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ISSN : 1225-6692(Print)
ISSN : 2287-4518(Online)
Journal of the Korean earth science society Vol.40 No.2 pp.149-162
DOI : https://doi.org/10.5467/JKESS.2018.40.2.149

Characteristics of Surface Topography and Sediments before and after the Typhoon Kompasu in the Gochang Open-Coast Intertidal Flat, Korea

Sol-Ip Kang1, Woo-Hun Ryang1*, Seung-Soo Chun2
1Division of Science Education and Institute of Science Education, Chonbuk National University, Jeonju 54896, Korea
2Faculty of Earth Systems and Environmental Sciences, Chonnam National University, Gwangju 61186, Korea
Corresponding author: ryang@jbnu.ac.kr Tel: +82-63-270-2790
December 31, 2018 March 22, 2019 March 26, 2019

Abstract


In the macro-tide open coast of the Korean western coast, typhoon effects were investigated in terms of variations on topography, surface sediment, and sedimentary environment, which appeared before and after the typhoon Kompasu of 2010. The Kompasu of small size and strong intensity landed on the southwestern coast of the Korean Peninsula and passed across the inland between September 1st and 2nd in 2010. Topography and surface sediments before and after the typhoon were measured and sampled along the survey line of 22 sites in the Gochang Donghori intertidal flat. The intertidal area was divided into high tidal zone, middle tidal zone, and lower tidal zone on the basis of mean high water level, mean sea level, and mean low water level. Topographic variation before and after the typhoon represented deposition of average 0.03 m in high tidal zone, erosion of average −0.15 m in middle tidal zone, and erosion of average −0.39 m in lower tidal zone, respectively. Surface sediments of the intertidal flat consisted mainly of fine to medium sands, and the ratio of fine sand was the largest both before and after the typhoon. Surface sediments after the typhoon became finer in mean grain size showing well sorting rather than those before the typhoon.



태풍 곤파스 전과 후의 고창 개방형 조간대 표층 지형과 퇴적물 특성

강 솔잎1, 양 우헌1*, 전 승수2
1전북대학교 과학교육학부/과학교육연구소, 54896 전북 전주시 덕진구 백제대로 567
2전남대학교 지구환경과학부, 61186 광주광역시 북구 용봉로 77

초록


서해안 대조차 개방형 연안에서 2010년 태풍 곤파스 전후에 나타난 지형, 표층 퇴적물, 퇴적상 변화에 대해 연 구하였다. 소형의 강한 태풍인 곤파스는 2010년 9월 1일과 2일 사이에 한반도 남서부 해안에 상륙하여 내륙을 관통했 다. 태풍 전후에 고창 동호리 조간대의 측선을 따라 30 m 간격으로 22개 지점에서 지형을 측량하고 표층 퇴적물을 채 취하였다. 연구 지역을 평균고조면, 평균해수면, 평균저조면을 기준으로 고조대, 중조대, 저조대로 구분하였다. 태풍 전 후의 지형 변화는 고조대에서 평균 0.03 m 퇴적, 중조대에서 평균 −0.15 m 침식, 저조대에서 평균 −0.39 m 침식으로 나타났다. 조간대의 태풍 전후 표층 퇴적물은 주로 세립사와 중립사로 구성되며, 세립사의 비율이 가장 높게 나타났다. 태풍 후 표층 퇴적물은 태풍 전에 비해 평균입도가 세립해졌고, 양호한 분급을 보였다.



    Ministry of Oceans and Fisheries
    PJT200538

    서 론

    북반구 중위도에 위치한 한반도는 여름철에 태풍의 이동 경로에 있다. 1981년에서 2010년까지 연평균 약 3.1개의 태풍이 한반도에 영향을 주었다(Korea National Typhoon Center, 2018). 2000년 이후 서해 안을 지나 한반도를 관통한 태풍은 2002년 라마순, 2010년 곤파스, 2018년 솔릭 등이 있다. 2010년 제7 호 태풍 곤파스(Kompasu)는 2002년 태풍 라마순 이 후 8년 만에 서해안을 관통하여 인근 지역에 큰 피 해를 주었다(Korea Meteorological Administration, 2011). 태풍시기에 나타나는 강한 폭풍은 해안에서 매우 큰 파랑을 생성하며 일시적인 해수면의 상승을 일으킨다. 이러한 태풍의 영향은 조간대의 지형 침식 과 표층 퇴적물의 퇴적상에 변화를 줄 수 있다(Stone et al., 2004;Claudino-Sales et al., 2008;Houser and Hamilton, 2009;Choi et al., 2012).

    특히 조차가 큰 한반도 서해안의 경우에는 조석과 파랑의 영향을 동시에 고려해야 한다(예, Yang and Chun, 2001;Yang et al., 2005). 최근 파랑과 조석의 영향이 상호작용하는 개방형 연안 환경에 대한 연구 가 활발히 진행되고 있다(Allen and Duffy, 1998;Li et al., 2000;Fan et al., 2004;Lee et al., 2004;Yang et al., 2005, 2006;Dalrymple, 2010;Fan, 2012). 파랑과 조석이 우세한 한반도 서해안에 위치 한 고창군 연안은 약 8.5 km의 직선형 해안선을 보 이는 개방형 조간대이다(Fig. 1). 서해안 개방형 조간 대 환경에서 태풍 외력에 의한 태풍 전후 지형 고도 변화와 퇴적물 조직변화에 대한 연구는 거의 없다. 태풍 전후 연안 환경에 관한 국내 연구는 동해안의 자갈 해빈 변화, 원격탐사 자료를 이용한 지형 변화, 서해안의 사구 침식과 회복 등이 있다(Lee et al., 2005;Hong et al., 2006;Choi et al., 2012;Kim and Kim, 2014). 본 연구는 개방형 대조차 환경인 고창 조간대 지역 중 동호리 측선에서 2010년 태풍 곤파스 전후의 표층 지형 단면 자료와 퇴적물의 입 도자료를 분석하였다. 이를 파랑과 조석의 요인을 고 려하여, 태풍 곤파스 전후 동호리 조간대의 지형변화 와 표층 퇴적물의 시공간적 변화를 연구하고자 한다.

    태풍 곤파스

    2010년 제7호 태풍 곤파스는 2002년 제5호 태풍 라마순 이후 8년 만에 한반도를 관통한 태풍이다 (Fig. 2a; Korea Meteorological Administration, 2010, 2011). 태풍 곤파스는 2010년 8월 29일 21시경 서태 평양의 해수온도가 평년보다 1°C 정도 높은 가운데 일본 오키나와 남동쪽 약 880 km 부근 해상(21.2°N, 134.4°E)에서 발생하였다(Korea Meteorological Administration, 2011). 곤파스는 북태평양고기압의 가장자리 를 따라 북서진 하면서 고수온 역을 통과하면서 점 차 발달하였고 크기는 소형이었지만 강도는 강한 태 풍이었다. 31일 09시경 중심기압 960 hpa, 최대풍속 40 m/s의 강한 태풍으로 발달하였고 9월 1일부터 3일 까지 한반도를 관통하였다(Fig. 2).

    한반도에 상륙 전 태풍 곤파스의 중심기압은 965 hPa, 최대 풍속은 27 m/s, 강풍 반경 300 km을 기록 하였으며 한반도 상륙 당일에는 중심기압 985 hpa, 중심최대풍속은 36 m/s로 나타났다. 9월 1일 18시경 태풍은 전향하기 시작하여 40 km/h 내외로 북동진 하였다. 9월 2일 06시 35분경 강화군 남동쪽 남단에 태풍이 상륙하였고 40-50 km/h로 10시 50분경 강원 도 고성군 앞바다로 이동하였다. 9월 3일 3시경 청진 동쪽 해상(41.2ºN, 134.5ºE)에서 온대저기압으로 변질 되었다.

    우리나라 서해안 지역은 9월 1일 15시에서 9월 2 일 10시까지 태풍 곤파스의 영향을 받았다. 태풍 곤 파스는 다른 지역에 비해 2-3°C 수온이 높게 형성되 어 있는 서해안을 통과하면서 강한 세력을 유지하였 다. 우리나라가 태풍의 위험반원에 들면서 서해안 지 역에서 최대순간풍속 극값을 경신하며 강한 바람으로 인한 피해를 입혔다. 9월 1일 서해상의 홍도에서 최 대풍속이 42.9 m/s, 최대순간풍속 52.4m/s를 나타냈다.

    지역 개관

    연구지역인 동호리 조간대는 우리나라 서해안인 전 라북도 고창군 해리면에 위치하며, 동호리의 북쪽으 로 곰소만 남쪽으로 고리포만이 위치한다(Fig. 1). 고 창군 연안의 해안선은 북북동-남남서 방향으로 약 8.5 km 거리의 직선형 특징을 보이며, 기반암 돌출 해안 등의 지형 경계에 의해, 동호리, 광승리, 명사십 리의 3개 지역으로 세분된다. 동호리 조간대는 북단 의 동호리 돌출암석해안에서 광승리 돌출암석해안까 지 약 2.2 km의 직선 구간으로 주로 세립한 모래 퇴 적물로 구성된다(Kang et al., 2016).

    고창 조간대에서 평균해수면(mean sea level)을 기 준으로 그려진 지형 단면은 완만한 경사와 위쪽으로 오목한 형태를 보인다(Fig. 4). 조간대의 고조대에서 중·저조대 방향으로 갈수록 지형 고도가 낮아지고 지형 경사가 완만해지는 특징이 있다(Kang et al., 2015). 고창 조간대의 표층 퇴적물은 사질 퇴적물이 대부분이며, 세립한 모래 퇴적물의 구성 비율이 가장 높게 나타난다(So et al., 2009, 2010, 2012, Kang et al., 2016). 또한 고조대에서 중·저조대 방향으로 갈 수록 사질 퇴적물의 평균입도가 세립해지는 경향을 보인다(So et al., 2009, 2010, 2012; Kang et al., 2016).

    본 연구에서 사용한 파랑 자료는 기상청이 운영하 는 심원과 상하 자동관측시스템의 기상 자료를 이용 하여 분석하였으며, 태풍 자료는 기상청에서 발표한 2010년 태풍 분석 보고서를 이용하였다(Table 1; Figs. 1, 3; Korea Meteorological Administration, 2010, 2011). 조석 자료와 평균 해면 자료, 지형측량의 기준 점 자료는 고창군 구시포항 기본수준점 자료(tidal bench mark, TBM Nos. 1, 2; Korea Hydrographic and Oceanographic Administration, 2013)를 이용하였 다. 조위 자료는 국립해양조사원이 운영하는 영광 조 위 관측소 자료를 이용하였다(Table 2; Fig. 2b, c;Korea Hydrographic and Oceanographic Administration, 2010). 동호리 조간대의 조석형태는 대조차 5.55 m, 소조차 2.45 m, 평균조차 4.00 m이며, 반일주조형이 다(Korea Hydrographic and Oceanographic Administration, 2013).

    연구 방법

    동호리 조간대 연구는 고창군 해리면 동호리 지역 에서 조류로와 조류세곡의 영향이 크지 않으면서 이 지역을 대표할 수 있는 측선을 선정하였다(Fig. 1). 태풍 전과 후에 각각 표층 지형을 관측하고 표층 퇴 적물을 채취하였다. 각 측점의 위치는 광파거리측량 시스템 Pulse Total Station GPT-7503 (Topcon)을 이 용하여 수평거리를 결정하였으며, 본 조사에 사용된 측량시스템은 3 km 수평거리에 ±2 mm 이하의 고도 오차를 갖는다. 각 측점의 위치는 Garmin GPS V를 이용하여 기록하였다. 해수면 자료는 국립해양조사원 (Korea Hydrographic and Oceanographic Administration, 2013)이 발표한 구시포항 기준의 조화상수 값을 이용하여 계산하였으며, 국토지리정보원(National Geographic Information Institute, 2015)이 제시한 해 상 수직기준체계의 주요 4대 분조 특성과 각종 조석 기준면 계산식을 이용하였다. 구시포항의 평균해수면 (MSL)은 3.35 m, 평균고조면(MHWL)은 5.35 m, 평 균저조면(MLWL)은 1.34 m이다(Kang et al., 2016). 표층 퇴적물의 특성을 파악하기 위하여 동호리 조간 대 측선에서 30 m 간격으로 22개 지점을 선정하였으 며, 2010년 8월 28일(태풍 전)과 2010년 9월 12일(태 풍 후)에 각 22개씩 총 44개 시료를 채취하였다. 각 지점의 시료는 해당 지점을 대표하는 곳에서 퇴적물 채취용 스푼을 이용하여 표층 1 cm 이내의 퇴적물을 채취하였다.

    표층 퇴적물의 입도 분석은 한국지질자원연구원에 설치된 Microtrac S3500을 이용하였다. S3500은 Tri- Laser System으로 0.02-2,800 μm 범위의 입도측정이 가능하며 입자로부터 산란된 광을 0-180도 범위에서 검출하는 분석 기기이다. 분석한 입도자료의 통계처리 는 GRADISTAT (version 8.0)을 이용하였다(Blott and Pye, 2001;Blott, 2010). 입도상수는 Folk and Ward (1957)의 계산식을 이용하여 나타냈다. 입도의 분류는 Udden (1914)와 Wentworth (1922)의 기준을 이용하여 입도를 나타냈다. 조간대의 퇴적물 분포 특성을 파악 하기 위하여 평균입도를 0.5 φ 간격으로 세분하였다.

    결과 및 해석

    조석과 파랑의 특성

    태풍 전후에 나타난 조석의 특성을 파악하기 위하 여 영광 조위 관측소 자료를 이용하였다(Figs. 1, 2b, c; Table 2;Korea Hydrographic and Oceanographic Administration, 2010). 태풍 전의 평균고조는 5.99 m, 평균저조는 1.15 m이며 조석편차는 4.84 m이다. 태풍 기간 동안의 평균고조와 평균저조는 각각 5.27 m, 1.72m로 조석편차는 3.55m이다. 태풍 후의 평균고조 는 6.39 m, 평균저조는 0.66m이며, 조석편차는 5.73m 이다. 태풍이 조석의 소조 기간에 통과하였으므로, 태풍 기간의 조위가 태풍 전후 기간에 비해 상대적 으로 낮았다(Table 2; Fig. 2b).

    태풍 전후에 나타난 바람의 특성을 파악하기 위하 여 고창군 심원과 상하의 자동기상관측시스템 자료를 이용하였다(Figs. 1, 3; Table 1;Korea Meteorological Administration, 2010). 태풍 전의 심원과 상하의 평 균풍속은 각각 1.9, 1.8 m/s이며 최대풍속은 10.0, 7.7 m/s이다. 태풍 기간 동안 심원과 상하의 평균풍속은 각각 2.8, 3.0 m/s, 최대풍속은 14.0, 12.7 m/s이며, 남 서풍이 우세하였다. 태풍 후의 평균풍속은 심원과 상 하에서 각각 2.6, 2.1m/s이다. 최대풍속은 9.6, 7.1m/s 이다. 태풍 기간 동안 평균 풍속과 최대 풍속이 크게 증가하였다.

    지형 단면과 집적률의 변화

    본 연구는 고조대를 육지 기준점에서 평균고조면까 지로 구분하였고, 중조대는 평균고조면에서 평균해수 면까지, 저조대는 평균해수면에서 평균저조면까지로 구분하였다(Fig. 4a). 동호리 조간대의 태풍 전후의 지형 단면은 모두 위쪽으로 오목한 지형 단면을 보 이며, 고조대에서 저조대 방향으로 갈수록 지형경사 가 완만하게 나타났다(Table 3; Fig. 4a).

    동호리 조간대의 고조대는 해안선으로부터 수평거 리 약 90 m까지이며, 고조대의 지형경사는 중·저조 대에 비해 경사가 급한 지형단면을 보인다(Table 3; Fig. 4a). 동호리 조간대 고조대의 태풍 전 지형경사 는 −0.0296로 나타났다. 태풍 후 지형경사는 −0.0326 로 나타났으며 태풍 전 보다 지형고도는 높아지고 지형 경사는 증가하였다(Table 3). 중조대는 수평거리 약 90-250 m 구간이며, 태풍 전과 후의 동호리 조간 대 중조대의 지형경사는 고조대에 비해 완만하며 저 조대에 비해 급한 경사를 보였다(Table 3; Fig. 4a). 중조대의 태풍 전 지형경사는 −0.0079로 나타났다. 태풍 후 지형경사는 −0.0101로 나타났으며, 태풍 후 에 지형 단면의 고도가 낮아지고 기울기가 증가하며 급한 지형경사를 보였다(Table 3). 저조대는 해안으로 부터 수평거리 약 250-660m 구간으로 동호리 조간대 저조대는 고조대와 중조대에 비해 경사가 가장 완만하 게 나타났다(Table 3; Fig. 4a). 태풍 전 지형경사는 − 0.0036으로 나타났다. 태풍 후 지형경사는 −0.0039로 나타났으며, 태풍 후가 태풍 전에 비해 상대적으로 지형고도는 낮아지고 지형경사가 증가하였다(Table 3).

    동호리 조간대는 고조대에서 지형 단면 고도가 높 고 지형경사가 급하며, 중·저조대 방향으로 갈수록 낮은 고도와 완만한 지형경사를 보인다. 동호리 조간 대의 태풍 전 지형경사의 평균은 −0.0068로 나타났 고, 태풍 후 지형경사의 평균은 −0.0077로 나타났다. 태풍 전에 비하여 태풍 후 평균 지형고도는 낮아졌 으며 평균 지형경사는 증가하였다(Table 3).

    동호리 조간대의 태풍 전후의 지형 단면 관측을 통해 태풍 전후의 고도 편차를 구하고, 연구지역 조 간대를 고조대, 중조대, 저조대로 세분하여 태풍 전 후의 집적률을 비교하였다(Table 3; Fig. 4b). 동호리 조간대의 태풍 전후의 평균 고도편차는 −0.26 m로 침식이 우세하게 나타났다. 고조대, 중조대, 저조대의 평균 고도편차는 각각 0.03, −0.15, −0.39 m이며 고 조대에서 퇴적되고 중조대와 저조대에서 침식되는 경 향을 보였다. 고조대에서 중·저조대 방향으로 갈수록 침식률이 증가하는 경향을 보였다(Table 3; Fig. 4b).

    태풍이 조석의 소조 기간에 통과하였으므로, 태풍 곤파스가 서해안을 통과했던 9월 1일에서 2일 사이 의 해수면은 태풍 전과 후에 비해 해수면의 높이가 상대적으로 낮게 나타났다(Table 2; Fig. 2b). 고조대 는 태풍에 의한 강한 파랑과 해수면의 영향으로 중· 저조대로부터 이동해온 퇴적물의 일부가 분산되지 못 하고 퇴적되어 지형고도가 증가하였다고 해석된다. 중·저조대는 강한 파랑의 체질작용에 의해 퇴적물이 분산되며 침식이 나타난 것으로 해석할 수 있다.

    태풍 전후 표층 퇴적물의 조직과 분포

    표층 퇴적물의 입도 특성: 동호리 조간대의 여름철 표층 퇴적물은 주로 모래 퇴적물로 구성되며, 머드 퇴 적물이 1%이내로 분포하고 자갈은 나타나지 않는다 (Kang et al., 2016). 동호리 조간대의 태풍 전 자갈, 모 래, 머드의 평균 비율은 각각 0, 98.9, 1.1%이며, 태풍 후의 자갈, 모래, 머드의 평균 비율은 각각 0.3, 98.7, 1.0%로 나타났다(Table 4). 태풍 후 자갈 퇴적물이 출 현하였고, 머드 퇴적물의 분포 비율이 감소하였다. 모 래 퇴적물의 분포 비율은 태풍 통과 전후에 세립사 (fine sand), 중립사(medium sand), 극세립사(very fine sand)의 순으로 높게 나타났다(Table 4).

    동호리 조간대의 태풍 전후 표층 퇴적물을 Folk (1968)의 입도분류 도표에 도시하였다(Fig. 5a, b). 태 풍 전 동호리 조간대는 자갈이 나타나지 않았다. 태 풍 전 퇴적상은 대부분 모래(sand) 영역에 도시되었 다. 태풍 후 퇴적상은 모래 퇴적물의 분포 비율이 줄 어들고 자갈이 나타났으며 모래와 약 역질 모래 (slightly gravelly sand)의 두 영역에 도시되었다. 동 호리 조간대의 태풍 전후의 표층 퇴적물의 최빈 입 경은 2.5-3.0 φ의 범위로 나타났다(Fig. 5c, d). 태풍 전후 입도의 모드 유형은 단일 모드 형태를 보였다 (Fig. 5c, d).

    태풍 전 표층 퇴적물의 입도의 범위는 0.98-2.64 φ 이고, 평균입도는 2.37 φ이다(Table 5). 태풍 후 표층 퇴적물의 입도의 범위는 1.50-2.71이고, 평균입도는 2.36 φ로 세립한 모래 퇴적물이 우세하였다(Table 5). 태풍 후 입도는 고조대에서 평균입도 1.46 φ에서 평 균입도 1.70 φ로 세립해졌고 중조대와 저조대는 입도 의 변화가 나타나지 않았다. 동호리 조간대의 태풍 전 표층 퇴적물의 분급의 범위는 0.41-1.12 φ이고, 평 균분급은 0.59 φ로 나타났다. 태풍 후 표층 퇴적물의 분급의 범위는 0.41-1.58 φ이고, 평균분급은 0.58 φ으 로 태풍 전후 모두 양호한 분급으로 나타났다. 태풍 후 분급은 고조대와 중조대에서 분급이 양호해졌으며 저조대 일부 지점에서 분급이 불량해지는 변화가 나 타났다. 왜도의 범위는 태풍 전과 후에 각각 −0.22- 0.16, −0.61-0.28로 나타났다. 평균왜도는 태풍 전과 후에 각각 −0.04와 −0.03로 나타났다. 태풍 후 고조 대는 양의 왜도(fine skewed)에서 음의 왜도(coarse skewed)로 왜도의 반전이 나타났다(Table 5).

    태풍 전후 동호리 조간대 전체의 입도의 평균은 큰 변화가 없었으나 구간별로 나타나는 입도 특성의 차이를 확인하였다. 태풍 기간 동안 쇄파대에 노출되 어 강한 파랑과 해수면 상승의 효과를 받은 고조대 에서는 태풍 후 세립사의 유입과 조립사와 중립사의 분산으로 입도가 세립해지고, 중·저조대는 파랑의 체 질작용으로 입도가 세립하게 나타나는 것으로 해석된 다(Table 5; Figs. 6, 7). 조간대 퇴적물의 분급은 일 반적으로 조간대 퇴적물에 작용하는 에너지의 강도가 커질수록 양호해진다. 동호리 조간대는 태풍 기간 동 안 강한 파랑이 저조대에서 고조대 방향으로 세립한 퇴적물을 이동시킨 결과로 분급이 양호해진 것으로 해석된다. 특히 고조대에 나타난 1-2 φ의 조립사 및 중립사는 같은 크기의 입자들끼리 집적되는 경향이 있으며 해수의 운동에 의한 유동성이 높다(McLaren and Bowles, 1985). 태풍 기간 동안 중립사는 더 높 은 유동성을 보이며 고조대 내에서 분산되었을 것이 다. 이에 따라 고조대에서 태풍 전 불량했던 분급이 태풍 후 분급이 양호해졌으며, 양의 왜도에서 음의 왜도로 왜도의 반전이 나타난 것으로 해석된다.

    표층 퇴적물의 공간 분포: 태풍 전후 동호리 조간 대 표층 퇴적물의 평균 입도 분포를 고조대에서 중· 저조대 방향으로 나타냈다(Fig. 6a). 태풍 전후의 동 호리 조간대의 평균 입도는 고조대에서 입도 편차가 가장 크고 퇴적물이 조립하게 나타났다. 중조대와 저 조대에서는 태풍 전후의 입도의 편차가 거의 없고 퇴적물이 세립하게 나타나며 고조대에서 중·저조대 로 갈수록 퇴적물이 세립해지는 경향을 보였다(Fig. 6a). 태풍 전 고조대에서 조립사와 중립사가 분포하 였으며, 중조대와 저조대에서 대부분 세립사가 분포 하였다. 태풍 후 고조대에 중립사가 분포하고 중조대 와 저조대에는 주로 세립사가 나타났으며, 저조대의 약 540 m 지점에서 중립사가 일부 나타났다.

    태풍 전후 동호리 조간대 표층 퇴적물의 평균 분 급 분포를 고조대에서 중·저조대 방향으로 나타냈다 (Fig. 6b). 태풍 전후의 동호리 조간대의 평균 분급은 고조대에서 분급이 불량하고 중·저조대 방향으로 갈 수록 분급이 양호하게 나타난다. 태풍 전 고조대와 중조대 일부에서 상대적으로 분급이 불량한 분급 (poorly sorted)을 보였으며, 저조대에서 약간 양호한 분급(moderately well sorted)에서 양호한 분급(well sorted)을 보였다. 태풍 후 고조대와 중·저조대에서 대부분 양호한 분급을 보였으며 저조대의 약 540 m 지점에서 불량한 분급이 나타났다.

    태풍 전후 동호리 조간대의 표층퇴적물의 평균 왜 도 분포는 정규 분포 곡선과 비교할 때 대부분 음의 왜도가 나타났다(Fig. 6c). 태풍 전 동호리 조간대의 왜도 분포는 대부분 0.0±0.5로 대칭 왜도(symmetrical), 양의 왜도, 음의 왜도의 범위를 보였다. 태풍 후 대 칭 왜도와 양의 왜도가 음의 왜도로 변화하였으며 입도가 조립해지고 분급이 불량했던 저조대의 540 m 지점에서는 강한 음의 왜도가 나타났다.

    동호리 조간대의 태풍 전 고조대는 상대적으로 조 립한 입도, 불량한 분급, 양의 왜도를 보인 반면, 태 풍 후 고조대는 조립사의 분산으로 입도가 세립해지 고 분급이 양호해졌으며 음의 왜도로 변화하였다 (Fig. 6). 중·저조대는 태풍 전과 후에 모두 세립한 입도, 양호한 분급, 음의 왜도를 보였다. 이는 태풍 기간 동안 나타난 강한 파랑의 운반작용으로 조립질 의 퇴적물이 고조대에서 분산 퇴적되고, 중·저조대에 서는 강한 파랑의 체질작용으로 세립질 퇴적물이 고 조대로 이동하여 분급이 더욱 양호해지고 음의 왜도 가 나타난 것으로 해석할 수 있다.

    태풍 전후 동호리 조간대의 표층 퇴적물은 대부분 모래 퇴적물로 구성되며 평균 입도는 0.98-2.71 φ의 범위로 나타난다(Table 5). 태풍 전후 표층 퇴적물의 공간 분포 특성을 비교하기 위하여 평균입도의 크기 를 0.5 φ 간격으로 세분하여 나타냈다(Fig. 7). 태풍 전후의 퇴적물은 조립사 B (0.5-1.0 φ), 중립사 B (1.5-2.0 φ), 세립사 A (2.0-2.5 φ)와 세립사 B (2.5- 3.0 φ)로 구성된다. 평균고조면 이상이 고조대이며 평 균고조면에서 평균해수면까지가 중조대이며 평균해수 면 이하는 저조대이다.

    태풍 전 동호리 조간대는 고조대에서 중립사 B가 우세하게 분포하며, 고조대의 60 m 지점에서 조립사 B가 나타났다(Fig. 7a). 중조대는 세립사 A가 대부분 이며, 저조대는 세립사 B가 우세하게 나타났다. 저조 대의 300-400 m 지점에서 세립사 A와 세립사 B가 교대로 나타났다. 고조대에서 중·저조대로 갈수록 조 립사, 중립사, 세립사의 순으로 분포하며 입도의 구 성이 단순해지며 세립해지는 경향을 보인다.

    태풍 후 동호리 조간대는 고조대에서 중립사 B가 분포하고, 중조대에 세립사 A가 분포하였다(Fig. 7b). 저조대는 세립사 B가 우세하게 나타났으며 태풍 전 과 마찬가지로 360 m 지점에서 세립사 A가 나타났 다. 태풍 후 저조대의 540 m 지점에 중립사 B가 분 포하였다. 고조대에서 중립사 B, 중조대에 세립사 A, 저조대에 세립사 B의 순으로 분포하였다. 고조대에서 중·저조대 방향으로 갈수록 입도가 세립해지는 경향 을 보였다.

    토 의

    개방형 동호리 조간대는 대조차의 조석과 북서-남 동의 계절풍에 의한 파랑의 영향이 상호작용하는 환 경이다(Tables 1, 2; Figs. 1, 3). 세립한 미고결 퇴적 물로 주로 구성된 개방형 동호리 조간대는 폭풍 같 은 강한 에너지 환경에 노출되면 지형 단면과 퇴적 물 조성의 분포가 변화하기 쉽다(Davis and Fitzgerald, 2004;Hobbs, 2012). 이러한 변화를 적절히 파악하기 위해서는 조간대를 기준수준면(datum level)을 따라 고조대, 중조대, 저조대 구역으로 세분하는 것이 필 요하다(예, Kang et al, 2015, 2016).

    태풍시기에 나타나는 폭풍은 해안에서 높은 파고를 통해 조위의 상승을 유발하고 파랑에너지의 증대를 일으킨다. 폭풍의 영향을 받는 기간의 대조와 소조와 같은 조석의 조위에 따라 조간대의 지형 침식과 표 층 퇴적물의 퇴적상에 변화를 가져올 수 있다(예, Stone et al., 2004;Claudino-Sales et al., 2008;Houser and Hamilton, 2009). 동호리 조간대에서 기 존에 연구된 여름-가을(2014년 8월-11월)의 평균 고 도편차는 −0.053 m이며, 구역별로 고조대 −0.028 m, 중조대 −0.019 m, 저조대 −0.082 m이다(Kang et al, 2015). 본 연구의 태풍 전후 평균 고도편차는 −0.26m 이며, 구역별로 고조대 0.03 m, 중조대 −0.15 m, 저조 대 −0.39 m이다. 결과적으로 태풍 전후 평균 고도편 차는 −0.26 m로 2014년 여름-가을의 평균 고도편차 −0.053 m에 비하여 약 5배 이상 침식되었다.

    또한 조간대 구역별 평균 입도는 태풍 전후 고조 대에서 1.46 φ→1.70 φ로 세립해졌고, 중조대에서 2.33 φ →2.37 φ, 저조대에서 2.56 φ→2.50 φ로 나타났다(Table 5). 태풍 전후 구역별 평균 분급은 고조대에서 0.81 φ →0.65 φ로 불량한 분급에서 양호한 분급으로 나타났 으며, 중조대에서 0.63 φ→0.43 φ, 저조대에서 0.51 φ →0.61 φ로 약간 양호한 분급과 양호한 분급으로 나 타났다(Table 5). 태풍 전후 구역별 평균 왜도는 고조 대에서 0.04→ −0.01로 양의 왜도에서 음의 왜도로 변 화하였고, 중조대에서 −0.07→ −0.02, 저조대에서 −0.03 → −0.04값으로 음의 왜도를 보였다(Table 5). 이는 기준수준면으로 분류한 조간대 구역에 따라 파랑의 영향이 다르게 작용한 것으로 해석된다. 또한 18번 지점의 경우, 태풍 전 입도 2.59 φ, 분급 0.42 φ, 왜도 0.01에 비해, 태풍 후 입도 1.55 φ, 분급 1.58 φ, 왜도 −0.61로 상대적으로 크게 변화하였다(Fig. 6). 태풍 후 퇴적물 입도는 조립해지고, 분급은 불량해졌으며, 왜도는 강한 음의 왜도를 보였다. 이는 태풍에 의한 파랑의 영향이 18번 지점 인근의 퇴적물에 집중되어 체질 작용이 강화된 경우로 해석된다.

    태풍 곤파스가 서해안을 통과했던 9월 1-2일은 조 석의 소조 기간으로 해수면의 높이가 상대적으로 낮 았다. 이로 인해 고조대의 일부는 대기에 노출되거나 쇄파대가 존재하였고, 중조대와 저조대는 파랑의 영 향을 직접 받았다. 고조대는 중·저조대로부터 이동해 온 상대적으로 세립한 퇴적물의 일부가 퇴적되어 지 형고도가 증가하였다고 해석된다. 중·저조대는 강한 파랑의 체질작용에 의해 퇴적물이 분산되며 침식이 나타난 것으로 해석된다.

    한편 본 연구는 한 개의 측선에서 취득한 태풍 전 후 자료에 근거하였으므로 연구 지역의 표층 지형과 표층 퇴적물의 전체적인 공간 변화를 제시하는 것은 제한적이다. 다만 이 지역을 다년간 연구한 경험과 자료를 바탕으로 선정된 측선이 이 지역을 대표하는 측선이라고 판단한다. 측선은 약 600 m의 장거리 측 선이며, 30 m 간격으로 촘촘하게 측점을 설정하였다. 결과적으로 본 연구는 우리나라 서해안에서 태풍이 통과하여 지나간 전후의 조간대 표층 지형과 퇴적물 의 변화를 최초로 보고한 연구로 의미가 있다.

    결 론

    대조차, 개방형 고창 동호리 조간대에서 2010년 태 풍 곤파스 통과 전후의 지형 단면의 변화와 표층 퇴 적물 입도 특성의 변화를 연구하였다. 연구 지역을 평균고조면, 평균해수면, 평균저조면을 기준으로 고창 조간대의 지형 단면을 고조대, 중조대, 저조대로 구 분하였다. 태풍 곤파스가 서해안을 통과하는 동안 강 해진 파랑과 해수면 상승의 효과는 고조대와 중·저 조대 지형과 입도 특성의 변화에 영향을 주었다.

    태풍 전후의 동호리 조간대의 지형 단면은 고조대 에서 중·저조대 방향으로 갈수록 지형 고도가 낮아 지고 경사가 완만해지며, 위쪽으로 오목한 지형 단면 이 나타났다. 태풍 후 조간대 지형고도의 평균 고도 변화는 −0.26m로 침식이 우세하게 나타났다. 고조대, 중조대, 저조대에서 각각 0.03, −0.15, −0.39 m의 지 형고도 변화를 보였다. 태풍 전후의 동호리 조간대의 표층 퇴적물은 주로 세립 사질 퇴적물로 구성되며, 세립사, 중립사, 극세립사의 순으로 나타났다. 동호리 조간대의 고조대에서 태풍 전과 후 평균 입도가 조 립에서 세립으로 변화하였으며 불량한 분급에서 양호 한 분급으로 변화하였고 양의 왜도에서 음의 왜도로 왜도의 반전이 있었다. 중조대와 저조대는 고조대에 비해 태풍 전과 후의 퇴적물 조직 변화가 상대적으 로 작았다.

    사 사

    야외와 실내에서 함께 조사와 토론을 해 주신 소 광석 박사님, 이화영님에게 감사드립니다. 입도분석 기기 사용과 실험에 도움을 주셨던 한국지질자원연구 원 진재화, 공기수 박사님과 공주대학교 권이균 교수 께 감사드립니다. 논문 심사와 함께 논문의 부족한 부분을 세심하게 수정해 주신 익명의 심사위원께 감 사드립니다. 이 논문은 해양수산부/한국해양과학기술 진흥원의 연구과제(PJT200538)로 수행된 연구 결과 입니다.

    Figure

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    Location map of study area in the Gochang coast. Note the location of the Yeonggwang tide station, the Simwon and Sangha AWS, and the Yeonggwang coastal wave buoy (DH: Donghori Headland; GH: Gwangseungri Headland; YF: Yongduri Fish Farm; ○ AWS: Automatic Weather System; ⊙ CWB: Coastal Wave Buoy; ◎ Yeonggwang Tide Station). Note that the Donghori transect line with ticks of 30 m interval represents monitoring set up for elevation changes and sampling of surface sediments.

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    (Color online) Path and tidal record of the typhoon Kompasu in 2010, displayed using data of Korea Meteorological Administration (2011) and Korea Hydrographic and Oceanographic Administration (2010). (a) Movement route of the typhoon. Location and size of circles show path and intensity of the typhoon from the occurrence to dissipation. A: the typhoon of emergency zone; B: the typhoon from emergency zone to landfall; C: the typhoon landfall to dissipation. (b) Tidal records during the study period. (c) Tidal record during the path of B to C. B: the typhoon from emergency zone to landfall, C: the typhoon landfall to dissipation. MSL: mean sea level.

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    (color online) Weather information (mean daily wind speed, maximum instantaneous wind speed, daily mean temperature, and daily precipitation) and wind rose diagrams from the automatic weather stations near the Donghori intertidal flat from August 28 to September 12 in 2010: (a) Simwon station and (b) Sangha station (modified after Korea Meteorological Administration, 2010).

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    (a) Elevation features of the transect line in the Donghori intertidal flat (for location, see Figure 1). MSL: mean sea level; MHWL: mean high water level; MLWL: mean low water level. (b) Variation of elevation in the Donghori intertidal flat from ‘before the typhoon’ to ‘after the typhoon’ (variation of elevation=elevation after typhoon−elevation before typhoon).

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    Ternary diagrams of gravel, sand, and mud ratio of surface sediment and the modes of particle diameter during the typhoon Kompasu in the Donghori intertidal flat: (a), (c) before the typhoon and (b), (d) after the typhoon.

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    (Color online) Variations of textural parameters of mean grain size from the upper to lower intertidal zone during the typhoon Kompasu in the Donghori intertidal flat: (a) mean, (b) sorting, and (c) skewness. Two vertical dot lines indicate the MHWL and MSL in Fig. 4, respectively.

    JKESS-40-2-149_F7.gif

    (Color online) Spatial distribution patterns of the grain size in the Donghori intertidal flat during the typhoon Kompasu in 2010: (a) before the typhoon and (b) after the typhoon. Coarse Sand B: 0.5-1.0 φ; Medium Sand B: 1.5- 2.0 φ; Fine Sand A: 2.0-2.5 φ; Fine Sand B: 2.5-3.0 φ. Arrows indicate the MHWL and MSL in Fig. 4, respectively.

    Table

    Weather condition from 28th August to 12th September in 2010 near the Donghori intertidal flat (Korea Meteorological Administration, 2010). There are two stations of automatic weather system (AWS): (a) Simwon (Weolsan) and (b) Sangha AWS (for location, see Fig. 1). Note average wind speed and maximum instantaneous wind speed increase during the typhoon Kompasu (1st-3rd September)

    Tide level and deviation of the Yeonggwang tide station near the Donghori intertidal flat from 28th August to 12th September 2010 (Korea Hydrographic and Oceanographic Administration, 2010). Note average tide and deviation during the typhoon (1st-3rd September). For location of the station, see Fig. 1

    Gradient data and accumulation of the transect lines according variations in the Donghori intertidal flat: (a) before the typhoon, (b) after the typhoon

    Composition of surface sediments in the Donghori intertidal flat: (a) before the typhoon, (b) after the typhoon

    Statistical parameters of surface sediment textures in the Donghori intertidal flat: (a) before the typhoon, (b) after the typhoon

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