[논문]진주만의 해수순환 구조

김차겸; 이종태; 장호식

진주만의 해수순환 구조
Water Circulation Structure in the Chinju Bay of Korea 원문보기

한국해안·해양공학회논문집 = Journal of Korean Society of Coastal and Ocean Engineers, v.22 no.4, 2010년, pp.215 - 223

김차겸 (경남도립남해대학 조선토목계열) , 이종태 (경기대학교 토목환경공학부) , 장호식 (경남도립남해대학 조선토목계열)

초록
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진주만에서 계절별 해수순환구조의 특성을 해석하기 위해 진주만의 서쪽인 노량수로와 동쪽인 대방수로에서 해수유동을 2005년부터 2008년까지 장기간 관측하였다. 진주만의 해수유동은 주로 노량수로와 대방수로를 통한 해수교환에 의해 지배된다. 동계 노량수로의 표층에서 조류는 광양만에서 동쪽인 진주만으로 유입하는 흐름이 발생하고, 저층에서는 진주만에서 서쪽인 광양만으로 유출하는 흐름이 발생하고 있다. 하계 노량수로의 표층에서 조류는 진주만에서 서쪽인 광양만으로 유출하는 흐름이 발생하고 있다. 즉, 노량수로에서 해수순환은 전형적인 열염분순환 형태를 보여주고 있다. 춘계 동-대방수로의 표층에서 조류는 진주만에서 외해로 유출하는 중력순환류가 발생하고 있다. 그러나, 하계 서-대방수로에서는 전층에 걸쳐 진주만내로 유입하는 흐름 양상을 보여주고 있다. 유속의 크기는 서-대방수로에서 유속이 동-대방수로에서 유속보다 약 50~70 cm/sec 정도 크게 나타났다. 노량수로와 대방수로에서 계절별 해수순환 패턴을 보다 정확하게 해석하기 위해서는 현장관측과 3차원 수치모형실험에 관한 상세한 연구가 추가적으로 수행되어야 할 것으로 사료된다.

Abstract ▼ AI-Helper

A seasonal circulation patterns in the Chinju Bay (CB) were suggested from the observed data at two channels of the Noryang Channel (NC) and the Daebang Channel (DC) during the period from 2005 to 2008. The water circulation in the CB is mainly controlled through the NC and the DC. In winter, tidal current at the surface layer of the NC flows from the Kwangyang Bay (KB) eastward into the CB, whereas the current at the bottom layer flows from the CB westward into the KB. In summer, tidal current at the surface layer of the NC goes from the CB westward into the KB. The flow system at the NC shows the typical pattern of thermohaline circulation. In spring, tidal current at the surface layer of the eastern part of the DC flows out into southeastern open ocean. However, in summer, the current in the western part of the DC flows into the CB through the DC. Also, the velocity in the western part of DC is 50~70 cm/sec stronger than that in the eastern part. To obtain better understanding on the seasonal circulation pattern in the NC and the DC, additionally the detailed studies on the field measurements and three dimensional numerical modeling are needed.

주제어

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문제 정의

진주만은 거의 폐쇄된 수심이 얕은 천수만으로 동·하계 계절에 따른 연직 방향의 해수순환 변화도 뚜렷하게 발생되리라 생각된다. 따라서, 본 연구에서는 조류의 장기간 현장관측을 통하여 진주만의 해수순환을 지배하는 노량수로와 대방수로에서 계절별 해수순환 특성을 해석하고자 한다. 이것은 진주만의 물질수송, 강진만 피조개 양식장에 미치는 영향 및 열염분순환 등과 관련하여 대단히 중요하다.
본 연구는 진주만에서 계절별 해수순환구조의 특성을 해석 하기 위해 진주만의 서쪽인 노량수로와 동쪽인 대방수로에서 장기간 조류를 관측하였다. 노량수로에서는 2008년 1월 29일~3월 1일(동계)과 2005년 5월 7일~26일(춘계)에는 ADCP를 이용하여 층별(3 m 간격) 조류를 관측하였고, 2007년 8월 31일~10월 2일(하계)에는 표층(수심 5 m)에서 RCM-9 유향유속계를 이용하여 측류하였다.

제안 방법

2007년 8월 31일~10월 2일 노량수로에서 RCM-9 유향 유속계를 이용하여 10분 간격으로 상층(수심 5 m)에서 연속 조류를 관측하였으며, 관측한 유속벡터는 Fig. 5에 나타냈다. 해수순환은 동-서 방향의 왕복류가 탁월하게 일어났다.
2008년 1월 29일~3월 1일 노량수로의 표층, 중층 및 저층에서 관측한 조류의 주 탁월 성분인 동-서 방향 성분에 대한 조류 조화분해를 실시하여 대표적인 조화상수인 M₂, S₂, K₁및 O₁ 분조의 조화상수 결과를 Table 1에 나타냈다. 조류 조화분해결과 남-북 방향보다는 동-서 방향의 조류가 강하게 발생하였으며, 특히 M₂ 분조와 S₂ 분조가 탁월하게 일어났다.
1의 정점 C2(동-대방수로)와 서쪽인 정점 C3(서-대방수로)에서 해수유동 조사를 각각 1회 실시하였다. 2008년 8월 15일~9월 10일(하계)에는 ADCP를 이용하여 10분 간격으로 서-대방수로(정점 C3)에서 층별(1 m 간격) 유속을 관측하였고, 2005년 4월 14일~5월 16일(춘계)에는 동-대방수로(정점 C2)의 표층(수심 5 m)에서 RCM-9 유향유속계를 이용하여 10분 간격으로 측류된 자료를 분석하였다. 또한, 관측기간 중 사천만의 북쪽에 위치한 남강댐 방류효과를 검토하기 위해 남강댐 방류량을 수집하여 해석하였다.
이것은 대방수로에서 관측지점의 차이에 의한 지형적인 영향인 것으로 생각된다. 2008년 8월 15일~9월 10일에는 서-대방수로(정점 C3)에서 ADCP를 계류하여 관측하였고, 2005년 4월 14일~5월 16일에는 동-대방수로(정점 C2)에서 RCM-9 유향유속계를 이용하여 관측되었다. 즉, 대방 수로에서 해수순환은 동측 수로와 서측 수로 간의 흐름에 큰 차이가 발생하고 있으며, 서측 수로에서 유속이 동측 수로에서 유속보다 훨씬 강하게 발생하였다.
본 연구는 진주만에서 계절별 해수순환구조의 특성을 해석 하기 위해 진주만의 서쪽인 노량수로와 동쪽인 대방수로에서 장기간 조류를 관측하였다. 노량수로에서는 2008년 1월 29일~3월 1일(동계)과 2005년 5월 7일~26일(춘계)에는 ADCP를 이용하여 층별(3 m 간격) 조류를 관측하였고, 2007년 8월 31일~10월 2일(하계)에는 표층(수심 5 m)에서 RCM-9 유향유속계를 이용하여 측류하였다. 대방수로에서는 2008년 8월 15일~9월 10일(하계)에는 ADCP를 이용하여 대방수로 서쪽(서-대방수로)에서 층별(1 m 간격) 조류를 관측하였고, 2005년 4월 14일~5월 16일(춘계)에는 대방수로 동쪽(동-대방수로)의 표층(수심 5 m)에서 RCM-9 유향유속계를 이용하여 측류된 자료를 분석하였으며, 주요 연구결과를 요약하면 다음과 같다.
노량수로에서는 2008년 1월 29일~3월 1일(동계)과 2005년 5월 7일~5월 26일(춘계)에는 ADCP(주파수: 300 kHz, 유속 정도: ±0.5%, 유속 분해능: 1 mm/s, 컴퍼스 정확도: ±2도, 컴프스 분해능: 0.01도)를 이용하여 10분 간격으로 층별(3 m 간격) 유속을 관측하였고, 2007년 8월 31일~10월 2일(하계)에는 표층(수심 5 m)에서 RCM-9 유향유속계(유속 정도: ±1%, 유속 분해능: 3 mm/s, 컴퍼스 정확도: ±5도, 컴프스 분해능: 0.35도)를 이용하여 10분 간격으로 측류하였다.
대방수로를 통한 진주만의 해수순환 특성을 해석하기 위해 2008년 8월 15일~9월 10일 ADCP 유향유속계를 이용하여 창선-삼천포 연육교 아래에 위치한 서-대방수로(Fig. 1의 정점 C3)에서 전층에 걸쳐 1 m 간격으로 유속을 관측하여 Fig. 6에 나타냈다. 관측지점의 수심은 18 m이었다.
대방수로에서 해수순환구조를 해석하기 위해 조류의 진행벡터도를 작성하였다. Fig.
노량수로에서는 2008년 1월 29일~3월 1일(동계)과 2005년 5월 7일~26일(춘계)에는 ADCP를 이용하여 층별(3 m 간격) 조류를 관측하였고, 2007년 8월 31일~10월 2일(하계)에는 표층(수심 5 m)에서 RCM-9 유향유속계를 이용하여 측류하였다. 대방수로에서는 2008년 8월 15일~9월 10일(하계)에는 ADCP를 이용하여 대방수로 서쪽(서-대방수로)에서 층별(1 m 간격) 조류를 관측하였고, 2005년 4월 14일~5월 16일(춘계)에는 대방수로 동쪽(동-대방수로)의 표층(수심 5 m)에서 RCM-9 유향유속계를 이용하여 측류된 자료를 분석하였으며, 주요 연구결과를 요약하면 다음과 같다.
2007년 8월 31일~10월 2일(하계) 저층에서 관측은 RCM-9 관측기기의 누수로 실패하였다. 대방수로의 동쪽인 Fig. 1의 정점 C2(동-대방수로)와 서쪽인 정점 C3(서-대방수로)에서 해수유동 조사를 각각 1회 실시하였다. 2008년 8월 15일~9월 10일(하계)에는 ADCP를 이용하여 10분 간격으로 서-대방수로(정점 C3)에서 층별(1 m 간격) 유속을 관측하였고, 2005년 4월 14일~5월 16일(춘계)에는 동-대방수로(정점 C2)의 표층(수심 5 m)에서 RCM-9 유향유속계를 이용하여 10분 간격으로 측류된 자료를 분석하였다.
2008년 8월 15일~9월 10일(하계)에는 ADCP를 이용하여 10분 간격으로 서-대방수로(정점 C3)에서 층별(1 m 간격) 유속을 관측하였고, 2005년 4월 14일~5월 16일(춘계)에는 동-대방수로(정점 C2)의 표층(수심 5 m)에서 RCM-9 유향유속계를 이용하여 10분 간격으로 측류된 자료를 분석하였다. 또한, 관측기간 중 사천만의 북쪽에 위치한 남강댐 방류효과를 검토하기 위해 남강댐 방류량을 수집하여 해석하였다. 진주만의 계절별 해수교환 특성을 정확히 해석하기 위해서는 각 관측점에서 관측을 동시에 실시해야 하나, 관측기기의 부족, 관측 실패, 해역 조건, 관리상 등으로 인해 대단히 어려운 실정이다.
진주만과 광양만과의 해수순환 특성을 해석하기 위해 2008년 1월 29일~3월 1일 노량수로에서 ADCP 유향 유속계를 이용하여 10분 간격으로 층별 연속 조류를 관측하였다. ADCP 설치지점의 수심은 30 m이며, 관측결과의 벡터 시계열을 Fig.
진주만에서 계절별 해수순환구조를 해석하기 위해 노량수로에서 조류의 진행벡터도를 작성하였다. 조류의 진행벡터도는 해수유동의 진행 방향과 항류 성분을 해석하는데 중요한 수단이다.
진주만의 계절별 해수순환구조를 해석하기 위해 해수유동 조사를 노량수로(Fig. 1의 정점 C1)에서는 3회, 대방수로(Fig. 1의 정점 C2 및 C3)에서는 2회 실시하였다. 노량수로에서는 2008년 1월 29일~3월 1일(동계)과 2005년 5월 7일~5월 26일(춘계)에는 ADCP(주파수: 300 kHz, 유속 정도: ±0.

대상 데이터

사천만으로 방류되는 남강댐의 방류량이 진주만의 흐름구조에 미치는 영향을 해석하기 위해 관측기간 중 남강댐 방류량 자료를 수집하였다. 관측기간 중 2007년 9월 1일~9월 9일, 9월 14일~9월 18일, 9월 24일~9월 27일에만 사천만으로 방류가 있었고, 그 외의 관측기간에는 사천만으로 방류량이 없었다.
이 경우에도 전 층에 걸쳐 동-서 방향의 왕복류가 탁월하게 일어났다. 표층인 수심 3 m에서도 관측을 수행하였으나, 관측 결과가 불량하여 표층 자료로 활용할 수 없어 수심 6 m를 표층자료로 활용하였다.

성능/효과

1) 동계 노량수로를 통한 진주만의 표층에서 조류는 광양만에서 진주만으로 유입하는 흐름이 발생하고, 저층에서는 진주만에서 광양만으로 유출하는 흐름이 발생하고 있다. 하계 노량수로의 표층에서 조류는 진주만에서 광양만으로 유출하는 중력순환류가 발생하고 있다.
2) 춘계 동-대방수로의 표층에서 조류는 진주만에서 외해로 유출하는 중력순환류가 발생하고 있다. 그러나, 하계 서-대방 수로에서는 전층에 걸쳐 진주만내로 유입하는 흐름 양상을 보여주고 있다.
전 층에 걸쳐 동-서 방향의 왕복 류가 탁월하게 일어났다. 상층과 중층에서 동-서 방향의 최대 유속은 약 165~175 cm/sec, 저층에서 최대유속은 약 150 cm/sec로 나타났다. 노량수로에서는 수평과 연직 방향으로 해수 교환이 활발하게 일어나기 때문에 상층, 중층 및 저층 간에 유속차가 작게 나타났다.
즉, 춘계 동-대방수로의 표층에서는 진주만에서 외해로 유출하는 중력순환류가 발생하고 있으나, 하계 서-대방수로에서는 전층에 걸쳐 진주만내로 유입하는 흐름 양상을 보여주고 있다. 유속의 크기는 서-대방수로에서 유속이 동-대방수로에서 유속보다 약 50~70 cm/sec 정도 크게 나타났다. 대방수로에서 계절별 해수 순환구조를 해석하기 위해서는 현장관측이 추가적으로 수행되어야할 것으로 사료된다.
이상의 결과를 종합해보면, 노량수로에서 계절적 흐름특성은 동계 표층에서는 광양만에서 진주만으로 유입하는 흐름이 탁월하고, 저층에서는 진주만에서 광양만으로 유출하는 흐름이 탁월하다. 하계 표층에서는 진주만에서 광양만으로 유출하는 흐름이 탁월하게 나타났으며, 하계 저층에서 관측은 실패하여 저층 흐름특성을 해석할 수 없는 아쉬움이 있다.
분조의 조화상수 결과를 Table 1에 나타냈다. 조류 조화분해결과 남-북 방향보다는 동-서 방향의 조류가 강하게 발생하였으며, 특히 M₂ 분조와 S₂ 분조가 탁월하게 일어났다. M₂+S₂분조의 진폭은 표층에서 137.

후속연구

유속의 크기는 서-대방수로에서 유속이 동-대방수로에서 유속보다 약 50~70 cm/sec 정도 크게 나타났다. 대방수로에서 계절별 해수 순환구조를 해석하기 위해서는 현장관측이 추가적으로 수행되어야할 것으로 사료된다.
특이하게도, 저층에서 표층에 걸쳐 모두 진주만내로 유입하는 흐름이 탁월하다. 여기에 대한 연구는 추가적으로 진행되어야 할 것으로 사료된다.
동계 노량수로를 통한 진주만의 해수순환은 표층에서는 진주만의 서쪽인 광양만에서 진주만으로 유입하는 흐름이 발생하고, 저층에서는 진주만에서 광양만으로 유출하는 흐름이 발생하고 있다. 즉, 동계 노량수로에서 해수순환은 전형적인 열염분순환 형태를 보여주고 있으나, 열염분순환을 보다 정확하게 해석하기 위해서는 수온과 염분의 추가적인 관측이 필요하다.

질의응답

핵심어	질문	논문에서 추출한 답변
	진주만의 해수유동은 어떻게 일어나는가?	본 연구의 대상해역인 진주만이란 강진만과 사천만을 합한 거의 폐쇄적인 만으로서 대단히 복잡한 지형을 가지고 있다. 진주만의 해수유동은 서쪽으로는 노량수로(Fig. 1의 정점 C1)를 통해 일어나고, 동쪽으로는 대방수로(Fig. 1의 정점 C2, C3)와 창선수로(남해도와 창선도 사이 수로)를 통해 일어나고 있다. 창조류시 진주만의 해수유동은 노량수로, 대방수로 및 창선수로를 통해 유입하고, 낙조류시에는 창조류와 반대 현상의해수순환이 발생하고 있다.
	진주만이란?	본 연구의 대상해역인 진주만이란 강진만과 사천만을 합한 거의 폐쇄적인 만으로서 대단히 복잡한 지형을 가지고 있다. 진주만의 해수유동은 서쪽으로는 노량수로(Fig.

참고문헌 (8)

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표제어: PCR

동의어: Packet Collision Rate

용어 설명 출처 목록 (6)

용어 설명: PCR은 세균 특이성이 있는 primer를 이용하여 적은 수의 세균이 있을지라도 쉽게 검출할 수 있는 유용한 방법이며, 이를 이용하여 구강 내 치면세균막이나 타액에서 직접 세균을 검출할 수 있게 되었다[8].

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