한국지형학회 발표-굴업도 목기미 해안 미지형 변화가 국지기상 및

[소혹성 B612]

2009 한국지형학회 동계학술대회 논문집 pp. 59-65.

- 2009.02.06. 관동대학교

굴업도 목기미 해안 미지형 변화가 국지기상 및

사구지형에 미치는 영향

이상영¹ ․ 서종철²

동국대학교¹․대구카돌릭대학교² 

1. 시작하는 글

  지구 기후변화는 18세기 후반 유럽에서 일어난 산업혁명을 기점으로 급속한 산업기술 발전과 사회경제 및 문화적 커다란 변화를 가져왔다.  산업혁명의 결과 상품의 대량 생산 기술은 천연자원의 개발과 남획으로 이어지고, 토지의 무분별한 개발 이용 및  석유 등 새로운 에너지의 과다한 사용으로 지구 열수지 균형이 깨어져 기후 변화를 가져오게 되었다.  기후의 변화는 자연 생태계 구성 요소들의 변화로 인한 대기 순환 체계와 열에너지의 변화에 그 원인이 있으며, 국지기상은 식생 등 자연 생태환경과 미지형의 변화 뿐 아니라 인공구조물 등 지표면의 물리적 변화에 직접적인 커다란 영향을 받는다.

  굴업도는 주변 해역에 민어어장이 형성되어 파시가 열리고, 섬 대분의 지역은 목축 및 땅콩재배로 번성하였으나, 경기만의 제일 서쪽에 위치하여 육지와 교류가 어려운 지리적 특성으로 1980년대 말부터 주민의 이주로 상주인구가 급격히 감소하여 농업은 맥이 끊기고 계단식 밭은 휴경지가 되어 자연초지에서 삼림식생으로 천이되고 있는 실정이다.  최근의 인구 감소로 여름 피서 철 관광객의 민박활동을 제외하고 경제 활동이 전혀 없어 해안지형이 잘 보존되어 있고, 또한 육지와 먼 지리적 특성으로 바다 모래채취 등 인위적인 해저지형 변화도 없는 곳인데 굴업도 목기미 작은마을 앞에 1980년대 초에 세워진 전봇대가 2 m 정도 남기고 묻혀 사구를 형성하여 현저한 해안사구 모래 퇴적 현상을 관찰하였다(이상영과 이민부, 2008).

  단기간에 발달된 해안사구의 형성 원인을 규명하기위하여 해안지형의 변화와 국지기상 물리적 특성을 2008년 1~12월 까지 조사 분석하였다.  해안지역의 토지 이용도가 높아짐에 따라 해안 사빈과 사구의 모래 퇴적과 이동 변화는 삼면이 바다인 우리나라의 국토개발 이용에 있어 중요한 관심사이다.  해안의 사빈과 사구는 자연과학적인 관점 뿐 아니라 주민생활, 관광 휴양, 자원개발 측면에서도 중요한 해안지형으로(강대균, 2001), 해안지형 개발에 따른 국지기상과 사구지형 모래 이동 ․ 퇴적 관계 규명은 해안지역 국토개발 이용에 중요한 지표가 된다.

2. 굴업도의 사빈과 사구의 자연 지리적 특성

  굴업도는 굴업도의 지리적 위치는 동경 126。 00‘ 00“, 북위 37。 10’ 00”에 위치하며, 면적은 1,722,545 ㎡ 이고, 인천에서 직선거리로 60여 ㎞ 에 있으며, 지질은 중생대 말기의 화산암으로 분류되는 응회암으로 구성되어 있다(이상영과 이민부, 2008 ; 이준선 등, 2008).  동섬의 덕물산(136.9 m)에서 서남향으로 80~100 m 전후의 여러 갈래 산지 능성으로 이어져 만(bay)을 이루고 있어 사빈 사구 발달에 적합한 지형을 이루고 있을 뿐 아니라, 섬 지형 계곡은 찬공기호수(cooling pool)를 이루어 해안지형의 차별침식과 특이한 식생군락을 이루고 있다(이상영, 2008).

바람의 주 풍향은 겨울철에는 북서풍이, 여름철에는 동/ 동남풍이 불고 있어 동섬과 서섬을 이어 주는 섬 중앙부 연육사빈의 목기미 해안은 바람의 통로가 되어 해안사구와 산지사면에 풍성사구의 역동적인 발달에 적합한 환경을 만들고 있다.  또한 큰마을 앞 반월형(cove) 만을 이룬 해변(pocket beach)의 서편 암석해안 산지에도 바람이 상승 기류를 나타내어 풍성사구를 이루고 있는데, 이러한 현상은 굴업도 해안 사빈과 사구 지형의 배후 산지 대부분 지역에서 나타나고 있다.  목기미 해안 산지의 해발고도 40여 m 이상의 능선에도 2 m 전후의 모래가 퇴적된 사구를 이루고 있으며 산림지역 내에도 년 중 지속적으로 모래가 퇴적 되고 있다.  굴업도 사구 어느 곳에서나 활성 사구의 지표 생물인 개미귀신이 서식하고 있으며, 굴업도 사구지역은 개미귀신의 우리나라 최대 서식지이기도 하다(이상영, 2008 ; 이상영과 서종철, 2008)).  또한 굴업도 해안의 수심은 동쪽 수심이 60~90 m 를 나타내며, 서쪽은 30~40 m 로 주변 해역과 현저한 차이를 나타내어 조류와 해류의 흐름이 빨라 모래 공급이 원활하고 섬 중앙부가 사빈으로 연결되어 풍속이 강하여 모래의 이동과 퇴적이 용이하여 해안 사구 및 산지풍성 사구가 역동적으로 발달하고 있다(이상영, 2008 ; 이상영과 이민부, 2008 ; 이준선 등, 2008).  특히 덕물산과 연평산 사이에 만에 위치한 pocket beach인 『빨간모래해변』은 굴업도 다른 지역 사빈과 사구의 모래와는 달리 색깔이 현저하게 붉은색을 띄고 있는 데, 이러한 원인은 만 바깥의 깊은 수심과 빠른 해류 및 조류 등의 영향으로 외해에서 모래 유입이 차단되고 만 내부 해안의 철분 함량이 많은 적색세일 계통의 암석에서 풍화된 모래가 대부분 유출되지 못하여 퇴적된 것으로 사료되어 학술적 가치가 매우 높다(이상영 2008 ; 이상영과 서종철, 2008). 

  굴업도는 해안지형과 해저지형이 잘 보존되고, 동남방향으로 여러 갈래 뿌리를 내리고 만을 이루는 지형 특징과 수심이 깊어 강한 해류와 조류의 흐름으로 풍족한 해안 모래를 공급받을 수 있는 여건을 가지고 있을 뿐 아니라, 섬 중앙부의 연육사빈이 바람 골을 형성하여 강한 바람 만들어 사빈 사구의 역동적인 발달에 천혜의 조건을 갖추고 있다.

3. 굴업도 목기미 해안의 미지형 변화

  굴업도 목기미 해안은 동섬과 서섬을 연결하는 연육사빈과 사구로 이루어져 있다. 동쪽 해안은 사빈과 사구로 이루어져 있으며, 서쪽해안은 반월형의 사빈이 발달해 있으며 만조시 해빈에는 다수의 시스텍(sea stack)이 존재한다.  목기미 해안 북서쪽의 와지형 지형에는 작은마을이 있었으며 작은 마을 앞쪽에는 동쪽 해변과 서쪽 해변사이에 해안사구가 발달해 있다.  작은마을에 전기를 공급하기 위하여 1980년대 초에 현재 주민들이 거주하고 있는 서쪽 섬의 큰마을에 있는 발전소에서 전기를 공급하기위하여 연육사빈을 거쳐 작은마을에 전봇대를 설치하였다.  2007년 12월 답사 때에 작은마을 입구 사구의 전봇대가 2 m 정도를 남겨 놓고 묻혀 있는 것과 마을지역으로 모래가 이동하여 퇴적되는 현상이 관찰되어 모래가 역동적으로 퇴적되었다는 것을 확인할 수 있었고(이상영과 이민부, 2008), 그 이후 주민의 청문과 문헌조사, 옛 지형도와 항공사진을 검토하였다.  옛 지형도를 조사한 결과 1900년대 초기에 제작된 지형도와 1916년(大正 5년) 지형도 등에는 목기미 해안 서쪽에 어선 정박용 방파제가 중심부 20여 m 를 남겨두고 남쪽과 북쪽에서 축조되어 있었는데, 주민의 청문에 의하면 기미년(1919년) 해일에 붕괴되었다고도 하고 1931년 해일에 붕괴되었다고도 하는데 현재까지 조사한 옛 지형도와 문헌조사 결과 정확한 연대가 파악되지 않았다.  옛 지형도에서 나타나는 방파제의 잔해로 해빈에 한 줄로 늘어선 암괴들이 현존하고 있었다.  해일로 무너진 작은마을 쪽 방파제는 1997년 10월 돌담을 쌓아 복원하였으며, 그 이듬해 4월에 방파제 윗면에 콘크리트 작업을 하여 현재의 방파제를 완공하였다.  방파제의 크기는 폭 : 윗면 폭 3.3 m : 아랫면 11.0 m, 높이 3.3 m,  길이 44.6 m 이다. 전봇대가 현저하게 모래에 퇴적되어 묻힐 정도의 사구가 역동적으로 형성된 원인을 제공한 해안 미지형의 변화는 규모가 매우 작은 인공구조물인 방파제로 확인되었다.

4. 굴업도 목기미 해안의 국지 미기상 변화와 사구지형의 변화

  해안 사구 지형의 모래 퇴적 이동에 관여하는 기상 요소 중 가장 큰 영향을 미치는 바람의 물리적 특성 변화를 조사하였다.  굴업도 목기미 해안 방파제 축조로 인한 국지 미기상의 변화를 확인하기 위하여 북서풍이 10~15 m/s 부는 날 방파제 서편에서 방파제 상단부 등 4 측정지점에서 연막탄(5분용)을 터뜨려 바람의 이동 방향의 변화를 조사하였다.  조사 결과 방파제 축조로 인한 바람의 물리적 변화를 확인 할 수 있었으며, 풍속에 따라 방파제 높이의 3~6배의 상승기류를 나타내어 해안사구 지역 훨씬 먼 곳까지 영향을 미쳤으며, 방파제와 사구사이에는 상대적으로 풍속이 감소함을 확인할 수 있었다.  방파제가 축조되지 않은 사빈에서 관측한 결과 바람의 이동은 지표면을 따라 이동하여 방파제가 바람의 물리적 특성을 변환시키는 주체임을 알 수 있었다.  또한 굴업도 목기미 해안은 우리나라에서 유일하게 양쪽 해안의 영향을 받는 해안이기 때문에 동 또는 동남풍이 8~10 m/s 부는 날 목기미 해안 동편의 사빈과 사구에서 실시한 실험 결과도 동일한 경향의 결과를 얻었는데, 서쪽 편 실험 보다 더 높은 상승 기류를 나타내어 바람의 물리적 특성의 변화의 값이 크게 나타났다.  이러한 현상은 동쪽과 서쪽의 실험지역의 지면의 경사도의 지형적 특성에서 오는 결과로 판단되며, 하절기와 동절기의 사구에 모래퇴적과 유실되는 결과에서도 입증된다.  목기미 사구 서쪽 사면은 동절기와 하절기 관계없이 4계절 완경사를 이루며 정점을 이룬 후 반대편 동쪽 사면은 완사면을 이루며 내려가는 데, 목기미 서쪽 해안의 지형적 특성으로 북동방향으로 지나는 강한 지표면 바람의 영향이 크다.  그러나 하절기 동풍과 동남풍의 바람은 사구 동사면의 가장자리에 강하게 작용하여 높이 1 m 전후의 단면을 드러낼 정도로  사구를 침식하여 모래를 날려(blowout) 버린다.

  굴업도 목기미 해안의 방파제 복원은 파랑에너지의 감소와 바람의 물리적 특성을 바꾸어 주는 결과를 가져왔고, 또한 바람의 물리적 특성을 변화시켜 상승기류가 되게 하고, 방파제와 사구지역에 풍속을 감소시켜 모래의 퇴적을 용이하게 하였다.  방파제 설치 후 10년 만에 4~6 m 의 높이의 사구가 새로이 형성되었는데, 이러한 결과는 굴업도 자연 지리적 환경이 충분한 모래의 공급이 되고 있는 해안이라는 것을 유추할 수 있게 해준다.  또한 굴업도에서 살다가 육지로 이주 후 2008년 여름 10년 만에 굴업도를 방문한 주민의 청문에서도 실상을 확인할 수 있었다.  그러나 굴업도의 해안 사빈과 사구의 형성에 관여하는 천혜의 자연 지리적 환경과 하절기 폭우 시 해안 곡지와 하구지역에 흘러들어가는 물로 인하여 모래가 높이 1 m 이상 유실된 모래사구가 3주 만에 복원되는 것을 감안한다면 작은마을 앞 사구의 전봇대가 묻힌 기간은 10년 보다 훨씬 짧은 기간일 것으로 사료된다(이상영, 2008).  모래의 입자는 작아 바람의 영향을 민감하게 받아 이동하고 퇴적 지형을 이루므로, 해안 사빈 사구지형의 보존 개발 시 미지형의 변화는 자연생태환경에 미치는 영향은 매우 크기 때문에 세심한 환경영향 평가와 대책이 요구된다.

5. 마무리 글

  굴업도 목기미 해안에 해일로 붕괴된 방파제 복원의 미지형의 변화는 국지기상 중 바람의 물리적 특성을 변화 시켜 사구 지형의 변화에 커다란 영향을 미쳐 단기간에 수 m의 모래를 퇴적하여 사구를 형성하여 해안 지형을 바꾸어 놓았다.  반면에 방파제가 축조되어 해일로 유실되기 전에는 지금과 같은 사구지형이 유지되고 있었다는 것을 추측할 수 있게 해 준다.   해안지형에 인공구조물 또는 골재 채취 등 미지형의 변화는 곧 국지미기상의 변화를 가져오고 해안 지형을 변화시킨다.  또한 기후 변화는 자연생태환경의 심한 변화와 많은 에너지의 사용으로 지구 대기권의 열 수지가 균형을 이루지 못한 결과이기도 하다.  따라서 국토 개발에 있어 다양한 검토와 평가를 하여 지속발전 가능한 개발이 이루어져야 하겠다.

  굴업도 목기미 해안은 인위적인 개발이 거의 없어 보존 상태가 매우 우수하고 우리나라에 유일한 연육사빈으로 경관이 수려할 뿐 아니라, 자연 지리적 생태환경이 해안 사빈과 사구 지형의 교육학습장과 국토개발 보전 연구 실험장으로 활용 보존가치가 높은 사구지형이다.

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사진 1. 굴업도 전경	사진 2. 굴업도 목가미 연육사빈
사진3. 작은마을 앞 목기미사구에 묻힌 전봇대           -1980년대 설치	사진 4. 작은마을의 전봇대-1980년대 설치
사진 5. 목기미 사구와 방파제- 방파제 건너편           에 해일로 유실된 방파제의 암괴들이           보인다	사진 6. 방파제에서 바라 본 목기미사구