• 한국해양환경ㆍ에너지학회지
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• 제9권4호
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• pp.225-234
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• 2006

이어도 종합해양과학기지에 설치된 해양환경모니터링시스템을 이용하여 얻은 수온과 염분 자료를 이용하여 이어도 기지주변의 해수 특성과 양자강에서 유출되는 저염분수의 특징, 태풍에 의한 해수 성질 변화를 파악하였다. 수온은 정확도가 매우 높은 반면, 염분자료의 정확도와 안정도는 비교적 낮았다. 여름철 표층에서 강하게 나타나는 수온과 염분의 일변화는 태양일사량의 변화 이외에도 조석에 의한 수층의 수직운동에 의해서 발생하였다. 계절변화는 수온자료에서만 발견되었다. 염분의 가장 큰 변화 원인은 양자강에서 유입되는 담수로 약 $3{\sim}4$일 사이에 최대 8 psu 정도의 변화를 일으킨다. 2003년 8월과 2004년 8월 제주도 남서부 해역에서 저염분수가 발견되기 약 10일 전에 이어도 기지에서도 저염분수가 관측되었으나, 2005년 7월에는 이어도 기지에서만 저염분수가 관측되었다. 즉, 이어도 기지를 통과한 저염분수가 반드시 제주도 근해까지 확장하지는 않는다. 2003년 9월과 2004년 8월에 강력한 태풍이 이어도 기지 근처를 지나갔는데, 태풍에 의한 영향은 약 $3{\sim}4$일 간 지속되었다.

• 해양환경안전학회지
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• 제29권6호
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• pp.562-575
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• 2023

새만금 호의 수질 개선을 위하여 국가에서 해수 유통을 증가시킴에 따라 해수 유통 빈도 증가로 인한 새만금 호 내 염분과 저층수 교환 변화를 알아보기 위하여, EFDC(Environmental Fluid Dynamics Code) 모델을 이용하였다. 갑문 개폐 횟수를 하루 1회에서 2회로 증가했을 때, 새만금 호 내부 수위는 최대 약 0.7 m 상승하였다. 염분은 서측 방조제 근방에서 2.12 psu 증가하였으며, 담수 유입 부근에서는 1.18 psu 감소하였다. 입자추적을 이용하여 저층수 교환 정도 분석한 결과, 수심 5m 이하 입자 잔류율은 Case 2(1일 2회 개방)에서 Case 1(1일 1회 개방)에 비해 2.52% 감소한 것으로 나타났다. 이는 수문 개폐 횟수를 증가시켰을 때, 저층수 교환이 더 활발해 질 수 있다는 것을 알 수 있다. 따라서 해수 유통 증가에 따른 염분 및 저층수 교환 증가로 새만금 호의 수질 개선이 될 수 있다고 판단된다.

• 한국양식학회지
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• 제16권1호
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• pp.31-36
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• 2003

사육 염분의 급성교환 실험에서, 해수의 담수화가 1시간 이내에 이루어졌을 경우 농어, 유어들은 다소의 스트레스 반응과 이온의 변화가 있었으며. 24시간 뒤에도 정상 회복이 더딘 것으로 나타났다. 그러나 5시간에 걸친 담수화 과정 중에 스트레스 반응은 담수화 직후 높게 나타났지만, 24시간 후 빠르게 정상으로 회복되는 것을 알 수 있다. 장기간 염분별 사육실험 결과, 20 ppt가 가장 높은 사료섭식량을 나타내었고, 2 ppt구가 가장 낮았다. 사료효율 또한 2 ppt구이 가장 낮게 나타났고, 10 ppt구가 가장 높았으며, 실험구별 유어의 성장은 실험 종료시 10, 20 및 30 ppt구가 2 ppt보다 유의하게 높은 길이 성장을 보였다. 무게 성장은 실험 종료시 20 ppt가 가장 빠른 무게 성장을 나타내었고, 다음으로 30 ppt, 10 ppt. 2 ppt순으로 나타났다. 염분별 사육유어의 혈액 성상은 2 ppt~30 ppt 사육수에 있어 농어 유어들의 혈액 조성은 큰 차이가 없는 것으로 나타났다.

• 한국음향학회지
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• 제38권6호
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• pp.621-629
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• 2019

염분의 변화가 심한 황해의 해양환경 조건에서 정확한 해수음속을 산출하기 위한 논리적 방안을 제시하였다. 본 방안은 미항공우주국에서 개발한 Aqua 및 Soil Moisture Active Passive(SMAP)위성자료를 기반으로 하계절 30.5 psu 미만의 저염분수의 확장과 수온역전 현상 발생 위치를 식별하고 그 위치에 수심별 수온염분 측정센서인 Conductivity, Temperature, and Depth(CTD)가 탑재된 해양관측용 무인체계를 투입하여 음속이 적재적소에 정확히 측정하는 방안을 제시하였고 이의 원활한 수행을 위한 흐름도(flow chart)로 정리하였다. 본 방안을 통하여 염분의 변화폭이 증대되는 특이 해양환경을 조기에 식별하여 소모성 연직 수온 측정기인 Expandable Bathy Thermograph (XBT)로 음속을 계산할 때 정확도의 저하가 발생 되지 않도록 하였다.

• 한국해양학회지
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• 제26권3호
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• pp.278-290
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• 1991

1988년 5월 한바다호를 이용하여 울릉분지 해역의 21개 정점에서 CTD 관측과 동시 에 화학성분들의 개관적 분포 특성을 최대 600 m 깊이까지 조사하였다. 조사 성분들의 대표적 수직분포를 하면, 영양염이 고갈되어 있는 30~40 m 두께의 표면혼합층과 수온 및 염분을 포함한 모든 화학성분들이 급격한 변화를 보이는 수온약층, 그리고 거의 특 성이 균일한 수심 약 200 m 이하의 심층으로 구분된다. 북위 37$^{\circ}$ 12'을 동서로 잇는 CTD 관측선상에서 약 190 m 깊이에 동해 중층수의 특징인 염분 최소층이 관측되었으 나, 이층의 용존산소 농도가 230~275 uM로서 기존에 알려진 동해 중층수의 특징인 290 uM (6.5 ml/l) 이상의 용존 산소가 관측되지 않았다. 그러나 겉보기 산소활용 (AOU)과 질산염, 인산염, 규산염 염분 최소층에서 그 위나 아래 깊이에 비하여 일관성 있게 작은 농도를 보였다. 따라서, 염분 감소에 따른 겉보기 산소활용 및 제영양염들 의 감소 경향을 통해 중층수의 특징으로 규정할 수 있으며, 동해 해수의 새로운 추적 자로서 활용 가능성이 발견되었다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2015년도 학술발표회
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• pp.82-82
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• 2015

해안 대수층은 해수와 담수가 공존하는 지역으로 상대적으로 밀도가 큰 해수가 대수층의 담수 아래에 쐐기형태로 존재하게 된다. 이러한 쐐기형태의 해수와 담수의 경계면은 압력경도의 평형에 의해 경계면이 유지되며, 해수면 또는 지하수위가 변동할 경우 해수-담수 경계면의 균형이 무너짐과 더불어 압력경도의 평행이 이루어질 때 까지 해수-담수 경계면의 이동이 계속 진행된다. 수위 변화의 주요 원인으로는 지구온난화 및 기후변화로 인한 지속적인 해수면 상승과 도서지역의 인구증가 및 산업화로 인한 무분별한 지하수의 사용 등에 의한 지하수위 저하 등을 꼽을 수 있다. 이와 같은 원인으로 해안 및 도서지역에서는 해안 대수층의 해수침투거리가 증가하여 지하수 이용에 큰 어려움을 겪고 있다. 이에 해안 대수층의 해수침투 범위 및 거리를 추정하기 위한 많은 연구들이 다양한 분야에서 지속해서 이루어지고 있지만, 서로 밀도가 다른 해수와 담수가 공존하는 해안 대수층 내의 수리특성을 명확히 파악하기에는 아직까지 미흡한 점들이 많다. 과거에는 Darcy의 법칙 및 Ghyben-Herzberg 식에 근거한 이론적인 연구들이 주로 이루어졌고, 근래에 현장관측이나 수리모형실험이 국내 외적으로 수행되고 있으나, 모든 영역의 지하수의 특성을 조사하는 것이 사실상 불가능하다. 이에 최근에는 컴퓨터 성능의 비약적인 발전과 더불어 다양한 수치해석방법에 의한 수치모델들이 개발되어 시뮬레이션에 적용되고 있다. 하지만 거의 대부분의 수치모델은 해안 대수층 수리특성을 투수계수에 의존하고 있을 뿐, 대수층 내부의 해수-담수에 의한 밀도류의 유동특성을 전혀 고려하지 못한 채 정수압에 근거한 해수-담수 경계면에 대해 모의하고 있는 정도이다. 따라서 본 연구에서는 해안 대수층 내부의 유동현상을 투수계수에 의존하는 방법에서 탈피하여 대수층 매체의 입경, 공극, 형상 등을 고려할 수 있을 뿐만 아니라, 염분 및 온도차에 의한 밀도류를 해석할 수 있는 강비선형 수치모델을 개발하여 해수침투 현상을 직접 모의한다. 나아가 대부분의 이전 연구들에서 간과하고 있는 해안지역의 대표적 물리력인 파랑과 조석의 영향이 해안 대수층의 해수침투에 미치는 영향, 해안 대수층의 지하수위 및 해수면의 수위차에 의한 해수침투 특성 그리고 이를 제어 할 수 있는 새로운 대응기술을 제안하는 것을 목적으로 한다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제16권11호
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• pp.7878-7884
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• 2015

해수의 접촉이 많은 금속 임펠러는 해수의 염분에 의해 부식이 되므로 탄소섬유로 제작된 임펠러를 사용한 해수펌프가 개발되었다. 해수펌프의 임펠러와 와류실의 최적설계를 수치해석을 통해 수행하였고 관련인자(임펠러 두께, 표면 거칠기)의 영향을 평가하였다. 임펠러의 두께는 무게 때문에 재료에 따라 제한된다. 탄소섬유를 사용한 임펠러는 경량이므로 최대효율을 나타내는 임펠러 두께를 사용할 수 있다. 표면 거칠기의 경우 같은 운전 조건에서 펌프의 효율에 7 % 범위에서 영향을 주는 것을 확인하였다.

• 콘크리트학회논문집
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• 제24권5호
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• pp.553-558
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• 2012

대기 중의 비래염분은 해풍에 의해 내륙으로 이동되고 해안 인근 콘크리트 구조물의 표면에 부착하여 내부로 침투하게 된다. 비래염분 환경에 있는 콘크리트 구조물의 표면염분량은 비래염분량에 의해 영향을 받기 때문에 비래염분량의 분포 특성에 따라 표면염분량도 변화하는 경향이 있다. 따라서, 비래염분 환경 하의 구조물은 해수에 직접접하는 구조물과 달리 표면부의 염분량을 예측하기가 상대적으로 어렵고, 침투되는 경향 또한 다르기 때문에 이에 대한 결과를 얻는것은 중요하다고 할 수 있다. 따라서, 이 연구에서는 비래염분 환경에서 콘크리트 표면으로부터 내부로 침투하는 염분을 표면염분량과 침투 염분량으로 구분하여 그 특성을 파악하였다. 이를 위하여 콘크리트 시험체를 제작하여 해안 현장에서 옥외노출실험을 3년간 실시하였으며, 노출기간 1년과 2년, 3년차에서 시험체를 회수하여 표면염분량 및 표면으로부터 깊이별 비래염분 침투량을 분석하였다. 분석 결과, 콘크리트의 표면조도에 따라 표면염분량의 차이가 발생하였으며, 강우의 영향을 받지 않은 경우 더 많은 표면염분량이 존재하였다. 침투 염분량은 대기중의 비래염분량 및 노출기간에 따라 차이가 발생하였으며, 장기재령으로 갈수록 표면부보다 콘크리트 내부에서 많은 염분량을 나타내는 경향이 두드러졌다.

• 한국해양학회지:바다
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• 제3권4호
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• pp.175-182
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• 1998

동해의 울릉분지 표층에서 1996년 9월 초부터 11월 사이에 염분$^*$ 32 이하의 저염 해수가 출현했음이 최근 학계에 보고되었으며, 이 해수의 기원으로 여름철에 제주도 부근까지 세력을 확장하는 장강 유출수가 지목되었다. 대한해협의 서수로를 통과하는 해수가 두 단성분(장강 회석수와 쿠로시오 해수) 간의 단순한 혼합에 의한다는 가정하에 $^{228}Ra/^{226}Ra$ 방사능 비를 보존적 추적자로 활용하여, 두 수괴가 대한해협 서수로를 통과하는 표층수를 형성하는데 얼마나 기여하는가를 산정하였다. 알려진 두 단성분의 $^{228}Ra$, $^{226}Ra$ 방사능 측정값과 대한해협 서수로에서 측정한 $^{228}Ra/^{226}Ra$ 방사능 비로써 계산한 결과, 장강 희석수는 평균 염분이 32.17이었던 1996년 9월에 대한해협 서수로 표층수의 $58{\pm}3%$ 그리고 평균 염분이 34.53이었던 1997년 2월에는 $10{\pm}3%$ 기여하였던 것으로 나타났다. 이것은 제한된 자료와 매우 단순한 모델로부터 얻은 결과이지만 장강 유출수가 동해 내부에까지 영향을 주고 있음을 지시하며, 현재 장강 수계에 건설중인 삼협댐이 완공되면 장강 희석수 자체의 변화로 인해 북부 동중국해와 울릉분지 부근에 걸쳐 수십년 시간 규모의 해양 환경 변화가 일어날 것으로 판단된다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2020년도 학술발표회
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• pp.18-18
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• 2020

금강하구와 같이 막힌 대형 하구는 근본적으로 복잡한 물리화학적 프로세스와 다양한 이해당사자간의 갈등 때문에 단편적인 접근으로는 관리의 한계가 있을 수밖에 없는 환경이다. 더욱이 하굿둑의 갑문을 열어 하구순환을 복원하는 해수유통 사업은 그 자체가 가지는 환경적 효용성의 확인과 기존 용수이용 체계의 전면적 변화와 관련된 상당한 비용이 요구된다는 면에서 특별한 논란이 되어왔다. 본 연구는 해수유통으로 인한 금강 하구해역의 수리, 수질, 퇴적 및 생태 등 다양한 환경적 변화를 집중적인 현장 조사 및 통합 모델링을 통해 정량적으로 예측하고 이를 지역 이해당사자 논의 체계인 금강하구해역정책협의회에 제공함으로써 해수유통과 연관된 이해당사자 간 갈등을 완화하고 과학적 자료에 근거한 정책결정을 지원하기 위해 수행되었다(과학-정책의 통합). 조사연구는 하굿둑 갑문 개방에 따른 다양한 시나리오별로 해수유통으로 인한 영향을 하구해역(하굿둑의 바다 쪽 해역)과 하구호(하굿둑의 하천 쪽 담수역)에 미치는 영향을 검토하였다(하천-하구호-연안해역의 공간적 통합). 시나리오는 하구해역정책협의회의 요구사항을 반영하여 개발되었고, 시나리오별 영향파악은 수리(조석 및 파랑 포함), 퇴적물 이동 및 수질은 Delft3D모델을, 유역으로부터의 유량 및 오염물질 부하량은 분포형 비점모델인 STREAM을, 김양식과 이매패류 생산량을 추정하는 생태모델은 통계기반의 포인트 모델을 통해 이루어졌다(수리-퇴적-수질-생태계 모델의 통합). 시나리오 분석결과, 상시 해수유통을 제외한 대부분의 하굿둑 부분 개방 시나리오에서는 하구해역에 미치는 영향이 제한적으로 나타나는 것으로 예측되었다. 이는 하굿둑 부분 개방에 따른 담수방류량 및 이에 대응하는 해수의 유동패턴이 현재와 크게 달라지지 않음을 반영한다. 반면 하구호에 대한 영향은 하구해역에 비해 하굿둑 갑문 운영시나리오에 따라 상대적으로 민감하게 변화되는 것으로 예측되었다. 갑문의 부분 개방을 통해 하구호의 수위를 현재 대비 5cm~50cm 변화시켰을 때 1psu 염분의 저층에서의 침투거리는 하굿둑 상류 6km~18km 정도로 예측되었고 갑문 개방에 의해 염분 침투 거리의 조절이 가능할 것으로 나타났다. 단, 사용된 통합모델은 수년간의 검보정 과정을 반복적으로 수행하여 예측의 정확도를 지속적으로 개선하였지만, 모델운영 자체의 불확실성을 고려할 때 실제 해수유통을 위해서는 시범개방을 통해 모델 예측의 결과를 확인할 필요가 있다.