본 연구에서 하역크레인을 장착하여 모선과 연안항만간 컨테이너를 단거리 운송하는 것으로 새로운 개념의 해상운송시스템인 모바일하버를 소개하였다. 초대형 컨테이너선박이 직접 연안항만에 접이안하는 대신에 모바일하버가 해안에서 일정거리 이격되어 모선이 정박하기에 수심여건이 양호한 작업장까지만 이동한다. 따라서, 모바일하버의 적용을 위한 국내 무역항의 해안환경, 기술적 조건 및 한계에 대한 조사는 필연적 과정이다. 모바일하버의 접근성을 파악하기 위하여 환경조건, 화물하역처리능력, 해상교통량 및 교통류를 해상교통시뮬레이션 및 가상항로표지시스템의 툴을 사용하여 분석하였다. 수집한 정보의 분석과 적용서의 평가를 통해 최적수준의 남해안 및 동해안 무역항에 대한 모바일하버 정박장은 (1) 기상 및 해상자연환경조건면에서 마산항, 울산항, 부산신항의 순으로, (2) 해상교통 및 수역시설여건의 조건에서는 목포, 부산신항, 동해묵호항의 순으로, (3) 화물처리의 현장능력 및 지역무역항의 운영실태분석으로는 부산권, 여수광양권, 목포권으로 나타났다. 본 연구를 통해 최적의 항만 및 작업장 선정을 위한 기준을 제시하였으며, 모바일하버가 현장에 적용되기 위해서는 초대형선박과 모바일하버의 접안 및 화물작업이 이루어지는 해역에서 해상교통안전을 확보하기 위한 선박자동식별시스템 등 가상항행보조시설이 도입되어야 할 것으로 본다.

As analyzed the estimated values of the daily delivery loads from thirteen major side streams such as Naesung-river, Keumho-river, Hwang-river, Nam-river during five years (from 1999 to 2003), the daily BOD inflow into the main stream of Nakdong river in 2003 shows the highest quantity as 31.1 ton and the daily BOD inflows in 1999, 2000, 2001, and 2002 are 26.7 ton, 22.5 ton, 21.0 ton, 25.8 ton, respectively. The daily TN inflow into the main stream of Nakdong river in 2003 shows also the highest quantity as 64.9 ton and the daily TN inflows in 1999, 2000, 2001, and 2002 are 55.19 ton, 46.27 ton, 39.5 ton, 53.38 ton, respectively. The daily TP inflow into the main stream of Nakdong river in 2003 shows the highest quantity as 2.70 ton likewise and the daily TP inflows in 1999, 2000, 2001, and 2002 are 2.17 ton, 1.87 ton, 1.60 ton, 2.10 ton, respectively. The rate of BOD loads from each side main stream into the main stream of Nakdong river shows that the BOD loads of Keumho-river are the highest as the values range from 32.8 % (2002) ～ 35.1 % (2003) and the BOD loads of Nam-river, Naesung-river, Hwang-river are high in the order named. The rate of TN loads to the main stream is also similar to the trend of BOD loads. The contribution of the TN loads of Geumho-river to the contamination of the main stream is also the highest having a range from 27.0 % (2002) to 28.8 % (1999) among the main side streams and the TN loads of Naesung-river, Nam-river, and Heachun-river are high in the order named. The rate of TP loads is quite different from the trend of BOD and TN loads. The TP rate of Keumho-river, however, is still the highest as ranging 58.6 % (2002) to 61.7 % (2003) and the river has the biggest portion (over 50%) of the entire pollution to the main stream of Nakdong river.

The delivery load data obtained from Nakdong river basin are used for developing the model estimating the daily delivery load on the main side streams of Nakdong River. The developed model assesses the daily contamination loads of the main thirteen side streams that contribute to the main stream of Nakdong river. It is developed that the model using the simplified equation that can estimate the daily delivery loads on the side main streams of Nakdong river for a period of having no data of the water quality and flow. The developed model for estimating the daily delivery loads from the main side streams in Nakdong river basin on each item such as BOD, TN, and TP is expressed as Daily delivery load (kg / day) = Production load (kg / day)×(1−α)×(daily runoff / average runoff per year)γ. The estimated values obtained by using the model are almost fit to the calculated values (real data) that have been acquired from the thirteen main side streams in Nakdong river basin. The correlation coefficient values, R, that indicate the correlation between the estimated and the calculated show over 0.7 that mean the estimated values from the used model are adapted to the real data except TN values of Nam-river, Hwang-river, Gam-river, We-river. Especially, the correlation of TP values between the estimated and the calculated implies quite a creditable data to use.

오늘날에 항만부진동의 문제는 대형선박이 입출항하는 항만의 설계에서 가장 현저한 인자로 작용한다. 연안 항만에서 탄성체의 삭으로 계류하고 있는 대형 선박은 장주기파랑과 계류시스템간의 공진으로 인해 종종 이탈되기도 한다. 특히, 장주기 파랑의 증폭비가 현저해지면 화물의 하역에 장애를 가져오며 계류삭이 절단되는 경우도 발생한다 이중 국내에서 부진동의 문제가 가장 현저하게 나타난 항만은 포항신항이며, 이에 따른 문제가 도선사 협회나 지역해양수산청으로부터 보고되고 있다. 그러나 이 항만에서 부진동을 야기하는 장주기 파랑의 내습을 막는 것은 어렵다. 더구나 정부는 이미 포항신항에서 발생하고 있는 이러한 문제점을 해결하지 않고 영일만의 입구에서 신항만 건설을 이미착수해놓고 있다. 본 연구는 영일만 입구의 4.1km에 달하는 방파제 건설과 신항만 계획을 반영하여 이들이 항만 부진동에 어떠한 변화를 가져오는 것인가에 대해 다룬다. 사용한 수치기법은 확장완경사방정식을 사용한 표준형식을 갖춘 것으로 수치실험결과를 이전 연구를 통해 이루어진 관측치와 비교하였으며, 이것이 어느 수준까지의 토론으로 이끌어 낼 것이며 장래 항만개발에 변화를 가져올 것으로 본다.

최근 부산 신항만의 1단계 개발이 북 컨테이너 터미널쪽으로 가시적으로 나타나고, 12,000TEU 대형 컨테이너선을 서비스할 수 있도록 접근 수로 및 박지의 수심을 기존 15m 에서 18m로 준설작업을 통해 증심시킴과 아울러, 신항만의 웅동만 내 일부 수역을 매립하는 것으로 항만배후지 부분의 매립계획에 대한 수정이 논의되고 있다. 더구나 2003년 태풍 매미의 내습 이후 이곳 해역에서 항만구조물 설계의 기준이 되는 입사 파랑의 변화로 인해 각 부두에서의 극한파랑조건 및 항만 내 정온도에도 다소의 변화가 발생할 것으로 예상되어 각 부두에서의 정온도 분석이 뒤따라야 한다. 따라서 본 연구에서는 이들 변화에 대한 수치모델을 구성하고 실험을 수행한 후 현장 계측 자료와 함께 실험결과를 비교하였으며, 아울러 유동장에 대해서도 검토하였다. 결과, 전반적으로 항만의 반응이 증가되는 편이나 우려할 수준에 이르지는 않았지만 일부 구간에서는 태풍내습 시 대비하여야 하는 경우도 발생하였다.

복잡한 수심을 가진 연안해역에서 파랑의 천수효과, 굴절, 회절, 부분반사, 해저마찰, 쇄파의 영향까지를 고러한 파랑모델의 도입은 대부분의 해안공학 설계나 방재 문제에 매우 중요한 요소이다. 파랑이 심해역에서 수심이 말은 친해역으로 이동함에 따라. 파랑의 기본적 특성이 변하며, 파에너지는 천해역과 섬, 해안 보호 구조물, 불규칙한 연안 경계와 다른 지리적 특징에 의하여 파봉선을 따라 재분산된다. 또한, 쇄파가 발생하는 쇄파대에서나, 해안선 및 구조물의 경계에서 반사된 까가 그 입사파와 상호 작용을 하는 영역을 통과하면서 격한 변화를 일으킨다. 완경사방정식 파랑모델의 현장 적용은 지금까지 여러 모델이 다루지 못한 파창변환과정을 이해하는데 도움을 줄 것이다. 본 연구에서는 영일만 신항만의 건설이 이루어질 영일만 내의 넓은 수역에 대해 파랑의 변환과정을 보다 합리적으로 해석하기 위해 확장완경사방정식 파람모델을 구성하고, 신항건설 전,후의 해면변동과 신항만 개발에 따른 포항 구항해역 및 포항 신항해역 등 인접해역에서의 정온도 변화를 비교 분석하는 것을 골자로 하고 있다. 이러한 시도가 광역항만권 개발에서 쉽게 누락시킬 수 있는 기존항만에 대한 파생적 영향을 반드시 분석하도록 하는 계기가 될 것으로 본다.

복잡한 수심을 가진 연안해역에서 조석, 바람과 파랑에 의해 발생된 흐름의 영향까지를 고려한 파랑모델의 도입은 대부분의 해안공학 설계나 방재 문제에 매우 중요한 요소이다. 근해역에서 수심변화에 의한 굴절 및 천수효과, 흐름에 의해 유발되는 굴절효과, 파형경사에 따를 쇄파, 회절, 바람에 의한 파의 성장, 파랑 상호간의 간섭, 파랑과 흐름의 상호 간섭 및 에너지 재분포 등을 다룰 수 있다는 점에서 정상상태 스펙트럼 모델의 현장 전용은 지금까지 여러 모델이 다루지 못한 부분을 해소하게 될 것이다. 본 연구에서는 부산 신항만 건설이 이루어지고 있는 가덕인접의 넓은 수역에 대해 파랑의 변환과정을 보다 합리적으로 해석하기 위해 스펙트럼 모델을 적용하고 기존의 모델 결과와 비교 분석하는 것을 골자로 하고 있다. 이러한 시도가 가까운 장래에 항만설계 및 방재시스템 분야에서 보다 안전하고 널리 스펙트럼 모델을 적용하게 하는 계기가 되도록 의도하였다.

The wind generated circulation model describes the phenomenon based on the following physical assumptions: a) As the horizontal dimension of the flow domain is several orders of magnitude larger than vertical dimension, nearly horizontal flow is realistic. b) The time taken for circulation to develop may effect on the flow domain of the earth's rotation, the contribution of the Coriolis force. c) A flow domain of large dimension results in quite large Reynolds number and the Reynolds stresses are approximated by the turbulent mean velocity gradient. d) The circulation is forced by the shear stresses on the water surface exercised by the wind. Modification made to the depth average approximation of the convective terms and the bed shear stress terms by adopting a certain distribution of current over the depth and laboratory measurements for the bed shear expression. Modification circulation patterns, energy evolution and surface profile gave the significant differences comparing with the classical model results. The modified model results in higher free surface gradients balancing both the free surface shear and the bed shear and consequently to higher surface profiles along the coast.