인공 해중산 설치에 따른 해수의 물리적 특성 변화

Abstract

본 논문은 한국 남해안(경남 거제도 앞바다 매물도와 국도 사이해역)에 위치하고 있는 인공 해중산 주변해역의 수온ㆍ염분 및 유동의 물리적 특성 변화를 파악하고자 한다. 먼저, 동계 수온, 염분 및 밀도의 분포를 살펴보면 표ㆍ저층간의 연직혼합에 의하여 그 차가 작게 나타났다. 춘계에는 수심이 얕은 연안역보다 성층의 형성시기가 늦어 연구해역에서는 성층을 볼 수 없었으며, 표층 10 m 이천에서 태양 복사열에 의한 가열현상을 볼 수 있었다. 또한 하계는 표층 수온의 상승으로 표ㆍ저층간의 성층이 약 10~20 m에 형성되었으며 추계에는 하계에 존재한 강한 성층이 서서히 파괴되어 하계보다 약 20 m 깊어진 수심 30~40 m 에 성층이 존재하였다. 또한 성층이 형성되는 하계 및 추계의 수온의 기울기(vertical gradient)는 하계에 해중산 동쪽보다 서쪽에서 기울기가 크게 나타났으며, 추계에서도 서쪽에서 기울기가 크게 나타났다. ADCP(Acoustic Doppler Current Profiler)를 이용한 유동 정점관측 결과는 해중산 구축 전에는 표층과 저층의 유속차이가 약 5.9 cm/sec로 저층에서도 표층과 차이가 없는 강한 유속의 존재를 발견하였으며 인공적으로 용승을 발생시킬 수 있는 가능성을 확인하였다. 또한 해중산(18 m × 40 m × 40 m ; H × W × L)이 설치 된 후의 정점관측결과 수심 약 27~35 m을 경계로 상층과 하층에서의 유동구조가 바뀌는 분포 특성을 나타냈다. 한편 해중산의 규모가 연장된 16~20 m × 42 m × 80 m(H × W × L)일 때 실시한 정선관측 결과 수심 약 30~40 m를 기준으로 상층과 하층이 다른 경계수심이 존재하였으며, 창ㆍ낙조시에 따라 유동분포가 다르게 나타났다. 또한 연직유동성분(w-component)은 수심과 지역에 따라 상승류와 하강류가 번갈아 분포하였으며 연장된 관측범위에서는 상승류와 하강류의 범위가 연장되어 번갈아 나타났다. 한편 ADCP의 수평유동성분(u, v-component)을 이용하여 계산된 연직전단(vertical shear) 및 상대와도(relative vorticity)는 대ㆍ소조기 및 창ㆍ낙조시에서 상승류가 발생하는 지역에서 연직전단은 큰 값을 나타내었고, 상대와도는 +값으로 상승류의 방향을 나타내었다. 이러한 결과는 유동성분의 상승류 분포역과 유사하게 나타났다.

To illustrate the variation of physical factors like water temperature, salinity, current around artificial seamount which is located in the South Sea of Korea, CTD observations and current measurements using ADCP (Acoustic Doppler Current Profiler) during neap and spring tides were carried out from April, 2005 to November, 2006. Temperature, salinity and density(sigma-t) was nearly homogeneous through the whole depth by mixing of the seawater in winter. Stratification was not clear in spring, and it was only formed weakly in the surface layer shallower than 10m. In summer, stratification was formed between 10m and 20m depth, and in autumn between 30m and 40m. Vertical gradient of temperature was larger than that in the part of western area along the artificial seamount in summer and autumn. Difference in current velocity between surface and bottom layer before artificial seamount was not set up about 5.9 cm/sec, it means that relatively strong current exists in the bottom layer. Current direction after the set up of artificial seamount (size : 18 m × 40 m × 40 m; H × W × L) were shown different in the upper layer and lower layer, the boundary between the upper layer and lower layer was at 27~30m depth. When the size of the seamount was 40m in length bigger, the boundary was formed at 30-40m. Upwelling and downwelling were occurred around the seamount, and these vertical flows were connected from surface to bottom. The distribution of vertical shear and relative vorticity support the vertical flow around the seamount. The strength of vertical shear was higher and the direction of relative vorticity was anticlockwise (+) around the upwelling area.