남강댐 하류역에 위치한 사천만, 진주만, 강진만에서 가화천 방류에 따른 담수 배제의 분배 특성을 평가하기 위하여 입자추적 수치실험을 실험하였다. 가화천을 통해 3개의 방류조건(무방류, 강우시 방류, 홍수시 방류)에서 입자 1000개를 투여하여 노량수도, 대방수 도, 창선해협으로 빠져나가는 입자의 수를 비교하였다. 가화천을 통한 방류량이 늘어날수록 노량수도로의 입자 분배율이 증가하고, 대방 수도로의 분배율이 감소하는 것을 확인할 수 있었다. 즉, 평소에는 가화천 하류에 위치한 물질의 약 95%가 대방수도를 통해 빠져나가다 가, 강우에 의해 남강댐의 방류량이 증가하면서 노량수도로의 분배율이 증가하며, 홍수시에는 노량수도로의 입자 분배율이 45.5% 까지 증가하는 것을 확인할 수 있었다.

연구대상 해역은 노량수로를 중심으로 서측에 광양만 권역(여수해협 포함), 동측에 진주만 권역(강진만, 사천만 포함)이 위치하 고, 연구대상 해역에 위치한 여러 하천에서 유출되는 유출수가 이들 만으로 유입되고 있으며, 특히 홍수시에는 광양만 권역은 섬진강의 하천유출수가, 진주만 권역은 가화천(남강댐 방류)의 하천유출수가 대량으로 유입되고 있다. 광양만 권역과 진주만 권역은 노량수로라는 협수로로 연결되어 있으며, 섬진강과 가화천의 하천유출수 또한 노량수로를 통해 서로 영향을 주고 있다. 연구대상 해역에 위치한 섬진강 과 가화천을 포함한 51개 하천의 하천유출수로 인한 평수시와 50년빈도 홍수시의 해수교환율, 체류시간 특성을 입자추적 실험을 통해 파 악하고자 하였다. 또한 홍수시 섬진강과 가화천의 하천유출수가 미치는 영향을 파악하기 위한 실험을 추가로 수행하였다. 수치실험 결과, 평수시와 홍수시 모두 광양만 권역에 투하한 입자는 노량수로를 통해 진주만 권역으로 이동하는 것으로 나타났고, 노량수로를 통해 진주 만 권역에서 광양만 권역으로 이동하는 입자는 상대적으로 작은 것으로 나타났다. 30일 후 각 실험안별 해수교환율은 광양만 권역은 44.40~67.21%로 나타났고, 진주만 권역은 각각 50.37~73.10%로 나타났고, 각 실험안별 평균 체류시간은 광양만 권역은 7.07~15.36일로 나타 났고, 진주만 권역은 6.45~12.75일로 나타났다. 그리고 홍수시에 해수교환을은 증가하고, 체류시간은 감소하는 것으로 나타났다. 광양만과 진주만 권역에서의 해수순환 구조를 살펴보기 위해 두 폐쇄성 해역에 대해서 7개 내부 영역과 5개 외부 영역에 대한 30일 동안의 단면유 량 flux를 산정하였다. 그 결과, 평수시와 홍수시 모두 전반적으로 광양만 권역에서 진주만 권역으로 유량 flux가 이동하는 것으로 나타났 다. 홍수시 유량을 적용할 경우 연구대상 해역의 유량 flux의 주 흐름 경로는 섬진강 하천유출수가 여수해협을 거쳐 외해로 이동하는 흐름 과 가화천 하천유출수가 사천만, 진주만, 대방수로를 거쳐 외해로 이동하는 흐름으로 나타났다.

살포식 패류양식해역인 진주만의 퇴적물 중 유기물과 금속의 분포 특성 및 오염상태를 파악하기 위하여 2015년 8월에 산휘 발성황화물(AVS), 강열감량(IL), 총유기탄소(TOC), 총질소(TN), 금속원소(As, Cd, Cr, Cu, Fe, Hg, Mn, Pb, Zn)를 조사하였다. 퇴적물 중 유기물과 금속원소의 농도는 패류양식장이 밀집해 있는 만의 남쪽 해역에서 높고, 우리나라 남해안의 다른 해역과 비슷하거나 낮았다. C/N비(5.7~8.0)를 기초로, 진주만 퇴적물의 유기물은 해역 자체에서 생성된 해양기원성인 것으로 파악되었다. 퇴적물 오염평가 결과, 유기물(AVS, TOC)과 금속원소(As, Cd, Cr, Cu, Hg, Pb, Zn) 농도는 우리나라의 퇴적물 기준보다도 상당히 낮았다. 또한, 금속원소 전체 농도를 고려한 오염부하량지수(PLI)와 생태계위해도지수(ERI) 결과는 패류 양식장이 밀집해 있는 남쪽 해역에서 높은 오염도를 보이지만, 대부분의 해역에서 저서생물에 약간 부정적인 생태 영향을 줄 수 있는 오염 상태였다. 그러므로, 진주만 퇴적물은 현재 유기물에 대해 서는 오염되지 않았고, 금속원소에 있어서는 약간 오염된 상태인 것으로 파악되었다.

진주만 해역에서의 식물플랑크톤 시공간적 군집 분포와 이를 조절하는 환경요인을 파악하기 위해 물리, 화학적인 환경조사와 더불어 UPLC-CHEMTAX program을 이용한 식물플랑크톤 군집특성분석을 수행하였다. 본 연구해역에서의 Chlorophyll a 농도는 평균 1.84 μg L-1 (0.13~9.03 μg L-1)로 얕은 수심과 조석의 혼합이 활발한 본 연구해역에서 겨울철 식물플랑크톤 현존량이 높게 나타났다. 또한 본 연구해역에서 나타난 주요 식물플랑크톤 군집 중 규조류가 연구기간 동안 평균 77.1%로 대부분 우점하였으나, 하계 (6월, 7월, 8월) 은편모류 (7.7~18.8%), 담녹조류 (7.8~17.3%), 와편모류 (4.9~13.9%)의 분포비율을 나타내었다. 특히 은편모류와 담녹조류는 현미경으로 검경하기 어려운 군집이며, 동기간 보고된 현미경 관찰결과에도 나타나지 않아 향후 이들 군집에 대한 면밀한 조사가 필요할 것으로 판단되었다. 본 연구를 통해 UPLC 활용하여 진주만 어장 생태계의 기초 생산자이자 먹이원으로 작용하는 식물플랑크톤의 생물량 및 시공간적 변동특성을 확인할 수 있었다. 아울러 현미경 검경으로 확인하기 어려운 은편모류와 담녹조류 군집이 하계에 상대적으로 높은 비율을 나타내는 것을 UPLC로 확인할 수 있었고, 이러한 결과는 향후 1차 생산에 관여하는 식물플랑크톤의 계절 변화의 기초정보로 유용하게 이용될 것이다.

진주만해역 수온의 시공간적 변동특성을 장기 연속수온관측 자료를 이용하여 분석하였다. 수온은 1월 말 최저, 8월 초 최대이고 만 북쪽이 중앙과 남쪽보다 계절변동이 작다. 하계 최고수온의 최저와 최고는 지족수로 주변에 출현한다. 노량수로와 대방수로는 조류 유·출입에 따른 수층 간 연직혼합으로 수온변동이 작다. 외해수 영향이 작은 만 남쪽은 동계 해면냉각과 하계 가열에 의한 변동이 현저하다. 바람은 대방수로 주변이 강해 조류와 함께 이 해역 표층의 혼합정도에 큰 영향을 준다. 만내수온이 균일하게 낮고 소조기 서풍이 강해져 노량수로에 동쪽방향 항류가 출현할 때 만 북쪽 해역에 난수가 유입되는 양상을 보여준다. 노량수로 해역은 7~20일의 장주기, 창선도 서쪽과 지족수로는 장주기와 반일주기, 만 중앙은 장주기와 일일주기 수온변동이 우세하다. Coherence 분석결과, 노량수로의 수온변동은 만 내 정점과 상관성이 크고 위상이 앞서나 대방수로보다는 느리다. 대방수로의 수온변동은 만 서쪽과 중앙 일부에 영향을 준다. 상호상관계수분석으로 진주만은 노량수로역, 만 북쪽 수렴발산역, 대방수로역, 창선도연안수역, 만 중앙혼합수역, 만 중앙내 만수역으로 분류되었다.

진해만과 진주만에서 새우조망을 이용하여 2010년 4월부터 11월까지 총 4회의 어업조사가 이루어졌다. 조사기간 동안, 진해만에서는 총 116종이 어획되었고, 그 중 어류가 62종, 갑각류가 24종을 차지하였다. 진주만에서는 총 105종이 분류되었고, 그 중 어류가 56종, 갑각류가 31종 조사되었다. 진해만에서는 등가시치, 마루자주새우, 갯가재가 우점하였고, 진주만에서는 마루자주새우, 주둥치, 두점박이민꽃게 순으로 우점하였다. SOM을 이용한 군집유형화 결과, 진해만과 진주만의 군집구성이 계절에 따라 다르게 나타났다. 그룹1에 묶여진 진주만 조사정점들은 민새우, 대하 등 갑각류와 주둥치 쥐노래미 등의 어류가 우점하였다. 4월 조사는 해역에 상관없이 모든 정점이 그룹2에 묶였는데 마루자주새우, 검은띠불가사리, 꼼치 등의 밀도가 높았다. 그룹3에 묶여진 진주만의 6월 조사정점들은 두점박이민꽃게를 포함한 다양한 갑각류와 도다리, 돛양태, 쉬쉬망둑 등의 다양한 어류가 우점하였다. 그룹4에 묶인 진해만의 6월~11월 조사정점에서는 등가시치, 흰베도라치 등의 어류가 우점하였다. 우점종인 마루자주새우는 6월까지 포란개체가 많이 어획되었고, 등가시치와 주둥치는 조사기간 동안 대부분 소형개체가 출현하였다. 이는 본 해역이 수산생물의 산란장 및 성육장으로 중요한 역할을 함을 알 수 있다.