통가열도 내 우리나라 해저열수광상 독점 탐사지역에 위치하는 5개 해저화산(TA12, TA19, TA22, TA25, TA26) 주변 표층 퇴적물의 열수변질 여부를 규명하고, 열수변질 특성을 확인하기 위하여 각 해저화산에서 채취된 29개의 표층 퇴적물에 대해 미량 원소와 희토류 원소 분석을 실시하였다. 분석 결과 TA12, TA19, TA22 해저화산에서는 열수에 의한 퇴적물의 변질작용이 없거나 매우 적은 것으로 나타났으며, TA25와 TA26 해저화산의 일부 지역은 현재에도 열수의 영향을 받고 있는 것으로 나타났다. 열수의 영향이 있는 해저화산 사이에도 부화된 미량 원소의 종류에 차이가 있는데, TA25 해저화산의 경우 주로 Ni, Cu, Sn, Zn, Pb, Cr, Cd, Sb, W, Ba, Ta, Rb, Sr, As가, TA26 해저화산에서는 주로 Cu, Sn, Zn, Pb, Cd, Sb, Ba, Rb, Sr이 부화되어 있다. 미량 원소의 부화가 확인된 지역은 희토류 원소의 부화도 관찰된다. 상부지각 희토류 원소 농도로 표준화된 희토류 원소의 분포형태는 가벼운 희토류 원소(LREE)가 매우 낮고 중간 희토류 원소(MREE)에서 무거운 희토류 원소(HREE)로 갈수록 증가하는 형태를 보이며, TA25와 TA26 해저화산의 일부 정점에서 Eu의 부화가 확인된다. 또한 TA26 해저화산의 일부 정점에서 Ce이 부화가 관찰되었는데, 이는 주변지역에서 채취된 열수 내 희토류 원소의 높은 Ce분포형태와 매우 유사하다. 또한 TA25와 TA26 해저화산은 부화된 원소의 특징이 다르게 나타나는데, TA25 해저화산에서는 Cu를 포함한 미량 원소가, TA26 해저화산에서는 Ce와 Eu를 포함한 희토류 원소가 우세하게 부화되어 있는 것으로 나타났다. 조사결과 나타난 각 해저화산 표층 퇴적물 내 부화된 미량 원소 및 희토류 원소의 종류와 농도는 차후 통가열도 지역의 열수광상 탐사시에 지역적인 열수변질의 지시자로써 유용하게 활용될 것으로 판단된다.

독도로부터의 거리 및 수심에 따라 채취된 표층 퇴적물에 대하여 입도분석, 광물분석, 유기물 분석 및 미화석 분석 결과를 이용하여 독도 인근 해저의 퇴적 기작 및 유기 퇴적물의 분포를 규명하였다. 독도 인근 해저 퇴적물은 자갈 및 사질이 우세하며, 끌림에 의한 퇴적 작용이 주를 이루는 반면에 독도와 거리가 멀어짐에 따라 실트와 머드의 비율이 증가하며 점토광물과 장석 등의 광물 성분의 변화를 보이고 뜬짐에 의한 퇴적이 우세해지는 경향을 보인다. 퇴적물에 포함된 유기 퇴적물의 군집 조성 또한 큰 변화를 보이는데, 연안 퇴적물에서는 해양 기원의 유기 퇴적물이, 심해 퇴적물에서는 육상 기원의 유기 퇴적물이 우점한다. 이러한 유기 퇴적물의 군집 변화는 퇴적물의 입도에 큰 영향을 받는 것으로 밝혀졌으며 유기 퇴적물중 높은 화분 농집도는 심해 퇴적물의 유기탄소 함량을 증가시키는데 중요한 역할을 하는 것으로 판단된다.

파랑과 해저지반 그리고 해안 해양 구조물과의 상호작용은 지반공학뿐만 아니라 해안공학 분야에서도 중요한 이슈중의 하나이며, 파랑에 의해 해저지반 내부에 발생하는 응력 및 간극수압 거동의 파악은 다양한 해안 해양 구조물의 기초 설계 및 해저 연안 지반의 불안정성 검토에 있어서 중요한 과제이다. 해저지반의 불안정에 대한 문제 중, 파랑에 의한 해저지반의 액상화는 기존의 연구를 통하여, 두개의 메커니즘이 존재한다는 것이 밝혀졌으며, 이는 각각 파랑에 의해 해저지반 내부에 발생하는 과잉간극수압의 변동 특성 및 잔류 특성에 따른 것이다. 본 연구에서는 일본 시코쿠 코치(高知)현에 위치하고 있는 코치항에서 채취한 토사에 대한 동적 특성을 고려하여, 파랑에 의해 해저지반 내부에 발생하는 침투류에 의한 잔류과잉간극수압에 대하여 해석을 하였으며, 더 나아가, 코치항에서 계측된 값과 비교 분석을 하였다.

통가국 라우분지(Lau Basin)의 해저열수광상 개발을 위한 해저열수광상 분포 및 산상에 관한 특성을 규명하기 위하여 X선 회절분석을 통하여 해저열수광상 해저퇴적물 및 열수변질대의 광물조성을 연구하였다. 연구에 사용된 시료는 TA 26 해저산 주변에서 채취된 코어 시료, 기반암 및 해저퇴적물 시료이고, 벌크 시료와 점토 부분을 분리한 정방위 시료를 제작하여 X선 회절분석을 실시하였다. TA 26 해저산에서 채취된 기반암은 대부분 사장석과 석영으로 이루어져 있는 데 반하여, 표층퇴적물은 대부분 카올린광물과 스멕타이트로 구성되어 있다. 열수구 퇴적물은 대부분 석고, 중정석, 섬아연석, 황철석 등 황산염광물과 황화광물로 구성된다. 기반암과 해저퇴적물의 광물조성으로 미루어 보아, TA 26 해저산의 열수광화대는 주변에 스멕타이트 또는 카올린광물을 형성시키는 정도의 이질변질작용을 일으켰음을 알 수 있다. MC08H-06 시추 코어 시료는 상부는 비변질대, 하부는 스멕타이트와 카올린광물로 구성된 이질변질대에 해당한다. 다양한 황화광물과 황산염 광물의 존재, 이질변질작용에 해당하는 열수변질대의 존재는 TA 26 해저산 내에 해저열수광상이 존재하고 있음을 지시하는 것으로 판단된다.

지진해일은 대표적인 자연재해 중 하나로 빠른 속도로 해안에 전파되어 심각한 인명 및 재산 피해를 초래한다. 또한, 지진해일은 큰 에너지를 가지고 있어 유사와 각종 부유물 등 많은 물질을 이동시켜 해안 지형 변형, 구조물 피해 등을 발생시킨다. 따라서 지진해일에 의해 발생되는 유사이송을 예측하는 것은 범람으로 인한 피해지역 예측과 더불어 매우 중요하다. 본 연구에서는 지진해일에 의한 유사이송으로 해저지형이 변화하는 것을 예측하기 위해 수치모의실험을 수행하였다. 본 연구에서 사용한 유사이송모델은 유사가 발생하는 영역을 소류사에 의해 구성되는 소류층과 부유사의 거동이 주가 되는 부유층으로 분리하여 고려하는 방법으로 유도되었다. 해안으로부터 먼 거리에서 발생하여 전파해오는 지진해일을 수치모의할 경우에는 분산효과를 고려하는 것이 중요하기 때문에 선형 천수방정식을 지배방정식으로 사용하여 차분하였을 때 발생하는 수치분산항을 통해 보정하였고, 근해의 경우 비선형 천수방정식을 지배방정식으로 사용하였다. 지진해일 전파와 유사이송을 결합해 울진 원자력발전소에 대하여 1983년 동해 중부 지진해일에 의한 유사이송 수치모의를 수행하였다.

The evaluation of potential submarine groundwater is an important research topic for exploring an alternative water resource. Two different approaches, water budget analysis and Rn mass balance method, were employed to investigate the annual variation of submarine groundwater discharge in 2010 at a marine watershed located at the south-eastern part of Korean Peninsula. In order to obtain reliable hydrological data during study period, temporal and spatial variations of rainfall and soil moisture had been collected and hydro-meterological data such as temperature, humidity and wind speed were collected The runoff response was simulated using SCS-CN method with spatial distributions of landuse and soil texture from GIS analysis. Six different methods were used to estimate the monthly variation of evapotranspiration and field measurements of soil moisture were used to account for the infiltration. Comparisons of infiltration and surface runoff between simulation and water balance with measurements showed coincidence. The water budget analysis and Rn mass balance method provide mean daily submarine groundwater as 5.35 and 4.07 m3/m/day in 2010, respectively.

북동태평양 우리나라 광구 KR5지역의 해서퇴적물 퇴적연대와 퇴적환경의 변화를 살펴보고자, 상자형 코아 시료에 대해 심도에 따른 Be 동위원소 분석을 실시하였다. 분석 코아 시료(BC08-02-13)는 상부에서부터 Facies I, Facies II, Facies III 세 개의 암상으로 구분된다. Facies I은 갈색/암갈색을 띠는 (10YR4/3) 균질한 머드로 높은 함수량을 보이는 것이 특징적이다. Facies II 는 갈황색을 띠고(10YR6/6), Facies I과는 부정합적인 관계를 보이며, Facies III는 암갈색을 띠는 머드층이다. Facies II과 FaciesIII 생교란작용에 의한 서관구조가 발달되어 있다. Be 연대측정 결과에 의하면 BC08-02-13 코아의 FaciesIII는 3.7 Ma 이전에 퇴적되었으며, Facies II 는 2.3 Ma 이전에 퇴적되었고, 그 후 환경변화에 의해 Facies II 상부가 침식을 받은 후 약 1.8 Ma 이후 현재까지 Facies I이 퇴적되었다. Facies I과 Facies II 경계의 부정합은 적도수렴대의 이동에 의한 환경변화에 의한 것으로 보인다.

본 연구에서는 철근 콘크리트 터널 구조물을 해상 대기중 비래염분이 침투하는 터널 내벽과 해수에 항시 접촉하는 터널 외벽으로 구분하여, 몬테카를로 시뮬레이션에 의해 철근 부식 개시 확률을 예측하였다. 염해관련 변수의 변동성을 평가하기 위하여 염소이온 확산계수, 표면 염소이온농도, 피복두께, 임계 염소이온농도를 실제 실험 및 문헌 조사를 통해 확률특성을 구하였다. 그 결과 염소이온 확산계수의 평균치는 3.77×10^(-12) ㎡/s 이었으며, 대상 부재인 터널 내벽과 외벽의 피복두께는 각각 45.5mm, 94.7mm으로 조사되었고, 임계 염소이온농도의 평균은 결합재 단위중량당 0.69%이었다. 각 변수의 확률적 특성에 근거하여 노출기간에 따른 철근위치에서의 염소이온 농도 분포를 구하였다. 재령이 증가할수록 침투 염소이온 농도의 평균값은 증가하며, 변동계수는 감소하게 됨을 알 수 있었다. 또한 확률론적 염해 해석기법을 적용하여 콘크리트 터널 내벽과 외벽에 대해 내구수명 및 부식개시 확률을 평가하였다. 염소이온 침투의 시간의존성을 고려하지 않은 경우 터널 내벽과 외벽에 대해 각각 8년, 12년의 내구수명이 도출되었으나, 시간의존적 모델에서는 178년, 283년의 내구수명이 계산되어 구조물의 설계내구수명(100년)을 만족하고 있음을 보였다. 또한, 시간의존성을 고려하지 않은 경우 100년에서의 부식 개시 확률은 터널 내벽과 외벽에 대해 각각 59.5, 95.5%였으며, 시간의존성 모델에서는 2.9, 0.2%로 계산되었다. 따라서 구조물의 과다설계를 방지하고 보다 합리적인 내구수명 설계 및 평가를 위해서는 염소이온 확산의 시간의존성을 고려하여야 한다. 마지막으로 본 연구에서 문헌 조사를 통해 구한 부식 발생 임계 농도를 현재 콘크리트 관련 기준에 제시한 값과 비교하여 분석하였다.

본 연구는 한중 열차페리와 한일 해저터널이 대륙횡단철도 및 아시안 하이웨이와 연계되는 상황을 가정하여 이들 사업이 우리나라 국토공간에 미치는 파급효과를 파악하는 것이 목적이다. 연구결과 연계 시 국토공간에 미치는 영향은 긍정적인 것으로 도출되었다. 부분적인 결과를 볼 때 모든 지역이 동일한 결과를 나타내는 것은 아니고, 중국의 환황해권은 기존의 해상경로가 더 효과적인 것으로 나타났고, 이외 지역은 연계될 시 그 효과가 더 좋은 것으로 분석되었다. 본 연구는 구체적으로 연구되지 못한 연구분야의 연구 시발점이라는 점에서, 후속연구와 관심을 위한 기초자료가 될 수 있다는 점에 큰 의의를 가진다. 또한 대규모 인프라 연계사업이 국토공간내 연계에 따른 파급의 규모, 영향권 변화, 균형발전의 기여정도를 네트워크를 구축해 구체적으로 분석하고 정책적 제언을 시도한 점에서 학문적 기여가 있다고 사료된다.

저해상도 3D 해저 디지털 지형 모형(Digital terrain model: DTM)의 이미지를 컴퓨터 화면에 확대 표시할 때 데이터가 없는 픽셀은 인위적으로 보간해서 표시할 수밖에 없다. 따라서 본 연구에서는 기존의 선형 보간법의 문제점을 개선하기 위해 저해상도 DTM으로부터 지형정보를 추출하고 이로부터 보간하는 방법을 다룬다. 이를 위해 DTM을 다수의 패치로 분할하고 프랙탈 이론(Fractal theory)를 이용하여 프랙탈 차원을 추정하고, 추정 정보와 원래의 데이터를 근간으로 패치 지형을 Midpoint Displacement법으로 보간하고, 보간된 이미지의 국부적인 기복을 완화해 자연스런 해저지형을 만들기 위해 미디언 필터(Median filter)를 이용한다. 가상의 프랙탈 지형 맵을 이용하여 제안된 알고리즘의 그 유효성을 검정한다.

동북아가 급성장하기 시작하면서 단절된 인프라 연계에 대한 관심이 계속 커져가고 있다. 같은 맥락에서 UN-ESCAP은 대륙횡단철도와 아시안 하이웨이 사업 등을 추진하고 있다. 본 연구는 이러한 관심의 연결선상에서 논의되고 있는 한일간 해저터널 사업이 공간에 미치는 영향을 살펴보는 것을 목적으로 하였다. 수도권 과밀이나 지역간 불균형 심화, 남북교류 및 통일에 대비한 국토기반의 취약 등의 문제를 해소코자 하는 국토균형 개발측면에서 어떤 영향을 미치는 지를 살펴보기 위한 분석방법으로 성장잠재력모형을 이용하였다. 분석을 위해 구상된 시나리오는 24개로 이는 한일간 해저터널 검토대안 3, 해저터널 구간 내 운송교통수단 4, 인접 인프라 2를 조합한 모든 경우를 포함한다. 이때 해저터널 구간 내 검토가능 운송형태는 철도 전용방식, 카트레인 전용방식, 철도±카트레인 혼용방식, 도로±철도 혼용방식이며 인접 인프라는 철도와 도로를 적용하였다. 분석결과 어떠한 시나리오이든 일본보다 한국이 높은 성장잠재력을 나타내었다. 또한 검토대안 C노선이 타 검토대안보다 상대적으로 국토의 균형발전에 더 도움을 주는 것으로 나타났다. 해저터널 연결 시 비수도권 지역의 연계가 강화되어 성장잠재력은 상대적으로 높게 나타나는 것으로 분석되었다. 동북아차원에서도 인프라 연계를 통해 아시아권내 긴밀한 네트워크 형성의 기회를 제공하고 교역의 증대를 가져오는 것으로 분석되었다. 그러나 본 분석은 여객의 고려가 적고, 경제성장에 영향 미치는 다양한 변수들을 고려하지 못한 한계가 있다. 따라서 이러한 부분까지 고려한 심도있는 연구가 지속적으로 도출되길 기대한다.

망간단괴의 분말과 채광과정에서 함께 유입되는 해저퇴적물이 양광과정에 어떠한 영향을 끼치는지 파악하기 위하여 망간단괴의 분화정도와 망간단괴의 분말과 해저퇴적물의 물리적 특성을 파악하였다. 망간단괴의 자체분화율과 파쇄분화율은 각각 약 27%와 3%로, 총 분화율은 약 30%정도이다. 망간단괴의 탁도는 초기에는 매우 높은 값(약 3,100)을 보이나 시간에 따라 급격히 감소하여 1 h 후에는 반으로(약 1,570) 줄어든다. 해저퇴적물 시료는 초기의 약 1,850의 높은 값에서 1 h 후 1,310, 2 h 후 약 1,110으로 빠른 감소를 보이나 망간단괴에 비해 느린 감소를 보인다. 그러나 시추용 이수제로 사용되는 Na-벤토나이트는 초기 820에서 1 h 후 730, 2 h 후 700으로 매우 변화가 적다. 망간단괴의 점도는 1.4~1.5cP이며, 해저퇴적물의 점도는 1 cP 미만으로 매우 낮다. 반면 Na-벤토나이트의 점도는 초기 37.2에서 시간이 갈수록 증가하여 30 min 후에는 86.4cP의 값을 보인다. 망간단괴의 탁도 초기 값이 높은 것은 망간단괴 자체의 짙은 색깔에 의한 것으로 생각되며, 높은 비중으로 쉽게 침전되어 탁도의 빠른 감소를 보인다. 해저퇴적물은 매우 미립으로 쉽게 분산되어 초기에는 높은 값을 보이나물과 결합하여 겔을 형성하기보다 응집되어 쉽게 침전되므로 탁도의 빠른 감소를 보이게 된다. 그러나 이들 망간단괴 및 퇴적물의 구성광물은 거의 비팽윤성으로 겔을 형성하지 않아 매우 낮은 점도 값을 보인다. 이러한 특성으로 미루어 보아 망간단괴의 파쇄된 분말이 양광과정에서 양광관이나 수중펌프의 내부에 강하게 점착되어 스케일링을 형성할 가능성은 비교적 낮을 것으로 생각된다. 반면 채광과정에 유입된 해저퇴적물도 그 특성상 망간단괴의 부양을 쉽게 할 수 있는 이수로서의 역할은 거의 할 수 없을 것으로 생각되며, 매우 미립이므로 양광 후 분리는 쉬우나 해상에서 폐기처리 할 경우 환경적인 문제의 가능성을 있을 것으로 사료된다.

동북아는 최근에 중국의 급격한 경제성장에 따라 세계 경제발전의 성장축으로 물류에 있어서도 많은 변화를 겪고 있다. 아시안하이웨이, 대륙횡단철도 등 동북아 역내 교통 인프라를 증진시키고, 운송수단의 다각화를 모색함으로써 경제의 부흥과 정치적 안정, 국가간의 배타적인 부분을 완화하여 NAFTA, EU에 대항하는 하나의 경제 블럭을 만들어 가기 위해 노력하고 있다. 이러한 사업의 기종점을 부산이 아닌 일본으로 연장하려는 노력으로 한일간 해저터널이 거론되고 있으나 아직 구체화된 수준은 아니다 따라서 본 연구에서 한일간 해저터널에 대해 그간 논의된 내용을 정리 요약하고, 경로분석을 통해 건설 전후의 철도와 해상수송수단의 소요시간 및 소요비용을 분석 비교해 향후 동북아와 한국에 미치는 영향분석을 시도하였다. 이 결과는 앞으로의 한일 해저터널에 대한 연구에 촉진적 역할을 할 것으로 기대된다. 분석결과 해저터널 건설 가정 시 소요시간과 비용측면에서는 효용이 있는 것으로 도출되었고, 이를 바탕으로 동북아차원, 국가 균형발전차원, 부산 지역경제차원, 부산 해상물류차원에서 그 효과를 간단히 살펴보았다.

국내 최초로 31PNMR 및 XRD를 이용하여 월성원자력 발전소 인근의 해저 저질토에 대하여 퇴적물의 광물학적인 성분 분석 및 인의 존재형태에 대한 연구를 수행하였다. 약 30 cm의 코아에 대한 연구결과, 광물종은 심도별로 변화가 없었으며 주 구성광물은 석영, 알바이트, 미사장석, 방해석과일라이트, 스멕타이트, 녹니석, 그리고 카올리나이트 등이 동정되었다. 31 P NMR 결과는 다른 외국의 해양 퇴적물에서 보고된 것과 같은 다양한 종의 인은 발견되지 않았으며, 단지 주로 orthophosphate-monoester와 함께 orthophosphate-diester로 판단되는 인이 아주 미량으로 같이 존재하는 것으로 밝혀졌으며 광물종의 경우와 마찬가지로 심도별 인의 종의 변화가 거의 없음을 보여준다. 본 연구 지역의 인은 주로 해양 생물로부터 기인한 것으로 판단된다. 인의 존재형태는 본 지역의 시료들이 산화환경에 있었음을 지시하며 XRD의 실험결과와 더불어 유추할 수 있듯이 본 시료에 대하여 동일한 퇴적환경과 산화환경이 계속되어 왔거나, 아니면 다양한 환경에 있던 것들이 후의 외부적 교란에 의하여 서로 혼합되어 표면의 산화환경에 계속적인 노출이 있었음을 지시한다.

Thirty sediment samples of the <63㎛ fraction collected from the southwestern coast of Korea were analysed for their heavy metal (Fe, Mn, Cr, Co, Cu, Ni, Zn and Pb) concentration. The results show that sediment texture plays a controlling role on the total metal concentrations and their spatial distribution. A single 1M HCl extraction procedure was used in order to assess the environmental risk of heavy metals in bottom sediments. The non-residual fraction was the most abundant pool for Mn and Pb in most samples, which means that this metals are highly avaliable in these sediments. Cr, Ni, Fe, Co, Zn and Cu were mainly associated with the residual fraction, suggesting that their concentrations are controlled significantly by transport processes with the fine particles as carriers from diffuse pollution source. Concentration enrichment ratios(CER) were calculated from the non-residual contents and their values allowed us to classify the sediments according to their environmental risk.

The purpose of this study was to investigate the changes of the sea bottom topology during construction of Saemangeum seadikes. Sea water depth and bottom topology in the Saemangeum area were measured every year and the surveyed data under construction of Saemangeum seadikes were analyzed and compared to the initial conditions before construction, There was erosion in the overall surveyed areas and the depth of erosion was approximately 53cm compared to the data in 1988. The center sandbanks of Seadike 2 did not show the great changes due to two main channels those were developed in northeast and southeast. The inland sandbanks of Seadike 4 showed the development of great erosion and deposition partially because of the changes in tide direction which developed as a result of the completion of Seadike 3 and the completion of a seadike of the Kunsan-Changhang industrial park at the north of Saemangeumm area.

본 논문에서는 파랑이 존재할 때 모래결위에서의 흐름과 부유사의 거동에 관하여 기술한다. 새로운 수치모형시스템을 구축하였으며 이를 규칙파랑을 이용한 기존 실험실 실험조건과 가상적불규칙파랑조건에 적용하였다. 흐름장 계산은 SMAC 방법에 근거한 프로그램 SOLA를 Kim 등(1994)이 일부 수정하여 제시한 프로그램을 사용하였다. 흐름계산 부모형은 x-z 면에서의 연속방정식과 Reynolds의 운동방정식을 기본방정식으로 한다. 흐름부모형으로 파랑궤적도, 전

To design a coastal structure in the nearshore region, engineers must have means to estimate wave climate. Waves, approaching the surf zone from offshore, experience changes caused by combined effects of bathymetric variations, interference of man-made structure, and nonlinear interactions among wave trains. This paper has attempted to find out the effects of two of the more subtle phenomena involving nonlinear shallow water waves, amplitude dispersion and secondary wave generation. Boussinesq-type equations can be used to model the nonlinear transformation of surface waves in shallow water due to effects of shoaling, refraction, diffraction, and reflection. In this paper, generalized Boussinesq equations under the complex bottom condition is derived using the depth averaged velocity with the series expansion of the velocity potential as a product of powers of the depth of flow. A time stepping finite difference method is used to solve the derived equation. Numerical results are compared to hydraulic model results. The result with the non-linear dispersive wave equation can describe an interesting transformation a sinusoidal wave to one with a cnoidal aspect of a rapid degradation into modulated high frequency waves and transient secondary waves in an intermediate region. The amplitude dispersion of the primary wave crest results in a convex wave front after passing through the shoal and the secondary waves generated by the shoal diffracted in a radial manner into surrounding waters.