1. 서론
1) 연구 배경 및 목적
경상북도 청송군 파천면 옹점리 일대의 산지에는 암
설(debris)이 사면을 덮고 있는 지형인 암설 사면이 주 변 다른 지역에 비해 매우 높은 밀도로 분포한다. 1971 년에 촬영된 옹점리 동부 지역 산지의 항공사진과 현 재 경관을 관찰해 보면, 식생이 피복되지 않은 암설 사 면이 광범위하게 확인되고 있다(Figure 1, 2, 3).
청송군 옹점리 일대 암설 사면의 분포와 지형 변화
이광률*·박한산**
The Distribution and Geomorphic Change of Debris Slope at Ongjeom-ri in Cheongsong-gun
Gwang-Ryul Lee*·Han San Park**
요약：본 연구는 옹점리 동부의 암설 사면을 대상으로 암설 사면의 분포, 요인, 식생 피복 및 암설 변화에 대해 분석하였다. 이 지역 에서 암설 사면 발달의 중요한 요인은 기반암이 단애 형성과 암설 공급에 유리한 규장암이라는 점과 기계적 풍화작용을 촉진시키는 기온의 영하일수가 비교적 길다는 점이다. 암설 사면의 분포 면적은 일사량이 높아서 수분 증발이 활발하여 식생 피복이 불량한, 남 사면과 서사면이 북사면과 동사면에 비해 더 넓은 것으로 나타났다. 옹점리 동부의 가 지역에서 식생 피복으로 인해 암설 사면의 면 적은 꾸준히 감소하고 있으며, 평균 431.0m2/yr의 식생 피복 면적 증가 속도를 보였다. 그리고 지상라이다를 이용하여 분석한 결과, 나 지역에서는 1년 동안 1~2개의 암설 입자들이 사면 내에서 변위 또는 이동되었다.
주요어：암설 사면, 애추, 직선 사면, 사면 향, 식생 피복, 지상라이다
Abstract：The distributions, factors, and vegetation covers of debris slopes and changes of debris at the eastern Ongjeom-ri, Cheongsong-gun are analyzed. The important factors influencing on the developments of the slopes are felsites having advantages to the developments of cliffs and supply of enough debris, and the relatively long days below zero temperatures promoting the physical weathering processes. The distributional areas of the slopes at southern and western slopes are more extensive than those of northern and eastern slopes due to the active water evaporation by high insolation. The Ga area at eastern Ongjeom-ri has experienced the steady decreases of area of the slopes due to the vegetation covers and shows the increasing rates of vegetation covers of 431.0m2/yras averaged values. However, it is estimated at the Na area using terrestrial LIDAR that 1 or 2 debris were moved or displaed per year in slope.
Key Words : debris slope, talus, rectilinear slope, aspect of slope, vegetation covering, terrestrial LIDAR
* 경북대학교 사범대학 지리교육과 조교수(Assistant Professor, Department of Geography Education, Teachers College, Kyungpook National University), [email protected]
** 한국해양연구원 연구원(Research Scientist, Korea Ocean Research & Development Institute), [email protected]
대한지리학회지 제45권 제3호 2010(360~374)
이곳의 암설 사면은 기계적 풍화작용을 받아 상부의 단애로부터 떨어진 암설이 사면을 덮고 있는 형태이므 로, 형성과정의 측면에서는 애추 사면(talus slope, Richter slope)으로 해석될 수 있다. 애추, 암괴원, 암 괴류 등 암설 사면을 형성하는 지형은 우리나라에서는 현재는 활동을 거의 멈춘 화석지형으로 취급되고 있다 (Kwon, 2006).
우리나라와 같은 중위도 지역은 퇴적물 공급이 활발 하였던 빙기에 애추 또는 암설 사면이 주로 형성되는 것으로 알려져 있다(Curry and Morris, 2004; Oguchi
and Oguchi, 2004). 그렇지만, 중위도 지역에서도 위 도나 해발고도가 높아 주빙하성 기후의 특성을 갖는 지역은 현재에도 일주적(diurnal) 또는 계절적 동결- 융해 작용에 의해 암석 단애로부터 암설의 공급이 이 루어져 애추나 암설 사면이 형성되고 있는 것으로도 설명되고 있다(Matsuoka and Sakai, 1999; Curry, 1999; Matsuoka, 2008).
우리나라에서 애추 또는 암설 사면에 대한 연구는 Jeon(1993, 1996, 1997, 1998), Park(2000, 2003), Seong and Kim(2003)에 의해 이루어졌다. Jeon은 기
Figure 1. Aerial photograph at eastern area of Ongjeom-ri (1971). 옹점리 동부 지역의 항공사진(1971년).
Figure 2. Landscape of A in Figure 1.
그림 1의 A 지역 경관.
Figure 3. Landscape of B in Figure 1.
그림 1의 B 지역 경관.
반암이 경암이거나 절리가 잘 발달된 지점에서 애추의 높은 분포 밀도가 나타나며(1993), 밀양, 의성 지역의 애추는 지난 빙기 동안의 주빙하 환경에서 형성되었으 며, 현재는 암설의 추가 공급이나 이동성이 확인되지 않는 화석지형화 또는 사지형화 단계에 해당된다고 하 였다(1996, 1997, 1998). Park(2000, 2003)은 설악산 암괴원을 대상으로, 홀로세 이전에 형성된 암괴원이 현재 기후 하에서 생물학적 풍화를 받아 변형된다고 주장하였다. 그리고 Seong and Kim(2003)은 우주기 원 동위원소를 이용하여 밀양 만어산 암괴류의 노출 연대를 최소 38ka로 측정하였다. 따라서 현재까지의 선행연구를 종합하면, 우리나라에 분포하는 애추를 비 롯한 암설사면은 기계적 풍화작용이 활발하였던 지난 빙기에 주로 발달되어, 현재는 더 이상의 지형의 변화 는 없으며, 식생 피복이 점차 증가하고 있는 상태라고 할 수 있다.
그러나 기존의 연구에서는 암설 사면의 지형 기복과 식생 피복에 대한 장기간의 시계열적 변화에 대한 분 석과 검증이 다소 미흡했으며, 대부분 육안 관찰에 의 한 조사에 의존하여 개별 암설 입자의 미세한 이동 가 능성에 대해 확인할 수 없었다. 따라서 겨울철에는 결 빙에 의한 기계적 풍화작용이 쉽게 발생할 수 있는 현 재의 기후 조건을 고려한다면, 미세한 지형 변화를 분 석할 수 있는 첨단 장비를 이용하여, 개별 암설 입자의 공급과 이동에 의한 암설 사면의 변화 가능성에 대한 세밀한 검토가 요구된다.
이러한 미세한 지형 변화를 탐지하는 방법으로 Pesci et al.(2007)은 장거리용 지상라이다(terrestrial LIDAR)를 이용하여 화산 화구에 대한 3차원 지형 스 캔을 실시하여 3D 모델을 생성하였으며, 지상라이다 의 오차 정도를 검토하였다. Teza et al.(2007)은 산지 사면에서 발생한 산사태에 의해 발생한 기복 변화를 지상라이다를 이용하여 조사하였으며, 시간을 달리한 두 스캔 자료를 이용하여 5cm의 오차로서 연 20cm 변 위량을 확인하였다.
본 연구는 청송군 옹점리 일대에 발달한 암설 사면 의 분포 특성과 활동성의 여부에 초점을 두고, 먼저, 지형 및 지질 분석과 야외조사를 통해 암설 사면의 형 성 요인과 분포 특성을 설명하였다. 다음으로, 항공사
진을 대상으로 지난 수십 년 동안 암설 사면에서 식생 피복의 변화 정도를 계측하였으며, 첨단 정밀 측량 장 비인 지상라이다를 이용하여 사면을 덮고 있는 암설 입자의 변동 여부를 확인함으로서, 암설 사면의 지형 변화와 활동성에 대해 분석하였다.
2) 연구방법
암설 사면의 형성 요인과 분포 특성을 설명하기 위 하여 연구지역의 지질별 지형 특성을 분석하였으며, 항공사진을 이용하여 암설 사면 면적과 식생 피복도의 변화를 측정하였다. 지질별 지형 특성 분석은 1:25,000 청송 도엽 지형도, 옹점리 일대의 1:5,000 수치지형도, 1:50,000 청송 도엽 지질도를 GIS 프로그램인 ArcGIS 를 이용하여 지질도의 각 암석 분포 지역별로 고도, 경 사도, 면적, 부피 등의 지형 기복을 측정하였다. 항공 사진 분석에는 1971년, 1991년, 2005년에 촬영된 항공 사진을 사용하였으며, ArcGIS의 Georeferencing tool 을 이용하여 수치지형도와 항공사진의 주요 지물, 능 선 및 하천의 위치를 일치시키는 방법으로 좌표를 보 정하였다.
암설 사면 내 암설 입자의 변화 및 이동 가능성을 확 인하기 위해, 첨단 정밀 측량 장비인 지상라이다를 이 용하여, 동일한 암설 사면을 대상으로 2007년 11월 29 일, 2008년 4월 4일, 2009년 6월 14일에 각각 스캔 측 량을 실시하였다(Figure 4).
라이다(Light Detecetion and Ranging)는 레이저를 이용하여 반경 수 백m 범위에 대한 지형을 3차원으로 스캔하는 장비로서, “3D laser scanner”라고도 한다. 1 회 스캔 시 수백에서 수천만 개의 점에 대한 x, y, z 좌 표(측점군; point cloud), 레이저의 반사강도, RGB(칼 라)값이 취득된다. 따라서 라이다를 이용하면, 지형 기 복에 대한 cm 단위의 미세한 변화를 확인할 수 있으 며, 공간 좌표가 확보되기 때문에 지형 구성 물질에 대 한 위치, 면적, 부피 변화를 정밀하게 정량적으로 측정 할 수 있다는 장점이 있다. 본 연구에서는 Optech사의 ILRIS 36D 지상라이다를 이용하였으며, 측점의 위치 정확도는 약 10mm이다.
지상라이다의 측점군 좌표는 내부 좌표계를 기준으
로 저장되므로 지상라이다의 설치 자세에 따라 취득된 자료의 수평은 실제 수평과 일치하지 않을 수 있다. 따 라서 매 조사 시 3개 이상의 기준점을 설치하고 레벨을 이용하여 기준점의 고도차를 측량하여 지상라이다 자 료의 수평을 보정하였다.
2. 옹점리 일대의 기후, 지질 특성
청송군 옹점리 일대의 산지는 암설들이 사면을 덮고 있는 암설 사면이 매우 광범위하게 나타나고 있다. 애 추와 같은 형성과정으로 판단되는 이러한 지형은 한 지점이 아닌, 이 일대 산지 거의 모든 곳에서 대규모로 발견되고 있다. 또한 이러한 암설 사면 지형은 옹점리 가 속한 1:25,000 청송 도엽의 다른 지역에서는 거의
관찰되지 않으며, 옹점리 일대에서만 집중적으로 발달 하고 있다. 옹점리 일대 산지의 암설 사면 분포 요인과 특성을 설명하기 위하여, 옹점리 일대의 개략적인 기 후와 지질 및 지형 특성을 살펴보면 다음과 같다.
1) 기후
애추는 오랜 세월에 걸쳐 단애로부터 암설이 떨어져 나와 단애의 하단으로 떨어져 쌓인 지형으로, 결빙에 의한 기계적 풍화가 활발한 지역에서 잘 발달한다 (Kwon, 2006). 즉, 애추란 단애를 이루는 기반암의 절 리 속에 물이 침투하게 되고, 이것이 기온 하강에 따른 동결로 부피가 팽창하면서 절리를 더욱 벌리게 되어, 암석의 일부가 단애로부터 떨어져 나와 사면 아래로 낙하되고 굴러서 쌓인 지형이다. 따라서 애추의 형성 요인을 설명하는데 있어, 기온과 강수 등의 기후 요소 는 매우 중요한 의미를 지닌다.
청송군에는 현재 기상 관측소가 존재하지 않아, 인 접한 안동 기상대의 자료를 그대로 인용하여 사용하고 있다. 안동의 평균기온은 11.8℃이며, 최난월인 8월 평 균기온은 25.0℃, 최한월인 1월 평균기온은 -2.3℃이 다(Table 1).
안동에서 일 최저기온이 영하로 기록된 날은 11월 19일부터 3월 20일까지 총 121일로서, 1년 365일 중 약 1/3에 해당되는 날이 영하의 기온을 경험하고 있다.
따라서 해발고도 140m인 안동 기상대에 비해 옹점리 의 암설 사면 분포 지역은 해발고도 280m 이상의 산간 지역에 위치하고 있으므로 안동보다 더 많은 영하일수 가 기록될 것으로 예상된다. 옹점리와 가장 인접하면 서 해발고도가 유사한 주왕산 자동기상관측소(해발고 도 262m)의 2007년 10월부터 2008년 4월까지의 자료 Figure 4. The photograph of scanning the debris
slopes using terrestrial LIDAR (4, April 2008). 지상 라이다를 이용하여 암설 사면을 스캔 측량하는 모습.
Table 1. Climatic data at Andong. 안동의 기후값.
Source: Korea Meterological Administration.
Annual mean temperature
(°C)
August mean temperature
(°C)
January mean temperature
(°C)
Annual precipitation
(mm)
Mean humidity
(%)
Duration of sunshine
(hr)
11.8 25.0 -2.3 1,049.9 68.9 2,220.4
를 토대로, 일 최저기온 영하일수는 10월 21일부터 시 작하여 4월 28일까지 모두 135일로 계산되었다(Table 2).
일 최저기온 영하일수는 물의 동결이 가능한 일수를 의미하므로, 암석 단애로부터 기계적 풍화작용에 의한 가장 효과적인 암설 공급의 방법인 동결파쇄 작용이 발생될 수 있는 횟수와 강도에 영향을 미친다. 즉, 일 최저기온 영하일수가 많을수록 일주적 동결파쇄 작용 의 기회가 증가하며, 계절적 동결파쇄 작용의 강도도 증가한다. 따라서 옹점리 일대의 기온 조건은 암석 내 물의 동결파쇄 작용을 통한 암설의 생산에 유리한 조 건을 가진다고 할 수 있다.
안동의 강수량은 1,049.9mm로 우리나라의 평균 강 수량에 비해 매우 낮은 편이며, 안동을 중심으로 한 경 북 북부 내륙 지역은 우리나라의 대표적인 소우지로 구분된다. 그러나 산지 지역의 강수량은 국지적인 지 형성 강우에 의한 영향이 강하므로, 지역에 따른 차이 가 클 수 있다. 청송군 재난관리과에서 측정한 청송군 의 2001~2006년까지의 연간 강수량을 살펴보면 (Table 3), 연도별 강수량의 편차가 매우 크지만, 5년 간의 평균 강수량은 1,111.6mm로 안동에 비해서는 상 대적으로 강수량이 많은 것으로 확인된다.
2) 지질과 지형
1:50,000 청송 도엽 지질도를 토대로, 옹점리 일대
의 지질적 특성을 살펴보면, 옹점리를 경계로 하여, 동 쪽의 산지를 이루는 지역은 중생대 백악기 규장암이 분포하고 있으며, 옹점리 마을 일대는 중생대 백악기 아코즈 및 적색 사암이 분포하고, 옹점리의 서쪽에는 중생대 쥐라기 청송화강암이 분포하고 있다(Figure 5).
지질도폭 설명서(Lee and Hong, 1973)를 참고로 각 암석의 특성을 설명하면, 청송화강암은 백악기 이전의 시기에 형성된 것으로 추정되며, 주로 흑운모화강암으 로서, 석영, 정장석, 사장석, 흑운모 등을 포함하고 있 다. 아코즈 사암은 중생대 백악기에 형성된 경상계 퇴 적암층의 기저부를 이루는 암석으로, 정장석, 사장석, 백운모 등을 주로 포함하며, 장석류들은 풍화를 받아 고령석으로 변화된 경우가 많다. 적색 사암은 아코즈 사암의 상부 분포하며, 석영과 장석류가 대부분이다.
중생대 백악기 규장암은 청송군과 영덕군의 행정 경계 일대를 따라 저반상으로 나타나는데, 사장석, 녹염석, 녹니석 등의 구성광물로 이루어져 있으며, 주변의 어 느 암석보다도 풍화에 매우 강하여 돌출된 지형을 형 성하고 있고, 불규칙한 수직 절리가 발달하여 험준한 지형 기복을 이루기도 한다.
청송군 옹점리 일대의 지형 기복은 이 지역에 분포 하는 암석의 특성을 그대로 반영하여 나타나고 있다.
옹점리 동부에 위치한 중생대 백악기 규장암은 고도가 높고 돌출된 급경사의 암봉들을 이루는 경우가 많아 서, 다른 암석에 비해 풍화·침식에 대한 저항력이 강 한 경암으로 판단된다.
Table 2. Days below zero of minimum temperatures at Juwangsan AWS (2007~2008).
주왕산 AWS의 일 최저기온 영하일수(2007~2008년).
October November December January February March April Total
Days 1 20 27 31 28 23 5 135
Source: Andong weather station.
Table 3. Annual precipitation at Cheongsong-gun. 청송군의 연 강수량.
Year 2001 2002 2003 2004 2005 Mean
Precipitation (mm) 716 1,174 1,676.6 1,196.1 854.4 1,111.6
Source: Cheonsong-gun.
Figure 6. Study area and geomorphology in 1:25,000 Cheongsong sheet. 1:25,000 청송 도엽의 지형과 연구 지역.
Figure 5. Geology in 1:25,000 Cheongsong sheet. 1:25,000 청송 도엽의 지질.
GIS 프로그램을 이용하여 청송 도엽에 분포하는 4 개 암석의 지형 기복 특성을 분석해 본 결과(Table 4), 백악기 규장암 분포 지역은 해발고도가 높고 평균 경 사도는 가장 급한 것으로 나타나서, 백악기 규장암이 4 개 암석 중에서 가장 높고 험준한 지형을 형성하고 있 음을 알 수 있다. 또한 백악기 규장암 지역은 4개 암석 중에서 표면적에 대한 부피의 비율이 가장 큰데, 이는 지표면의 형태가 상대적으로 단조롭다는 것, 즉 기복 이 단순하다는 것을 의미한다. 이러한 점은 다른 지역 에 비해 규장암 지역의 사면 기복이 매우 단조롭게 표 현되어 있는 Figure 6에서도 쉽게 확인된다.
반면, 청송 도엽에서 가장 넓은 면적을 차지하는 쥐 라기 청송화강암 지역은 평균 해발고도가 가장 낮고 평균 경사도도 낮은 편이며 표면적에 대한 부피의 비 율이 가장 낮아서, 전체적으로 낮고 완만하면서도 개 석을 많이 받아 요철이 심한 지형 기복을 이루고 있다.
따라서 청송화강암은 청송 도엽 내에서 상대적으로 풍 화·침식에 가장 약한 암석으로 판단된다.
3. 암설 사면의 형성 요인과 분포 특성
청송 도엽에서도 백악기 규장암의 분포 지역인 옹점 리의 동부 산지에서만 암설 사면이 집중적으로 분포하 다는 점에서, 규장암의 암석 특성이 암설 사면을 이루 는 가장 중요한 요인으로 판단된다.
규장암은 주변의 암석보다도 상대적으로 풍화·침 식에 강하기 때문에, 급경사의 단애로 이루어진 사면 을 이루는 경우가 많다. 또한 현지에서 노두를 관찰해 보면, 규장암 내부에는 불규칙한 수직 및 수평의 절리 가 무수히 많이 발달되어 있기 때문에(Figure 7), 이러 한 절리의 내부에 침투한 수분을 매개로 한랭기에 동 결파쇄 작용이 활발히 진행된 결과, 단애로부터 암설 이 떨어져 나와 단애의 하단부에 암설이 쌓이게 되면 서 애추 사면이 형성된 것으로 판단된다. 그리고 이러 한 과정이 반복되면서 단애면은 점차 후퇴되고 단애의 하단부에 암설이 계속 쌓여, 결국 단애면은 사라지고 일정한 각도를 이루는 매끄러운 암설 사면만 존재하는 것으로 판단된다(Figure 8).
Table 4. Properties of geomorphic relief of each bedrock in Cheongsong sheet.
청송 도엽의 각 암석별 지형 기복의 특성.
Elevation (m) Mean slope
Plane area Surface area Volume Volume/
Bedrock degree
(km2) (km2) (km3) surface
Maximum Minimum (°) area
Cretaceous felsite 710 435.8 30.4 17.4 028.6 07586.4 435.8
Cretaceous sandstone 790 363.9 24.3 43.0 080.7 15634.2 363.3
Triassic
510 282.2 25.8 70.8 115.6 20018.9 282.7
Cheongsong granite Precambrian
480 304.1 26.6 6.0 012.4 01815.0 304.0
limesilicate
Figure 7. The photograph of felsite outcrop.
규장암 노두의 사진.
옹점리 일대의 규장암 지역은 해발고도가 높고 경사 가 급하지만, 사면은 단면과 평면의 형태가 매우 단조 로운 직선 사면이 대부분이다. 이러한 단조로운 직선 사면은 건조 또는 반건조 지역에 25~35°의 안식각을 유지하며 암설이 덮인 사면에서 가장 특징적이며 (Ritter et al., 1995), 식생 피복이 불량한 지역에서 우 곡을 발달시키지 않는 우세의 과정을 통해 유지된다 (Summerfield, 1991). 따라서 직선 사면을 띠는 옹점 리 일대의 대부분 산지들은 암설이 노출된 곳 뿐만 아 니라, 식생이 피복된 곳도 지표면을 구성하는 입자들 은 대부분 암설로 이루어졌을 가능성이 높다.
그리고 야외조사를 통해 관찰한 결과, 이러한 직선 사면에서는 거의 산정부까지 암설로 뒤덮여 있는 지역 이 대부분을 차지하고 있으며(Figure 2, 3). 일부 지역 에서는 직선 사면 내에 소규모의 단애를 이루면서 수 직으로 기반암이 돌출되어 있는 곳들이 발견되기도 한 다. 따라서 현재 옹점리 동부의 암설 사면은 Figure 8 의 애추 사면의 변화 과정에서 3단계보다는 4단계에 가까운 발달 과정에 해당되는 것으로 볼 수 있다.
1971년에 촬영된 항공사진을 토대로, 옹점리 동부 지역의 산지에서 암설 사면이 나타나는 지역을 표현한 분포도가 Figure 9이다. 옹점리 동부 지역 산지는 대부 분 암설이 덮인 직선 사면을 이루고 있기 때문에, 암설 사면 분포도는 사면이 암설로 덮여 있는 지역을 표현 하고 있는 것이 아니라, 지표면이 식생에 의해 피복되 지 않아 사면에 암설이 그대로 드러나 있는 지역을 의 미하는 것이라고 할 수 있다.
옹점리 동부 지역에 분포하는 암설 사면에 대한 특 성을 정량적으로 파악하기 위하여 ArcGIS에서 격자 크
기 5m의 DEM을 생성한 후 해발고도, 경사도, 사면 향 을 분석하였다(Table 5, 6). 분석을 실시한 옹점리 동 부 지역의 면적은 5.619km2이며, 암설 사면 면적은 0.277km2로 계산되어, 암설 사면의 면적 비율은 Figure 8. Evolution of talus slope(modification from Selby(1993)). 애추 사면의 변화 과정.
Figure 9. Distribution of debris slope at eastern Ongjeom-ri. 옹점리 동부 지역의 암설 사면 분포.
4.93%로 나타났다.
분석을 실시한 옹점리 동부 지역의 평균 해발고도는 440.5m이며, 여기에 분포하는 암설 사면의 평균 해발 고도는 400.9m로서, 분석 대상 지역의 평균보다 낮게 나타났다. 이는 암설 사면이 대체로 산지 사면의 중·
하단부에 분포하고 있다는 것으로, 사면 중·상단부에 서 공급된 암설이 낙하와 같은 중력의 작용에 의해 사 면의 중·하단부로 이동되어 분포하고 있음을 의미한 다.
평균 경사도는 옹점리 동부 지역이 30.87°이며, 암 설 사면은 32.59°로 계산되었다. 낙하에 의해 형성된 애추와 같은 사면은 사면이 안정될 수 있는 한계에 해 당하는 가장 높은 각도인 안식각에 의해 사면의 경사 도가 좌우된다. 낙하에 의해 형성되는 애추 사면의 각 도는 29~37°의 범위(Selby, 1993)에서 나타나므로, 옹 점리 동부의 암설 사면 지역 뿐만 아니라, 동부 지역 전체의 사면은 애추의 발달 과정과 관계가 매우 높은
것으로 판단된다.
옹점리 동부의 분석 대상 지역과 암설 사면에 대한 사면향 분석을 실시한 결과(Table 6), 분석 대상 지역 에서는 남서향이 약 16%, 서향과 북향이 각각 약 15%, 북서향과 남향이 각각 약 11%, 북동향과 남동향이 각 각 약 10%로서, 모든 사면 향의 면적 비율이 약 8~16% 범위에서 고르게 나타났다. 그러나 암설 사면 이 위치한 곳은 남서향이 약 34%, 서향이 약 29%, 남 향이 약 13%로, 남-남서-서향의 범위에서 면적 비율 이 매우 높은 것으로 계산되었다.
사면향 분석 결과, 옹점리 동부 지역에서는 북사면 과 동사면에 비해 남사면과 서사면에서 암설 사면의 분포 면적이 매우 넓은 것으로 확인되었다. 그러나 옹 점리 동부 지역은 대부분 직선 사면을 이루고, 안식각 에 해당하는 사면 각도를 나타내며, 현지 조사 결과 식 생의 밀도와 관계없이 모든 사면의 지표면에서 크고 작은 암설이 지표를 덮고 있는 모습을 관찰할 수 있기
Table 5. Slope aspect at eastern Ongjeom-ri. 옹점리 동부 지역의 사면 향.
Elevation(m) Slope degree(°)
Whole area Debris slope Whole area Debris slope
Minimum 050.8 274.3 000.0 000.0
Maximum 705.0 631.5 089.7 64.65
Mean 440.5 400.9 30.87 32.59
Standard deviation 096.4 081.1 11.31 07.83
Table 6. Elevation and slope degree at eastern Ongjeom-ri. 옹점리 동부 지역의 해발고도와 경사도.
Whole area Debris slope
Cell count % Cell count %
Flat 9,538 4.25 110 0.69
N 32,914 14.66 720 4.49
NE 22,962 10.23 731 4.56
E 17,879 7.96 233 1.45
SE 22,169 9.87 771 4.80
S 24,117 10.74 2,052 12.79
SW 35,991 16.03 5,380 33.53
W 33,872 15.09 4,593 28.62
NW 25,063 11.16 1,457 9.08
Total 224,505 100.00 16,047 100.00
때문에, 이러한 사면향 분석 결과는 암설 사면의 형성 과정과 관련한 결과라기보다는, 암설 사면 형성 이후, 북사면과 동사면은 식생 피복이 활발히 진행되어 암설 사면을 피복함으로서 상대적으로 암설 사면의 면적이 좁은 것으로 나타나고, 남사면과 서사면은 상대적으로 식생 피복이 불량하여 암설 사면이 유지되고 있는 지 역이 상대적으로 넓게 나타난 결과로 해석된다. 즉, 사 면향과 관련된 미기후적인 영향에 의해, 남사면과 서 사면은 북사면과 동사면에 비해 상대적으로 일사량과 기온이 높아서 토양층이 빈약한 암설 사면의 표면에서 수분 증발이 더욱 활발하게 발생함으로서, 식물이 이 용할 수 있는 수분의 양이 매우 적기 때문에(Aguado and Burt, 2006), 남사면과 서사면은 상대적으로 식생 피복이 불량하여, 암설이 지표에 노출된 암설 사면의 면적이 상대적으로 넓게 나타나고 있는 것으로 판단된 다.
4. 암설 사면의 지형 변화
1) 암설 사면의 노출 면적 변화
최근에 암설 사면에서 발생하는 지형 변화의 양상을 파악하기 위하여, 연구 지역인 옹점리 동부에서도 암 설 사면의 특성이 뚜렷하며 분석 조건이 양호한 가 (Ga), 나(Na) 지역(Figure 9)을 중심으로, 지형의 시계 열적 변화와 관련한 정밀한 분석을 실시하였다. 가 지 역은 암설 사면의 규모는 매우 크지만, 사면 하단부에
는 식생이 밀집되어 있고, 측정의 기준점 설정이 어려 워 지상라이다를 이용한 관측이 거의 불가능하기 때문 Figure 10. Distribution area of debris slope each year at Ga area of Ongjeom-ri. 옹점리 가 지역에서 시기별 암설 사면 분포 면적.
Table 7. Distributional Change of debris slope each year at Ga area of Ongjeom-ri.
옹점리 가 지역에서 암설 사면의 시기별 면적 변화.
Year 1971 1991 2005
Area of debris slope (m2) 34,919 24,589 20,264
Variation rate of debris 70.4 82.4
slope area (%) 58.0
Annual vegetation 516.5 308.9
covering area (m2/yr) 431.0
에, 1971년, 1991년, 2005년에 촬영된 항공사진을 대 상으로, GIS 프로그램을 이용하여 좌표 보정을 실시한 후, 각 시기별 암설 사면의 면적과 증감률을 측정하였 다.
그 결과, 1971년에서 현재로 오면서 암설 사면의 노 출 면적이 꾸준히 감소된 것으로 나타났다(Figure 10, Table 7). 가 지역에서 암설 사면의 면적은 1971년에 34,919m2, 1991년에 24,589m2, 2005년에는 20,264m2 로 꾸준히 감소하여, 1971년 대비 1991년에는 70.4%, 1991년 대비 2005년에는 82.4%, 1971년 대비 2005년 에는 58.0%의 면적 감소율을 보였다. 이러한 면적 감 소는 암설 사면 내에 식생이 침투하면서 식생 피복 면 적이 증가하여 발생한 것으로, 암설 사면을 이루는 암 설이 사면 내에 매우 안정적으로 존재하고 있음을 보 여준다. 따라서 암설 사면의 면적 축소는 식생 피복 면 적의 증가로 달리 표현할 수 있으며, 이를 계산해 보 면, 1971년에서 1991년까지 연 평균 516.5m2의 식생 피복 면적이 증가하였으며, 1991년에서 2005년까지는 연 평균 308.9m2, 1971년에서 2005년까지는 연 평균 431.0m2의 식생 피복 면적이 증가한 것으로 나타났다.
2) 사면 내 암설의 활동성
나 지역은 산록의 하단부에 애추와 유사한 형태인 원추형으로 암설 사면이 나타나며(Figure 11), 암설 사 면을 구성하는 암설의 입경은 10~30cm 범위의 각력 이 우세하다. 나 지역 일대에 나타나는 암설의 색은 적 색과 회색의 2가지로 뚜렷하게 구분되는데, 적색의 암 설은 표면이 신선한 상태인 규장암의 암설이며, 회색 의 암설은 규장암의 암설 표면에 서식하는 지의류 및 그 사체들이 회색을 띠면서 코팅되어 있다(Figure 12).
따라서 회색의 암설은 보다 오래전에, 적색의 암설은 보다 최근에 이동·퇴적된 것으로 볼 수 있다.
특히, 나 지역에서는 원추형의 암설 사면 중앙부에 는 적색의 암설이, 가장자리에는 회색의 암설이 위에 서 아래까지 대상으로 분포하고 있다(Figure 11). 즉, 암설 표면에 지의류가 서식하지 않는 적색의 암설이 원추형 암설 퇴적체의 중심부에 위에서 아래로 나타나 고 있다는 것은, 상대적으로 최근에도 사면을 따라 암
설이 공급 또는 이동이 이루어졌을 가능성을 제시하는 것이다.
이러한 암설의 활동 가능성이 의심되는 나 지역을 대상으로, 3차원 지형 스캐너인 지상라이다를 이용하 여 2007년, 2008년, 2009년 3회에 걸쳐 지형 스캔을 실시하고, 자료를 분석하였다. 암설 사면의 두 지점에 대해서는 암설의 형태를 구분할 수 있도록 측점 간격 이 수 cm 이내의 고밀도 스캔을 A, B 구역에서 수행하 였다(Figure 11). A는 지면 기준 약 65m, B는 지면 기 준 약 30m에 위치한다.
시간에 따른 지형 변화 분석을 위해서는 각 조사 시 점별 지형 자료를 모두 정확히 일치시켜야 하며, 이를 위하여 사면 중앙부에 위치하는 지형 변화가 거의 없 는 암벽 지역을 수 cm 간격으로 정밀하게 스캔한 후 각 조사 시점별 자료를 서로 일치시켰다. 이때 각 조사 시점별 오차는 약 7mm이다.
지상라이다를 이용하여, 옹점리 나 지역의 A, B 지 점을 대상으로, 2007년 11월 29일, 2008년 4월 4일, 2009년 6월 14일에 각각 측정한 자료를 토대로, 편차 분석을 실시하여 해당 기간 동안 암설의 변동 여부를 분석하였다. 편차 분석 결과를 나타낸 Figure 13에서 녹색은 공간상의 위치 변화가 거의 없는 것이며, 적색 으로 갈수록 위치 변화가 큰 것이다.
A지점에서는 2007년과 2008년 사이에는 암설 1개 가 제거된 것으로 보이며, 2008년과 2009년 사이에도 암설 1개는 제거되었고, 또 다른 암설 1개는 새롭게 추 가되었을 가능성이 높은 것으로 나타나고 있다. B 지 점에서는 2007년과 2008년 사이에 암설 1개가 제거되 었으며, 2008년에서 2009년 사이에는 암설 2개가 제거 되었다.
라이다 분석 결과, 변동이 발생한 암설 입자는 해당 위치 내에서 약간의 움직임을 통해 상태가 변화되었기 보다는 해당 위치에서 완전하게 제거되어 사라지거나 새롭게 추가되는 형식으로 변화가 발생하였다. 따라서 매우 미약하긴 하지만, 최근에도 암설 사면 내에 암설 입자들이 추가되거나 이동되어 제거되는 등의 변화가 나타나는 것으로 추정된다.
그러나 이동하는 암설 입자가 배후에 위치한 단애면 으로부터 새로 공급되어 암설 사면에 추가된 것인지,
사면 상부에 위치하던 암설 입자가 사면을 따라 이동 하는 것인지에 대해서는 정확히 알 수 없으며, 이를 파 악하기 위해서는 장기간의 정밀한 보완 조사가 요구된 다. 또한 지진과 같은 진동이나 태풍, 폭풍우 등의 악 기상은 사면 내에서 암설이 이동되는 자연 조건이 되 기도 한다. 다만, 본 연구 기간인 2007년 여름부터
2009년 가을까지 청송 지역에서는 지진이나 태풍의 영 향은 없었다.
Figure 11. Landscape of Na area. 나 지역의 경관.
Figure 12. Samples of debris on slope at Na area of Ongjeom-ri. 옹점리 나 지역의 암설 표본.
Figure 13. Deviation analysis data of Na area (unit: m). 옹점리 나 지역의 편차 분석 결과.
4. 결론
본 연구는 암설 사면이 매우 높은 밀도로 분포하고 있는 경상북도 청송군 파천면 옹점리의 동부 산지를 대상으로, 암설 사면의 분포 특성과 이에 영향을 미친 형성 요인, 그리고 암설 사면 내 식생 피복의 변화 정 도와 사면 내에서 암설의 이동 여부를 분석하였다.
그 결과, 백악기 규장암의 분포 지역과 암설 사면 밀 집 지역이 일치하는 점에서, 옹점리 동부 산지에서 암 설 사면이 잘 발달하는 가장 중요한 요인은 기반암의 특성으로 볼 수 있으며, 내륙에 위치한 산지 지역으로 영하일수가 비교적 길게 나타난다는 점에서, 이 지역 의 기후 특성도 암설 사면의 형성에 중요한 영향을 미 치고 있다. 즉, 규장암은 주변의 암석보다도 상대적으 로 풍화·침식에 강하면서도 불규칙한 수직 절리가 발 달되어 있기 때문에, 급경사의 단애로 이루어진 사면 을 이루는 경우가 많고, 이러한 단애에 발달한 수직 절 리의 내부에 침투한 수분을 매개로 겨울철에 얼음의 쐐기작용이 활발히 진행된 결과, 단애로부터 암설이 떨어져 나와 단애의 하단부에 암설이 쌓이게 되었던 것으로 판단된다. 그리고 현재, 옹점리 동부 산지는 식 생 피복의 유무와 관계없이, 거의 대부분 사면이 암설 로 뒤덮여 있는 직선 사면을 이루고 있다는 점에서, 사 면 발달 단계에 있어, 애추 및 단애로 이루어진 사면에 서 단애가 거의 사라진 암설 사면 단계에 이르고 있다 고 볼 수 있다.
암설 사면에 대한 사면향 분석 결과, 북사면과 동사 면에 비해 남사면과 서사면에서 암설 사면의 분포 면 적이 넓은 것으로 나타났다. 이는 남사면과 서사면이 북사면과 동사면에 비해 상대적으로 일사량과 기온이 높으므로 지표에서 수분 증발이 활발해져, 상대적으로 식생 피복이 불량한 결과, 암설이 지표에 노출되어 나 타나는 면적이 넓기 때문인 것으로 판단된다.
옹점리의 가 지역을 대상으로 암설 사면의 면적과 증감률을 측정한 결과, 1971년부터 2005년까지 58.0%
의 암설 사면 면적 감소율을 보여, 식생 피복으로 인해 암설 사면의 면적이 꾸준히 감소하였으며, 이를 연간 식생 피복률로 계산하면, 매년 평균 431.0m2의 면적에
서 식생 피복이 증가한 것으로 나타났다.
그리고 옹점리의 나 지역을 대상으로 지상라이다를 이용하여, 개별 암설 입자의 변동 여부를 분석 결과, 두 지점에서 대체로 1년 동안 1~2개 정도의 암설 입자 가 해당 위치에서 완전하게 제거되어 사라지거나 새롭 게 추가된 것으로 분석되었다. 그러나 이들 암설 입자 가 배후에 위치한 단애면으로부터 새로 공급되어 암설 사면에 추가된 것인지, 사면 상부에 위치하던 암설 입 자가 사면을 따라 이동하는 것인지에 대해서는 정확히 알 수 없으며, 이를 파악하기 위해서는 장기간에 걸친 정밀한 보완 조사가 요구된다.
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Correspondence: Gwang-Ryul Lee, Department of Geography Education, Teachers College, Kyungpook National University, Sankyuk-dong, Buk-gu, Daegu, 702-701, Korea (e-mail: [email protected], phone:
+82-53-950-5859)
최초투고일 2010. 4. 13 수정일 2010. 5. 6 최종접수일 2010. 5. 12
