되었으며, 낙조시는 반대방향이었다. 최강유속은 가덕수로 부근에서 발생하였고 진동만, 고현성만, 원문만등의 진해만 서부해역과 마산만에서는 5cm/sec이하로 미약하였다. 항유는 만 중앙부와 칠천도 사이에서 반시계방향의 환유가 형성되는 것이 특징적이었으며, 마산만이나 당황만 입구 부근에서는 표층의 경우 남향의 흐름이 나타났고, 저층에서는 북향의 흐름이 형성 되었다. 물질순환 모델의 보정결과 상관성은 0.85이상을 보였고 상대오차는 $28\%$이하의 범위내에서 여름철의 빈산소 수괴를 재현하였다. 각종 오염부하가 용존산소에 미치는 영향의 정도와 범위를 시뮬레이션을 통하여 예측한 결과 SOD가 전지역에 걸쳐 가장 큰 영향을 나타내었고 ,마산만의 유입부하도 용존산소 분포에 큰 영향을 미쳤으나 마산만내 국한되어 나타났으며, 양식생물에 의한 부하는 영향도 적었고 진해만 서부해역에 국한되었다. 빈산소 수괴가 강하게 형성되는 마산만과 진해만 서부해역의 빈산소 수괴 형성방지를 위해 효율적인 오염저감 대책으로서 마산만의 경우 유입 COD부하와 SOD를 저감해야하며, 진해만 서부해역의 경우 SOD가 주가 되어야 함을 알 수 있었다. 회복시켜야 할 용존산소 농도를 해역II등급인 5.0mg/l의 농도를 유지시키기 위해서는 마산만의 경우 유입되는 COD 부하를 $50\%$, SOD를 $70\%$로 저감해야 하며, 진해만 서부해역의 경우 SOD를 $95\%$, 양식생물 오염부하를 $90\%$까지 저감해야 되는 것으로 나타났다.

• 한국해양생명과학회지
• /
• 제4권2호
• /
• pp.53-62
• /
• 2019

해양 종속영양 박테리아는 수생태계에서 미소생물환의 주요 구성원으로 유기물의 분해 등 생지화학적 순환에서 중요한 역할을 한다. 해양 생태계의 물질 순환과 에너지 흐름을 이해하기 위해서는 박테리아의 변동에 대한 연구 조사가 중요하다. 본 연구는 방조제 건설로 변형된 영산강 하구 해수역을 대상으로 박테리아와 환경인자들의 월 변동 양상을 조사하였고, 박테리아 변동의 주요인자인 식물플랑크톤(chlorophyll-a)과의 상관성을 크기별로 구분하여 파악하고자 하였다. 연구 결과, 영산강 하구의 박테리아는 저층보다 표층에서 높은 개체수를 보였으며, 겨울철보다 여름철에 개체수가 높았다. 그리고 방조제에 가까울수록 개체수가 증가하였으며, 방조제와 가장 인접한 정점에서 2018년 8월, 9월 그리고 2019년 6월에 최대치로 증가하였다. 박테리아의 개체수가 높았던 정점과 시기에 식물플랑크톤의 생체량도 증가하면서 통계분석결과에서도 양의 상관성을 보였고 크기별로도 모두 유사한 상관성을 보였다. 이러한 결과는 식물플랑크톤 기원의 유기물이 박테리아 변동에 영향을 미치고 있고 크기별로 그 영향의 차이가 없음을 제시하고 있다. 또한 수온에 비례하여 증가하는 박테리아의 계절 분포는 박테리아의 성장에 대한 수온의 영향을 보여주는 결과라 볼 수 있다. 그 외에 간헐적인 담수 유입을 통한 영양염 공급과 박테리아의 개체수 변동의 연관성은 관찰되지 않았다. 본 연구에서는 또한 특정시기에 성층이 거의 없는 조건에서 용존산소가 고갈되는 빈산소층이 관찰되었는데 이는 식물플랑크톤 기원 유기물 공급과 박테리아의 분해로 인한 산소 소모의 결과로 추정된다.

• 생태와환경
• /
• 제35권1호통권97호
• /
• pp.10-20
• /
• 2002

소양호와 팔당호에 대한 한강수질검사소(1996${\sim}$1998)와 환경부(1990${\sim}$1997), 그리고 건설교통부(1996${\sim}$1998)자료를 인용하여 수문학적 특성에 따른 소양호와 팔당호의 수질특성 및 계절적 변화양상을 비교${\cdot}$분석하였다. 소양호에서는 수온차에 의한 뚜렷한 성층현상이 관찰되었다. 춘계와 하계에 관찰된 좁은 폭의 표층은 추계로 갈수록 점차 넓어진 반면 중층의 폭은 좁아지는 경향을 보였으며 심층은 연중 수온이 $5^{\circ}C$내외로 거의 변동을　보이지 않았다. 춘계와 하계에는 표층에서 용존산소의과포화가 관찰되었고, 추계로 들어가면서 표층과 중층의　용존산소 포화도는 약 75%까지,　심층은 45${\sim}$55%까지　감소하였으며 빈산소　수괴가 시간의 흐름에 따라 심층으로 이동하는 현상이 관찰되었다. 우기동안에는 중층에서 약 $50\;{\mu}S/cm$의 가장 낮은 전기전도도를 갖는 수괴가　분포하고 있음이 관찰되었다. 팔당호에서 수심별 수은의 분포는 연도별,　계절별 구분 없이 비교적 잘 혼합된 수괴의 특성이 관찰되었으나$5{\sim}9$월에는 상${\cdot}$하층이 약 $5^{\circ}C$내외의 수온차이를 나타냈다. 용존산소포화도는 연중 90% 이상으로 소양호에 비해 높은 산소포화도가 관찰되었다. 초여름부터 초가을까지 표층에서는 과포화가, 심층에서는 60%정도까지 낮은 포화도가 관찰되었다. 늦은 봄부터 초가을 (우기)의전기전도도는 수심 $4{\sim}5\;m$ 이하의 수층에서 $90\;{\mu}S/cm$정도까지 감소하여 표층보다 낮은 값을 보였다. 그러나,늦은 가을부터 초봄까지의 전기전도도는 약 $10^{\circ}Cm$깊이까지 표층이 심층보다 낮게 관찰되었다. 소양호의 체류시간은 평균 245일로, 팔당호의 평균 5.1일과 큰 차이를 보였으나, 팔당호는 소양호보다 클로로필 3농도는 약 2.7배, 총 질소 농도는 약 1.2배 그리고 총 인 농도는 약 2.6배 높았다. 따라서 영양염류 농도가 체류시간보다 조류증식에 더 기여한 것으로 판단된다.

• 한국해양학회지:바다
• /
• 제19권3호
• /
• pp.180-190
• /
• 2014

연안에서 관측된 Acoustic Doppler Current Profiler(ADCP) 유속자료의 10-20%는 음향반사 측면효과로 인하여 일반적으로 사용하지 않는다. 본 연구는 ADCP의 사용되지 않았던 자료를 복구하여 영산강 하구에서 저조시 방류되는 담수의 경계면 이류속도를 구하고 이를 통해 담수 유량과 수층의 역학적 안정도를 보다 정확하게 계산하여 하구 내 혼합 환경을 잘 이해하고자 한다. 현장관측은 2011년 8월 영산강의 하구언 전면과 고하도 부근 두 정점에서 한달 동안 실시하였으며, 방류수의 이류속도는 유효 유속 판정에 상관도, 퍼센트굿, 그리고 유속 히스토그램의 엄격한 기준을 적용한 ADCP 후처리방법을 적용하여 복원하였다. 또한, 같은 수로에 위치한 두 정점에서 이류하는 퇴적물의 농도피크시간을 토대로 퇴적물의 이류속도(Sediment Advection Speed)를 계산하여 방류수 이류속도를 비교 검증하였다. 퇴적물의 이류속도를 방류시 ADCP의 표층유속과 비교하였을 때, 방류량이 $2.0{\times}10^7$톤 보다 크면 두 속도값이 유사하고, 그보다 적을 경우에는 퇴적물의 이류속도가 약간 크게 산정되는 것을 볼 수 있었다. 방류가 발생할때 담수이류속도(Freshwater Advection Speed)는 바닥으로부터 $0.8{\times}$수심의 유속보다 평균 0.8 m/s 정도 크기 때문에, 방류가 증가하는 시기에 새롭게 계산된 방류수의 속도를 포함한 순유출량(=수심 및 조석주기로 적분된 흐름)을 계산하면, 그 방향이 하구언으로 들어오는 방향에서 빠져나가는 방향으로 바뀌는 것을 확인할 수 있었다. 또한, 표층 담수의 속도가 더해짐으로써 표층 속도쉬어와 리차드슨 수의 분포가 바뀜을 관찰할 수 있었기 때문에 표층 해수의 안정도를 해석함에 있어 실제 방류수 유속의 중요성을 알 수 있었다. 향후 유속과 함께 수온과 염분의 장기적인 관측이 수행된다면 담수 방류에 따른 성층의 생성과 소멸, 그리고 관련 부유퇴적물의 변동에 대해서도 보다 정확하게 파악할 수 있을 것으로 생각된다.