[논문]서해 배타적경제수역[EEZ]내 해사채취구역의 지형변화

김백운; 이상호; 양재삼

서해 배타적경제수역[EEZ]내 해사채취구역의 지형변화
Bathymetric Change of a Sand Mining Site within EEZ, West Sea of Korea 원문보기

한국지구과학회지 = Journal of the Korean Earth Science Society, v.26 no.8, 2005년, pp.836 - 843

김백운 (군산대학교 새만금환경연구센터) , 이상호 (군산대학교 해양학과) , 양재삼 (군산대학교 해양학과)

초록
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서해 배타적경제수역내 해사채취구역에서 해저지형 변화를 규명하기 위하여 2회에 걸쳐 단일빔음향측심기를 이용한 측심자료를 획득하였다. 교차점 분석에 의한 측심자료의 정확도는 IHO 표준의 2등급에 해당하였다. 지형도는 폭 300 m, 깊이 10 m의 구덩이 형태를 나타내었으며, 이러한 지형의 변화 과정이 두 지형도 수심차의 분포에서 표현되었다. 그러나 해사채취량을 정량화하기 위해서는 더욱 정확하고 정밀한 자료가 요구된다. 이러한 지형변화는 퇴적환경 및 저서생태 환경에 영향을 미칠 수 있으므로 한정된 모래자원을 관리하고 지속가능한 개발을 위해서는 과학적인 조사자료에 근거한 환경영향평가가 요구된다.

Abstract ▼ AI-Helper

Two data sets of repeated hydrographic surveys with a single beam echo-sounder were obtained to investigate morphological changes on a sand mining site within EEZ near the Eocheong Islands, West Sea of Korea. Their accuracies of depth measurement, estimated from the crossover analysis, correspond to the Oder 2 of IHO standards. Bathymetric maps show a feature of 300m wide and 10m deep hollow, whose evolution can be seen in difference grids of the two bathymetric maps. However, data of higher accuracy and resolution enable precise quantification of extracted sand volume. Since this morphological change could affect sedimentary environment as well as benthic ecology, environmental impact assessment based on scientific research data is required for management and sustainable development of limited sand resource.

주제어

AI 본문요약
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문제 정의

본 연구논문은 일련의 사후영향조사를 통하여 수집된 해양조사자료 중 가장 기초적인 해저지형 변화를 소개한다. 단일 빔 음향측심기 (single beam echo-sounder)# 이용한 수심측량으로 해저지형을 조사하였으며, 신뢰할 만 한해 저지형 변화를 파악하기 위하여 측심의 정확도와 측선 간격 등 국제적인 IHO 표준에 준하는 수심측량자료를 생산하는데 주요 목적을 두었다.
최근 배타적경제수역 해사채취 허가와 관련하여 해양수산부의 해역이용협의 과정에서 골재채취업체에 의한 사후영향조사가 수행되었다. 본 연구논문은 일련의 사후영향조사를 통하여 수집된 해양조사자료 중 가장 기초적인 해저지형 변화를 소개한다. 단일 빔 음향측심기 (single beam echo-sounder)# 이용한 수심측량으로 해저지형을 조사하였으며, 신뢰할 만 한해 저지형 변화를 파악하기 위하여 측심의 정확도와 측선 간격 등 국제적인 IHO 표준에 준하는 수심측량자료를 생산하는데 주요 목적을 두었다.

가설 설정

그러나 수심이 60m 이상인 조사해역에서 수심측량과 동시에 조석 관측을 수행하기에는 현실적으로 매우 어려운 문제가 따른다. 따라서 어청도에서 25 km 정도 벗어난 조사해역의 조석이 어청도의 것과 유사하다는 가정 하에 어청도의 조석 예보값을 이용하여 조석보정을 수행하였다.

제안 방법

그러나 골재자원 개발허가 해역이 배타적경제수역인 경우로서 당초 환경영향평가 등을 위한 사전 조사는 이루어지지 못하였다. 그 대신 골재채취허가와 관련하여 두 차례의 골재채취 이후 사후 영향조사가 수행되었다(Table 2). 이로써 2004년 8월과 2005년 6월에 해저지형 조사가 이루어졌으며, 이러한 해저 지형자료의 상호 비교를 통하여 해사채취로 인한 해저지형 변화를 살펴볼 수 있게 되었다.
이에 반하여 2005년 6월 2차 조사에서는 IHO 표준에 준하는 측선 간격과 체계적인 격자형태의 항적도가 생성되었다. 두 시기의 지형을 상세하게 비교하기 위하여 골재 자원 채취구역에 해당되는 지형도를 도시하였다(Fig. 7). 해사채취 이후의 수심범위는 대략 58~71m로서 해사 채취 이전의 개략적인 수심범위 58~60m(해양수산부, 1997) 보다 크게 증가하였음을 보인다.
두 차례의 해저지형조사는 선체하부에 단일빔 음향측심기가 장착된 서로 다른 조사선을 사용하여 수심측량이 수행되었다(Table 2). 측심자료는 GPS의 위치정보 및 관측 시간을 통합하여 실시간으로 보여주는
2002). 본 연구조사에서는 이러한 모든 요인을 검토할 수 있는 여건이 되지 못하였으며, 아래와 같이 몇 가지 오차 발생 요인에 대한 보정작업을 수행하였다. 나머지 요인에 의한 수심측정 오차는 교차점 분석으로부터 추정되는 오차 범위에 포함되는 것으로 간주한다.
2는 2005년 6월 8일(2차 조사) 어청도의 조시와 조고에 관한 조석 예보값을 도시한 것이다. 본 조사에서 7개의 예보값을 이용하여 스플라인(spline) 기법으로 근사시킨 비선형 조석곡선에 근거하여 조석값을 보간(interpolation)하였다. 이러한 방법으로 얻어진 조석값을 수심측정값에 감해줌으로써 조석보정을 하였다.
본 조사에서 7개의 예보값을 이용하여 스플라인(spline) 기법으로 근사시킨 비선형 조석곡선에 근거하여 조석값을 보간(interpolation)하였다. 이러한 방법으로 얻어진 조석값을 수심측정값에 감해줌으로써 조석보정을 하였다. Fig.
그 대신 골재채취허가와 관련하여 두 차례의 골재채취 이후 사후 영향조사가 수행되었다(Table 2). 이로써 2004년 8월과 2005년 6월에 해저지형 조사가 이루어졌으며, 이러한 해저 지형자료의 상호 비교를 통하여 해사채취로 인한 해저지형 변화를 살펴볼 수 있게 되었다.
실질적인 수심을 얻을 수 있다. 이를 위하여 어청도항에서 납추가 달린 로프로 구한 수심값을 음향측심기의 측심값과 비교하였으며, 두 조사선에 대한 흘수보정값은 각각 +1.7 이와 +2.4 m로 결정되었다(Table 2).

대상 데이터

이러한 관측자료의 최대 수평거리 간격은 각각 10 m와 18 m이다. 1차와 2차 조사에서 대략 2, 000개의 측정치가 격자형태의 항적도를 따라 획득되었다.
해사채취 구역은 군산시 옥도면 어청도리 서남방 25 km 지점 인근으로서 Table 1에 제시된 꼭지점 좌표를 차례로 잇는 내부의 지역이다(Fig. 1). 이는 EEZ/영해 경계선에 인접하여 그 외측해역인 서남쪽으로 향하는 직사각형의 구역으로 면적은 약 170만 m2(L0kmX1.

이론/모형

수심측량 측선의 교차점은 Hsu(1995)의 방법에 의하여 계산할 수 있다. 일반적으로 교차점의 수심은 동일지점에서 두 번 수심 측정한 것이므로 동일한 측심 값을 기대할지도 모른다.
이러한 교차점 분석 결과는 국제수로기구(Intema前osal Hydrographic Organization: IHO)에서 1998년에 발표된 IHO 표준(IHO standard for hydrographic surveys) 에 준하여 평가할 수 있다(International Hydrographic Bureau, 1998). IHO 표준은 측심자료의 공간상의 부정확 도가 적절히 정량화되어야 한다는 것을 목적으로 수심측량의 최저기준을 규정한다(Table 3).

성능/효과

두 차례에 걸쳐 수행된 해저지형조사에서 IHO 표준의 2등급에 해당하는 수심측량 성과를 얻었으며, 이 정도의 정확도는 본 연구지역의 해저 지형변화를 정성적으로 파악하기에는 충분한 것으로 보인다. 그러나 여전히 큰 오차수준임에 분명하다.
두 차례의 조사에서 수심 차이의 평균값은 각각 0.05 m와 -0.17 m로서 매우 작은 값이나 표준편차는 각각 0.60 m와 0.87 m로서 비교적 큰 값을 보였다. 또한, 수심정확도의 95% 신뢰구간은 ±1.
7m로 산정되었다. 수심이 60m인 경우에 적용할 수 있는 1HO 표준의 최저기준(Table 3)과 비교한다면 골재자원 채취구역의 수심측량 성과는 2등급에 해당하는 것으로 나타났다.
이 경우 총 90개의 교차점 중 2m 이상의 수심 차이를 갖는 교차점(X 기호)이 4점, l~2m 범위의 수심 차이를 갖는 교차점(口 기호)이 5점이며, 나머지 교차점의 수심 차이는 1 m 미만이다. 평균수심이 60m 정도이고, 조석예보값으로 조석을 보정한자료임을 감안한다면 비교적 정확도가 높은 측량성과라고 할 수 있다.

후속연구

그러나 배타적경제수역에 부존한 모래자원은 과거 해수면이 낮았던 시기에 형성된 퇴적층이기 때문에 현재 연안에서의 물질 순환 체계와 밀접하게 관련되어 있다고 볼 수 없다. 따라서 배타적 경제수역내 해사채취구역의 지형 변화가 멀리 떨어진 연안 물질순환체계에 미치는 악역향은미약할 것으로 사료된다.
그러나 수심이 60이에 달하는 연구지역에서는 수심측량 이외에 적절한 해저지형조사 방법이 없다. 따라서 인위적인 지형변화를 탐지할 수 있을 정도로 정확한 수심측량자료를 생산하는 것이 본연구의 가장 중요한 과제라고 할 수 있다.
본 연구에서 단일빔 음향측심기에 의한 수심측량이 IHO 표준의 2등급 오차수준에 해당되지만, 상세한 해저지형 변화를 정량적으로 파악하기 위해서는 1등급 이상의 오차수준으로서 보다 조밀한 측선 간격의 수심측량이 요구된다. 또한, 정밀한 해저 지형조사에 사용되는 다중빔 음향측심기를 사용하는 경우에도 IHO 표준에 준하는 자료가 획득되어야 정확도와 신뢰도를 확보할 수 있다.
, 2000). 이러한 구덩이 지형으로 인한 영향을 정확히 예측하고 저감방안을 수립하기 위해서는 과학적인 해양조사자료에 근거한 해수유동 및 퇴적물 이동 수치모델링 연구를 수행할 필요가 있다. 해사채취와 관련하여 수심이 얕은 연안 환경에서는 퇴적물의 공급/퇴적 변동 양상에 따라 해안침식과 같은 영향이 다수 보고되고 있다.

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저자의 다른 논문 :

표제어: PCR

동의어: Packet Collision Rate

용어 설명 출처 목록 (6)

용어 설명: PCR은 세균 특이성이 있는 primer를 이용하여 적은 수의 세균이 있을지라도 쉽게 검출할 수 있는 유용한 방법이며, 이를 이용하여 구강 내 치면세균막이나 타액에서 직접 세균을 검출할 수 있게 되었다[8].

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