표제지

목차

논문요약 13

I. 서론 17

1. 연구의 필요성 및 목적 17

2. 연구방법 및 범위 18

가. 연구방법 18

나. 연구범위 22

3. 연구지역 개관 23

가. 환경요소별 특징 24

1) 지형 및 지질 24

2) 하천 26

3) 기온 및 강수 27

4) 풍속 및 풍향 28

5) 조석 및 파랑 32

나. 환경요소에 따른 해안 분류 36

II. 이론적 배경 및 연구동향 42

1. 이론적 배경 42

가. 해안환경 시스템 42

1) 해안지형 형성의 에너지원 42

2) 해안의 수리·퇴적 환경 43

나. 해안환경의 변화 45

1) 해수면 상승과 해안선 고정 45

2) 인간간섭에 따른 해안환경 변화 47

2. 연구동향 50

가. 해안선 변화 51

나. 수리·퇴적 환경 52

1) 사빈 및 사구 53

2) 갯벌 55

다. 해안환경 분류 및 관리 56

III. 변산반도 사빈해안의 환경특색 58

1. 지형발달 양상 58

가. 사빈해안별 지형경관 59

1) 변산 59

2) 고사포 61

3) 격포 66

4) 상록 69

5) 모항 72

나. 만입지 일대의 퇴적상 75

1) 북동-남서 횡단면 I의 퇴적구조 78

2) 북동-남서 횡단면 II의 퇴적구조 79

3) 동-서 종단면 A의 퇴적구조 80

4) 북서-남동 종단면 B의 퇴적구조 82

5) 북북동-남남서 종단면 C의 퇴적구조 83

6) 퇴적단면도의 모식적 특징 84

다. 사빈해안의 유형화 87

1) 사주성 사빈해안 87

2) 파식대성 사빈해안 88

2. 해안의 인공화 89

가. 인공구조물 89

1) 호안벽 89

2) 새만금 방조제 91

3) 기타 인공시설 93

나. 사빈해안 단면 및 토지이용 96

1) 변산 96

2) 고사포 97

3) 격포 99

4) 상록 100

5) 모항 102

IV. 해안환경의 변화 104

1. 근해역의 변화 104

가. 해안선 변화 104

1) 변산 104

2) 고사포 105

3) 격포 105

4) 상록 106

5) 모항 107

나. 해저지형 변화 108

1) 시대별 침식·퇴적 양상 변화 109

2) 백중사리 시 예상 침수범위 114

2. 사빈의 변화 116

가. 모래의 입도 분석 116

1) 공간적 특성 비교 117

2) 시계열적인 변화 118

나. 모래의 형상 및 표면 분석 120

1) 북서부 해안 120

2) 중부 해안 122

3) 남서부 해안 122

다. 단면 변화 123

1) 변산 124

2) 고사포 125

3) 격포 126

4) 상록 127

5) 모항 128

6) 계절적 변화의 특징 130

3. 사구의 변화 131

가. 사구역 토지피복 132

1) 변산 133

2) 고사포 136

3) 격포 139

4) 상록 142

5) 모항 145

나. 사구역의 인공화 148

1) 토지이용상의 변화 148

2) 사구 파편화 및 단절화 150

V. 해안환경의 안정성 평가 및 관리방안 154

1. 평가기준 설정 155

가. 근해역 평가기준 155

나. 사빈 및 사구역 평가기준 156

다. 인공화 평가기준 159

2. 해안환경 안정성 평가 161

3. 해안환경 관리방안 166

VI. 결론 174

참고문헌 178

ABSTRACT 185

부록 189

1. 모래의 입도 분석 189

2. 모래의 형상 및 표면 분석 190

〈표 1〉 주요 연구자료 정보 20

〈표 2〉 연구지역 내 유입하천과 주변 하천의 비교 27

〈표 3〉 연구지역 내 호안벽 개설 현황 90

〈표 4〉 새만금 개발사업 개요 91

〈표 5〉 연구지역 내 주요 항만시설 94

〈표 6〉 사빈 및 사구의 인공화 95

〈표 7〉 누적 등수심 변화값(1986, 1993, 2008년) 109

〈표 8〉 백중사리 시 침수면적과 침수거리 114

〈표 9〉 토지피복 분류기준 132

〈표 10〉 변산 사구역의 토지이용 현황 135

〈표 11〉 고사포 사구역의 토지이용 현황 138

〈표 12〉 격포 사구역의 토지이용 현황 141

〈표 13〉 상록 사구역의 토지이용 현황 144

〈표 14〉 모항 사구역의 토지이용 현황 147

〈표 15〉 경관 파편화 지수 151

〈표 16〉 사구 항목별 경관 지수 152

〈표 17〉 식생 및 인공 패치별 경관지수 비율 153

〈표 18〉 근해역 평가 기준 156

〈표 19〉 사빈역 평가 기준 158

〈표 20〉 사구역 평가 기준 158

〈표 21〉 인공화 평가 기준 160

〈표 22〉 해안환경 안정성 평가 결과 163

〈표 23〉 해안환경 안정성 평가 종합 165

〈표 24〉 사빈해안별 지형발달 양상 및 환경 안정성 평가 167

〈그림 1-1〉 연구 흐름도 21

〈그림 1-2〉 연구의 내용적 범위 22

〈그림 1-3〉 연구지역의 주요 지형 24

〈그림 1-4〉 변산반도에서 나타나는 선구조 25

〈그림 1-5〉 변산반도 일대 지질도 26

〈그림 1-6〉 월별 연평균 기온과 강수량(2005~2009) 28

〈그림 1-7〉 부안군 평균풍속·최대순간 풍속과 월별 평균풍속(2005~2009) 29

〈그림 1-8〉 부안군 평균 풍향별 풍속과 빈도 일수(2005~2009) 30

〈그림 1-9〉 부안군 월별 풍향 빈도(2005~2009) 31

〈그림 1-10〉 최극조위(위도검조소, 1989~2009) 33

〈그림 1-11-1〉 위도 지역의 조석(2009.8.1~8.31) 34

〈그림 1-11-2〉 격포 해안의 조위표(2006) 34

〈그림 1-12〉 평균대조기의 최강 창조류와 최강 낙조류(2000) 35

〈그림 1-13〉 2009년 갈매여(부안 위도면)의 월별 유의파고 및 풍속 36

〈그림 1-14〉 연구지역의 거시적 지형 분류 37

〈그림 1-15〉 사빈해안 횡단면 모식도 38

〈그림 1-16〉 역빈해안 횡단면 모식도 40

〈그림 1-17〉 연구지역 지형요소간 상호작용 모식도 41

〈그림 2-1〉 해안지형 형성에 영향을 주는 내·외적 에너지와 작용 43

〈그림 2-2〉 해안환경의 수리·퇴적 패턴 개념도 45

〈그림 2-3〉 해수면 상승과 인간 간섭에 따른 해안선의 변화 46

〈그림 3-1〉 변산반도 해안 일대의 지질도 58

〈그림 3-2〉 변산 만입지 및 운산천 유역분지 59

〈그림 3-3〉 고사포 만입지 및 유유동천 유역분지 62

〈그림 3-4〉 격포 만입지 및 상두동천 유역분지 67

〈그림 3-5〉 상록 만입지 및 유역분지 70

〈그림 3-6〉 모항 만입지 및 마동천 유역분지 73

〈그림 3-7〉 만경강 하구 퇴적 층상 구조 76

〈그림 3-8〉 곰소만 입구 일대의 횡단면 퇴적 층상 구조 77

〈그림 3-9〉 시추지점 및 퇴적단면 구역 설정 77

〈그림 3-10〉 고사포 해빈 배후 횡단면 I의 시추주상도 78

〈그림 3-11〉 격포 해빈 배후 횡단면 II의 시추주상도 79

〈그림 3-12〉 격포항 종단면 A의 시추주상도 80

〈그림 3-13〉 격포 해빈 배후 종단면 B의 시추주상도 82

〈그림 3-14〉 상록 해빈 배후 종단면 C의 시추주상도 83

〈그림 3-15〉 고사포 및 격포 만입지의 횡단면 층서구조 85

〈그림 3-16〉 격포 및 상록 만입지의 종단면 층서구조 86

〈그림 3-17〉 사주성 사빈해안 단면 모식도 87

〈그림 3-18〉 파식대성 사빈해안 단면 모식도 88

〈그림 3-19〉 새만금 방조제 연결공사 92

〈그림 3-20〉 변산 사빈해안 단면 및 토지이용 97

〈그림 3-21〉 고사포 사빈해안 단면 및 토지이용 98

〈그림 3-22〉 격포 사빈해안 단면 및 토지이용 100

〈그림 3-23〉 상록 사빈해안 단면 및 토지이용 101

〈그림 3-24〉 모항 사빈해안 단면 및 토지이용 102

〈그림 4-1〉 변산 해안선 변화(1967~2007) 104

〈그림 4-2〉 고사포 해안선 변화(1967~2007) 105

〈그림 4-3〉 격포 해안 항공사진(1967)과 해안선 변화(1967~2007) 106

〈그림 4-4〉 상록 해안 항공사진(1967)과 해안선 변화(1967~2007) 107

〈그림 4-5〉 모항 해안 항공사진(1967)과 해안선 변화(1967~2007) 108

〈그림 4-6〉 연도별 등수심 IDW-grid map 110

〈그림 4-7〉 음양 등수심 지도(1986, 1993, 2008년 누계) 111

〈그림 4-8〉 등급 등수심 지도(1986, 1993, 2008년 누계) 111

〈그림 4-9〉 1986년 새만금 1호 방조제 주변 해저환경 113

〈그림 4-10〉 2008년 새만금 1호 방조제 주변 해저환경 113

〈그림 4-11〉 최고고조위 6m의 육도-해도 DEM(노란색: 침수범위) 115

〈그림 4-12〉 사빈해안별 입도조성의 변화 117

〈그림 4-13〉 방조제 내부 해역의 표층 퇴적물 분포도 118

〈그림 4-14〉 심층-표층 사빈모래의 입도조성 변화(좌: 변산, 우: 고사포) 119

〈그림 4-15〉 심층-표층 사빈모래의 입도조성 변화(좌: 상록, 우: 모항) 120

〈그림 4-16〉 변산 사빈단면(상: 변산A, 중: 변산B, 하: 변산C) 125

〈그림 4-17〉 고사포 사빈단면(상: 고사포A, 중: 고사포B, 하: 고사포C) 126

〈그림 4-18〉 격포 사빈단면(상: 격포A, 중: 격포B, 하: 격포C) 127

〈그림 4-19〉 상록 사빈단면(상: 상록A, 중: 상록B, 하: 상록C) 128

〈그림 4-20〉 모항 사빈단면(상: 모항A, 중: 모항B, 하: 모항C) 129

〈그림 4-21〉 변산 사구역의 토지피복 분류도 134

〈그림 4-22〉 변산 사구역의 토지피복 변화 135

〈그림 4-23〉 고사포 사구역의 토지피복 분류도 137

〈그림 4-24〉 고사포 사구역의 토지피복 변화 138

〈그림 4-25〉 격포 사구역의 토지피복 분류도 140

〈그림 4-26〉 격포 사구역의 토지피복 변화 141

〈그림 4-27〉 상록 사구역의 토지피복 분류도 143

〈그림 4-28〉 상록 사구역의 토지피복 변화 144

〈그림 4-29〉 모항 사구역의 토지피복 분류도 146

〈그림 4-30〉 모항 사구역의 토지피복 변화 147

〈그림 4-31〉 사구역의 자연적·인공적 토지이용 변화 149

〈사진 1〉 변산 북동쪽 사면(좌), 남서쪽 사면 및 운산천 하구(우)(2010.3.12. 촬영) 60

〈사진 2〉 변산 사빈-사구-배후습지(2012.3.12 촬영) 61

〈사진 3〉 고사포 해안 배후 구릉 노두(2011.2.6 촬영) 63

〈사진 4〉 고사포 배후구릉에 발달한 풍적토(2011.5.8 촬영) 64

〈사진 5〉 고사포1 사빈해안(2010.11.8 촬영) 65

〈사진 6〉 고사포2 사빈해안(2011.2.6 촬영) 66

〈사진 7〉 채석강 및 적벽강 일대의 암석해안 68

〈사진 8〉 격포 사빈 전경과 계단식 호안벽에 퇴적된 암설(2011.2.6 촬영) 69

〈사진 9〉 상록 만입지 배후 산지 및 유입 하천(2011.3.13 촬영) 71

〈사진 10〉 상록 해안 북서쪽(좌)과 남동쪽(우) 사면 및 역빈 71

〈사진 11〉 상록 사빈과 사구(2010.9.20 촬영) 72

〈사진 12〉 모항 사빈 북쪽 사면 및 암설(좌), 남쪽 사면 및 풍화혈(우) 74

〈사진 13〉 모항 사빈해안 전경(2011.3.13 촬영) 74

〈사진 14〉 격포사빈 위 호안벽 파편(2011.2.6 촬영) 90

〈사진 15〉 변산 사빈 침식 93

〈사진 16〉 고사포 사빈 배후 양식장(좌)(2011.3.12 촬영), 격포 사빈의 인공화(우)(2011.11.22 촬영) 95

〈사진 17〉 변산 사빈 세굴과 사구 내 인공구조물의 매적(2010.11.8 촬영) 97

〈사진 18〉 성천항에서 노리목쪽을 바라본 고사포 해안(2011.3.12 촬영) 99

〈사진 19〉 격포 사빈 위 인공구조물 99

〈사진 20〉 상록 사빈해안 전경 101

〈사진 21〉 모항 사빈 침식(2011.2.5 촬영) 103

〈사진 22〉 송포항 정비(2011.3.12 촬영) 104

〈사진 23〉 성천항 준설토(2011.3.12 촬영) 105

〈사진 24〉 만조시 격포 해안(2011.11.21 촬영) 106

〈사진 25〉 변산 해안 모래(좌: 심층, 우: 표층, 화살표: 5㎛) 121

〈사진 26〉 고사포 해안 모래(좌: 심층, 우: 표층, 화살표: 5㎛) 121

〈사진 27〉 격포 해안 모래(표층, 화살표: 5㎛) 122

〈사진 28〉 상록 해안 모래(좌: 심층, 우: 표층, 화살표: 5㎛) 123

〈사진 29〉 모항 해안 모래(좌: 심층, 우: 표층, 화살표: 5㎛) 123

〈사진 30〉 변산 사빈에 형성된 평행개석곡(2011.2.6 촬영) 168

〈사진 31〉 고사포 전사구 앞에 발달한 배사구(2011.8.28 촬영) 169

〈사진 32〉 격포 사빈 상부를 점유한 인공시설(2010.11.21 촬영) 171

〈사진 33〉 상록 사빈 상부에 형성된 사력퇴(2011.8.29 촬영) 172

〈사진 34〉 모항 해안에 건설되는 대규모 인공시설(2011.8.29 촬영) 173

 경제적 자원이자 개발 대상이었던 해안이 재해완화 및 친수공간으로서 인식의 틀이 전환됨에따라 일부 선진국을 중심으로 체계적인 해안관리정책이 진행되어왔다. 우리나라도 최근 해안침식 및 재해완화 목적의 관리방안이 추진중이다. 하지만 주요 해안관리 대상이 일부 지역에 편중되어 있고 지역별로 차이가 있는 환경변인들을 종합적으로 고려한 대책은 미흡하다. 또한, 사빈 침식의 경우, 현재에도 하천을 통해 모래공급이 활발한 동해안 사빈에 집중되어 있는 반면 연안사주 및 헤드랜드 풍화·침식 물질이 제한적으로 공급되는 서해안 사빈에 대해서는 상대적으로 관리가 소홀하다. 이에 본 연구는 최근 인간간섭에 따라 지형변화가 가속화되고 있는 변산반도 사빈해안을 대상으로 시공간적 물질변이 프로세스를 종합적으로 규명하고 이러한 환경지리적인 분석을 바탕으로 적절한 해안관리 방안을 제시하고자 한다.

연구지역은 변산, 고사포, 격포, 상록, 모항 사빈해안으로 반도 내 만입지에 발달한 포켓비치이다. 동진강 하구와 곰소만 사이에서 서해쪽으로 돌출된 변산반도는 산열이 해안까지 이어져 있고 단열 밀도가 낮아 하천 발달이 미약하다. 또한 주요 표층풍화 성향을 보이는 백악기 화산암과 퇴적암이 주를 이루고 있어 물질 공급이 취약한 환경이다. 새만금방조제가 건설되면서 인근 해역의 수리 및 퇴적환경의 변화가 발생하고 배후지의 인공적 토지이용이 증대되면서 조간대-사빈-사구 시스템이 교란되고 있다.

연구지역 내 사빈해안의 환경특색 및 변화를 다각적으로 분석하고 주요 변수를 추출하여 안정성을 평가한 후 이를 바탕으로 적절한 관리방안을 제시하였다. 이를 수행하기 위해서 GIS 기법을 활용한 각종 지도 및 사진 분석, 퇴적물 분석, 사빈단면 측량 및 경관 조사를 위한 답사를 실시하였다. 이러한 분석 결과들은 해안환경의 시공간적 변이를 입체적으로 파악하는데 도움이 되었고 해안환경 안정성 평가 및 관리방안 도출에 활용되었다. 이 연구의 주요 결과는 다음과 같다.

첫째, 포켓비치를 사주성(변산, 고사포, 상록), 파식대성(격포, 모항) 사빈해안으로 분류하여 해안지형 발달양상을 파악하였다. 사주성 사빈해안은 단열을 따라 하곡 발달이 진전되어 있어서 하구 부분을 중심으로 퇴적층이 비교적 두텁게 형성되어 있다. 해안선의 형상이 비교적 단조로워 조류성연안류의 작용으로 동해안처럼 하구쪽으로 사주가 길게 발달해있다. 파식대성 사빈해안은 단열의 밀도가 낮아 하천발달이 미약하고 만입지의 규모가 작아 모래층이 얇다. 파식대를 피복한 형태로 나타나는 사빈은 거파시 세굴되면서 사빈단애가 형성되고, 파식대가 노출되거나 파쇄암설이 공급되기도 한다. 만입지에 발달한 미고결 물질은 주로 빙기때 서해 연안곡저에 쌓였던 퇴적물이 해진기에 육지로 밀려들어오고 조류에 의해 재배치 되면서 형성되었다. 대조차 천해환경을 반영하여 만입구에서부터 곡지를 따라 모래, 실트, 점토가 교호층리(cross-bedding) 구조로 퇴적되어 있다. 심지어 표고 10m 에서도 점토층이 약 3m 두께로 나타나는데 이는 해진기 극상 때의 해성퇴적물로 판단된다. 고사포 해안 배후구릉에서 발견된 풍적토(loess) 또한 실트급의 연해 곡저퇴적물이 빙기때 강한 바람에 실려 이동·퇴적된 유물지형으로 추정된다.

둘째, 해안환경의 변화는 물질이동 범위를 고려하여 근해역, 사빈역, 사구역으로 나누어 살펴보았다. 1967년과 2007년 항공사진을 대비하여 판독한 결과, 인공화 정도가 미약한 고사포 해안을 제외하고 전체적으로 해안선이 후퇴되고 직선화 양상을 보였다. 시기별 해도 분석 결과 새만금방조제 건설로 조류유속이 약해지면서 변산반도 북서쪽 해역 일대가 퇴적이 강화된 양상을 보였다. 또한 육도-해도 통합 DEM을 제작하여 최고고조위 시 예상 침수범위를 산정하였는데 격포 및 모항 만입지가 범람 위험도가 가장 높게 나타났다. 사빈모래 입도 분석(granulometry)에서 주목할 만한 것은 점차 조립화 경향을 보이는 변산 사빈과 반대로 세립화 경향을 보이는 고사포 사빈이다. 변산 사빈은 동진강 하구에서 공급되는 세립사가 방조제로 인해 공급이 차단되면서 상대적으로 조립사 비중이 높아진 것으로 판단된다. 고사포 사빈은 원래 화강암 헤드랜드에서 공급되었던 조립사가 두텁게 퇴적되는 환경이었다. 방조제 건설 이후 조류가 약해져 하상하중으로 이동되는 조립사 공급이 줄고 대신 배수갑문에서 유출된 부유성 세립사가 공급되면서 나타난 결과로 해석된다. 모래 형상 및 표면 분석(exoscopy)에서도 변산과 고사포 일대의 변화가 두드러지는데, 심층에 비해 표층 모래의 화학적 풍화정도가 높아졌다. 이 일대가 조류 유속이 약해져 사빈의 노출시간이 증가함에 따라 산화 등 화학적 작용의 영향력이 늘어났기 때문으로 해석된다. 계절별 사빈 단면(profile)변화의 일반적 경향을 보면, 추계~동계에는 상층부가 침식되면서 바다쪽으로 후퇴된 양상을 보인다. 반면 춘계~하계 기간에는 봄철의 강한 서풍계열의 바람과 여름철 태풍의 영향으로 외안의 물질이 전안을 넘어 후안까지 밀어붙이면서 육지쪽으로 전진된 모습을 보인다. 시기별 사구역 토지피복도를 분석한 결과 고사포를 제외하고 전체적으로 인공적 토지이용 비율이 급격히 높아지는 패턴을 보였다. 사구역 패치 분석 결과 식생 파편화 정도는 격포와 모항이 가장 심각하였고 인공 구조물로 인한 단절화 정도는 변산과 격포가 높은 수치를 보였다. 고사포, 상록을 제외한 나머지 해안에서 인공화로 인한 식생의 파편화 및 물질이동의 단절화가 심각한 것으로 확인되었다.

셋째, 영역별 환경안정성 평가 결과를 토대로 각 사빈해안의 지형적 특성을 고려한 관리방안을 제시하였다. 변산 해안은 방조제로 인해 동진강에서 유입되는 세립사가 줄고 근해역 준설 및 사구의 인공화로 인해 모래 공급이 줄면서 사빈침식이 가속화되고 있다. 평행개석곡(runnel)에 주기적으로 양빈을 실시하거나 사구와의 자연스러운 물질교환을 위해 일부 호안벽 및 콘크리트 바닥을 철거하는 방안을 고려해 볼 수 있다. 또한 사구 위에 건설된 주거지는 비사 피해 범위를 벗어나 이전하는 것도 좋은 방안이다. 고사포 해안은 영역별 환경안정성 평가가 제일 높았다. 기본적으로 미고결 물질공급이 풍부한 환경에다가 인간간섭의 정도가 미약하여 지형단면이 잘 유지되거나 성장하고 있어 보존하는 전략이 필요하다. 격포 해안은 사구 및 사빈상부까지 점유된 인공시설물로 인해 모래유실이 증가함에 따라 사빈해안이 역빈해안으로 전이되어가는 양상을 보인다. 영역별 환경 안정성 평가에서 가장 낮은 등급을 받고 있어 적극적인 관리 대책이 요구된다. 바다쪽으로 지나치게 전진배치된 상업시설 및 호안벽을 사구 배후로 후퇴시키고, 완충공간을 되살리기 위해 양빈 및 사구층 보강 전략이 필요하다. 상록 해안은 과거에 사빈물질이 육지쪽으로 밀려와 오버워시 현상을 보일 정도로 모래가 비교적 풍부한 환경이었다. 하지만 사빈상부 전 구간에 호안벽이 설치되면서 물질 이동이 막히고 사구층의 인공화 정도가 높아지면서 불안정한 환경으로 변해가고 있다. 자연스러운 물질 교환과 최소한의 월파로부터 배후지를 보호하기 위해 높은 수직 호안벽 대신 낮은 피복석 호안벽으로 대체하거나 사구층 고도를 높이는 전략이 적절할 것으로 판단된다. 모항 해안은 현재 파식에 대비할 목적으로 사빈상부에 일부 초본류 패치를 조성하였고 주기적으로 양빈을 실시하고 있다. 하지만 거파 환경시 기저부가 세굴되고 심지어 피복석 호안벽 마저 떨어져 나가는 등 여전히 해안침식에 대해 불안정한 모습이다. 해안침식에 대한 적절한 관리방안으로 사구내 파편화된 곰솔림 경관을 연속성있게 조성하는 한편, 기존의 피복석 호안벽을 제거하고 초본류사구를 확충하는 전략이 필요하다.

지금까지 변산반도 사빈해안을 대상으로 인간간섭에 따른 지형변화 메커니즘을 다양한 변인 분석을 통해 규명한 다음, 이를 바탕으로 적절한 해안 관리방안을 제시해 보았다. 본 연구 결과가 해안환경 변화에 민감한 포켓비치형 사빈해안을 친환경적으로 관리할 수 있는 기초자료로 제공될 수 있을 것으로 판단된다. 다만, 보다 심층적인 해안지형과 변화과정 분석을 위해 만입지 내부에서 발견되는 실트 및 점토층, 고사포 해안 배후에 발달한 뢰스 등의 고 퇴적 지형의 형성 연대 측정에 대한 차후 연구가 요구된다.