본 연구는 낙동강 하구사주 전면(해빈영역) 지하수위 변동 특성에 관한 연구로서 현장 관측에 기반한 실험적 논문이며, 외력에 의한 사주 지하수위 변동 및 식생대와의 상호작용을 중심으로 해석하였다. 본 연구를 통해 얻어진 결과를 요약하면 다음과 같다. 강우 발생시 지하수위의 상승이 발생함을 알 수 있는데 하계 강우량이 20 mm/hour 이상인 경우 내부수위는 20 cm 이상 급격히 상승하게 되며 상승한 지하수위는 무강우 상태일 때 서서히 감소한다. 또한 계절적 변화 특성을 살펴보면 전반적으로 하계(우기)에 상승하며 동계(건기)에 하강하는 경향을 보인다. 또한 3년간(2012년~2014년) 관측결과로부터 시간 평균된 지하수위면(Average groundwater-table)은 평균해수면(M.S.L.) 보다 약 1.47 m 가량 상승한 상태였으며, 조간대 정점보다는 내측으로 갈수록 연평균 지하수위면이 상승하는 것으로 조사되었다. 아울러 사구 식생대는 공간상으로 차이를 보이며 해안사구의 유무는 식생대의 전진에 영향을 주고 있다. 즉, 해안선에서 이격거리 및 해빈경사에 따라 지하수위 변동이 공간적으로 동일하다면, 염수 침입시 사구의 유무는 식생대가 안정적으로 생육할 수 있는 지반조건 및 지하수위를 제공한다고 할 수 있다.
본 연구는 낙동강 하구사주 전면(해빈영역) 지하수위 변동 특성에 관한 연구로서 현장 관측에 기반한 실험적 논문이며, 외력에 의한 사주 지하수위 변동 및 식생대와의 상호작용을 중심으로 해석하였다. 본 연구를 통해 얻어진 결과를 요약하면 다음과 같다. 강우 발생시 지하수위의 상승이 발생함을 알 수 있는데 하계 강우량이 20 mm/hour 이상인 경우 내부수위는 20 cm 이상 급격히 상승하게 되며 상승한 지하수위는 무강우 상태일 때 서서히 감소한다. 또한 계절적 변화 특성을 살펴보면 전반적으로 하계(우기)에 상승하며 동계(건기)에 하강하는 경향을 보인다. 또한 3년간(2012년~2014년) 관측결과로부터 시간 평균된 지하수위면(Average groundwater-table)은 평균해수면(M.S.L.) 보다 약 1.47 m 가량 상승한 상태였으며, 조간대 정점보다는 내측으로 갈수록 연평균 지하수위면이 상승하는 것으로 조사되었다. 아울러 사구 식생대는 공간상으로 차이를 보이며 해안사구의 유무는 식생대의 전진에 영향을 주고 있다. 즉, 해안선에서 이격거리 및 해빈경사에 따라 지하수위 변동이 공간적으로 동일하다면, 염수 침입시 사구의 유무는 식생대가 안정적으로 생육할 수 있는 지반조건 및 지하수위를 제공한다고 할 수 있다.
Field observations were used to study the characteristics and influence of groundwater level fluctuations on vegetation development on the natural beach of a sandy barrier island, in the Nakdong River estuary. The spatial/temporal fluctuations of the groundwater level and the interactions with the e...
Field observations were used to study the characteristics and influence of groundwater level fluctuations on vegetation development on the natural beach of a sandy barrier island, in the Nakdong River estuary. The spatial/temporal fluctuations of the groundwater level and the interactions with the external forces (weather, ocean wave and tide) were analyzed. The results indicated that when it rains the groundwater level rises. During summer, when precipitation intensity is greater than 20 mm/hour, it rose rapidly over 20 cm. Subsequently, it fell gradually during periods of no precipitation. Seasonal characteristics indicated that the groundwater level was high during the summer rainy season and tended to fall in the winter dry season. The time-averaged groundwater level, observed from the four observations over 3 years (2012-2014), was about 1.47 m, higher than mean sea level (M.S.L.). It was shown that the average annual groundwater level rises toward the land rather than showing intertidal patterns observation. Differences in the presence or absence of a coastal sand dunes affected the progress of vegetation. In other words, in environments of saltwater intrusion where the groundwater level varies, dependent on the distance from the shoreline and bottom slope, sand dunes can be provided to affect soil conditions and groundwater, so that vegetation can be grown reliably.
Field observations were used to study the characteristics and influence of groundwater level fluctuations on vegetation development on the natural beach of a sandy barrier island, in the Nakdong River estuary. The spatial/temporal fluctuations of the groundwater level and the interactions with the external forces (weather, ocean wave and tide) were analyzed. The results indicated that when it rains the groundwater level rises. During summer, when precipitation intensity is greater than 20 mm/hour, it rose rapidly over 20 cm. Subsequently, it fell gradually during periods of no precipitation. Seasonal characteristics indicated that the groundwater level was high during the summer rainy season and tended to fall in the winter dry season. The time-averaged groundwater level, observed from the four observations over 3 years (2012-2014), was about 1.47 m, higher than mean sea level (M.S.L.). It was shown that the average annual groundwater level rises toward the land rather than showing intertidal patterns observation. Differences in the presence or absence of a coastal sand dunes affected the progress of vegetation. In other words, in environments of saltwater intrusion where the groundwater level varies, dependent on the distance from the shoreline and bottom slope, sand dunes can be provided to affect soil conditions and groundwater, so that vegetation can be grown reliably.
이는 피복식생의 성장에 영향을 주어 해빈 모래 및 지하수위 저장고의 가치 및 중요성이 대단히 높으며 또한 해안방재 측면에서 내습하는 파랑에너지를 소산시키는 주요 기제로 작용하기도 한다. 본 연구에서는 하구 사주의 침식방지 대책으로 진우도 전면해빈의 지형변화에 영향을 미치는 지하수위의 변동 특성을 파악하고자 하였다.
제안 방법
본 연구는 낙동강 하구사주 전면(해빈영역) 지하수위 변동 특성에 관한 연구로서 현장 관측에 기반한 실험적 논문이며, 외력에 의한 사주 지하수위 변동 및 식생대와의 상호작용을 중심으로 해석하였다. 결과적으로 해안사구의 내부 지하수위의 변동이 표층의 식생대 생장과 발달에 영향을 미치고 이로 인해 사주 지형들이 외해 방향으로 지속적으로 발달한다고 할 수 있다.
본 연구에서는 광파측거의와 DGPS를 사용하여 낙동강 하구역 진우도 전면 및 대상 시험구 해빈 피복식생대 전선의 변화를 관찰하였다. 조사방법은 지하수위 계측 기간 동안에 진우도 서측에서 동측으로 이동하면서 위성좌표를 획득하였으며 이를 25 m간격으로 분할하여 그 변화를 비교하였다. 현장조사 및 분석 방법에 대한 보다 상세한 내용은 Yoon et al.
대상 데이터
본 연구 대상지역인 낙동강 하구역 진우도 전면해역은 해빈경사 1/400 이상으로 매우 완만하고 낙동강으로부터 운반되는 퇴적물의 양이 풍부하며, 하천수 유입 및 해양파랑 환경조건에 따라 하구퇴적현상이 발생하기에 적합한 조건을 이루고 있다. 고파랑 내습시 파랑의 작용에 의해 진우도 전면해빈은 지속적으로 침식현상을 동반하지만 평형형 해빈상태를 유지하면서 하구 사주의 지속적인 발달을 보여주고 있는 지역이다(Fig.
하지만 강우와 지하수위 변동은 강우량에 따라 지하수위 변동이 선형적인 형태로 발생한다고는 할 수 없기 때문에 시계열 분석 및 평균적인 변동치로 해석하여야 한다. 본 연구의 분석에 이용된 강우자료는 기상청의 지역별 상세관측자료(AWS: Automatic Weather Station, No.921)로서 가덕도(부산광역시 강서구 대항동) 무인 기상 자료를 이용하였으며, 강수60(자료시간에서 과거 60분간 내린 강수의 양, mm) 자료를 매시간 자료로 취득하였다. 매시간 취득한 60분간 내린 강우량(강수60)은 강우강도(Rainfall intensity, mm/ hour)로 해석하는 것이 가능하고, 강우관측 정점(가덕도 최남측 : 34°59'52''N, 128°49'55''E, 고도 : 73 m)은 진우도내 현장 시험구 (35°03'59''N, 128°52'05''E)에서 약 8.
성능/효과
(1) 강우가 발생하게 되면 즉시 지하수위의 상승이 발생함을 알 수 있는데 춘계 관측에서 강우량이 10 mm/hour 미만인 경우 내부 수위는 완만한 형태의 상승 곡선을, 하계와 같이 강우량이 20 mm/hour 이상인 경우 지하수위는 20 cm 이상 급격히 상승하게 되며 상승한 지하수위는 무강우 상태일 때 서서히 감소한다. 또한 계절적 변화 특성을 살펴보면 전반적으로 하계 우기에 상승하며 동계 건기에 하강하는 경향을 보인다.
(2) 3년간(2012년~2014년) 관측결과로부터 시간 평균된 지하수 위면(Average groundwater-table)은 평균해수면(M.S.L.) 보다 약 1.47 m 가량 상승한 상태였으며, 조간대 정점보다는 내측으로 갈수록 연평균 지하수위면이 상승하는 것으로 조사되었다.
(3) 사구 식생대는 공간상으로 차이를 보이며 해안사구의 유무는 식생대의 전진에 영향을 주고 있다. 즉, 해안선에서 이격거리 및 해빈경사에 따라 지하수위 변동이 공간적으로 동일하다면, 염수 침입 시에 사구의 유무는 식생대가 안정적으로 생육할 수 있는 지반조건 및 지하수위를 제공한다고 할 수 있다.
(4) 파랑 또는 비사의 작용으로 해빈의 안정적인 지반고(Sandy platform)가 형성되면 그 하부에 지하수위면과의 높이(Hiw)가 결정 되며 지반고와 지하수위면과의 차이(ri)에서 식생 뿌리와 지하수위 간의 상호작용에 의해서 식생(Vegetation)은 생육할 수 있는 조건을 만들게 된다고 할 수 있다.
후속연구
최종적으로 해안사구의 퇴적은 비사의 공급과 식생의 퇴적유도 과정에 따라 달라지며 지하수위에 따라서 식생의 성장이 결정될 수 있음을 나타낸다고 할 수 있다. 따라서 본 연구결과는 향후 하구 또는 해안의 모래 포집기 설치, 해안 탐방로, 교목해안림 조성 등과 관련 해안관리 정책을 수립하는데 기초자료로 활용될 수 있을 것으로 생각된다. 또한 최근 해안경관의 질 증진 및 지진해일과 같은 재해 대비, 해안보전 등 사빈 침식과 해안선 후퇴 등의 문제를 해결하기 위해 초본으로 이루어진 사구성 식물 군락을 대상으로 하는 방풍림이나 방사림 조성 등에도 기여할 수 있을 것으로 판단된다.
따라서 본 연구결과는 향후 하구 또는 해안의 모래 포집기 설치, 해안 탐방로, 교목해안림 조성 등과 관련 해안관리 정책을 수립하는데 기초자료로 활용될 수 있을 것으로 생각된다. 또한 최근 해안경관의 질 증진 및 지진해일과 같은 재해 대비, 해안보전 등 사빈 침식과 해안선 후퇴 등의 문제를 해결하기 위해 초본으로 이루어진 사구성 식물 군락을 대상으로 하는 방풍림이나 방사림 조성 등에도 기여할 수 있을 것으로 판단된다.
질의응답
핵심어
질문
논문에서 추출한 답변
일반적인 해안사구에서 해안침식이 발생하는 원인은 무엇인가?
일반적으로 해안사구의 형성은 사빈폭과 해양파랑의 파장과 상관관계가 있을 것으로 판단되며 이는 해안침식을 제어할 수 있는 기능이 있을 것으로 예견된다. 이러한 해안사구의 침식은 평상시보다는 사리의 만조시 또는 태풍 통과와 같은 갑작스런 기상 사건이 일어날 때 바닷물의 수위 상승에 따라 해양파랑이 해안사구에 직접적으로 도달하기 때문에 발생하며, 자연 해빈에서는 침식된 사빈과 사구가 일정한 시간이 흐르면 다시 원래의 지형단면을 회복하게 된다(Houser and Hamilton[2009]; Stone et al.[2004]).
해빈-사구상호작용이란?
해안사구와 사빈 사이에서는 모래의 교환, 염분의 확산, 지하수 유동, 유기물의 이동 등이 발생하는데, 이러한 해빈-사구상호작용 (beach-dune interaction)은 해안사구의 중규모 형성과정에서 특히 중요한 과정-반응체계이다(Nordstrom et al.[1990]; Choi et al.
해빈 침식문제가 증가하는 이유는?
모래로 이루어진 해안지역의 경우 해빈의 침식문제와 이에 대한 대안이 매우 중요한 이슈가 되고 있다. 해빈 침식문제의 증가는 기후변화, 해수면 상승과 같은 자연적 요인 뿐만 아니라 실제 항만, 방조제, 해안도로 등의 해안개발에 따른 부작용이라는 지적도 많다. 하지만 침식에 관여하는 변수가 대단히 많고 그 프로세스가 복잡 하기 때문에 근본적인 원인을 파악하는 것은 매우 어려운 일이다(Choi et al.
참고문헌 (13)
Choi, K.H., Jung, P.M., Kim, Y.M. and Suh, M.H., 2012, "Erosion and Recovery of Coastal Dunes after Tropical Storms", J. Korean Geomorphological Association, Vol.19, No.1, 17-27.
Houser, C. and Hamilton, S., 2009, "Sensitivity of post-hurricane beach and dune recovery to event frequency", Earth Surface Processes and Landforms, 34, 613.
Je, Y.J., Yoon. H.S. and Park, J.H., 2011, "Spatio-temporal Variation of Foreshore Vegetation Belt Line on the Jinu-do Coast", Proceeding of the Annual Autumn Meeting, J. Environ. Sci. Int., 2295-2298.
Kang, H.Y., Kobayashi, N. and Ryu, C.R., 1997, "Tide, Swash Infiltration and ground water Behavior", J. Ocean Eng. Technol., Vol.11, No.3, 153-162.
Korea Rural Community Corporation, 2006, Research Project Report of Seawater Intrusion, GOVP 1200701077, 16-17.
Nordstorm, K.F., Psuty, N.P., and Carter, R.W.G, 1990, "Coastal dunes: form and process", Wiley, England.
Park, J.H., Yoon, H.S. and Lee, I.C., 2014, "Analysis of Ground Watertable Fluctuation at the Sandy Barrier Island on Jinu-do in Nakdong River Estuary", J. Korean Soc. Mar. Environ. Saf., Vol.20, No.4, 382-388.
Park, J.H., 2015, "A study on the characteristics of ground-water-level fluctuation with a topography at the estuary sand bar", Ph.D. Pukyong National University, Busan, Korea.
Park, J.H. and Yoon, H.S., 2016, "Variation Characteristics of the Groundwater Level of Natural Vegetation and Sandy Beaches", J. Korean Soc. Mar. Environ. Energy, Vol.19, No.1, 62-73.
Stone, G.W., Liu, B., Pepper, D.A., and Wang, P., 2004, "The importance of extratropical and tropical cyclones on the short-term evolution of barrier islands along the northern Gulf of Mexico, USA", Mar. Geol., 210, 63-78.
Yoon, H.S., Park, S.Y. and Yoo, C.I., 2010, "Review of the Functional Properties and Spatial Distribution of Coastal Sand Dunes in South Korea", J. Fish. Mar. Sci. Educ., Vol.22, No.2, 180-194.
Yoon, H.S. and Yoo, C.I., 2014, "Interaction between Coastal Debris and Vegetation Zone Line at a Natural Beach", J. Korean Soc. Mar. Environ. Energy, Vol.17, No.3, 224-235.
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