Surface water temperature of a bay (from the south to the north) increases in spring and summer, but decreases in autumn and winter. Due to shallow water depth, freshwater outflow, and weak current, the water temperature in the central to northern part of the bay is greatly affected by the land coast and air temperature, with large fluctuations. Water temperature variations are large in the north-east coast of the bay, but small in the south-west coast. The difference between water temperature and air temperature is greater in winter and in the south-central part of the bay than that in the north to the eastern coast of the bay where sea dykes are located. As the bay goes from south to north, the range of water temperature fluctuation and the phase show increases. When fresh water is released from the sea dike, the surrounding water temperature decreases and then rises, or rises and then falls. The first mode of empirical orthogonal function (EOF) represents seasonal variation of water temperature. The second mode represents the variability of water temperature gradient in east-west and north-south directions of the bay. In the first mode, the maximum and the minimum are shown in autumn and summer, respectively, consistent with seasonal distribution of surface water temperature variance. In the second mode, phases of the coast of Seosan~Boryeong and the east coast of Anmyeon Island are opposite to each other, bordering the center of the deep bay. Periodic fluctuation of the first mode time coefficient dominates in the one-day and half-day cycle. Its daily fluctuation pattern is similar to air temperature variation. Sea conditions and topographical characteristics excluding air temperature are factors contributing to the variation of the second mode time coefficient.

To provide information needed for managing fish resources and protecting the ecosystem of Cheonsu Bay, bimonthly variations in species composition and abundance of fish eggs and larvae were investigated. The samples were collected by using bongo net at three different stations from February 2020 to December 2021. Fish eggs were divided into Engrualis japonicus and unidentified eggs, of which Engragulis japonicus accounted for 85.6% of the total eggs collected. A total of 21 species representing 17 families and 6 orders were collected. The three dominant species were Gobiidae spp, Thryssa hamiltonii and E. japonicus and these three species accounted for 74.1% in the total number of individuals. The number of species was highest in August, 2020 and lowest in February, 2020 and 2021; the number of individuals was highest in August, 2020 and lowest in February, 2020. Temporal changes in the abundances of pelagic eggs and larval fishes corresponded with temperature.

천수만과 태안해역의 제한영양염을 평가하기 위해 장기자료 분석과 생물검정실험을 진행하였다. 우선 잠재적인 제한영양염을 평가하기 위해 국가수질측정망에서 제공되는 2004~2016년 동안의 장기 영양염 자료를 이용하였다. 장기자료의 DIN/DIP를 분석한 결과 대 부분 16이하로 N 제한이 우세하였지만 N, P, Si의 농도비를 이용한 분석에서는 하계와 추계에는 N 제한이 우세하였고, 동계와 춘계에는 해역에 따라 일부 Si 제한을 보이거나 또는 제한이 나타나지 않았다. 생물검정실험 시 채집된 현장수의 영양염 분석결과, DIN/DIP는 3월 과 5월에 모든 정점에서 P 제한을 나타냈고, 7월과 10월에는 N 제한이 우세하였다. N, P, Si의 농도비를 이용한 분석에서 3월과 5월은 P와 Si 제한을 보이거나 제한영양염이 나타나지 않은 정점이 존재하였으나 7월과 10월에는 N 제한이 우세하였다. 실질적인 제한영양염을 평 가하기 위해 수행된 생물검정실험 결과 3월에는 특정 제한영양염이 나타나지 않았으나, 5월, 7월 10월에는 NH4 +와 NO3 -가 반응을 보임으 로서 이 시기에는 N이 식물플랑크톤 성장에 직접 관여하는 실질적인 제한영양염임을 확인하였다.

부남호는 하굿둑 건설 이후 수질이 급격히 악화되어 농업용수로 사용이 불가할 만큼 본래의 기능을 상실하였다. 따라서 해수 교환이나 유통의 필요성이 있으나, 극히 오염된 부남호의 물을 대량 방류할 시 문제가 야기될 수 있기 때문에 시기에 따른 환경 조사가 중요하다. 따라서 본 연구에서는 갈수기 (4월)와 강우기 (7월)에 천수만과 부 남호의 수질 및 식물플랑크톤 분포 특성을 조사하였다. 갈수기에는 부유 생물이 정체되어 부남호 내에서 남조류 Oscillatoria spp. 세포수가 8.92×107 cells L-1로 대증식하였 고, Nitrate+Nitrite을 제외한 영양염 대부분이 소비되었다. 강우기에는 담수 유입의 영향으로 부남호에서 용존 영양염이 크게 증가하였고 부남호에서 식물플랑크톤이 대증식 하였다. 강우기 방류의 영향으로 천수만 내측 역시 높은 농도의 생물량을 보였다. 강우기 부남호에서 우점했던 남조류 Oscillatoria spp.와 Microcystis spp.가 천수만 내측에서도 다수 출현하였으며, 해수에서는 Cheatoceros spp., Eucampia zodiacus와 같은 규조류가 빠르게 증식하였다. 부영양화 지수는 부남호 내측에서 1을 초과하여 부영양 해역으로 평가되었다. 천수만은 강우기에 담수 방류의 영향을 받을 경우 부영양화 해역으로 평가되었다. 특히 부남호 내 방조제에 인접한 B3 정점의 8 m 이상 수심에서 정체된 해수 기원의 강한 빈산소 수괴가 관찰되었고, Nitrate+Nitrite를 제외한 영양염 농도가 극단적으로 높았다. 특히 COD 농도가 206 mg L-1로 심하게 오염된 상태임을 확인하였다. 따라서 부남호는 지속적으로 육상기원의 영양염이 누적되며, 식물플랑크톤의 대발생과 침강으로 수질이 더욱 악화될 가능성이 높은 수역으로 판단되었고, 이를 근본적으로 해결하기 위해서는 해수유통을 통한 생태계 복원이 필수적이다.

본 연구에서는 2010년 여름에 천수만에서 저층해수를 채집하여 용존산소와 영양염 농도를 측정하였다. 또한 benthic chamber내의 해수시료를 시계열로 채집하는 자동화된 Benthic Lander를 설치하여 해수-퇴적물간 영양염 플럭스를 측정하였다. 오염된 인공호수 유출수가 들어오는 천수만 북쪽에서는 저층수의 용존산소는 2 mg/l로 hypoxia의 존재 가능성이 확인되었다. 반면 남쪽 천수만 입구의 저층 용존산소는 5 mg/l이었다. 영양염은 용존산소와 반대의 분포 경향을 보였고, N/P ratio의 변화는 hypoxia에 의해 발생된 인산염의 탈착과 용출 때문으로 보인다. 만 북쪽 해역의 유기탄소 산화율과 산소소비율은 남쪽 만 입구 해역보다 약 2배 큰 값을 보였고, 영양염 benthic flux는 천수만 북쪽에서 4내지 6배 높았다. 이러한 결과는 해수-퇴적물간 물질 플럭스를 정확히 추정하기 위해서는 hypoxia의 역할에 대한 이해가 중요하다는 점을 시사해준다.

천수만 내 어장해역과 비어장해역의 해저퇴적물에 대한 지화학적 특성을 파악하기 위하여 입도 및 유기물오염의 특성과 중금속 오염도를 평가하였다. 천수만 퇴적물은 Sand, Silt, Clay가 혼재된 퇴적 특성을 나타내었으며, 어장해역인 만내에는 세립질이 우세하고, 비어장해역인 만외는 조립질이 우세한 것으로 나타났다. 퇴적물의 유기물(COD, TOC, I.L.) 오염정도는 양식어장해역이 비양식어장해역보다 유기물 오염도가 더 심한 것으로 나타났으며, 퇴적물 총질소 농도도 양식어장이 더 높은 것으로 나타났다. 퇴적물중의 중금속 함량을 양식어장인 내측과 비양식어장인 외측과 비교해 보면, 모든 항목에서 양식어장에서 높은 평균농도를 나타내고 있었다. 퇴적물의 입도와 이화학적 성분, 중금속과의 상관성에서 평균입도, Sand, Clay는 유기물 인자와 높은 상관성을 보였고, 유기물 지표와 중금속간의 상관성도 대체적으로 높게 나타났다. 중금속 오염도의 평가에서 농축계수는 Cu를 제외한 모든 중금속 항목에서 1 이상의 값을 보여 인위적인 영향이 있는 것으로 나타났고, 중금속 과잉량은 Cd와 Cr이 0에 가까운 값을 보였으나, 나머지 항목은 높은 값을 나타내어 중금속 과잉량이 높은 것으로 나타났다. 농집지수에 의한 평가에서는 Cu, Pb, Al은 0등급의 오염되지 않은 수준이었고, Hg, Cr은 10개 이내의 자료에서 0~1등급 이상이었고, 나머지는 0등급이었다. 그리고 Cd은 18개 자료에서 0~1등급 이상을 나타내었고, As의 경우 모든 자료에서 0~1등급 이상이었다. 미국해양대기청(NOAA) 퇴적물 기준과 비교하면 모든 중금속 항목에서 ERL 이하의 오염수준을 보였고, 한국환경정책평가연구원 퇴적물 기준과 비교에서도 목표수준 이하의 농도를 나타내었다.

본 연구에서는 2010년부터 2011년까지 2년 동안 천수만 수질환경의 시공간적 특성을 조사하였다. 16개 정점에서 수층(표층과 저층)별 ․격월별로 년 6회 수온, 염분, 부유물질, 화학적산소요구량, 용존산소, 영양염류, 엽록소 a 에 대해 조사한 결과, 표층수와 저층수 간에는 아질산질소, 질산질소 및 용존무기질소을 제외한 모든 조사항목에서 표․저층 간의 차이가 컸었다. 공간적 분포특성은 전조사 항목에서 정점 간 차이가 적었으나, 주성분 분석결과 표층에서는 부남호 영향을 받는 정점 1 과 중간역인 정점 2∼11 및 입구쪽인 정점 12∼16로 구분되어지고, 저층에서는 표층과 마찬가지로 정점1과 죽도 북측연안의 정점 2∼7 및 정점 8∼16의 세 그룹으로 구분되었다. 격월별로는 저층의 부유물질을 제외한 전조사 항목에서 유의성이 입증되었으며, 정점별로 차이가 있어 내측은 격월별 변화가 큰 상태이었고 입구측으로 갈수록 변화폭이 줄어드는 경향이었다. 수질의 시간적 변동은 표층과 저층에서 세 그룹으로 구분되어지나 경향은 차이가 있었으며 대부분의 조사월에서 영양염류가 낮은 상태이었다. 생태기반 해수수질 기준은 Ⅱ등급(좋음) 수준이며, 격월별로는 6월과 8월은 Ⅲ등급(보통), 10월과 12월은 Ⅱ등급(좋음), 2월과 4월은 Ⅰ등급(매우좋음)으로 구분되어 경인연안, 아산연안, 목포연안 및 군산연안과 마찬가지로 육수 유입의 원인에 기인한 것으로 사료된다.

기러기류의 분포양상과 시기에 따른 분포변화에 대한 연구를 2006년 10월부터 2007년 3월까지 천수만 부남호와 간월호에서 실시하였다. 기러기류는 주간에 주로 농경지에 분포하였으며, 해안에서는 관찰되지 않았다. 격자별 최대개체수를 이용한 분포도에서, 농경지에서 관찰된 기러기류는 부남호와 간월호 지역 모두 면적이 넓은 지역에 대한 분포비율이 높았다. 특히, 잠자리지역인 저수지와 가까운 지역의 취식비율이 높았다. 기러기류의 주간 취식지는 부남호와 간월호 모두 초기 10월에는 잠자리 지역인 저수지 인근 농경지를 이용하였지만, 월동 중기 1월 이후에는 잠자리에서 먼 지역을 취식지로 이용하였다. 월동말기인 3월에는 개체수 규모가 크게 줄어들고 잠자리에서 먼 지역의 농경지를 더 높은 비율로 이용하였다. 저수지에서 가까운 1km 이내 지역의 평균 개체수가 다른 지역에 비하여 높았다. 월동초기(10~11월)에는 저수지 인근지역이 취식지로 선호되었지만, 12~1월 그리고, 2~3월로 갈수록 평균 서식개체수의 차이가 감소하여 유의한 차이가 없었다. 1km 이내의 격자지역은 초기에 매우 높은 서식지 이용률을 보이지만 차차 감소하여 2월 이후 다시 증가하였다. 반면, 저수지로부터 2km 이상 떨어진 지역은 초기에 매우 낮은 서식지 이용률을 보이지만, 점차 증가하여 1월말에 최대 이용률을 보이고, 이후 점차 감소하였다. 1km 이상2km 미만에 해당하는 지역은 초기에 2km 이상지역보다 이용률이 높고, 1km 미만의 지역보다 낮은 서식지 이용률을 보이지만 11월까지 증가하다가 점차 감소하는 양상을 보였다. 본 연구결과는 기러기류의 취식지 선택이 잠자리와의 거리에 영향을 받으며, 취식무리의 체류 시간에 따라서 먹이량이 감소하여 취식지 선택 양상이 변화하는 것을 보여준다.

2006년 10월부터 2007년 3월까지 충청남도 태안 홍성군 및 서산시에 걸쳐있는 천수만의 간월호와 부남호에 서식하는 조류상과 분포 및 먹이량에 대하여 조사하였다. 총 142종 최대개체수 합계 362,797개체, 평균개체수 합계 84,818개체 조사되었다. 월동기 동안 초기와 말기를 제외한 전시기 안정적인 종수가 관찰되었으며, 개체수는 겨울 후반기로 갈수록 지속적으로 감소하였다. 주요 우점종은 큰기러기 Anser fabalis, 가창오리 Anas formosa, 쇠기러기 Anser albifrons, 청둥오리 Anas, platyhynchos, 고방오리 Anas acuta였다. 큰기러기, 가창오리, 청둥오리, 고방오리는 지속적인 감소경향, 쇠기러기는 안정적으로 유지되는 개체군 양상을 보였다. 간월호와 부남호간 종개체수, 종다양도는 유의한 차이가 없었으며, 조사시기와 종다양도, 개체수는 유의한 상관관계를 가졌다. 또한, 각 서식지 별 군집지수는 서로 밀접한 관계를 가지는 경우가 많았다. 대형추수기계와 소형추수기계간 낙곡량은 유의한 차이가 있었다(3배이상). 또한 볏짚을 수거하는 경우와 존치하는 경우 낙곡량은 유의한 차이가 있었다(3배이상). 잔존 낙곡량은 월동기 중반에 급격히 감소하였으며, 12월과 2월의 잔존 먹이량의 차이는 유의하지 않았다. 조류개체군의 수는 잔존 낙곡량과 강한 상호관계가 있었다.

The P-wave refraction prospecting was carried out using the 12 channel enhancement seismograph in Reclaimed Land Region A of Cheonsu Bay, which has been stabilized for agriculture by Hyundai Construction Co. since 1984. The subsurface layer structure was interpreted in terms of the seismic velocity of sediments, the depths of the velocity boundaries estimated from timedistance curves of 6 prospecting lines and the drilling core data in adjacent sites. The velocity distribution of subsurface layer is divided into the 1st layer, the 2nd one, the 3rd one and the deepest one, and their velocity ranges are respectively less than 800 m/s, 800-1700 rNs, 1700-2700 rNs and more than 2700 m/s. The 1 st layer is aeration zone, the 2nd one Cheonsuman Formation deposited in the Holocene intertidal environment, the 3rd one the semi-consolidated Pre-Holocene Kanweoldo Formation and weathered zone of the baserock, and the deepest one the base-rock of schist or granite. In general, the thickness of the 1st layer is about 2 m, the 2nd one 5-20 m and the 3rd one 15-22 m. The estimated depth to the base-rock varies locally from 22 m to 33 m and on the whole increases as it comes near the lake.

Environmental factors and changes in phytoplankton community structure before (August 5, 2017), during (August 18 and 25) and after (August 30 and September 15) freshwater input were analyzed to investigate the effects of freshwater input from Ganwol and Bunam lakes located in the upper part of Cheonsu Bay. Due to the large amount of freshwater input in the Cheonsu Bay, the surface salinity of the bay decreased by more than 8 psu, and the thermocline existing in the bay during August weakened. In addition, hypoxic phenomena occurred temporarily in the bay as the low oxygen water mass from the freshwater lakes flowed into the bay, and chemical oxygen demand, nutrients, and N/P increased with freshwater inflow. The density of phytoplankton during the freshwater inflow increased owing to their input from the freshwater lakes. Diatom species (Eucampia zodiacus) dominated the phytoplankton community in the bay before freshwater input; nanoflagellates, chlorophyta, cyanobacteria, and diatoms (Pseudonitzschia delicatissima, Chateocceros spp.) entered during freshwater input; and after freshwater inflow ended, diatoms (Chateocceros spp.) again became predominant indicating a return to previous conditions. The amount of phytoplankton standing crops increased sharply due to the inflow of freshwater species into the bay on the second day of discharge compared to before freshwater input; pre-discharge conditions were restored at most stations except at some sites close to the Bunam Lake three days after discharge. Therefore, the large amount of freshwater flowing into the bay affects not only the geochemical circulation in the bay but also the phytoplankton community structure. In particular, the high concentration of nutrients in the freshwater lake affect the marine ecosystem of the bay during August.

Long-term trends and distribution patterns of water quality were investigated in the Cheonsu Bay of Korea from 1983 to 2004. Water samples were collected at 4 stations and physicochemical parameters were analyzed including water temperature, salinity, suspended solids (SS), chemical oxygen demand (COD), dissolved oxygen (DO) and nutrients. Spatial distribution patterns were not clear between stations but the seasonal variations were distinctive except COD, SS and nitrate. Twenty two year long-term trend analysis by PCA revealed the significant changes in water quality in the study area. Water quality during 1980's and early 1990's showed high SS, low nutrients and low COD which increased during the mid and late 1990's and early 2000's. Overall water quality in the Cheonsu Bay indicated the increase in nutrients and COD concentration.

This paper presents effective simulation of the dispersion of thermal discharge which can be relesed at Boryong power plant. Applied numerical models are finite difference method for hydrodynamic analysis and Masch-model comprised of conditions for ambient current velocity. Application of these models is done in Cheonsu Bay. Summing up the results of this study are as follows; 1. It is found that the result for measurement of temperature appears high at southwardly Songdo on flood. The reason is that tidal currents which flowed north direction were accompanied with southwardly dispersed thermal discharge. A minute particle of thermal plume has a tendency to dispers inward Deacheon Bay. 2. According to the results of numerical experiment, maximum distance for thermal discharge dispersion appeared 10.8㎞ at lower part and 8.6㎞ at upper part with power plant outlet as starting point. 3. Comparative the numerical simulation and Airbone Multispectral Scanner indicated that thermal discharge should be verified separative phenomena. The simulated results were compared with field data set showing good agreement. It is concluded that these model can be simulated well.