전지구적인 해수면상승은 해안지역에 침수와 침식을 일으켜 생태환경 변화에 영향을 미친다. 해수면 변화에 따른 지형 생태환경 변화에 관한 예측모델은 다가올 수 있는 미래의 환경변화를 예측함으로써 해안지역 관리를 위한 정보를 제공해 줄 수 있을 것이다. 본 연구는 해안지역에서 해수면 상승에 따른 생태환경 변화를 예측하고자 하였다. 예측모델은 IPCC 시나리오에 따라 해안변화를 예측할 있도록 개발된 SLAMM 모델을 사용하였다. 모델은 한강과 낙동강 하구, 순천만과 함평만을 사례지역으로 100년간의 환경변화를 예측하였다. 연구결과를 요약하면, 한강하구는 갯벌이 2075년부터 점차 사라졌고, 관목습지와 염생식생대가 발달하였다. 낙동강 하구에서는 2025년부터 관목습지가 감소하였고, 2050년부터 갯벌이 발달하였으며, 김해 평야가 부분적으로 침수되었고, 습지가 형성되었다. 함평만에서 2025년에 염생습지가 퇴적되었고, 2050년까지 확장되었던 갯벌은 그 이후에 부분적으로 침수되었다. 순천만의 갯벌은 2025년 이후 침수로 사라졌으며, 염색습지가 만입지역에 발달하였다.
전지구적인 해수면상승은 해안지역에 침수와 침식을 일으켜 생태환경 변화에 영향을 미친다. 해수면 변화에 따른 지형 생태환경 변화에 관한 예측모델은 다가올 수 있는 미래의 환경변화를 예측함으로써 해안지역 관리를 위한 정보를 제공해 줄 수 있을 것이다. 본 연구는 해안지역에서 해수면 상승에 따른 생태환경 변화를 예측하고자 하였다. 예측모델은 IPCC 시나리오에 따라 해안변화를 예측할 있도록 개발된 SLAMM 모델을 사용하였다. 모델은 한강과 낙동강 하구, 순천만과 함평만을 사례지역으로 100년간의 환경변화를 예측하였다. 연구결과를 요약하면, 한강하구는 갯벌이 2075년부터 점차 사라졌고, 관목습지와 염생식생대가 발달하였다. 낙동강 하구에서는 2025년부터 관목습지가 감소하였고, 2050년부터 갯벌이 발달하였으며, 김해 평야가 부분적으로 침수되었고, 습지가 형성되었다. 함평만에서 2025년에 염생습지가 퇴적되었고, 2050년까지 확장되었던 갯벌은 그 이후에 부분적으로 침수되었다. 순천만의 갯벌은 2025년 이후 침수로 사라졌으며, 염색습지가 만입지역에 발달하였다.
The global sea level rise has an effect on eco-environmental change by the inundation and erosion in the coastal area. Forecasting model on the change of morpho-ecological environments by the sea level change will give us information for coastal area management by predicting environmental changes of...
The global sea level rise has an effect on eco-environmental change by the inundation and erosion in the coastal area. Forecasting model on the change of morpho-ecological environments by the sea level change will give us information for coastal area management by predicting environmental changes of the up-coming future. This research aimed to foresee eco-environmental changes by the sea level rise in coastal area. Prediction model used SLAMM model developed to forecast coastal changes by IPCC scenario. The model predicted centennial environmental changes in the mouth of Han river and Nakdong river, Suncheon and Hampyeung bay as case areas. To sum up the research findings, in the estuary of the Han river, tidal flat was gradually disappeared from the year 2075, scrubmarsh and saltmarsh belts were developed. In the Nakdong River estuary, scrubmarsh was decreased from the year 2025, tidal flat was deposited from the year 2050, and also, the Gimhae plain was partially inundated, and wetlands were formed. In the Hampyeung bay, saltmarsh was deposited in the year 2025, tidal flat expanded until 2050 was partially submerged after that time. Tidal flat of Suncheon bay was disappeared by the inundation after 2025, and saltmarsh was developed in the embayment.
The global sea level rise has an effect on eco-environmental change by the inundation and erosion in the coastal area. Forecasting model on the change of morpho-ecological environments by the sea level change will give us information for coastal area management by predicting environmental changes of the up-coming future. This research aimed to foresee eco-environmental changes by the sea level rise in coastal area. Prediction model used SLAMM model developed to forecast coastal changes by IPCC scenario. The model predicted centennial environmental changes in the mouth of Han river and Nakdong river, Suncheon and Hampyeung bay as case areas. To sum up the research findings, in the estuary of the Han river, tidal flat was gradually disappeared from the year 2075, scrubmarsh and saltmarsh belts were developed. In the Nakdong River estuary, scrubmarsh was decreased from the year 2025, tidal flat was deposited from the year 2050, and also, the Gimhae plain was partially inundated, and wetlands were formed. In the Hampyeung bay, saltmarsh was deposited in the year 2025, tidal flat expanded until 2050 was partially submerged after that time. Tidal flat of Suncheon bay was disappeared by the inundation after 2025, and saltmarsh was developed in the embayment.
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문제 정의
본 연구는 IPCC(Intergovernmental Panel on Climate Change) 기후변화 A1b 시나리오 해수면상승률을 적용할 수 있도록 개발된 SLAMM(Sea Level Affecting Marshes Model)모델을 이용하여, 한국 주요 해안지역의 해수면 상승에 따른 지형·생태환경 변화를 예측하고자 하였다.
본 연구는 SLAMM 모델을 이용하여 해수면 상승에 따른 해안지역의 생태환경 변화에 대해 예측분석을 실시하였다. SLAMM은 해안지역에서 지구온난화 결과, 해수면 상승에 따라 침수 및 침식 작용으로 나타나는 해안지역의 습지환경 요소들의 변화를 예측하기 위해 개발된 모델이다.
제안 방법
SLAMM 모델 적용은 25년 간격으로 100년간 예측분석을 실시하였다. 한강하구에서는 2009년에 갯벌은 6.
모델적용 임계기준은 침식과 퇴적 범주별로 분류하여 각각에 대해 연간변화율을 적용하여 사용하였다(표 3).
해수면 상승 억제 요소는 해수면 상승시 침수와 침식에 대해 보호하는 역할을 하는 것으로 도로, 제방, 방파제, 육상지역 등이 모델의 변수로 적용된다. 본 연구에서는 억제요소로 육상지역 요소들과 간척과 각종 해안 시설과 같은 도로, 제방, 방파제 등을 변수로 입력하였다. 해안지역 인공시설물은 보호시설물이지만 해수면 상승 과정에서 태풍이나 해일이 발생할 경우 침수가 일어날 수 있기 때문이다.
모델 적용시 미국의 습지분류체계는 해안지역 특성에 따라 발달하는 경관요소가 나라와 지역마다 차이가 있기 때문에 재구성할 필요가 있다. 분류항목은 표 2와 같이 한국 해안 지역에 실재하는 지형과 생태적 요소를 중심으로 6개의 대분류와 10개 세분류로 재구성하여 적용하였다(이기철 등, 2010).
수치고도모델은 Lidar 측량으로 정밀한 고도정보를 확보하는 것이 합리적이지만 연구의 제약으로 인해 기존 자료를 활용하여 제작하였다. 고도정보의 정밀성과 정확성을 높이기 위해 수치고도모델은 1:5,000 수치지도에서 등고선과 표고점과, 해도에서 수심자료를 그리고, 미기복의 지형은 Landcover burning 기법을 적용하여 수치고도모델을 제작하였다(김남신, 2009).
습지피복분류도는 환경부에서 제공되는 토지이용도, Landsat을 기본도로 하여, Daum에서 제공되는 항공사진을 육안으로 판독하여 피복분류도를 작성하였다. 해수면 상승 억제 요소는 해수면 상승시 침수와 침식에 대해 보호하는 역할을 하는 것으로 도로, 제방, 방파제, 육상지역 등이 모델의 변수로 적용된다.
연구지역에 대한 예측적 분석에 앞서, 그간 실측된 자료를 바탕으로 평균해수면 상승을 1960년대 이후 현재까지 국립해양조사원에서 제공하는 자료를 이용하여 예비 분석을 실시하였다.
대상 데이터
연구지역은 한강과 낙동강 하구, 순천만, 함평만을 대상으로 적용하였다(그림 3). 연구지역의 지형환경은 강의 유입 유무에 따라 다르다.
해당지역은 조위관측소가 없기 때문에 가장 가까운 지역, 즉, 한강 하구는 인천 조위관측소, 낙동강 하구는 부산 조위관측소, 함평만은 목포 조위관측소, 순천만은 여수 조위관측소 자료를 분석하였다(그림 4, 5, 6, 7). 1960년대 이후 2000년 년대까지 전체적으로 해수면이 상승된 것으로 나타났다.
이론/모형
SLAMM 모델은 해수면의 상승에 따라 해안 저지대의 지형과 습지 및 식생 등에서 일어날 수 있는 변화를 예측하기 위해 Park et al.(1986a)에 의해 개발된 모델이다(http://warrenpinnacle.com/prof/SLAMM/index.html). SLAMM 모델은 해안지역의 구조를 육상지역(Dry Land), 습지지역(Various Wetlands), 만입 외해지역(Open Water)으로 단순화시켜, 연안생태환경의 중심이 되는 습지지역(Various Wetlands)에서의 변화를 예측하려는 모델이다.
수치고도모델은 Lidar 측량으로 정밀한 고도정보를 확보하는 것이 합리적이지만 연구의 제약으로 인해 기존 자료를 활용하여 제작하였다. 고도정보의 정밀성과 정확성을 높이기 위해 수치고도모델은 1:5,000 수치지도에서 등고선과 표고점과, 해도에서 수심자료를 그리고, 미기복의 지형은 Landcover burning 기법을 적용하여 수치고도모델을 제작하였다(김남신, 2009). 수치고도모델은 해수면 상승에 따른 해안지역에서의 해수의 침수, 침수범위, 침식 등의 계산에 적용된다.
성능/효과
(2007)은 워싱턴 주 북서쪽의 퓨젯만에 발달한 습지지역에서, 해수면 상승이 습지대 야생동물 서식지에 미치는 영향을 살펴보기 위해 SALMM 모델을 적용하여 해안지역 변화를 예측하였다. 2100년까지 연안 습지지역은 65%가 침수와 침식을 받게 될 것이며, 갯벌은 44%가 사라지고, 갯벌지역의 습지는 25%, 내륙습지의 11%는 해수로 침수될 것으로 예측되었다. 이에 따라 퓨젯만의 동물 생태계가 교란을 받을 것으로 판단하고 있다.
연구결과, 전 지역에서 갯벌의 감소와 해수의 침수가 크게 확대되었으며 염생습지와 관목 습지가 발달하는 것으로 예측되었다. 갯벌 지역의 감소와 해수 침수지역이 확대된 원인은 해수면 상승에 따른 해수체계와 토사공급의 불균형, 그리고 지형적 조건에 의한 해수면 상승 속도가 빨라진데 기인한 것으로 해석될 수 있다.
1960년대 이후 2000년 년대까지 전체적으로 해수면이 상승된 것으로 나타났다. 평균해수면 상승률은 목포가 가장 높았으며 부산, 여수, 인천 순으로 낮아졌다.
갯벌은 육상에서 공급되는 부유성 토사가 조류와 조석의 영향으로 동적균형을 이루며 퇴적된다. 하지만 해수면 상승은 조류와 조석의 물질운반력 또는 침식 에너지를 강화시켜 시간의 경과에 따라 토사의 퇴적보다는 분산작용과 지역적 침식을 가속화시킬 수 있으며, 이는 결과적으로 퇴적작용에 불균형을 일으켜 침수지역을 확대시킨 것으로 본다. 여기에 지형적 조건으로써 만입지역이고 수심과 해저경사가 낮은 지역에서는 해수면 상승이 지속되면 침수 속도가 빨라지기 때문인 것으로 판단된다.
후속연구
연구수행 결과는 지구온난화와 해수면 상승이 해안지역 환경에 미치는 영향에 대해 예측적 정보를 제공해 줄 수 있기 때문에 자연재해 대비 및 해안지역 관리를 위한 정보를 제공해 줄 수 있을 것이다. 하지만 예측에 대한 신뢰도를 높이기 위해 해수면 상승에 따른 해안 수리체계의 변화가 해안지역의 지형, 식생, 기후, 조류, 파랑, 인공구조물 등에 미치는 영향에 대해 심도있는 연구가 진행되어야 할 것이다.
이상의 결과로 볼 때, 한국에서 해수면 상승은 앞으로 지속될 것으로 예측되기 때문에, 미래에 발생할 수 있는 해안지역의 지형․생태 환경 변화와 자연재해에 대한 대응 방안 마련을 위해 예측이 필요하다.
연구수행 결과는 지구온난화와 해수면 상승이 해안지역 환경에 미치는 영향에 대해 예측적 정보를 제공해 줄 수 있기 때문에 자연재해 대비 및 해안지역 관리를 위한 정보를 제공해 줄 수 있을 것이다. 하지만 예측에 대한 신뢰도를 높이기 위해 해수면 상승에 따른 해안 수리체계의 변화가 해안지역의 지형, 식생, 기후, 조류, 파랑, 인공구조물 등에 미치는 영향에 대해 심도있는 연구가 진행되어야 할 것이다.
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