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ISSN : 1598-5725(Print)
ISSN : 2093-8470(Online)
Journal of Navigation and Port Research Vol.43 No.1 pp.64-71
DOI : https://doi.org/10.5394/KINPR.2019.43.1.64

Prediction of Topographic Change in the Estuary of Nakdong River and Analysis of Its Contribution by External Force Condition

Kang-Min Kim*, Joong-Woo Lee†
*Hangdo Engineering Co. Ltd., Seoul 08378, Korea
Division of Construction Engineering, National Korea Maritime and Ocean University, Busan 49112, Korea

(주) 이 논문은 “낙동강 하구 하류역 지형변화 예측”이란 제목으로 “2018 추계학술대회 한국항해항만학회논문집(경주 더케이호텔, 2018.11.8-9, pp.38-39)”에 발표되었음.


Corresponding author: 종신회원, jwlee@kmou.ac.kr051)410-4461
07/02/2019 28/02/2019 28/02/2019

Abstract


It is very important to understand the mechanism of estuary topographic changes for the study of estuary management and treatment methods. In this study, the effects from the land-side, such as rainfall, river discharge, sediment discharge, and sea side, such as tide, tidal current, wave and surface sediments related to the topographic changes of the Nakdong river estuary were investigated and analyzed. Based on the analyzed data, topographic modeling was performed to analyze the topographic change and contribution of external force conditions. As a result of numerical modeling, the topographic change showed that erosion that predominates in the water directly affected by the discharge of the estuary barrage. The deposition predominates in the indirectly affected tideland. As sediments moved along the water way being sorted and distributed by the wave, the deposition predominated in the front of the barrier island. Compared with the deposition dominance, which is the result of the topographic change prediction, the impact of each external force condition gives larger erosion. However, the combined impact of each external force condition showed deposition dominant. Therefore, the topographic changes of the Nakdong river estuary are considered to be the result of various complex external factors. The impacts of each external force condition show the different contribution to each comparison area. These results should be considered when establishing the estuary management method. It must be understood that this is the result of complex interactions.



낙동강 하구 지형변화 예측 및 외력조건에 따른 기여도 분석

김 강민*, 이 중우†
*(주)항도엔지니어링 종신회원02)6959-4431
한국해양대학교 건설공학부

초록


낙동강 하구의 지형변화 메커니즘을 파악하는 것은 하구의 관리방안과 처리방법 연구에 매우 중요하다. 본 연구에서는 낙동강 하 구의 지형변화에 관여하는 강우, 하천유량, 유사량과 같은 육역으로부터 영향과 조석, 조류, 파랑, 표층퇴적물 등과 같은 해역으로부터의 영향 을 조사·분석하였다. 분석된 자료에 근거하여 지형변화 실험을 수행하고, 지형변화와 외력조건별 기여도를 분석하였다. 수치실험 결과 지형변 화는 하굿둑 방류 영향을 직접적으로 받는 수로부를 중심으로 침식이, 간접 영향권인 간석지를 중심으로 퇴적이 우세하게 나타났다. 수로부를 따라 이동되는 퇴적물이 파랑에 의해 분급, 배분되면서 울타리선 전면부에는 퇴적이 우세하였다. 지형변화 실험결과인 퇴적 우세현상과 비교 하여, 외력조건별로 침식의 기여도가 크게 나타나고 있으나 각 외력조건의 복합적인 영향은 퇴적이 우세하게 나타나고 있다. 따라서, 낙동강 하구의 지형변화는 여러 복합적인 외력인자의 결과로 판단된다. 또한, 각 외력조건별 영향은 구역별로 상이한 기여도를 보이므로 하구관리방 안 수립시 이러한 결과를 고려해야 하고, 반드시 복합적인 상호작용의 결과로 이해하고 있어야 할 것으로 사료된다.



    1. 서 론

    하구를 포함한 연안 환경은 하천유입량, 조석, 파랑 등과 같 은 여러 가지 형태의 매우 복잡한 외력인자에 의하여 지배되 고, 이러한 외력조건 하에서 삼각주(delta)나 사주(sandbar) 같 은 다양한 형태의 퇴적체가 발달한다.

    낙동강 하구는 낙동강 상류로부터 유입되는 다량의 토사가 하류로 내려와 수심의 감소와 유속의 약화, 그리고 조석, 파랑 등의 해수의 작용을 받아 해안선과 평행한 크고 작은 사주의 형태로 만들어진 진우도, 신자도, 도요등과 같은 울타리섬 (barrier island)과 백합등, 대마등과 같은 다수의 사주가 발달되 어 있다. 전술한 연안사주들의 발달은 낙동강 하굿둑과 부산항 신항 건설 이후 급속도로 성장하고 있고 낙동강 하구역의 육지 화로 귀결될 것이라고 예상하는 이도 있다(Ban, Y. B, 2015).

    이러한 부산항 신항과 하굿둑의 건설과 같은 대규모 개발 은 낙동강 하구에서의 하천류, 조석, 조류, 파랑 등을 포함한 동수역학적 변화(hydrodynamic variation)와, 동반하여 물질 순환(mass transport) 구조도 변화시켜 연안사주의 발달 등을 포함한 지형변동에 큰 영향을 주고 있다. 특히, 하굿둑 건설 이후 수문의 조시에 따른 개폐로 인하여 밀도류 변화와, 해수 면 축소로 인한 해수유동 변화 등과 같은 해양환경적 변화가 발생하고 있다. 이러한 외력적인 측면의 변화는 퇴적환경에 큰 영향을 미치고, 종국에는 수·저질환경, 생태환경 등에 큰 영향을 미친다.

    낙동강 하구의 지형변화 예측에 관한 연구는 제 해양환경 과 밀접한 관련을 가지게 된다. 또한, 지형변화에 관여하는 외 력조건별 기여도를 분석하는 것은 하구관리 및 처리 방법을 결정하기 위한 필수적인 과정이라고 판단된다.

    따라서, 본 연구는 낙동강 하구의 퇴적환경 변화에 관련되 는 인자를 수집하고 이를 분석하여 수치모형의 입력자료를 정 리하였다. 이를 근거하여 모형을 구축 및 검증한 후 현재상태 의 지형변화를 예측하고 조석, 하천유입량, 파랑 등과 같은 외 력조건에 따른 지형변화의 기여도를 분석하였다.

    2. 기존 연구

    Busan Regional Office of Oceans and Environments(1992) 의 조사에 의하면 낙동강 하굿둑이 건설 전인 1986∼1987년의 지형변화는 하굿둑 건설로 인한 다량의 토사 정체와 을숙도 남동단에 위치한 하단천 유로 개변(改變), 그리고 이로 인한 하구 일대의 외력조건 변화로 을숙도 남동단에서 발달한 초승 달 모양 사주의 중간지점에서 백합등을 향해 새로운 사주가 형성되어 백합등 북단에 거의 합성되고, 을숙도 남단에서 약 100m 간격을 두고 역삼각형의 새로운 사주가 백합등의 북서 단을 향해 발달하는 것을 밝혀냈다. 그리고, 하굿둑이 건설된 5년 이후 사주와 간석지를 포함하는 지형변화는 사주 남단을 중심으로 간석지가 점차 증가한다는 사실을 적시하였다. 또한, 낙동강 유동은 하굿둑 건설 이전에는 조석이 주된 외력인자였 지만(Ryu, C. R. and Chang, S. D., 1979),

    하굿둑 건설 이후는 수문의 개폐에 따른 담수의 영향이 주 된 외력인자로 나타났다는 사실은 누구나 추론할 수 있다 (Jang, S. T. and Kim, K. C., 1997). 결론적으로 낙동강 하굿 둑 건설 이후 하구의 사주는 다양하게 변화되었고, 지속적으 로 외해방향으로 발달하고, 해안선의 변형 및 울타리섬 형성 에 의하여 하구 지형에 커다란 변화가 발생한 것으로 해석되 었다(Kim, S. H. et al., 2003).

    진우도를 중심으로 수행된 연구에서 진우도 남측은 강우량 이 적고 북풍이 우세한 동계에 퇴적현상이, 방류량이 많고 남 풍이 우세한 하계에 침식현상이 우세한 반면에, 진우도 동측 은 낙동강 방류량이 많은 시기에 퇴적이 우세하여 남측과는 다른 지형변화 양상을 보인다고 발표하였다(Lee, I. C. et al., 2007). 이는 하굿둑 건설이 낙동강에 의한 퇴적물 유출과 하구 내의 퇴적물 운반에 변화를 초래하여 하구 일대의 퇴적환경에 영향을 주었기 때문이다. 또한 하굿둑 건설 이후 낙동강에 의 한 퇴적물 공급이 현격하게 감소하고 하굿둑에서 퇴적이 둔화 되었을 뿐만 아니라, 파랑 및 조석에 의한 수리학적 영향이 지 형변화에 가세되었을 것이다.

    그러나, 이러한 낙동강 하구 지형변화에 관한 연구결과는 최근 10년 이내에 활발히 발표되고 있으나, 주로 과거자료와 상호 비교·분석하거나 육상의 지형변화 및 환경변화에 초점을 두었을 뿐만 아니라 일부 국한된 지역에 그치고 있다. 또한, 종합적인 평가를 할 수 있는 연구는 비공개되거나 일부의 이 익을 위한 결과로 판단된다. 이렇듯 낙동강 하구는 하굿둑 건 설 이후 급속한 변화를 보이고 있으며, 이에 대응하기 위한 기 초자료를 확보하는 것은 하구의 관리방안 및 처리방법을 연구 및 채택하는데 매우 중요하게 하겠다.

    본 연구의 목적은 기존 연구와 관련하여 이러한 정책적 결 정을 위한 기초자료를 제공하는 것으로 향후 본 연구에서 제 시된 기초자료를 이용한 후속 연구가 지속적으로 진행되기를 기대한다.

    3. 수치모형의 수립

    본 연구의 목적인 지형변화의 기여도를 분석하기 위하여 선행되어야 할 사항은 예측 실험을 수행하는 것이다.

    예측 실험을 위해서 조석, 조류, 파랑, 하천 담수유입량 등 의 외력조건을 파악하였으며, 주변해역의 매립 및 사주 발달 등이 포함된 최근의 수치해도 및 수심측량 성과를 통한 지형 적인 변화를 우선하여 조사하였다.

    실험은 하천과 조석경계를 기반으로 하는 해수유동 결과를 기반으로 지형변화 모형을 구축하였다. 본 연구의 적용 모형 인 Delft3D는 흐름, 토사이송, 파랑, 수질, 해저지형과 생태환 경 변화를 모의할 수 있는 3차원 수치모형으로서 네덜란드의 Delft 수리연구소에서 개발하여 공유되고 있다(Lesser, G. R. et. al., 2004).

    3.1 모형 구축

    계산영역은 Fig. 1, 2에 도시한 바와 같이, 본 연구대상역인 낙동강 하구를 중심으로 서측으로 진해만과 거제도를, 동측으 로 부산 해운대를 포함하여 해수유동과 외해 내습파랑, 그리 고 하천유입량에 따른 영향이 고려될 수 있도록 설정하였다.

    격자체계는 낙동강 하구역에서 가장 좁은 수로폭을 가지는 진우도-신자도 간을 재현할 수 있는 분해능을 가지기 위하여 수평적으로는 최소격자를 50m로 설정하고, 계산시간의 단축 을 위하여 수심변화가 작은 외해역에서는 최대 1,600m의 가 변격자를 구성하였으며, 밀도류와 해저 마찰 등의 영향이 고 려될 수 있도록 수직적으로는 5개층으로 구성하였다.

    3.2 외해 조석 및 하천 경계조건

    해수유동 실험 시 외해 경계는 M2, S2, K1, O1, N2의 5개 분 조의 합성조석(수위)을 입력하였다. 담수유입량에 따른 밀도 류를 고려하기 위하여 외해역의 염분은 국립수산과학원의 최 근 10년간(2007∼2018년) 관측자료의 평균값인 표층 31.25psu, 저층 33.94psu를 입력하였다(MEIS, 2018). 또한, 지형변동 실 험 시 부유사의 초기 및 경계농도는 국립수산과학원의 최근 10년간(2007∼2018년) 관측자료의 평균값인 14.9㎎/L를 입력 하였다(MEIS, 2018).

    낙동강 하구역으로 유입되는 하천의 담수량이 존재하는 곳 은 녹산수문과 낙동강 하굿둑이다. 여기서, 녹산수문은 유입량 이 매우 적고 방류량 자료가 전무하기 때문에 하천류의 장기 적인 변화특성을 파악하기 위하여 최근 10년간(2006∼2016)의 낙동강 하굿둑 일평균 방류량 자료(Kwater, 2018; Fig. 3) 중 연간 상위 1일에 해당하는 평균유량을 최대 홍수량인 12,208.5 ㎥/s, 홍수기인 상위 45일에 해당하는 평균유량인 홍수량 3,029.9㎥/s, 이를 제외한 평수기 방류량인 230.5㎥/s로 계산되 었다. 또한, 계절별 평균 방류량은 춘계(3∼5월) 324.3㎥/s, 하 계(6∼8월) 306.7㎥/s, 추계(9∼11월) 144.9㎥/s, 동계(12∼2월) 136.1㎥/s로 산정되었다.

    Kim, B. D.(2008)Kwater(2008)의 연구에 의하면 부산항 신항 건설 이후인 1999∼2003년 간의 하굿둑의 평균 연간 부 유사량은 4.0×106㎥이다. 이를 모델에 입력할 수 있는 부유사 유출량으로 산정하기 위하여 공사시 발생 원단위를 도입하였 다. 발생원 단위는 양질토(sandy loam)의 준설토사가 여수토 를 통하여 유출되는 값인 0.1㎏/㎥로 결정하였다. 산정된 부유 사 유출량은 4.0×105㎥이다. 지형변동 실험 시 하천 시기별 부 유사량을 입력하기 위하여 환경부의 물환경정보시스템에서 제공하는 최근 10년간(2008년 2월∼2016년 8월; 2006∼2007년 자료는 누락되어 공개되지 않음)의 부유사 농도 자료를 분석 하였다(Fig. 4). 전술한 유량 산정방법과 동일하게 하천 시기 별 부유사 농도는 평수시 14.9mg/L, 홍수시 46.0mg/L, 최대홍 수시 61.1mg/L로 계산되었다. 하천 시기별 부유사 농도를 기 준하여 유량 산정방법과 동일하게 각 부유사량(부유사 유출 량)을 산정하였다. 계산결과, 평수시 6.4㎏/hr, 홍수시 139.6㎏ /hr, 최대홍수시 2,612.7㎏/hr로 나타났다. 또한, 기여도 분석 시 계절별 부유사 유출량은 계절별 부유사 농도인 춘계 8.42mg/L, 하계 11.04mg/L, 춘계 11.97mg/L, 동계 7.35mg/L 를 기준하여, 각 계절별 40.2㎏/hr, 52.8㎏/hr, 57.2㎏/hr, 35.1㎏ /hr으로 계산되었다.

    3.3 파랑 조건

    지형변동 실험 시 입사파 제원은 거제도 해상부이의 2016 년 자료(Fig. 5)를 이용하였다(KMA, 2018). 대상시기별 주파 향은 파랑 출현율을 고려하여 결정하였으며, 적용일수는 하계 황천시 15일, 하계 폭풍시 1일, 동계 황천시 15일로 설정하였 다. 파고와 주기는 입사파향별 파랑자료로부터 하계 황천시 연간 상위 15일, 하계 폭풍시 연간 상위 1일, 동계 황천시 연 간 상위 15일에 해당하는 파랑을 평균하여 산정하였다.

    하계 황천시 ENE 파향의 파랑 제원은 2.13m, 7.55s, 하계 폭풍시 ENE 파향의 파랑 제원은 3.00m, 9.08s, 동계 황천시 WSW 파향의 파랑 제원은 1.23m, 6.21s 산정되었다. 또한, 기 여도 분석을 위하여 적용된 각 계절별 대표 파랑은 상위 15일 동안의 평균 파랑을 선정하여 실제 해역에서의 영향이 고려될 수 있도록 하였다. 산정결과, 춘계 SW 파향, 1.54m, 7.35s, 하 계 SW 파향, 2.37m, 8.32s, 추계 SW 파향, 3.57m, 9.37s, 동계 WSW 파향, 2.68m, 9.34s로 나타났다.

    3.4 퇴적특성치

    Kwater(2016)의 해저질 조사 자료를 참고하여 소류사 입력 자료인 입경은 D50과 D90을 0.17㎜, 0.31㎜로 입력하였으며, 안 식각은 Bagnold(1966)의 실험값을 이용하여 30°로 적용하였 다. 또한, 침식 및 퇴적한계 전단응력은 보정실험을 통하여 0.32N/㎡ 및 0.08N/㎡로, 저면마찰은 Soulsby(1983)의 결과를 이용하여 보정실험을 통하여 0.10m로, 침강속도는 Shrestha and Orlob(1996)의 결과를 근거하여 0.0002㎜/s로, 기준침식율 계수와 실험상수는 보정실험을 통하여 결정하였다(Table 1).

    4. 예측 및 분석결과

    4.1 모형 검증

    본 연구 대상지역 부근에서 관측된 자료(Kwater, 2016)를 이용하여 조위와 유속 결과를 보정하였다. Fig. 6에 제시된 조 위관측 3개 정점과 2016년 수행된 조류관측 3개 정점의 자료 를 이용하여 검증을 실시하였다. 조위검증은 기 관측된 조석 의 조화상수를 이용하여 5개 분조(M2, S2, K1, O1, N2)의 진 폭과 지각을 합성하여 관측치와 계산결과의 시계열을 비교한 결과를 Fig. 7에 도시하였으며, 모델의 계산치가 관측치의 경 향성을 잘 재현하고 있다. 조류검증은 Fig. 8의 조류 시계열검 증곡선에 도시한 바와 같이, 다소의 차이는 있으나 대부분의 정점에서 유속과 위상이 잘 일치하는 것으로 나타났다. 따라 서, 본 연구대상지역을 중심으로 유동장 재현이 잘 이루어진 것으로 판단된다.

    Busan Regional Office of Oceans and Fisheries(2016)의 연간 퇴적량 자료를 이용하여 지형변화 결과를 보정하였다. Fig. 9에 도시된 12개 정점에서 2007년 6월∼2015년 10월 동 안 수행된 매몰고 관측결과를 연간치로 환산한 값과 금회 실 험결과와 비교하였다. 12개 정점 중 P1정점은 눌차도 북단의 해안도로 및 호안건설로 인해 유실되어 3년간의 자료로, P12 정점은 2011년 이후부터 관측하기 시작하였으므로 6년간 자료 로 환산되었다(Fig. 10).

    관측치는 -3.50∼1.00cm/yr, 계산치는 -2.58∼0.20cm/yr의 퇴적율로, 5, 8, 9번 정점을 제외한 모든 정점에서 퇴적율이 비 교적 일치하는 것으로 나타났다. 검증결과, 양적인 차이는 있 으나 사주 주변의 정성적인 침식 및 퇴적 양상은 잘 재현하는 것으로 나타나고 있어 이에 대한 정성적 검토가 가능할 것으 로 판단된다.

    4.2 지형변화 예측결과

    지형변화의 각 시기별 결과를 살펴보면, 평상시는 울타리섬 사이의 수로부 내측을 중심으로 침식이, 외측은 퇴적이 우세 하게 나타났다. 하계 홍수시는 담수 유출량으로 인하여 주수 로부를 중심으로 침식이, 수로부를 벗어나거나 확폭되는 지역 과 외해역을 중심으로 퇴적이 강화되고 있다. 하계 폭풍시는 담수 유출량과 외해에서 내습하는 파랑의 영향으로 하구역 대 부분의 영역에서 퇴적이 우세한 양상을 보인다. 또한, 하계 황 천시는 외해역의 내습 파랑의 영향으로 울타리섬 수로부를 제 외한 대부분 영역에서 약한 침식이 나타나고 있다. 동계 황천 시도 하계 황천시와 마찬가지로 울타리섬 수로부를 제외하고 넓은 영역에서 침식이 우세하게 나타나고 있다.

    각 계산시기별 결과를 합성하여 연간 퇴적량으로 환산한 결과, 하굿둑에서 시작되는 주수로부를 중심으로 침식이, 그 외의 간석지 부근과 울타리섬 수로부를 벗어난 외해역에서 퇴 적이 우세하게 나타나고 있다. 특히, 신자도와 도요등의 수로 부의 전면 해역은 반원형의 퇴적 지형이 형성되고, 다대포 해 수욕장 부근을 중심으로 외해역으로 퇴적이 크게 발생하는 것 으로 나타났다(Fig. 11).

    Fig. 12에 도시한 바와 같이 낙동강 하굿둑 주수로부와 그 주변의 간석지, 그리고 울타리섬 전면부를 중심으로 비교 구 역을 설정하여, 낙동강 하굿둑 방류와 외해측 파랑 영향에 따 른 지형변화 양상을 파악하였다. 실험결과는 낙동강 하굿둑 방류 영향을 가장 크게 받는 A, B, C, D구역은 침식이, 파랑 의 영향이 크게 작용할 것으로 보이는 울타리섬 전면에 위치 한 도요등과 신자도의 전면에 위치한 E, F, G구역은 퇴적이 우세하게 나타났다. 하천과 파랑에 영향에 따른 계산시기별 영향을 살펴보면 평상시는 침식이, 하계 홍수시는 E, F구역은 퇴적이, 그 외 구역은 침식이, 하계 폭풍시는 A, B구역을 제외 하고는 침식이, 동·하계 황천시는 약한 침식이 나타나고 있다 (Fi.g 13). 이러한 결과를 전반적으로 평가하자면, A, B, C, D 구역은 하계의 방류 영향으로 침식이, 반대로 E, F구역은 퇴 적이, G구역은 하계 파랑 영향으로 퇴적이 지배적인 지형변화 양상을 만들어내고 있다고 판단된다. 즉, 낙동강 하굿둑 주수 로부를 중심으로 한 영역은 방류의 영향을 직접적으로 받아 침식이 우세하고, 간접적인 영향권에 있는 구역은 퇴적이 우 세하게 나타고 있다고 유추된다.

    4.3 지형변화의 기여도 분석

    본 연구에서 지형변화 예측실험에서 구축된 모형을 이용하 여 지형변화에 기여하는 외력조건별 영향을 파악하였다. 우선 하여 조석에 의한 지형변화 실험(case AF-T)을 수행하고, 이 후 낙동강 하굿둑에서 방류되는 계절별 유출량을 고려하여 실 험(case AF-TR)을 수행하여 그 변화를 분석하였다. 또한, 계 절별 파랑의 영향을 고려한 실험(case AF-TRW)을 수행하여 파랑의 영향을 파악하였다. 기여도 분석결과는 외력조건별 영 향을 파악하기 위함으로, 정량적인 분석보다 정성적인 분석에 목적을 두었다.

    분석을 위하여 설정된 비교 구역은 4.2절에 제시된 바와 같 으며, 조석 영향을 고려한 지형변화 결과는 전반적인 침식 우 세가 지배적인 것으로 나타났다(Fig. 14). 지형변화에 조석이 기여하는 바는 B, D, A, C, F, G, E구역 순으로 나타났다. 이 러한 결과는 사주 간의 협수로에 의한 유속 증가가 큰 영향을 미쳤기 때문으로 판단된다.

    하천 유출량의 지형변화에 관여하는 기여도를 파악하기 위 하여 기 실험된 case AF-T의 결과와 비교하였다. Fig. 15에 도시한 바와 같이 춘계와 하계는 A, C, G구역을 제외한 나머 지 구역에서 퇴적이 우세하게, 추계와 동계는 침식이 우세하 게 나타났다. 지형변화는 하천 유출량에 따라 계절별로 다르 게 나타나지만 춘·하계는 A, C, G구역 순으로 침식에, B, E, F, D구역 순으로 퇴적에 기여하는 것으로 나타났다. 또한, 추 계는 B, E구역 순으로 침식에, A, C, G, F, D순으로 퇴적에 기여하는 것으로 나타났다. 동계는 B, E, F, D구역 순으로 침 식에, A, C, G구역 순으로 퇴적에 기여하는 것으로 나타났다. 또한, 계절별 기여도는 절대치의 계절별 합계를 기준하여 동 계, 춘계, 추계, 하계 순으로 나타났다. 이러한 결과는, 하천유 출량에 따른 지형변화는 주수로부에 위치한 A, B구역이 가장 크게 나타났고, 외해측에 위치한 E, F구역이 인접한 D와 C구 역 보다 민감한 반응을 보인다는 것을, 그리고 동계에 줄어드 는 유량 및 유사량으로 인한 침식 증가가 다른 계절의 퇴적 증가 보다 크게 나타난다는 것을 시사한다.

    전술한 case AF-TR의 결과를 고려하여 파랑의 영향을 추 가하여 지형변화 예측실험(case AF-TRW)을 수행하였다. 파 랑 영향이 지형변화에 관여하는 기여도를 파악하기 위하여 기 실험된 case AF-TR의 결과와 비교하였다. Fig. 16에 도시한 바와 같이 4계절 모두 모든 구역에서 침식이 우세하게 나타났 다. 지형변화는 파랑에 따라 계절별로 유사하게 나타나지만 침식 정도는 다르게 나타나고 있다. 춘계는 G, E, B, F구역 순 으로, 하계는 B, E, F구역 순으로, 춘계는 G, F, E, A구역 순 으로, 동계는 G, F, E, B순으로 침식에 기여하는 것으로 나타 났다. 이러한 결과는, 파랑에 의한 지형변화는 외해측에 위치 한 E, F, G구역에서 크게 반응하고, 계절별 기여도는 동계와, 태풍 시기가 포함되는 추계, 춘계, 하계 순으로 나타났다.

    5. 결 론

    본 연구는 낙동강 하구의 지형변화를 예측하고 외력조건에 따른 기여도를 분석하였다. 이를 위하여 지형변화와 관련되는 각종 환경인자를 수집·분석하여 입력자료로 가공하고, 기존 해양물리 자료를 기준하여 결과보정(모형검증)을 수행하였다. 이후, 구축된 모형을 근거하여 연간 설정시기별 지형변화 예 측결과를 분석하고 계절별 외력조건의 지형변화 기여도를 분 석하였다. 연구결과를 요약하면 다음과 같다.

    지형변화 결과, 하굿둑 방류 영향을 직접적으로 받는 수로 부를 중심으로 침식이, 간석지를 중심으로 하는 간접 영향권 은 퇴적이 우세하게 나타났다. 또한, 울타리섬 전면부의 퇴적 우세 현상은 수로부를 따라 이동된 퇴적물이 파랑에 의해 분 급되거나 배분되기 때문인 것으로 판단된다. 상기의 결과를 통하여 낙동강 하구는 외해쪽으로 전진하여 새로운 사주가 출 현할 것이고, 진우도와 신자도 부근의 간석지와 다대포와 북 측 호안은 퇴적이 더욱 강화될 것으로 예측된다.

    지형변화에 관여하는 외력조건인 조석 및 조류, 하천 유출 량과 파랑의 기여도 분석을 수행한 결과, 조석에 의한 영향은 하굿둑 주수로부와 대마등 부근역, 그리고 맹금머리등과 백합 등 부근역 순의 크기로 나타났다. 계절별 하천 유출량에 따른 영향은 하굿둑 주수로부가 가장 크고, 신자도와 도요등 전면 해역이 대마등 부근역과 맹금머리와 백합등 부근역 보다 크며 동계의 침식 영향이 타 계절의 퇴적 영향 보다 크게 나타났다. 파랑에 의한 영향은 신자도와 도요등 전면해역에서 가장 크 고, 계절별 기여도는 동계와, 태풍 시기가 포함되는 추계, 그 리고 춘계, 하계 순으로 나타났다. 기여도 분석결과, 조석 영 향은 협수로에서의 유속 증가가 간석지의 유속 감소보다 더 크게 나타나고, 하천 유출량은 간석지 보다 주수로부와 울타 리섬 전면해역에서 더 크게 나타났다. 또한, 파랑 영향은 동계 에 가장 크게 나타나고 전반적으로 침식의 기여도가 높게 나 타났다.

    지형변화 예측결과인 퇴적우세 현상과 비교하면 각 외력조 건별 영향은 침식의 기여도가 크게 나타나고 있으나 각 외력 조건의 복합적인 영향은 퇴적이 우세하게 나타나고 있다. 따 라서, 낙동강 하구의 지형변화는 여러 복합적인 외력인자의 결과로 판단된다. 또한, 각 외력조건별 영향은 구역별로 상이 한 기여도를 보이므로 하구관리방안 수립시 이러한 결과를 고 려해야 하고, 반드시 복합적인 상호작용의 결과로 이해하고 있어야 한다.

    Figure

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    Computed area and grids

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    Bathymertic chart and area for the calibration of topographic change model

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    Time series of discharge during 2006∼2016yr at Nakdong river estuary barrage

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    Time series of suspended load during 2008∼2016yr at Nakdong river estuary barrage

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    Wave rose diagram at Geojedo buoy in 2016yr

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    Calibration point for hydrodynamic model

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    Calibration of tide at Gadukdo and Dadaepo

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    Calibration of tide current at PC-1

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    Calibration point for the topographic change model

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    Calibration results of sediment rate

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    Annual sedimentation rate

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    Comparison area for the analysis of sedimentation rate

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    Computed sedimentation rates for various time periods time

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    Delft3D results about tide effects on sedimentation rates

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    Delft3D results about river discharge effects on sedimentation rates

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    Delft3D results about wave effects on sedimentation rates

    Table

    Sediment characteristics

    Reference

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