저층 경계면 연구용 Benthic chamber(BelcI) 개발 (The Development of a Benthic Chamber (BelcI) for Benthic Boundary Layer Studies)

서지정보

· 발행기관 : 한국해양학회
· 수록지 정보 : 바다 / 15권 / 1호 / 41 ~ 50페이지
· 저자명 : 이재성, 박경수, 강범주, 김영태, 배재현, 김성수, 박정준, 최옥인

초록

소형선박에서 운영이 가능한 연안용 benthic chamber(BelcI)를 개발했다. 운영상에 유연성이 큰 BelcI는 연안 저층 경계면 연구에 폭넓게 이용될 수 있을 것으로 판단된다. BelcI는 몸체, 자동채수기, 교반기 및 전자제어부로 구성된다. 운영상에 유연성을 극대화하기 위해 몸체는 사각 셀 단위의 2단 구조로 설계했다. 센서신호의 증폭, 교반기 및채수장치 제어회로를 초 전력 소모 회로로 구성하여 외부 전원장치를 제거했다. PIV(particle image velocimetry) 기법으로 측정한 chamber 내부의 유체유동은 전형적인 radial-flow impeller의 특성을 나타냈다. chamber내 물의 혼합시간은 약 30초로 추정되었으며, 바닥면에서 shear velocity(u*)는 약 0.32 cm s-1였다. 석고용해 실험으로 계산된 확산경계층(DBL) 두께는 약 180~230 μm였다. 현장에서 측정한 산소소모율은 약 84 mmol O2 m-2 d-1로 선상배양결과 보다 2배 이상 컸다. 저층 영양염 플럭스는 "질산+아질산"이 0.18 ± 0.07 mmol m-2 d-1, 암모니움이 2.3 ± 0.5mmol m-2 d-1, 인산인이 0.09 ± 0.02 mmol m-2 d-1, 규산규소가 23 ± 1 mmol m-2 d-1로 추정되었다.

영어초록

We have developed an in-situ benthic chamber (BelcI) for use in coastal studies that can be deployed from a small boat. It is expected that BelcI will be useful in studying the benthic boundary layer because of its flexibility.
BelcI is divided into three main areas: 1) frame and body chamber, 2) water sampler, and 3) stirring devices, electric controller, and data acquisition technology. To maximize in-situ use, the frame is constructed from two layers that consist of square cells. All electronic parts (motor controller, pA meter, data acquisition,etc.) are low-power consumers so that the external power supply can be safely removed from the system. The hydrodynamics of BelcI, measured by PIV (particle image velocimetry), show a typical “radial-flow impeller”pattern. Mixing time of water in the chamber is about 30 s, and shear velocity (u*) near the bottom layer was calculated at 0.32 cm s-1. Measurements of diffusivity boundary layer thickness showed a range of 180-230 μm.
Sediment oxygen consumption rate, measured in-situ, was 84 mmol O2 m-2 d-1, more than two times higher than on-board incubation results. Benthic fluxes assessed from in-situ incubation were estimated as follows: nitrate +nitrite = 0.18 ± 0.07 mmol m-2 d-1 ammonium = 2.3 ± 0.5 mmol m-2 d-1 phosphate = 0.09 ± 0.02 mmol m-2 d-1 and silicate = 23 ± 1 mmol m-2 d-1.

참고자료

· 없음