연안 해역은 해안구조물 건설과 간척 등의 연안 개발로 인해 해안의 퇴적환경이 크게 변화하고 있으며, 이로 인하여 많은 환경변화가 발생하였다. 특히 점착성 퇴적물은 오염물질을 흡착하고 이동하여 환경적으로 큰 변화를 야기한다. 목포해역은 최근에 많은 해안구조물의 건설로 인해 낙조우세가 점점 심해지는 등의 환경변화가 발생하고 있는 지역이다. 이 지역의 점착성 퇴적물을 채취하여 수리실험하고 얻은 침식률 및 침식한계전단응력의 퇴적물 이동모의 활용가능성에 대해 검토하였다. 부유사 농도에 대한 모의 결과는 관측자료와 일치하는 양호한 결과를 보였다. 따라서 수리실험을 통해 결정된 침식률을 사용하는 것이 수치모의에서 정확성을 개선하는 데 기여함을 확인할 수 있었다. 모의과정에서 침식률, 침식한계응력, 침강속도, 활성층 두께 등의 민감도를 분석하였다.
Seasonal changes of topograpy, sediment grain size and accumulation rate on the Gomso-Bay tidal flat(Fig. 1), west coast of Korea, have studied in order to understand the seasonal accumulation pattern and preservation potential of tidal-flat sediments. Seasonal levelings across the tidal flat show that the landward movement of both intertidal sand shoals and cheiers accelerates during the winter and typhoon period, but it almost stops in summer when mud deposition is instead predominant on the middle to upper tidal flat. Seasonal variations of mean grain size were largest on the upper part of middle tidal flat where summer mud layers were eroded during the winter and typhoon periods(Fig. 2). Measurements of accululation depths from sea floor to basal plate reveal that accumulation rates were seasonally controlled according to the elevation of tidal-flat surface(Table 1) : the upper flat, where the accumulation rate of summer was generally higher than that of winter, was characterized by a continuous deposition throughout the entire year, whereas on the middle flat, sediment accumulations were concentrated in winter realtive to summer, and were intermittently eroded by typhoons. The lower tidal flat were deposited mostly in winter and eroded during summer typhoons. Cancores taken across the tidal flat reveal that sand-mud interlaers resulting from such seasonal changes of energy regime are preserved only in the upper part of the deposits and generally replaced by storm layers downcore(Fig. 3). Based on above results, it is suggested that the storm deposits formed by winter stors and typhoons would consist of the major part of the Gomso-Bay deposits(Fig. 4).
감마핵종분석을 통하여 깊이에 따른 Cs-137의 농도 분포를 조사함으로써 전라남도 해남군 화원면 소재 산수저수지에서의 연간 퇴적률, 퇴적물의 총량 및 유역에서의 추정토양유실량을 정량적으로 밝히고자 수행한 본 연구의 결과는 다음과 같다. -퇴사는 대부분 미사 크기의 입자로 구성되었고 퇴사의 pH, 유기물함량, CEC 및 치환성양이온함량은 우리나라 밭토양 및 저수지 상류지역 경작지 평균과 비슷한 수준이었으나 유효인산함량은 우리나라 밭토양 및 저수지 상류지역 경작지 평균보다 매우 낮았다. -시료채취지점에 따라 Cs-137은 $15{\sim}60\;cm$ 깊이까지 분포하였으며, $920.0{\sim}8928.4\;Bq$$m^{-2}$의 농도 분포를 보였다. -1963/64년부터 1994년까지 이 저수지의 연간 퇴적률은 1.56 cm $yr^{-1}$였고, 퇴적량은 $166530\;m^3$이었다. -저수지 유역에서 고르게 유실이 일어났다고 가정할 때 전체 면적에서 연평균 2 mm 두께의 토양이 유실되었으며, 무게로는 ha당 25 ton의 토양이 유실 되었다.
본 연구에서는 영주댐 하류하천에서 유사공급에 의한 하도의 지형변화와 그 효과를 수치실험을 통하여 분석하였다. 본 수치모형의 모의 결과는 실내실험에서 보여준 토사더미의 이송과 확산과정과 잘 일치하였다. 초기에 토사가 공급된 구간에서 수면이 불연속적으로 형성되는 현상이 발생하지만, 시간이 증가함에 따라 하상고가 저하되면서 완만한 수면형을 형성하였다. 유사공급을 효과적으로 수행하기 위하여 댐 직하류에서 여울이 형성된 만곡부를 유사공급 위치로 선정하였다. 시간이 증가함에 따라 공급된 유사는 하류로 쓸려 내려가고 하상고는 저하되었으며, 유속이 감소되는 하류지점에서 퇴적되었다. 시간이 증가함에 따라, 하상고의 변화가 증가하고, 상류보다는 하류에서 크게 변화하였다. 유량이 증가함에 따라 횡방향 하상고 변화를 나타내는 하상기복지수는 증가하였으며, 하도의 역동성과 유사공급 효과가 큰 것을 알 수 있다.
강화 갯벌의 퇴적작용은 주변의 대규모 건설로 인하여 지난 20여년 동안 변화되어 왔다. 강화 갯벌 동부와 염하수로 하류에 위치한 동검 갯벌의 퇴적환경은 조류와 하구 순환의 변화에 의하여 영향을 받았다. 그 결과 동검 갯벌에 급격한 퇴적이 일어났다. 두 개의 코어 퇴적물 상부에 나타나는 실트-점토 호층 엽리 실트 퇴적상은 동검 갯벌에서 상대적으로 많은 퇴적이 있었음을 나타냈다. $^{210}Pb$ 분석에 의한 두 개 코어 시료의 퇴적률은 정점3에서 3.25cm/year와 정점 5에서 3.47cm/year 였다. 그러나 2010년부터 2012년까지의 단기 퇴적률은 대부분 1cm/year 미만으로 상대적으로 낮은 비율의 퇴적을 나타내고 있었다. 결과적으로, 동검 갯벌의 퇴적물은 2000년대에 인공구조물 건설에 의하여 급격히 퇴적되었다. 현재 동검 갯벌의 고도 증가는 계절 변화를 가진 상대적으로 낮은 퇴적률을 보여 주고 있다.
This is the second of two papers on the 3D numerical modeling of nearshore hydro- and morphodynamics. In Part I, the focus was on surf and swash zone hydrodynamics in the cross-shore and longshore directions. Here, we consider nearshore processes with an emphasis on the effects of oceanic forcing and beach characteristics on sediment transport in the cross- and longshore directions, as well as on foreshore bathymetry changes. The Delft3D and XBeach models were used with four turbulence closures (viz., ${\kappa}-{\varepsilon}$, ${\kappa}-L$, ATM and H-LES) to solve the 3D Navier-Stokes equations for incompressible flow as well as the beach morphology. The sediment transport module simulates both bed load and suspended load transport of non-cohesive sediments. Twenty sets of numerical experiments combining nine control parameters under a range of bed characteristics and incident wave and tidal conditions were simulated. For each case, the general morphological response in shore-normal and shore-parallel directions was presented. Numerical results showed that the ${\kappa}-{\varepsilon}$ and H-LES closure models yield similar results that are in better agreement with existing morphodynamic observations than the results of the other turbulence models. The simulations showed that wave forcing drives a sediment circulation pattern that results in bar and berm formation. However, together with wave forcing, tides modulate the predicted nearshore sediment dynamics. The combination of tides and wave action has a notable effect on longshore suspended sediment transport fluxes, relative to wave action alone. The model's ability to predict sediment transport under propagation of obliquely incident wave conditions underscores its potential for understanding the evolution of beach morphology at field scale. For example, the results of the model confirmed that the wave characteristics have a considerable effect on the cumulative erosion/deposition, cross-shore distribution of longshore sediment transport and transport rate across and along the beach face. In addition, for the same type of oceanic forcing, the beach morphology exhibits different erosive characteristics depending on grain size (e.g., foreshore profile evolution is erosive or accretive on fine or coarse sand beaches, respectively). Decreasing wave height increases the proportion of onshore to offshore fluxes, almost reaching a neutral net balance. The sediment movement increases with wave height, which is the dominant factor controlling the beach face shape.
Namdae-cheon in Gangwon-do Province, Korea, is a valuable well-preserved lagoon. The estuary of Namdae-cheon Stream is closed because of the surrounding natural sand shoal. Thus, during the dry season, river water cannot easily flow to the ocean and therefore stagnates. River water congestion causes environmental deterioration of estuaries, often by eutrophication. In this study, we examined wall disintegration in the estuary area and used it to determine appropriate measures for the conservation of estuary water quality in the future. A total of 24 sites were selected, with 13 sites on the west side and 11 sites on the east side of the estuary study area. Samples were collected and analyzed for particle size and moisture content both vertically and horizontally. Sedimentary deposition rate was measured, and subsidence analysis was performed. Particle size, water content, sedimentary deposition, and subsidence analyses indicated that flow shifted to the west during the study period. In conjunction with other variables that may affect changes in flow, these parameters can be used in future research to predict shoal breaches and associated changes in water flow direction.
This study investigated organic carbon fluxes in Ulleung Basin sediments, East Sea based on a chamber experiment and geochemical analyses. At depths greater than 2,000 m, Ulleung Basin sediments have high organic carbon contents (over 2.0%). Apparent sedimentation rates (ASR) calculated from excess $^{210}Pb$ activity distribution, varied from 0.036 to $0.047\;cm\;yr^{-1}$. The mass accumulation rates (MAR) calculated from porosity, grain density (GD), and ASR, ranged from 131 to $184\;g\;m^{-2}\;yr^{-1}$. These results were in agreement with sediment trap results obtained at a water depth of 2100 m. Input fluxes of organic carbon varied from 7.89 to $11.08\;gC\;m^{-2}\;yr^{-1}$ at the basin sediments, with an average of $9.56\;gC\;m^{-2}\;yr^{-1}$. Below a sediment depth of 15cm, burial fluxes of organic carbon ranged from 2.02 to $3.10\;gC\;m^{-2}\;yr^{-1}$. Within the basin sediments, regenerated fluxes of organic carbon estimated with oxygen consumption rate, varied from 6.22 to $6.90\;gC\;m^{-2}\;yr^{-1}$. However, the regenerated fluxes of organic carbon calculated by subtracting burial flux from input flux, varied from 5.87 to $7.98\;gC\;m^{-2}\;yr^{-1}$. Respectively, the proportions of the input flux, regenerated flux, and burial flux to the primary production ($233.6\;gC\;m^{-2}\;yr^{-1}$) in the Ulleung Basin were about 4.1%, 3.0%, and 1.1%. These proportions were extraordinarily higher than the average of world open ocean. Based upon these results, the Ulleung Basin might play an integral role in the deposition and removal of organic carbon.
간단한 box 모형이 장방형 해분에서의 세립 퇴적물의 퇴적현상을 설명하기 위하여 이용되었으며. 이 모형에 필요한 침식 및 퇴적률의 계수를 조사하여 남해안 가막양만에 적용하여 보았다. 해분이 외해와 연결되어 있고 외해의 부유퇴적물 농도가 일정하면 해분내에서 한 조석 주기 동안의 평균 부유퇴적물 농도는 일정한 값을 유지하게 되고 조류의 게류시 부근에는 퇴적이 일어나고 최대 유속시 부근에는 바닥 퇴적물의 재부유 및 침식이 일어나는 것을 보여주고 있다. 가막양만 처럼 퇴적이 우세한 해분에서는 조석 주기 중 퇴적이 일어나는 시간과 최대 퇴적률이 침식에 비하여 크게 나타나고 있으며, 이러한 퇴적 우세 해분의 부유퇴적물 평균농도는 외해의 부유퇴적물 농도보다 낮은 값을 보이고 있다. 또한. 조류의 유속변화에 따른 해분내기 부유퇴적물 농도변화는 고조의 약 한 시간 전에 최대값을 나타내고 저조의 약 한 시간 후에 최소값을 나타낸다.
The Daehang-ri intertidal flat located the just outside of the Saemangeum dike has been reported to show new-developing flats. Based on the topographic surveys of 21 times from 2000 to 2016 by a leveling method every year, this site clearly shows variation of deposition/erosion in time and space. Deposition has consistently occurred at the rate of +3.75 cm per year at the area along the dike (Zone 1), and this tidal flat is expanding and prograding seaward. In the area of far from the dike (Zone 2), on the other hand, erosion prevails at the rate of -2.38 cm per year, and this zone tends to retreat landward. However, the erosional trend of Zone 2 has slightly slowed down since 2014. As a whole from 2000 to 2016, net deposition is recorded over 3.0 m at the upper beach and the area adjacent to the dike (Zone 1), while erosion up to 1.0 m in Zone 2. In conclusion, the results at the Daehang-ri intertidal flat clearly revealed that its topographic changes were induced by the artificial structures and water masses through its sluice gate. Counter-clockwise gyre newly created after the sea dikes construction probably results in relocating of sediment outside the dike 1 by transportation of materials eroded from the south to the north along the coast.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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