COMS/GOCI 및 Landsat ETM+ 영상을 활용한 경기만 지역의 부유퇴적물 농도 변화 모니터링

Abstract

In coastal region, estuaries have complex environments where dissolved and particulate matters are mixed with marine water and substances. Suspended sediment (SS) dynamics in coastal water, in particular, plays a major role in erosion/deposition processes, biomass primary production and the transport of nutrients, micropollutants, heavy metals, etc. Temporal variation in suspended sediment concentration (SSC) can be used to explain erosion/sedimentation patterns within coastal zones. Remotely sensed data can be an efficient tool for mapping SS in coastal waters. In this study, we analyzed the variation in SSC in coastal water using the Geostationary Ocean Color Imager (GOCI) and Landsat Enhanced Thematic Mapper Plus (ETM+) in Gyeonggi-bay. Daily variations in GOCI-derived SSC showed low values during ebb time. Current velocity and water level at 9 and 10 am is 37.6, 28.65 cm⋅s−1 and -1.23, -0.61 m respectively. Water level has increased to 1.18 m at flood time. In other words, strong current velocity and increased water level affected high SSC value before flood time but SSC decreased after flood time. Also, we compared seasonal SSC with the river discharge from the Han River and the Imjin River. In summer season, river discharge showed high amount, when SSC had high value near the inland. At this time SSC in open sea had low value. In contrast, river discharge amount from inland showed low value in winter season and, consequently, SSC in the open sea had high value because of northwest monsoon.

연안환경은 해수의 유기물질 및 미립자들과 육상의 입자들이 섞여있는 매우 복잡한 환경을 가진다. 특히 연안에서의 부유퇴적물 (suspended sediment, SS) 이동은 침식 및 퇴적 과정, 기초 생물량, 영양분의 이동, 미세 오염 등에 중요한 역할을 한다. 따라서 이 연구에서는 천리안 해양관측 위성 (Geostationary Ocean Color Imager, GOCI) 및 Landsat Enhanced Thematic Mapper Plus (ETM+) 영상을 활용하여 경기만 지역에서의 부유퇴적물 농도 변화를 관측하였다. GOCI 영상을 활용하여 부유퇴적물 농도의 일변화를 관측한 결과 만조 이후에 부유퇴적물 농도가 낮게 나타났다. 부유퇴적물 농도와 유속 및 수위 자료와의 비교 결과, 만조 이전의 9시와 10시의 유속 세기는 각각 37.6, 28.65 cm⋅s−1 이며, 수위는 각각 -1.23, -0.61 m이지만 만조 때 수위는 1.18 m로 점차 높아진다. 즉 수위 상승과 유속이 강하게 나타나면서 만조 이전에 높은 부유퇴적물 농도를 가지는 반면에 만조 이후에는 지속적으로 부유퇴적물 농도가 감소한다. 또한 Landsat ETM+ 영상으로부터 계절별 부유퇴적물 농도를 분석한 결과 겨울에 외해에서 높은 부유퇴적물 농도 값을 가지며 여름에는 한강 연안에서 높은 부유퇴적물 농도 값을 가진다. 이러한 이유는 겨울에는 북서계절풍의 영향으로 외해 부근에서 부유퇴적물 농도가 높게 나타났으며 여름에는 풍속보다는 유량의 영향이 크기 때문에 한강 연안에서 높은 부유퇴적물 농도 값을 가지는 것으로 판단된다.