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문제 정의
- 결국 산불과 홍수의 연이은 발생으로 인하여 엄청난 량의 육상토사 대부분이 주로 추천천을 통하여 바다로 유입되었고, 홍수퇴적물은 표층퇴적물 채취를 통하여 확인하였다. 이를 해저면 음향영상의 분포 형태와 비교해 보는데 이 연구의 목적을 두었다.
제안 방법
- 4 φ 이상의 뻘질 시료는 전체를 대표할 수 있는 시료 2g을 취해 0.1% 칼곤(calgon)용액을 80 mL 넣고 초음파 분쇄기와 자기진동기로 시료를 균일하게 분산시킨 다음, X-선 자동 입도분석기(Sedigraph 5100)를 사용하여 입도무게 백분율을 구하였다.
- 4 φ 이하의 사질시료는 0.5 φ 간격으로 Gradex 2000 입도 분석기를 사용하여 약 10분 간 체질한 다음, 입도 등급별로 무게백분율을 구하였다.
- 그러나 연구해역에서는 홍수퇴적물이 분포한다는 특이한 해저환경 조건을 고려해야 한다. A와 B 구역의 해저면 음향특성을 얼룩덜룩하게 짙은(grey black stained) 영상과 아주 짙게(dark black) 보이는 영상으로 구분하였다. B 구역의 영상은 피복되지 않은 암반 임을 쉽게 알 수 있으나, A 구역의 경우는 음향영상 형태에 약간의 차이가 있다.
- 연구해역의 음파탐사 측선간격은 수심 50 m 미만의 천해에서는 100 m로, 심해에서는 300 m로 계획되었으며, 탐사방향은 해안선과 평행하도록 남북방향으로 설계하였다. 해저면 음향영상은 측선간의 해저영상이 충분히 겹치도록 좌 · 우현 주사범위(scan range)는 75 m와 200 m로 각각 운영되었다.
- 따라서 영상기록이 더 좋은 어느 한쪽을 선택하든지, 아니면 그 중간 경계부분을 정하여 두 측선자료 모두를 사용할 것인지 결정할 필요가 있다. 이 연구에서는 후자의 방법인 주사영역 연속하향 축소법(Kim, 2005; Kim et al., 2006)으로 격자자료를 재구성한 다음 해저면 음향영상 모자이크 맵핑처리에 적용하였다.
- 2b and 3). 이러한 음향영상 탐사자료의 차이점을 홍수퇴적물 유입으로 해석하였다.
- 음향측심은 단빔(single beam echo-sounder, DE719D MK2, Raytheon, USA) 한 대와 다중빔(multi beam echo-sounder, SeaBat 8124, RESON, USA 및 Submatrix 2000 series, SEA, UK) 두 대를, 해저면 음향영상은 측면주사소나 시스템(side scan sonar, SS951, Triton Elics, France)와 수중예인체(tow-fish, 159D, GeoAcoustics, UK)를 사용하였으며 측심조사와 동시에 수행되었다. 조사기간 중 매일 2회씩, 수온약층 이하 수심까지 바-체크(bar check)를 수행하여 단빔의 기록수심을 보정하였으며, 수직음속측정기(sound velocity probe, SVP-15, Navitronic Systems AS, Denmark)를 사용하여 다중빔 음향측심기기록계에서 수층의 해양물리환경 변화에 따른 다중빔의 음선 추적을 위해 수중음속 프로파일을 1 m 깊이마다 관측하여 현장에서 적용해 주었다. 해저면 음향영상의 경우 탐사선 후미에서 예인한 수중예인체는 예인 케이블 방출 길이를 10-200 m까지 수심변화에 따라 적절히 변경하면서 운영하였으며, 이번 탐사에 적용된 음향주파수는 410 kHz이었다.
- 조사지역에서 취득된 해저면 음향영상 자료를 처리하고 해저퇴적물의 물성을 분석하여 해저지형 분포특성과 연계시켜 본 결과 다음과 같은 결론을 얻을 수 있었다.
- 정점 17번에서는 시료를 채취하지 않고 표면에 대한 사진촬영을 시행하였다. 채취된 시료는 퇴적물의 지역적 분포특성을 분석하기 위하여 입도분석을 통하여 해저퇴적물의 퇴적상, 퇴적물의 구성 성분별 함량(모래, 실트, 점토), 평균입도, 분급도, 왜도, 첨도를 구하였다(Fig. 4).
- 취득된 멀티빔 음향탐사 자료는 CARIS HIPS/SIPS ver 6.1을 이용하여 자료변환, 측위자료, 모션자료, 핑별 오측제거, 음속 프로파일 보정, DTM보정, ASCII XYZ파일 추출의 과정을 통해 처리되었다. Submatrix와 Seabat8124에서 기록된 멀티빔 음향 탐사자료를 후처리 SW인 CARIS HIPS/SIPS에서 처리하기 위하여, 자료를 CARIS HDCS포맷으로 변환하는 과정이 필요하다.
- 5b). 퇴적물 시료분석에서 10% 과산화수소수(H2O2)로 처리하는 과정에서 유기물을 제거하기 때문에 Table 1에서는 홍수퇴적물의 흔적을 확인할 수 없고 현장에서 시료채취 당시에 육안으로 확인한 결과를 가지고 홍수퇴적물의 분포지역을 추정하였다.
- 탐사선은 현지에서 임차한 선박(바다스타호, 10톤급)을 사용하였으며, 음파탐사시 항해속도는 4-5knot를 유지하였다. 해상위치는 정밀위성항법장치(DSM 212, Trimble, USA)와 이를 연계하여 운영되는 해상위치운영시스템(Hawk Eye, KORDI, Korea)으로 초 단위의 연속적인 위치정보를 수록하였다.
- 현장에서 채취된 시료는 실험실에서 약 5g을 1,000mL 비이커에 담아 조개껍질 등의 탄산염 성분물질에 의한 오차 방지를 위하여 0.1 N염산(HCl)으로 반응시켜 탄산염을 제거하였다. 그리고 유기물을 제거하기 위하여 10% 과산화수소수(H2O2)로 24시간 이상 반응시켰다.
대상 데이터
- 연구지역에서 총 10개 지점에서 시료를 채집하였다. 자갈 또는 노출암반이 분포하는 지역인 정점 10-15번까지는 현장에서 여러 번 시도하였으나 시료채집이 불가능하였다(Table 1).
- 음향측심은 단빔(single beam echo-sounder, DE719D MK2, Raytheon, USA) 한 대와 다중빔(multi beam echo-sounder, SeaBat 8124, RESON, USA 및 Submatrix 2000 series, SEA, UK) 두 대를, 해저면 음향영상은 측면주사소나 시스템(side scan sonar, SS951, Triton Elics, France)와 수중예인체(tow-fish, 159D, GeoAcoustics, UK)를 사용하였으며 측심조사와 동시에 수행되었다. 조사기간 중 매일 2회씩, 수온약층 이하 수심까지 바-체크(bar check)를 수행하여 단빔의 기록수심을 보정하였으며, 수직음속측정기(sound velocity probe, SVP-15, Navitronic Systems AS, Denmark)를 사용하여 다중빔 음향측심기기록계에서 수층의 해양물리환경 변화에 따른 다중빔의 음선 추적을 위해 수중음속 프로파일을 1 m 깊이마다 관측하여 현장에서 적용해 주었다.
- 1). 탐사선은 현지에서 임차한 선박(바다스타호, 10톤급)을 사용하였으며, 음파탐사시 항해속도는 4-5knot를 유지하였다. 해상위치는 정밀위성항법장치(DSM 212, Trimble, USA)와 이를 연계하여 운영되는 해상위치운영시스템(Hawk Eye, KORDI, Korea)으로 초 단위의 연속적인 위치정보를 수록하였다.
- 조사기간 중 매일 2회씩, 수온약층 이하 수심까지 바-체크(bar check)를 수행하여 단빔의 기록수심을 보정하였으며, 수직음속측정기(sound velocity probe, SVP-15, Navitronic Systems AS, Denmark)를 사용하여 다중빔 음향측심기기록계에서 수층의 해양물리환경 변화에 따른 다중빔의 음선 추적을 위해 수중음속 프로파일을 1 m 깊이마다 관측하여 현장에서 적용해 주었다. 해저면 음향영상의 경우 탐사선 후미에서 예인한 수중예인체는 예인 케이블 방출 길이를 10-200 m까지 수심변화에 따라 적절히 변경하면서 운영하였으며, 이번 탐사에 적용된 음향주파수는 410 kHz이었다.
- 현장조사는 2004년 5월 16일부터 23일까지, 음향 측심과 해저면 음향영상 탐사가 수행되었고, 취득된 탐사자료를 근거로 17개의 정점에서 표층퇴적물 시료가 채집되었다(Fig. 1). 탐사선은 현지에서 임차한 선박(바다스타호, 10톤급)을 사용하였으며, 음파탐사시 항해속도는 4-5knot를 유지하였다.
이론/모형
- , 2003). 그리고 주사자료(scan data)로부터 격자자료(grid data)로 변환하기 위하여 단위조사역(foot-print area)을 계산한 다음(Malinverno et. al., 1990), 투영빈도수와 단위조사역의 면적 기여도를 통계 처리하여 격자 대표값을 결정하는 방법(Kim et al., 1987; Kim et al., 1994)으로 격자자료를 구성하였다.
- 1% 칼곤(calgon)용액을 80 mL 넣고 초음파 분쇄기와 자기진동기로 시료를 균일하게 분산시킨 다음, X-선 자동 입도분석기(Sedigraph 5100)를 사용하여 입도무게 백분율을 구하였다. 평균입도, 분급도, 왜도, 첨도 등의 통계변수들은 Folk and Ward(1957)의 inclusive graphic method에 의하여 구하였다.
성능/효과
- 1. 해저면 음향영상, 정밀수심자료의 분석결과와 해저퇴적물 채취 당시 육안 확인 및 시료 사진을 보았을 때 해저면 음향영상의 얼룩덜룩한 부분은 기복이 심한 암반지역이며 홍수퇴적물이 피복되어 복합적으로 분포하고 있다.
- 2. 해저면 음향영상과 해저지형의 형태를 대비해볼 때 육상으로부터 연결되는 단층대(또는 균열대) 형태의 지질구조선이 동-서 방향으로 외해까지 연장 발달되는 것으로 판단된다.
- 3. 표층퇴적물 분석결과 정점 3-5번에서 다량의 불에 탄 흔적을 보이는 식물 파편들을 포함하고 있는데 이는 추천천 하구에서 볼 수 있는 홍수퇴적물과 동일한 것으로 판단되며, 일반적으로 주변 연안에서 관찰할 수 있는 퇴적물과는 뚜렷한 차이를 보이고 있다.
- 4. 추천천에서 해양으로 유입되는 육성퇴적물이 해저에 운반 퇴적되는 형태는 연안에 전방방향이 아니고, 연안을 따라서 북북동 방향으로 분포한다. 이러한 분포양상은 해류의 영향과 해저지형에 기인하는 것으로 판단된다.
- 정점 10-15번 지역에서는 해저퇴적물 시료채취를 시도했으나 분석할 수 있을 만큼의 채집된 시료는 없었다. 단지 암반지역이라는 사실만 확인했으며, 조금씩이나마 굵은 자갈, 홍수퇴적물(식물파편), 수중부착생물 등이 암반을 얇게 피복하고 있는 해저환경만 확인되었다. 또한 계획했던 정점 대부분 암반지역에 집중되어 있어서 연구지역의 퇴적물 분포환경을 충분히 논의하기에는 한계가 있다.
- , 2002), 그 세기에 비례하여 흑백농담(black and white grey scale)으로 해저영상을 표현한다. 따라서 해저상태가 노출암반이라면 측심기록과 해저영상은 대체로 그 양상이 비슷하게 나타나게 되는데, 특이하게도 본 연구지역에서는 서로 다른 형태의 흑백농담 기록구간이 확인되었다. 해저바닥이 단주기 형태의 불규칙한 측심결과(sun-illuminated map)를 보이는 지역이 해저면 음향영상에서는 노출암반에서 관찰되는 형태의 짙은 영상으로 나타나고 있다(Figs.
- 대형 산불(2000년 4월) 이후 태풍 루사(2002년 8월)와 매미(2003년 9월)에 의하여 많은 육상퇴적물이 추천천을 통하여 연안해역(궁촌해수욕장 북부)으로 유입되었을 가능성이 있다. 이 지점의 퇴적물을 채취하여 현장에서 확인해 본 결과, 대부분이 모래와 큰 자갈들로 구성되어 있었으며, 자갈들은 해저퇴적물에서 흔히 볼 수 있는 마모의 흔적이 없었다. 따라서 오랜 시간을 두고 집적된 퇴적체가 아니고, 단시간에 하천으로부터 집중적으로 쓸려 내려온 홍수퇴적물(flood sediment deposits)이다.
- 따라서 오랜 시간을 두고 집적된 퇴적체가 아니고, 단시간에 하천으로부터 집중적으로 쓸려 내려온 홍수퇴적물(flood sediment deposits)이다. 특히 퇴적물에는 불에 탄 흔적이 있는 나무 파편도 다량 포함되어 있어서, 2000년에 발생한 동해안 일대의 산불과도 무관하지 않다는 결론에 이르게 되었다.
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