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문제 정의
- , 2004)가 있다. 본 연구에서는 우리나라 연안해역에서 관측된 조석 조화 상수를 수집하여 조석특성과 비선형 조석의 공간분포를 파악하고, 비선형 조석이 뚜렷하게 나타는 목포항과 군산 외항에서 관측된 국립해양조사원의 장기간 조위자료를 조화분석하여 조석 조화상수의 시간변화를 조사하고, 비조화상수와의 관련성을 조사하였다. 비선형 분조의 조화상수의 공간분포 분석에는 기존 연구(Jung and Jeong, 2013)에서 활용한 자료에 추가로 국립해양조사원의 국가해양관측망 연간 백서(KHOA, 2012~2016)에 수록된 자료, 환경영향평가서보고서, 풍수해저감종합계획보고서, 설계보고서 등에 수록된 자료를 수집하여 포함하였다.
제안 방법
- 목포항과 군산외항에서 최근의 조석 조화상수 변화가 고조위, 저조위, 조차에 끼친 영향을 M2, S2, M4, MS4 분조의 조화 상수를 활용해서 검토하였다.
- 3cm가 높아졌다. 비선형 조석에 의한 영향을 평가하기 위해서, 4개 분조로 인한 1개월간 매시각 조위를 1개월간 계산하여 대조기 고조위와 저조위를 구하고, M2와 S2 분조의 합성 조석에 의한 값과의 차이를 계산하였다. 평균대조기 저조위(M2, S2, M4, MS4 분조의 합성조위의 최저치)는 서해남부해역에서 비선형조석의 영향으로 뚜렷하게 낮아졌다(Fig.
- 비선형 분조의 조화상수의 공간분포 분석에는 기존 연구(Jung and Jeong, 2013)에서 활용한 자료에 추가로 국립해양조사원의 국가해양관측망 연간 백서(KHOA, 2012~2016)에 수록된 자료, 환경영향평가서보고서, 풍수해저감종합계획보고서, 설계보고서 등에 수록된 자료를 수집하여 포함하였다. 비선형 조석이 고조위와 저조위 발생에 미친 영향에 대해서 분석하였으며, 비선형 조석특성이 뚜렷하게 나타나는 군산과 목포에 대해서는 비선형 조석이 고조위, 저조위, 조차에 미치는 영향을 검토하였다.
- 1보다 큰 지점은 대부분 서해남부해역에 위치한 정점이며, 이 해역에서는 조석파가 외해로부터 연안의 천 수역으로 접근함에 따라 비선형 성과 비대칭성이 크게 증가하고 있다. 비선형및 비대칭조석의발생과 조석형태수와 관계를 검토하였다. 비선형조석인 M4 분조와 MS4 분조의 진폭 합과 조석형태수의 관계를 보면, 조석 형태 수 0.
- 이러한 조석의 비대칭성은 바닥마찰, 수심변화, 단면변화 등에 의해서 발생하는 것으로 알려져 있다(Speer and Aubrey, 1985). 조석 비선형성과 비대칭성의 공간적인 분포특성을 조사하기 위해서 M4 분조와 M2 분조의 진폭비(Fig. 6)와 상대 위상차(Fig. 7)에 대해서 검토하였다. 비선형성의 정도를 평가하는 지표인 진폭비를 살펴보면, 목포 인근해역과 염하 수로에서 비선형성이 크게 발생하고 있으며, 군산해역, 제주도 북쪽 해역, 남해의 마산만에서도 크지는 않지만 비선형성이 발생하고 있다.
대상 데이터
- 본 연구에서는 우리나라 연안해역에서 관측된 조석 조화 상수를 수집하여 조석특성과 비선형 조석의 공간분포를 파악하고, 비선형 조석이 뚜렷하게 나타는 목포항과 군산 외항에서 관측된 국립해양조사원의 장기간 조위자료를 조화분석하여 조석 조화상수의 시간변화를 조사하고, 비조화상수와의 관련성을 조사하였다. 비선형 분조의 조화상수의 공간분포 분석에는 기존 연구(Jung and Jeong, 2013)에서 활용한 자료에 추가로 국립해양조사원의 국가해양관측망 연간 백서(KHOA, 2012~2016)에 수록된 자료, 환경영향평가서보고서, 풍수해저감종합계획보고서, 설계보고서 등에 수록된 자료를 수집하여 포함하였다. 비선형 조석이 고조위와 저조위 발생에 미친 영향에 대해서 분석하였으며, 비선형 조석특성이 뚜렷하게 나타나는 군산과 목포에 대해서는 비선형 조석이 고조위, 저조위, 조차에 미치는 영향을 검토하였다.
- 우리나라 연안해역에서 조석특성의 공간분포를 파악하기 위해서 Fig. 1의 181개 정점에서 관측되어 분석된 조석 조화 상수를 수집하여 분석하였다. 우리나라 연안해역의 전반적인 조석 분포특성을 파악하기 위해서 대조기 조석간만의 차(M2, S2, K1, O1 분조의 합성작용에 의한 최대진폭, Fig.
성능/효과
- 2)를 검토한 결과, 서해안 북쪽 인천해역에서 가장 크고, 남해안을 거쳐 동해안으로 가면서 전반적으로 대조차가 크게 감소하였다. 대조차를 자세히 살펴보면, 인천 앞바다에서 최대 992 cm이고, 서해안에서는 남쪽으로 가면서 감소하고, 남해안은 서쪽에서 동쪽으로 가면서 감소하는 경향을 보였으며, 동해안에서는 조차가 다른 해역에 비해서 매우 작았다. 관측된 대조차의 최솟값은 구룡포에서 19.
- (2005a)와 고조위 변화에는 약간이 차이가 있으나 경향성은 대체로 일치한다. 따라서 고조위와 저조위 변화가 4개 분조의 변화와 밀접하게 관련되어 있음을 확인할 수 있었다. 새만금 방조제 건설로 인한 조위 변화를 모델링한 결과(Min etal.
- 9 cm 증가하였으며, 이 결과는 조위 자료를 분석한 고극조위의 변화량 48 cm와 대체로일치한다. 따라서 목포항에서 고조위 변화는 주로 반일주조와 비선형 분조의 변화에 의해서 주로 발생하였음을 확인할 수 있었으며, 반일 주조와 비선형 분조의 변화로 인해서 영산강하구언 건설 전에 비해서 평균대 조기 저조위는 32 cm 하강하고, 평균대조기 조차는 73.9 cm 증가하였다. 군산외항에서는 금강하구언 건설로 변화가 발생하지는 않았으나 새만금 방조제 건설 와 관측소 위치 이전으로 인해서는 고조위는 하강하고, 저조위는 상승하였다.
- 1 cm가 증가하였다. 세 차례의 해안개발로 인해서 반일주조에 의해서 고조위가 30.9 cm 증가하고 저조위가 30.9 cm가 하강하였으나, 4개 분조의 합성조석에 의해서는 고조위가 41.9 cm 증가하고, 저조위는 32 cm가 하강하였다. 따라서 비선형 분조들에 의해서 고조위는 11 cm가 증가하고, 저조위는 1.
- 1의 181개 정점에서 관측되어 분석된 조석 조화 상수를 수집하여 분석하였다. 우리나라 연안해역의 전반적인 조석 분포특성을 파악하기 위해서 대조기 조석간만의 차(M2, S2, K1, O1 분조의 합성작용에 의한 최대진폭, Fig. 2)를 검토한 결과, 서해안 북쪽 인천해역에서 가장 크고, 남해안을 거쳐 동해안으로 가면서 전반적으로 대조차가 크게 감소하였다. 대조차를 자세히 살펴보면, 인천 앞바다에서 최대 992 cm이고, 서해안에서는 남쪽으로 가면서 감소하고, 남해안은 서쪽에서 동쪽으로 가면서 감소하는 경향을 보였으며, 동해안에서는 조차가 다른 해역에 비해서 매우 작았다.
- 위상에 대한 결과도 대체로 본 연구결과와 거의 일치한다. 이 결과들로부터 목포항에서 고조위 변화는 반일주조와 비선형 분조의 변화에 의해 주로 발생했을 가능성을 추론할 수 있다. M2 분조와 M4 분조간의 상대위상차는 영암방조제와 금호방조제 건설기간에 크게 증가하여, 180도로부터 더 멀어져서 낙조 우세 현상이 크게 심화되었다.
- 4cm를 증가하였다. 이상과 같은 결과를 종합해 보면, 군산 외항에서는 금강하구언 건설로 인해서 대조기 고조위가 2.2 cm가 증가하고, 대조기 저조위는 4.4 cm 하강하였으며, 조차는 6.6 cm가 증가하였다. 군산외항에서 조위 관측결과를 분석한 결과(Kang et al.
- 25보다 작은 반일주조형 조석이 발생하는 지역에서 주로 발생하였다. 이상과 같은 결과를 종합해보면, 조석형태수가 0.5보다 큰 해역에서는 조석의 비선형성과 비대칭성이 거의 나타나지 않으며, 창조 우세현상은 반일주조형 조석이 발생하는 해역에서 발생하고, 낙조 우세현상은 반일주조가 우세한 혼합형 조석이 발생하는 해역에서 주로 발생한다.
- 18)를 살펴보면, 영산강하구언 준공(YSRD), 영암방조제 준공(YAS) 시점에서 뚜렷하게 반일주조와 비선형 분조들의 위상이 빨라졌으며, 금호방조제 준공(KHS) 시점에서 약간 빨라지고, 그 이후에는 거의 변화하지 않았다. 이상과 같은 변화로 인한 조위변화를 살펴보기 위해서 영산강하구언 건설 전, 영암방조제 준공 전(영산강하구언 건설 후), 금호방조제 준공 후의 평균대조기 조위의 시간변화를 보면, 고조위는 지속적으로 상승하였으며, 저조위는 지속적으로 하강하였고, 낙조시간이 짧아져서, 낙조류 우세현상이 심화되었다(Fig. 19). 과거에 비해서 대조기 고조위는 상승하였고 낙조 위는 하강하였으며, 조석간만이 차가 증가하였고, 위상은 빨라졌다(Fig.
- 9). 자세히 살펴보기 위해서 M4 분조의 진폭에 대해서 조석 형태 수 0에서 0.6 사이를 확대해 보면, 반일주조형과 반일주조가 우세한 혼합형 조석의 경계치를 나타내는 조석 형태 수 0.25 부근인 0.15에서 0.45인 구간에서 대부분 발생하였다(Fig. 10). 조석 비대칭성과 조석형태수와의 관계(Fig.
- 전국 연안에서 대표적인 조석성분인 반일주조(M2와 S2), 일주조(K1와 O1) 그리고 비선형 분조(M4와 MS4)의 진폭과 위상을 토대로 조석특성과 비선형 조석의 공간분포를 조사한 결과, 평균대조차는 최대 992 cm, 최소 19.8 cm이고, 비선형 조석은 서해 남부해역에서 주로 발생하였고, 한강 하류인 강화도 인근해역, 군산해역, 진해만 해역에서도 발생하였다. 대부분 해역에서 M2 분조와 M4 분조의 진폭비가 0.
- 4 미만의 구간에서 비대칭 조석이 주로 발생하고있었으며, 비대칭성이크지않은상대위상차 180도 부근에서 조석형태수가 커지는 모습을 보였다. 조석 형태 수가 0.25보다 큰 구간에서 값이 클수록 180도에 인접한 상대 위상차를 보였으며, 낙조우세형 조석은 조석형태수가 0.25보다 큰 반일주조가 우세한 혼합형 조석이 발생하는 구간에서 주로 발생하였으나 창조우세형 조석은 조석형태수가 0.25보다 작은 반일주조형 조석이 발생하는 지역에서 주로 발생하였다. 이상과 같은 결과를 종합해보면, 조석형태수가 0.
- 5보다 크고 3보다 작으면 일주조가 우세한 혼합형 조석, 3보다 크면 일주 존형 좌석으로 분류된다(Pugh, 1987). 조석형태수의 분포(Fig. 3)를 살펴보면, 서해 중부와 북부 연안해역에서는 반일제 조형 조석 특성을 보였으며, 서해남부와 남해서부 그리고 제주도 인근 해역에서는 반일주조가 우세한 혼합형 조석특성을 보였다. 특이하게도 인천해역에서는 반일주조형 조석특성을 보였으나 외해에서는 반일주조가 우세한 혼합형 조석특성을 보였다.
- 목포항에서 반일주조와 비선형 분조의 조화상수 시간 변화는 다음과 같다. 진폭 변화(Fig. 17)를 살펴보면, 반일주조인 M 분조와 S2 분조의 진폭은 영산강하구언(YSRD) 준공시점에서 크게 증가하였으며, 이와 연동하여 비선형 분조인 M4 분조와 MS4 분조의 진폭도 뚜렷하게 증가하였다. 그 이후로는 영암방조제 준공시점에서 반일주조의 진폭은 약간 증가하였으나 비선형 분조는 거의 변화하지 않았고, 새만금 방조제 준공 후에는 약간 감소하였다가 증가하였다.
- 따라서 비선형 조석성분인 M4 분조와 MS4 분조가 뚜렷하게 나타나는 해역에서는 반일주조와의 상대위상차로 인해서 고조위와 저조위가 변화하게 된다. 평균대조기 고조위(M2, S2, M4, MS4분 조의 합성조위의 최고치)는 비선형 분조의 영향으로 인해서 인천해역과 서해남부해역에서는 낮아졌으며, 군산 해역에서는 높아졌다(Fig. 14). 목포해역에서 최대 21 cm, 인천해역에서는 최대 18.
- 평균대조기 고조위와 저조위 변화(Fig. 23 & 24, Table 3)를 살펴보면, 금강하구언 건설로 인한 4개 분조의 변화로 인해서 고조위는 0.7 cm가 증가하고, 저조위는 5.9 cm가 하강하고, 조차는 6.6 cm가 증가하였다.
- 비선형 조석에 의한 영향을 평가하기 위해서, 4개 분조로 인한 1개월간 매시각 조위를 1개월간 계산하여 대조기 고조위와 저조위를 구하고, M2와 S2 분조의 합성 조석에 의한 값과의 차이를 계산하였다. 평균대조기 저조위(M2, S2, M4, MS4 분조의 합성조위의 최저치)는 서해남부해역에서 비선형조석의 영향으로 뚜렷하게 낮아졌다(Fig. 15).최대 하강치는 목포해역에서 48.
- 목포해역에서는 비선형 조석으로 인해서 저조위가 고조위 보다 크게 낮아졌으며, 군산해역에서는 고조위가 상승하였으며, 인천해역에서는 고조위와 저조위가 비슷한 크기로 낮아졌다. 평균대조기 조석간만의 차는 목포 해역과 군산해역에서 증가하였으며, 증가치는 목포해역에서 최대 44.7 cm이다(Fig. 16). 군산해역에서는 저조위는 거의 변동하지 않았으나, 고조위 상승으로 인해서 대조차가 약간 증가하였다.
- 25보다 작은 구간에서 발생하였다. 해안개발로 인한 반일주조와 비선형 분조의 인해서 목포항과 군산 외항에서 고조위와 저조위 그리고 조차가 주로 변화되었음을 확인할 수 있었다. 목포항에서는 고조위가 41.
후속연구
- 따라서 1996년부터 2010년 사이의 조위변화의 절반은 새만금 방조제가 나머지 절반은 2006년 12월 조위관측소 위치 이전으로 발생한 것으로 추정할 수 있다. 군산내항에 대한 정확한 평가는 본 연구에서는 포함하지 않았으나 내항 인근에 주거지가 집중되어 있는 점을 감안하면, 추후 관측결과의 분석과 조석 모델링 등을 통해서 추가적으로 검토해야 할 것이다.
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