매년 우리나라 태풍 내습 시에는 진해만으로 피항 선박이 폭주하여 피항선박들의 피항지에서의 해양사고 사고 발생 가능성이 매우 높은 실정이다. 본 연구에서는 진해만의 태풍 피항지로서의 특성과 피항선박들의 실태에 대해서 조사 분석하였다. 또한 피항지에서 체류하는 동안 발생한 해양사고 유형을 분석하여 유사사고를 예방하기 위한 대책을 검토하였다. 특히 VTS의 관제를 통한 해양사고경감 방안을 제시함과 동시에 피항선박들 및 선사 및 관련 기관들의 적극적인 협력이 절대적으로 요청되고 있음을 밝혔다.
이번 연구는 산란기로 알려진 12월부터 2월까지 경남 진해만과 통영 연안에서 잠수조사를 통해 산란회유하는 청어의 산란기를 명확히 밝히는 데 목적이 있다. 경남 진해만에서 2017년 12월부터 2018년 1월까지 3개의 정점에서 총 18회, 통영 영운리 연안에서는 2017년 12월부터 2018년 2월까지 총 24회 잠수조사를 통해 결과를 분석하였다. 조사기간 중 확인된 청어 수정란은 진해만 저도 연안에서 평균 740,274개/㎡, 진해만 구산면 연안에서는 평균 671,718개/㎡였다. 통영 영운리 연안에서는 2017년 12월 30일에 388,444개/㎡개의 수정란이 1회 관찰되었고 그 이후 조사에서는 관찰되지 않았다. 이번 연구결과 경남 진해만과 통영 연안에서 청어 산란은 12월 말에 시작되고 이때의 수온은 평균 7.7℃였다.
진해만의 저서동물 군집에 대해 Sanders(1968)의 희박법(Rarefaction method), Warwick(1986)의 개체수-생물량 비교법(Abundance-Biomass Comparison method), Gray(1979)의 대수-정규분포 응용법 (Log-Normal Distribution method) 및 Frontier(1985)의 순위-빈도 곡선법 (Rank-Frequency Diagram method) 등의 환경 평가 기법을 이용하여 진해만의 오염정도를 평가하였다. 이 방법들 가운데 개체수-생물량 비교법은 오염해역에 개체당 생물량이 큰 이매패류인 Periglypta cf. puerpera와 Macoma tokyoensis와 다모류인 Nectoneanthes multignatha가 출현함으로서 이 방법의 원리에서 요구하는 전제 조건을 잘 반영하지 못하였다. 그러나 나머지 3가지 방법은 진해만의 환경을 잘 반영하고 있었으며, 가장 내만에 위치한 Group-I이 가장 오염된 해역으로 나타났으며 진해만 중앙부 해역인 Group-II도 상당히 오염이 진행된 것으로 나타났다. 그러나 진해만 입구인 Group-III과 VI는 내만 해역에 비해 상대적으로 오염의 영향이 적은 것으로 나타났다. 이러한 방법들 가운데 종별 개체수 자료만을 필요로 하는 대수-정규 분포 응용법이 오염을 평가하는데 가장 편리하고 적합한 것으로 판단되며, 그 밖의 희박법 및 순위-빈도 곡선도 상대적 평가 방법으로는 유익한 수단이 된다. 우리나라의 다른 해역에서의 오염평가도 저서동물의 분포특성을 이용한 이러한 다양한 환경평가 기법을 시도해 보는 것이 바람직할 것으로 생각된다.
본 연구는 1998년 5월 진해만의 저서동물 군집분석을 통하여 진해만 저서환경의 오염 정도를 파악하기 위해서 수행되었다. 진해만 내에 모두 67개 정점을 선정하여 퇴적물 입도 조성과 저서동물상을 조사하였다. 주요 표층 퇴적상은 silty clay, clay로 지역별 차이가 크지 않았다. 전체 저서동물의 평균 서식밀도는 984개체/$m^2$이었고, 총 255종이 채집되었다. 가장 우점하는 동물군은 다모류로 총 90종이 채집되었고, 평균 773개체/$m^2$의 서식밀도를 보였다. 대체적으로 진해만의 서쪽 해역은 저서동물상이 빈약한 반면, 만 입구와 가덕도 사이의 수로역은 높은 서식밀도를 나타내었다. 우점종은 다모류, Lumbrineris longifolia(16.9%), Tharyx sp.(6.7%), Chone teres(4.7%), Glycinde sp.(4.2%), 이매패류 Theora fragilis(4.0%), 갑각류 Corophium sp.(4.0%) 등의 순으로 나타났다. 주요 우점종은 동쪽 입구 수로역에서 집중적으로 출현하였다. 종 조성과 출현개체수에 근거한 집괴분석의 결과 진해만은 모두 3개의 정점군, 즉 마산만 입구역과 진해만의 서쪽 해역(정점군 A), 만의 중앙해역(정점군 B), 가덕도와 거제도 사이의 외해역(정점군 C)으로 구분되었다. 3개 정점군 중 진해만의 서쪽해역을 포함하는 정점군 A의 저서동물 출현종수 및 평균서식밀도가 가장 낮았고, 만 중앙해역인 정점군 B가 가장 높은 서식밀도를 보였다. 섭식유형군별 출현비율에 의한 BPI값과 유기물 집적에 대한 내성/민감도에 근거하여 구분한 생태그룹별 출현비율에 의한 BC값은 서로 유사한 경향이었다. 두 지수 모두 내만역에서 높은 오염도를 나타내었고, 비교적 유속이 빠른 동쪽 입구 수로역과 외해역에서 낮은 오염도를 나타내었다. 진해만의 저서동물 서식밀도는 과거에 비해 큰 변화가 없거나 소폭 감소한 것으로 볼 수 있었다. 진해만에서 출현한 상위 우점종의 종조성은 과거에 비해 큰 변화는 없었으나 오염지시종이나 기회종의 출현비율이 다소 증가한 것으로 볼 수 있었다. BC값에 근거하여 진해만을 오염 구배에 따라 구분해 본 결과, 유속이 빠르거나 외해의 영향을 받는 일부 해역을 제외한 대부분의 해역이 모두 중간정도의 오염 지역(meanly polluted site)으로 분류할 수 있었으며, 특히 일부 내만역의 오염도는 심각한 수준(heavily polluted site) 이었다.
진해만 해양환경 평가를 위한 해저지하수의 중요성을 이해하기 위하여 1999년 8월과 2000년 1월 진해 내만에서부터 외만까지 포함된 총 8개의 정점들의 저층수의 라돈을 분석하였다. 일반적으로 지하수에 함유된 라돈-222 농도는 표층수보다 약 2-4 order 높기 때문에 해저지하수 누출 여부를 추적하는데 상당히 유용한 추적자로 사용할 수 있다. 저층수의 라돈-222 농도는 33~182 dpm/100kg 범위로서 내만에서 100 dpm/100kg 이상의 높은 값이 관측되었다. 그러나 라돈-222의 어미핵종인 라듐-226 농도는 정점간의 큰 차이는 보이지 않았다. 또한 동일 정점의 라돈-222 농도는 계절별로 차이를 보였다. 이것은 라돈-222의 주 공급원은 해저퇴적물로부터가 아니라 강수량 차이에 의한 해저지하수 누출량에 기인된다는 것을 의미한다. 진해만 연안에 위치한 구산면 원전 육상 지하수의 Cl/sup -/과 SO/sub 4//sup 2-/ 함량은 각각 1,312, 369 ppm으로서 해수의 영향을 간접적으로 받고 있음을 보여준다. 이는 상대적으로 주변 육상지하수가 인근 해수에 영향을 줄 수 있다는 것을 의미한다. 따라서 내만 저층수의 높은 라돈-222 농도는 해저지하수 누출에 의한 결과로 볼 수 있다. 특히 진해만 주변 육상지하수의 평균 용존무기영양염 농도 (질산이온>174 μN, 규산>262 μM)는 진해만 해수 농도보다 월등히 높기 때문에 하천과 더불어 또다른 중요한 영양염 공급원으로서 작용할 수 있다. 따라서 정확한 진해만 생지화학적 과정을 추정하기 위해서 해저지하수 방출수에 대한 집중적인 연구가 필요하다.
연안환경의 영양염 순환에서 저층에서의 영양염 재생산(regeneration)은 주요한 영양염 공급원 중 하나이다. 진해만 저층 영양염의 거동을 살펴보기 위해 2004년부터 2012년까지 9년간 진해만 내 14개 정점의 수질자료를 분석하였다. 저층의 용존무기질소, 인산염인, 규산염규소는 계절적 변동성을 나타내었고, 하계에 가장 높은 농도를 보였다. 특히, 빈산소 수괴(hypoxia) 형성 시기의 평균 영양염 농도는 정상산소상태(normoxia) 시기에 비해 약 2배 더 높게 나타났다. 하계 진해만의 저층 용존무기질소, 인산염인, 규산염규소의 농도는 재생산에 의해 모두 높은 경향을 보였으나, 공간적 농도 분포는 차이를 나타내었다. 용존무기질소와 인산염인은 마산만에서 가장 높은 농도를 보이는 반면 규산염규소는 마산만 뿐만 아니라 진해만 중심부에서도 높은 농도를 나타내었다. 또한 다른 영양염에 비해 규산염규소는 전 계절 동안 저층에서의 재생산이 큰 영향을 미치는 것으로 나타났다. 시계열 분석 결과 9년간 용존무기질소의 농도는 약 $14{\mu}M$에서 $6{\mu}M$로 뚜렷한 감소를 나타내었다. 용존무기질소의 감소로 인해 진해만 저층의 Si/N 비는 약 1에서 3으로 증가된 것으로 나타났다.
진해만 해역은 태풍 내습 시에 우리나라 남동권 해역의 주요 태풍 피항지로 이용되고 있다. 하지만 태풍 내습 시 진해만 내 선박이 폭주하고 주묘가 다수 발생하는 등 해양사고 발생 가능성이 존재한다. 본 논문은 태풍 내습 시 진해만 피항지에 대해 안전 확보 및 효율적으로 관리할 수 있는 방안을 해당 해역의 VTS 관제사로부터 도출하고, 이를 선박 운항자에게 AHP 기법을 통하여 상대적 중요도를 도출하여 관리자와 이용자 의견이 반영된 안전대책을 제시하였다. AHP 설문조사를 위한 안전 대책 요소를 선정하기 위하여 진해만 내 태풍 내습 시 VTS 관제사의 대응 조치 평가 내용에 대해 분석하였다. 선정된 안전대책 요소를 기반으로 설문조사를 실시한 결과, 선정된 요소에 대해 선박 운항자는 선박의 안전을 효율적 관리보다 약 2배 이상 중요하게 생각하며, 종합적으로 피항선 관리, 정박구역 관리, 피항정보 관리, 규정 및 지침 마련, 시스템 장비 개선, 교육 및 홍보·알림 활동 순으로 중요하게 고려함을 파악하였다. 본 논문에서 식별된 방안 및 상대적 중요도를 통해서 진해만 태풍 피항지를 안전하고 효율적으로 관리하는 기반이 될 수 있을 것으로 사료된다.
통영 LNG 기지에서 방류되는 냉배수가 진해만에 미치는 영향을 알아보고, 냉배수의 활용 방안 모색을 위해 총 4개의 냉배수 방류량에 대한 진해만의 환경변화를 1년간(2018년) 모의하였다. 실제 냉배수 방류량인 Case1(10 m3 sec-1)의 모의 결과, 모든 분기에서 냉배수에 의한 진해만의 환경변화는 매우 미미하게 나타났다. 모의 방류량인 Case2(100 m3 sec-1)의 경우 방류구 반경 5 km 범위에서 1 ~ 3℃의 수온 감소를 보였으며, Case3(1000 m3 sec-1)에서는 방류구 반경 8 km 범위에서 최대 4 ~ 5℃의 수온이 감소하였고 진해만 전 해역에 걸쳐 냉배수가 확산하는 결과를 보였다. 플랑크톤의 성장 속도는 최대 15% 감소하였으며(11월), 대형조류의 성장 속도는 행암만 부근에서 최대 6 % 증가하는 결과를 보였다. 상기 결과로부터 통영 LNG 기지에서 방류되는 냉배수에 의한 진해만의 환경변화는 미미한 것을 확인하였다. 또한 Case3 결과로부터 국소지역의 '적조 방재', '해조류 성장'을 목적으로 냉배수의 활용이 가능할 것으로 기대된다.
본 논문에서는 진해만에서 수질환경에 대한 현장관측조사를 통하여 진해만 수질현황에 대한 해수유동 시뮬레이션을 실시하여 대상해역의 유통특성을 파악하고, 계산된 유통data를 이용하여 해양오염시뮬레이션을 행하였으며 해수유동시뮬레이션 결과를 해양조사원에서 실시한 조석 및 조류관측 자료를 이용하여 시뮬레이션 결과를 검증하였으며, 유통결과를 해양오염 시뮬레이션의 유통 입력 자료로 이용하였다. 해수유통 Data 및 해양관측 Data를 이용하여 수질확산시뮬레이션을 행하여 실측데이터와 비교분석하여 COD농도 분포를 계산하여서 진해만의 수질특성을 파악하고자 하였다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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