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

Abstract

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.