태안지역 해빈변화(1967-2017)와 지형학적 분류: 지형반응에서 정책적 활용까지

학위논문 (박사)-- 서울대학교 대학원 : 사회과학대학 지리학과, 2019. 2. 유근배.이 연구는 지형동역학적 관점을 바탕으로 태안 일대 해빈의 변화를 관찰 및 해석하고 분류하였다. 시간적으로 계절적 변화에서부터 수십 년까지의 변화를 관찰하여 다양한 시간 규모에서의 해빈 변화 프로세스에 대한 이해를 향상시키고자 하였으며, 공간적으로 다수의 태안 일대 해빈을 선택하여 해빈의 변화를 유형화하여 살펴보았다. 또한 해빈을 통계적으로 분류한 뒤, 정책적 차원에서의 활용방안을 제시하였다. 연구 방법으로는 RTK-GPS를 활용한 해빈 단면 측량, 퇴적물 분석, SWAN-WAVE modeling, GIS를 활용한 항공사진 분석, 지오메트리를 활용한 통계분석이 활용되었다. 결과를 요약하 면 다음과 같다. 첫째 계절에 대한 해빈 단면 변화를 유형화하여 살펴본 결과, 바다로의 개방성이 해빈의 차이를 가져오는 주요 요인임을 확인하였다. 해빈 단면과 단면 변화의 유사성을 지하수침출면과 릿지&런넬을 토대로 제시하였으며, 이들은 해빈 상황, 에너지 변화(지형 반응)를 의미한다. 이를 토대로 지하수침출면과 릿지&런넬의 유무에 따라 총 다섯 가지의 해빈 유형으로 구분하였다. 개별 유형은 서로 다른 특징(지오메트리, 구성 물질, 외력)과 계절적 해빈 단면 변화를 보였다. 유형별 차이를 만드는 조건은 국지적 지질조건인 바다로의 개방성이며, 개방성에 따라 파랑 세기의 차이가 발생하였다. 해빈 유형을 공간상에 도시한 결과 지하수침출면이 존재하는 해빈은 상대적으로 보호받는 곳에 위치하였으며, 릿지&런넬의 발달정도는 경향성을 보이는 것으로 나타났다. 연구 결과를 바탕으로 평균입도와 평균 유의파고에 대한 태안 지역 해빈의 개념적 모델을 제시하였다. 지하수침출면의 임계점은 0.3mm로 교란을 받은 몇몇 해빈을 제외하면 비교적 명료하게 분리되었다. 유의파고에 따른 릿지&런넬의 존재와 부재는 상대적으로 명료하게 구분되지 않았으나 잠정적으로 0.2m, 0.4m를 기준으로 구분할 수 있었다. 둘째 수십 년 규모의 중규모 해빈 거동을 살펴본 결과 공간적 스케일에 따라 영향을 미치는 요인이 다름을 확인하였다. 해빈 거동의 지시자는 고조선(HWL)을 활용하였으며, 기존의 방식대로 오차를 분석할 경우 오차가 크게 나타나, 평균고조에서 활용하는 조위 보정을 2017년 현장자료를 바탕으로 실시하였다. 해빈폭 변화에 영향을 주는 요인은 공간적으로 큰 스케일에서는 파랑 세기, 중간 스케일에서는 지형·지질조건에 따른 수심과 취송거리, 작은 스케일에서는 해빈 배후지 개발, 사구의 역동성, 사취와 같은 해안 지형을 들 수 있었다. DSAS 분석 결과 신진도를 중심으로 북으로는 침식이 남으로는 퇴적의 경향이 있음을 확인하였으며, 연구 결과를 바탕으로 해빈을 총 다섯 종류로 분류하였다. 셋째 해빈을 통계적으로 분류하고 분류 결과를 바탕으로 정책적 활용방안을 제시하였다. 군집분석 결과 총 3군집으로 분류되며 유형에 포함하지 않는 해빈이 3개 존재하였다. 군집분석의 결과를 다차원 척도 분석의 차원에 도시한 결과, 대부분 적절하게 군집되어 있음을 확인하였다. 통계적 분류와 기존의 분류(surf scaling, surf similarity, beach classification model)를 비교한 결과, 통계적 분류가 아닌 기존의 분류는 일부 신뢰성에 의문이 가는 결과를 산출 하였으며, 또한 인간의 개입을 분류하지 못한다는 한계점이 존재하였다. 통계적 해빈 분류를 바탕으로 정책과 재해관리의 관점에서 연구 결과를 해수욕장 위험성 평가, 기름 유출시 민감도 평가, 태풍 내습시 민감도 평가에 적용해 보았으며, 이는 해빈 분류가 프로세스 에 대한 이해를 증진시키고, 한편으로는 정책에 효율적인 기초자료로 활용될 수 있음을 의미한다. 이 연구는 해빈의 분류에 따른 유형화와 중규모-수십 년을 대조차 해빈에서 함께 고려하였다. 다양한 시공간 스케일에서의 해빈 변화 관찰을 통해 지형 프로세스에 대한 이해를 증진시킬 수 있었으며, 결과를 바탕으로 해빈을 분류하여 학문적 함의를 도출하였다. 또한 위험과 재해의 관점에서 지형학자가 기여할 수 있는 방안을 고려하였다. 이 연구의 결과는 기후변화에 의한 해수면 상승이 현재의 위험으로 다가오고 있는 지금, 해안 프로세스의 이해와 이를 토대로 한 관리방안에 기초자료로 활용될 수 있을것이다.This study observes, interprets, and classifies the changes of the beaches in Taean region based on morphodynamic approach. By observing temporal changes from seasons to decades, this study intends to improve our understanding of the beach change process at various time scales. Spatially, a large number of beaches were selected and classified. After classifying the beaches statistically, based on the results, this study sought the policy utilization method. As a research method, beach profile survey using RTK-GPS, sediment analysis, SWAN-WAVE modeling, aerial photograph analysis using GIS, and statistical analysis were used. The results are summarized as follows. 1. The seasonal changes in the beach profile were observed and classified. As a result, it was confirmed that the openness to the sea is the main factor that causes the differences among the beach. Beach profiles and the similarity of the profile changes were presented based on seepage(groundwater outcrop) and ridge & runnel. Based on this, beaches ware classified into five types according to the presence(absence) of seepage and ridge & runnel. Each type showed different characteristics (geometry, material, external force) and seasonal changes. The conditions that make the differences by type are the openness to the sea, which is a local geological condition. And the differences in wave strength is caused by the openness. As a result of visualizing the beach type in the space, the beach with seepage is located in a relatively protected place. Also, there was a spatial tendency of ridge & runnel development. Based on the results of the study, the conceptual beach morphology model in Taean was proposed using significant wave height and sediment diameter. The critical point of the seepage is 0.3mm, which is relatively clearly separated except for some cases. The presence and absence of ridge & runnel according to significant wave height were relatively inexplicable but could be classified based on potential 0.2m and 0.4m. 2. The changes in the beach width for decades (meso-scale) were detected and interpreted. HWL(High Water Line) was used as an indicator of the beach width, and errors were estimated. When using traditional methods to calibrate aerial photographs, the error was large, so tidal correction was applied to the field data. The factors affecting the beach width varied depending on the spatial scale. The wave intensity influenced the beach width at spatially large scale, depth and fetch distance influenced at medium scale, coastal development, sand dune dynamics, and spits influenced at small scale. DSAS analysis result showed that it was confirmed that erosion was occurred in the north(Taean peninsula) and sedimentation was occurred in the south(Anmyeon island). Based on the results of the study, I classified the beaches into five types. 3. Beaches were statistically classified and this study sought the policy utilization method using the classification result. As a result of cluster analysis, there were three clusters. The results of the cluster analysis which were applied at multidimensional scaling dimensions shows that the clusters are appropriately analyzed in most cases. Comparing statistical classifications, existing classifications(surf scaling, surf similarity, beach classification model) had some reliability problem and they could not classify the effect of human intervention. Beach hazard assessment, sensitivity assessment against oil spill, and sensitivity evaluation during storm surge were suggested on the basis of beach classification using policy and disaster management perspective. This means that the classification of the beaches improves understanding of the process and can be used as an effective basis for related policy. This study considers beach process, changes and classifications from seasons to decadal time scale. Observation of beach changes on various space-time scales could improve the understandings in geomorphological process. In addition, I considered how geomorphology can contribute to society in terms of risk and disaster management. The results of this study can be used as basic data for the understandings in coastal process and the management plan.1. 서론 1 1.1. 연구 배경 1 1.2. 연구 목적과 논문의 구성 7 2. 연구지역과 연구방법 11 2.1. 연구지역 11 2.1.1. 지형과 지질 11 2.1.2. 기상 12 2.1.3. 연구 지역 선정 근거 14 2.1.4. 연구 대상 해빈 16 2.2. 연구 방법 21 2.2.1. 해빈 단면 측량과 변수 추출 21 2.2.2. 계절적 해빈 단면 변화 분석 25 2.2.3. 퇴적물 분석 27 2.2.4. SWAN 모델링 28 2.2.5. 항공사진 분석 32 2.2.6. 해빈 분류를 위한 통계분석 35 3. 해빈의 계절적 단면 변화 37 3.1. 단면 변화 분류 38 3.1.1. 개관 38 3.1.2. 분류 기준 40 3.1.3. 분류 결과 44 3.2. 단면 변화 해석 45 3.3. 정량적 해석 48 3.4. 토의 60 3.4.1. 지질 조건 60 3.4.2. 공간적 분포 64 3.4.3. 파랑입도 관계에 따른 개념적 해빈 지형 모델 65 3.5. 소결 73 4. 해빈의 중규모 거동 76 4.1. 오차 분석 76 4.2. 중규모 거동 해석 84 4.2.1. 개관 84 4.2.2. 개별 해빈 해석 86 4.3. 영향 요인 106 4.3.1. 외력과 해빈 거동 106 4.3.2. 퇴적물 역동성과 해빈 거동 111 4.3.3. 잠재적 오차 114 4.4. 중규모 해빈 분류 115 4.4.1. 공간적 경향성 115 4.4.2. 해빈 분류 117 4.4.3. 계절적 단면변화와 중규모 거동의 연계 119 4.5. 소결 123 5. 해빈 유형 분류 125 5.1. 통계 분석에 기반한 해안 분류 125 5.1.1. 변수 125 5.1.2. 자료 요약 128 5.2. 분류 결과 129 5.2.1. 군집 분석 129 5.2.2. 다차원 척도 분석 134 5.3. 타 분류와의 비교 135 5.3.1. 기존 연구와의 비교 135 5.3.2. 3, 4장과의 비교 140 5.3.3. 인간 교란의 영향 143 5.4. 정책적 활용 144 5.4.1. 해수욕장 위험성 평가 145 5.4.2. 기름 유출시 민감도 평가 152 5.4.3. 태풍 내습시 민감도 평가 154 5.5. 소결 155 6. 결론 157Docto

해빈의 단면 변화에 관한 연구: 백사장 해수욕장을 사례로

학위논문 (석사)-- 서울대학교 대학원 : 지리학과, 2012. 8. 유근배.최근 전구적인 기후변화에 따른 해수면 상승으로 해안 지형에 대한 관심이 높아지고 있다. 특히 해빈은 유입되는 에너지의 규모와 퇴적물 수지에 따라 역동적으로 변화하는 해안 지형이다. 하지만 여러 해빈들 중 기울기가 급한 전빈과 저조간석지로 이루어진 서해안 해빈은 지금까지의 연구들에서 상대적으로 주요하게 다루어지지 않았다. 이 연구의 목적은 기울기가 급한 전빈과 저조간석지로 이루어진 해빈 단면의 시·공간적 변화를 관찰하고 특성을 밝혀, 단면 변화에 영향을 미친 요인을 파악하는 것이다. 이를 위해 다음의 2가지 세부목적을 설정하였다. 첫째, 계절에 따른 해빈 단면 변화를 확인하고, 영향을 미친 요인들을 파악한다. 둘째, 경사와 고도가 단면 변화에 미치는 영향을 확인한다. 이를 위해서 충청남도 태안군 안면읍 창기리 백사장 해수욕장의 해빈을 대상으로 현장 연구를 진행하였다. 해빈 단면 변화의 관찰에는 Total Station 측량을 활용하였으며, 10개월간의 연구기간동안 18회 측량 자료를 확보하였다. 연구 결과는 다음과 같다. 첫째, 계절에 따라 백사장 해빈의 단면이 변화하였다. 여름은 퇴적국면에 속하였으며, 겨울은 침식국면에 속하였다. 상대적으로 겨울철 침식량이 많지 않은 이유는 백사장 해빈의 북서방향에 내륙이 존재하여, 파랑과 바람의 영향이 적은 위치에 입지하기 때문이다. 또한 총 변화량이 높은 시기들이 8월과 12월에 집중되어, 여름철과 겨울철이 해빈 단면 변화에 중요한 시기임을 확인하였다. 둘째, 백사장 해빈의 단면 변화에 가장 강한 영향을 미치는 것이 조류임을 파악하였다. 2번 측선과 3번 측선에서 관찰되는 릿지(ridge)와 런넬(runnel)의 계절적 변화는, 백사장 해빈이 조차가 파고에 비해 큰 해빈임을 의미한다. 셋째, 열대저기압이 백사장 해빈 단면에 큰 영향을 주었다. 파랑이 약한 여름철임에도 불구하고 침식량이 가장 큰 일시는 2011년 8월 16일로 관찰되었다. 이는 열대저기압의 영향으로 인해 바람과 파랑이 강해진 것으로 판단된다. 넷째, 경사의 차이가 해빈 단면 변화에 큰 영향을 주었다. 경사 급변점을 기준으로 단면 변화 경향이 차이가 나거나, 경사 급변점에 단면 변화가 급격하게 나타나는 등 경사가 해빈의 단면 변화에 중요한 역할을 수행하였다. 또한 경사의 차이는 해빈의 물리적 특성에도 큰 영향을 미쳤다. 마지막으로, 해빈의 고도에 따른 침수시간과 침수방향이 중요한 해빈 단면 변화 요인임을 확인하였다. 3번 측선과 4번 측선은 T자형 돌망태 돌제로 인해 유사한 단면 변화 경향을 보였다. T자형 돌망태 돌제의 북쪽이 상대적으로 고도가 낮아 밀물(썰물)시 유입구(배수구)의 역할을 수행하기 때문이다.1. 서론 1 1.1. 연구 배경 1 1.2. 연구 목적 및 흐름도 5 2. 연구지역과 연구방법 6 2.1. 연구지역 개관 6 2.2. 연구방법 11 2.2.1. 해빈 단면 측량 11 2.2.2. 측량 결과 해석 13 2.2.3. 표층퇴적물 입도분석 14 3. 백사장 해빈의 계절별 단면 변화 16 3.1. 단면 변화 기술 16 3.2. 백사장 해빈의 계절별 고도 19 3.2.1. 2-5번 측선 20 3.2.2. 1번 측선 23 3.3. 제어 요인 24 3.3.1. 파랑과 바람 24 3.3.2. 조류 25 3.3.3. 열대저기압 30 4. 해빈 단면 변화에 영향을 주는 지형 요인 32 4.1. 경사에 따른 해빈 단면 변화 32 4.1.1. 해빈 단면 변화 32 4.1.2. 제어 요인 32 4.1.3. 입도 분포 39 4.2. 고도에 따른 해빈 단면 변화 40 4.2.1. 해빈 단면 변화 경향 40 4.2.2. 제어 요인 41 5. 결론 및 요약 44 참고문헌 46 부록 50Maste

담수 퇴적물 관리를 위한 물환경보전법 개정에 관한 연구

학위논문(석사) -- 서울대학교대학원 : 공과대학 건설환경공학부, 2021.8. 김동규.지난 대강 사업의 시작을 기점으로 우리나라의 담수 퇴적물의 오염현 4 황에 대한 관심도가 높아졌다. 국내에는 담수 퇴적물을 관리하는 것과 관계된 법령 및 규정 등의 제도가 전무한 상태로 퇴적물들의 주기적이고 안정적인 관리가 다소 미흡한 실정이다. 또한, 제도적 근거의 부재는 국 내 행정환경 상 국가 예산의 투입을 뒷받침할 수 없는 주요 요인으로 작 용한다. 이러한 한계로 현재 담수 오염퇴적물 중 오염의 정도가 심함에 도 불구하고 적절하게 처리되지 못한 채 남아있는 사례들이 발생하고 있 다. 따라서 오염퇴적물의 처리 및 안정적 관리를 위해서는 제도적 근거 마련이 선결과제라 할 수 있다. 이에 본 연구에서는 국내 관계 법령 중 수저 퇴적물의 관리와 가장 관련성이 높은 물환경보전법 의 개정을 통 “ ” 한 퇴적물 오염 관련 조항의 신설을 제안하고자 한다. 이를 위해 국내 제도 중 가장 관계가 큰 토양환경보전법 “ ”, “해양폐기물 및 해양오염퇴적 물 관리법 을 분석하고 개선 사항들을 도출하였으며 ” , 하천 및 호소 오염 퇴적물 관리 부문의 선진 제도인 미국의 “Clean Water Act.”와 “Comprehensive Environmental Response, Compensation and Liability Act.”를 분석하였다. 이를 토대로 “물환경보전법” 내 제정 및 개정이 필 요한 사항들에 대하여 검토하였다. 오염퇴적물의 정화에는 막대한 비용 과 시간이 소요되는 만큼 퇴적물 오염의 사전적 규제가 필요한 요소, 사 후 오염퇴적물의 처리 과정에 대한 제도적 요소들과 관련하여 필요한 제 도적 장치들을 제안하였다. 또한, 본 제도의 집행에 있어 오염퇴적물의 정화처리 진행 여부, 처리 방식의 결정, 국가지원 여부 등을 결정하는데 판단 논거를 부여할 수 있는 협의체를 구성할 것을 제시하였으며, 퇴적 물 오염의 장기적인 방치를 막기 위해 정부가 선제적으로 퇴적물 정화를 추진할 수 있도록 별도 예산을 마련할 수 있는 방안들에 대하여 검토하 였다.With the beginning of the Four Major Rivers Project, interest in the contamination status of freshwater sediments in Korea has increased. In Korea, because there is no system such as laws and regulations related to the management of freshwater sediments, the periodic and stable management of sediments is insufficient. Moreover, the lack of institutional basis is a major factor that cannot support the input of the national budget in the domestic administrative circumstances. Due to this limitation, there are cases in which freshwater contaminated sediment remains not properly treated despite the severe level of contamination. So, it can be said that the preparation of institutional basis for the treatment and stable management of contaminated sediment is a prerequisite. Therefore, this study intends to propose a new provision for sediment pollution through the revision of the “Water Environment Conservation Act.” which is most relevant to the management of freshwater sediment among domestic related laws. In order to derive improvements, the “Soil Environment Conservation Act.” and “Marine Waste and Marine Contaminant Sediment Management Act.”, which are the most relevant among domestic legal systems, were mainly analyzed. The American institutions “Clean Water Act.” and “Comprehensive Environmental Response, Compensation and Liability Act.”(as known as Superfund) were also analyzed because they are most advanced system in the field of freshwater sediment management policy. Based on those, factors that need to be enacted and amended in the “Water Environment Conservation Act.” were reviewed. Since the purification of contaminated sediment takes a lot of time and cost, this study proposed the necessary institutional devices in relation to the elements that require prior regulation of sediment contamination and the institutional elements for the post-polluted sediment treatment process. In addition, it was proposed to form a decision-making system that can provide a basis for judgment in determining whether to proceed the treatment of contaminated sediment, to determine the treatment method, and to support by national budget. Also, for preventing long-term neglect of contaminated sediment, measures were reviewed to prepare a separate budget so that the government could preemptively promote sediment purification.Chap.1 Introduction 1 1.1 Background of Research 1 1.2 Method of Research 3 1.3 Scope of Research 5 Chap.2 Literature Review 7 Chap.3 Analysis of Domestic Freshwater Sediment Status and Management System 11 3.1 Status of Contaminated Freshwater Sediment 12 3.2 Operation Status of Monitoring Network 13 3.3 Contamination Assessment System 15 3.4 Legal Basis for Sediment Management 18 Chap.4 Comparison of Contaminated Sediment Policies: Korea and U.S 20 4.1 Analysis of Domestic Laws 20 4.1.1 Review of Soil Environment Conservation Act. 20 4.1.2 Review of Marine Waste and Marine Contaminated Sediment Management Act. 24 4.2 Analysis of U.S Contaminated Sediment Institutions 26 4.2.1 Clean Water Act. 26 4.2.2 Comprehensive Environmental Response, Compensation and Liability Act. 27 4.3 Comparative Implications of U.S Institutions 29 Chap.5 Proposal of Legislation for Contaminated Sediment Management Policy 33 5.1 Legal Directionality for Contaminated Sediment Management Policy 33 5.2 General Rules for Contaminated Sediment Management 35 5.3 Regulation for Contaminated Sediment 39 5.4 Budget Establishment for Contaminated Sediment Treatment 41 5.5 Decision-making System for Managing Contaminated Sediment 46 5.6 Guidelines for Sediment Purification Business and Supplementary Rules 47 Chap.6 Conclusions and Recomendations for Follow-up Studies 50 Bibilography 53 Abstract (Korean) 56석