• 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.

• 한국해양학회지:바다
• /
• 제29권2호
• /
• pp.77-100
• /
• 2024

진해·마산만에 대한 연구는 그동안 해수순환, 조석, 조류, 적조, 수질, 빈산소 환경을 주제로 많이 연구되었으나 주로 단기간 동안 일어나는 해양현상에 대해 연구가 수행되었으며, 만 전체적인 해수순환을 일으키는 물리적 기작을 자세히 살펴본 연구는 부족했다. 오염 물질의 이동과 확산 같은 현상은 주로 계절별로 변동성이 크기 때문에, 이 연구에서는 진해·마산만 해역의 해수순환이 계절적으로 어떻게 변동하는지를 파악하고자 하였다. 이를 위하여 3차원 해양 순환 모델을 이용하여 2016년부터 2018년까지 진해·마산만의 해수순환을 수치모의하고, 여름철과 겨울철 해수순환을 표층, 중층, 저층에 대하여 살펴보았다. 또한 조석, 바람, 담수 유입에 대한 민감도 실험을 수행하여 각 요인들이 해수 유동에 미치는 영향을 분석하였다. 진해·마산만의 해수순환은 가덕수도 저층에서 대한해협의 해수가 유입되고, 표층에서 진해·마산만의 해수가 유출되는 대류성 염하구 순환이 일어난다. 가덕수도를 통해 교환되는 해수의 순환은 크게 진해만 동부해역과 진해만 서부해역으로 나누어져 일어난다. 각 해역의 수로 방향을 기준으로 해수 수송량을 계산하였을 때, 진해만 동부해역의 남북방향 해수 교환 수송량은 진해만 서부해역에서 일어나는 동서방향 해수 교환량보다 겨울철에는 2.3배, 여름철에는 1.4배 크다. 진해만 서부해역은 계절별로 작용하는 힘들의 균형이 변화하여 해수순환 특성이 계절에 따라 크게 다르다. 겨울철에는 북서풍이 만드는 전단응력과 해수면 기울기의 영향으로 표층 해류가 남쪽으로, 저층 해류는 북쪽으로 흐르는 남북방향 대류성 순환이 강화된다. 반면, 남서풍이 부는 여름철에는 바람 응력에 의해 표층 해수가 동쪽으로 유출되고, 또한 남동쪽 해수면이 높아 북쪽 방향 순압성 압력경도력이 커져 동쪽 방향 유속이 강화된다. 저층에서는 밀도 구배가 커져 경압성 압력경도력이 남쪽으로 크게 작용하여 지형류 균형에 의해 가덕수도의 해수가 서쪽으로 강하게 유입하는 동서방향 대류성 순환이 겨울철보다 26% 강화된다. 진해만 서부의 대류성 순환은 겨울과 여름 모두 조류와 바람의 영향을 크게 받는다. 진해만 동부해역과 마산만에서는 모든 계절에 표층에서는 해수가 외해로 유출되고, 저층에서는 해수가 만 안쪽으로 유입되는 전형적인 염하구 순환을 보였다. 겨울철에는 바람과 담수유입이, 여름철에는 조류의 영향이 남북방향 염하구 순환 규모에 크게 기여하였다. 진해만 동부해역에는 지형의 영향을 받아 형성된 조석 잔차류도 뚜렷하다. 이 연구에서 제시한 진해·마산만의 계절별 해수순환 특성은 이 해역의 오염물질 확산, 여름철 빈산소수괴의 형성 기작 파악, 적조 생물의 유입과 유출을 이해하는 데 도움이 될 것으로 기대된다.

• 한국수산과학회지
• /
• 제29권3호
• /
• pp.369-385
• /
• 1996

가막만 식물플랑크톤에 대한 기초생산력을 산정하기 위해 해수유동모델과 생태계 모델을 이용하였다. 이를 위해 양식기간동안 양식장이 없는 조건으로 식물플랑크톤에 대한 기초생산력을 산정하였으며 그 결과는 다음과 같다. 양식장이 없는 경우로 월별 식물플랑크톤을 예측한 결과로 월별 식물플랑크톤량의 변화를 보면 6월부터 증가하기 시작하여 9월이 가장 높은 식물플랑크톤량을 보이고 9월부터 12월까지 급격히 감소하다가 그 이후 3월까지 서서히 감소하였다. 양식장이 없는 경우로 월별 식물플랑크톤에 대해 계산한 기초생산력을 보면 양식기간 동안 범위는 $0.99\~10.20gC/m^2/d$로 평균 $4.43gC/m^2/d$이였다. 월별 변동을 보면 6월부터 급격하게 증가하기 시작하여 8월에 가장 높은 생산력을 보이고 8월 이후 12월까지 급격히 감소하다가 1월 이후에 3월까지 서서히 증가하는 경향을 보였다.

• Ocean and Polar Research
• /
• 제43권4호
• /
• pp.307-320
• /
• 2021

Udo Rhodolith Beach is a small-scale, mixed sand-and-gravel beach embayed on the N-S trending rocky coast of Udo, Jeju Island, South Korea. This study analyzes the short-term topographic changes of the beach during the extreme storm conditions of four typhoons from 2016 to 2020: Chaba (2016), Soulik (2018), Lingling (2019), and Maysak (2020). The analysis uses the topographic data of terrestrial LiDAR scanning and drone photogrammetry, aided by weather and oceanographic datasets of wind, wave, current and tide. The analysis suggests two contrasting features of alongshore topographic change depending on the typhoon pathway, although the intensity and duration of the storm conditions differed in each case. During the Soulik and Lingling events, which moved northward following the western sea of the Jeju Island, the northern part of the beach accreted while the southern part eroded. In contrast, the Chaba and Maysak events passed over the eastern sea of Jeju Island. The central part of the beach was then significantly eroded while sediments accumulated mainly at the northern and southern ends of the beach. Based on the wave and current measurements in the nearshore zone and computer simulations of the wave field, it was inferred that the observed topographic change of the beach after the storm events is related to the directions of the wind-driven current and wave propagation in the nearshore zone. The dominant direction of water movement was southeastward and northeastward when the typhoon pathway lay to the east or west of Jeju Island, respectively. As these enhanced waves and currents approached obliquely to the N-S trending coastline, the beach sediments were reworked and transported southward or northward mainly by longshore currents, which likely acts as a major control mechanism regarding alongshore topographic change with respect to Udo Rhodolith Beach. In contrast to the topographic change, the subaerial volume of the beach overall increased after all storms except for Maysak. The volume increase was attributed to the enhanced transport of onshore sediment under the combined effect of storm-induced long periodic waves and a strong residual component of the near-bottom current. In the Maysak event, the raised sea level during the spring tide probably enhanced the backshore erosion by storm waves, eventually causing sediment loss to the inland area.

• 해양환경안전학회지
• /
• 제15권4호
• /
• pp.289-296
• /
• 2009

본 연구는 장기 해양관측(1966-1995)자료, 위성관측자료 및 수치모델기법을 이용하여 한국 남서해역에서 하계에 형성되는 조석전선괴 저수온역의 시공간적 변화를 파악하였다. 한국 남서 연안해역에서는 6월과 8월에 대흑산도~진도간 해역의 표면에서 주변 해역보다 $2{\sim}3^{\circ}C$ 낮은 저수온역이 분포하면서 조석전선역이 형성됨을 확인할 수 있었다. 수온수평경도가 $0.3^{\circ}C$/km 이상인 조석전선은 성층계수 2.0~2.5 범위이며, $0.03^{\circ}C$/km 이상인 저수온역은 성층계수 2.5~3.0의 범위와 일치하였다. 소조시에서 대조시까지 조석주기가 변하는 동안 조석전선의 위치변동은 전선은 25~75km, 저수온역의 범위는 60~90km로 조류의 세기에 정비례하여 이동 범위가 커지는 것으로 나타났다. 또한, 남서쪽 외해역으로 저수온역이 확장되는 원인은 진도 남서쪽으로 향하는 10cm/s 이상의 강한 조석잔차류에 의한 것으로 판단된다.

• 해양환경안전학회지
• /
• 제26권5호
• /
• pp.531-541
• /
• 2020

우리나라 서남해 연안역에서 해수유동을 재현하기 위해 모든 분조를 포함하고 절점변조진폭, 위상보정인자 및 천문인수를 적용한 완전한 형태의 실조석(Real Tide)을 도입하였다. 실조석으로 해수유동을 재현한 결과, 조석의 관측치와 계산치의 상관계수는 1.0으로 진폭 및 위상의 정확도가 매우 우수하였고, U성분 및 V성분으로 구분하여 나타낸 조류는 각각 평균 0.883과 0.936의 높은 상관도를 보여 실조석으로 재현하는 것이 타당한 것으로 보였다. 그리고 잔차류의 관측치와 계산치의 차는 평균 0.006 m/s로 유의미하지 않았고, 그 진행방향은 서로 매우 유사하였다. 그리고 본 연구의 계산결과에서 관측치와 계산치 간에 나타난 유속성분 오차는 주로 고파랑이나 폭풍을 비롯한 남풍계열의 강한 바람과 같은 기상적 요인에 의한 것이 원인으로 분석되었다. 향후 해수유동 수치모형 실험에서 하나의 변수로 작용하는 기상적 요인을 고려하고 본 연구의 실조석을 재현한다면 계산결과는 더욱 향상될 것으로 기대된다.

• 한국지구과학회지
• /
• 제21권2호
• /
• pp.128-136
• /
• 2000

반폐쇄된 무안만에서 동계와 하계 동안 부유물질의 변동 및 이동양상을 규명하기 위해 염분과 조류, 부유물질의 특성이 조사되었다. 무안만에서 부유물질 함량은 계절적으로 크게 변하여 동계에 낮고 수직적으로 균질한 반면, 하계에 높고 수직적으로 성층화되는 경향을 보였다. 특히, 하계에는 영산강하구언의 갑문조작에 따라 유입되는 담수와 부유물질이 남쪽을 따라 흐르던 연안류가 약화되면서 북측으로 확산되는 경향을 보였다. 또한, 부유물질의 잔여이동은 서측 만입구에서는 하구언과 방조제 건설에 따라 창조류의 지속시간이 길어지면서 계절에 무관하게 만 내로 유입되는 경향을 보인 반면, 남측 만입구에서는 낙조우세와 서측 만입구에서 조석의 비대칭 현상에 의해 만 외부로 유출되는 경향을 보인다. 부유물질의 잔여이동량은 서측 만입구에서 0.0078kg/m ${\cdot}$ sec, 남측 만입구에서 -0.0955kg/m ${\cdot}$ sec로 무안만이 전반적으로 침식되는 경향을 보였으며, 이와 같은 침식현상은 만 내의 조간대를 중심으로 진행된 것으로 여겨진다.

• 한국수산과학회지
• /
• 제28권5호
• /
• pp.624-634
• /
• 1995

가막만의 해수유동 변동특성을 연구하기 위하여 1994년 7월 21일부터 8월 8일까지 가막만 남쪽 입구의 송도 부근, 북쪽 입구의 여수, 그리고 만 중앙부의 평사 부근의 3개 지점에 유속계를 계류하였고, 송도 선착장과 여수항 부근의 2개 지점에 조위계를 설치하여 10분 간격으로 연속관측하였다. 가막만의 양쪽 수로에 도달하는 조석파의 위상관계를 알아보기 위하여 기기를 남쪽과 북쪽의 입구에 설치하였으며 이들 입구를 통해서 유입, 유출되는 조류가 만 내부의 해수순환에 어떤 영향을 주는지 알아보기 위해서 내만의 평사 부근에 유속계를 추가로 설치하였다. 최대조차는 여수와 송도에서 각각 357, 352cm 였다. M2, S2, Kl, O1 분조의 진폭은 여수에서는 각각 95.5, 48.8, 20.5, 14.0cm 였고 송도에서는 각각 93.6, 47.2, 21.3, 13.1cm 로서 조석의 형태수는 공통적으로 0.25 미만으로 반일주조가 지배적이었다. 양쪽 입구를 통해서 들어오는 주요분조의 위상차는 거의 없었다. 천해조 성분은 양쪽 모두 전체 진폭의 $4\%$ 이하로서 마찰효과 및 비선형효과는 매우 작았다. 조류의 최대유속은 송도부근에서 약 100m/sec, 내만의 평사에서 약 40cm/sec 였으며 M2분조의 유속은 각각 47.2, 14.8cm/sec 였다. 송도부근에서 조류성분은 주로 북서-남동 방향이고 반시계 방향의 회전성을 가지고 있으며 항류 성분은 남서 방향으로 17cm/sec 였다. 반면에 내만에서는 북동-남서 방향의 조류성분이 지배적이고 시계방향으로 회전하며 항류는 남동방향이고 0.9cm/sec 로 매우 약하지만 시간적으로 바람의 영향을 많이 받는 것으로 나타났다 전반적으로 가막만의 동부 내만과 송도 부근에서는 남쪽방향으로의 항류성분이 존재하는데 그 원인을 설명하기 위해서는 보다 충분한 관측을 통한 해수순환에 관한 연구가 필요하다.

• 한국해양환경ㆍ에너지학회지
• /
• 제14권4호
• /
• pp.249-256
• /
• 2011

EFDC와 라그랑쥐 입자추적모델을 이용하여 조석주기별로 오염물질의 방출 시점이 다를 경우에 대한 마산만의 체류시간 및 해수교환율의 정량적 차이를 계산하였다. 체류시간은 만 전체에 대해 약 40일이었고 그 범위는 부도 남쪽 해역에서 약 20일 이하, 소모도 상부에 위치하는 마산만 내측에서는 약 100일 이상으로 나타났다. 이러한 체류 시간의 공간적 차이는 주로 조석잔차류와 만 내측으로부터의 거리에 영향을 받는 것으로 밝혀졌다. 만 전체 면적에 대한 체류시간의 평균값은 대조기 및 소조기에 각각 약 36일과 42일로 나타났다. 해수교환율은 30%가 되기까지 걸리는 시간이 입자 방류 시점에 따라 최소 약 65일부터 최대 105일까지 약 40일 이상 차이가 나는 것으로 계산되었다.

• 한국해양공학회지
• /
• 제22권5호
• /
• pp.7-24
• /
• 2008

Masan-Jinhae Bay, in Korea, is known for its frequent algal bloom outbreaks. This study was conducted in order to examine the environmental characteristics of the area, with the aim of identifying indicators that could be used to speculate about future algal blooms. The water temperatures and salinities in Haengam Bay, one of the small inner bays within Jinhae, appeared to re relatively higher than those in Masan and Jinhae bays, across most seasons. Furthermore, stratification begins to develop in all three regions from spring to summer as a result of the local heating effects and an increase in the efficient from the surrounding land. As a result, anoxic conditions appear near the bottom layer of the bay, leading to the deterioration of water quality, which has been identified as one of the causes of bloom outbreaks. Compared to Haengam and Jinhae bays, concentrations of DIN and DIP were remarkably higher in Masan Bay. However, the mean ratio of DIN to DIP was 3.3$\sim$13.6 in all three regions throughout the year, suggesting that nitrogen can function as a growth-limiting factor for phytoplankton. The results of mathematical models showed that cumulative organic pollutants may be a trigger for direct algal bloom occurrences, since residual tidal currents appeared to be less than $3\;cm\;\cdot\;s^{-1}$. Furthermore, computed DO concentrations in the four small inner bays of Jinhae during the summer appeared to be $3\;cm\;\cdot\;l^{-1}$ indicating a hypoxic state. Likewise, computed Chl-a concentrations turned out to be more than $0.01\;mg\;\cdot\;l^{-1}$, indicating eutrophication across most seasons. Based on the overall results, Masan-Jinhae Bay appeared to possess a very high potential for algal bloom outbreaks at anytime during the year.