본 연구는 서해에 위치한 영광 연안해역의 해양수질환경 및 해저퇴적물 환경을 파악하여 기초자료로 제공하고자 한다. 영광 안마도 인근 해역의 21개 정점을 선정하여 2020년 7월에 조사를 실시하였다. 표층해수는 고무 용질의 소형바스켓, 저층은 Van Dorn 채수기를 이용하여 채수하였고, 퇴적물은 Van Veen grab sampler로 채취하였다. 분석항목은 수온, 염분, DO, COD, 영양염류 등 13개의 항목이며, ‘해양환경공정시험기준(해양수산부, 2019)’에 준하여 분석을 실시하였다. 수온은 21.20 ~ 24.20℃, 염분은 31.35 ~ 32.53 psu, 수소이온농도 는 7.62 ~ 8.06, 투명도는 0.20 ~ 3.10 m, 부유물질 농도는 47.00 ~ 455.20 mg/L, COD의 경우에는 0.42 ~ 3.78 mg/L, Chl-a는 0.70 ~ 5.51 μg/L, 용존 무기질소는 0.28 ~ 4.17 uM, 인산은 0.24 ~ 1.14 uM, 규산 규소는 16.28 ~ 35.35 uM, 총 질소는 0.186 ~ 0.542 mg/L, 총 인의 경우 0.037 ~ 0.111 mg/L 의 범위를 나타내었다. 퇴적물 COD의 경우 일본수산용수기준치인 20 mg/g-dry(일본수산자원보호협회편, 2000)보다 낮은 값을 나타내었다. 또한 주성분 분석을 실시하여 해역의 특성을 파악하였다.

본 연구는 남해에 위치한 광양만 해역의 해양수질환경 및 해저퇴적물 환경을 파악하여 기초자료로 제공하고자 한다. 광양만 인근 해역의 12개 정점을 선정하여 2020년 5월 춘계, 2020년 8월 하계에 걸쳐 조사를 실시하였다. 표층 해수는 고무 용질의 소형바스켓, 저층은 Van Dorn 채수기를 이용하여 채수하였고, 퇴적물은 Van Veen grab sampler로 채취하였다. 분석항목은 수온, 염분, DO, COD, 영양염 류 등 13개의 항목이며, ‘해양환경공정시험기준(해양수산부, 2019)’에 준하여 분석을 실시하였다. 수온은 평균 16.11 ~ 25.66 ℃, 염분은 평 균 5.24 ~ 32.23 psu, 수소이온농도는 평균 7.87 ~ 8.19, 투명도는 0.83 ~ 1.76 m, 부유물질 농도는 평균 8.12 ~ 18.74 mg/L, COD의 경우에는 평균 0.74 ~ 1.81 mg/L, Chl-a는 평균 0.26 ~ 1.61 μg/L, 용존 무기질소는 평균 2.57 ~ 22.31 uM, 인산은 평균 0.18 ~ 0.71 uM, 규산 규소는 평 균 26.35 ~ 122.35 uM, 총 질소는 평균 0.121 ~ 1.008 mg/L, 총 인의 경우, 평균 0.025 ~ 0.082 mg/L 의 범위를 나타내었다. 퇴적물 COD의 경우 일본수산용수기준치인 20mg/g-dry(일본수산자원보호협회편, 2000)을 적용한 결과 춘계에는 넘지 않았으나 하계에는 다소 넘는 것을 나타내었다. 또한 주성분 분석을 실시하여 해역의 특성을 파악하였다.

본 연구는 남해에 위치한 동중국해 해역의 해양수질환경 및 해저퇴적물 환경을 파악하여 기초자료로 제공하고자 한다. 동중 국해 해역의 24개 정점을 선정하여 2019년 8월 하계, 2020년 8월 하계에 걸쳐 조사를 실시하였다. 표층 해수는 고무 용질의 소형바스켓, 저층은 CTD 채수기를 이용하여 채수하였고, 퇴적물은 Van Veen grab sampler로 채취하였다. 분석항목은 수온, 염분, DO, COD, 영양염류 등 13개의 항목이며, ‘해양환경공정시험기준(해양수산부, 2019)’에 준하여 분석을 실시하였다. 표층에서 수온은 평균 27.72 ~ 28.44℃, 염분 은 평균 28.13 ~ 28.81 psu, 수소이온농도는 평균 7.19 ~ 7.80, 부유물질 농도는 평균 7.12 ~ 10.17 mg/L, COD의 경우에는 평균 2.23 ~ 2.50 mg/L, Chl-a는 평균 0.61 ~ 0.72 μg/L, 용존 무기질소는 평균 1.96 ~ 5.38 uM, 인산은 평균 0.06 ~ 0.07 uM, 규산 규소는 평균 7.53 ~ 14.09 uM, 총 질소는 평균 0.230 ~ 0.510 mg/L, 총 인의 경우, 평균 0.020 ~ 0.030 mg/L의 범위를 나타내었다. 퇴적물 COD의 경우 일본수산용수기준치인 20 mg/g-dry (일본수산자원보호협회편, 2000)보다 낮은 값을 나타내었다. 또한 주성분 분석을 실시하여 해역의 특성을 파악하였다.

위험유해물질(HNS, Hazardous and Noxious Substances)은 해상운송 과정에서 다양한 사고에 노출되어 있어 많은 양이 바다에 유출 될 우려가 있다. HNS 유출에 따른 해양환경의 손상은 유류 유출에 의한 손상보다도 훨씬 큰 것으로 알려져 있다. 특히 해저로 침강하여 침적되는 HNS는 해저생태계에 돌이키기 어려운 피해를 주게 되므로, 반드시 회수되어야 한다. 해저로부터 HNS를 회수하기 위해서는 해저침적 HNS에 대한 정확한 탐지, 안정화 처리 및 회수를 위한 절차와 장비가 필요하다. 그 중에서도 기계적 회수장치를 개발하기 위해서는 성능지표를 이용하여 성능요건을 선정하고, 이를 토대로 기계적 회수장치에 대한 개념설계가 이루어져야 한다. 따라서 본 연구에서는 해저침적 HNS의 회수 절차에서 요구되는 기계적 회수장치에 대한 개념설계안을 제시하였다. 개념설계안으로 해저침적 HNS를 회수하기 위한 기본 시나리오를 제시하고, 자체적 밀폐 성능을 가지는 흡인 기초를 활용하는 방안을 채택하였다. 기계적 회수장치는 흡인 기초, 오 염 방지, 펌프 시스템, 제어 시스템, 모니터링 장비, 위치정보 장비, 이송 장비, 탱크로 구성된다. 이러한 개념설계안은 기계적 회수장치의 부품 및 형상을 결정하는 기본설계에 반영되어 활용될 것으로 기대된다.

해상을 통하여 운송되는 화학물질은 6,000여종에 이르며, 이러한 화학물질에는 해양을 오염시키거나 해양생물에 해로운 HNS(Hazardous and Noxious Substances)가 포함되어 있다. 해상운송 과정에서 바다로 유출된 HNS는 해상 및 해중에서 물리적, 화학적 변화 를 거치게 되는데, 어떤 종류의 HNS는 해저로 침강하여 퇴적되기도 한다. 해저에 침적된 HNS는 해저생태계에 커다란 악영향을 주기 때문에 해저침적 HNS를 탐지․처리하여 회수하는 것이 바람직하다. 따라서 본 연구는 해저침적된 HNS를 회수하기 위한 기계장치를 개발할 때, 최우선으로 고려해야 하는 성능요건을 제시하였다. 해저의 오염물질을 회수하기 위하여 현재 사용되는 다양한 방식의 준설장비에 대하여 조사하고, 준설장비의 방식별 성능지표를 분석함으로써 기계장치에 대한 10가지의 성능지표를 선정하였다. 이러한 성능지표를 활용하여 해저침적 HNS 회수용 기계장치의 개발을 위한 성능요건을 제안하였다. 국내 항만의 수심을 고려하여, 해저침적 HNS 회수용 기계장치 의 성능요건을 생산율(50 ~ 300 m3/hr), 최대운용수심(50 m), 저질 종류(대부분의 저질 형태), 고형률(10 % 이상), 수평 작업 정확도(± 10 cm), 제한 유속(3 ~ 5 knot) 등으로 제안하였다. 이러한 성능요건은 해저침적 HNS 회수용 기계장치의 개념설계와 기본설계에 활용될 것으로 기 대된다.

The cast iron pipe protection of submarine cables has a bump in the connection, so the guide device for checking the position and location of the submarine cable must pass through the curved surface. Since the connection is present at a regular intervals, impact loads are periodically applied, affecting the durability of the guide device. In this study, the design was changed to improve the durability of guide device links. And for the analysis of the durability for link of guide device, the flexible dynamic analysis of the guide device was performed using MSC.Adams, and the dynamic stress acting on the link was calculated using MSR(Modal Stress Recovery) method. As a result, the dynamic stress is reduced by 17.9%~31.1%. In addition, durability was calculated for the initial model and the improved model. As a result, the durability of the new model was improved more than 200 % better than to the initial model.

An underwater cable guide device which is using the caterpillar movement to move smoothly along the slippery and curved surface of the cast iron pipe was developed. We performed structural analysis with maximum stress and structural safety for the designed guide device. As a result of the structural analysis, the maximum stress occurred between the connecting link and the pin, and it was confirmed that it was structurally safe by satisfying the safety factor of 2.5 or more. In addition, we performed modal analysis to find out the possibility of resonance between the guide device and motor for driving the Caterpillar. The natural frequency of guide device was calculated to be higher than the frequency of motor ,so no resonance was found. We tested performance of the developed guide device, the target performance was satisfied in the watertight test, salt spray test, vibration test, and durability test.

부산 남항은 도심 속의 다기능 항만으로 공동어시장, 선박수리소, 연근해 및 원양어선 접안시설 등이 설치되어 산업 활동이 활발하다. 산업 활동으로 인해 발생한 유해화학물질이 해저퇴적물에 지속적으로 유입되어 축적되면 수생생태계와 인간에게 영향을 끼칠 수 있다. 따라서 부산 남항에서 2013년 11월(1차), 2014년 11월(2차)에 8개 정점을 선정하여, 해저퇴적물 중 다환방향족탄화수소류(PAHs), 폴리 염화비페닐(PCBs), 부틸계유기주석화합물(BTs)를 분석하여 부산 남항의 농도분포 특성 및 유입원을 밝혀내고자 하였다. 연구 지역에서 PAHs의 평균 농도는 1차, 2차 조사에서 각각 4174.0 ng/g-d.w., 1919.0 ng/g-d.w., PCBs의 평균 농도는 1차, 2차 조사에서 각각 166.3 ng/g-d.w., 21 ng/g-d.w.를 보였으며, BTs의 평균 농도는 1차, 2차 조사에서 각각 50.9 ng/g-d.w., 30.8 ng/g-d.w.를 나타내었다. 유기오염물질의 검출농도는 1차에 비해 2차에서 해저퇴적물 수거로 인해 낮아지는 경향을 보였으며, 본 조사에서 PAHs, PCBs, BTs 유입원은 각각 연소기원, 육상기원, 도시하수 또는 산업폐수에 의한 기원을 확인 할 수 있었다.

해저 파이프라인은 자원개발을 포함한 에너지산업 및 철강산업과 연계한 고부가가치 산업으로서 상당한 관심을 받아왔다. 해저 파이프라인의 설계와 설치 프로젝트 수행을 위해서는 다양한 핵심요소기술들이 필요하다. 특히, 해저 파이프라인의 안전한 운영을 위해서는 예비커미셔닝을 통한 철저한 사전검증과정이 필수 불가결한 부분이다. 해저 파이프라인 예비커미셔닝 과정 중 하이드로테스팅 공정은 파이프라인 주위 온도변화에 크게 영향을 받는 것으로 알려져 있으나 이에 관한 이론적, 수치해석적 접근방법을 활용한 연구는 미미한 편이다. 본 연구에서는 해저 파이프라인의 예비커미셔닝 과정 중 하이드로테스팅 공정에 대해 과도열전달 해석법을 활용하여 내부 온도변화량 산정 및 이를 활용한 파이프라인 내부 압력변동량 예측법을 제시하였고 예측된 결과를 현장 실계측 데이터와 비교·검토하여 그 유효성을 입증하였다. 제안된 해석절차는 해저 파이프라인 설치 프로젝트 수행 사전단계에서부터 파이프라인 열전달 시뮬레이션을 통해 압력변동량 예측을 가능하게 함으로써 해저 파이프라인 설치 프로젝트의 생산성 향상에 크게 기여할 것으로 사료된다.

최근 제주도를 비롯한 도서지역의 전력 사용량 증가 및 해상풍력 발전단지 개발 등으로 인해 해저 동력케이블의 신규 설치가 검토되고 있다. 해저에 설치되는 동력케이블의 보호를 위해서는 선박의 투묘, 주묘, 어로 작업 등에 대한 특성을 기반으로 매설 깊이를 산출해야 한다. 그러나 우리나라는 아직까지 해저 동력케이블 보호를 위한 대상 선박의 규모와 관련된 설계기준이 전무한 실정이다. 본 연구에서는 해저 동력케이블과 유사한 국내 해저배관의 보호를 위한 설계기준을 분석하고, 동력케이블의 설치 환경을 고려한 긴급 투묘의 형태별 분류를 토대로 위험도 매트릭스 모델을 개발하여 보호 대상 선박의 규모를 해당 해역을 통항하는 선박의 크기별 누적함수 규모에 따라 설계하였다. 해저 동력케이블 보호 기준에는 설치 해역의 수심과 조류 등의 환경 조건, 투묘와 주묘 등과 같은 해양사고 조건 등을 연계하였고, 선박의 운항 환경을 항계, 연안해역과 근해해역으로 구분하여 동력케이블의 구체적인 보호 대상 선박의 규모를 검토하였다. 대상 선박의 규모 결정에 대한 적정성 및 유용성 차원에서 완도에서 제주구간에 신설 예정인 제3호 해저 동력케이블에 적용하여 검증하였다. 이러한 해저 동력케이블과 해저배관 등의 보호를 위한 대상 선박의 선정 기준은 향후 매설깊이 설정에 따른 앵커 중량 선정은 물론 해저케이블 물리적 보호시스템 개발에도 활용될 것으로 기대된다.