IEG 환경지질연구정보센터

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(1)자원환경지질 제 권 제 호 ,. 38. ,. 6. , 607-622, 2005. Econ. Environ. Geol., 38(6), 607-622, 2005. 순창지역 섬진강 지류별 토양유실량 산정과 하상퇴적물의 주공급원에 관한 고찰 곽재호 · 양동윤 ·이현구 ·김주용 ·이승구 1. 1. *. 2. 1. 1. 한국지질자원연구원 지질환경재해연구부, 충남대학교 지질환경과학과. 1. 2. Estimation of the Amount of Soil Loss and Main Sources of Riverbed Sediments in Each Tributary Basin of the Seomjin River in Sunchang Area, Korea 1. 1. Jae-Ho Kwak , Dong-Yoon Yang *,. Hyun-Koo Lee2, Seong-Gu Lee1 and Ju-Yong Kim1. Geological & Environment Hazards Division, Korea Institute of Geoscience & Mineral Resources, Daejeon 305-350, Korea 2 Department of Geology, Chungnam National University, Daejeon 305-764, Korea 1. This study was carried out in order to evaluate where the soil loss was mainly occurred, and to verify how riverbed sediments in the tributaries of the Seomjin River were related to their source rocks distributed in Sunchang area. The study area including the Seomjin River with 4 tributaries of Kyeongcheon, Okgwacheon, Changjeongcheon and Ipcheon was divided into 10 watershed. The RUSLE (Revised Universal Soil Loss Equation) was estimated for all the grids (10 m cells) in the corresponding watershed. The amount of soil loss per unit area was calculated as follows: dry field (53,140.94 tons/ha/year), orchard (25,063.38 tons/ha/year), paddy field (6,506.7 tons/ ha/year) and forest (6,074.36 tons/ha/year). The differences of soil loss per unit area appear to be depends on areas described earlier. Soil erosion hazard zones were generally distributed within dry fields. Several thematic maps such as land use maps, topographical maps and soil maps were used as a data to generate the RUSLE factors. The amount of soil loss, computed by using the RUSLE, showed that soil loss mainly occurred at the regions where possible source rocks were distributed along the stream. Based on the this study on soil loss and soil erosion hazard zone together with chondrite-normalized REE patterns that were previously analyzed in same study area, a closed relationship between riverbed sediments and possible source rocks is formed. Especially in the Okgwacheon that are widely distributed by various rocks, chondrite-normalized REE pattern derived from the riverbed sediments, source rock and soil is expected to have a closed relationship with the distribution of soil loss. Key words : Soil loss, RUSLE, Watershed, Soil erosion hazard zone, GIS, REE. 하상퇴적물의 공급원을 규명하고자 전라남북도의 경계부근에 위치하는 섬진강 본류와 그 지류들을 포함하는 유역 에서 발생하는 하상퇴적물의 희토류원소 분포양상과 토양유실량을 분석하였다. 연구지역 수계는 섬진강 본류를 비롯 하여 순창읍을 관통하는 경천, 옥과면의 옥과천, 입면의 창정천과 입천이며, 각 수계에 직·간접적으로 퇴적물을 공 급할 수 있다고 생각되는 10개 유역을 대상으로 토양유실량 분석을 실시하였다. 토양유실량 예측공식인 RUSLE 인자 를 생성하기 위하여 토지이용도, 지형도, 토양도 등의 자료를 사용하였고, grid 기반의 10 m 셀의 격자형 데이터로 구 축한 RUSLE 인자들의 중첩분석을 통하여 연간 토양유실량을 예측하였다. 당위면적당 토양유실량은 밭(53,140.94 tons/ ha/year), 과수원(25,063.38 tons/ha/year), 논(6,506.7 tons/ha/year), 산림(6,074.36 tons/ha/year) 지역 순으로 우세한 것으로 나타났다. 침식위험지역으로 분석된 지역은 대부분 밭 지역 내에 분포하였다. 토양유실은 하천을 따라 분포하 는 근원암 지역에서 주로 발생하였으며, 토양유실량, 침식위험지역 분포, 하상퇴적물과의 희토류원소 분포양상에 있어 서의 상관관계 등을 고려해볼 때, 경천은 순창엽리상화강암, 옥과천은 대강엽리상화강암, 입천은 설옥리층의 퇴적물이 하천에 주로 유입되는 것으로 판단된다. 특히 여러 암종이 넓은 면적에 분포하고 있는 옥과천의 경우, 하상퇴적물, 기 *Corresponding author: [email protected] 607.

(2) 곽재호· 양동윤·이현구·김주용·이승구 반암 및 토양의 희토류원소 분포양상과 토양유실량 분석결과를 함께 활용함으로써 더욱 신뢰도 높은 상관관계를 밝 힐 수 있을 것으로 사료된다. 주요어 : 토양유실, 수정범용토양유실공식, 집수유역, 침식 위험지역, 지리정보체계, 희토류 원소 608. 1.. 서 론. 하상퇴적물은 일반적으로 주변의 암석 혹은 토양으 로부터 생성되어 여러 가지 분급작용을 거친 후 현재 의 위치에 쌓인 것이며, 이는 하천의 흐름과 함께 계 속해서 이동해 간다. 따라서 현재의 위치에 놓여있는 하상퇴적물이 최초 어디로부터 온 것인가를 판단하는 것은 매우 어렵다 하겠다. 유역 산사면에서의 침식과 하천으로의 퇴적물 이동에 관한 연구는 Wischmeier and Smith (1965)에 의해 제안된 범용토양유실공식 (USLE, Universal Soil Loss Equation)을 근간으로 하여 이루어져 왔으며 최근에는 이 이론을 유역 및 지 형에 알맞게 수정한 연구들이 다양하게 진행되고 있다. Renard . (1996) 등은 USLE의 R, K 등의 각 매개변수에 새로운 자료를 추가하여 특수한 경우의 조 건을 포함할 수 있는 수정 범용 토양유실 공식 (RUSLE, Revised Universal Soil Loss Equation)을 제시한 바 있으며, 미국 교통연구단(Transportation Research Board, 1980)은 USLE를 수정하여 USLE의 C, P 매개변수를 침식조절인자로서의 VM으로 수정하 여 고속도로 건설현장에서의 토사 발생량을 산정하기 위한 NCHRP를 개발한 바 있다. 또한 Foster and Wischmeier (1974)에 의해 제안된 LS인자 산정방법이 평탄 경사의 조건하에서 유도된 것이기 때문에 상당한 변동이 존재하며 이러한 문제점을 개선하기 위한 공식 이 제안되기도 하였다(Moore and Burch, 1986). 국내 연구로서는 USLE에 GIS 기법을 적용하여 평창강 유 역의 토양유실량을 평가하였으며(신계종, 1999), 김양 수 등(1998)은 "토사유출량 산정기법의 적용성 분석"에 서 외국에서 개발된 모형의 적용성 여부를 검토한 바 있다. 또한 박경훈(2003)과 김주훈 등(2003)은 RUSLE를 이용하여 토양침식위험지역을 분석한바 있 다. 이러한 연구는 임학이나 농학 분야에서 주로 연구 (이규성, 1994; 양인태 등, 2003; 김상민 등, 2004; 오정학과 정성관, 2005)되어 왔으나 최근에는 산림 및 토지 보존 차원에서 뿐만 아니라 재해예측 분야에서 도 연구되고 있다. 이 이론은 강우, 토양특성, 지형특 성, 식생피복 등을 인자 값으로 하여 유역 내에서 단 위면적당 발생하는 토양유실량을 산정해내는 방법이 et. al. 며, 최근에는 GIS를 이용하여 해당 인자 값을 적용하 고 계산하는 모델들이 개발되고 있다. GIS를 이용한 토양유실량 산정에 관하여 다양한 연구들이 진행(한재 석과 김주훈, 2001; 장영률 등, 2002; 박경훈, 2003; 손광익과 노준우, 2003)되고 있으나 아직까지 실제 지 형을 정확하게 표현하는 방법은 없으며 토양유실량의 정량화 역시 강우로 인한 토양침식량을 유역공간 전체 에 대해 실험하기에는 너무 많은 비용과 시간이 소요 되므로 어려운 상태이다. 퇴적물의 공급원을 밝히는데 위와 같은 연구를 이용 하는 반면에 지화학적인 접근방법도 오랜 기간 연구되 어 왔다. 희토류원소(REE, rare earth element)는 일반 적인 외적요인에 의해서는 그 존재도 특히 분포양상이 변화하지 않기 때문에 이를 이용하면 퇴적물의 기원지 혹은 기원암을 추적하는 데 매우 유용하게 사용될 수 있다(Piper, 1985; Cullers ., 1987; Elderfield ., 1990; Sholkovitz, 1992; Sholkovitz and Szymczak, 2000; Yang ., 2002). 국내연구로서는 서경원 등(1998)과 지정만 등(2000)에 의해 연안퇴적물 과 육상지질과의 지화학적 상관관계를 규명하였고, 이 승구 등(2003)은 하상퇴적물의 기원지를 규명하는데 희 토류원소가 유용하게 사용될 수 있음을 밝힌 바 있다. 본 연구에서는 전라북도 순창군 일대 섬진강 수계를 10개의 소유역으로 세분하고, 강우인자 R값에 대한 평 균값을 연구대상 유역전체에 동일하게 적용함으로써 토 양유실량을 분산형으로 산정하였다. 또한 여러 분석조건 들을 조합하여 연구지역 내에서 상대적으로 토양유실 가 능성이 높은 유역 및 침식위험지역을 분석하였다. 희토 류원소의 분포특성으로 볼 때, 이승구 등(2003)에 의해 기 보고된 연구에서 옥과천 하류의 하상퇴적물이 그와 인접한 주변암과 상관관계가 미약한 반면, 삼기천에 분 포하는 대강엽리상화강암과 유사함을 밝힌 바 있다. 본 연구에서는 이승구 등(2003)의 연구에서 제시되지 않 았던 삼기천에 분포하는 또 다른 암종인 장석질 화강 편마암, 화강암질 편마암 그리고 설옥리층에 대한 희 토류원소 분석자료를 추가로 제시함으로써 기 보고된 연구결과에 대한 신뢰성을 높이고, 토양유실량 분석 결 과와의 비교에 활용하고자 하였다. 토양유실량 및 침 식위험지역 분석결과와 기 보고된 하상퇴적물 및 기반 et. et. al. et al. al.

(3) 순창지역 섬진강 지류별 토양유실량 산정과 하상퇴적물의 주공급원에 관한 고찰 암·토양의 희토류원소 분석 자료를 상호 비교함으로 루고 있다. 이 변성퇴적암류 층은 주로 규암으로 구성 써 각 하천으로 유입되는 퇴적물에 대한 주요 공급원 된 용암산층과 운모편암, 천매암, 렌즈상의 협재되는 을 규명하고자 한다. 석회암 등으로 구성되는 설옥리층으로 구분된다(이병 주 등, 1997). 연구지역의 중앙부에는 삼오리 엽리상화강암, 동쪽 지형 및 지질개요 으로는 대강 엽리상화강암, 서쪽으로는 순창 엽리상화 연구지역은 섬진강 중류와 그 주변 수계들을 포함하 강암이 넓게 분포하고 있다(Fig. 1). 순창 엽리상화강암 는 전라북도 순창군·곡성군 일대이다. 행정구역상으 은 연구지역의 북서부 지역에 분포한다. 진안군 백운 로 구분하면 북쪽으로 전라북도 순창군, 동쪽으로 구 면, 임실군 성수면 둔남면, 순창군 동계면과 금과면에 례군, 남쪽으로 순천시, 서쪽으로 화순군·담양군과 접 걸쳐 북동-남서 방향으로 길게 대상 분포 한다(Fig. 1). 하고 있으며 중심부에는 곡성군이 위치하고 있다. 북 조립질로서 장석 반정을 불균질하게 포함하고 전형적 동부 섬진강 유역의 넓은 평야와 순창군과 접해있는 인 암색은 연녹회색이며 전체 암체에 걸쳐 압쇄엽리를 옥과면의 구릉성 평지를 제외하고, 동서와 남쪽이 노 보임이 특징이다. 주 구성광물은 석영, 사장석, 미사장 령산맥과 소백산맥의 산지에 둘러싸여 있다. 연구지역 석과 흑운모이고, 부 구성광물은 녹염석, 견운모, 스핀 의 중심에는 곡성군을 서쪽에서 동쪽으로 가로질러 섬 (sphene), 저어콘(zircon), 갈렴석과 방해석이다(이병주 진강 본류가 흐르며 경천, 옥과천, 창정천, 입천 등 4 등, 1997). 개의 하천이 본류와 합류한다. 대강 엽리상화강암은 북북동-남남서 방향으로 대상 연구 지역의 지질은 고생대로 추정되는 변성퇴적암 분포하는 저반형 관입암체로서 228±4 Ma의 중생대 류가 북북동-남남서 방향으로 대상 분포하며 기저를 이 화강암이다(주승환과 김성재, 1986). 이 암석은 암체. 609. 2.. Fig. 1.. Geologic map of the study area (after Kim. ., 1990; Lee. et al. ., 1997).. et al.

(4) 곽재호· 양동윤·이현구·김주용·이승구 전체에 걸쳐 뚜렷한 엽리를 보여 주는데, 변성퇴적암 식인자, K는 토양침식인자, LS는 지형인자(경사도-경 에 가까울수록 변형도가 증가하는 경향이 있다. 신선 사길이), C는 식생피복인자, P는 침식조절인자이다. 한 노두에서 암석은 연홍회색을 띠고, 조립 내지 중립 강우침식인자(R)는 연평균 강우의 침식능력으로서 강 의 조직을 보인다. 주 구성광물은 석영, 퍼다이트 미사 우의 시간적 분포와 특성으로부터 얻어진다. 강우에 의 장석과 흑운모이며, 부 구성광물은 알칼리 각섬석, 사 한 토양유실은 총 강우량과 강우강도로 표시되며, 특 장석, 불투명 광물, 스핀, 저어콘 등이다. 알칼리 각섬 히 강우강도에 보다 많은 영향을 받는다. R값은 연평 석은 암체의 일부분에서만 나타난다(이병주 등, 1997). 균침식도(mean annual erosivity, EI )에 근거하여 계 삼오리 엽리상화강암은 옥과면 설옥리 동북부와 풍 산되며, EI 은 강우가 지표면에 떨어질 때의 힘, 즉 운 산면 산촌리, 유정리 부근에 분포한다(Fig. 1). 이 암석 동에너지와 30분 동안 최대 강우량을 나타낼 때의 강도 은 특징적으로 백운모를 함유하는 유백색의 규장질 화 의 곱에 의해 좌우된다. 토양침식성인자(K)는 토양침식 강암질암으로서 유색광물을 소량 함유하고 있으므로 인 에 영향을 주는 토양의 고유한 특성을 설명하는 인자로 접하는 대강엽리상화강암 및 순창엽리상화강암과는 암 서 토양층은 미사, 모래함량, 토양구조, 유기물함량, 투 색으로 쉽게 구분된다. 신장된 석영과 흑운모의 방향 수성 등과 관련이 있다. 일반적으로 K값은 0~0.6 범위 성 있는 배열에 의한 압쇄 엽리를 보인다. 주 구성광 를 가지게 되는데, 그 값이 낮을수록 토양에 사질토 성 물은 석영, 미사장석, 사장석, 백운모와 흑운모로 그리 분이 많고 투수성이 높다는 것을 의미한다. 고 부 구성광물은 석류석과 녹염석으로 구분된다(이병 지형인자(LS)는 경사길이(L)과 경사도(S)가 토양유실 주 등, 1997). 설옥리층은 주로 천매암과 편암으로 구 에 미치는 영향을 설명하는 인자로서 LS에 따른 단위 성되나, 석회암과 탄산규산염암이 장성, 남원 및 화순 구획 당 예상되는 토양유실량의 비를 말한다. 경사길 부근에서 렌즈상으로 분포하며, 두께 1~2 m의 규암 이는 초기 강우에 의해 흐름이 시작되는 지점으로부터 및 탄질 셰일이 협재되어 나타나기도 한다. 곡성 지역 경사가 충분히 작아져서 퇴적이 일어나는 지점까지의 에 분포하는 설옥리층은 장수화강편마암과 차일봉화강 거리, 혹은 유출이 뚜렷하게 나타나는 형태인 수로나 편마암 및 선각산화강편마암이 관입하면서 열변성작용 지류로 합류되는 지점까지의 거리이다. 식생피복인자 을 받아 호온펠스화 되어있다(이병주 등, 1997). (C)는 강우, 토양, 지형조건이 동일할 때 식생의 피복 상태에 따른 토양유실량의 비를 말하는데, 일반적으로 식생은 강우의 충격으로부터 토양표면을 보호하고 강 연구 방법 우에 의한 토양 유출을 감소시킬 수 있다. 침식조절인 자(P)는 지형조건에 따른 경작지의 형태가 토양유실에 를 이용한 토양유실량 산정방법 농업지역의 토양유실에 대한 실험을 통하여 도출된 미치는 영향을 설명하는 인자로서, 경작지 형태는 주 범용 토양유실 공식(universal soil loss equation, 로 등고선 경작, 등고선 대상 경작, 계단식(terrace)으 USLE)은 Wischmeier와 Smith (1965)에 의해 처음 로 구분되고, 상향 경사에서의 토양유실량을 1로 하였 제안되었는데, 모형이 개발될 당시 강우에 의한 토립 을 때 토양보전농법을 적용하여 감소되는 토양유실량 자의 이탈 및 운송에 의한 개념을 기초로 하여 강우에 의 비율을 의미한다(Renard 등, 1996). 의한 침식성에 보다 많은 연구가 집중되었다. 경사가 본 연구에서는 토양유실에 대한 GIS 분석을 위해 완만하고 경사길이가 짧은 경우에는 강우에 의한 토립 소하천별로 퇴적물 유입이 발생할 수 있는 영역을 10 자의 이탈과정이 주요한 침식기작이 될 수도 있지만, 개 유역으로 세분하였다(Fig. 2). 경천의 유역은 B실제 유역에서는 이와 같은 환경만이 존재하는 것은 1~B-4, 옥과천 유역은 B-5~B-7, 창정천 유역은 B-8, 아니다. 이러한 문제점을 해결하기 위하여 Renard 등 입천 유역은 B-9, 그리고 섬진강 본류는 B-10으로 구 분하였다(Fig. 2). (1996)은 USLE의 지표, 토양수분상태 등과 관련된 일 부 인자를 보완하여 수정범용토양유실방정식(revised 희토류원소 분석방법 universal soil loss equation, RUSLE)을 제시하였으 며, 그 방정식은 식 (1)과 같다. 연구대상 지역의 시료는 옥과천 상류와 합류하는 삼 기천 주변의 기반암 및 토양에서 채취하였다(Fig. 3). A=R × K × L × S × C × P (1) 총 시료의 채취 및 전처리는 이승구 등(2003)에 의한 여기서, A는 토양유실량(tons/ha/year), R은 강우침 연구와 동일한 방법으로 실시하였으며, 준비된 시료는 610. 30. 30. 3.. 3.1. RUSLE. 3.2..

(5) 순창지역 섬진강 지류별 토양유실량 산정과 하상퇴적물의 주공급원에 관한 고찰. Fig. 2.. Seomjin river’s drainage basin showing 10 watersheds.. 충남대학교 공동실험실습관의 유도결합 플라즈마 질량 분석기(Elan 6000)를 이용하여 분석하였다. 연구 결과 인자의 생성 및 토양유실량 산정 4.1.1 강우인자(R) 남원지역의 연평균 강우량은 1,313 mm로서 주로 7 월과 8월에 강우가 집중되어 가장 많은 강우량이 기록 되었고 이들 시기에 추정된 강우강도 또한 매우 높게 나타난다. 월평균 강우량과 2002년의 월 강우량 분포 에서 나타나는 것처럼 월평균 강우량과 월별 강우시점 에서의 강우량과는 많은 차이를 나타낸다. 특히 2002 년 8월의 강우량이 평년보다 상당히 높게 나타났으며 규모 또한 연간 강우량의 반을 차지한다. 연평균 강우 강도를 이용하여 계산된 인자값 R은 1,313 mm를 기 준으로 527.2, 그리고 2002년도 총강우량 기준으로는 723.7로 산정되었다. 본 연구에서는 연평균 강우강도를 이용하여 계산한 R값 527.2를 사용하였다. 4.. 4.1. RUSLE. Fig. 3.. 611. Sample localities in the study area.. 4.1.2 토양침식인자(K) 토양침식인자(K)는 토양이 강우에 의한 침식에 대해. 저항하는 능력을 나타내는 척도로서 일반적으로 토양 의 입자, 조직(texture), 구조(structure), 유기물 함량, 투수성 등에 의해 지배된다. Wischmeier . (1971) 에 의해 제안된 K값 추정도표법(soil erodibility monograph)을 이용하거나 Erickson (1997)의 삼각형 도표 및 보정표 등을 이용하여 계산할 수 있다. 본 연구에서는 한국수자원학회(1998)에서 제시한 전 국 토양통별 K값을 사용하였으며 이를 수치정밀토양 도(1:25,000)의 속성 값으로 입력하여 Fig. 4-A와 같이 토양침식인자에 대한 주제도를 작성하였다. 주제도에 나타난 K값의 분포를 살펴보면, 하천주변의 평지에서 K값이 크게 나타나고 지표면으로 암반이 노출되어 있 거나 토양층이 얇게 피복된 일부 능선과 그 사면에서 매우 작은 값을 보였다. 연구지역의 K값은 0.11~0.66 범위의 분포를 보였으며 평균값은 0.33이다. K값에 따 른 면적과 구성 비율을 살펴보면 K값이 0.13 이하인 지역이 전체의 0.4%에 해당하는 127.6 ha로 가장 좁 et al.

(6) 612. 곽재호· 양동윤·이현구·김주용·이승구. Thematic map of RUSLE factors. A: Distribution of K values. B: Distribution of LS values. C: Distribution of C values. D: Distribution of P values. Fig. 4..

(7) 순창지역 섬진강 지류별 토양유실량 산정과 하상퇴적물의 주공급원에 관한 고찰 K factor ranges and those areas (Korea Water Resources Association, 1998). Range Areas (ha) Rate of areas (%) 0.13 128 0.4 0.14 - 0.26 9,153 29.8 0.27 - 0.39 18,343 59.8 0.40 - 0.52 2,188 7.1 0.53 - 0.66 877 2.9. 613. LS factor ranges and those areas (Bernie, 1999). of slope Areas Rate of areas Range Mean (degree) (ha) (%) < 8.0 18,460 60 10 - 20 21.3 6,101 20 20 - 30 26.8 3,377 11 30 - 40 29.9 1,533 5 40 27.9 1,317 4. Table 1.. Table 2.. 은 면적분포를 보였으며, 0.27~0.39인 지역이 전체의 59.8%인 18,342.8 ha로 가장 넓게 분포하는 것으로 나타났다. 0.53~0.66 사이의 높은 값을 갖는 지역은 876.5 ha로서 전체면적의 2.9%를 차지하는 것으로 나 타났다(Table 1). 4.1.3 지형인자(LS) 지형인자의 산정을 위하여 Foster and Wischmeier (1974)가 제안한 공식이 주로 이용되어 왔으나 이 공 식은 평탄 경사의 조건하에서 유도되었고, 이 조건하 에서도 상당한 변동이 존재하는 모순을 갖는다. 이러 한 모순은 공식을 적용할 때 특히, 판상흐름이 세류로 대체될 때와 경사기하가 변화할 때 토양이동구조를 완 전히 고려하지 못하는 오류를 나타낸다. 이러한 문제 를 개선하기위해 Moore and Burch (1986)는 Unit Stream Power 이론을 근거로 하여 지형인자를 물리학 적으로 유도했다(식 (2)).. 40 이상으로 가장 높은 범주에 해당하는 지역은 산지. LS = (aL/22.13) (S/0.0896) 0.4. (2). 1.3. p. 여기서, a는 형상계수이며 a=A/bl로 나타낼 수 있 다. A는 유역면적, b는 등고선 영역의 폭, l은 b의 폭을 가진 지점으로부터 하천중심을 잇는 선을 따라 해당유역에서 가장 먼 지점까지의 거리이다. 이 방법 은 Bernie (1999)에 의하여 ESRI사의 GIS용 프로 그램인 ArcView로 지형인자를 산정할 수 있도록 수 정되어 소개되었으며, 본 연구의 지형인자 분석에 사 용하였다(식 (3)). LS = (Flow Accumblation × Cell Size/22.13) × ( sin slope/0.086) p. 0.3. (3). 1.3. LS값의 분포는 Table 2와 같은 범위를 보였으며 10 미만의 값을 갖는 지역은 평균경사가 8 , 면적은 18,460 ha로서 가장 넓게 분포하였다. LS값이 40 이상 인 지역은 평균경사가 27.9 이고 1317 ha의 면적을 차 지하고 있으며, LS 40인 지역면적의 약 70% 이상이 B-2, B-6, B-7에 분포하는 것으로 나타났다. LS값이 o. o. 곡저에 주로 분포하였으며 지형적 특성에 따른 토양침 식의 위험성이 높은 지역으로 판단된다. 지형인자 중 경사도(S)가 20 이상인 지역 역시 집수유역 내에 산 지분포가 많은 B-2, B-6, B-7 유역에 68% 이상이 분 포하는 것으로 나타났다. 4.1.4 식생피복인자(C) 식생피복인자(C)는 경사지의 피복상태, 식생종류, 식 생상태, 생육정도 등의 복합적인 조건에 대한 토양유 실량의 영향을 나타낸 것으로 무차원 값이다. 이는 특 정 조건하에서 식생지역과 나지의 토양유실량 비율을 나타낸 값으로 정의되며, 식생이 존재하지 않는 나지 에서는 그 값을 1로 정의한다. 본 연구에서는 미국지 질조사국(USGS: U.S. Geological Survey)의 연구내용 (Anderson, 1976)을 기초로 분류된 대분류(경작지, 식 생지, 초지, 거주지, 물)의 토지이용현황을 토대로 미국 농무성에서 산출한 C값(Wischmeier and Smith, 1978)을 연구지역의 토지이용에 맞도록 일부 수정하여 각각의 식생피복요소에 대한 값을 설정하였다(Table 3). 국립지리원에서 제작한 1:5,000 수치지도와 1: 25,000 수치임상도를 이용하였으며 토지이용형태는 경 작지 및 식생유형에 따른 영향을 반영하기 위해 Table 3의 중분류(Level II)를 기준으로 하였다. 유역별로 구 분하여 식생피복에 따른 면적 분포를 살펴보면 논:밭: 과수원:산림 비율이 28:12:1:60으로서 산림 면적이 가 장 넓게 분포하고 논, 밭, 과수원의 순으로 넓은 면적 을 차지하고 있으며, 과수원은 극히 좁은 면적에 분포 한다. 유역별 평균 C값은 B-8 유역에서 가장 큰 값인 0.26을 보였고, B-3, B-4, B-5, B-10 유역에서 0.2 이상의 값을 갖는 것으로 분석되었다. 4.1.5 침식조절인자(P) 침식조절인자(P)는 지표면상의 경작지 형태에 따른 토양침식의 비율을 의미한다. 이는 경사면에서 등고선 경작, 등고선대상경작, 계단경작 및 그들의 복합적 형 o.

(8) 곽재호· 양동윤·이현구·김주용·이승구. 614. C factor values from land use types (Wischmeier and Smith, 1978). Land use Value Level I Level II Paddy 0.3 Agriculture Dry field 1.0 Orchard 0.5 Road 0 Urban Building 0 City area 0 Water River & Stream 0 High densimeter 0.001 Forest Middle densimeter 0.003 Low densimeter 0.009 Others Others 0.043. 4. Distribution of P value in each watershed (National Institute for Disaster Prevention, 1998). Watershed areas Watersheds P values (ha) B-1 2,377 0.68 B-2 4,789 0.72 B-3 4,976 0.64 B-4 1,189 0.62 B-5 1,866 0.67 B-6 5,861 0.76 B-7 5,128 0.73 B-8 1,271 0.64 B-9 2,052 0.73 B-10 1,169 0.63. Table 3.. Table. 태 등이 토양유실에 미치는 영향을 고려한 인자이며 침 식을 통제할 수 있는 중요한 요소로 해석된다. 지형적 요인에 의한 침식량 계산에서의 오류를 방지하기 위해 연구지역 경작형태의 조건을 설명할 수 있는 자료의 활 용이 요구된다. 이러한 측면에서 주로 활용되는 것이 위성영상으로서 현 시점에서의 토지이용 상황을 가장. 빠르게 파악할 수 있다. 그러나 본 연구는 사면침식으 로 인한 토사유출의 정량적 해석보다는 정성적 측면에 서의 우위 비교가 중요한 항목으로 고려되기 때문에 가 장 명확한 경계를 파악할 수 있는 수치지형도와 임상 도를 활용하였으며, 국립방재연구소(1998)에서 제시한 값을 이용하여 주제도를 작성하였다(Fig. 4-D). 각 유역별 평균 P값은 B-6 유역이 0.76으로서 가장. Fig. 5.. Soil loss map in the study area.. Fig. 6.. Soil erosion hazard map in the study area..

(9) 순창지역 섬진강 지류별 토양유실량 산정과 하상퇴적물의 주공급원에 관한 고찰 Amount of soil loss according to watersheds in the study area. Tributaries Areas (ha) Watersheds Watershed areas (ha) B-1 2,377 B-2 4,789 Kyeongcheon 13,331 B-3 4,976 B-4 1,189 B-5 1,866 Okgwacheon 12,855 B-6 5,861 B-7 5,128 Changjeongcheon 1,271 B-8 1,271 Ipcheon 2,052 B-9 2,052 Seomjin river 1,169 B-10 1,169. 615. Table 5.. 높고 나머지 유역에서는 0.62~0.73 범위로서 비슷한 값의 분포를 보였다(Table 4). 침식조절인자는 경작지 형태와 더불어 경사에도 영향을 받기 때문에 하천주변 보다 비교적 경사가 큰 산사면에서 값의 분포가 크게 나타났다. 4.1.6 토양유실량 산정 연구지역 내 하천에 영향을 줄 수 있는 유역구분은 Table 5와 같고 각 유역에 대한 토양유실량 분포는 Fig. 5에 도시하였다. 10개로 구분된 유역 중 토양유실 량이 가장 많은 것으로 분석된 유역은 B-1과 B-9 유 역이고, B-2, B-3, B-7 유역도 토양유실 가능성이 높 은 것으로 나타났다. 연구지역의 총 면적은 약 30,678 ha로서 식생피복에 따른 면적은 앞서 언급한 바와 같 이 산림, 논, 밭, 과수원의 순으로 넓은 면적을 차지하 고 있다. 식생피복에 따른 단위면적당 토양유실량은 각 유역면적의 5.8~15.4%를 차지하고 있는 밭에서 53,140.94 tons/ha/year로서 토양유실이 가장 우세한 것으로 산정되었고, 과수원(25,063.38 tons/ha/year), 논 (6,506.7 tons/ha/year), 산림(6,074.36 tons/ha/year) 지 역 순으로 나타났다(Table 6). 하천별 토양유실 분석결과를 살펴보면, 경천에 영향 을 줄 수 있는 4개 유역 즉, B-1, B-2, B-3, B-4 유 역 중에서 B-1 유역이 토양유실량 108 tons/ha/year로 서 가장 높은 것으로 분석되었고, 나머지 세 유역은 86~87 tons/ha/year로서 비슷하였다. 옥과천에 영향을 줄 수 있는 유역 중에서는 B-6 유역이 가장 넓은 면 적인 5,861 ha의 면적 분포를 보였으며 B-7 유역에서 99 tons/ha/year로서 가장 큰 토양유실량 분포를 보였 다. 창정천과 입천을 포함하는 유역은 각각 B-8과 B9 유역으로서 토양유실량은 B-8 유역이 71 tons/ha/ year, B-9 유역은 108 tons/ha/year로 분석되었다. 각 유역별 지질 암종에 따른 면적 및 토양유실량을 분석. Amount of soil loss (tons/ha/year) 108 86 87 86 57 79 99 71 108 56. 해본 결과, 경천을 포함하는 B-1~B-4 유역은 순창엽 리상화강암에서 토양유실이 우세하게 발생하는 것으로 분석되었고, 옥과천을 포함하는 유역 중 B-5 유역은 삼오리엽리상화강암, B-6 유역은 설옥리층, B-7 유역 은 대강엽리상화강암, 삼오리엽리상화강암, 화강암질 편 마암에서 토양유실량이 많은 것으로 나타났다. 창정천 의 B-8 유역에서는 삼오리엽리상화강암에서, 입천의 B9 유역에서는 설옥리층과 대강엽리상화강암에서 토양 유실이 우세하게 나타났다(Table 7). RUSLE는 강우에 의한 총 토양유실량을 추정하는 공 식으로, 이에 따라 산정된 토양유실량 모두가 실제 하 천에 유입되는 것은 아니다(한국건설기술연구원, 1992). 따라서 토양유실량이 1,000 tons/ha/year 이상이면서 경 사가 20 이상인 지역을 토양유실이 집중적으로 일어날 수 있는 침식위험지역으로 선정하여 분석하였다. 침식 위험지역은 대부분 밭 지역에 분포하였으며 옥과천의 B-6, B-7 유역과 입천의 B-9 유역에 침식위험지역이 집중 분포하였다. 그 면적은 각각 23.7 ha, 29.2 ha, 18.9 ha이다(Table 8, Fig. 6). 희토류원소 화학조성 본 연구지역 중 B-7 유역에 분포하는 5개 암종(삼 오리엽리상화강암, 대강엽리상화강암, 설옥리층, 장석질 화강편마암, 화강암질 편마암)에 대하여 기반암과 주변 토양을 채취하여 분석하였다. 희토류원소 분포경향을 파악하기 위해 Masuda 운석값(Masuda, 1973)으로 표 준화하여 원자번호순으로 도시하였다(Fig. 7. A~D). 옥과천의 상류에 합류하는 삼기천 주변의 대강엽리상 화강암 분포지역의 주변토양시료는 [Eu/Eu*]CN의 경 우 0.22~0.35 범위로서 다른 암종에 비해 특징적으로 매우 강한 Eu의 부(-)의 이상을 보였다. 장석질 화강편 마암의 경우 Eu의 부(-)의 이상이 0.52~0.72의 범위 를 보였고 [Gd/Lu]CN가 큰 값을 나타냈다. 화강암질 o. 4.2..

(10) 616. 곽재호· 양동윤·이현구·김주용·이승구. Amount of soil loss according to land use types. areas classification of Area by land Tributaries Watersheds Watershed (ha) Land use use (ha) Paddy Field 487 Dry field 222 B-1 2,377 Orchard 0 Forest 1,363 Paddy Field 820 Dry field 333 B-2 4,789 Orchard 5 Forest 3,103 Kyeong-cheon Paddy Field 1,349 Dry field 584 B-3 4,976 Orchard 14 Forest 2,457 Paddy Field 465 Dry field 128 B-4 1,189 Orchard 2 Forest 362 Paddy Field 481 Dry field 219 B-5 1,866 Orchard 21 Forest 824 Paddy Field 703 Dry field 340 Okgwa B-6 5,861 -cheon Orchard 19 Forest 4,221 Paddy Field 913 Dry field 481 B-7 5,128 Orchard 11 Forest 3,128 Paddy Field 368 Dry field 196 Changjeong B-8 1,271 -cheon Orchard 30 Forest 491 Paddy Field 412 Dry field 172 Ip B-9 2,052 -cheon Orchard 2 Forest 1,192 Paddy Field 371 Dry field 123 Seomjin B-10 1,169 river Orchard 3 Forest 399 Paddy Field 6,369 Dry field 2,798 The total 30,678 Orchard 107 Forest 17,541. Table 6.. 편마암과 설옥리층으로부터 보여지는 희토류원소 분포 도는 약간의 Eu의 부(-)의 이상을 보여주는 일반적인 대륙지각 구성암석(PAAS: Post-Archean Australian Shale)의 분포와 유사하였다. B-7 유역에 분포하는 암 석의 [La/Yb]CN과 [Eu/Eu*]CN의 값을 보면 각각 11.62~78.71과 0.22~0.87의 범위를 갖는다.. 5.. Rate of area [%] 20.5 9.3 0.0 57.3 17.1 7.0 0.1 64.8 27.1 11.7 0.3 49.4 39.1 10.8 0.2 30.4 25.8 11.7 1.1 44.2 12.0 5.8 0.3 72.0 17.8 9.4 0.2 61.0 29.0 15.4 2.4 38.7 20.1 8.4 0.1 58.1 31.7 10.5 0.2 34.1 20.8 9.1 0.3 57.2. Amount of soil loss per unit area (tons/ha/year) 78 726 8 71 66 608 342 67 59 432 373 69 39 494 422 77 39 256 82 44 75 700 377 53 83 612 339 58 38 295 166 42 119 737 376 67 38 281 245 55 6,506.70 53,140.94 25,063.38 6,074.36. 토 의. Fig. 5의 토양유실량 분포에서 토양유실이 크게 나타 나는 지역은 밭 지역으로 나타났다(Table 6). 이 지역 에서의 토양유실량은 다른 토지이용도에 따른 토양유 실량을 합한 값보다 더 많은 토양유실이 발생하는 것 으로 분석되었다. 따라서 침식은 지면의 피복 상태나.

(11) 순창지역 섬진강 지류별 토양유실량 산정과 하상퇴적물의 주공급원에 관한 고찰. 617. Amount of soil loss according to geologic division. Watershed areas *Geologic Geologic areas Rate of geologic areas Amount of Watersheds (ha) index (ha) (%) soil loss (tons/ha/year) Qa 1,859 78 100 2,377 B-1 2,377 Sfgr 515 22 138 Qa 3,796 79 87 4,789 Kv 348 7 50 4,789 B-2 4,789 Sfgr 595 12 99 4,789 Bgr 49 1 54 Qa 3,370 68 86 4,976 Sfgr 1,024 21 100 4,976 B-3 4,976 Ms 509 10 80 4,976 Smfgr 69 1 54 Qa 959 81 88 1,189 B-4 1,189 Ms 142 12 74 1,189 Smfgr 89 7 76 Qa 1,254 67 57 1,866 B-5 1,866 Ms 29 2 41 1,866 Smfgr 582 31 57 Qa 814 14 86 5,861 Ms 2,891 49 91 5,861 B-6 5,861 Smfgr 6 0 14 5,861 Ks 1,160 20 56 5,861 Ggrgn 990 17 68 Qa 1,171 23 83 5,128 Dfgr 1,163 23 104 5,128 Smfgr 628 12 154 5,128 B-7 5,128 Ms 20 0 106 5,128 Ggrgn 1,803 35 76 5,128 Pggn 340 7 157 Qa 242 19 48 1,271 B-8 1,271 Dfgr 22 2 12 1,271 Smfgr 1,006 79 78 Qa 301 15 84 2,052 Dfgr 1,145 56 107 2,052 B-9 2,052 Ms 481 23 139 2,052 Smfgr 124 6 55 Qa 803 69 53 1,169 B-10 1,169 Ms 142 12 46 1,169 Smfgr 221 19 75 *Abbreviations, geologic indexes are the same as those in Fig. 1.. Table 7.. 경작지의 경작상태에 큰 영향을 받는 것으로 판단된다. 본 연구지역에 분포하는 4개 하천과 섬진강 본류를 해당 유역별로 살펴보면 다음과 같다. 먼저 경천을 포 함하는 B-1~B-4 유역은 5종의 지질 암종이 분포하며 충적층이 분포하는 면적을 제외한 총면적의 약 64%를 순창엽리상화강암이 차지하고 있다. B-1~B-3 유역에 서는 다른 암종이 분포하는 지역에 비해 순창엽리상화 강암 분포지역에서 토양유실이 우세하게 일어나는 것. 으로 나타났다. B-4 유역에서는 설옥리층과 삼오리엽 리상화강암 분포지역에서 토양유실량이 유사하게 분석 되었다. 그러나 B-1~B-3 유역의 순창엽리상화강암과 비교할 때 상당히 좁은 면적을 차지하고 있으며 집중 호우 시에 다량의 토양유실을 일으킬 수 있는 침식위 험지역의 면적 역시 극히 좁기 때문에 B-4 유역에서 발생하는 토양유실이 경천에 미치는 영향은 매우 미약 할 것으로 판단된다. 이승구 등(2003)에 의한 연구에서.

(12) 곽재호· 양동윤·이현구·김주용·이승구 Areas and amount of soil loss according to soil 경천 하상퇴적물과 주변 기반암인 순창엽리상화강암은 erosion hazard zone. 희토류원소 분포도, [La/Yb]CN값과 [Eu/Eu*]CN 값에 Amount of Sum of soil loss Areas 서 매우 밀접한 상관관계를 보였다. 이는 토양유실가 Watersheds soil loss (ha) (tons/ha/year) 능성이 높게 분석된 순창엽리상화강암 지역으로부터 퇴 (tons/ha/year) B-1 4.3 2,837 1,219,970 적물의 주된 공급이 이루어지고 있음을 시사한다. B-2 6.7 2,791 1,866,930 옥과천을 포함하는 3개 유역 중 B-5 유역은 극히 B-3 4.9 2,615 1,291,840 좁은 면적을 차지하고 있는 설옥리층과 함께 삼오리엽 B-4 3.3 2,424 802,218 리상화강암이 분포하고 있으며 토양유실량은 다른 두 B-5 3.2 2,716 874,663 유역의 암종들에 비해 극히 적은 것으로 나타났다. BB-6 23.7 2,683 6,366,820 6과 B-7 유역은 다른 유역들에 비해 토양유실 가능성 B-7 29.2 2,436 7,114,190 이 높은 밭의 면적이 넓고 침식위험지역 분포면적도 B-8 1.9 2,122 394,688 B-9 18.1 2,143 3,868,600 넓게 분포한다. 토양유실량은 B-6 유역이 79 tons/ha/ B-10 1.3 2,324 302,089 year이고, B-7 유역이 99 tons/ha/year로 나타나 B-7 618. Table 8.. Chondrite-normalized REE patterns of riverbed sediments in the Okgwacheon area (A) and those of bedrocks and soils in B-7 watershed (B: Bedrock & soil samples of granitic gneiss area, C: Bedrock & soil samples of granitic gneiss area, D: Bedrock & soil samples of granitic gneiss area). We used the Chondrite -normalized REE patterns of previous study on riverbed sediments (A, Lee ., 2003). Fig. 7.. et al.

(13) 순창지역 섬진강 지류별 토양유실량 산정과 하상퇴적물의 주공급원에 관한 고찰. 619. Concentrations of rare earth elements (REE, in ppm) of bedrocks and neighbouring soils in the study area. Daegang foliated Seorongni Gray feldspar granite gneiss Granitic gneiss granite Formation Classification soil soil rock soil rock soil Sample No. O-S1 O-S2 O-S3 O-S4 WR-1 WR-2 O-S5 O-S6 O-S7 WR-3 O-S8 O-S9 La 80.77 49.83 30.53 83.22 42.88 32.26 38.66 21.39 32.64 33.54 42.28 54.58 Ce 127.78 94.50 85.24 172.10 64.73 61.32 74.84 45.69 64.03 70.45 72.31 136.22 Pr 17.38 10.27 6.90 19.36 9.22 7.11 8.24 4.77 7.21 8.58 8.97 12.65 Nd 68.31 38.96 24.75 65.88 32.99 25.89 35.74 19.72 31.28 29.87 38.75 58.21 Sm 9.88 6.15 4.81 11.54 6.01 4.53 5.63 3.08 5.30 5.42 6.34 9.21 Eu 0.75 0.54 0.57 1.75 1.48 0.81 1.00 0.68 1.19 1.08 1.92 2.06 Gd 10.84 7.26 5.34 9.11 6.55 5.11 6.10 3.32 6.34 5.48 7.24 10.47 Tb 1.23 0.93 0.75 1.18 0.72 0.63 0.80 0.45 0.99 0.70 1.06 1.41 Dy 5.30 4.62 3.15 6.47 3.17 2.33 3.46 1.88 4.31 2.95 5.29 6.68 Ho 0.74 0.90 0.68 1.25 0.47 0.32 0.52 0.31 0.63 0.55 0.97 1.14 Er 2.36 2.58 1.75 3.93 1.30 0.65 1.36 0.84 1.45 1.48 2.71 3.30 Tm 0.30 0.42 0.33 0.58 0.16 0.09 0.19 0.14 0.20 0.24 0.44 0.55 Yb 1.79 2.47 1.73 4.02 0.84 0.27 0.91 0.64 0.82 1.20 2.24 2.88 Lu 0.33 0.41 0.33 0.63 0.15 0.08 0.20 0.16 0.18 0.24 0.47 0.58 ∑ REE 327.76 219.84 166.86 381.02 170.67 141.40 177.65 103.07 156.57 161.78 190.99 299.94 [Ce] 304.87 200.25 152.8 353.85 157.31 131.92 164.11 95.33 141.65 148.94 170.57 272.93 [Y] 22.89 19.59 14.06 27.17 13.36 9.48 13.54 7.74 14.92 12.84 20.42 27.01 13.64 33.63 78.71 27.99 22.02 26.22 18.41 12.43 12.48 [La/Yb]CN 29.72 13.29 11.62 4.97 4.93 3.86 4.39 4.34 4.33 4.18 4.23 3.75 3.77 4.06 3.61 [La/Sm]CN 4.85 2.35 2.47 1.81 6.24 9.76 5.37 4.15 6.19 3.66 2.59 2.91 [Gd/Yb]CN 0.51 0.72 0.52 0.52 0.65 0.63 0.61 0.87 0.65 [Eu/Eu*]CN 0.22 0.25 0.35 Abbreviation - ∑SREE; total concentration of REE, CN; Chondrite normalized value (after Masuda, 1973), [CE]; sum of light REE (La to Eu), [Y]; sum of heavy REE (Gd to Lu), Eu*; Eu value derived by interpolation between Sm and Gd. Table 9.. Amount of soil loss from the soil erosion hazard zone according to the geologic division in the dry field less than elevation 400 m. Watershed area *Geologic Geologic Amount of soil loss Watersheds (ha) index areas (ha) (tons/ha/year) Ms 11.3 3,003 Smfgr 0.0 0 B-6 5,861 Ks 1.0 2,767 Ggrgn 3.9 2,904 Dfgr 6.8 2,397 Smfgr 6.4 2,899 B-7 5,128 Ms 0.1 1,456 Ggrgn 3.2 2,521 Pggn 3.3 2,293 Dfgr 6.5 2,194 B-9 2,052 Ms 6.2 2,222 Smfgr 0.1 3,307 *Abbreviations, geologic indexes are the same as those in Fig. 1. Table 10.. 유역이 전반적으로 토양유실 가능성이 높게 분석되었 다. 유역 내에서 토양유실 가능성이 가장 높은 침식위 험지역 분포면적 역시 29.2 ha로서 B-7 유역에 더 넓 게 분포하고 있다. B-7 유역은 다른 유역과는 달리 유 역 내에 분포하는 지질 중 넓은 면적을 차지하고 있는. 3개 암종 즉, 대강엽리상화강암, 삼오리엽리상화강암, 장석질 화강편마암 지역에서 토양유실량이 큰 것으로 분석되었다. B-7 유역 내에서 밭 지역은 대부분 고도 400m 이하에 분포하고 있다. 또한 침식위험지역 분포 역시 이러한 밭 지역 내에 분포한다. 따라서 B-7 유역.

(14) 곽재호· 양동윤·이현구·김주용·이승구 창정천을 포함하는 B-8 유역은 전체 면적의 약 내에서 분포면적이 넓고 토양유실량이 큰 3개 암종에 서의 토양유실 가능성을 면밀히 검토하고자 고도 80%인 1,006 ha가 삼오리엽리상화강암 지역으로 이뤄 졌고 충적층을 제외한 나머지 22 ha의 면적에 대강엽리 400m 이하의 밭 지역에 분포하는 지질 암종별 침식위 상화강암이 분포한다. 토양유실량은 삼오리엽리상화강암 험지역 분포를 분석하였다(Table 10). 대강엽리상화강암 지역 내에서 분석 조건을 만족하 지역이 79 tons/ha/year로서 대강엽리상화강암 지역보다 는 면적은 6.8 ha로서 가장 넓은 분포를 보였고 삼오 6.5배나 큰 값을 보였으며, B-8 유역의 침식위험지역도 리엽리상화강암 지역에서도 6.4 ha의 면적이 분포하였 모두가 삼오리엽리상화강암 지역에 분포한다. 이러한 결 다. 분석결과 토양유실량이 매우 많고, 면적이 넓으며 과는 삼오리엽리상화강암 지역에서 대부분의 토양유실 침식위험지역 분포가 다른 암종 분포지역보다 넓은 점 이 일어나고 있음을 지시한다. 그러나 이승구 등(2003) 으로 미루어 볼 때, 옥과천으로 유입되는 퇴적물은 B- 에 의한 연구에서는 창정천의 하상퇴적물이 삼오리엽 리상화강암보다는 대강엽리상화강암으로부터 영향을 받 7 유역의 대강엽리상화강암 지역에서 가장 많이 공급 될 것으로 사료된다. 또한 B-7 유역의 삼오리엽리상화 은 것으로 보고된 바 있다. 토양유실량 분석결과와 희 강암 지역 및 B-6 유역의 설옥리층 분포지역에서도 다 토류원소 분석결과가 상호 연관성이 약한 것은 인위적 소 많은 양의 퇴적물이 공급될 것으로 추정된다. B-7 인 행위에 의한 토양유실이 있었다는 가정을 가능케 한 유역에 분포하는 암종별 희토류원소 분포 양상을 살펴 다. 본 연구를 수행하면서 탐문조사를 한 결과, 실제로 보면, 전체적으로 [La/Sm]CN 값은 비교적 유사한 분 창정천 상류 지역인 겸면 산정리에 위치한 산정저수지 포를 보이지만, [Gd/Yb]CN 값과 [Eu/Eu*]CN 값에서 근처에서 2001년~2002년에 걸쳐 마을진입로 공사가 있 차이를 보인다. 대강엽리상화강암은 특히 Eu의 부(-)의 었음을 확인하였다. 공사 구간은 삼오리엽리상화강암과 이상이 매우 현저하여 유역내 다른 암종들의 그것과는 대강엽리상화강암의 경계 부근에 위치하고 있으며 저수 뚜렷이 구분된다. 지 주변 산을 절토하여 진입로를 만드는 과정에서 대강 장석질 화강편마암은 [Gd/Yb]CN 값이 다른 암종에 엽리상화강암의 풍화토가 유실되어 하상퇴적물의 희토 비해 비교적 큰 분포양상을 보이며, 장석질 화강편마 류원소 분포양상에 영향을 미친 것으로 추정된다. 이 암, 화강암질 편마암, 설옥리층은 [Eu/Eu*]CN 값이 러한 인위적인 행위에 의한 토양유실이 발생하지 않는 0.51~0.87의 범위로서 모두 Eu의 부(-)의 이상이 작은 상태에서는 B-8 유역에서 발생하는 토양유실의 대부분 것으로 나타났다. Lee . (1994)은 암석이 심하게 이 삼오리엽리상화강암 분포지역에서 일어날 것으로 판 풍화를 밭아 토양화 된 후에도 희토류원소의 분포도가 단된다. 입천의 B-9 유역 내 설옥리층 지역에서의 토양유실 변화되지 않았음을 보고한바 있으며, Cullers 량은 139 tons/ha/year, 대강엽리상화강암 지역은 104 . (1979, 1987, 1988)은 퇴적물의 입도, 광물조성이 희토류원소의 함량에는 영향을 주지만 운석으로 규격 tons/ha/year이며, 분포면적은 설옥리층 지역보다 대강 화한 분포도에는 큰 영향을 주지 않음을 언급한바 있 엽리상화강암 지역이 2.4배 넓다. 고도 400m 이하의 다. 이승구 등(2003)에 의한 옥과천 하상퇴적물의 희토 밭 지역에 분포하는 지질 암종별 침식위험지역 면적은 류원소 분포와 B-7 유역 암종들의 희토류원소 분포는 각각 6.5 ha, 6.2 ha로 유사하게 나타났다. 삼오리엽리 옥과천 하상퇴적물과 대강엽리상화강암이 밀접한 상관 상화강암 지역은 좁은 분포면적, 적은 토양유실량, 그 관계가 있음을 보여준다. 먼저 대강엽리상화강암 지역 리고 침식위험지역이 거의 존재하지 않는 점에서 입천 주변토양의 희토류원소 분포에서 [Eu/Eu*]CN 값이 하상퇴적물에 대한 영향은 매우 미약할 것으로 판단된 0.22~0.35로서 옥과천 하상퇴적물의 가장 두드러진 특 다. 위와 같은 결과는 대강엽리상화강암과 설옥리층 분 징인 Eu의 현저한 부(-)의 이상과 유사한 분포패턴을 포지역에서 모두 토양유실 가능성이 높다는 것을 의미 보였다. 또한 [La/Sm]CN, [Gd/Yb]CN 값은 각각 3.86 한다. 그러나 이승구 등(2003)에 의한 입천 하상퇴적물 ~4.97, 2.35~4.85로서 옥과천 하상퇴적물의 희토류원소 희토류원소 분포도는 두 암종 중 하천에 인접하여 분 분포도에서 나타나는 범위와 거의 일치한다. 토양유실 포하는 설옥리층이 하상퇴적물과 밀접한 상관관계가 있 량 분석결과와 옥과천 하상퇴적물·기반암 및 주변토 음을 밝히고 있다. 이는 다른 유역들과는 달리, B-9 유 양의 희토류원소 분포양상의 유사성은 옥과천에 유입되 역 내에 분포하는 지질 암종의 지형적인 영향이 크게 는 퇴적물이 주로 B-7 유역의 삼기천 주변에 분포하는 작용하는 것으로 보인다. 하천을 따라 고도가 낮은 곳 대강엽리상화강암 지역으로부터 공급되는 것을 시사한다. 에 설옥리층이, 고도가 높은 지역에 대강엽리상화강암 620. et. al. et. al.

(15) 순창지역 섬진강 지류별 토양유실량 산정과 하상퇴적물의 주공급원에 관한 고찰 이 분포하고 있기 때문에 토양유실 가능성이 높은 밭 높은 상관관계를 밝힐 수 있을 것으로 사료된다. 과 논 지역이 대부분 분포하고 있고 하천으로부터 이 송거리가 짧은 설옥리층에서 퇴적물 유입이 우세하게 사 사 일어나는 것으로 추정된다. 이승구 등(2003)의 연구결 과에서 입천 하상퇴적물 시료 중 SB 1의 희토류원소 본 논문은 한국지질자원연구원 기관고유사업 침식퇴 분포패턴이 대강엽리상화강암과 유사하게 나타나는 것 적재해저감연구 결과임을 밝힌다. 초고를 면밀하게 검 은 입천의 동쪽 마산봉 부근에 분포하는 대강엽리상화 토해주신 심사위원께 감사한다. 강암의 영향보다는 창정천에서 인위적 행위에 의해 유 입된 대강엽리상화강암의 풍화물의 영향으로 사료된다. 참고 문헌 본류에 해당하는 B-10 유역은 연구지역에서 가장 좁 은 면적을 차지하고 있으며 토양유실량도 가장 적다. 국립방재연구소 (1998) 개발에 따른 토사유출량 산정에 관 유역 내에 분포하는 삼오리엽리상화강암 지역은 토양 한 연구(Ⅰ). 313p. , 임상준, 박승우 (2004) 농촌유역의 산림지 면적 유실량이 많고 넓은 면적을 차지하고 있어서 설옥리층 김상민 감소에 따른 유역 토양유실량 변화 추정. 한국농촌계 지역보다 토양유실 가능성이 클 것으로 판단된다. 그 획학회지, 10권(1), p. 19-26. , 박무종, 박덕근 (1998) 토사유출량 산정기법의 적 러나 섬진강 본류의 하상퇴적물 희토류원소 분포양상 김양수 용성 분석. IHP 연구보고서. 으로 볼 때 B-10 유역에서 발생하는 토양유실로 인한 김정빈, 김용준 , 홍세선 (1990) 담양-진안 사이에 분포하 퇴적물 유입은 미미할 것으로 사료된다. 는 엽리상화강암류에 대한 암석화학적 연구. 광산지질 학회지, 23권, p. 87-104. 김주훈 , 김경탁, 연규방 (2003) GIS를 이용한 토양침식 결 론 위험지역 분석. 한국지리정보학회지, 6권(2), p. 22-32. 박경훈 (2003) GIS 및 RUSLE 기법을 활용한 금호강 유역의 토양침식위험도 평가. 한국지리정보학회지, 6권 전라남북도의 경계부근에 위치하는 섬진강 본류와 (4), p. 24-36. 그 지류들을 포함하는 유역에서 발생하는 토양유실량 서경원, 지정만, 장윤호 (1998) 한반도 서해안 변산-태안 지역 연안 퇴적물과 육상지질과의 지화학적 상관관계. 을 분석하고 이승구 등(2003)에 의한 하상퇴적물의 희 자원환경지질 31권, p. 69-84. 토류원소 분포양상과 비교함으로써 퇴적물 공급원을 규 손광익, 노준우 ,(2003) GIS를 이용한 USLE의 LS인자 산정기법 개발. 대한토목학회지, 23권(4), p. 281-287. 명하고자 하였다. 연구지역의 지질특성은 북서쪽으로부 신계종 (1999) 지형공간정보체계를 이용한 유역의 토양유 터 순창엽리상화강암, 삼오리엽리상화강암, 대강엽리상 실분석. 강원대학교 박사학위논문, 31p. , 박재훈, 천기선 (2003) 산불발생지역에서의 토양 화강암 그리고 고생대 설옥리층으로 구분된다. 연구지 양인태 관한 연구. 한국지형공간정 보학회지, 11권 유실량에 역 수계는 섬진강 본류를 비롯하여 순창읍을 관통하는 (2), p. 11-16. 경천, 옥과면의 옥과천, 입면의 창정천과 입천이다. 각 오정학, 정성관 (2005) 토지자원관리를 위한 낙동강 유역 의 잠재적 토양유실량 산정. 한국 농촌계획학회지, 11 수계에 직·간접적으로 퇴적물을 공급할 수 있다고 생 권 p. 9-19. 각되는 10개 유역을 대상으로 단위 면적당 토양유실량 이규성(2),(1994) 산림유역의 토양유실량 예측을 위한 지리정 보시스템의 범용토양유실식에의 적용. 한국임학회지, 83 을 분석해본 결과, 밭 지역에서 53,140.94 tons/ha/year 권(3), p. 322-330. 로서 토양유실이 가장 우세한 것으로 산정되었고 다음 이병주 , 김정찬, 김유봉, 조등룡, 최현일, 전희영, 김복철 (1997) 광주 지질도폭설명서 (1:250,000). 한국자원연구 은 과수원(25,063.38 tons/ha/year), 논(6,506.7 tons/ha/ 소. year), 산림(6,074.36 tons/ha/year) 지역 순으로 나타 이승구, 양동윤, 홍세선, 곽재호, 오근창 (2003) 희토류원 났다. 또한 침식위험지역은 대부분 밭 지역 내에 분포하 소를 이용한 순창지역 섬진강 수계 내 하상퇴적물의 기원지 연구. 지질학회지, 39권, p. 81-97. 는 것으로 나타났다. 토양유실량, 침식위험지역 분포, 하 장영률 , 이근상, 조기성 (2002) GIS 기반에서 토양침식의 상퇴적물과의 희토류원소 분포양상에 있어서의 상관관 정량화를 위한 해상도 결정에 관한 연구. 한국GIS학회 지, 10권(2), p. 301-316. 계 등을 고려해볼 때, 경천은 순창엽리상화강암, 옥과 주승환 , 김성재 (1986) 영남육괴, Rb/Sr 연대측정연구(II) 천은 대강엽리상화강암, 입천은 설옥리층의 퇴적물이 -지리산 일대 화강암질 편마암 및 편마상화강암류-. 동 력자원연구소보고서, KR-87, p. 7-33. 하천에 주로 유입되는 것으로 사료된다. 특히 여러 암 지정만 , 장윤호, 오재경, 이연희 (2000) 한반도 서해안 금 종이 넓은 면적에 분포하고 있는 옥과천의 경우, 하상 강하구 연안퇴적물과 육상지질과의 지화학적 상관관계. 퇴적물 및 기반암·토양의 희토류원소 분포양상과 토 자원환경지질학회지, 33권, p. 447-467. 양유실량 분석결과를 함께 활용함으로써 더욱 신뢰도 한국건설기술연구원 (1992) 댐 건설을 위한 유역단위 비 621. 6..

(16) 622. 곽재호· 양동윤·이현구·김주용·이승구. 유사량 조사·연구. 건설교통부. 한국수자원학회 (1998) 개발사업으로 인한 토양손실량 예 측 및 침사지 설계. 제6회 수공학워크샵, p. 8-9. 한재석, 김주훈 (2001) GIS와 USLE를 이용한 유역의 토 사발생량 분석. 환경관리학회지, 7권(1), p. 145-152. Anderson, J.R. (1976) A land use and land cover clas-. sification system for use with remote sensor data. USGS Geological Survey Professional Paper, 964p. Bernie, E. (1999) Estimating Soil Erosion Using RUSLE Using ArcView. Purdue University February, 20. Cullers, R.L., Chaudhuri, S., Kilbane, N. and Koch, R. (1979) Rare earths in size fractions and sedimentary rocks of Pennsylvanian-Permian age from the midcontinent of the U.S.A. Geochimica Cosmochimica Acta, v. 43, p.1285-1302. Cullers, R.L., Barrett, T., Carlson, R. and Robinson, B. (1987) Rare earth element and mineralogic Changes in Holocene soil and stream sediment: A case study in the West Mountains, Colorado, U. S. A. Chemical Geology, v. 63, p. 275-297. Cullers, R.L., Basu, A. and Suttner, L.J. (1989) Geological signature of provence in sand size material in soils and stream sediment near the Tobacco Root Batholith, Montana, U.S.A. Chemical Geology, 70, p. 335-348. Elderfield, H., Upstill-Goddard, R. and Sholkovitz, E.R. (1990) The rare earth elements in rivers, estuaries and coastal seas and their significance to the composition of ocean waters. Geochimica et Cosmochimia Acta,, v. 54, p. 971-991. Ericson, A.J. (1997) Aids for estimating soil erodibility K value class and soil loss tolerance. U.S. Department of Agriculture. Soil Conservation Service, Salt Lake City of Utah. Foster, G.R. and Wischmeier, W.H. (1974) Evaluating irregular slopes for soil loss prediction. Transaction of ASAE, v. 17, p. 305-309. Lee, S.G., Masuda, A. and Kim, K.S. (1994) An early Proterozoic leuco-granitic gneiss with the REE tetrad phenomenon. Chemical Geology, v. 114, p. 59-67. Masuda, A., Nakamura, N. and Tanaka, T. (1973) Fine Structure of mutually normalized rare-earth patterns. of chondrites. Geochimica et Cosmochimica Acta, v. 37, p. 239- 248. Moore and Burch (1986) Physical basis of the lengthslope factor in the Universal Soil Loss Equation. Soil Science Society of America Journal, v. 50, p. 12941298. Piper, D.Z. (1985) Rare earth elements in the sedimentary cycle: a summary. Chemical Geology, v. 14, p. 285-304. Renard, K.G., Foster, G.R., Foster, G.A. Weesies, D.K. McCool and Yoder, D.C. (1996) Predicting soil erosion by water: A guide to conservation planning with the Revised Universal Soil Loss Equation (RUSLE). USAD Agriculture Handbook, 703p. Sholkovitz, E.R. (1992) Chemical evolution of rare earth elements: Fractionation between colloidal and solution phases of filtered river water. Earth Planetary Science Letters, v. 114, p. 77-84. Sholkovitz, E.R. and Szymcazk, R. (2000) The estuarine chemistry of rare earth elements: Comparison of he Amazon, Fly, Sepik and the Golf of Papua systems. Earth and Planetary Science Letters, v. 179, p. 299309. Transportation Research Board, National Cooperative Highway Research Program, Synthesis of Highway Practice #70 (Design of Sedimentation Basin) (1980) National Research Council, Washington, DC. Wischmeier, W.H., Johnson, C.B. and Cross, B.V. (1971) Predicting rainfall erosion losses from cropland East of the Rocky Mountains. USDA Agricultural Research Service, Agricultural Handbook, 537p. Wischmeier, W.H. and Smith, D.D. (1965) A soil erodibility nomograph for farm and conservation sites. Journal of Soil and Water Conservation, v. 26(5), p. 189-193. Yang, S.Y., Jung H.S., Choi, M.S. and Li, C.X. (2002) The rare earth element compositions of the Changjiang (Yangtze) and Huanghe (Yellow) river sediments. Earth and Planetary Science Letters, v. 201, p. 407419. 2004년 4월 29일 원고접수, 2005년 12월 13일 게재승인..

(17)