초록 ▼

용어보기논문에서 용어와 풀이말을 자동 추출한 결과로, 시범 서비스 중입니다. AI-Helper

퇴적물은 퇴적물의 재부유, 밑짐 및 뜬짐 상태의 이동, 부유물질의 침전 및 퇴적, 침전물 퇴적층의 응집에 의하여 이동한다. 연안에서의 부유퇴적물 농도 (Suspended Sediment Concentration, SSC) 변화는 침식 및 퇴적 과정, 1차 생물의 생산량, 영양소, ...

퇴적물은 퇴적물의 재부유, 밑짐 및 뜬짐 상태의 이동, 부유물질의 침전 및 퇴적, 침전물 퇴적층의 응집에 의하여 이동한다. 연안에서의 부유퇴적물 농도 (Suspended Sediment Concentration, SSC) 변화는 침식 및 퇴적 과정, 1차 생물의 생산량, 영양소, 미량 오염 물질, 중금속 이동 등에 있어 주요한 역할을 한다. 따라서 부유물질 농도 관측은 해양 생태계 보호, 상류지역의 침식 조절, 환경 보고, 관리 및 연구를 위하여 수행되어야 한다. 천리안 해양관측 위성 (Geostationary Ocean Color Imager, GOCI)은 세계 최초의 정지궤도 위성으로서 조석 역학, 하천수 플룸, 퇴적물 이동 등과 같이 지역적인 해양 환경 모니터링을 가능하게 한다. 이 연구의 목적은 연안에서의 부유퇴적물 변화 기작을 이해하는 것이다. 이 연구를 위하여 1591장의 GOCI 영상을 활용하여 한반도 서해 연안에 위치한 경기만의 탁한 해역에서 일변화 및 계절별 부유퇴적물 변화를 관측하였다. 또한 부유퇴적물 변화에 영향을 미치는 주요 요인 (조석, 바람, 강의 유량)을 분석하였다. 뿐만 아니라 통계학적인 방법을 활용하여 부유퇴적물과 각 요인들간의 상관성을 산출하였다.
부유퇴적물의 일 변화 관측 결과 간조 동안에는 높은 농도 (80 g/m3 이상) 를 나타내는 반면에 만조 동안에는 낮은 농도를 나타낸다. 간조 동안에는 강한 조류에 의한 재부유 현상으로 인하여 부유퇴적물 농도가 높게 나타나는 반면에 만조 동안에는 외해로부터의 해수 유입으로 인하여 부유퇴적물 농도가 낮아진다. 즉 조석에 의한 파랑에 의하여 수심이 낮은 해역에서 해저 표층 퇴적물 재부유 현상이 나타나며 이것은 부유퇴적물 농도의 일 변화 및 시간적 변화에 있어서 주요 요인이다.
계절 변화 분석 결과, 수심이 낮은 지역에서의 부유퇴적물 농도는 여름보다는 겨울에 높은 농도를 나타낸다. 이러한 현상은 겨울 기간에는 북서계절풍으로 인하여 바람에 의한 파랑으로 재부유 현상이 나타나기 때문이다. 봄과 여름 동안의 풍향은 주로 남쪽에서 남서쪽으로 나타나며 평균 풍속은 2 – 3 m/s으로 나타나지만, 겨울의 풍향은 주로 북에서 북서쪽으로 나타나며 평균 풍속은 4 ~ 6 m/s이다. 수심이 낮은 지역 (40 m 이하) 에서의 부유퇴적물 농도 값은 조차가 높을수록 증가한다 (R2 > 0.6). 또한 풍속에 의한 부유퇴적물 농도 값도 수심이 40 m 이하 지역에서 상관성이 나타난다 (R2 > 0.4). 하지만 한강으로부터 유입되는 유량은 부유퇴적물 농도 변화에 영향을 미치지 않는다 (R2 < 0.2). 연구지역인 경기만의 경우 한강과 외해 중간에 강화도 갯벌이 분포하고 있다. 따라서 강화도 갯벌 지역에서 퇴적물 이동에 있어 완충 지역의 역할을 하기 때문에 한강의 유량이 외해 부유퇴적물 농도 변화에 영향을 미치지 못한다. 따라서 한강으로부터 유입되는 유량은 한강 입구의 퇴적물 이동에만 영향을 미친다. 위성 영상으로부터 부유퇴적물 이동 분석 결과, 겨울에 부유퇴적물 농도는 주로 남서쪽과 북서쪽 방향으로 이동하는 것을 알 수 있다. 이러한 부유퇴적물의 이동은 강한 일조차와 풍속으로 인하여 해저 표층 퇴적물의 재부유에 의한 것이다.
수로 및 사주 지역에서의 GOCI 영상의 부유퇴적물 농도 변화와 환경 요인간의 Pearson상관성을 분석한 결과, GOCI 영상 획득 시간 동안의 최소 조위 값과 영상 획득된 날의 최소 조위 값이 부유퇴적물 농도 변화에 가장 큰 영향을 미친다. 요인 분석 (Factor Analysis, FA) 결과, varimax 회전 후의 D1은 조위, 영상 획득 날의 최대 조위, 영상 획득 날의 최소 조위, 영상 획득 날의 조차, GOCI 영상이 획득된 시간의 최소 조위, GOCI 영상 획득 시간의 조차 (조석과 상관)와 관련이 있으며, D2는 풍속과 파랑 에너지 (바람과 상관)와 관련이 있다.
이러한 연구는 경기만과 같이 유사한 지역에서의 연안, 만, 항구 지역에서의 부유퇴적물 연구 결과를 검증하는데 사용될 수 있다. 뿐만 아니라 연안에서의 퇴적물 이동에 대한 이해 및 연안 관리와 보호를 위한 정보로 사용될 수 있다. 특히 부유퇴적물 농도 변화 연구는 연안 개발에 따른 연안 침식 및 퇴적 등과 같은 환경 변화에 따른 관리에 효과적으로 사용 될 수 있다.

Abstract ▼ AI-Helper

Sediment transport processes include resuspension of the sediment bed, transport of sediment in the form of suspended load and bedload, settling of suspended sediment and deposition onto the bed, and consolidation and compaction of the sediment bed. Among these processes, variations in suspended sed...

Sediment transport processes include resuspension of the sediment bed, transport of sediment in the form of suspended load and bedload, settling of suspended sediment and deposition onto the bed, and consolidation and compaction of the sediment bed. Among these processes, variations in suspended sediment concentration (SSC) in coastal areas play a major role in erosion/deposition processes, biomass primary production, and transport of nutrients, micropollutants, and heavy metals. Therefore, monitoring of SSC is performed for various reasons, including the protection of aquatic ecosystems, erosion control in upstream areas, environmental reporting, and management and research. The Geostationary Ocean Color Imager (GOCI), the first geostationary ocean color satellite, is capable of monitoring regional oceanic phenomena such as tide dynamics, river plumes, and sediment transport. The purpose of this dissertation is to understand the mechanisms of SSC variation in coastal water based on GOCI data. For this research, the hourly and seasonal dynamics of variation in SSC in turbid coastal waters of Gyeonggi Bay, the west coast of Korea, were observed using 1,591 GOCI images acquired from 2011 to 2015. The main factors, such as tide, wind, and river discharge, affecting SSC variation were identified. Additionally, correlations between each factor and SSC were calculated using a statistical method.
Hourly variations in SSC showed low values during flood tides and high values (more than 80 g/m3) during ebb tides, mainly due to the input of ocean water and the resuspension caused by strong tidal currents. This study showed that tide is the main driver of the diurnal spatial and temporal variability in SSC by resuspension of bottom sediment in areas of shallow water. Seasonally, SSC values around the shallow water were higher in winter than in summer, mainly because of resuspension caused by waves produced by prevailing northwest wind in winter. Winds in spring and summer are mainly from the S to SW and have an average speed of 2–3 m/s, but winds in winter are from the N to NW and have an average speed of 4–6 m/s. SSC values in the shallow area ( 0.6). In addition, SSC values were affected by wind speed at water depths less than 40 m (R2 > 0.4). However, suspended sediments supplied by the Han River did not significantly affect SSC variation (R2 < 0.2). The Ganghwa tidal flat in Gyeonggi Bay functions as a buffer zone in the sediment transport process. For this reason, the influence on sediment transport of river discharge from the Han River mouth was limited. According to the result of the GOCI image analysis, SSC in the winter season moved in SW and NW directions due to resuspension of bottom sediments under the conditions of strong diurnal tidal range and wind speed. The Pearson’s correlation analysis showed that the factors having the strongest absolute relationships with SSC variation in the sand ridge and channel areas during the period of GOCI image acquisition (9:00–16:00 local time) were minimum tide during GOCI image acquisition time (MITG) and diurnal minimum tide (DMIT). According to the factor analysis (FA), after varimax rotation, D1 was related to tide (T), diurnal maximum tide (DMAT), diurnal minimum tide (DMIT), diurnal tidal range (DTR), minimum tide during GOCI image acquisition time (MITG), and tidal range during GOCI image acquisition time (TRG) (i.e., it was linked to tide), whereas D2 was related to wind speed (WS) and wave energy (WE) (i.e., it was linked to wind)
These findings can be also used to verify similar effects to other estuaries, bays, and harbor areas. They are valuable for understanding sediment transport in estuarine areas, and provide useful information for estuarine management and protection. In particular, studies on the variation in SSC are important for effective management of environmental changes induced by coastal development such as erosion or deposition along the coastal area.

Keyword