A tidal power plant (TPP) has been in operation since the end of 2011 to improve the water quality of Shihwa Coastal Reservoir (SCR). Tidal mixing rate increased 5.6 times after the TPP operation so that in this study, its effects on water quality was assessed through statistical analysis of long-term water quality monitoring data. It was found that the increased tidal mixing contributed to solving the hypoxia problem in the bottom water by preventing the summer stratification. The analysis also showed that the increased tidal mixing had different effects depending on the relative concentration difference for each water quality substances between the SCR and the outside of SCR. The average concentrations of some substances (chemical oxygen demand, total phosphorus, chlorophyll-a) with higher concentrations than the outside of SCR decreased due to the dilution effect, but the other substances (total nitrogen, dissolved inorganic nitrogen, dissolved inorganic phosphorus) with lower concentrations compared to the outside ones increased on the contrary. Factor analysis also showed a consistent result that the first factor accounting for the water quality was changed from the organic-related substances to the nutrient-related substances after the increased tidal mixing. These results imply that the focus of future water quality management needs shifting from the organic substances to the nutrients, particularly dissolved inorganic nutrients. Considering the effect of inflow seawater on the nutrients, the management area should be extended to cover not only SCR but also a certain area outside of SCR.
연구에서는 서해 중부역(태안반도 부근)에 형성되는 조석전선을 3차원 해수유동 모델(Semtner, 1974) 과 Simpson & Hunter (1974)의 혼합효율(mixing efficiency)개념 을 발전시킨 혼합을 개념을 이용하여 계산하였다. 모델을 구성하는데 있어서 모델 영 역의 남·북에 위치한 개방경계에는 간단한 radiation condition을 적용하였으며, 동 계 외양조건을 초기조건으로 하여 표층의 지속적인 열에너지 공급 및 공간적으로 상이 한 수직혼합 작용에 의해 형성되는 조석전선을 계산하였다.
The detailed structure of a tidal front and its ebb-to flood variation in the main tidal channel of the Kyunggi Bay in the mid-west coast of Korea were investigated by analyzing CTD data and drifter trajectories collected in late July 1999. A typical tidal front was formed in water about 60 m deep at the mouth of the channel. Isotherms and isohalines in the upper layer above the seasonal pycnocline in the offshore stratified zone inclined upward to the sea surface to form a surface front, while those in the lower layer declined to the bottom front. The location of the front is consistent with $100 S^3/cm^2$ of the mixing index H/U defined by Simpson and Hunter (1974), where H is the water depth and U is the amplitude of tidal current. The potential energy anomaly in the frontal zone varied at an ebb-to flood tidal cycle, showing a minimum at slack water after ebb but a maximum at slack water after flood. This ebb-to flood variation in potential energy anomaly is not accounted for by the mixing index. We conclude that on- and offshore displacement of the water column by tidal advection is responsible for the ebb-to-flood variation in the frontal zone.
CTD, 해류계, 인공위성 영상사진을 이용하여 황해 중부의 조석전선 주변역을 조사 한 결과 몇 가지 물리적 특성을 알 수 있었다. 전선은 태안반도 끝 부분을 중심으로 하여 4월 중에 태양열에 의한 해표면 가열과 함께 나타나기 시작하여 8월에 가장 뚜렷 하며 11월에는 표층냉각과 함께 소멸한다. 전선의 북측에서는 전선을 가로지르는 조류 에 의하여 수온 염분의 조석주기 변화가 나타남으로써 전선구조를 보여준다. 경기만에 서 나타나는 전선은 통최상의 조석전선과 달리 한강에서 유출된 담수와 외양수의 만남 에 의하여 형성된다. 표층냉수의 중심에서는 조석혼합역이 연안으로부터 약 50 km 외 양하지 분포한다. 전선의 남측에서도 전선의 구조는 비슷하나 전반적으로 혼합 정도가 약하게 나타난다. 이 연안 혼합역의 연안쪽에서는 금강유출된 담수에 의하여 염분전선 이 좁은 범위에서 흥성된다. 이 염분전선 부근의 일부에서는 용승과 같은 현상이 관측 되었다.
Based on the MASNUM wave-current coupled model, the temperature and salinity structures along $36^{\circ}N$ in the Yellow Sea are simulated and compared with observations. Both the position and strength of the simulated thermocline are similar to data analysis. The wave-induced mixing is strongest in winter and plays a key role in the formation of the upper mixed layer in spring and summer. Numerical experiments suggest that in the coastal area, wave-induced mixing and tidal mixing control the vertical structure of temperature and salinity.
조류에 의한 해수의 혼합이 활발한 연안역에서 동물 플랑크톤이 주야 수직 이동의 능력이 있는지를 파악하기 위하여 채집량의 주야 차이를 살펴 보았다. 상대적으로 크 기가 큰 요각류, Mysid, 모약류, 이매폐 유생 등은 야간에 표층에서 많이 채집되어 주 야 수직이동이 있을 가능성을 시사하고 있었다. 본 연구 결과와 과거의 방법 등을 통 하여 한국 서해 연안역에서 적절한 채집방법에 대하여 살펴 보았다.
In order to see the stratification related to the heat flux In Deukryang Bay, the oceanographic data on July 12, 1994 and the meteorological data of Kohung and Kwangju meteorological stations were analysed. The temperature durerences between the sea surface and the near bottom were 1~3 ton spring tide (July 12, 1994) In Deukryang Bay. The temperature anomalies were high about 3t during summer In 1994. These mean that the non mixing was not effective In destroying the stratification due to the sea surface heating by the solar radition, even though it was on spring tide. The maximum solar radiation was about 600 ly/day, which was the value of the same date of oceanographic observation. The sensible and the latent heat flux which are 0~100 ly/day were not so varied during summer. The absorbed heat flux through the sea surface was mostly lost by the back radiation. which ranges are about 0~-400 ly/day. The dimensionless mixing parameter related to the buoyancy flux was 5~150$\times$$10^{-5}$. The efficiency of tidal mixing to destroy the stratecation was 0.4~0.6%.
강에서 유출된 담수가 연안지역에 영향을 미치는 영역을 결정하는 요인 중 하나인 담수풍선의 특성을 비정규격자계를 사용하는 유한체적모델(FVCOM)을 이용하여 연구하였다. 강에서 바다로 유출된 담수는 하류 쪽(강에서 바다를 보면서 오른쪽)으로 이동하는 연안경계류와 강 하구에서 반시계방향으로 회전하며 시간이 지남에 따라 커지는 와류형태의 담수풍선(bulge)을 만든다. 이 담수풍선의 중심에서 수직운동이 유도되어 담수가 해저면 까지 이동한다. 조석을 고려하면 담수풍선이 사라지고, 연안경계류의 폭이 넓어진다. 간단한 염분비교방법을 이용하여 조석에 의한 성층 및 혼합의 변화를 비교하여 조석이 연직혼합을 강화시킴을 정량적으로 평가하였다. 담수가 방출되기 시작한 초기에는 조석에 의한 왕복운동에 의해 조석이 고려된 경우에 수평혼합이 더 크게 나타나나, 일정시간이 지나면 수직혼합에 의해 하구역의 염분이 낮아져 있어, 강 하구에서 담수의 왕복운동이 전체적인 수평 확산계수에 미치는 영향이 작아진다. 조석이 없는 경우 연직혼합 없이 주로 표층에서만 관성불안정에 의해 수평 확산/혼합이 이루어져 수평 확산계수가 시간이 지남에 따라 계속 증가한다.
본 종설에서는 과거 20년에 걸친 동중국해와 황해의 조석수치모형에 대해 개관하였다. 조석모형 및 경험적인 조석도에 의거하여 이 해역의 조석양상에 대해 기술하였으며 이와 관련된 해저 조석소산, 조석혼합, 퇴적 및 순환에 대하여 기술하였다. 또한 조석모형에 관련된 문제점과 개선방법에 대하여 논의하였다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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