암사동 유적 공간 분포 양상 변화 : 신석기시대와 삼국시대 지형변화를 중심으로

유선웅 한양대학교 대학원 2020 국내석사

This study focused on the fact that the patterns of spatial distribution of the Neolithic and the Three Kingdoms period in Amsa-dong site is different. Although the time difference between the two periods is about 3,000 years, there are no archaeological materials between them, so it was also analyzed with regard to the context of changing patterns of spatial distribution of the site. The two aspects can be presumed that the influence of the natural environment prevailed rather than anthropogenic intervention due to the characteristics of the times. In order to proceed with the study, the characteristics of the site were first examined. The site is highly influenced by river overflows, but the site is suitable for the formation of villages because of their location. Next, as a result of analyzing the function and occupation of the site through the features and artifacts, both periods sites were a residential base with high sedentism, and the occupation was considered to be long for both the total occupation length and the annual occupation length. As a result, it was judged that the occurrence of unoccupied period and change of patterns of spatial distribution in Amsa-dong site is difficult to find the reason without considering natural disaster. Therefore, the Holocene palaeoenvironments analysis was conducted to understand how and how much the natural environment affected the Amsa-dong site in the past. First, a study on climate change and sea level fluctuations that affect human life in general was examined. In early Holocene, the climate was warmer and more humid than in previous period, creating a backdrop for the arrival of the Neolithic era on the Korean Peninsula and rising sea levels. In middle Holocene, Neolithic period of Amsa-dong and the climate optimum period involved, was generally warmer and more humid than in the early stages, but about 6,000 BP, cold-drying trend appeared. Sea level was estimated to have been about 1 to 2 meters higher than it is today. In late Holocene, the climate gradually became cold and dry, and the sea level gradually dropped to the present level. And then, sea level rise simulations were used to understand the effect of sea level fluctuations caused by climate change on Amsa-dong site. As a result, past sea level fluctuations had no visible effect on there. Judging from this, the cause of unoccupied period and change of patterns of spatial distribution in Amsa-dong site may be a massive flood, such as the Great Flood in 1925, which swept across the area. Therefore, it was identified that flooding and topographic changes by floods could be the main causes of them by analyzing the cycle and impact of great flood. In order to examine this, palaeogeomorphic analysis was conducted. First, it was confirmed that the site can actually change through the data that can examine the terrain of Amsa-dong site in the past. Next, GIS was used to grasp the past and its changes of Amsa-dong site. As a result, it was found that the topography of Amsa-dong site has been changed continuously, and it was determined that the topographical changes that occurred in the Neolithic and the Three Kingdoms periods were caused by flooding considering the characteristics of the times. Finally, the changes in the patterns of spatial distribution in Amsa-dong site were interpreted based on the previous analysis. The great flooding could not only destroy the site, but again confirm that it was a decisive factor in the topographic changes. After that, the appearance of topographical changes were assumed using palaeogeomorphic indication data. As a result, it was interpreted that the natural embankment moved toward inland more in the Three Kingdoms period than in the Neolithic era, resulting in changes of spatial distribution patterns. In addition, an archeological approach was used to reinforce the interpretation of topographic changes. First of all, causes of migration of Neolithic group related to the destruction of the site includes declining food supply stability due to climate degradation, population growth, early farming, and flood damage. This paper judged that all causes were compounded, assuming that the human group would follow the criteria of economic rationality. In other words, the flooding, which could be handled in earlier days, couldn’t be overcome when climate worsened, population control weakened, and if early agriculture was carried out, the marginal profit declined. That is, if the economy weakened, it lead to failure to overcome it. Meanwhile, it was considered that it was difficult to form a settlement in Amsa-dong site in unoccupied period due to the change of terrain by flooding. The nearby sites show that stable terrain or suitable for agriculture was preferred. Later, in the Three Kingdoms era, terrain of Amsa-dong was stabilized, resulting in forming a settlement. By the way, features of the Three Kingdoms are now more concentrated in eastward. The reason for this is judged as the location change due to the topographical change. This point is also the location where the wetland should be located. In other site examples, the wetland is believed to have naturally or artificially extinguished, and then it was interpreted that a settlement was formed over it.  Interpretations through topographic changes and archaeological aspects can help to understand the past as well as Amsa-dong site. For example, the study of the Neolithic Period on the Korean Peninsula tends to examine several sites together. This is important in the context of the times, but more intimate understanding of individual site is needed for a more detailed discussion. It may also serve as a reference for future site investigations. Estimates of topographic change patterns suggest that after the Neolithic period, archaeological sites could be located further inland. In addition, it may be possible to explore additional sites through the palaeogeomorphic analysis data. Conclusionally, the significance of this study is to clarify concretely through the quantitative and empirical review that goes beyond the threadbare and abstract common sense research that the Amsa-dong site was affected by the natural environment. 본 연구는 암사동 유적 조사를 통해 확인된 신석기시대와 삼국시대 유적 공간 분포 양상이 상이하다는 점에 착안하여 진행하였다. 두 시대 간 시간 차이는 약 3,000년 정도로 그 사이에 해당하는 유적이 존재하지 않는 점도 유적 공간 분포 양상이 변화하는 맥락과 관련이 있을 것으로 보고 함께 분석하였다. 두 측면은 기본적으로 시대 특성상 인위적 개입보다는 자연환경의 영향이 우세하였을 것이라고 추정할 수 있다. 연구 진행을 위해 먼저 유적 성격을 검토하였다. 유적은 지리상 하천 범람의 영향을 많이 받지만 입지 요소상 생계에 유리하여 취락 형성에 적합한 곳이다. 다음으로 유구와 유물을 통해 유적 기능과 점유 양상을 파악한 결과, 두 유적 모두 정주성이 높은 근거지였으며 총점유기간과 연간점유기간 모두 길었다. 이에 따라 암사동 유적 공백기와 공간 분포 양상 변화 발생은 자연재해를 상정하지 않고는 그 이유를 찾기 어렵다고 판단하였다. 따라서 홀로세 고환경 분석을 통해 인류 생활 전반에 영향을 미치는 기후변화와 이에 따른 해수면 변동 연구를 검토하였다. 홀로세 초기에는 이전 시기에 비해 기후가 온난𐤟습윤해져 한반도에 신석기시대가 도래하는 배경이 조성되었고 해수면이 점차 상승하였다. 중기에는 암사동 신석기시대와 기후최적기가 포함되며 대체로 초기보다 더 온난𐤟습윤하였는데, 약 6,000 BP 경인 중기 중반부터 한랭𐤟건조화 경향이 나타났다. 해수면은 현재보다 약 1~2m 더 높았던 적이 있었다. 후기로 가면서 기후는 점차 한랭𐤟건조해졌고 해수면은 점진적으로 하강하여 현재 수준에 도달하였다. 이후 기후변화에 따른 해수면 변동이 실제로 암사동 유적에 미친 영향을 파악하기 위해 해수면 상승 시뮬레이션을 활용하였다. 그 결과, 과거 해수면 변동은 암사동 유적에 가시적인 영향을 미치지 못하였다. 이로 보아 암사동 유적에 공백기와 공간 분포 양상 변화를 야기하는 원인은 과거 암사동 일대를 휩쓸어버린 을축년 대홍수 사건과 같은 대규모 홍수일 것이라고 추정하였다. 따라서 대홍수 주기와 영향 정도를 파악하여 홍수범람과 이에 따른 지형변화가 주요인이 될 수 있음을 파악하였다. 이를 검토하기 위해 고지형 분석을 실시하였다. 먼저 암사동 유적 일대 과거 지형을 살펴볼 수 있는 자료들을 통해 유적이 실제로 변화할 수 있음을 확인하였다. 다음으로 GIS를 이용하여 암사동 유적의 과거 모습과 그 변화상을 파악하였다. 그 결과, 암사동 유적 지형이 지속적으로 변화하였음을 파악하였고, 신석기시대와 삼국시대에 있었을 지형변화는 시대 특성상 홍수범람에 의한 것이라고 판단하였다. 최종적으로 앞서 분석한 내용들을 기반으로 암사동 유적 공간 분포 양상 변화를 해석하였다. 대홍수 범람이 유적을 폐기시킬 수 있을 뿐 아니라 지형변화의 결정적인 요인임을 다시금 확인할 수 있었다. 이후 고지형 지시 자료들을 통해 지형변화 양상을 추정하였다. 그 결과, 삼국시대에는 자연제방이 신석기시대 때보다 내륙 안쪽으로 더 이동하여 공간 분포 양상이 달라진 것이라고 해석하였다. 추가적으로 고고학적 접근을 통해 지형변화 측면에서의 해석을 보강하였다. 우선 유적 폐기와 관련된 신석기시대 집단 이주 원인에는 기후 한랭𐤟건조화에 따른 식량 공급 안정성 하락과 인구증가, 그 대안인 조𐤟기장 재배를 통한 초기농경, 그리고 홍수 피해 등이 있다. 본고에서는 인간 집단이 경제적 합리성이라는 기준에 따를 것이라는 가정 하에 모든 원인들이 복합되었다고 판단하였다. 즉, 기존에는 감당할 수 있었던 대홍수 범람이 기후악화와 인구 조절 능력 약화, 농경이 이루어졌을 시 한계 수익이 감소로 경제가 허약해졌고 결국 극복하지 못하였던 것이다. 다음으로 유적 공백기는 홍수범람으로 인해 지형이 변화하여 암사동 유적에 취락이 형성되기 어려웠다고 보았다. 인근 유적들을 보면 안정적인 지형이나 농경에 적합한 곳이 선호되었음을 알 수 있다. 이후 삼국시대에는 암사동 유적 지형이 안정화되었기 때문에 취락이 생겨나고 농경이 이루어졌을 것이다. 그런데 유구는 현재 암사동 193번지 일원에 더 집중적으로 분포한다. 그 이유는 지형변화에 의한 입지 변화로 판단하였다. 또한 이 지점은 위치상 배후습지가 있어야 하는 곳인데 현재 그 흔적을 찾아볼 수 없다. 다른 유적 사례로 볼 때 배후습지는 자연적 또는 인위적으로 소멸한 것으로 추정되며, 이후 그 위로 취락이 조성되었다고 해석하였다. 지형변화와 고고학적 측면에서 해석한 결과는 암사동 유적뿐 아니라 과거 시대상에 대한 이해를 도울 수 있다. 가령, 한반도 신석기시대 연구는 여러 유적들을 함께 살펴보는 경향이 있다. 시대 특성상 그러한 점도 중요하지만 개별 유적에 대한 상세한 이해가 선행되어야 더 많은 논의가 이루어질 수 있을 것이다. 또한 앞으로의 유적 조사 시에도 참고가 될 수 있을 것이다. 지형변화 양상 추정자료는 신석기시대 이후 유적이 보다 내륙 안쪽에 위치할 수 있음을 알려준다. 또한 고지형 분석 자료를 통해 추가적인 유적 탐색도 가능하리라고 본다. 결론적으로 본 연구의 의의는 과거 두 시대 암사동 유적이 자연환경 영향을 받았을 것이라는 당연하고도 추상적인 상식적 연구에서 벗어나 정량적이고 실증적인 검토를 통해 구체적으로 파악하고자 하였다는 점에 있다.

동수역학적 통합외력모형을 이용한 장기간 해안지형변화 모의 및 분석

권경환 전남대학교 수산해양대학원 2021 국내박사

해안의 개발로 인한 연안의 모래이동 경향 변화는 급격하게 일어나며 지역적으로 침식 및 퇴적 현상이 가속화되는 사례가 증가하고 있다. 하지만 한번 침식되거나 퇴적된 모래를 원래의 상태로 되돌리는 것은 그 원인 규명이 어려울 뿐 아니라 오랜 기간의 노력으로도 불가능할 수도 있다. 연안의 모래자원을 관리하는 것은 매우 중요한 과제이며 앞으로 지구는 온난화의 영향으로 해안침식 피해가 예상되는 지역이 증가할 수 있다는 우려도 제기되고 있어 종합적인 대책과 지원이 필요하다. 연안표사의 이동에 영향을 주는 연안류에는 조석에 의해 기인하는 조류, 내습 파랑에 의해 흐름의 크기 및 방향이 결정되는 해빈류, 바람에 의해 생성되는 취송류 및 하천 유량에 의한 흐름(권경환, 2012) 등이 있다. 황우치 주변해역은 지속적인 화순항의 방파제 건설 및 확장공사로 인해 표층모래의 이동경향이 변화해 왔다. 이에 황우치 해변은 급격한 침식이 발생하였고 인근 화순항 내측에서 모래퇴적이 발생하여 항내 유지준설이 정기적으로 수행되고 있다. 화순항은 1991년 연안항으로 지정된 후, 1995년 화순항 방파제 실시설계계획을 수립하면서 본격적으로 개발되기 시작하였으며, 화순항 1단계 개발사업, 동방파제 연장과 2단계 개발사업을 거쳐 현재의 모습을 갖추게 되었다. 화순항 동방파제 건설로 인해 황우치 해변의 침식 문제가 지속적으로 발생함에 따라 해변 전면 수중에 2기의 잠제를 건설하였고, 황우치 해변에 22만㎥의 양빈 공사를 하였다. 그러나 잠제 건설과 양빈 이후에도 황우치 해변은 지속적인 침식이 발생하여, 황우치 해변의 서쪽에서는 모래를 찾아보기 힘들게 되었다. 연안의 다양한 인공구조물 건설로 발생하는 모래의 침식과 퇴적환경 변화 현상에 대한 원인을 규명하기 위해 다양한 모래 이동 연구 방법을 활용하고 있다. 본 연구는 연안의 모래 이동 경향의 변화양상을 분석하기 위하여 장기간 해양 물리 관측자료 및 수치계산으로 해역의 모래 이동에 영향을 줄 수 있는 해양물리 요인에 대한 검토를 수행하였고 수심측량, 항공사진 측량을 통해 해저지형, 해변 및 해안선의 변화에 대해 현황을 분석하였다. 장기간 모니터링으로 수집한 해양물리 자료와 수심측량 자료를 수집하여 모래이동의 주요 외력조건에 대한 해양환경 특성을 분석하였다. 기존 지형변화 계산 시 연안 표사이동에 영향을 주는 다양한 외력 요인이 동시에 반영되는 계산을 수행하는 데 있어 물리적, 기술적 한계가 있었다. 하지만 최근 계산기법의 발달과 계산 속도의 향상으로 동수역학모형에 다양한 외력을 동시에 적용하여 계산할 수 있게 되었다. 최근 연구 동향을 보면 연안의 지형변화 계산 시 파랑을 반영하여 현상과 유사한 계산 결과를 도출한 사례들이 늘어가는 추세이다. 지형변화량 계산에 있어 1 조석 주기나, 통계분석에 의한 대표 외력 조건에 의한 지형변화 계산 결과는 1년 ~ 10년 이상의 장기적인 연안 모래이동 경향을 대표하기에 어려움이 있다. 최근 연간 파랑 입력조건을 이용하여 연안의 침퇴적 계산을 수행한 사례가 있지만 조석, 조류, 파랑, 해빈류를 동시에 반영하여 10년 이상의 장기적인 계산을 수행한 사례는 찾아보기 어렵다. 본 연구에서는 장기간 후측자료를 입력자료로 한 20년간 해역의 모래이동을 계산하고 기존 계산기법의 결과와 비교를 하였으며 동수역학적 통합외력 모형의 장기간 지형변화 계산의 장점과 적용성을 평가하였다. 관측자료의 보완으로 연속적인 파랑자료 획득을 위해 1979년부터 제공하는 장기파랑 후측 모형의 결과를 이용하여 해역의 40년간 내습파랑 특성을 분석하고 2000년대 이후 화순항 인근의 모래이동 경향성의 변화 과정을 해석하기 위한 수치모형 실험의 입력자료로 활용하였다. 그리고 모래기원 분석, 모래이동 경향분석과 수중조사를 통한 복합적인 모래이동 분석결과와 수치모형 실험의 결과를 비교하며 조석, 조류 및 파랑 통합모형이 자연현상과 유사한 결과를 제시함을 확인하고 해안개발에 따른 모래이동 경향 변화를 비교하였다. 조석에 의한 조차가 큰 해안에서 수위변화에 의한 수심이 변화한다. 이와 같은 고정된 수위 조건에서 실험하는 경우 해안선 부근에서 자연 현상과 상이 한 결과를 도출할 수 있을 것으로 판단된다. 계절별 대표 파랑을 파향별 파랑 내습 빈도 및 통계분석을 이용한 실험을 보면 내습 파랑 중 특정 파랑에 대해서만 계산이 수행되어 장기간 내습 파랑의 특성을 포함하지 못하며 연안 부근의 수심 변화가 실제 수심측량 성과의 경향과 차이를 보이는 것을 확인할 수 있다. 해안개발에 따른 지형변화 검토를 위해 2000년 ~ 2019년까지 동일 외력 조건에서 실험을 수행하였다. 20년 계산된 실험결과의 분석은 크게 20년 실험 이후의 모래 퇴적층의 두께, 침‧퇴적 변화와 표사이동 누적 벡터를 분석하였다. 계산결과를 보면 화순항 및 황우치 해변 인근에서는 화순항 개발에 따라 모래 이동의 방향이 변화하는 것을 확인할 수 있다. 특히 남동쪽 외해의 모래 이동 방향이 시계 반대 방향으로 이동 방향의 변화가 나타난다. 이와 같은 결과를 볼 때 국부적인 구조물의 건설은 인근 해역 전체의 장기적인 물질이동의 방향에 대한 영향을 주는 것을 확인할 수 있다. 다양한 외력 성분을 반영한 동수역학적 외력모형은 지형변화량 계산의 정성적, 정량적 정확도를 높여주며, 실제의 자연현상과 유사한 수치실험 결과를 제시할 수 있다. 해안개발에 따른 설계, 환경적 영향 평가 시 동수역학적 통합외력모형을 활용한 장기간 지형변화 수치실험 방법을 활용한다면 연안 모래이동 환경을 과학적으로 분석하고 예측하는 하나의 방법으로 적합할 것으로 판단된다. Sand transport trends change radically due to injudicious developments in coastal areas that accelerate local erosion and deposition. Once soils are eroded or deposited, it is extremely difficult to reclaim the process back to the original state as identifying the cause of the phenomenon itself is such a complicated process and can be unachieved even with years of effort. Thus, management of sand resources must be considered more significantly as concerns arise for increased number of areas that are affected by beach erosion due to the effect of global warming. Hence countermeasures and supports by the federal government is required. Tidal current, wave induced current, wind drift currents and flow due to river discharge are different littoral currents that cause longshore sediment transport (Kwon 2012). The movement trend of the surface erosion in Hwangwoochi Beach has changed due to breakwater construction and expansion of Hwasun Port. Therefore, Hwangwoochi Beach has been rapidly eroded and sizable amount of sand sediments have occurred within Hwasun Port which is being dredged regularly (Jeju Special Self-Governing Province, 2020). Hwasun Port was designated as a coastal port in 1991 and the development plan for Hwasun Port breakwater was initiated after establishing a working plan implementation in 1995. With the completion of first stage development for Hwasun Port, extension of eastern breakwater and the second stage of development were initiated which resulted in current formation the port. The construction of eastern breakwater continued to raised issues on Hwangwoochi Beach hence installations of two submerged reefs in front of the beach and beach nourishment on 220,000㎡ area were carried out. However, regardless of all the effort, Hawngoochi Beach continued to erode and only left very small amount of sand in west side of the beach. Various methods on studying the sand movement are utilized to determine the cause of sand erosion and changes in sedimentary environment due to the construction of numerous artificial structures along the coast. Long-term physical oceanography survey and numerical calculations were conducted in this study to analyze changes in sand movement trends. Therefore, external conditions that could affect sand movement can be reviewed through various techniques such as analysis of changes in seabed terrain, beaches, and coastlines using bathymetric data and aerial image survey. Long-term oceanography monitoring data and bathymetric survey data were collected to analyze the characteristics of the marine environment for major external conditions of sand migration. Previously, physical and technical limitations on coupled calculations on various external forces that cause sediment transport existed during morphology change calculations. However, with recent development in computational methods as well as improvement in calculation speed, various external forces such as tidal elevation, wave, wind and more can be applied to a hydrodynamic model and calculated simultaneously. Recent research trend indicates that increasing number of studies produce highly realistic results occur when wave effects are considered while calculating coastal morphology changes. A single cycle of tidal activity or statistics analysis is not sufficient to be the major external condition for numerical modelling of more than 1 to 10 years of long-term coastal sand transport trends. Although, several studies considered yearly wave data inputs to calculate coastal erosion and accumulation, but the considered period is no longer than 10 years. In this study, long-term hindcast data was used an input data to account for the sand transport over 20 years of time and was compared with the results from generic computational method followed by an evaluation of the integrated hydrodynamic model for its advantage and application on long-term morphology change calculation. The long-term hindcast model provided wave data from 1979 and was used to analyze the characteristics of incoming waves over the period of 40 years. The analyzed data was used as an input data to compute sand movement trend and the process of change near Hwasun Port after year 2000s. Additionally, the results of complex sand movement analysis through sand origin analysis, sand movement trend analysis, and underwater investigation with the results of numerical model experiments were compared to present similarities in tidal-current and wave integrated model and actual and both actual and simulated results in sand migration trend. Areas with large tidal range have tendency to change depths by change in water elevation. If experiments are conducted under such fixed water level conditions, it is estimated that the results will differ from natural phenomena that actually occur near the coastline. From the experimental results using statical analysis and frequency of incoming waves from every direction seasonally, distinct difference between the computed results and the survey results for bathymetry can be observed since only certain wave effects were only considered and this excludes the special characteristics of long-term incoming waves. Experiments were carried out under the identical external force conditions from 2000 to 2019 to review the changes in the landscape following coastal development.. The experimental results for thickness of sand deposits, deposition and accumulation change, accumulated vectors of sand transport were analyzed and showed evidence that coastal development of Hwasoon Port affected the sand transport trend in Hwangwoochi beach and Hwasoon Harbor. In the southeast outer sea area, sand transport in anti-clockwise direction was found which indicates that installation of localized rigid structure impacts the long-term material transport over the entire coastal area. Integrated hydrodynamic models that utilizes several externa l conditions improve qualitive and quantitative accuracies of morphology change calculations and produce results that are close to real life scenarios relatively well. From the results shown in this study, it can be deduced that; Long-term morphology change experiments using integrated hydrodynamic model is a suitable method for the analysis and prediction of coastal sand transport during an environment and design impact assessment for any coastal development.

Simulation for changes in fluvial morphology and vegetation of the Naeseongcheon stream using an eco-hydrodynamic model

최훈 전남대학교 2024 국내박사

수치지도 수시갱신을 위한 지형변화 탐지

박용철 서울시립대학교 도시과학대학원 2006 국내석사

국 문 초 록 현재 사용 중인 수치지도의 제작 및 갱신체계로는 지형의 변화가 신속히 반영되지 않아 점차로 활용도가 떨어지고 있는 실정이다. 이로 인해 수치지도 자료의 정확도와 최신성이 담보될 수 있는 수치지도의 수신갱신체계의 필요성이 증대되고 있다. 수시갱신을 위해 지형변화의 발생을 신속하게 탐지하는 것이 필수적인데 기존에 연구되었던 원격탐사 또는 직접 측량에 의한 방법들은 비용 및 정확도 측면에서 효율적으로 적용되기 어려웠다. 이에 본 연구는 행정정보시스템에 실시간으로 입력되는 지형변화와 관련된 자료를 이용하여 수치지도의 실시간 수시 갱신을 위한 지형변화탐지의 효율적인 방법을 제시하는 것을 목표로 한다. 지형변화를 초래하는 도로건설, 주택건축 등의 크고 작은 각종 공사들이 수치지도에 변화를 미치는 정도에 따라 복합지형변화, 단순지형변화, 기타지형변화요인으로 분류하고 공사와 관리기관간의 연관 부분들을 검토하였다. 이러한 변화요인을 탐지하기 위해 항공사진측량 및 인공위성영상에 기반으로 한 방법과 행정정보시스템에서 생산된 공사 관련 정보들을 이용하는 방법에 대한 선행연구를 분석하였다. 서울시의 행정업무시스템에 포함된 공사와 관련된 인·허가를 관리하는 민원처리온라인시스템 및 6종의 지리정보시스템의 자료를 지형변화탐지에 적용여부를 검토하였다. 검토한 결과로 지리정보시스템은 즉시 활용이 가능한 것으로 판단되었다. 반면에 민원처리온라인시스템의 분석대상인 17개 업무 중 6개는 대규모 복합변화로 DB처리를 위한 수작업이, 10개는 단순변화로 DB 자동처리방안이, 그리고 시설공사는 복합과 단순 변화가 혼합된 형태로 관련 관리프로그램의 개선이 요구되었다. 이 연구를 통해 서울시가 운영하고 있는 행정정보시스템의 정보를 통해서 지형변화 요인에 대한 정보제공이 가능하며 GIS지도에 자료입력 방안 등 일부분 개선이 된 후 이를 수치지도 운영·관리기관에게 제공되면 실시간 수시 갱신 대상의 탐지와 갱신업무에 활용할 수 있음을 알 수 있었다.

염하수로의 해안지형 및 경관 변화

이선화 한국교원대학교 대학원 2013 국내석사

염하수로는 한강 하구에 위치한 하구형 수로지형으로서 강한 왕복성 조류가 작용하고 하상경사가 큰 역동적인 해안지형이 발달하고 있다. 한강·임진강·예성강 등의 대하천으로부터 막대한 양의 퇴적물질을 공급받아 해안에 퇴적지형을 형성하였고 곡류 해협과 복잡한 해저환경으로 조류 속도가 빠른 것이 특징적이다. 따라서 해식애와 파식대의 암석해안과 간석지의 퇴적해안이 헤드랜드와 만입지 지형에 발달하고 있다. 그러나 지속적인 해안의 매립과 해안개발의 압력으로 해안은 인위적으로 변모되었고 해안지형의 해체와 해저지형의 변화를 초래하며 시·공간적인 변형을 유발하여 해안경관이 변화되었다. 본 연구는 독특한 수리지형이 나타나는 염하수로를 대상으로 해안지형의 발달과 다양한 지형요소들을 파악하고 인간간섭에 따른 해안지형 및 경관의 변화를 분석하였다. 연구는 염하수로의 해안지형 메커니즘을 살펴보고 후빙기 해수면 상승과 관련해 최대 해진 범위를 분석하여 구 해안선을 추정하고 지리적인 특징을 고찰하였다. 지속적인 인간간섭에 따른 해안선, 토지이용, 수심 및 지형의 시계열적인 변화와 그 원인을 파악하였으며 해안환경의 특색에 따라 해안을 분류하여 해안지형경관을 분석하였다. 연구를 수행하기 위해 실내조사와 현장답사를 실시하였으며 실내조사로는 시계열적인 지형도, 항공사진, 위성사진, 연안정보도, 해도, 토양도 등의 연구자료를 ArcGIS 9.3과 ArcView 3.3 프로그램을 이용해 수치화작업으로 처리하여 공간자료를 구축하였고 주기적인 현장답사를 통해서 이를 보완하였다. 염하수로 지형은 후빙기 해수면 상승으로 복잡한 리아형 해안을 형성하여 헤드랜드와 만입지의 곡류 지형이 발달하였다. 만입지의 간석지 발달은 간척지의 토성을 근거로 과거 해수에 영향을 받아 형성된 염기성의 하해혼성 및 해성충적층의 분포와 밀접한 관계가 있다. 해안 평탄지에 분포하는 충적층에는 청회색 점토 퇴적물이 나타났고 점토나 세사로 구성되었다. 과거 간석지 기원으로 판단되는 퇴적물들은 현 해안선보다 내륙으로 깊숙이 대략 해발고도 10m 정도까지 분포하고 있어 최대 해진 범위로 추정하여 이를 구 해안선으로 유추하였다. 이러한 충적층은 과거에는 조수의 영향권에 있었으며 이를 따라 바다 관련 지명들이 분포하였다. 가장 특징적인 지형경관인 간석지 퇴적지형에 지속적인 해안매립과 다양한 인간간섭으로 해안 및 해저지형의 변화가 초래되었다. 굴곡지고 복잡했던 해안선의 형태는 인위적으로 단순화·직선화되었으며 이에 따라 수로의 폭도 감소하였다. 간석지와 조수로는 방조제 축조로 해수역이 축소됨으로서 조수로가 사라지고 간석지로 퇴적되는 양상이 나타났으며 조수의 흐름과 토사의 퇴적환경이 변화되었다. 해안매립은 과거의 소규모 해안매립과 현대의 대규모 간척사업으로 만입지들이 차츰 매립되는 양상이 나타났다. 해안매립에 따른 토지이용은 산업화와 도시화로 인한 해안개발 압력의 가속화로 점차 인공적이고 비농업적인 토지이용이 증가하는 것으로 드러났다. 대규모 해안매립공사에 따른 염하수로 남부 해안 일대의 주 조수로와 퇴적체의 변화 양상은 수로 중앙부를 따라 대체로 퇴적이 진전되었고 깊은 조수로가 일부 단절되어 불연속적으로 나타났다. 또한 심했던 해저단면의 지형기복이 단조로워지고 단면의 길이도 감소하여 변화폭이 두드러졌다. 전체적인 자연해안 지형경관은 간석지와 국지적인 사빈해안의 퇴적지형과 해식애와 파식대 그리고 헤드랜드의 암석해안이 주로 나타났다. 사질·점토질·혼성 간석지가 다양하게 발달해 있으며 활발한 간석지의 성장으로 염생습지 군락을 이루면서 포켓비치 형태로 간석지 해안을 구성하고 있다. 저기복의 구릉들이 해안으로 돌출해 거력의 기반암으로 암석해안을 형성하여 급애를 이루는 해식애와 간조 시 노출되는 조간대형 파식대가 발달하였다. 기반암의 차별침식으로 잔구 상으로 드러나기도 하였고 시스택과 같은 잔류지형이 발달하였다. 사면 침식으로 공급된 분급이 불량한 조립질의 사빈해안이 부분적으로 발달하여 만조 시에는 수면에 잠기는 것으로 나타났다. 이러한 다양한 지형요소들의 발달은 불규칙한 해저지형과 하천의 유로에서와 유사하게 해안선과 평행하게 흐르는 해류가 물질과 에너지의 이동에 영향을 미쳐 퇴적 및 침식지형에 메커니즘으로 작용하였다. 염하수로는 역동적인 지형경관이 발달하여 연구 가치가 높은 지역이다. 따라서 추후 학술적 연구와 보완이 요구된다.

고창군 해안 지역의 지형과 토지이용 변화

유승상 전북대학교 교육대학원 2009 국내석사

This study is to map the changes of the Gochang coastaline for the 90 years since 1918, and understand the characteristics of coastal dunes and lagoons, and comprehend the change of land use related to reclamation works since the modern era, in order to seek means for the uses and preservation of Gochang's coastal fringe In order to implement such a purpose, documents, statistics and reports from the Ministry of Environment were used, as well as fieldwork, interviews, analysis of topographical and geologic maps, and GIS program. Topographical maps(1: 50,000, 1918) were especially useful in restoring the past landforms. A Summary of the study results is as follows. Gochang coastal landforms have been developed as follows, there were tidal flat, sand bar and sand dune ; after that lagoons were formed in relation to sea-level rising. It is estimated that the coastal dunes were formed about 100~300 years ago. Based on the distribution of the terraces, and inland location of Sumpo, Gumi, and Joongpo where the highest tidal level recorded, as 4m higher than the MSL, so that the 5m contour line was estimated as the ancient shoreline. Topographical maps(1: 50,000, 1918) shows the coastal fringe with lagoons and costal dunes before the modern style social construction works. Dongho, Jangho-ri and Goosipo regions were the areas that underwent the most prominent changes in coastalines after 1918. The lagoons were reclaimed for use as rice peddy fields, salt farms and breeding farms. Coastal dunes are located in the coasts of Mandol-ri, Simwon-myeon; Dongho-ri ~ Gwangseung-ri, Haeri-myeon; Jangho-ri ~ Yongjeong-ri, Sangha-myeon and Jaryong-ri Sangha-myeon. Coastal dunes have well formed, as the wide sand tidal flat and the NE-SW oriented coast line that directly faces the Northwest monsoon. Also the prevailing winds are north winds at more than 5㎧, concentrated in the winter season. Coastal roads, beach facilities on the coastal sand dune that is expanded from the Dongho beach which is located in the northern part of the study area to Goosipo across the Myungsasip-ri not only hinders sand dune development and induces sand beach and groundwater pollution but also destroys the ecosystem as well as seawater penetration. Taking away coastal roads, prohibiting traffic and only allowing approaching the coast on foot will improve the value of this region's ecosystem and tourism resources. 90 years ago from now there were lagoons at Dongho, Jangho and Goosipo. The lagoons wre formed around 10,000 years ago when the sea-level was lowerd because of the glacio-eustatic movement. After the Last Glacial Age, the sea-level rose due to reduction of glaciers resulting from global warming, forming the bay during 10,000years ~ 6,000years ago from now and the sedimentary carried by longshore current formed sand bars at the bay-mouth that connects Dongho-ri and Goosipo blocking the bay area and thus forming a lagoon. As for alluvial plain, lagoon created by changes in sea-level formed a tidal flat due to the unique characteristics of the Western coast where the difference between the rise and fall of the tide is big and among the tidal flat with bigger accessibility started development and these days is being used as rice peddy field with land reclamation. Development of tidal flat, the difference between the rise and fall of the tide, the improvement in fishing business farm led to the increase in the Salt-Making Industry(slat farming). The slatwork was confirmed through past documents and old maps. Land reclamation during the Japanese imperialism era was operated as the policies for increasing rice product and allowing Japanese people to immigrate to Korea, which showed most prominent changes in land uses of Gochang coastal fringe. Change in land use after the Independence from Japan included such as transforming purpose as a salt farming, transformation into farmland due to a tenancy dispute, reduction and closing of saltwork due to imported Chinese salt and transformations into golf courses. In conclusion, the changes of land form and land use in Gochang coastal fringe are due to natural factors such as sea-level changes and artificial factors such as land reclamation work. Recent artificial changes is very quickly. Indifference to the uses and preservation of coastal area and reckless development allowance will bring about a destructive result on the eco-tourism region that has a great benefits on the local economy. 본 연구는 고창 해안의 해수면 변동 시기의 해안선을 추정하고, 1918년 이후 약 90년간의 해안선 변화를 시계열적으로 지도화하였다. 그리고 해안 사구와 석호의 특색을 파악하여 고창 해안 지역의 이용과 보존에 대한 방안을 모색해보고, 근세 이후의 간척사업과 관련된 토지이용의 변화를 파악하고자 하였다. 연구 내용을 종합하여 요약하면 다음과 같다. 지형도와 지질도 분석과 현지 조사를 통해서 산지, 구릉지, 충적지, 해안 사구로 지형을 구분하였다. 먼저 구릉지는 중생대 쥬라기에 관입한 화강암이 심층 풍화되어 적색토를 보이고 있으며, 충적지는 후빙기 해면상승으로 석호 지형이 형성된 후 조수의 영향으로 발달된 간석지가 간척되어 현재 논으로 이용되고 있다. 해안 사구는 북동-남서 방향의 해안선을 따라 발달하고 있다. 고창 해안지역의 지형은 해수면 변동과 관련하여 석호지형이 형성된 후 간석지와 사주의 발달 그리고 사구의 순으로 형성되었다. 형성시기는 약 100~300년전으로 추정되었다. 단구지형의 분포와 내륙에 위치하는 섬포, 구미, 중포등의 지명과 평균해면보다 4m 이상 높게 기록된 최고조면을 근거로 등고선 5m를 옛 해안선으로 추정하였다. 지형도를 통한 지형 변화 분석 결과, 1918년 지형도는 근대적 토목공사가 진행되기 이전의 해안선의 모습이 반영되어, 석호, 해안 사구등이 잘 나타나고 있다. 1918년 이후의 해안선 변화가 가장 두드러진 지역은 동호, 장호리, 구시포일대로 석호 지형이 간척되어 논, 염전, 양어장 등으로 이용되고 있다. 해안 사구는 심원면 만돌리, 해리면 동호리~광승리, 상하면 장호리~용정리, 상하면 자룡리 해안에 위치하며, 해안 사구가 발달한 이유로는 넓은 사질 간석지와 겨울철 북서계절풍을 막 바로 맞는 북동-남서 방향의 해안선과 5㎧이상이며 주풍향인 북풍의 빈도가 겨울철에 집중되기 때문이다. 먼저 심원 만돌리 해안 사구는 삼양 염전 방조제의 완공 이래, 70년 동안 불려온 모래를 방조제가 가로막아 이루어진 인공 해안사구이다. 곰소만의 넓은 갯벌과 북서 계절풍은 해안 사구의 빠른 성장에 영향을 미쳤다. 만돌리 해안 사구는 바람에 의한 모래 퇴적과 해수에 의한 모래 침식이 조석의 크기에 따라 반복되고 있다. 동호 해수욕장의 사구는 다른 지역에 비해 사구의 발달이 상대적으로 좁게 나타난다 해안 사구 위로 난 도로와 해수욕장의 각 종 시설물은 해안사구를 파괴시켰으며, 해수의 침식으로 붕괴된 북쪽 해안은 큰 돌 계단형 제방으로 복구되었고, 남쪽 해안의 해안 사구는 복구중에 있다. 광승리 해안 사구는 서해안에서는 보기 드물게 3km의 직선형 해안선을 가지고 있다. 헤드랜드 부근은 현재도 침식이 활발하게 진행되고 있으며, 자갈과 패각편을 함유하는 모래가 분포한다. 해안선이 북서쪽에 면하고 있어 북서 계절풍의 영향을 반영하고 있다. 사구의 많은 부분이 개간이 되어 경작지로 변모하였고, 해안 도로의 개설로 해안 사구의 파괴가 진행 중이다. 명사십리 사구는 상하면 장호리에서 용정리 사이에 위치하며 약 3.5km의 단조로운 해안선을 갖고있다. 사구 전면에 넓은 사질 간석지가 발달한다. 군 훈련시설과 공공시설로 인하여 사람들의 출입이 통제되어 왔기 때문에 타 지역에 비해잘 보존되어왔지만 최근 해안 도로의 완공과 사구 지역의 개간으로 큰 변화가나타나고 있다. 사빈과 해안 사구의 사이에 해안 도로가 개설되어 사빈으로부터분리된 해안사구도 발견된다. 방풍림인 곰솔은 북서계절풍의 영향으로 남동쪽으로 기울어진 편형수의 모습을 보인다. 넓은 사질 간석지에 빈번하게 진입하는 차량으로 인하여 퇴적환경이 변화하고 있다. 구시포 해수욕장 사구는 가장 많이 파괴되었는데, 현재도 대규모의 방파제 건설과 콘크리트 제방으로 인해 퇴적환경이 변화되고 있다. 해수욕장의 시설물과 야영장의 자동차 진입으로 인한 사구의 파괴는 심각하다. 연구 지역 북단 동호 해수욕장에서 명사십리를 거쳐 구시포에 이르는 해안 사구 위의 해안 도로, 해수욕장의 부대 시설과 위락 시설, 축산 시설, 양어장 및 군사 시설, 수산시험연구소, 전력시험센터등의 시설등은 사빈 오염과 지하수 오염, 사구의 발달을 방해하고 생태계의 파괴는 물론 해수의 침투도 우려된다. 해안 도로 철거나 차량의 출입을 금하고 오로지 도보에 의한 해안 접근을 허용함으로써 이 지역의 생태 관광자원의 가치를 제고할 수 있을 것이다. 지금부터 90여년 전에는 동호, 장호, 구시포라는 석호가 있었다. 석호지형의 형성 과정을 살펴보면, 1만 년 전 플라이스토세 말 빙하기에 해수면이 하강하여 소하천이 발달한 분지 형태의 지형이 형성되었다가, 최종빙기가 끝난 후빙기에 기후 온난화에 따른 빙하 축소로 해수면이 상승하면서, 약 1만 년~6,000년 전사이에 만입지가 형성되고 동호리와 구시포를 잇는 만입지의 입구를 연안류에의해 운반된 퇴적물이 사주를 형성하면서 만지역이 막히게 되어 석호 지형이 형성되었다. 충적지는 해수면 변동에 의해 형성된 석호 지형이 조석간만의 차가 심한 서해안의 특성으로 인해 간석지가 발달하였고, 간석지 중 인간의 접근이 쉬운 곳 부터 개발되기 시작하여, 근세에 들어와 본격적으로 간척되면서 논으로 이용되고 있다. 간석지의 발달, 조석간만의 차, 주변 지역의 장시와 어업의 발달은 자염업을 발달시켰으며, 고문헌과 고지도를 통해 염장이 운영되었음이 확인되었다. 토지이용변화 중 일제 강점기의 간척은 산미증식계획과 일본인의 조선으로의 이주를 위한 정책의 일환으로 이루어졌지만, 고창 해안 지역의 토지이용변화에 가장 현저한 변화가 초래되었던 시기였다. 해방 이후의 토지이용 변화는 농지개혁법을 이용한 간척농지의 염전으로의 명목 변경, 농민과의 분쟁으로 인한 농지로의 전환, 중국산 수입소금으로 인한 염전 축소와 폐쇄, 골프장으로의 전환 등과 같은 토지 내부의 내용적 변화가 주를이루었다. 이상으로 고창 해안지역은 해수면 변동과 같은 자연적요인과 해안의 개발 및 간척사업 같은 인위적 요인이 더해져서 지형과 토지이용에 큰 변화가 있었다. 이와함께 최근 이루어지고 있는 개발에 의한 인위적인 변화는 아주 빠른 속도로 진행되고 있다. 해안 지역의 이용과 보존에 대한 무관심, 무분별한 개발 허가는생태 관광지로서 지역 경제에 기여할 잠재력이 매우 큰 지역을 파괴시키는 결과를 가져올 수 있음을 시사한다.

潛堤 設置에 따른 周邊 海濱의 地形變化 豫測

유상호 東亞大學校 大學院 2004 국내박사

연안해역에 있어서 인위적인 개발로 인하여 표사의 이동이 불균형을 이루어 해안침식과 항내매몰 등의 해빈지형변화를 일으키게 되므로 이러한 문제들을 해결하기 위해서는 주변 환경변화의 영향을 사전에 정량적으로 예측할 수 있는 연구가 선행되어야 하며, 이를 위해서는 우선 연안역에서의 파랑변형, 해빈류 및 지형변화를 정확히 예측할 수 있어야 한다. 본 연구에서는 연안역에서 잠제의 설치에 따른 주변 해빈의 지형변화를 예측하기 위하여 파랑변형모형, 해빈류모형, 지형변화모형으로 구성하였으며, 모형의 현지 적용과 수리실험을 통하여 기존 수치모형의 현지 재현성을 보다 향상시키고자 하였다. 본 연구의 파랑변형모형은 광역과 상세역으로 구분하였으며 광역모형은 파랑의 불규칙성을 재현할 수 있는 에너지 평형방정식으로 심해로부터 천해로의 파고변화를 순차적으로 계산해 나가는 방법을 사용하였다. 상세역모형은 굴절, 회절 및 반사까지도 고려할 수 있는 쌍곡선형 완경사방정식을 선정하고 쇄파대내에서는 쇄파로 인한 에너지 감쇠를 고려하였다. 구조물이존재하는 중복파랑장에서 유한차분법으로 수치해를 구한 다음, Watanabe and Maruyama의 수리실험 결과와 비교하였는데 구조물 전후면을 통하여 수리실험치와 거의 일치하는 파고분포를 보였으며 쇄파대 주변에서의 파고분포도 수리실험치와 거의 일치하는 결과를 보여 주었다. 무반사성 입사경계로는 Watanabe and Maruyama의 투과경계조건을 사용하였고, 해빈류에 대하여 기류력을 제공하는 중복파랑장에서의 라디에이션 응력식은 수치해의 오차를 최소화시키는 Watanabe and Maruyama의 식을 사용하였다. 해빈류모형에서는 비압축성 유체에 대한 연속방정식과 운동방정식을 수심적분하고, 한주기 시간평균하여 비정상, 비선형 형태의 평균류에 대한 기본방정식을 유도하였다 수치해로 기본방정식을 유한차분화하여 구조물 배후에서 흐름의 형태를 구한 다음, Nishimura of al.의 수리실험 결과와 비교 검토하였는데 흐름의 형태와 크기, 위치에 있어서 전반적으로 거의 일치하는 결과를 보여 주었다. 파랑변형모형과 해빈류모형의 계산결과를 이용해서 수심변화를 계산하는 지형변화모형에서는 소류사와 부유사를 동시에 고려할 수 있는 표사량 산정 식으로 수립된 모형을 사용하였다. 그리고 본 수치모형들을 부산 송도해수욕장에 적용하여 수리모형실험 결과와 비교 검토하여 현지 해안에서의 본모형의 재현성을 확인하고 침식억제 방안을 구상하였다. 송도해수욕장의 침식대책공법으로서 잠제의 설치위치에 따른 평면계획이해수욕장 전면해역의 파랑변형, 해빈류, 지형변화에 어느 정도 영향을 미치는 가에 대해서 고찰한 후, 최적안으로는 인공양빈에 의한 모래사장의 확장과 병행하여 해안선에서 평균 이격거리 약 240m의 위치에 잠제(천단고 : D.L.(-)0.5m, 천단폭 : 40m)를 연장 100m×3개소, 잠제간 이격거리 50m로 설치하는 것이 이상파랑을 가장 효과적으로 제어하여 침식현상을 최소화시킬 수 있는 안으로 제시되었다. 앞으로 파랑의 비선형 효과와 구조물의 투과성을 고려하는 경계처리의 개선이 필요하며, 현지 적용시에는 현장의 조건을 충분히 재현할 수 있도록 수치모형에 포함된 무차원상수 및 계수들을 정확히 결정하기 위하여 충분한 현장관측과 아울러 수리모형실험의 수행이 필수적이라 생각된다. The sediment budget is unbalanced due to the artificial development of the nearshore zone. And it causes beach evolution such as shore erosion and accretion. So, to solve these problems, a study which can quantitatively predict, ahead of time, the impect of the environmental changes close by should be done beforehand. The best study to solve these problems would be one that predicts the wave transformations, wave induced current and bottom topography deformation precisely. In the wave transformation model of this thesis, the energy balance equation is selected to compute wave transformations at computational large domain and the hyperbolic mild slope equation is selected at computational detail domain to compute wave transformations involving refraction, diffraction and reflection, and energy dissipation term due to wave breaking at the surf zone is added to the basic equation. Numerical solutions are obtained by a finite difference method and are compared with the results from Watanabe and Maruyama's hydraulic experiment for the composite wave field associated with a coastal structure. Watanabe and Maruyama's transmitive boundary condition is used as the nonreflective incidence boundary condition. For the radiation stress formula in the composite wave field which offers the driving force to the wave induced current, Watanabe and Maruyama's formula which minimizes numerical error is selected. In the wave induced current model, the depth-Integrated and time-averaged governing equation of an unsteady nonlinear form is derived from the continuity and momentum equations of an incompressible fluid. Numerical solutions are obtained by a finite difference method for the governing equation and the computed flow patterns of in the shadow zone of a structure are compared with the results from Nishimura et al.'s hydraulic experiment. In the vicinity of a structure, computed wave height distributions and flow patterns agreed well with the hydraulic experimental results. The bottom topography deformation model is established from the conservation equation for sediment mass that can be considered the bed and suspended load simultaneously on the basis of the calculation of the previous sub models in the wave-current coexistent field. We should adapt these models into Songdo beach, in Busan, and compare and check them with the hydraulic experimental results and confirm the agreement of these models in the local coast and come up with an erosion control work. As the simulation result, the following erosion control work into Songdo beach is proposed to construct submerged breakwaters(crown elevation : D.L.(-)0.5m, crown width : 40m) 100m×3EA, 50m apart distance of 240m from shoreline together with artificial beach nourishment. It is expected that these models would be very useful to predict, in a short-term period, the changes to the bottom topography in the future for nearshore zone development.

하천 식생-흐름-지형 상호작용 분석을 위한 2차원 수치모의 연구

백태효 국립한국교통대학교 일반대학원 2025 국내박사

본 연구는 섬진강 중·하류에 위치한 두 연구 구간, 침실습지(Reach A)와 수달서식지 생태·경관 보전지역(Reach B)을 대상으로 하천 내 식생 밀도와 유량 규모 변화가 하천의 수리학적 구조와 지형변화에 미치는 영향을 정량 적으로 규명하는 것을 목적으로 한다. 이를 위해 2차원 수치모형인 Nays2DH를 활용하여 부등류 및 부정류 조건에서 흐름 특성과 하상변동을 모의하였으며, 식생–흐름–지형 간 상호작용 메커니즘을 심층적으로 분석하 였다. 먼저, 수치모형의 민감도 및 적용성 검토 결과, 매우 저해상도에서는 예 측력이 크게 저하되었으나(NSE -13.512, RMSE 0.942 m), 적정 해상도 (Run-A-5)에서는 NSE 0.911, RMSE 0.074 m, MAE 0.068 m, AER 0.143%로 높은 정확도를 확보하였다. 과도한 고해상도는 추가적 정확도 개선 없이 계산 효율성만 저하시켰다. 1차원 모형(HEC-RAS)과 비교한 수 위 분석에서도 20년 빈도 유량 조건에서 NSE 0.978, RMSE 0.076 m, 100년 빈도에서는 NSE 0.909, RMSE 0.128 m로 높은 일치도를 보였다. 실제 홍수사상(최대유량 8,756.31 m3/s)과의 비교에서도 NSE 0.995, RMSE 0.162 m, MAE 0.140 m, AER 0.280%로 극한 조건에서도 우수한 재현성을 확인하였다. 이러한 결과는 Nays2DH 모형이 실제 관측 및 타 모형과의 비교를 통해 높은 신뢰성과 적용성을 갖춤을 입증하며, 하천의 흐 름 및 지형변화 해석에 효과적으로 활용될 수 있음을 보여준다. 식생 밀도 변화에 따른 흐름 특성 분석에서는, 두 연구 구간 모두에서 식 생 밀도가 증가할수록 홍수위가 유의하게 상승하는 경향이 관측되었다. 2 년 빈도(지배유량) 조건에서는 최대 0.51 m(Reach A), 0.57 m(Reach B) 까지 수위가 상승하였고, 100년 빈도(계획홍수량) 조건에서는 각각 최대 1.03 m, 1.28 m까지 상승하였다. 이는 식생 밀도의 증감이 하천의 통수능 저하 및 수위 상승에 직접적 영향을 미치는 중요한 요인임을 명확히 제시 하며, 향후 홍수 예방 및 하천 관리·설계 과정에서 식생 요인을 반드시 고 려해야 함을 시사한다. 홍수사상에 따른 지형변화 수치모의 결과, 식생이 없는 조건에서는 최대 4.57 m의 세굴 및 2.55 m의 퇴적이 광범위하게 발생하였으나, 식생 밀도 가 높을수록 세굴과 퇴적이 국지적으로 제한되고 하상 안정성이 향상되는 경향을 보였다. 특히, 만곡부(Reach B)에서는 식생 적용 시에도 지형 특성 상 일부 세굴이 남아있어, 하상변동 메커니즘에서 지형적 위치와 구조의 중 요성이 부각되었다. 이는 식생 밀도의 전략적 관리가 하상 안정성 확보와 지형변화 제어에 중요한 역할을 함을 보여준다. 정량적 하도 지형분석에서는 하상기복지수(Bed Relief Index, BRI)를 활 용하였다. 식생이 존재하는 조건에서는 2년 빈도(지배유량)에서는 BRI가 감소하여 하상 평탄화 및 안정화에 기여한 반면, 100년 빈도(계획홍수량) 에서는 오히려 BRI가 증가하며 하상 기복이 심화되었다. 이는 식생 밀도와 유량 규모의 상호작용이 하도 지형 발달에 실질적인 영향을 미치며, 그 영 향이 유량 규모, 지형적 특성, 초기 하상 구조 등 다양한 요인과 복합적으 로 작용함을 의미한다. 본 연구는 하천 식생이 수리적·지형적·생태적 구조 전반에 미치는 복합적 영향과, 유량 규모·지형적 특성 등과의 상호작용을 정량적으로 해석하여, 식생 건전성 제고 및 자연 기반 해법(Nature-based Solutions, NbS)을 고 려한 하천관리의 과학적 근거를 제공하였다. 이로써 향후 하천 복원 및 홍 수관리 정책 수립에 중요한 기초자료로서의 활용 가능성을 제시한다.

지상 LiDAR를 이용한 사방댐 준설지역의 지형변화 평가

서준표 영남대학교 대학원 2013 국내석사

본 연구는 사방댐 준설지에서의 준설전․후 및 우기후의 지형변화 평가를 통하여 준설작업이 퇴사선내의 계류에 미치는 영향을 알아보기 위해서 준설지(군위, 성주지역)와 비준설지(군위, 성주지역)를 대상으로 지상 LiDAR 측량을 실시하고, GIS를 이용한 종․횡단선형, 경사도 및 체적의 변화를 평가하였으며, 그 결과는 다음과 같다. 1. 준설지에서의 종․횡단선형은 준설작업으로 인해서 계상의 전체적인 선형이 낮게 나타났지만, 우기를 지나면서 준설전과 동일하게 만사된 선형을 나타내었다. 그러나 비준설지에서는 계상의 전체적인 선형이 높아졌고, 대수면 바로앞쪽에서는 침식이 일어났다. 이러한 결과로 준설지에서는 지형의 교란이 발생하였기 때문에 침식이 일어났고, 비준설지에서는 자연적인 침식과 퇴적활동이 일어나는 것을 알 수 있었다. 2. 준설작업으로 인해서 형성되는 凹 지형에서는 완경사지와 급경사지가 동시에 나타났고, 우기후에는 험준지 이상의 경사가 많이 나타났다. 그러나 비준설지에서는 준설지보다 우기를 지나면서 경사도의 교란이 많이 일어나지 않았다. 이러한 정성적 결과로 비준설지보다 준설지에서 지표면의 교란이 많이 일어나는 것을 알 수 있었다. 3. 토양침식 유발의 위험이 있는 경사도(20°∼40°)가 차지하는 비율이 준설지의 경우, 준설후(우기전) 15.0%, 우기후 15.6%로 증가하였고, 비준설지에서는 우기전 23.1%, 우기후 18.9%로 수치적으로는 더 높았지만, 비율이 감소하는 경향으로 나타났다. 이러한 결과로 준설지에서는 만사가 되어도 준설후처럼 토양침식의 위험이 있는 경사도가 분포하고 있고, 비준설지에서는 분포비율이 줄어들었기 때문에 사방댐에 토사가 자연적으로 퇴적되어 안정화 되어가는 것으로 판단된다. 4. 체적의 변화 형태는 준설로 인해서 침식된 부분에서는 퇴적활동이 일어났고, 퇴적된 부분에서는 침식활동이 일어나서 규칙적인 양상으로 나타났으며, 침식과 퇴적활동의 공간적 분포도 단순하게 나타났다. 그러나 비준설지에서는 침식과 퇴적활동이 불규칙적으로 나타났다. 이는 준설로 인해서 형성된 凹 지형에 되채움 현상이 일어난 것을 알 수 있었다. 5. 준설지에서 우기후의 조사면적에 대한 ㎡당 퇴적량은 0.48㎥, 비준설지 0.09㎥로 준설지에서 ㎡당 5.3배 더 많은 토사가 유입되었다. 그리고 전체유역에 대한 ha당 퇴적량은 준설지 2.12㎥, 비준설지 1.72㎥로 준설지에서 ha당 1.2배 더 많은 토사가 유입되었다. 이러한 결과는 준설지에서 토사의 유입이 많이 발생한다는 정량적인 결과로서, 준설작업이 계류의 교란을 일으켜서 침식을 유발하는 것으로 판단된다. 6. 사방댐 지역에서의 지상 LiDAR 측량을 통한 GIS 분석으로 쉽고 빠르게 종․횡단선형, 경사도, 체적의 변화를 평가할 수 있었고, 중첩 결과를 이용하여 정확한 변위발생 지형의 위치와 그 양을 쉽게 알 수 있었다. 본 연구 결과는 준설지에서의 지형변화에 관한 기초자료를 제공하고, 나아가 준설작업 대상지 선정에 있어서 계상의 물리적 안정성을 고려해야하는 근거를 제시할 수 있을 것으로 판단된다. 향후 지역, 지질, 유역면적, 댐규모 등 다양한 인자를 고려하여, 더 많은 준설지에서의 지형변화와 물리적 교란에 대한 정확한 메커니즘에 관한 연구가 수행되어야 할 것이다. This research was carried out to determine the impact of dredging on a mountain torrent within a deposit line. The topographical conditions before and after dredging and after the rainy season in the dredged site where a debris barrier was built in were studied. Terrestrial light detection and ranging (LiDAR) surveys were conducted for both the dredged and non-dredged sites in Gunwi and Seongju. Longitudinal and transverse alignments, slope, and sediment volume variations were analyzed by using a geographic information system (GIS) made the following observations: 1. At the dredged site, longitudinal and transverse alignments showed that general alignment was observed at the lowest point because of dredging. Following the rainy season, mixture of soil and sand accumulations overlaid the alignment, owing to which the area attained a pre-dredged appearance. At the non-dredged site, however, the general alignment of the stream bed was higher, and erosion occurred directly in front of the upstream face. Thus, erosion at the dredged site occurred because of topographical disturbance. Further, natural erosion and sedimentation occurred at the non-dredged site. 2. Gentle and steep slope lands appeared simultaneously in concavo-topography (凹) formed by dredging. Following the rainy season, numerous slopes remain higher than the rugged land first appeared. As the rainy season passes, however, slope disturbance in the non-dredged site did not occur more often than in the dredged site. According to the qualitative results, it can be indicated that there is a greater degree of topographical disturbance in the dredged site than that in the non-dredged site. 3. Slope ratios (20°–40°) at risk for soil erosion increased in the dredged site by 15.0% after dredging- and by 15.6% after the rainy season. However, the slope tended to decrease in the non-dredged site 23.1% before the rainy season- and 18.9% after. From these results, we can determine that in the dredged site, despite full accumulations of mixture of soil and sand, there was a range of slope at risk for soil erosion following dredging activity. In the non-dredged site, because the range of slope had decreased, soil was deposited naturally and therefore became stable after settling on the debris barrier. 4. Sediment volume change appeared regularly in the dredged site. Because sedimentation occurred in eroded sections, erosion thus occurred in deposited sections. This demonstrates a complementary effect between the processes, in that spatial distribution of erosion and sediment is shown simply. However, volume change appeared irregularly in the non-dredged site. Therefore, the refilling process that occurred on concavo-topography (凹) is regarded to have formed by dredging. 5. With regard to the area following the rainy season, we determined the amount of deposit per ㎡ to be 0.48㎡ in the dredged site and 0.09㎡ in the non-dredged site. The dredged site saw an accumulation of 5.3 times more soil per square meter. The amounts of deposit per hectare across the entire drainage basin are 2.12㎡ in the dredged site and 1.72㎡ in the non-dredged site. The dredged site saw an accumulation of 1.2 times more soil per hectare. Quantitative results show that soil inflow accumulates in the dredged site. It can be determined that dredging caused a disturbance of mountain torrent, which led to erosion. 6. Within the debris barrier area, longitudinal and transverse alignment, slope, and sediment volume change were quickly analyzed by using GIS through a terrestrial LiDAR survey. Overlapping results indicated exact topography and the amount of displacement occurrence. The results of this research can provide baseline data about topographical change within the dredged site. It can also offer explanations for the physical stability of stream beds when selecting suitable candidate sites for dredging. Continued research into the mechanisms of topographical change and physical disturbances in numerous sites where dredging has taken place would be considered beneficial, taking into account various factors such as total and basin areas, geological features, and dam size, among others.

인간 간섭에 의한 아산만의 해안 환경변화 연구

유계선 한국교원대학교 대학원 2011 국내석사

아산만은 수도권과 가까운 거리에 위치해 오래전부터 인간의 간섭을 받아 그 형태가 변형되어 왔다. 과거에는 넓은 면적의 갯벌이 존재했으나 현재는 상당한 면적이 매립되었고, 해안의 공업화로 인해 해안지형의 훼손 및 오염이 심각해지고 있다. 해안지형의 발달은 해안의 형상 및 하천, 조류, 배후사면의 구성물질, 기후 등 매우 다양한 요소들이 영향을 미친다. 하지만 해안환경 변화를 다룬 지금까지의 연구는 해안시스템에 관여하는 많은 요소들을 종합적으로 고려하지 못하였다. 이에 본 연구에서는 다양한 요소들을 종합적으로 고려하여 상호 유기적으로 변해가는 양상을 살펴보고자 한다. 먼저 1) 인간 간섭에 의한 해안 형상의 변화를 살펴보고, 2) 이에 따라 나타나는 수리․퇴적 환경의 변화와 3) 해안지형의 변형에 따른 연안지역의 문제를 분석하고자 한다. 연구지역은 아산만으로 석문방조제와 화옹방조제를 잇는 남동쪽 경계선의 내만을 대상으로 하였다. 해안선과 해안면적 및 이용현황의 변화는 1914~2009년까지의 종이지형도를 수치화하여 분석하였으며, 해저지형의 변화는 1959~2010년까지의 종이해도를 수치화하여 IDW기법으로 보관하고 Raster data로 변환하여 분석하였다. 그리고 이를 보완하기 위해 답사와 문헌조사를 병행하였다. 아산만은 NW-SE 방향으로 서해를 향해 열려있는 만입지로서, 삽교천과 안성천이 합쳐져 아산만으로 흘러드는 형태의 하구 모양을 하고 있다. 주변 산지는 주로 NNE-SSW 방향으로 배열되어 있으며, 삽교천은 NE-SW 방향으로, 안성천과 곡교천은 WNW-ESE 방향으로 흐르며 넓은 곡지를 형성하고 있다. 아산만의 입구부는 편마암의 헤드랜드에 암석지형이, 만의 주변부에는 화강암 구릉대를 따라 형성된 사빈이 발달되어있다. 연구 지역에 400m이상의 산지는 없으며, 뻘에 의한 충적층과 미기복의 구릉대가 넓게 발달했다. 해안경관을 주도하는 것은 갯벌지형으로서 간조 시에 만의 상당부분이 드러난다. 지형도를 분석한 결과, 해안의 형상은 1914년 이후 수많은 만입지들이 직선화되면서 매우 단순해졌다. 해안선의 길이는 점차 짧아져서 1999년에는 1914년 해안선 길이의 25%에 지나지 않게 되었다. 하지만 최근 들어 항만의 건설로 인위적인 굴곡들이 다시 만들어지면서 해안선이 증가하고 있다. 만의 폭은 항만 건설로 인해 급격히 줄어들어 2009년에는 1999년과 비교해 61.3%가 줄어들었다. 해안의 매립면적은 계속 증가하여 1914~2009년까지 약 34,324,983㎡가 매립되었다. 1914~1968년 사이에는 주로 농경지와 염전을 목적으로 진행되었으나, 제방축조술이 미흡하여 상당 부분이 유실되었다. 1968~1987년에는 대규모 방조제가 잇달아 건설되면서 발안천, 안성천, 삽교천의 하류 일대에 넓은 농경지가 조성되었다. 1987~1999년에는 해안의 공업단지화가 진행되어 해안선의 직선화, 인공화가 집중적으로 이루어졌다. 1999~2010년에는 평택당진항과 주변 산업단지의 부두 건설을 목적으로 매립이 진행되었다. 하구가 모두 매립이 된 이후에는 해안가를 따라 좁고 평행하게 발달한 갯벌이 주요 매립 대상지가 되었다. 해안 형상의 변화를 일으킨 인간간섭의 주요인은 소규모 매립, 방조제 건설, 산업단지 조성, 육로의 연장, 항만건설, 친수공간 조성 등으로 다양하게 나타난다. 가장 큰 해안선의 변형을 가져온 간섭요인은 방조제로써 해안선의 93%가 이에 의해서 감소하였으며, 매립면적의 변화에도 가장 큰 영향을 주었다. 1970년 이후 해안수리의 변화를 살펴본 결과, 방조제의 건설로 하천과 조수의 상호작용이 단절되고 해수역이 크게 좁아지면서 아산만의 조차는 감소하고 유향 및 유속이 눈에 띠게 변화하였다. 특히 삽교천 방조제와 외항 남측호안, 내항 외곽호안2공구 등 만내 조수의 흐름을 크게 방해하는 간섭이 행해질 때, 수치가 크게 변하였다. 삽교방조제 건설 이후 창조류의 유향이 남서쪽으로 크게 바뀌었으며 유속은 32cm/s나 감소하였다. 그리고 내항이 건설되면서 해수역이 크게 감소함에 따라 내항 우각부에서의 창조류가 111cm/s에서 38cm/s로 감소하였다. 본래 두 갈래로 흐르던 수로는 서쪽 수로만 남게 되면서 행담도에서의 창조류가 상대적으로 강화되었다. 해도의 수심을 분석한 결과, 갯벌의 매립으로 아산만의 평균수심은 점차 깊어지고 있으나, 퇴적현상은 심화되어 수로의 연속성이 떨어지고 있다. 1959~1989년에는 방조제 건설로 만 전체적으로 퇴적이 진행되었으며, 특히 방조제 전면에 퇴적이 급속히 진행되었다. 1989~1998년에도 퇴적이 우세하게 진행되어 수로의 수심이 급격히 낮아지지만, 개발지 주변의 수심은 깊어지는 등의 변화가 나타난다. 앞서 보았던 행담도의 동측 수로가 발달함에 따라서 주변 해저의 급격한 지형변화가 나타났다. 한편, 아산만의 수리적 환경은 퇴적에 보다 유리한 쪽으로 변화하고 있지만 1998~2010년의 수심은 오히려 깊어졌다. 이는 항만의 수심을 인위적으로 적절하게 유지하기 위해서 준설을 하였기 때문이다. 주조수로의 변화를 살펴보면, 방조제 건설 이후 동측 수로가 발달하다가 내항건설로 동측 수로는 단절되고, 사라져가던 서쪽 수로가 급격히 발달하고 있다. 이처럼 해안수리의 변화는 아산만의 해저지형을 크게 변모시키고 있다. 인간 간섭에 의해서 나타나는 연안 지역의 가장 큰 환경 변화는 갯벌지형의 상실이다. 갯벌은 매립에 의한 직접적인 손실과 해안 수리와 해저 퇴적양상의 변화에 따른 조간대의 범위 및 물질 구성의 변형에 의한 손실이 있다. 아산만의 갯벌 지형은 1959년과 비교했을 때 2010년에는 절반 이하의 수준으로 면적이 감소하였다. 해안 전역에 걸쳐 발달하였던 갯벌은 방조제 전면에만 집중하는 형태로 변하였다. 또한 호안이 설치되지 않은 연안 육지에서 침식이 진행되고 있다. 서해대교 남서쪽 사빈과 내도의 안섬은 현재 활발한 침식이 일어나고 있는데, 이는 주변 지역의 매립과 인공화에 따른 수리적 상황의 변화와 제방의 말단효과가 복합적으로 작용한 것이다. 한편, 방조제 건설로 인하여 과거에 하천에 의해서 외해로 이동되었던 모래들이 인공호수에 퇴적되어 문제가 되고 있으며, 조류와 하천의 상호작용의 단절로 오염이 심화되고 있다. 결과적으로 아산만의 해안환경은 인간의 잦은 간섭으로 급격히 변하고 있으며, 해안은 인간의 간섭에 매우 민감하게 반응하는 장소임을 알 수 있었다. 그리고 매립이 진행됨에 따라서 해안의 수리적 환경과 해저 및 연안 내륙의 지형이 상호 유기적으로 연결되어 변하는 모습을 살펴볼 수 있었다. 이는 해안시스템을 구성하는 다양한 요소들을 종합적으로 고려할 때 비로소 해안환경의 문제를 정확히 파악할 수 있다는 것을 보여준다. 또한 해안환경의 변화의 정도를 예측함에 있어서 매립의 면적도 중요하지만 매립지의 입지특성 및 조수로와의 방향이 더욱 중요한 것으로 드러났다. 향후 이러한 내용을 바탕으로 연구를 진행하면 보다 의미 있는 결과가 나올 것이라 생각하며, 이상의 결과를 고려하여 개발이 이루어진다면 보다 지속가능한 해안 개발이 될 수 있을 것이다.