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목차
제1장 과업개요 16
1. 과업명 16
2. 과업의 목적 16
3. 과업의 범위 16
4. 연구 배경 및 필요성 17
(1) 기후변화에 따른 연안환경변화 17
(2) 연안재해 취약성 17
(3) 해안방재 기초자료의 미비 19
5. 과업의 세부내용 19
(1) 해양 이상현상 피해현황 내역 19
(2) 연안사고지역 대상으로 맞춤형 관측망 설계 19
(3) 실시간 연속 관측정보 제공방안 마련 19
(4) 유지관리/개선 및 사전 경보체계 방안 제시 20
(5) 투자계획 수립 20
제2장 해양 이상현상 피해현황 22
1. 해양 이상현상 피해, 발생 현황 및 원인 22
(1) 해양 이상현상 피해 현황 23
(2) 주요 지역 해양 이상현상 발생 현황 25
(3) 해양 이상현상 발생 원인 35
2. 해양 이상현상 관련 연구사례 36
제3장 연안사고지역 관측망 설계 40
1. 설계 대상지역 선정 40
(1) 연안사고지역 관측망 설계 후보지 40
(2) 전문가 설문조사 40
(3) 현장조사 42
2. 주요 관측장비 현황 44
(1) 해양물리분야 관측기기 44
(2) 파랑관측 종류 및 방법 48
3. 연안사고지역 기본설계 55
(1) 관측망 기본설계 개요 55
(2) 기존 관측망 56
(3) 권역별 관측망 기본설계 60
4. 연안사고지역 실시설계 71
5. 연안사고지역 수치모형 적용 75
(1) 포항 기상 특성 75
(2) 포항 해상 특성 75
(3) 포항 임곡방파제 지역에 대한 파랑 모의 실험 77
6. 해양 이상현상 피해 저감을 위한 종합 대책 87
(1) 동해안의 너울성 고파 87
(2) 서·남해안의 이상장파 87
(3) 해수욕장의 이안류 87
제4장 실시간 연속 관측정보 제공 88
1. 실시간 정보제공 시스템 사례 88
(1) PORTS 88
(2) PORTS 시스템과 수치모델을 활용한 해양환경 예측 90
(3) 실시간 자료의 활용 예시 92
(4) 국내 해양환경 모니터링 시스템 94
2. 관측 자료의 자동 실시간 전달체제 수립 97
(1) 국가재난관리정보화 97
(2) 관측 자료 실시간 전달방안 100
3. 파의 처오름 실시간 모니터링 관측장비 설치안 104
(1) 파의 처오름 개요 104
(2) 파의 처오름 측정방법 105
4. 실시간 파고관측정보의 분석시스템 제안 108
(1) 파고 분석법 108
(2) 파향 분석법 110
제5장 유지관리 및 사전 경보체계 112
1. 관측망 유지관리 112
(1) 관측망의 운영과 관리 112
(2) 관측기기, 저장 및 통신장치 관리 112
2. 국내외 경보체계에 대한 기준안, 경보체계 정리 113
3. 경보기술의 지속적인 개발 방안 114
제6장 투자계획 수립(안) 116
1. 미국 NOAA 기본계획 사례 116
2. 연차별 투자계획(안) 116
제7장 결론 및 발전방향 120
1. 종합 결론 120
2. 연구 기대효과 121
3. 향후 연구 과제 122
참고문헌 124
부록 A. 해양 이상현상 언론자료 128
1. 전국적인 해양 이상현상 피해 현황 128
2. 동해안 이상고파 피해 현황 129
3. 서·남해안 이상장파 피해 현황 136
4. 해수욕장 이안류 피해 현황 139
〈표 3-1〉 해양물리분야 관측기기 44
〈표 3-2〉 국립해양조사원 해양관측소 57
〈표 3-3〉 한국해양연구원 해양관측소 59
〈표 3-4〉 관측점에서 임곡방파제까지 파랑의 도달시간 (12초 주기) 73
〈표 3-5〉 영일만 부근 해역의 기존 심해설계파 제원 76
〈표 4-1〉 자연재난분야 주요 정보시스템 구축현황 98
〈표 4-1〉 자연재난분야 주요 정보시스템 구축현황(계속) 99
〈표 4-2〉 유·무선 통신수단의 종류 및 특성 100
〈표 4-3〉 대표적인 무선 통신망의 종류 및 특성 101
〈표 5-1〉 기상주의보와 기상특보 기준 115
〈표 6-1〉 관측기기별 예산(안) 116
〈표 6-2〉 권역별 관측망 계획 117
〈표 6-3〉 연차별 구축계획(안) 118
〈그림 1-1〉 주요 과업수행 내용 및 방향 16
〈그림 1-2〉 기온, 해수면 변화(좌)와 시나리오별 해수면 상승(우) 17
〈그림 1-3〉 2008년 보령피해(좌)와 2007년 영광피해(우) 18
〈그림 1-4〉 2008년 안목항 너울발생(상)와 2009년 해운대해수욕장 이안류 발생(하) 18
〈그림 2-1〉 2005~2009년 발생한 해양 이상현상 피해 지역 22
〈그림 2-2〉 동해안에 너울성 고파 내습시('05.10.22~23) 포항, 울산, 속초의 피해현장 24
〈그림 2-3〉 서·남해안에 해양장파 내습시 한림('05), 영광('07), 보령('08)의 피해현장 24
〈그림 2-4〉 해운대 해수욕장에 이안류 발생 현장 및 개념도 25
〈그림 2-5〉 동해, 강릉, 포항, 울산, 속초 너울성 고파 내습시('05.10.21~23) 기압배치도, 바람, 파랑 자료 25
〈그림 2-6〉 동해안지역 너울성 고파 내습시('05.10.21~23) 저기압 이동경로 26
〈그림 2-7〉 동해안지역 너울성 고파 내습시('05.10.21~23) 동해 부이 바람 및 파랑 자료 26
〈그림 2-8〉 속초, 고성 너울성 고파 내습시('06.10.23~24) 기압배치도, 바람, 파랑 자료 27
〈그림 2-9〉 속초, 고성 너울성 고파 내습시('06.10.23~24) 저기압 이동경로 27
〈그림 2-10〉 속초, 고성 너울성 고파 내습시('06.10.23~24) 동해 부이 바람 및 파랑 자료 28
〈그림 2-11〉 강릉 안목항 너울성 고파 내습시('08.02.24) 방파제 월파 장면 28
〈그림 2-12〉 강릉 안목항 방파제 안전시설 29
〈그림 2-13〉 강릉 안목항 너울성 고파 내습시('08.02.24) 기압배치도, 바람, 파랑 자료 29
〈그림 2-14〉 강릉 안목항 너울성 고파 내습시('08.02.24) 저기압 이동경로 29
〈그림 2-15〉 강릉 주문진항 너울성 고파 내습시('09.01.10) 포항 부이 바람 및 파랑 자료 30
〈그림 2-16〉 울산, 거제 너울성 고파 내습시('09.01.30~31) 거제 부이 바람 및 파랑 자료 30
〈그림 2-17〉 영덕 너울성 고파 내습시('09.11.1) 포항 부이 바람 및 파랑 자료 31
〈그림 2-18〉 한림 이상장파 내습시('05.02.09) 칠팔도 부이 바람 및 파랑 자료 31
〈그림 2-19〉 고창, 영광 이상장파 내습시('07.03.31) 피해지역 및 현장사진 32
〈그림 2-20〉 고창, 영광 이상장파 내습시('07.03.31) 각 지역별 기압 및 바람 자료 33
〈그림 2-21〉 보령 이상장파 내습시('08.05.04) CCTV 영상 34
〈그림 2-22〉 보령 이상장파 내습시('08.05.04) 언론 및 영상자료 34
〈그림 2-23〉 이안류 발생 원리(좌)와 염료에 의한 확인(우) 36
〈그림 3-1〉 설문 문항 예시 41
〈그림 3-2〉 설문 문항별 결과 42
〈그림 3-3〉 감시 대상지역(포항 임곡방파제) 43
〈그림 3-4〉 포항 임곡방파제 현장사진 43
〈그림 3-5〉 조위/파고계 형태 및 계류형태 예시 45
〈그림 3-6〉 유속계 형태 및 계류형태 예시 46
〈그림 3-7〉 CTD 형태 및 계류형태 예시 47
〈그림 3-8〉 파랑관측 결과 도시 예(ADCP를 이용한 파랑관측결과) 49
〈그림 3-9〉 파랑관측 결과도 49
〈그림 3-10〉 부이식 파랑 관측 예시 50
〈그림 3-11〉 레이더식 파랑 관측 예시 및 원리 51
〈그림 3-12〉 압력식 파랑 관측 예시 52
〈그림 3-13〉 초음파식 파랑 관측 예시 53
〈그림 3-14〉 정치식 파향측정에 사용되는 파향파고계의 종류 55
〈그림 3-15〉 기상청 부이(좌), 등표(우) 위치 60
〈그림 3-16〉 기상청 부이 종류 60
〈그림 3-17〉 피해지역 관측망 기본(실시)설계 권역 및 대상지역 61
〈그림 3-18〉 강릉·속초권역 관측망 62
〈그림 3-19〉 삼척·동해권역 관측망 63
〈그림 3-20〉 포항권역 관측망 64
〈그림 3-21〉 울산·포항권역 관측망 65
〈그림 3-22〉 보령권역 관측망 66
〈그림 3-23〉 영광·고창권역 관측망 67
〈그림 3-24〉 제주권역 관측망 68
〈그림 3-25〉 부산권역 관측망 69
〈그림 3-26〉 포항 임곡방파제 주변 기존 및 신설 관측망 71
〈그림 3-27〉 파향선(s)과 파봉선(n)의 위치 72
〈그림 3-28〉 N 방향 파향선(실선)과 임곡지점까지 도달시간 등가선(파선) 74
〈그림 3-29〉 NNE 방향 파향선(실선)과 임곡지점까지 도달시간 등가선(파선) 74
〈그림 3-30〉 NE 방향 파향선(실선)과 임곡지점까지 도달시간 등가선(파선) 75
〈그림 3-31〉 포항 영일만의 등수심도 및 해저지형도 77
〈그림 3-32〉 임곡방파제 주변의 기압배치도, 바람, 파랑 자료 78
〈그림 3-33〉 N 방향 입사파에 의한 파향선 벡터 (광역) 81
〈그림 3-34〉 N 방향 입사파에 의한 파향선 벡터 및 파고 (상세역) 82
〈그림 3-35〉 NNE 방향 입사파에 의한 파향선 벡터 (광역) 83
〈그림 3-36〉 NNE 방향 입사파에 의한 파향선 벡터 및 파고 (상세역) 84
〈그림 3-37〉 NE 방향 입사파에 의한 파향선 벡터 (광역) 85
〈그림 3-38〉 NE 방향 입사파에 의한 파향선 벡터 및 파고 (상세역) 86
〈그림 4-1〉 PORTS 시스템 구성 88
〈그림 4-2〉 PORTS 시스템의 자료 제공 89
〈그림 4-3〉 PORTS 시스템의 자료전송 및 관리 현황 89
〈그림 4-4〉 PORTS 관측 예시 90
〈그림 4-5〉 PORTS 자료의 활용 91
〈그림 4-6〉 자료동화기법을 통한 수치모델의 예측정확도 91
〈그림 4-7〉 수치모델을 통한 해양물리정보 제공 시스템 구축 현황 92
〈그림 4-8〉 해양 이상현상 실시간 감시, 시스템 구성 및 정보제공 예시 94
〈그림 4-9〉 국립해양조사원 실시간 해양관측망 95
〈그림 4-10〉 이어도 종합해양과학기지 95
〈그림 4-11〉 실시간 모니터링자료 가시화 시스템 96
〈그림 4-12〉 해양환경 실시간 모니터링 시스템 96
〈그림 4-13〉 실시간 모니터링 및 해양생태계 종합평가시스템 구축 97
〈그림 4-14〉 재난영상정보(CCTV) 공동활용 체계 개념도 99
〈그림 4-15〉 CDMA 무선 이동 통신망을 이용한 자료 전송예시 102
〈그림 4-16〉 CDMA 무선 이동 통신망에서 영상전송 시스템 구축 예시 102
〈그림 4-19〉 오브컴사의 무선 위성 통신망을 이용한 기상관측 예시 103
〈그림 4-20〉 파의 처오름 개념도 104
〈그림 4-21〉 쌍저항선 측정장치 설치도 106
〈그림 4-22〉 광학 카메라를 이용하여 파의 처오름을 관측하는 사례 107
〈그림 4-23〉 방파제 사면에서의 처오름 높이 관측 과정 107
〈그림 4-24〉 수면변위 시계열 자료의 파랑간(wave-by-wave) 분석법 108
〈그림 4-25〉 스펙트럼 분석결과의 예 109
〈그림 4-26〉 Wavelet 분석 결과의 예 110
〈부록 그림 A-1〉 동해안 사고일지('08.5.6, 국민일보) 128
〈부록 그림 A-2〉 동해안 해안도로 피해사진('06.10.11, 중앙일보) 131
〈부록 그림 A-3〉 동해안 방파제 월파사진('08.6.23, KBS) 132
〈부록 그림 A-4〉 동해안 어선 피해사진('08.11.12, KBS) 133
〈부록 그림 A-5〉 동해안 해안도로 월파사진('09.10.9, KBS) 134
〈부록 그림 A-6〉 동해안 산책로 피해사진('09.11.13, KBS) 135
〈부록 그림 A-7〉 동해안 산책로 피해사진('09.11.30, 중앙일보) 135
〈부록 그림 A-8〉 동해안 해수욕장 피해사진('10.7.13, MBC) 136
〈부록 그림 A-9〉 서해안 보령죽도 피해사진('10.5.5, 중앙일보) 138
〈부록 그림 A-10〉 제주도 해안도로 피해사진('09.11.12, KBS) 139
〈부록 그림 A-11〉 서해안 대천해수욕장 피해사진('10.8.1, KBS) 142
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■연안사고지역 해양 이상현상 감시체계 구축방안 연구
□ 본 과업에서는 이상현상의 해역별 발생특성 및 연안지형을 고려한 감시망을 구축하고 효율적인 관측자료 생산·제공 방안 마련을 위한 기본계획을 수립하여, 사고지역에서 이상 현상 발생으로 인한 연안재해 저감대책을 마연하였다.
□ 또한, 관측망에서 취득되는 실시간 관측정보를 제공하는 방안을 마련하고, 유지관리/개선 및 사전 경보체계 방안을 제시하였으며, 연차별 투자계획(안)을 수립하였다.
□ 동해안의 너울성 고파
① 너울성 고파가 동해안의 북쪽 해역에서 발생하기 때문에 울릉도와 화진포에 기상 관측기기를 두어 바람의 방향과 크기를 감지한다. 또한 일본, 중국의 기상자료를 이용하여 너울성 고파의 발생 가능성을 감지한다.
② 해안선에서 멀리 떨어진 해역에 부이식 파향파고계를 두어 너울성 고파의 방향과 크기를 감지한다.
③ 수치모형을 사용하여 해안선에서 멀리 떨어진 해역에서 감지된 너울성 고파가 해안선에 도달하는 시각과 파고를 예측한다.
④ 해안선 가까이에서 수중식 파향파고계, 연안파고계, 비디오카메라로 너울성 고파의 피해 정도를 관측하여 예측의 정도를 검증하고 개선하는 자료로 활용한다.
□ 서·남해안의 이상장파
① 기압점프가 10분 미만으로 짧게 발생하기 때문에 해안선에서 멀리 떨어진 서쪽, 남쪽, 북쪽 섬에 AWS(Automatic Weather Station)를 설치하여 기압점프를 감지해야 한다.
② 해안선에서 멀리 떨어진 섬에 수중식 파향파고계를 두어 기압점프에 의한 장주기파의 전파방향과 파고를 감지한다.
③ 수치모형을 사용하여 해안선에서 멀리 떨어진 섬에서 감지된 장주기파가 해안선에 도달하는 시각과 파고를 예측한다.
④ 해안선 가까이에서 연안파고계와 비디오카메라로 이상장파의 피해 정도를 측정하여 예측의 정도를 검증하고 개선하는 자료로 활용한다.
□ 해수욕장의 이안류
① 기존의 기상청 자료, 일본의 기상자료를 이용하여 해운대 해수욕장에 이안류가 발생할 가능성을 감지한다.
② 해운대에서 멀리 떨어진 해역에 부이식 파향파고계와 수중식 파향파고계를 두어 파랑의 방향과 크기를 이중으로 감지한다.
③ 수치모형을 사용하여 해운대에서 멀리 떨어진 해역에서 감지된 파랑이 해운대 해수욕장에 도달하여 이안류의 발생 가능성을 예측한다.
④ 해안선 가까이에서 연안파고계, 비디오카메라로 이안류의 피해 정도를 관측하여 예측의 정도를 검증하고 개선하는 자료로 활용한다.
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원문구축 및 2018년 이후 자료는 524호에서 직접 열람하십시요.
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