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논문 기본 정보
- 자료유형
- 학위논문
- 저자정보
- 지도교수
- 윤홍주
- 발행연도
- 2015
- 저작권
- 부경대학교 논문은 저작권에 의해 보호받습니다.
이용수12
이 논문의 연구 히스토리 (3)
2015
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한국의 해양쓰레기 발생량은 2012년 기준 176,807 톤으로 추정되며 이 가운데 86,912톤(49.2%)의 쓰레기가 장마와 집중호우 때 한강, 금강, 낙동강, 영산강 등 대규모 하천들을 통해 유입되고 있다. 본 연구 대상지인 낙동강 유역은 전국 면적의 약 24%를 차지하는 대규모 하천으로 연간 3,810톤의 쓰레기가 남해 동부 해역으로 유출되고 있다. 남해 동부 해역으로 유출된 부유쓰레기는 생태계 파괴, 해상안전 위협뿐만 아니라 진해, 거제, 통영 등 인근 연안으로 이동하여 어업 및 관광 피해, 막대한 처리 비용 소요 등 경제적 피해를 끼치고 있다. 따라서 해양쓰레기로 인한 해양 오염 피해를 줄이고 능률적으로 대처하기 위해서는 하천기인 쓰레기의 거동 특성을 과학적으로 분석할 수 있는 연구 활동이 필요하다. 이에 본 연구에서는 낙동강을 중심으로 하천-하구-해양을 연결한 쓰레기 이동 경로 모니터링과 거동 특성 분석을 통해 육상기인 해양쓰레기의 발생 최소화와 수거 효율화를 위한 과학적 기초 자료를 확보하는 데 목적을 두었다.
첫째, 장마철 하천 부유쓰레기의 해양 유입을 최소화하기 위해서는 호소, 댐, 보 주변에 대한 상시적인 수거와 더불어 정체 또는 집적 구간(핫스팟)을 파악하여 사전에 관리하는 노력이 중요하다. 이러한 핫스팟 파악을 위해서는 부유쓰레기의 이동 특성 파악이 선행되어야 한다. 이에 본 연구는 낙동강 부유쓰레기의 권역별 이동 경로 추적을 통해 구체적인 거동 특성을 파악하고 하천 내 주요 핫스팟을 제시하였다. 추적 시험 기간에 부이의 이동 시간은 최대 9일 이내로 짧았으며 하천 주변에 정체된 시간이 길었다. 그리고 이동 거리는 유량의 증가에 따라 권역별 차이를 보였다. 상류와 중류권역의 부이들은 장마 기간 동안 대체로 짧은 이동 거리를 나타냈으며 해양으로 유출되지 못했다. 반면 하류동부권역의 중앙부와 하단부는 4,500 ㎥/s 이상의 유량에서 약 30 ∼ 50 km를 이동하여 해양으로 유입되었다. 그리고 낙동강 중·하류 지역 내 5곳이 핫스팟으로 선정되었으며 대량의 초목류와 생활쓰레기가 뒤엉켜 집적되어 있다. 특히, 하류 동부권역에 위치한 밀양강 합류점 인근 , 양산천 합류점 인근은 부유쓰레기가 사전에 수거되지 않을 경우 해양으로 유출될 가능성이 큰 것으로 예측되었다.
둘째, 낙동강 하구역은 남해 동부 해역과 연결된 지역으로 부유쓰레기의 해양 유출과 이동 범위를 파악하는 데 있어 중요한 장소이다. 이에 본 연구에서는 낙동강 하구역 내 부유쓰레기에 대한 이동 경로 추적과 수문기상환경 분석을 통해 구체적인 하구 유출 특성을 파악하였다. 추적 시험 결과 낙동강 수문을 통과한 부이들은 방류량과 풍향?속에 따라 이동 거리에 차이를 보였다. 홍수기 대비 방류량이 적을 경우 하구로 유출된 부유쓰레기의 이동에 바람이 더 큰 인자로 작용할 수 있음을 보여주었다.
마지막으로 장마와 집중 호우 이후 낙동강 부유쓰레기의 해양 유입에 따른 피해가 매년 반복되고 있다. 따라서 낙동강 부유쓰레기의 해양 유입으로 인한 피해를 파악하고 효율적으로 관리하기 위해서는 이동 경로 등을 과학적으로 분석할 수 있는 연구 조사 활동이 필요하다. 이에 본 연구에서는 해양으로 유입된 낙동강기인 부유쓰레기의 환경 조건에 따른 거동 특성을 파악하였다. 2014년 홍수기를 대상으로 두 차례의 이동 추적 시험을 수행한 결과 낙동강 하구역과 남해 동부 해역 일대에서는 조류보다는 바람에 의한 해수 표층 흐름이 부유쓰레기의 이동에 지배적으로 작용함을 알 수 있었다. 그리고 홍수 때 낙동강 하구역 일대에서 북풍 계열의 바람과 더불어 창조류의 해수 유동 패턴을 보일 경우 부유쓰레기가 가덕도 남측 해역까지 확산하여 60시간 이내에 진해만 일대에 표착할 수 있었다.
향후 본 연구를 통해 획득한 낙동강 부유쓰레기 거동 특성 및 주요 집적 지점 등의 정보는 정부와 유관기관의 쓰레기 관리 정책과 관련하여 도움을 줄 수 있다. 이를 통해 사전 예방의 효과를 높여 해양으로 유입되는 낙동강 부유쓰레기의 양과 처리 비용을 감소시키는 결과를 가져올 것으로 판단된다. 또한, 낙동강 하구역과 해상에서의 부유쓰레기 거동 특성에 대한 연구 결과는 연안 유출 여부와 피해 범위를 파악하는 데 도움을 줄 뿐만 아니라 피해 지역에 대한 국가적 차원의 관리 방안과 수거 처리 지원 대책을 마련하는데 근거 자료로 활용될 수 있을 것이다.
첫째, 장마철 하천 부유쓰레기의 해양 유입을 최소화하기 위해서는 호소, 댐, 보 주변에 대한 상시적인 수거와 더불어 정체 또는 집적 구간(핫스팟)을 파악하여 사전에 관리하는 노력이 중요하다. 이러한 핫스팟 파악을 위해서는 부유쓰레기의 이동 특성 파악이 선행되어야 한다. 이에 본 연구는 낙동강 부유쓰레기의 권역별 이동 경로 추적을 통해 구체적인 거동 특성을 파악하고 하천 내 주요 핫스팟을 제시하였다. 추적 시험 기간에 부이의 이동 시간은 최대 9일 이내로 짧았으며 하천 주변에 정체된 시간이 길었다. 그리고 이동 거리는 유량의 증가에 따라 권역별 차이를 보였다. 상류와 중류권역의 부이들은 장마 기간 동안 대체로 짧은 이동 거리를 나타냈으며 해양으로 유출되지 못했다. 반면 하류동부권역의 중앙부와 하단부는 4,500 ㎥/s 이상의 유량에서 약 30 ∼ 50 km를 이동하여 해양으로 유입되었다. 그리고 낙동강 중·하류 지역 내 5곳이 핫스팟으로 선정되었으며 대량의 초목류와 생활쓰레기가 뒤엉켜 집적되어 있다. 특히, 하류 동부권역에 위치한 밀양강 합류점 인근 , 양산천 합류점 인근은 부유쓰레기가 사전에 수거되지 않을 경우 해양으로 유출될 가능성이 큰 것으로 예측되었다.
둘째, 낙동강 하구역은 남해 동부 해역과 연결된 지역으로 부유쓰레기의 해양 유출과 이동 범위를 파악하는 데 있어 중요한 장소이다. 이에 본 연구에서는 낙동강 하구역 내 부유쓰레기에 대한 이동 경로 추적과 수문기상환경 분석을 통해 구체적인 하구 유출 특성을 파악하였다. 추적 시험 결과 낙동강 수문을 통과한 부이들은 방류량과 풍향?속에 따라 이동 거리에 차이를 보였다. 홍수기 대비 방류량이 적을 경우 하구로 유출된 부유쓰레기의 이동에 바람이 더 큰 인자로 작용할 수 있음을 보여주었다.
마지막으로 장마와 집중 호우 이후 낙동강 부유쓰레기의 해양 유입에 따른 피해가 매년 반복되고 있다. 따라서 낙동강 부유쓰레기의 해양 유입으로 인한 피해를 파악하고 효율적으로 관리하기 위해서는 이동 경로 등을 과학적으로 분석할 수 있는 연구 조사 활동이 필요하다. 이에 본 연구에서는 해양으로 유입된 낙동강기인 부유쓰레기의 환경 조건에 따른 거동 특성을 파악하였다. 2014년 홍수기를 대상으로 두 차례의 이동 추적 시험을 수행한 결과 낙동강 하구역과 남해 동부 해역 일대에서는 조류보다는 바람에 의한 해수 표층 흐름이 부유쓰레기의 이동에 지배적으로 작용함을 알 수 있었다. 그리고 홍수 때 낙동강 하구역 일대에서 북풍 계열의 바람과 더불어 창조류의 해수 유동 패턴을 보일 경우 부유쓰레기가 가덕도 남측 해역까지 확산하여 60시간 이내에 진해만 일대에 표착할 수 있었다.
향후 본 연구를 통해 획득한 낙동강 부유쓰레기 거동 특성 및 주요 집적 지점 등의 정보는 정부와 유관기관의 쓰레기 관리 정책과 관련하여 도움을 줄 수 있다. 이를 통해 사전 예방의 효과를 높여 해양으로 유입되는 낙동강 부유쓰레기의 양과 처리 비용을 감소시키는 결과를 가져올 것으로 판단된다. 또한, 낙동강 하구역과 해상에서의 부유쓰레기 거동 특성에 대한 연구 결과는 연안 유출 여부와 피해 범위를 파악하는 데 도움을 줄 뿐만 아니라 피해 지역에 대한 국가적 차원의 관리 방안과 수거 처리 지원 대책을 마련하는데 근거 자료로 활용될 수 있을 것이다.
목차
Contents iList of Figures vList of Tables xiAbstract xiiiCHAPTER 1. Introduction 11.1. Background 11.2. Literature Review 31.3. Objectives 101.4. Scope and Organization 111.4.1. Scope 111.4.2. Organization 13CHAPTER 2. Study Area and Data Collection 162.1. Description of Study Area 162.1.1. Status of Nakdong River Basin 162.1.2. Occurrence status of floating debris 182.2. Research Equipment 192.2.1. Satellite location tracking buoy 192.2.2. Collection device 262.2.3. Network camera 272.3. Factor Affecting Movement 282.3.1. Hydrometeorological data 282.3.2. Marine meteorological data 29CHAPTER 3. Behavior Analysis of Floating Debris in Main Stream of Nakdong River 313.1. Chapter Introduction 313.2. Methods 323.2.1. Moving route tracking trial 323.2.2. Rainfall characteristic analysis 353.2.3. Flow rate analysis 373.2.4. Exploring hot spots 393.3. Results 423.3.1. Results of the first tracking trial 423.3.2. Results of the second tracking trial 463.3.3. Tracking buoy movement by flow rate 543.3.4. Calculation of The moving amount 633.3.5. Regional hotspots 703.4. Summary 84CHAPTER 4. Analysis of the Nakdong River Estuary Outflow of Floating Debris 864.1. Chapter Introduction 864.2. Methods 874.2.1. Moving route tracking trial 874.2.2. Analysis of hydrometeorological 884.3. Results 894.3.1. Results of the tracking trial 894.3.2. Hydrometeorological of outflow time 944.4. Summary 100CHAPTER 5. Behavior Analysis of Marine Floating Debris Discharged from the Nakdong River Estuary 1025.1. Chapter Introduction 1025.2. Methods 1035.2.1. Investigation on coastal inflow of floating debris 1035.2.2. Moving route tracking trial 1045.2.3. Analysis of marine meteorological 1065.3. Results 1075.3.1. Coastal inflow of floating debris 1075.3.2. Results of the tracking trial 1105.3.3. Tracking buoy movement by marine meteorological 1155.4. Comparative Study 1225.4.1. Comparison of moving route tracking trial result 1225.4.2. Comparison of numerical modeling and tracking trial result 1245.5. Summary 129CHAPTER 6. Conclusions 1316.1. Conclusions 1316.2. Further studies 136References 139Appendix A. Evaluation standard table for the amount of litter scattered around the river 155Appendix B ~ G. Satellite location tracking buoy data of excel form 161Appendix H. Debris scattered around coastal accumulation area of buoy 162
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