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[Note]
조석환경 변화에 의한 표층퇴적물의 시
·공간적 분포 변화:
한국 서해안의 무안만
류상옥*·장진호1·이희준2·조영조3·최옥인4 목포대학교 갯벌연구소
1목포대학교 해양자원학과
2한국해양연구원 지질연구단
3국립수산과학원 해양연구과
4국립수산과학원 환경관리팀
Spatial and Temporal Variation of Surface Sediments by Tidal Environment Changes: Muan Bay, West Coast of Korea
SANG-OCK RYU*, JIN-HO CHANG1, HEE-JUN LEE2, YEONG-JO JO3 AND OK-IN CHOI4
Institute of Tidal-Flat Research, Mokpo National University, Muan 534-729, Korea
1Department of Marine Resources, Mokpo National University, Muan 534-729, Korea
2Marine Geology Laboratory, Korea Ocean Research & Development Institute, Ansan, P.O. Box 29, Seoul 425-600, Korea
3Ocean Research Division, National Fisheries & Development Institute(NFRDI), Busan 608-737, Korea
4Environment Management Division, National Fisheries & Development Institute(NFRDI), Busan 608-737, Korea
하구언과 방조제 건설에 따라 고극조위 상승과 같은 조석환경 변화가 심한 무안만에서 표층퇴적물의 분포 변화와 변화 원인을 규명하기 위하여 퇴적물 시료를 채취하고 조류관측을 실시하였다. 무안만의 표층퇴적물은 1998년에 비 해 역과 사의 조립질퇴적물의 함량이 증가하고 실트의 함량이 감소하여 퇴적물의 평균입도는 6.2ø에서 5.8ø로 조립 해지는 경향을 보였다. 조립질퇴적물의 함량 증가와 실트의 함량 감소는 만조선 주변을 중심으로 광범위하게 나타 났으며, 특히 동암리와 구로리, 압해도 조간대에서 두드러지게 나타났다. 만조선 주변의 조립화 현상은 일차적으로 하구언 및 방조제 건설에 따른 고극조위 상승에 기인하는 것으로 해석된다. 한편, 서측 만입구 주변에서 세립질퇴적 물의 함량이 증가하는 현상은 인공구조물(교각) 건설에 따른 조류속의 감소와 위상차에 의한 조류의 방향 변화 등 수류의 변형에 기인하는 것으로 판단된다.
Muan Bay has extensively undertaken artificial influences through a series of construction of dams and dykes nearby resulting in a substantial increase in highest high water level. To unravel sedimentary responses to the water level rise, we collected a number of surface sediment samples and hydrodynamic data from in-situ obser- vations of tidal currents in Muan Bay in 1998 and 2007. Comparison of the data between 1998 and 2007 shows that the relative content of coarse fractions, sand and gravel, in the sediment samples has increased with a decreased mean size, on average, from 6.2 to 5.8ø at the expense of silt contents. Such a coarsening trend, which is more evident around high water level, particularly on the tidal flats of Dongam-ri, Guro-ri and Aphae-do, is most likely attributable to rising water level. On the other hand, an increase of fine fractions locally in the west- ern entrance of the bay can be explained with changes in characteristics of tidal currents imposed by con- struction of bridges therein, such as decreased velocities and varied direction and phase of the tidal currents.
Keywords: Sea Dykes, Surface Sediments, Highest High Water Level, Tidal Phase, Muan Bay
서 론
만과 하구를 포함하는 연안역은 생물에게 먹이와 서식공간을 제 공하여 생태계를 유지함은 물론, 자연재해를 저감시키거나 해안침 식을 완화하는 등 중요한 자연공간이다. 또한, 인간에게 중요한 단
백질원인 수산물을 공급할 뿐 아니라 생태관광과 같은 새로운 서 비스를 제공하는 등 근래에 들어 이용가치가 크게 상승하고 있다.
그러나 무분별한 개발정책으로 인해 1987년 이후에 전체 면적의 20% 이상이 상실되는 등 생태계 변화가 심각한 상태에 이르고 있 다(홍, 1998). 연안역의 상실은 매립이 용이한 조간대를 중심으로 이루어지고 있고, 특히 목포 인근 해역과 같이 해안선이 복잡하고 수많은 섬들에 의해 둘러싸인 반폐쇄된 해역에서는 더욱 가속화
*Corresponding author: [email protected]
되고 있다(Fig. 1).
목포 주변 해역에서는 1981년에 영산강하구언이 건설되었고, 1991년과 1994년에는 영암방조제와 금호방조제가 건설되어(Fig.
1) 각각 35 km2, 130 km2, 60 km2의 감조수역이 감소되었으며, 이 에 따라 조위 및 조석의 비대칭성에 큰 변화가 초래되었다(강, 1996). 연구지역에 인접한 목포항의 조차는 하구언이 건설되기 이 전에는 목포 해역과 외해를 연결하는 지점인 목포구의 조석필터 효과에 의해 목포구보다 작았다. 그러나 하구언이 건설된 이후에 는 조석필터 효과의 감소로 조차가 커지게 되었으며, 영암 및 금 호 방조제가 건설된 이후에는 조석필터 효과가 거의 소멸되고 조 석확폭(tidal amplification) 현상에 의해 목포구에 비해 월등히 큰 조위 변화를 수반하였다(Kang, 1999; Byun et al., 2004). 또한 목 포 주변 해역은 해저면의 마찰 등에 의해 상류로 갈수록 창조우 세를 보이는 일반적인 감조하천과는 달리 창조시간이 낙조시간보 다 긴 낙조우세 해역으로(이, 1994), 하구언과 방조제가 건설된 이 후에는 목포구의 조석필터효과가 상실되면서 낙조우세 현상이 더 욱 심화되는 등 조류의 이동양상에도 큰 변화가 초래되었다(Kang, 1999). 더욱이 최근에는 연구지역인 무안만의 서측과 남측 만입구 에 운남대교와 압해대교가 각각 건설되어 이러한 변화가 더욱 현 저해질 것으로 예상된다.
수리환경 변화가 표층퇴적물의 분포에 미치는 영향을 고찰하는데 있다.
지역개관
무안만은 무안반도와 압해도에 의해 둘러싸인 반폐쇄된 만으로 폭이 최대 약 8 km, 길이는 약 21 km이며 남-북 방향으로 신장되 어 있다(Fig. 1). 만입구는 만의 서측과 남측에 각각 폭 1 km 내외 로 좁고 길게 발달되어 있고, 서측 만입구는 탄도만과 압해도-매 화도 수로를 따라, 그리고 남측 만입구는 외해와 연결되는 목포구 와 연결된다. 수심은 서측 만입구에서 약 16 m, 남측 만입구에서 약 27 m로 깊고 동측과 북측으로 가면서 점진적으로 얕아지는 경 향을 보인다. 조간대는 남-북 방향과 동-서 방향으로 발달하는 주 조수로의 측면을 따라 넓게 분포하고 있으며, 만 전체 면적의 약 60%에 이른다(Fig. 2A).
연구지역 인근 목포항의 조석은 반일주조(semidiurnal tide)로 일 조부등(diurnal inequality)이 관찰된다(국립지리원, 1982). 평균고 조위는 영산강하구언 건설 이전에 비해 금호방조제 건설 이후에 약 30 cm의 상승을 보이고 있으며, 특히 고극조위는 하구언 건설 후 30 cm, 영암방조제와 금호방조제 건설 후 각각 16 cm와 14 cm 의 증가로 영산강하구언 건설 이전에 비해 금호방조제 건설 이후 에 약 60 cm 이상 증가하였다(강과 문, 2000).
재료 및 방법 조류관측
무안만의 조류 특성을 파악하기 위하여 2007년 4월 대조기에 서측 만입구(정점 W)와 남측 만입구 주변(정점 S)에서 각각 25시 간 동안 조류관측을 실시하였다. 조류관측에는 RCM-7(Aanderaa, Norway)이 사용되었으며, 관측한 깊이는 해수면 하 5m이다.
퇴적물 시료채취
무안만의 표층퇴적물 분포 특성을 파악하기 위하여 2007년 4월 에 등간격으로 총 216개 정점을 설정한 후 표층퇴적물 시료를 채 취하였다(Fig. 2A). 표층퇴적물은 선상에서 채니기(Labond-type grab sampler)를 사용하여 채취하였고, 이들의 위치는 GPS(Garmin 100 SRVY II, USA)를 이용하여 측정하였다.
한편, 표층퇴적물의 공간분포 변화가 뚜렷한 만의 북측 동암리 Fig. 1. Map showing physiography of the southern west coast of
Korea. The study area of Muan Bay is indicated by dotted line (see Fig. 2). Note a typical ria coast with a number of islands and semienclosed bays, and existence of dyke and seawalls (heavy line) in many places.
와 피서리 조간대에서는 퇴적층의 수직적 변화 양상을 파악하기 위하여 2007년 5월에 30개의 주상시료를 시추하였다(Fig. 2B).
주상시료는 직경 60 mm, 길이 1 m의 PVC 파이프를 이용하여 획 득되었다. 현장에서 채취된 주상시료는 양끝을 스치로폼으로 막 은 후 방수테이프로 감아 공극수가 새어나오지 않도록 한 다음, 실험실로 옮겨 절단기를 사용하여 절개하였다. 절개한 주상시료 는 10 cm 간격으로 퇴적물을 채취하여 입도분석을 실시하였고 입도분석 결과는 퇴적구조, 암색 등의 자료와 더불어 퇴적상 분 석에 이용되었다.
입도분석
퇴적물의 입도분석은 Ingram(1971)의 표준입도분석 방법에 의 거하였으며, 그 과정은 다음과 같다. 먼저, 전처리 과정을 통해 염 분과 유기물, 탄산염을 제거한 다음, 습식체질을 통해 4ø이상의 조립질 시료와 세립질 시료를 분리하였다. 분리된 조립질 시료는 표준체를 이용한 체분석법에 의해서, 그리고 세립질 시료는 침전 속도를 이용한 피펫 방법에 의해 무게를 구한 후, 조립질 시료와 세립질 시료의 무게를 합하여 각 구간에 대한 무게 백분율을 구 하였다. 이때 입자의 응집현상을 방지하기 위해 확산제로는 칼곤
(sodium hexameta-phosphate)을 사용하였다. 측정된 모든 자료는 그래픽 방법에 의해 처리되었고, 평균입도, 분급, 왜도, 첨도 등의 통계적 입도상수는 Folk and Ward(1957)의 계산식에 의해 구하였 다. 또한 10ø보다 세립한 입도의 질량은 외삽법에 의한 균등 분배 방식을 이용하여 구분하였다.
결 과
조류
무안만에서 관측된 조류의 유향은 서측 만입구인 정점 W에서 창조시 남동방향(120°), 낙조시 북서방향(300°), 남측 만입구 주변 인 정점 S에서 창조시 북방향(360°), 낙조시 남방향(180°)으로 만 입구의 발달방향과 일치되어 나타났다(Fig. 3). 조류의 최강유속은 정점 W에서는 창조시 40.3 cm/s, 낙조시 54.0 cm/s, 정점 S에서는 창조시 77.5 cm/s, 낙조시 109.8 cm/s로 낙조시 최강유속이 창조시 최강유속보다 강한 낙조우세현상을 나타냈다(Fig. 3). 조류의 지속 시간은 정점 W에서는 창조시 약 8시간, 낙조시 약 4시간 30분, 정점 S에서는 창조시 약 7시간 30분, 낙조시 약 5시간으로 창조 류의 지속시간이 매우 긴 비대칭 현상을 보였다(Fig. 3).
Fig. 2. Map of study area, Muan Bay, showing a variety of stations for grab sampling, anchor survey, and core sampling. Note that a main tidal channel runs N-S in the centre of the bay with several westward branches.
표층퇴적물
퇴적상: 무안만의 표층퇴적물은 역에서 점토에 이르기까지 다 양한 입도의 퇴적물로 구성된다. 표층퇴적물을 Folk(1968)의 삼각 다이아그램에 도시한 결과 역(G, gravel), 니질역(mG, muddy gravel), 니사질역(msG, muddy sandy gravel), 사질역(sG, sandy gravel), 역질니(gM, gravelly mud), 역니질사(gmS, gravelly muddy sand), 약역질니((g)M, slightly gravelly mud), 약역니질사((g)mS, slightly gravelly muddy sand), 사질니(sM, sandy mud), 사질실트 (sZ, sandy silt), 니(M, mud), 실트(Z, silt)의 12개 퇴적물 유형 (sedimentary types)으로 구분되어 퇴적물의 조직 특성에 따라 니 사질역(msG), 역니질사(gmS), 역사질니(gsM), 사질니(sM), 니(M) 의 5개 퇴적상(facies)으로 조합하였다(Table 1).
니사질역(msG) 퇴적상은 역, 니질역, 니사질역, 사질역 퇴적물 의 조합으로 역과 사, 실트, 점토의 함량이 각각 평균 49.8%, 35.6%, 9.1%, 5.5%로 서측과 남측 만입구, 그리고 만 내 주조수로와 동 암리 조간대의 일부지역에 제한된 분포를 보인다(Fig. 4). 역니질 사(gmS) 퇴적상은 역니질사와 약역니질사 퇴적물의 조합으로 역 과 사, 실트, 점토의 함량이 각각 평균 15.7%, 60.9%, 15.7%, 7.7%
로 동암리, 구로리, 왕산리 및 압해도 조간대의 일부지역에 제한 된 분포를 보인다(Fig. 4). 역사질니(gsM) 퇴적상은 역질니, 약역 질니 퇴적물의 조합으로 역과 사, 실트, 점토의 함량이 각각 평균
6.2%, 23.6%, 50.0%, 20.2%로 서측과 남측 만입구, 그리고 주조 수로와 조간대의 일부 지역에 비교적 넓은 분포를 보인다(Fig. 4).
사질니(sM) 퇴적상은 사질니와 사질실트 퇴적물의 조합으로 사와 실트, 점토의 함량이 각각 평균 18.7%, 54.1%, 27.2%로 주조수로 와 구로리 및 동암리 조간대의 일부지역에 매우 협소한 분포를 보 인다(Fig. 4). 니(M) 퇴적상은 실트와 니 퇴적물의 조합으로 사와 실트, 점토의 함량이 각각 평균 2.0%, 65.3%, 32.7%로 주조수로 를 포함한 무안만의 대부분 지역에 광범위한 분포를 보인다(Fig. 4).
조직변수의 공간분포: 조사해역에 나타나는 역과 사, 실트, 점토 성분(composition)의 범위는 각각 0~99.1%(평균 5.5%), 0.1~80.3%
(평균 15.9%), 0~87.7%(평균 52.9%), 0~55.8%(평균 25.7%)로 실 트가 가장 우세한 분포를 보인다.
연구지역 표층퇴적물 중 가장 낮은 함량 분포를 보이는 역 퇴 적물은 서측과 남측 만입구 주조수로의 일부 지역에서 50% 이상 으로 최대값을 보이고, 동암리와 구로리, 압해도 조간대에서 20%
내외로 비교적 높은 함량 분포를 보인다(Fig. 5A). 평균 15.9%의 함량 분포를 보이는 사 퇴적물은 역 퇴적물의 분포와 유사하게 서 측과 남측 만입구 주조류로의 일부 지역과 동암리와 구로리, 압해 도 조간대에서 30% 내외로 비교적 높은 함량 분포를 보인다(Fig.
5B). 평균 52.9%로 연구지역 표층퇴적물 중 가장 높은 함량 분포 를 보이는 실트 퇴적물은 대부분의 지역에서 60~80% 범위의 함 Fig. 3. Time-series of observed spring tidal currents at the west and south mouths of Muan Bay in April 2007. See Figure 2 for location.
Table 1. Major five sedimentary facies classified by sedimentary texture of the surface sediments investigated in 2007.
Facies Gravel (%) Sand (%) Silt (%) Clay (%) Mean (ø) Sort. (ø) Skew. Sediment types msG Ran.
Ave.
30.7~99.1 49.8
0.9~63.1 35.6
0.0~19.3 9.1
0.0~17.4 5.5
-3.4~2.1 -0.3
0.2~4.6 2.7
-0.1~0.7
0.3 G, mG, msG, sG gmS Ran.
Ave.
1.4~29.8 15.7
39.2~80.3 60.9
5.2~28.6 15.7
2.1~21.4 7.7
-0.3~4.2 1.9
2.1~4.2 3.1
0.1~0.8
0.5 gM, (g)M gsM Ran.
Ave.
1.0~27.0 6.2
3.9~46.8 23.6
27.6~82.8 50.0
6.0~38.5 20.2
3.0~7.1 5.1
1.9~5.3 3.6
-0.1~1.4
0.4 gmS, (g)mS sM Ran.
Ave.
11.0~36.6 18.7
33.8~70.9 54.1
11.4~44.4 27.2
5.4~7.7 6.4
1.6~3.9 3.0
0.2~1.0
0.6 sM, sZ M Ran.
Ave.
0.1~11.3 2.0
39.3~87.7 65.3
11.7~55.8 32.7
5.8~8.9 7.3
1.5~3.2 2.4
0.2~1.6
1.1 M, Z
량 분포를 보이나 역과 사 퇴적물의 분포와는 상반되게 서측 및 남측 만입구 주변과 동암리와 구로리, 압해도 조간대에서 50% 미 만으로 상대적으로 낮은 함량분포를 보인다(Fig. 5C). 평균 25.7%
의 함량 분포를 보이는 점토 퇴적물은 대부분의 지역에서 20~30%
범위의 함량 분포를 보이나 가란도와 효지도 주변, 그리고 피서리 조간대에서는 30% 이상으로 상대적으로 높은 함량 분포를 보인 다(Fig. 5D).
통계변수의 공간분포: 퇴적물의 평균입도는 -3.4~8.9ø범위(평 균 5.8ø)로 매우 다양한 입도 분포를 보이나, 서측 및 남측 만입 구 주변과 동암리, 구로리, 압해도 조간대의 일부지역을 제외하고 는 대부분 6ø이상으로 세립한 퇴적물이 광범위한 분포를 보인다 (Fig. 6A). 퇴적물의 분급은 0.2~5.3ø범위로 매우 양호한 분급 (very well sorted)에서 매우 불량한 분급(extremely very poorly sorted)에 이르기 까지 다양하게 나타나나, 전반적으로 매우 불량 한(평균 2.7ø) 분급을 보인다. 이러한 분급의 분포 양상은 퇴적물 의 입도와 밀접한 상관관계를 갖는데, 조립질퇴적물이 우세하게
분포하는 서측 및 남측 만 입구 주변과 동암리, 구로리, 압해도 조 간대의 일부지역에서는 매우 불량한(3ø이상) 분급을 보이고 상대 적으로 세립질퇴적물이 우세하게 분포하는 그 밖의 지역에서는 상 대적으로 양호한(3ø미만) 분급을 보인다(Fig. 6B). 퇴적물의 왜도 는 -0.1~1.6의 범위(평균 0.8)로 대부분의 지역에서는 조립쪽으로 치우쳐 세립 꼬리를 갖는 양(+)의 왜도를 보인다(Fig. 6C). 퇴적물 의 첨도는 0.7~2.8의 범위(평균 1.1)로 대부분의 지역에서는 정규 분포에 매우 근접한(meso-kurtic) 입도분포 양상을 보인다(Fig. 6D).
코어 퇴적물
무안만 북부 조간대의 30개 정점에서 시추한 주상시료 중 대표 적인 3개 정점에 대한 주상도와 입도 분포곡선을 Fig. 7에 도시하 였다. 정점 MA9는 서측 동암리조간대의 간조선 부근에 위치한 정 점으로 최상부에는 약역질니((g)M)) 퇴적물이 수 cm의 두께로 얇 게 분포하고 있고, 그 하부로는 평균입도 3ø내외의 역니질사(gmS) 퇴적물과 6ø내외의 약역질니 퇴적물이 순차적으로 분포하고 있 으며, 이들 사이에는 폭풍퇴적층(storm deposits)으로 추정되는 각 진 석영이 우세한 왕모래(granule)에서 조립사(coarse sand) 범위 의 사질역(sG) 퇴적물이 약 10 cm 두께로 협재되어 있다(Fig. 7).
퇴적층의 색은 해안침식이나 해안선 주변으로부터 황토와 같은 토 사가 유입되었음을 시사하는 황갈색(yellowish brown, 10YR2/2) 퇴적층이 표층에서 약 10 cm 깊이 까지 분포하여, 하부의 황회색 (olive gray, 5Y3/2) 퇴적층과는 뚜렷하게 구분된다(Fig. 7).
정점 MA10은 서측 동암리조간대의 만조선 부근에 위치한 정 점으로 상부에는 현세 조간대층인 역니질사(gmS) 퇴적물이 약 20 cm의 두께로 분포하고 있고, 그 하부에는 평균입도 4ø내외의 토양층(또는 선현세 산화대층)이 분포하고 있어 상부의 현세 조간 대층과 뚜렷한 침식경계면(erosional boundary)을 이룬다. 현세 조 간대층의 색은 상부 약 3 cm 까지는 황갈색, 그 하부에서는 황회 색을 띄어 뚜렷하게 구분된다(Fig. 7).
정점 MA14는 동측 피서리조간대의 중부에 위치한 정점으로 주 상시료의 길이는 약 60 cm에 이르며, 니 또는 사질니(sM) 퇴적물 로 구성된다. 퇴적물의 평균입도는 6.2~8.0ø범위로 깊이 60 cm 에서 40 cm 까지는 상부로 갈수록 세립해지는 경향을 보이며, 30 cm 부근에서는 조립해진 후 표층까지는 다시 세립해지는 경향 을 보인다. 퇴적층의 색은 상부 약 25 cm 까지는 황갈색, 그 하부 에서는 황회색을 띄어 뚜렷하게 구분된다(Fig. 7).
고 찰
Table 2는 1998년 7월과 2007년 4월에 조사된 무안만 표층퇴적 물의 조직변수와 통계변수 값을 요약한 것이다. 1998년과 2007년 자료는 정점의 위치와 시료채취 시기는 동일하지 않으나, 정점수 가 각각 181개와 216개로 대단히 많고 분석방법이 동일하여 표층 퇴적물의 공간분포 변화를 파악할 수 있는 기회를 제공한다. 무안 만 표층퇴적물의 평균입도는 1998년에는 평균 6.2ø를 보였으나 2007년에는 평균 5.8ø로 최근 약 10년 동안 다소 조립해지는 경 향을 보였다(Table 2). 평균입도의 조립화 현상은 퇴적물의 조성 비 변화에 의한 것으로, 점토의 함량 변화 없이 역과 사의 함량이 증가하고 실트의 함량이 상대적으로 감소하였기 때문이다(Table 2).
Fig. 4. Map showing the distribution of sedimentary facies inves- tigated in April, 2007. Sediment nomenclature according to Folk’s scheme. Muds generally predominate over the bay, but the amount of sand and gravel increases in the entrances, part of the channel bottom, and much of the tidal flats.
Fig. 5. Distribution of the textural compositions of surface sediments investigated in April, 2007.
Fig. 6. Distribution of the statistical parameters of surface sediments investigated in April, 2007.
매립과 부분적인 준설이 이루어진 남측 만입구 주변을 제외하 면, 역과 사의 조립질퇴적물 함량은 동암리와 구로리, 압해도 조 간대의 만조선 주변에서 증가하였고, 피서리와 효지도 남동측 조 간대에서는 감소하였다(Figs. 5 & 8). 특히 동암리와 구로리, 압해 도 조간대의 표층퇴적물은 조립질퇴적물의 함량비가 증가할 뿐만 아니라 조립질퇴적물의 분포 범위가 간조선 방향으로 뚜렷하게 확 대된 경향을 보인다(Figs. 5 & 8). 반면, 실트의 함량은 조립질퇴 적물의 함량 분포와는 상반되게 동암리, 구로리, 압해도 조간대의
만조선 주변에서 감소하였고, 피서리, 효지도, 가란도 주변 조간대 에서는 두드러지게 증가하는 경향을 보였다(Figs. 5 & 8). 점토의 함량은 무안만 전체 지역을 토대로 살펴볼 때 뚜렷한 변화가 없 으나, 피서리 조간대에서는 증가하는 경향을 보인 반면, 동암리와 구로리 조간대에서는 국부적으로 감소하는 경향을 보였다(Figs. 5
& 8).
강 등(2006)은 목포항의 조석자료 분석을 통해 지난 45년 동안 목포항의 고극조위가 61 cm 상승하였다고 보고하였다. 특히 영산 Fig. 7. Columnar sections and textural characteristics of drilled cores from the Dongamri and Piseori tidal flats. See Figure 2 for location. The core sediment of Dongamri tidal flat shows an upward coarsening trend, but the core sediment of Piseori tidal flat shows an upward finning trend.
Table 2. Summary of textural and statistical parameters of the surface sediments investigated in 1998 and 2007.
Year Number of station Gravel (%) Sand (%) Silt (%) Clay (%) Mean (ø) Sorting (ø)
1998 181 3.9 12.3 58.5 25.3 6.2 2.7
2007 216 5.5 15.9 52.9 25.7 5.8 2.7
Fig. 8. Distribution of the textural parameters of surface sediments investigated in July, 1998.
강하구언 및 영암·금호방조제가 건설된 이 후에는 목포구의 TCE(tidal choking effect) 기능이 약화되어 48 cm가 상승하였는데, 이는 45 년 동안 장기적 변화요소에 의한 상승량 13 cm(상승률 +2.9 mm/
yr)를 훨씬 능가한 것으로 대조 또는 극조시 이러한 조석확폭 현 상은 더욱 크게 나타난다고 하였다. 상기 현상에 비추어 볼 때, 무 안만 표층퇴적물의 공간분포 변화는 일차적으로 고극조위 상승과 같은 조석환경 변화에 기인하는 것으로 해석되며, 특히 동암리와 피서리 조간대에서 퇴적물의 분포가 두드러지게 변화하는 현상은 조위 상승 폭이 만의 상류로 갈수록 증가하는 현상과 밀접하게 연 관된 것으로 판단된다. 동암리 조간대 퇴적물의 조립화 현상은 고 극조위가 상승함에 따라 침수지역이 확대되고 이에 따라 해안침 식이 활발해져 조간대 내로 퇴적물의 공급량을 증가시키고, 그 결 과 조간대의 육지 쪽은 뚜렷하게 퇴적되고(국토해양부, 2008) 퇴 적물의 평균입도는 조립해지게 된다. 이와 같은 해석은 동암리 조 간대에서 시추한 주상시료가 상부로 갈수록 조립해지는 현상(Fig.
7)과 일치하며, 만의 내측에 위치한 동암리 조간대와 같이 해안선 주변에 충적층이 잘 발달하는 곳에서 고극조위 상승에 의한 해안 침식은 매우 빠르게 진행된 것으로 알려지고 있다(임 등, 2002).
반면, 피서리 조간대 퇴적물의 세립화 현상은 상대적으로 패쇄된 피서리 조간대의 지형적 특성상 조류속이 감소하면서 세립질 퇴 적물이 집적된 결과로 생각되며, 피서리 조간대에서 시추한 주상 시료가 상부로 갈수록 세립해지는 현상(Fig. 7)에서 잘 관찰된다.
한편, 서측 만입구 주변의 퇴적물 분포 변화는 고극조위 상승과 인공구조물(교각) 건설에 의한 수류의 변형과 관련된 것으로 생각 되며, 수류의 변형은 인공구조물이 건설되기 전인 1999년에 서측 과 남측 만입구에서 관측한 조류의 유향과 유속(Fig. 9), 그리고 인공구조물이 건설된 이후인 2007년에 서측과 남측 만입구 주변
동안의 조차를 고려하더라도 유속이 전체적으로 감소하는 현상을 보였다(Figs. 3 & 9).
서측 만입구 효지도 주변에서 사 퇴적물의 함량이 감소하고 실 트 퇴적물의 함량이 증가한 현상은 서측 만입구에서 조류의 유속 이 전체적으로 감소하고 창조시 조류의 방향이 일시적으로 역전 되는 등 조류의 이동양상 변화에 기인하는 것으로 판단된다. 창조 시 조류의 방향이 일시적으로 역전되는 현상은 인공구조물(교각) 이 건설되면서 서측 만입구를 통해 유입되는 해수의 양이 적어지 고 남측 만입구를 통해 유입되는 해수의 양이 상대적으로 증가하 면서 만 내부와 서측 만입구에서 위상차가 발생하고, 그 위상차에 의한 불균형이 평형상태를 유지하기 위한 기작으로 판단된다(Fig.
10). Stage I은 창조 초기 조류속이 약한 단계로, 서측보다는 남측 만입구에서 조류속이 상대적으로 강해 남측 만입구를 통해 유입 되는 해수의 양은 많으나 서측 만입구와 만의 내측에서 위상차는 발생하지 않는다. Stage II는 창조 중 초반 단계로, 남측 만입구에 서 조류속이 상대적으로 크게 증가하면서 남측 만입구를 통해 유 입되는 해수의 양이 많아져 서측 만입구와 만의 내측에서 위상차 가 발생하고, 이에 따라 서측 만입구에서 조류속은 두드러지게 감 소한다. 특히, 이 단계는 남-북 방향의 주조수로(폭 1 km 내외)를 통한 해수의 유입이 많아지면서 동-서 방향의 주조수로(폭 1 km 내외)를 통한 해수의 유입은 두드러지게 감소한다. Stage III은 창 조 중 중반 조간대가 침수되기 직전 단계로, 남측 만입구에서 조 류속이 최대로 증가하면서 남측 만입구를 통해 유입되는 해수의 양이 더욱더 많아져 서측 만입구와 만의 내측에서 위상차는 최대 에 이르고, 이에 따라 서측 만입구에서 조류의 방향은 낙조류의 방향으로 일시적으로 역전되게 된다. Stage IV는 창조 중 후반 단 계로, 조간대가 침수되어 집수면적이 증가함에 따라 남측 만입구 에서 조류속은 뚜렷하게 감소하게 되고 서측 만입구에서 일시적 으로 역전된 조류의 방향은 창조류의 방향으로 회복되고 조류속 이 증가하면서 서측 만입구와 만의 내측에서 위상차는 줄어들게 된다. Stage V는 창조 후기 대부분의 조간대가 침수되고 조류속 이 감소하는 단계로, 서측 만입구를 통한 해수의 유입이 상대적으 로 활발해지면서 서측 만입구와 만의 내측에서 위상차는 줄어들 어 평행상태에 도달하게 된다.
이러한 판단의 근거로는 남측 만입구에서 창조류의 유속변화에 서 찾아볼 수 있다. 창조류의 유속은 1999년의 경우 초기에 빠르 게 증가한 후 중기에 뚜렷하게 증가하지 못하고 일정한 속도를 유 Fig. 9. Time-series of observed tidal currents at the west and south
mouths of Muan Bay in February 1999.
지하다가 말기에 다시 뚜렷하게 증가하는 더블 피크의 비대칭 현 상을 보인데 반해, 2007년에는 초기에 일정한 속도로 증가하여 중 기에 최대속도를 보이고 말기에 다시 일정한 속도로 감소하는 대 칭 현상으로 변화하였다. 또한, 서측 만입구에서 조류의 방향이 역 전된 시기에는 남측 만입구에서도 미미하지만 일시적으로 조류속 이 감소했다가 증가하는 현상에서도 찾아볼 수 있다. 그러나 이러 한 해석은 조위관측 결과가 수반되지 않는 상태에서의 가설로, 수 류의 변형을 보다 명확히 규명하기 위해서는 추후 심도 있는 수 리역학적 조사가 이루어져야 한다고 생각된다.
결 론
1998년(또는 1999년)과 2007년에 각각 조사된 무안만의 퇴적물 과 조석관측 자료를 분석하여 비교한 결과, 주요 내용은 다음과 같다.
1. 무안만의 표층퇴적물은 1998년에는 역과 사, 실트, 점토 함 량이 각각 평균 3.9%, 12.3%, 58.5%, 25.3%였으나, 2007년에는 5.5%, 15.9%, 52.9%, 25.7%로 역과 사의 함량이 증가하고 실트 의 함량이 감소하여 퇴적물의 평균입도는 6.2ø에서 5.8ø로 조립 해지는 경향을 보였다.
2. 역과 사의 조립질퇴적물의 함량 증가와 실트의 함량 감소는 만조선 주변을 중심으로 광범위하게 나타났으며, 특히 동암리와 구로리, 압해도 조간대에서 두드러지게 나타났다. 반면, 점토의 함 량은 만의 가장 안쪽 지역인 피서리 조간대에서 다소 증가하는 경 향을 보였다.
3. 동암리 조간대를 포함한 만조선 주변 퇴적물의 조립화 현상 은 일차적으로 하구언 및 방조제 건설에 따른 고극조위 상승과 같 은 조석환경 변화에 따라 해안침식이 활발해지면서 침식된 조립 질 퇴적물이 조간대 내로 공급되기 때문으로 생각되며, 피서리 조 간대 퇴적물의 세립화 현상은 상대적으로 패쇄된 피서리 조간대 의 지형적 특성에 기인한 것으로 판단된다.
4. 한편, 서측 만입구 효지도 주변에서 세립질퇴적물의 함량이 증가하는 현상은 인공구조물(교각) 건설에 따른 조류속의 감소와 위상차에 의한 조류의 방향 변화 등 수류의 변형에 기인하는 것 으로 판단된다.
사 사
이 논문은 해양수산부 지원 “2007년 연안습지 조사”와 “2005 년도 정부재원(교육인적자원부 학술연구조성사업비)으로 한국학술 진흥재단의 지원(KRF-2005-075- C00034)”를 받아 연구되었습니 다. 현장조사 및 시료분석에 도움을 준 목포대학교 해양자원학과 의 김영길, 이명선 군에게 고마움을 전합니다. 또한 세심한 지적 과 조언을 아끼지 않으신 최경식 교수님과 익명의 심사위원께 심 심한 사의를 표합니다.
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