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마산만의 자생 유기물 저감을 위한 단순 박스모델의 적용
홍석진,이원찬,윤상필,박성은,조윤식,권정노,김동명,Hong, Sok-Jin,Lee, Won-Chan,Yoon, Sang-Pil,Park, Sung-Eun,Cho, Yoon-Sik,Kwon, Jung-No,Kim, Dong-Myung 해양환경안전학회 2007 해양환경안전학회지 Vol.13 No.2
단순 박스모델을 이용하여 $2005\sim2006$년 마산만의 담수 유량, 염분, 영양염, COD등 물질 수지를 산정하였다. 담수수지 계산 결과 계절별로 $307.4\times10^3\sim1,210\times10^3m^3/day$로 이 시기에는 5 월이 가장 높았다. 하천과 생활하수에 의한 DIP과 DIN의 유입flux는 각각 $410.8\sim795.7kg/day$ 및 $4081.4\sim6525.3kg/day$ 범위로 마산만 내부에서 질소의 축적이 예상된다. 순 기초생산(net primary production)은 연 평균 $0.028mol/m^2/day$로 $14.4\sim517.8mgC/m^2/day$의 범위로 분포하였으며, 평균 $330.7mgC/m^2/day$ 였다. 해저 퇴적물로부터의 영양염 공급을 100% 제거할 경우 COD 농도는 2.79mg/L 에서 2.20mg/L로 감소하여 COD의 21.0%의 제거 효과가 있는 것으로 나타났다. Simple box budgets models are useful tools to understand the phenomena of natural system and to provide an insight into the complex processes including physical, chemical and biological processes occurring in natural system. Budgets of fresh water, salt and nutrients were estimated in order to clarify the characteristics of seasonal material cycle in the Masan Bay. Outflow volume of freshwater into system was approximately $307.4\times10^3\sim1,210\times10^3\;m^3/day$. Inflow masses of DIP and DIN were approximately $410.8\sim795.7\;kg/day$ and $4081.4\sim6525.3\;kg/day$, respectively. DIN is expected to accumulate in the system. The removal of nutrients from bottom sediments will contribute to the reduction of 21.0% of COD concentration in the system.
2003년 하계 진해만 수질 개선을 위한 생태계 모델링
홍석진,이원찬,정래홍,오현택,장주형,구준호,김동명,Hong, Sok-Jin,Lee, Won-Chan,Jung, Rea-Hong,Oh, Hyun-Tek,Jang, Ju-Hyung,Goo, Jun-Ho,Kim, Dong-Myung 해양환경안전학회 2007 해양환경안전학회지 Vol.13 No.2
2003년 하계 진해만의 수질개선을 위한 육상오염물질 삭감량을 산정하기 위해 생태계 모델을 적용하였다. 모델에 의해 재현된 진해만의 수질은 마산만 측의 내측에서 해양수질 등급 III을 상회하는 수준으로 나타났으며, 등급 II의 수질로 개선하기 위해서는 육상부하를 50% 삭감하는 것이 효율적인 것으로 나타났다. 진해만 전 해역을 목표수질인 화학적 산소요구량 (COD) 농도 2.0mg/L을 만족하는 조 건은 전체 육상부하의 $70\sim90%$를 삭감하거나, 전체 육상부하와 저질 용출부하의 50%를 동시에 삭감하여야 하는 것으로 나타났다. 해역 II등급을 유지하기 위해 삭감해야 할 양은 유기물과 영양염을 동시에 삭감할 경우, 유기물 (COD) 5,632kg/day, 용존무기인 481kg/day 및 용존무기질소 7,991kg/day이며, 이 때 오염부하량의 한계 즉, 환경용량은 화학적산소요구량 부하 13,112kg/day, 용존무기인 206kg/day 그리고 용존무기질소 3,425kg/day 이라고 할 수 있다. This study estirmted the appropriate pollutant load reduction from point sources in Jinhae Bay, Korea, using an eco system model. The results of COD values in the inner part of the bay obtained through the simulation by ecosystem model were greater than 3.0mg/L, and exceeded the limits of Korean Coastal Water Quality Grade III. Engineering countermeasures to reduce the $70\sim90%$ of all land based pollution load or organic and inorganic material loads from point sources by more than 50% were required to keep the COD levels below 2 mg/L. The reduction loads is 5,632kg/day of COD, 481kg/day of DIP and 7,991 kg/day of DIN in case of the reduction of both the organic and nutrients. The estimated environmental currying capacity of that case is 13,112kg/day of COD, 206kg/day of DIP and 3,425kg/day of DIN to keep the COD levels below 2mg/L.
정우성,홍석진,이원찬,김형철,김진호,김동명,Jung, Woo-Sung,Hong, Sok-Jin,Lee, Won-Chan,Kim, Hyung-Chul,Kim, Jin-ho,Kim, Dong-Myung 해양환경안전학회 2016 해양환경안전학회지 Vol.22 No.1
해역수질 관리를 위해 마산만으로 유입되는 육상기인오염원이 해역수질에 미치는 영향인 오염기여율을 생태계 모델을 이용하여 정량화하였다. 오염기여율은 마산만 해역으로 들어오는 16개 오염원 각각의 유무에 따라 해역 정점별 수질 농도변화를 통해 계산하였다. 오염기여율 결과로 만 내측의 하천들은 만 북부에서 COD는 20 %, T-P는 62 %로 나타났고, 만 중부에서는 COD는 10 %, T-P는 16 %로 나타냈다. 따라서, 만 내측의 하천들은 마산만 북부와 중부수질에 영향을 주고 있는 것으로 나타났다. 또한, 만 북부로 유입되는 하천들의 T-P기여율이 COD기여율 보다 높기 때문에, COD부하보다 T-P부하가 수질에 미치는 영향이 더 큰 것으로 판단된다. 만 남부 오염원인 덕동하수처리장은 남부에서 COD는 26 %, T-P는 11 %, 중부에서 COD는 17 %, T-P는 7 %, 만 외측에서는 COD는 10 %, T-P는 1 % 기여하는 것으로 나타났다. 이는 저층 잔차류 흐름이 만 내측으로 향하고 있기 때문에 마산만 외측보다 남부와 중부에서 수질에 더 큰 영향을 미치고 있는 것으로 나타났다. Pollution contribution rate that is effect on water quality from land based load in Masan bay was showed quantifiably for coastal water quality management by using ecological model. It was calculated by difference of water quality concentration at each points t hat is calculated by each scenarios that are presence or absence of each sources (16 points). Results show that, rivers of Northern Masan bay contributed in Masan bay COD is 20 %, T-P is 62 % at northern part and COD is 10 %, T-P is 16 % at middle part. As a result, rivers of Northern Masan bay had effect on water quality of northern Masan bay and middle Masan bay. Also, T-P load affects water quality bigger than COD load, because T-P contribution rate bigger than COD contribution rate of northern rivers. Dukdong WTTP that is land pollution source of southern Masan bay contributed in Masan bay COD is 26 %, T-P is 11% at middle part, COD is 17 %, T-P is 7 % at middle part and COD is 10 %, T-P is 1 % at outer part. It affects water quality bigger at southern and middle of Masan bay than outer bay, because residual flow of bottom flows toward inner of Masan bay nearby Dukdong WTTP.
거제한산만 굴 양식장에 대한 GIS 기반 어장관리시스템 개발
조윤식,홍석진,김형철,최우정,이원찬,이석모,Cho, Yoon-Sik,Hong, Sok-Jin,Kim, Hyung-Chul,Choi, Woo-Jeung,Lee, Won-Chan,Lee, Suk-Mo 해양환경안전학회 2010 海洋環境安全學會誌 Vol.16 No.1
굴 양식 산업은 우리나라의 대표적인 양식수산업으로서 중요한 역할을 수행하여 왔지만, 최근에는 수출 감소, 국내 내수시장 소비의 한계, 양식 환경 악화와 같은 여러 문제에 직면하여 있다. 적정하고 지속적인 굴 생산은 어장환경의 공간정보를 기반으로 하는 적지 선정을 통하여 달성 가능하고, 양식장의 적지 선정은 양식장의 성공적 개발에 중요한 열쇠이며, 지속가능한 개발에 절대적 영향을 미친다. 이 연구는 GIS 기반의 다중 평가 방법을 이용하여 수하식 굴 양식장의 적지를 규명하고자 하였다. 대부분의 인자들은 GIS에서 보간법에 의해 추출되었고, 여덟 개의 환경 인자들이 두 가지 기본 서브모델로 그룹화 되었다. 이는 굴 성장에 관련된 인자(수온, 염분, 해수유동, 클로로필 a)와 양식장 주변 환경에 관련된 인자(저층 DO, 총유기탄소, 퇴적물 산휘발성 황화물, 저서군집 다양도) 등으로 구성되어 있다. 적합 점수는 가장 적지인 8점에서부터 가장 적합하지 못한 1 점까지의 규모로 가점되었으며, 총 80.1%의 잠재 지역이 가장 높은 점수 5점과 6점으로 채점되었다. 이 지역들이 거제한산만에서 굴 양식을 위한 가장 최적의 조건을 가지는 것으로 나타났으며, 이러한 GIS 기반의 적지 선정 기법은 공간적인 의사 결정을 지원함으로서 어장관리시스템으로 활용될 수 있다. Oyster production is playing an important role in domestic aquaculture, but facing some problems such as exports decrease, a slowdown in domestic demand and marine environmental deterioration. In order to obtain the suitable and sustainable oyster production, suitable sites selection is an important step in oyster aquaculture. This study was conducted to identify the suitable sites for lunging culture of oyster using Geographic Information System(GIS)-based multi-criteria evaluation methods. Most of the parameters were extracted by Inverse Distance Weighted(IDW) methods in GIS and eight parameters were grouped into two basic sub-models for oyster aquaculture, namely oyster growth sub-model(Sea Temperature, Salinity, Hydrodynamics, Chlorophyll-a) and environment sub-model(Bottom DO, TOC, Sediment AVS, Benthic Diversity). Suitability scores were ranked on a scale from 1(leased suitable) and 8(most suitable), and about 80.1% of the total potential area had the highest scores 5 and 6. These areas were shown to have the optimum condition for oyster culture in GeojeHansan Bay. This method to identify suitable sites for oyster culture may be used to develop bivalve culture management system for supporting a decision making.
거제한산만 굴양식장의 지속적 이용을 위한 생태지표의 적용
조윤식,홍석진,박성은,정래홍,이원찬,이석모,Cho, Yoon-Sik,Hong, Sok-Jin,Park, Sung-Eun,Jung, Rae-Hong,Lee, Won-Chan,Lee, Suk-Mo 해양환경안전학회 2010 海洋環境安全學會誌 Vol.16 No.1
지금까지 연안 양식장의 지속적인 생산 및 체계적인 관리를 위해 어장환경용량 산정 및 활용에 관하여 많은 연구가 선행되어 왔다. 그러나, 생태학적 부하를 고려한 지속적 적정 생산을 위해서는 4가지 계층구조(물리적 수용능력, 생산 수용능력, 생태학적 수용능력 및 사회적 수용능력)에 의한 어장환경용량 산정 개념을 활용할 수 있다. 생태학적 수용 능력 산정의 경우, 환경과 패류 양식의 상호작용에 관한 좀 더 전체적인 접근이 필요하여 아직까지 모델 개발은 초기 단계에 있으므로, 이에 대한 대안접근으로 패류양식장이 해양생태계의 가능을 어떻게 변화시킬 수 있는지 패류양식장의 생태적 효율을 평가할 수 있는 생태지표의 필요성이 대두되었다. 현재 거제한산만 굴양식장의 정화율 생태지표는 0.331, 여과압 생태지표는 0.203으로 계산되었으며, 이는 연안 생태계에 부하를 주지 않는 생태학적 수용 능력인 0.05를 초과하고 있음을 나타내었다. 본 연구에서는 생태학적 수용 능력의 개념에 근거한 생태지표를 거제한산만에 적용하여, 현재의 굴 양식장의 개발 수준이 어느 정도인지를 평가하여 지속적인 생산과 효과적인 양식어장 관리 지침으로 활용하는 방안을 마련하고자 하였다. The concept of carrying capacity for bivalve culture of an area can be classified into four hierarchical categories, according to their level of complexity and scope, such as physical, production, ecological and social carrying capacity. Most scientific efforts to date have been directed towards modelling production carrying capacity and some of the resultant models have been used successfully. But, the modelling of ecological carrying capacity is still in its infancy, because it should consider the whole ecosystem and all culture activities. A more holistic approach is needed to determine the influence of bivalve aquaculture on the environment and ecological carrying capacity. As an alternative, we can use a set of ecological indicators which can show the environmental performance of bivalve farms and assess ecological carrying capacity. Clearance efficiency and filtration pressure indicators show the value of 0.331 and 0.203, respectively, and these indicators suggest that the present level of culture in GeojeHansan Bay is above the ecological carrying capacity of 0.05. Consequently, these indicators can provide a guidance on the present level of culture in regard to production and ecological carrying capacity in GeojeHansan Bay.