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문제 정의
- 따라서 강화 갯벌은 주변 변화에 따른 장기적인 생태계 관찰이 필요하며 이에 따라 향후 환경 보전과 관리가 이루어져야 할 것이다. 본 연구의 목적은 강화 남단 갯벌 생태계에 영향을 미치는 퇴적환경의 특성을 파악하는 것이다. 이러한 연구 목적을 위하여 강화 남부 갯벌의 표층퇴적물, 주상시료 그리고 부유 퇴적물에 관한 조사가 수행되었다.
- 본 연구의 목적은 강화 남단 갯벌 생태계에 영향을 미치는 퇴적환경의 특성을 파악하는 것이다. 이러한 연구 목적을 위하여 강화 남부 갯벌의 표층퇴적물, 주상시료 그리고 부유 퇴적물에 관한 조사가 수행되었다. 이러한 자료들은 강화 갯벌의 퇴적물 특성을 파악하고 향후 이 지역의 변화와 보전 관리 계획 수립에 중요한 자료가 될 것이다.
제안 방법
- 0Φ체를 이용하여 습식 체질(wet sieving)에 의해 조립질과 세립질 퇴적물로 분리하였다. 4.0Φ이하의 모래 시료는 0.5Φ 간격으로 Gradex 2000 입도 분석기(Particle size analyzer)로 약 10분간 체질한 후 입도 등급별로 무게 백분율을 구하였다. 4Φ이상의 펄 시료는 전체를 대표할 수 있는 시료 2g을 취해 80㎖의 0.
- 5Φ 간격으로 Gradex 2000 입도 분석기(Particle size analyzer)로 약 10분간 체질한 후 입도 등급별로 무게 백분율을 구하였다. 4Φ이상의 펄 시료는 전체를 대표할 수 있는 시료 2g을 취해 80㎖의 0.1% calgon용액을 넣고 초음파 분쇄기와 자기진동기로 시료를 균일하게 분산시킨 후, X-선 자동입도 분석기인 Sedigraph 5100을 사용하여 입도 무게 백분율을 구하였다. 입도별 무게 백분율은 도해적 방법(Inclusive Graphic Method)에 의하여 평균입도, 분급도 등의 통계변수들을 구하였다(Folk와 Ward, 1957).
- 강화 남부 갯벌과 주변 조하대 퇴적물의 유형을 파악 하기 위하여, 2003년 8월에 총 83개의 표층퇴적물을 채취하여 입도의 특성을 분석하였다. 표층퇴적물의 퇴적상은 모래 자갈(sandy gravel), 모래, 자갈 모래 및 자갈이 약간 함유된 모래(sand, gravelly sand, slightly gravelly sand), 자갈 펄모래, 자갈이 약간 함유된 펄모래, 펄모래 및 실트 모래(gravelly muddy sand, slightly gravelly muddy sand, muddy sand, silty sand), 모래 실트, 실트, 자갈 펄, 자갈이 약간 함유된 모래펄 및 모래펄(sandy silt, silt, gravelly mud, slightly gravelly sandy mud, sandy mud) 그리고 펄(mud) 등 5개의 퇴적상으로 구성되어 있었다(Fig.
- )을 이용하여 유속, 유향, 수온, 염분, 탁도를 30분 간격으로, 부유퇴적물 농도는 1시간 간격으로 측정하였다. 관측은 측심기(Raytheon, DE719D-MK2)를 사용하여 정확한 수심을 확인한 후 실시하였다. 부유퇴적물의 농도를 실측하기 위하여 수층에서 채수펌프(Jabcob Co.
- , Model Mini 200)를 이용하여 3개 수층에서 1ℓ씩의 해수를 채수하여 부유퇴적물을 여과하였다. 부유물질 농도는 상층, 중층, 저층의 3개 수층에서 1시간 간격으로 관측하였다. 부유퇴적물이 여과된 여과지를 실험실에서 60℃로 하루 동안 건조시킨 후 무게를 측정하여 여과지의 무게를 제하여 부유퇴적물의 양으로 환산하였다.
- 관측은 측심기(Raytheon, DE719D-MK2)를 사용하여 정확한 수심을 확인한 후 실시하였다. 부유퇴적물의 농도를 실측하기 위하여 수층에서 채수펌프(Jabcob Co., Model Mini 200)를 이용하여 3개 수층에서 1ℓ씩의 해수를 채수하여 부유퇴적물을 여과하였다. 부유물질 농도는 상층, 중층, 저층의 3개 수층에서 1시간 간격으로 관측하였다.
- 부유물질 농도는 상층, 중층, 저층의 3개 수층에서 1시간 간격으로 관측하였다. 부유퇴적물이 여과된 여과지를 실험실에서 60℃로 하루 동안 건조시킨 후 무게를 측정하여 여과지의 무게를 제하여 부유퇴적물의 양으로 환산하였다.
- 실험실로 운반된 주상퇴적물 시료는 교란되지 않도록 보관하였으며, 시료 분석을 위하여 전기톱을 사용하여 수직방향으로 절개한 후 퇴적물의 색상, 생흔 및 퇴적구조, 입도 변화 등을 기재한 후, 분석 자료와 비교하기 위하여 사진 촬영하였다. 한쪽 면에서 아크릴 상자(1x4x30cm)에 원상태의 시료를 채취하여 슬랩을 제작하였고, 반대 면에서는 입도, 함수율 등의 분석을 위한 시료를 깊이에 따라 채취하고 포장하여 보관하였다.
- 염하수로와 동검도 남부 수로 2개 지점을 통해 유출입하는 부유퇴적물의 양과 조석의 특성을 관측하기 위해 각각 2003년 6월 대조기에 각각 1 조석주기(13 시간)동안 정선관측을 실시하였다(Fig. 2). 정선 관측지점은 수심 0.
- 2). 정선 관측지점은 수심 0.5m하 그리고 해저면 1m 상부, 그리고 그 중간 깊이의 수층에 대해, 음향 도플러 유속계의 일종인 RCM 9(Anderaa Co.)을 이용하여 유속, 유향, 수온, 염분, 탁도를 30분 간격으로, 부유퇴적물 농도는 1시간 간격으로 측정하였다. 관측은 측심기(Raytheon, DE719D-MK2)를 사용하여 정확한 수심을 확인한 후 실시하였다.
- 정선관측은 염하수로의 초지대교 부근(정점 K1)에서 2003년 6월 16일 07:15~19:45까지, 동검도 남부 수로(정점 K2)에서 2003년 6월 17일 08:10~20:40까지 각각 12시간 30분 동안 실시하였다(Fig. 2). 염하수로(K1)의 6월 16일 조차는 최대 810cm로 대조기에 속하였다.
- 현장에서 채취된 시료는 실험실로 옮겨진 후 약 5g을 1,000㎖ 비이커에 담아 유기물을 제거하기 위하여 10% 과산화수소수(H2O2)로 24시간 이상 반응시켰다. 조개껍질 등의 탄산염 성분 물질에 의한 오차를 없애기 위해 0.1N 염산(HCl)으로 반응시켜 탄산염을 제거하였다.
- 퇴적물 슬랩은 육안으로 판독이 불가능한 퇴적 구조를 파악하기 위해 X-선 촬영기(Softex M-1005)를 이용하여 촬영하였다. 촬영 시에는 퇴적물의 특성(퇴적물 입도와 함수율)에 따른 X-선 투과와 반사를 조절하도록 X-선 노출시간과 강도를 조절하여 40cm 거리에서 촬영하였다. 현상 인화된 X-선 사진은 주로 퇴적구조를 판독하고 육안자료와 입도분석 자료를 참조하여 퇴적작용을 분석하였다.
- 절개 시에는 PVC 파편이 퇴적물에 혼입되지 않도록 주의하였다. 퇴적물 슬랩은 육안으로 판독이 불가능한 퇴적 구조를 파악하기 위해 X-선 촬영기(Softex M-1005)를 이용하여 촬영하였다. 촬영 시에는 퇴적물의 특성(퇴적물 입도와 함수율)에 따른 X-선 투과와 반사를 조절하도록 X-선 노출시간과 강도를 조절하여 40cm 거리에서 촬영하였다.
- 실험실로 운반된 주상퇴적물 시료는 교란되지 않도록 보관하였으며, 시료 분석을 위하여 전기톱을 사용하여 수직방향으로 절개한 후 퇴적물의 색상, 생흔 및 퇴적구조, 입도 변화 등을 기재한 후, 분석 자료와 비교하기 위하여 사진 촬영하였다. 한쪽 면에서 아크릴 상자(1x4x30cm)에 원상태의 시료를 채취하여 슬랩을 제작하였고, 반대 면에서는 입도, 함수율 등의 분석을 위한 시료를 깊이에 따라 채취하고 포장하여 보관하였다. 절개 시에는 PVC 파편이 퇴적물에 혼입되지 않도록 주의하였다.
- 촬영 시에는 퇴적물의 특성(퇴적물 입도와 함수율)에 따른 X-선 투과와 반사를 조절하도록 X-선 노출시간과 강도를 조절하여 40cm 거리에서 촬영하였다. 현상 인화된 X-선 사진은 주로 퇴적구조를 판독하고 육안자료와 입도분석 자료를 참조하여 퇴적작용을 분석하였다.
- 2). 현장에서 채취된 시료는 실험실로 옮겨진 후 약 5g을 1,000㎖ 비이커에 담아 유기물을 제거하기 위하여 10% 과산화수소수(H2O2)로 24시간 이상 반응시켰다. 조개껍질 등의 탄산염 성분 물질에 의한 오차를 없애기 위해 0.
대상 데이터
- 2003년 8월에 채취하여 분석된 강화 남부 갯벌 퇴적물은 5개의 퇴적상으로 구성되어 있었다. 전반적으로 강화 남부 갯벌은 모래 펄 퇴적물이 우세하게 분포하였다.
- 2). GH-1 주상 퇴적물 시료는 동검도에서 남서쪽으로 약 2km 떨어진 지점의 갯벌에서 채취하였다. 시료의 길이는 103cm이며, 절개면의 색깔은 연한 녹색을 띤 회색이다.
- GH-2 주상 퇴적물 시료는 여차리 해안에서 남쪽으로 약 4km 떨어진 지점의 갯벌에서 채취하였다. 시료의 길이는 77cm이며, 절개면에서는 모래층이 주를 이루며, 연녹색의 니질 층이 협재하는 것이 관찰된다.
- GH-3 주상 퇴적물 시료는 동검도 동측 조수로 인근에서 채취하였다. 시료의 길이는 107cm이며, 절개면의 색깔은 녹회색을 띤다.
- 강화 갯벌의 표층 퇴적환경을 파악하기 위하여 강화 남부에서 83정점에서 표층퇴적물을 채취하여 분석하였다. 표층퇴적물은 2003년 8월에 만조시 선박을 이용하여 채니기(Grab sampler)로 표층퇴적물을 채취하였다(Fig.
- 강화 남단 갯벌 해역의 퇴적층서와 퇴적작용의 변화를 파악하기 위해, 2003년 6월에 Push core로 약 100cm 미만의 주상퇴적물 시료 3개를 채취하였다(Fig. 2). 주상퇴적물시료는 직경 7.
- 강화도 갯벌의 퇴적환경과 퇴적작용의 변화를 추적 하기 위해 강화도 남단 갯벌에서 3점의 주상시료를 채취하였다(Fig. 2). GH-1 주상 퇴적물 시료는 동검도에서 남서쪽으로 약 2km 떨어진 지점의 갯벌에서 채취하였다.
- GH-1 주상 퇴적물 시료는 동검도에서 남서쪽으로 약 2km 떨어진 지점의 갯벌에서 채취하였다. 시료의 길이는 103cm이며, 절개면의 색깔은 연한 녹색을 띤 회색이다. 퇴적물의 구성은 실트가 약 68-75%로 대부분을 차지하며, 점토는 20-25%, 모래는 4-8%의 구성비를 보인다(Fig.
- GH-3 주상 퇴적물 시료는 동검도 동측 조수로 인근에서 채취하였다. 시료의 길이는 107cm이며, 절개면의 색깔은 녹회색을 띤다. 퇴적물의 구성은 실트가 약 44-70%로 주를 이루며, 점토는 14-20%, 모래는 10-43% 범위에서 변화하며, 특히 최하부 20cm 구간에서 모래 함량의 증가가 뚜렷하다(Fig.
- GH-2 주상 퇴적물 시료는 여차리 해안에서 남쪽으로 약 4km 떨어진 지점의 갯벌에서 채취하였다. 시료의 길이는 77cm이며, 절개면에서는 모래층이 주를 이루며, 연녹색의 니질 층이 협재하는 것이 관찰된다. 퇴적물의 구성은 모래가 약 87-93%로 대부분을 차지하며, 소량의 실트(4-10%)와 점토(2-3%)를 함유한다 (Fig.
- 2). 주상퇴적물시료는 직경 7.5cm의 PVC 파이프에 채취하였다. 채취된 주상시료의 교란을 방지하고 운반을 위해 양 끝단을 스티로폼과 고무마개로 막은 후 절연 테이프로 완전히 밀봉하여 보관 · 운반하였다.
- 강화 갯벌의 표층 퇴적환경을 파악하기 위하여 강화 남부에서 83정점에서 표층퇴적물을 채취하여 분석하였다. 표층퇴적물은 2003년 8월에 만조시 선박을 이용하여 채니기(Grab sampler)로 표층퇴적물을 채취하였다(Fig. 2). 현장에서 채취된 시료는 실험실로 옮겨진 후 약 5g을 1,000㎖ 비이커에 담아 유기물을 제거하기 위하여 10% 과산화수소수(H2O2)로 24시간 이상 반응시켰다.
이론/모형
- 1% calgon용액을 넣고 초음파 분쇄기와 자기진동기로 시료를 균일하게 분산시킨 후, X-선 자동입도 분석기인 Sedigraph 5100을 사용하여 입도 무게 백분율을 구하였다. 입도별 무게 백분율은 도해적 방법(Inclusive Graphic Method)에 의하여 평균입도, 분급도 등의 통계변수들을 구하였다(Folk와 Ward, 1957).
성능/효과
- 6년 동안 강화 남부 갯벌에 나타나는 퇴적물 분포 변화에 의하면, 장봉도 북부 갯벌에서 다양한 퇴적상이 나타나는 것으로 보아 이 지역은 강과 외해에서 유입된 펄과 모래가 다양한 수리적 요인에 의하여 지역에 따라서로 다른 퇴적작용이 활발히 이루어지는 것으로 보이며, 강화 남단 갯벌 서부에 우세한 모래펄 퇴적물은 동부로 상당히 확장되어 강화 남단 갯벌의 대부분이 모래펄 퇴적상으로 변화되었다.
- 정선관측에 의하여 나타난 강화 남단 동부인 염하수로와 동검도 남부 수로의 일반 해양학적 특성은, 유속은 썰물시 밀물보다 강하게 나타났으며 썰물시 한강에서 많은 세립한 부유물질이 염하수로를 통하여 유출되는 것으로 나타났다. 각 수층의 부유물질 함량에 의하여 계산된 순 부유 퇴적물 이동량은 염하수로에서 한 조석 주기 동안 남남동 방향으로 309,217.9kg/m가 유출되는 것으로 나타났으며, 동검도 남부 수로에서는 한 조석 주기 동안 서서남 방향으로 128,123.1kg/m가 유출되는 것으로 나타났다. 이러한 결과는 한강에서 유입된 많은 부유 퇴적물이 강화 남단 동부 갯벌에 퇴적되고 있는 것을 나타낸다.
- 강화 남부 갯벌의 3개 주상시료에 대한 퇴적상 분석 결과, 사층리 모래층, 실트-점토 호층 엽리 실트층, 생물교란 실트층 등 크게 세개의 퇴적상이 인지되었다. 주상시료에서 나타나는 이들 퇴적상의 분포로부터, 강화도 남부 갯벌의 서측 외해쪽은 파랑의 영향을 지속적으로 받는 모래 퇴적 환경으로, 동검도 서측 연안의 갯벌은 비교적 퇴적률이 낮은 가운데 생물교란 작용이 우세한 실트 퇴적 환경으로, 동검도 서측 조수로 지역은 퇴적률이 매우 높은 실트 퇴적 환경으로 해석되었다.
- 동검도 남부 수로(K2)의 6월 17일 조차는 최대 740cm로 대조기에 속하였다. 관측기간 중 밀물 유속은 0.59~76.55cm/s 범위이며, 밀물 시작부터 표층에서부터 강해져 약 2시간 후에는 76.55cm/s로 최강유속을 보이지만, 이후 점차 약해져 2시간 후에는 최저 유속을 보였다(Fig. 6). 썰물에는 7.
- 염하수로(K1)의 6월 16일 조차는 최대 810cm로 대조기에 속하였다. 관측기간 중 밀물 유속은 2.05~126.12cm/s 범위이며, 밀물 시작부터 표층에서부터 강해져 약 4시간 후에는 126.12cm/s로 최강유속을 보이지만, 이후 점차 약해져 3시간 후에는 최저 유속을 보였다(Fig. 6). 썰물에는 3.
- 특히 썰물후기에 모든 수층에서 300mg/ℓ이상의 높은 값이 측정되었다. 따라서 염하수로의 부유퇴적물은 주로 썰물 후반기에 한강에서 염하수로를 통하여 강화 남부로 유출되는 것으로 나타났다.
- 7). 또한 부유퇴적물의 순유출입양 (net suspended sediment flux)은 염하수로에서 상층 -69.74gm-2s-1, 중층 -98.10gm-2s-1, 저층 -44.54gm2 s-1g로 계산되어 주로 표층과 중층을 통해서 외해로 유출되고 있는 것으로 나타났다(Table 1, Fig. 7).
- 자갈 펄모래, 자갈이 약간 함유된 펄모래, 펄모래 및 실트 모래 퇴적상은 강화 남단 갯벌 서쪽에 부분적으로 분포하였다. 모래 실트, 실트, 자갈 펄, 자갈이 약간 함유된 모래펄 및 모래펄 퇴적상은 강화 남단 갯벌에 가장 넓은 범위로 분포하고 있었다. 펄 퇴적 상은 동검도 남부와 시도 서북부에 분포하였다.
- 7). 부유퇴적물의 순유출입양 (net suspended sediment flux)은 동검도 남부 수로에서 상층 -6.99gm-2s-1, 중층 -10.50gm-2s-1, 저층 -60.37gm-2s-1g로 계산되어 주로 저층을 통해서 외해로 유출되고 있는 것으로 나타났다(Table 1, Fig. 7).
- 정선관측에 의하여 나타난 강화 남단 동부인 염하수로와 동검도 남부 수로의 일반 해양학적 특성은, 유속은 썰물시 밀물보다 강하게 나타났으며 썰물시 한강에서 많은 세립한 부유물질이 염하수로를 통하여 유출되는 것으로 나타났다. 각 수층의 부유물질 함량에 의하여 계산된 순 부유 퇴적물 이동량은 염하수로에서 한 조석 주기 동안 남남동 방향으로 309,217.
- 강화 남부 갯벌의 3개 주상시료에 대한 퇴적상 분석 결과, 사층리 모래층, 실트-점토 호층 엽리 실트층, 생물교란 실트층 등 크게 세개의 퇴적상이 인지되었다. 주상시료에서 나타나는 이들 퇴적상의 분포로부터, 강화도 남부 갯벌의 서측 외해쪽은 파랑의 영향을 지속적으로 받는 모래 퇴적 환경으로, 동검도 서측 연안의 갯벌은 비교적 퇴적률이 낮은 가운데 생물교란 작용이 우세한 실트 퇴적 환경으로, 동검도 서측 조수로 지역은 퇴적률이 매우 높은 실트 퇴적 환경으로 해석되었다.
- 시료의 길이는 107cm이며, 절개면의 색깔은 녹회색을 띤다. 퇴적물의 구성은 실트가 약 44-70%로 주를 이루며, 점토는 14-20%, 모래는 10-43% 범위에서 변화하며, 특히 최하부 20cm 구간에서 모래 함량의 증가가 뚜렷하다(Fig. 4). 평균입도는 5.
후속연구
- 강화도는 고려시대 이후 간척사업에 의하여 해안선이 상당히 많이 변화 되었으며(최강원 등, 1998), 최근 영종도 신공항과 주변 해안 구조물 건설에 의하여 해안의 조류 흐름과 퇴적물 특성이 많이 변하고 있는 실정이다(한국해양연구원, 2001; 우한준과 제종길, 2002). 따라서 강화 갯벌은 주변 변화에 따른 장기적인 생태계 관찰이 필요하며 이에 따라 향후 환경 보전과 관리가 이루어져야 할 것이다. 본 연구의 목적은 강화 남단 갯벌 생태계에 영향을 미치는 퇴적환경의 특성을 파악하는 것이다.
- 이러한 연구 목적을 위하여 강화 남부 갯벌의 표층퇴적물, 주상시료 그리고 부유 퇴적물에 관한 조사가 수행되었다. 이러한 자료들은 강화 갯벌의 퇴적물 특성을 파악하고 향후 이 지역의 변화와 보전 관리 계획 수립에 중요한 자료가 될 것이다.
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