5) 수치모형실험
가) 수치모형 수립
◦사용하는 수치모형은 국내·외적으로 신뢰성이 입증된 모형으로, 해수유동 및 침퇴적 그리고 부유사 확산을모두 모의할 수 있는 모델을 선정한다.
◦수치모형 실험영역은 피해가 예상되는 지역과 해역별 해양특성을 반영할 수 있도록 영역을 충분히 넓게 설정하여 모델의 경계조건에 의해 예측항목이 영향을 받지 않도록 해야 한다.
◦모형의 수립에서 모의 영역의 설정, 격자구성, 수심입력 등을 고려하여, 실제 지형과 가깝게 구성한다.
나) 수치모형의 검증
◦모형의 검증에서 현장조사 자료(조위, 조류, 연속부유사 등)를 이용하여 모델의 주요 매개변수(침강계수 등)을결정하고 해당 해역의 현장 실측에 유사한 수치모형을 재현한다.
◦조위, 조류, 연속부유사 관측자료의 검증결과 제시방안(시계열, 상관분석 등)을 수립한다.
◦기존 원단위를 입력한 결과와 실측 원단위를 입력한 부유사확산 결과를 비교․검토하여 문제점 및 개선방안을제시한다.
다) 피해범위 설정
◦수치모형실험의 각 단계별로 해양조사 자료에 근거하여 입력자료 및 매개변수를 설정하여 객관적이고 과학적인결과를 도출하여 피해범위를 예측 평가한다.
◦피해범위 산정 시 기존 제시 방법의 문제점을 비교 평가하여 최적의 범위 산정 방안을 제시한다.
◦수치모형실험 내용
구 분 | 내 용 | 비 고 |
해수유동 | ◦해수유동현황 재현 ◦공사로 인한 유동 변화 제시 ◦부유사, 퇴적 입력자료 제공 | 해역별 경계조건 고려 |
부유사 확산 | ◦부유사 분포 현황 재현 ◦공사로 인한 부유사확산 예측 |
|
◦수치모형실험 항목별 세부내용
(1) 해수유동
·수치모델 중 신뢰성을 인정받고, 효율적으로 수행 가능한 모델을 선정한다.
·모델의 대상 해역은 사업시행에 따른 해수유동의 변화가 없는 해역까지 충분히 넓게 설정한다.
·해안선 및 해저 지형 입력 시 최신의 해도, 수심도 등을 이용해 해안선의 위치와 각 격자점의 수심을 모델에 재현한다.
·기존 자료 및 금회 관측결과를 활용하여 현장 관측치와 모델 계산치를 비교·검증한다.
·수위, 유속 등의 관측치와 모델 계산치가 잘 일치할 때까지 반복 수행하는 방법으로 검증을 수행한다.
·모델 계산치와 현장 관측치의 허용오차 범위 최소화하여 모델의 신뢰성 향상 제고한다.
·검증과정을 통해 최적의 입력자료 및 개방경계 조건을 확정한다.
·공사로 인한 해수유동변화를 제시한다.
(2) 부유사 확산
·실험영역, 수심, 격자 구성은 해수유동 모델과 동일하게 구성한다.
·금회 관측된 연속부유사자료와 수치모형 결과를 검증하여 주요 매개변수(침강계수 등)를 보정한다.
·파랑이 우세한 동해의 경우 필요시 파랑변형실험을 병행하여 부유사 확산 모델을 수립한다.
·기존 원단위와 금회 관측된 원단위를 이용한 결과를 비교한다.
·부유사 확산 범위는 조시별 확산 범위와 최대 확산 범위를 비교한다.
6) 피해범위 설정 표준지침 작성
해역별 수치모형실험과 해양조사 결과를 이용하여 각 해역별 수치모형 수립, 검증 및 피해범위 제시방법과 수치모형실험의 신뢰성을 확보할 수 있는 해양조사 항목, 시기 및 적용방안에 대한 표준지침을 작성한다.
3.4 피해율 추정방법 개선
1) 피해율 추정방법 표준화 방안 수립
- 본 연구용역 수행기관은 부유사, 유속변화, 해저면 변화, 소음․진동 등으로 인한 수산생물에 미치는 영향에 대한 임계환경변화 기준 및 피해율 추정방법 개선을 위해 본 과업에 제시된 생물검정실험이외의 국내·외적으로 신뢰성이 있는 실험방법 및 실험 절차 등을 제시할 수 있으며, 발주처와 협의이후 생물검정실험 등을 실시하여야 한다.
- 해역(동해, 서해, 남해, 제주)별로 해역에 적합한 대표 어종 및 기타 유용생물을 선정하여 생물검정을 위한 최적의 실험 방법및 절차 등을 정립하여 피해율 추정을 위한 생물검정실험 표준화 방안을 수립한다.
- 생물검정실험 표준화 방안은 생물검정실험(스트레스 호르몬 분석, 호흡률 분석, 조직검사, 플랑크톤 민감성 분석)을 통하여 임계환경변화량 및 피해율 추정 방법 등의 적용방안에 대한 표준화 방안을 수립한다.
2) 생물검정실험
- 배경농도 변화에 대한 생물검정실험(스트레스 호르몬 분석, 호흡율 분석, 조직검사, 플랑크톤 민감성 분석)을 수행하여 어업에 피해를미칠 수 있는 임계환경변화량 및 피해율을 추정한다.
- 해역별 대표어종 및 기타 유용생물(패류 등)을 선정(해역별 어류 2종, 기타 유용생물 2종 등 총 16개종)하여 차별화된 표준 피해율을 추정한다.
- 생물검정실험 방법
가) 어류의 스트레스 호르몬 검사
◦어류의 스트레스 호르몬으로 알려진 코티졸을 이용하여 부유물질 증가로 인한 코티졸 농도 변화를 측정하여 대조군 보다 농도 증가가 나타나면 증가된 비율에 의거 임계환경변화량 및 피해율을 산정한다.
◦실험어류는 저어류(바닥에 서식), 부어류(표층 및 중층) 및 고수온기, 저수온기에 서식하는 어류로 나누어동·서·남해·제주해역의 대표 어종을 선정(전체 8종)하여 실험한다.
◦부유사 농도는 일정한 구간으로 설정하며, 실험기간 동안 설정된 부유사 농도가 실험수조에서 유지되어야한다.
◦구간별로 3반복을 원칙으로 수행하며, 실험기간 동안 부유사 이외의 어떠한 환경적인 변화는 나타나지 않아야 한다.
◦실험 종료 후 각 구간별 어류의 혈액 채취 시 실험어의 스트레스를 최소화 하여야 하며, 코티졸 농도는 혈액분석기를 이용하여 측정한다.
◦생물검정실험 방법 표준화로 향후 어업피해 수행 시 대표 종 이외의 어류에 대한 피해율 산정에서 표준화된실험방법으로 실시될 수 있도록 한다.
나) 산소소비율 검사
◦산소소비율은 외부 환경변화에 대한 생물 체내의 생리작용 상태를 표출하고 있어 생리활성 측정의 지표가되며, 산소소비율을 정지 상태의 표준소비율, 정상적 활동상태의 정상소비율 및 외적 스트레스에 기인한 행동에 따른 활동소비율을 측정하여 증감된 비율에 의거 피해율을 산정한다.
◦스트레스 호르몬 실험방법과 동일 조건에서 실험을 수행하며, 산소소비율 측정은 용존산소 센서를 이용하여 실시간으로 자료를 습득하여야 한다.
◦실험수조는 밀폐유수식 혹은 유수식 방법을 사용하여야 하며, 실험종료 후 대조구와 각 실험구의 산소소비율을도시화 하여 단위시간당 산소소비율을 비교하여 정량적인 자료를 제시한다.
다) 조직검사(혈액을 채취 할 수 없는 수산유용생물)
◦패류, 갑각류(새우 등), 두족류(문어), 오징어 및 어류에서는 자치어를 포함한다.
◦아가미 조직절편을 통한 부유물질 흡착여부를 구명하며, 산소소비율과 연계하여 부유사농도 증가로 인한 호흡률의 변화를 제시한다.
◦우리나라 동·서·남해, 제주에서 양식 가능한 패류를 선정하여 실험하고, 갑각류와 두족류는 지역에 맞추어선정한다.
◦스트레스 호르몬 실험방법과 동일 조건에서 실험을 수행하며, 실험 종료 후 아가미를 절개, 고정하여 조직절편기를 이용하여 실험생물의 아가미의 용혈 및 괴사상태를 파악한다.
라) 플랑크톤 민감성 분석
◦ 동·식물플랑크톤에 대한 부유물질이 미치는 영향에 관하여 민감성 및 영향정도를 파악한다.
3) 임계환경 변화량 및 피해율 추정 표준지침 작성
- 대조구와 실험구의 스트레스 호르몬 차이(증가율)와 산소소비율의 차이(증가 혹은 감소)의 비율을 산정하여 부유사 증가로 인한 두 가지의 상관성을 검증한 후 문헌조사 및 과학적 근거를 고려한 가설을 만들어 부유사농도 증가율에 따른 호르몬 및 산소소비율 간의 식을 도출 및 플랑크톤 민감성 분석을 통하여 임계환경변화량과피해율을 산정한다.
- 생물검정실험 결과를 토대로 임계환경 변화량과 피해율 추정 표준지침을 작성한다.
3.5 피해범위 및 피해율 산정을 위한 항만 선정
- 피해범위 설정 및 피해율 산정을 위한 해역별(동해, 서해, 남해, 제주) 항만은 각 해역의 해양환경을 대표할 수있어야 한다.
- 항만 해역의 지형적 특성으로 인해 다른 지역보다 유속이 현저히 빠르거나 느린 지역 또는 인위적으로 다량의부유사가 유입되는 지역은 배제한다.
- 해양생태계 기본조사(해양수산부, 2014. 제2권)에서 제시된 해양생태도 1, 2등급 해역에 속하는 항만으로 설정한다.
해양항만. 공유수면 – 어촌계 고민 등 무엇이든 물어보세요~~
해양항만 사업, 선박, 해양사고 전문가 그룹대표 : 고봉기 교수
20년 경력 행정법[행정심판], 전임교수
현, EBS 교육방송 공무원 행정법 전임강사
현, 해양수산부 청원경찰(해양항만) 공무원 전임강사
현, [주] 대한안전신문 해양[선박]사고 자문위원
현, 연합환경신문 해양환경분쟁, 선박감정사 법률고문
현, 노량진 공단기 공무원학원 전임강사
현, 해양경찰시험 해사법규, 해양경찰학 개론 전임강사. 스터디 채널
현, 해양경찰학 개론, 해사법규 전임강사. 노량진 모두의 경찰(모두경)
현, 해양경찰청, 감정사 강의
현. 공사-공기업 법학 전문강사. 렛유인
현. 해양수산부 7급 일반선박 해상안전론, 해사법규 교수
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