빈산소수괴 관측을 위한 소형 해양관측 시스템 개발
- Alternative Title
- Development of Small Ocean Monitoring System to observe Hypoxia
- Abstract
- 매년 4월경부터 남해안 전역에 빈산소수괴(Hypoxia)가 형성되어 연안에 산재되어 있는 어패류양식장에 막대한 피해를 일으키고 있으며, 특히 양식장이 밀집되어 있고 만을 형성하고 있는 진동만, 고성만, 자란만, 그리고 여수 가막만에는 만의 특성상 육지로부터 각종 담수의 유입이 빈번하고, 반폐쇄성으로 해수의 유동이 원활하지 않아서 다른 지역 보다 일찍 빈산소수괴(Hypoxia)가 형성되고 늦게 소멸되는 형태를 보이고 있다.
본 연구에서 빈산소수괴(Hypoxia)의 발생 원인분석 및 기작 규명을 위한 해양환경 요소를 관측하기 위한 관측시스템을 설계 및 제작하여, 2016년 5월경부터 자란만을 연구지역으로 선정해서 관측시스템을 설치하였다. 설치된 관측시스템은 기상자료를 위한 풍향∙풍속계를 상부에 설치하고, 내부에는 자료처리를 위한 Data Logger와 Cdma Communication Module, GPS를 설치하였고, 해양자료를 위한 수심(depth), 수온, 염분, 용존산소 센서를 해저면으로부터 약 1m간격으로 층별 계류하고, 하부 Bottom Mount의 Subsea Housing에는 전원을 공급하기 위한 축전지가 위치하고 있다. 본 시스템을 설계함에 있어서 해수면에 노출된 부이시스템의 부유 안정성 및 해저면에 설치된 Bottom mount의 계류 안정성을 고려하여 Flow Simulation과 현장검증을 병행하였다.
본 연구를 통해 설계 및 제작된 관측시스템은 국립수산과학원(NIFS:National Institute of Fisheries Science)의 “어장환경 관리사업”에 적용되어 현재 진동만, 고성만, 자란만, 가막만 등의 4개 지역 8개소에 설치되어 있으며, 각 관측소로부터 관측된 자료는 CDMA통신을 통한 이메일 방식으로 국립수산과학원(NIFS)에 전송되고, 또한 인근의 어민들에게 Led 전광판을 통하여 관측자료를 실시간으로 보여주고 있다. 선정된 연구지역에서 관측된 자료를 국립수산과학원의 빈산소수괴(Hypoxia) 발생상황속보의 관측자료와 비교하였으며, 빈산소수괴의 형성시기와 농도, 수심등이 대체로 일치하였음을 알 수 있었다. 결과적으로 본 연구를 통해 설계되고, 제작된 소형 해양 관측시스템이 빈산소수괴(Hypoxia)의 연구에 적용할 수 있는 최적의 관측시스템이라는 것을 제시하였다.
- Issued Date
- 2017
- Awarded Date
- 2017. 2
- Type
- Dissertation
- Keyword
- Hypoxia Monitoring system
- Publisher
- 부경대학교 대학원
- Affiliation
- 부경대학교 대학원
- Department
- 대학원 에너지자원공학과
- Advisor
- 김대철
- Table Of Contents
- 1. 서론 1
1.1 연구 배경 1
1.2 연구 동향 5
1.3 연구 목적 및 내용 10
1.3.1 연구 목적 10
1.3.2 연구 내용 11
2. 관측시스템 13
2.1 관측시스템의 정의 13
2.2 관측시스템의 설계 16
2.2.1 설계 개념 16
2.2.2 관측시스템의 세부 구성 18
2.2.3 설계 검토 및 도면화 26
2.2.4 계류 설계 30
2.2.5 관측시스템의 상세설계 34
3. 관측시스템의 조건별 해석 42
3.1 시뮬레이션 모델 42
3.1.1 모델의 물성치 44
3.2 표체(Hull)의 동적 해석 45
3.2.1 낙하 충격에 대한 해석 45
3.2.2 시뮬레이션 결과 46
3.3 표체(Hull) 주변 조류의 속도변화 분석 49
3.4 Subsea Housing의 정적 해석 51
3.4.1 압력 하중에 대한 해석 51
3.4.2 시뮬레이션 결과 52
4. 3D 모델링을 이용한 시스템 제작 54
4.1 3D 모델링 54
4.2 시스템 제작 및 도색 56
4.3 수조 시험 58
5. 관측시스템의 설치 59
5.1 관측지점 선정 60
5.2 해저지형조사 및 지질조사 63
5.2.1 조사 결과 64
5.3 관측시스템의 설치 71
5.3.1 현장 설치 71
5.3.2 계류안정성 확인 76
5.4 관측시스템의 유지 및 보수 77
5.4.1 유지 및 보수 79
5.4.2 센서검보정(Calibration) 83
6. 관측 결과 85
6.1 관측 기간 및 내용 85
6.2 관측 자료 분석 88
6.2.1 5월 88
6.2.2 6월 92
6.2.3 7월 96
6.2.4 8월 100
6.2.5 9월 105
7. 결론 110
참고문헌 112
감사의 글 118
APPENDICES 119
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- Doctor
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