Note

The Sea Journal of the Korean Society of Oceanography. 28 February 2022. 33-47
https://doi.org/10.7850/jkso.2022.27.1.033

ABSTRACT


MAIN

  • 1. 서 론

  • 2. 자료 및 방법

  •   2.1 사용 자료

  •   2.2 연구 방법

  • 3. 연구 결과

  •   3.1 DEM 해상도 및 TPI 검색반경 검토

  •   3.2 사퇴 경계 추출 결과

  •   3.3 전해역 사퇴 통계처리 결과

  •   3.4 해역별 사퇴 통계처리 결과

  • 4. 결 론

1. 서 론

사퇴(Sand Ridge)는 사질 입자를 충분히 이동시킬 수 있는 조류 또는 그 밖의 흐름이 존재하는 연안 및 대륙붕 해역에 많이 나타나는 모래 등성이 구조를 말한다(Dyer and Huntley, 1999). 사퇴는 수리역학적 변화에 민감하게 반응하여 해저지형 변화를 일으키고 해도의 수심정보를 왜곡시키므로 선박의 안전항해에 위험요소로 작용할 수 있다(KHOA, 2015). 국립해양조사원(KHOA, 2017)에서는 해양지명 선정 및 항해안전을 지원하기 위하여 우리나라 관할해역에 분포하는 해저특이지형인 초, 해저절벽, 해저혈, 사퇴절벽, 사질퇴적체에 대한 분포도를 작성한 바 있다.

사퇴 기원과 발달에 대해서는 대서양 연안, 북해, 지중해, 동중국해 등 세계 여러 해역에서 많은 연구가 진행되어 왔다(Caston and Stride, 1970; Swift, 1975; Swift and Field, 1981; Field and Roy, 1984; Yang, 1989; Diaz and Maldonado, 1990; Berne et al., 1998; Marsset et al., 1999; Berne et al., 2002). 특히 Wu et al.(2017)은 동중국해의 수심자료와 탄성파 탐사 단면도를 이용하여 층서구분을 실시하고 고지층의 사퇴와 비교하여 이동변화를 연구하였다. Duran et al.(2018)은 스페인 Cape Cop Shelf의 수심자료에 대하여 TPI (Topographic Position Index) 기법을 적용하고 수심단면의 골과 마루 위치를 비교함으로써 사퇴의 이동변화를 연구하였다. Swart와 Yuan(2019)은 북해, 켈트해, 동중국해의 수심자료를 비교하여 능선의 간격, 이동주기, 회전방향 등 사퇴의 진화 메커니즘을 연구하였다.

국내의 경우 황해 사퇴 연구에서는 탄성파 탐사 및 시추코어자료를 이용하여 연안(수심 30 m 이하)과 대륙붕(수심 50~90 m) 해역을 구분하여 층서 및 발달과정을 분석하였다(Lee, 2003; Han and Park, 2006). 황해의 대륙붕 사퇴는 3개 층서로 구분되고, 상부 및 중간층은 사질 및 니사질, 기저부는 니질퇴적물이 우세하며, 주요 층인 중간은 지난 빙하기 이후 해수면이 상승하는 해침기 동안 침식 및 재퇴적에 의해 형성되었다고 하였다. 그리고 황해의 연안 사퇴도 3개 층서로 구분되고, 상부 및 중간층은 사질, 기저부는 니질퇴적물이 우세하며, 주요 층인 상부는 해수면이 현 수준에 이른 고해수면 시기에 지형적 영향에 의해 형성되었다고 하였다.

한편 대한해협 대륙붕에 분포하는 사퇴 연구에서는 수심 40~100 m에 발달한 7개의 사퇴를 3개 층서로 구분하였으며, 기저부는 사질, 중간은 니질 및 사니질, 상부는 니질 및 사니질의 퇴적상을 보인다고 하였다(Han, 2000; Park et al., 2003; Han and Park, 2006). 이들 7개의 사퇴는 외대륙붕으로부터 최대 빙하기 이후(11,000 B.P.~) 해수면 정체 시기와 해수면 소폭 상승 시기가 반복되는 해침퇴적 과정으로 형성되었다고 하였다.

이전 연구들에서는 주로 탄성파 탐사자료와 퇴적물 시료를 이용하여 사퇴의 분포, 층서, 퇴적상, 발달과정을 분석하였고, 국내의 경우에는 일부 해역을 중심으로 조사가 이루어졌기 때문에 사퇴의 위치 및 경계가 정밀하지 않았다. 따라서 국내 전 해역을 대상으로 사퇴의 정밀한 분포 및 위치 조사가 필요하며, 그 결과는 항해안전은 물론 해양지명 선정 지원, 해사골재자원 조사, 수산자원 관리, 대국민 홍보에 활용될 수 있을 것이다.

국립해양조사원에서는 다중빔음향측심기(Multibeam Echo Sounder)를 이용하여 매우 정밀하게 측정된 수심자료를 이용하여 해저특이지형에 대한 연구를 진행하고 있다(KHOA, 2017). 다중빔음향측심기는 센서에서 해저로 40~150개의 다중빔을 동시에 발사하고 해저에서 반사되어 되돌아오는 신호를 수신함으로써 송․수파 가능 범위의 해저 횡단면 전체를 동시에 조사하는 장비로서 단시간에 넓은 해역의 수심측량 및 해저지형을 파악할 수 있다(Cho and Han, 2015). 따라서 다중빔음향측심기를 이용하여 획득된 정밀 수심자료를 이용하면 지형공간분석을 통하여 사퇴의 정밀한 분포도 작성이 가능할 것으로 생각된다.

이 연구에서는 국립해양조사원의 정밀 수심자료를 이용하여 DEM을 작성하고 TPI 기법을 적용하여 사퇴의 경계를 추출함으로써 우리나라 전 해역에서 발견되는 사퇴의 정밀분포도를 작성하고 해역별 지형 특성을 분석하였다.

2. 자료 및 방법

2.1 사용 자료

사퇴 분석에 사용된 수심자료는 국립해양조사원에서 수행한 종합해양정보시스템 구축(2014년), 국가해양기본조사 통합자료 분석 및 도면제작(2011~2014년), 다목적 수심자료 관리체계 구축(2012~2015년) 등 사업을 통해 구축되었으며, 황해 중부 및 남부 연안, 황해 및 대한해협 대륙붕으로 구분하여 해역별 자료를 획득하였다. 수심자료는 해역에 따라 차이가 있으나 대체로 50 m 내외의 공간해상도를 가지고 자료 형식은 X좌표, Y좌표, 수심으로 구성되며, 좌표계는 UTM 투영법과 WGS84 타원체가 적용되었다.

조사지역은 황해 중부 연안(1구역), 황해 대륙붕(2구역), 황해 남부 연안(3구역), 대한해협 대륙붕(4구역)의 4개 구역으로 구분하였는데(Fig. 1), 황해 중부 연안인 1구역은 경기만 일대로서 공간적인 범위는 92×144 km이고 수심은 약최저저조면 기준으로 약 15~ -75 m 범위를 나타내었다. 황해 대륙붕인 2구역은 남북 방향으로 충남 태안반도에서 제주도 남쪽의 이어도 해양과학기지 부근까지의 매우 넓은 해역으로서 공간적인 범위는 320×487 km이고 수심은 10~-130 m로서 가장 큰 범위를 나타내었다. 황해 남부 연안인 3구역인 전라남도 다도해 연안으로서 공간적인 범위는 54×127 km이고 수심은 4~-60 m 범위를 나타내었다. 대한해협 대륙붕인 4구역은 동서 방향으로 경남 남해에서 거제까지의 남쪽 해역으로 공간적인 범위는 85×88 km이고 수심은 2~-110 m 범위를 나타내었다. Fig. 1에서 2구역 내의 A지역(6.3×9.5 km)과 B지역(37.5×38.2 km)은 수심자료의 DEM 해상도 검토 및 TPI 검색반경 검토를 위한 시험범위이다.

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Fig. 1.

Map of Study Area.

2.2 연구 방법

국립해양조사원의 수심자료를 이용하여 DEM을 작성하고 사퇴 경계 추출을 위한 적정해상도를 검토하였으며, DEM 자료에 TPI 기법을 적용하여 사퇴의 경계를 추출하였다. 그리고 DEM 자료로부터 음영기복도를 작성하고 추출된 경계선을 중첩하여 정밀도를 검증하였으며, 사퇴의 규모 및 형태 정보에 대한 통계분석을 실시하여 해역별 지형 특성을 분석하였다(Fig. 2).

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Fig. 2.

Flowchart of the Study.

TPI는 분석하고자 하는 셀의 고도와 인접한 셀들의 평균고도와의 차이에 의해 값이 결정되며 특정 지역의 상대적 위치를 정량적으로 나타낼 때 사용되는 기법이다(Weiss, 2001). TPI 결과가 양(+)의 값이면 주변 지역보다 높은 곳이고 음(-)의 값이면 주변 지역보다 낮은 곳을 의미한다. 사퇴의 분포 파악에 TPI방법이 적용된 연구사례에서는 BPI (Bathymetric Position Index)로 표현하기도 하였다(Duran et al., 2018).

통계처리 방법은 먼저 전체 사퇴에 대하여 길이, 폭, 둘레, 면적, 높이 등의 규모 정보에 대하여 최소값, 최대값, 평균, 도수분포 등 통계처리를 실시하였고, 폭/길이 비율, 높이/폭 비율, 선형·분기형, 노출형·비노출형 등의 형태 정보에 대해서도 최소값, 최대값, 평균, 도수분포도를 작성하였다. 그리고 해역별 지형 특성을 파악하기 위하여 황해 중부 연안(1구역), 황해 대륙붕(2구역), 황해 남부 연안(3구역), 대한해협 대륙붕(4구역)으로 구분하여 규모와 형태에 대한 최소값, 최대값, 평균, 도수분포 등 통계처리를 실시하고 해역별 결과를 서로 비교하였다.

수심자료의 처리와 사퇴의 경계 추출에는 ESRI사의 ArcGIS 10.1 프로그램을 사용하였으며, 통계처리에는 Microsoft사의 Excel 2016 프로그램을 사용하였다.

3. 연구 결과

3.1 DEM 해상도 및 TPI 검색반경 검토

사퇴의 정밀한 경계를 추출하기 위해서는 높은 공간해상도의 수심자료가 요구된다. 그러나 선행 연구에 의하면 사퇴의 폭과 길이가 수 km에 이를 정도로 큰 규모이고 분포 위치가 광범위하며, 높은 해상도의 수심자료를 사용할 경우 방대한 저장공간과 장시간의 데이터처리가 요구되므로 사퇴의 분포위치 파악에 효율적인 공간해상도의 결정이 필요하다. 따라서 사퇴의 경계 추출을 위한 DEM 자료의 적정해상도를 검토하기 위하여 시험지역을 선정하고 다양한 해상도의 DEM 자료를 작성한 후 동일한 검색반경으로 TPI 기법을 적용한 후 그 결과를 비교하였다.

시험지역은 황해 대륙붕 2구역의 일부 구간으로서 6 km × 10 km 범위에 대하여 1 m 해상도의 수심자료로부터 5 m, 10 m, 30 m, 50 m, 70 m, 100 m의 6단계 해상도 DEM을 각각 작성하였다(Fig. 1의 A지역). 이 지역은 사퇴의 폭이 2 km 내외이므로 TPI의 검색반경을 2 km로 동일하게 적용하였다. 그 결과 해상도가 높으면 해저면에 발달한 연흔의 영향으로 사퇴의 경계가 톱니 형태를 보이며 매우 상세하게 표현되므로 사퇴의 폭을 결정하기가 어려웠다. 반면에 DEM 자료가 50 m 이상으로 해상도가 낮아지면 이러한 연흔의 영향이 감소하고 그 경계가 완만한 곡선으로 표현되어 사퇴의 분포 범위를 결정하기가 용이하였다(Fig. 3). 결과적으로 연구지역의 사퇴 경계 추출을 위한 DEM 자료의 공간해상도는 50~100 m가 적정할 것으로 판단된다.

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Fig. 3.

Results of applying TPI to DEM data of various resolution.

TPI의 검색반경에 따라 추출된 사퇴 경계의 정밀도를 검토하기 위하여 사퇴의 폭 기준으로 ±1000 m 범위에 대하여 200 m 간격으로 검색반경을 설정하여 TPI 기법을 적용하였다. 시험 지역은 2구역으로서 사퇴의 폭이 대체로 4~5 km이므로 TPI 검색반경을 3~6 km 범위에 대해서 200 m 간격으로 지정하였다(Fig. 1의 B지역). 이때 사용된 DEM 자료의 해상도는 75 m이다. 적용 결과 TPI 검색반경이 폭보다 작으면 사퇴 표면의 연흔과 같은 작은 골과 마루가 구분되어 여러 조각으로 분리되어 표시되므로 특정 사퇴의 경계를 구분하기가 곤란하였다. 이에 반해 TPI 검색반경이 커질수록 특정 사퇴가 인접한 사퇴와 합쳐지는 현상이 발생하였다(Figs. 4a, b, c and d). 결과적으로 TPI 검색반경이 특정 사퇴의 폭과 유사할 경우 사퇴의 개별 경계가 각각 추출될 수 있었다. 그리고 추출된 사퇴의 경계를 검증하기 위해 DEM 자료를 이용하여 경사분포도와 음영기복도를 작성하였다. 사퇴 단면의 경우 경계에서 경사가 커지므로 TPI 기법에 의해 추출된 경계와 경사분포도를 중첩하여 비교함으로써 위치 정밀도를 검증하였다(Fig. 4e). 또한 음영기복도에서도 사퇴의 경계에서 그림자가 강조되므로 추출된 사퇴의 경계를 중첩하여 비교하였다(Fig. 4f).

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Fig. 4.

Results of applying TPI with various search radius.

3.2 사퇴 경계 추출 결과

사퇴가 분포하는 해역의 위치와 수심을 고려하여 황해 중부 연안(1구역), 황해 대륙붕 해역(2구역), 황해 남부 연안(3구역), 대한해협 대륙붕 해역(4구역)으로 구분하였다. DEM 자료에 대하여 TPI 기법 적용과 경사분포도 및 음영기복도와의 중첩 비교를 통하여 1구역 23개, 2구역 150개, 3구역 13개, 4구역 14개로서 총 200개의 사퇴 경계가 추출되었다(Fig. 5).

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Fig. 5.

Extraction results of sand ridge boundary.

황해 중부 연안 1구역의 사퇴는 조류의 영향으로 주로 북동-남서 방향으로 분포하지만 중부의 아산만에서는 북서-남동 방향을 나타내고 남부의 천수만에서는 남북 방향으로 발달해 있다. 대체로 선형이지만 일부 사퇴는 폭의 변화가 큰 로브형(lobe)을 나타내었다(Fig. 6a).

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Fig. 6.

Distributional map of sand ridge for coastal area.

황해 남부 연안 3구역의 사퇴는 북동-남서 방향에서 남쪽으로 갈수록 남북 내지 북서-남동 방향으로 분포하였다. 대체로 선형이지만 1구역에서처럼 일부 사퇴는 폭의 변화가 큰 로브형을 나타내었다(Fig. 6b).

황해 대륙붕 2구역의 사퇴는 대체로 북동-남서 방향을 나타내지만 남쪽으로 갈수록 남북 내지 북서-남동 방향으로 변화한다. 대부분 폭에 비해 길이가 긴 선형(linear)을 나타내었다(Fig. 7a).

대한해협 대륙붕 4구역의 사퇴는 동북동-서남서 방향으로 해안선에 평행하게 분포하였다. 대부분 선형이며, 일부는 분기된 형태를 나타내었다(Fig. 7b).

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Fig. 7.

Distributional map of sand ridge for continental shelf area.

추출된 사퇴의 경계를 2017년 국립해양조사원에서 수행한 해저특이지형 활용연구의 사퇴 분포도 경계와 중첩 비교하여 변경 정도를 파악하였다(Fig. 8). 2017년 사퇴의 경계는 탄성파 단면도에 나타나는 사퇴의 종단지점을 탐사 항적도에 표시하여 분포도를 작성한 이전 연구자료(Han, 2000; Lee, 2003; Park et al., 2003; Han and Park, 2006)를 참고하여 추출된 것이다. 비교 결과 2구역은 서쪽과 남쪽으로 사퇴의 분포 범위가 확장되고 개수도 증가하였고, 4구역의 경우 사퇴의 범위가 축소된 것으로 나타났다. 이러한 결과는 이전 연구에 비해 해상도가 좋은 조밀한 수심자료를 사용함으로써 사퇴의 경계가 보다 정밀하게 추출되었기 때문으로 판단된다.

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Fig. 8.

Comparison with sand ridge boundary of the previous study.

3.3 전해역 사퇴 통계처리 결과

사퇴에 대한 통계처리는 규모와 형태 정보로 구분하여 실시하였다. 먼저 사퇴 200개 전체에 대하여 길이, 폭, 둘레, 면적, 높이 등 규모 정보의 통계처리 결과는 Table 1과 같다.

Table 1.

Statistical results in scale for 200 sand ridges

Parameter Minimum Maximum Average
Length (km) 2.7 161.1 30.2
Width (km) 0.9 8.7 3.4
Perimeter (km) 7.3 327.4 66.1
Area (㎢) 1.9 795.3 79.8
Height (m) 2.0 66.8 17.1

통계처리 결과 전체 사퇴의 길이는 최소 2.7 km, 최대 161.1 km, 평균 30.2 km이고, 도수분포에서 구간별로는 10 ~ 20 km 구간이 27.0%로 가장 높았으며, 20 ~ 30 km 구간 16.5%, 10 km 미만 16.0%, 40 ~ 50 km 구간이 11.5%, 30 ~ 40 km 구간 9.5%이고, 50km 이상 구간은 모두 10% 미만으로 나타났다. 전체적으로는 길이 50 km 이하인 사퇴가 약 83.5%를 차지하였다(Fig. 9a).

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Fig. 9.

Frequency distribution graphs in scale for 200 sand ridges.

폭에서는 최소 0.9 km, 최대 8.7 km, 평균 3.4 km이고 구간별로는 2 ~ 3 km 구간이 32.5%로 가장 높았으며, 3 ~ 4 km 구간 19.0%, 4 ~ 5 km 구간 18.5%, 1 ~ 2 km 구간 14.0%로 나타났고 1 km 미만, 5 km 이상 구간들은 모두 10% 이하로 나타났다. 폭이 1 km에서 5 km 사이인 사퇴가 전체의 약 84%를 차지하였다(Fig. 9b).

둘레에서는 최소 7.3 km, 최대 327.4 km, 평균 66.1 km이고 구간별로는 20 ~ 30 km 구간이 15%로 가장 높았으며, 30 ~ 40 km 구간 13.0%, 60 ~ 70 km 구간 9.0%로 나타났고 나머지는 모두 10% 이하로 나타났다. 사퇴 둘레의 도수분포는 뚜렷하지 않지만 대체로 바이모달형태(bimodal distribution)를 나타내며, 50 km를 기준으로 구분해 보면 50 km 이하가 46.5%이고 이상은 53.5%로 나타났다(Fig. 9c).

면적에서는 최소 1.9 km2, 최대 795.3 km2, 평균 79.8 km2이고 구간별로는 20 ~ 40 km2 구간이 21.0%로 가장 높았으며, 20 km2 미만 구간 20.0%, 40 ~ 60 km2 구간 12.0%, 60 ~ 80 km2 구간이 11.0%였고, 나머지 구간들은 모두 10% 이하로 나타났다(Fig. 9d).

높이는 사퇴의 천소수심과 주변수심의 차로 구하였고 최소 2 m, 최대 66.8 m, 평균 17.1 m이며, 구간별로는 10 ~ 20 km 구간이 36.5%로 가장 높았으며, 10 m 미만 31.0%, 20 ~ 30 m 구간 20.5%였고, 30 m 이상 구간들은 모두 10% 이하로 나타났다. 높이 30 m 이하가 전체 사퇴의 약 88%를 차지하였다(Fig. 9e).

다음으로 사퇴 총 200개 전체에 대하여 폭/길이 비율, 높이/폭 비율, 선형 및 분기형, 노출형 및 비노출형 등 형태 정보의 통계처리 결과는 Table 2와 같다.

Table 2.

Statistical results in morphology for 200 sand ridges

Parameter Minimum Maximum Average
Width/Length 0.0364 0.5955 0.1626
Height/Width 0.0007 0.0355 0.0058
Linear 166 (83.0%) Branched 34 (17.0%)
\Unexposed 180 (80.0%) Exposed 20 (10.0%)

길이에 대한 폭의 비율은 값이 작으면 사퇴가 평면적으로 길쭉한 형태를 가지고 값이 크면 볼록한 형태를 나타낸다. 통계처리 결과 최소 0.0364, 최대 0.5955, 평균 0.1626이었고, 도수분포에서 구간별로는 0.1 ~ 0.2 구간이 37.5%로 가장 높았으며, 0.1 미만이 33.5%, 0.2 ~ 0.3 구간 20.5%이고 나머지 구간들은 모두 10% 미만으로 나타났다. 전체적으로 길이에 대한 폭의 비율에서 0.3 이하가 91.5%를 차지하였는데, 이는 사퇴가 대부분 평면적으로 폭에 비해 길이가 긴 선형이라는 것을 의미한다(Fig. 10a).

폭에 대한 높이의 비율은 값이 작으면 폭 방향 단면이 평탄한 형태이고, 값이 크면 뾰족한 형태를 가진다. 통계처리 결과 최소 0.0007, 최대 0.0355, 평균 0.0058었고, 도수분포에서 구간별로는 0.005 미만 구간이 56.5%로 가장 높았으며, 다음으로 0.005 ~ 0.010 구간이 31.5%, 0.01 이상 구간들은 모두 10% 미만으로 나타났다. 전체적으로 0.01 이하가 88%를 차지하였는데, 이는 사퇴의 단면이 대체로 평탄한 형태라는 것을 의미한다(Fig. 10b, Fig. 11a).

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Fig. 10.

Frequency distribution graphs in scale for 200 sand ridges.

사퇴의 평면적인 형태를 선형과 두세 갈래로 갈라지는 분기형으로 구분해 보면 총 200개 중 선형이 166개로서 83%를 차지하였고 분기형이 34개로서 17%를 차지하였다(Fig. 11b).

https://static.apub.kr/journalsite/sites/kso/2022-027-01/N0230270103/images/figure_KSO_27_01_03_F11.jpg
Fig. 11.

Types of sand ridge morphology.

사퇴의 일부가 저조 시에 해수면 위로 노출되는지를 구분할 때 전체 200개 중 비노출형이 180개로서 90%를 차지하였고, 노출형이 20개로서 10%를 차지하였다.

3.4 해역별 사퇴 통계처리 결과

황해 중부 연안(1구역), 황해 대륙붕(2구역), 황해 남부 연안(3구역), 대한해협 대륙붕(4구역)으로 구분하여 해역별 사퇴 규모면에서의 통계처리 결과는 Table 3과 같다.

Table 3.

Statistical results in scale for regional sand ridges

Parameter Zone 1 (23) Zone 2 (150) Zone 3 (13) Zone 4 (14)
MIN MAX AVG MIN MAX AVG MIN MAX AVG MIN MAX AVG
Depth (m) 8.8 62.1 26.2 52.7 125.2 84.6 7.0 45.1 27.0 65.9 103.9 81.0
Length (km) 2.7 33.3 11.5 8.4 161.1 35.5 3.7 21.6 9.6 8.9 47.5 23.0
Width (km) 1.1 8.6 3.0 1.5 8.1 3.6 0.9 8.7 2.6 1.7 4.3 2.6
Perimeter (km) 7.3 88.6 31.9 18.5 327.4 75.8 8.9 65.4 23.5 19.0 103.9 58.1
Area (㎢) 1.9 136.2 26.6 11.5 795.3 96.6 2.7 123.4 21.8 11.5 101.0 41.0
Height (m) 11.4 66.8 28.7 2.0 47.4 14.9 8.1 30.1 22.2 6.5 23.1 16.7

수심에서는 1구역 및 3구역은 황해 연안 해역으로 평균 수심이 각각 26.2 m, 27.0 m이고, 2구역 및 4구역은 황해 및 대한해협 대륙붕 해역으로 평균 수심이 각각 84.6 m, 81.0 m로서 연안과 대륙붕 해역이 더 깊은 것으로 나타났다. 길이에서는 연안의 1구역, 3구역은 평균 10 km 내외인데 반해 대륙붕의 2구역, 4구역은 평균 35.5 km, 23.0 km로서 더 길었다. 폭에서는 2구역이 평균 3.6 km로서 가장 컸고 1구역 평균 3.0 km, 3구역 평균 2.6 km, 4구역 평균 2.6 km로 나타났으나 전반적으로 평균 3.0 km 내외로서 해역별 특징은 뚜렷하지 않았다. 둘레에서는 연안의 1구역, 3구역은 평균 31.9 km, 23.5 km인데 반해 대륙붕의 2구역, 4구역은 평균 75.8 km, 58.1 km로서 대륙붕 해역이 더 길었다. 면적에서는 연안의 1구역, 3구역은 평균 26.6 km2, 21.8 km2인데 비해 대륙붕의 2구역, 4구역은 96.6 km2, 41.0 km2로서 더 넓었다. 높이에서는 대륙붕의 2구역, 4구역이 평균 14.9 m, 16.7 m인데 반해 연안의 1구역, 3구역은 28.7 m, 22.2 m로서 더 두꺼웠다. 이는 강 하구로부터의 퇴적물 유입과 관련될 것으로 생각된다.

형태에서의 해역별 사퇴 통계처리 결과는 Table 4와 같다.

Table 4.

Statistical results in morphology for regional sand ridges

Parameter Zone 1 (23) Zone 2 (150) Zone 3 (13) Zone 4 (14)
MIN MAX AVG MIN MAX AVG MIN MAX AVG MIN MAX AVG
Width/
Length
0.146 0.495 0.284 0.036 0.455 0.137 0.106 0.596 0.270 0.052 0.275 0.141
Height/
Width
0.004 0.036 0.012 0.001 0.014 0.004 0.002 0.031 0.013 0.003 0.009 0.006
Parameter Zone 1 Zone 2 Zone 3 Zone 4
Linear Branch Total Linear Branch Total Linear Branch Total Linear Branch Total
Linear ·
Branch
15 8 23 132 18 150 11 2 13 8 6 14
Linear ·
Branch (%)
65.2 34.8 100.0 88.0 12.0 100.0 84.6 15.4 100.0 57.1 42.9 100.0
Parameter Zone 1 Zone 2 Zone 3 Zone 4
Unexp. Exposed Total Unexp. Exposed Total Unexp. Exposed Total Unexp. Exposed Total
Exposed ·
Unexp.
18 5 23 0 150 150 2 11 13 0 14 14
Exposed ·
Unexp.(%)
78.3 21.7 100.0 0.0 100.0 100.0 15.4 84.6 100.0 0.0 100.0 100.0

폭/길이 비율에서 대륙붕의 2구역, 4구역이 평균 0.137, 0.141인데 반해 연안의 1구역, 3구역은 평균 0.284, 0.270으로 더 크므로 대륙붕은 길쭉한 형태가 우세하고 연안은 볼록한 형태가 우세한 것으로 나타났다. 높이/폭 비율에서는 대륙붕의 2구역, 4구역이 평균 0.004, 0.006인데 비해 연안의 1구역, 3구역은 0.012, 0.013으로 2 ~ 3배 더 큰 것은 대륙붕은 단면이 평탄한 형태가 우세하고 연안은 뾰족한 형태가 우세한 것으로 판단된다. 선형/분기형에서는 분기형의 비율이 4구역이 42.9%로서 가장 높았고 2구역이 12.0%로 가장 낮았다. 노출형/비노출형에서는 노출형이 연안인 1구역, 3구역에서만 존재하며, 1구역의 경우 78.3%로서 비율이 매우 높은 것은 한강에서 경기만으로 유입되는 퇴적물 유입량과 관련될 것으로 판단된다.

4. 결 론

우리나라 관할해역에서 발견되는 사퇴의 정밀 분포를 파악하기 위하여 국립해양조사원의 정밀수심자료를 이용하여 DEM 자료를 작성한 후 TPI 기법을 적용하여 총 200개의 사퇴 경계를 추출하였다. 이를 이용하여 사퇴의 해역별 지형 특성을 파악하기 위하여 규모와 형태로 구분하여 통계처리를 실시한 결과 연안의 1구역, 3구역에 비하여 대륙붕의 2구역, 4구역이 평균 10 ~ 20 km 정도 더 길었다. 폭에서는 대륙붕의 2구역이 평균 3.6 km로서 가장 컸으나 전반적으로 평균 3.0 km 내외로서 해역별 특징은 뚜렷하지 않았다. 면적에서는 연안의 1구역, 3구역에 비해 평균 20 ~ 70 km2만큼 더 넓었고, 높이에서는 대륙붕의 2구역, 4구역에 비해 연안의 1구역, 3구역이 평균 5 ~ 10 m 정도 더 두꺼웠다. 결과적으로 수심이 더 깊은 대륙붕 사퇴가 길이, 폭, 둘레, 면적 등 규모면에서 연안에 비해 더 큰 것으로 나타났다. 이전 연구에서 황해와 대한해협의 사퇴는 빙하기 이후 해침기 동안 저해수면 시기에 침식 및 재퇴적 과정으로 형성되었으나 연안의 사퇴는 해수면이 현 수준에 이른 고해수면 시기에 지형적 영향을 받아 형성되었다고 하였다(Han, 2000; Lee, 2003; Park et al., 2003; Han and Park, 2006). 따라서 국내 연안 및 대륙붕에 분포하는 사퇴의 형태학적 분포 특성은 형성 시기 및 지형적 특성에 의해 큰 영향을 받은 것으로 생각된다.

이 연구에서는 정밀한 수심자료를 이용하여 황해 및 대한해협에 분포하는 사퇴의 상세한 위치를 파악할 수 있었다. 그러나 추출된 사퇴의 경계는 수심자료의 품질에 따라 위치와 형상이 달라질 수 있다. 또한 이전 연구에서 탄성파탐사와 코어퇴적물 자료 분석에 의한 사퇴의 경계와 차이를 보이는 것은 사퇴가 분포하는 지층 구조가 반영되지 않았기 때문이다. 따라서 사퇴에 대한 해저지형정밀조사, 해저지층탐사, 퇴적물 분석 등의 자료를 종합적으로 비교 검토하기 위한 추가적인 연구가 요구된다.

Acknowledgements

본 연구는 2018~2021년 해양수산부 국립해양조사원(Korea Hydrographic and Oceanographic Agency)의 ‘해저특이지형(해저사퇴) 분석 연구’ 및 ‘연안 해저특이지형(태안반도 북부해역) 변화 연구’ 과제의 지원으로 수행되었으며, 해저사퇴 분포도는 국립해양조사원 “개방해(www.khoa.go.kr/oceanmap)”와 해양수산부 “해양수산 빅데이터플랫폼(www.vadahub.go.kr)”을 통해 제공되고 있음.

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