2020 여름 섬진강 대홍수시 하안식생과 수리 특성의 상호관계

Abstract

하천의 하안 생태계에서 식생, 수문 및 지형 사이에 상호작용이 활발하다. 이들 중 하나의 요인의 작은 변화가 다른두 요인에 큰 영향을 미칠 수 있다. 본 연구에서는 2020년 여름 극심한 홍수로 큰 피해를 입은 섬진강의 선정된 조사지 (가정2 개 및 하한 2 개)에서 이러한 아이디어를 평가하였다. 특히 원격탐사, 수리 모의, 현장 조사를 결합하여 대홍수시 하안식생과수리 특성 간의 관계를 조사하였다. 섬진강 조사구간에 위치한 예성교 수위관측소 (영점표고 EL. 27.4 m)에서의 수위는 2020년8월에 극심한 강우에 의하여 표고 43.1 m까지 상승하였다. 최대 홍수위에서 가정과 하한 조사지의 전단응력은 가정보다 하한에서4 배 더 높았다. 또한 하안식생이 없을 조건보다 식생이 있는 경우에 대홍수시 수위가 수위가 지점에 따라 최대 1m 정도 상승할것으로 추정되었다. 조사구간 두 곳 모두에서 대홍수에 의하여 식생 분포면적의 78-80%가 나지로 바뀌면서 광범위한 생물학적피해를 입었다. 상수리나무와 수고가 낮은 버드나무에 비하여 수고가 높은 버드나무류가 심한 피해를 받았다. 이러한 결과는모든 하안식물종이 극심한 홍수에 대해 동일한 취약성을 가지고 있지 않으며, 교란에 대해 동일한 종류의 피드백을 나타내지않는다는 것을 의미한다. 따라서 하안식생의 수목을 효과적으로 관리하는 동시에 의도하지 않게 야기할 수 있는 홍수위험을최소화하기위한 하천관리 계획이 요청된다.

Because active interactions occur among vegetation, hydrology, and geomorphology in riparian systems, any changes in one of these factors can significantly affect the other two. In this study, we evaluated these interactions at four sites (two in Gajeong and two in Hahan) along the Seomjin-gang River that was substantially devastated by an extreme flood in 2020. We examined the relationship between the riparian vegetation and the hydraulic characteristics of the flood using remote sensing, hydraulic modeling, and field surveys combined. The evaluation results showed that the floods caused a record-breaking rise of up to 43.1 m above sea level at the Yeseong-bridge stage gauge station (zero elevation 27.4 m) located between the Gajeong and Hahan sites, with the shear stress being four times higher in Hahan than in Gajeong. Additionally, the water level during the flood was estimated to be a maximum of 1 m higher depending on the location in the presence of riparian plants. Furthermore, both sites underwent extensive biological damage due to the flood, with 78-80% loss in vegetation, with preferential damage observed in large willow species, compared to Quercus acutissima. The above findings imply that all plant species exhibit different vulnerabilities towards extreme floods and do not induce similar behavior towards events causing a disturbance. In conclusion, we developed strategies for effectively managing riparian trees by minimizing flood hazards that could inevitably cause damage.