1. 서 론
2. 연구 방법
2.1 연구대상 구간 및 지형측정
2.2 측정 자료의 적합성
2.3 기하학적 분석
3. 연구결과
3.1 측정성과 비교 및 고찰
3.2 단면의 기하학적 특성 분석
4. 결 론
1. 서 론
4대강 살리기 사업(이하 대하천 사업)은 한강, 낙동강, 금강, 영산강을 복원하고 수자원 확보, 홍수 조절 및 생태계를 이롭게 하며, 또한 홍수 및 가뭄과 같은 자연재해를 방지하고 환경을 보호하기 위해 계획되었다. 이와 같은 계획을 토대로 4대강에는 총 16개의 다기능 보가 건설되었으며, 200년 빈도 홍수에 대해 대비하고 노후화된 제방을 복구, 홍수 조절을 위해 대규모 준설을 실시하였다(MOLIT, 2012). 2012년도에 준공되어 현재까지 운영되고 있는 다기능 보에 대하여 여론에서는 이익과 실에 대해서 사회적 논쟁이 이루어지고 있는 실정이다. 이익으로 홍수를 적절히 방어하고 가뭄에 대비하여 수량을 확보할 수 있는 반면, 문제점으로는 주로 하천의 흐름을 인위적으로 변화시키고 수리시설물에 의한 침식 및 퇴적 등으로 하천 환경 변화를 일으킨다는 것이다. 문제점을 요약하면, 대규모 하천 개수사업 및 수리 시설물의 설치·운영으로 하천환경의 급격한 변화를 야기한다. 특히 하도 준설 및 대형 수리 구조물은 하천 흐름의 변화를 발생시키고 그에 따른 중·장기적인 하도 변화는 하천관리 및 시설물의 안전성에 큰 위협요소가 된다는 것이다(Lyu et al., 2015).
과거 자연 하천에서 하도 지형의 변화는 단순 수리·수문학적 요인 특성과 자연재해에 의해 발생했다면, 하천 시설물의 설치 및 하도의 정비가 이루어진 계획 하천에서는 준설에 의한 인위적인 하도 지형 변화와 시간적 흐름에 따라 자연적 흐름 특성으로 회귀하려는 복원력에 의한 하도 지형 변화가 복합적으로 발생하게 되는데, 지속적 하도 지형 변화를 분석하기 위해서는 추가적 요인의 영향을 고려해야 할 것으로 판단된다.
하도 지형의 변화에 관한 기존연구를 살펴보면 국외에서는 Ripley (1927), Hickin (1974)은 자연 하천에서 시간 흐름에 따른 하도 지형 형상 변화에 대해 연구를 수행하였고, Zimmermann and Kennedy (1978), Falcon (1979), Kennedy (1983), Odggard (1981), Odggard and Kennedy (1982)는 하천 만곡부 운동량 모멘트를 이용하여 흐름과 하상의 관계를 지형적 요소들과의 상호관계에 대하여 연구하였다. Formann et al. (2007)은 오스트리아 남부에 위치한 복원된 Drua 강의 사행 구간 약 2 km에 대하여 현장측정 자료를 다차원 수리 모형에 적용시키는 최적 방안을 제안하였으며, 지형 정보의 품질 및 경계조건의 중요성을 강조하였다. Mondal et al. (2016)은 강의 지형 조건에 따른 OCI (Optimum Cross-Section Index)지수를 이용하여 최적의 횡단면을 구축하고 평가하는 방안을 제안하고 인도 벵골 서부에 위치한 Ichamati 강에 적용한 사례가 있다.
Ko et al. (2013)과 Kwak et al. (2013)은 정밀 3차원 지형자료의 지속적인 구축은 하상변동 등과 같은 하천의 운영 및 효율적인 관리를 위해 필요하다 하였다. Song (1992)과 Song et al. (1994)은 자연하천에서 하도 사행으로 인한 만곡부의 특성을 파악하고 국내 금강, 섬강, 전주천에 적용한 바 있으며, 하천을 관리하기 위한 평가 방법으로 Lee et al. (2003)은 횡단면 유형, 재료, 폭, 구조물 등으로 항목을 구분하여 각 점수 배점에 따른 등급을 나누어 하천 관리 목적에 적용하였다. 하지만 하천 시설물 설치 및 하도 정비 후의 지형 변화를 지속적인 현장 측정을 통해 비교·분석한 연구 성과는 미비한 실정이다.
본 연구에서는 2012년에 측정된 준공 측량성과(MOLIT, 2013)와 본 연구에서 측정된 2013년, 2015년, 2017년(Lyu et al., 2017)에 정밀하게 측정된 횡단 측정 자료와의 비교를 통해 대규모 하천 개수사업 및 수리 시설물 설치·운영 이후의 하도 지형변화 양상을 파악하고 정밀 횡단 측정 결과와 3차원 지형정보의 비교를 통해 하도 지형의 미시적 구조가 일부 상이하게 측정된 부분에 대하여 고찰하였다. 하천 하도에 지형학적인 요소들을 바탕으로 기하학적 분석을 하였다. 이를 통해 정량적으로 하도 지형 변화 양상의 확인 및 효율적인 하천 관리 방안의 보조 지표 제시 목적으로 연구를 수행하였다.
2. 연구 방법
본 장에서는 연구대상 구간, 지형 측정, 지형학적 분석 기법에 대한 내용을 기술하였다. 1) 연구대상 구간에 대해 측정과 관련하여 지형 측량 기법에 대한 내용을 기술하였고 2) 측정된 자료의 적합성에 대해서 분석하였으며 3) 하천의 지형학적 분석을 위한 기하학적 분석 기법에 관해 기술하였다.
2.1 연구대상 구간 및 지형측정
2.1.1 연구대상 구간
연구대상 구간(Fig. 1)이 속해있는 낙동강 유역은 한반도 남동부에 위치하며 우리나라 제2의 하천이다. 유역면적은 남한 면적 25.9%인 23,384.21 km2, 유로 연장은 510.36 km 이다(MOLIT, 2013). 대상 구간(Fig. 1(a))은 낙동강 강정고령보에서 하류 방향 약 20 km 구간으로 상류부에는 강정고령보와 금호강 합류점이 위치하고 하류부에는 달성보가 있다. 강정고령보 하류부와 금호강 합류부에는 하중도와 달성습지가 위치하고 달성보까지 총 3번의 만곡을 이루는 복잡한 지형특성을 나타내고 있다(Kwak et al., 2017).
본 연구에서는 Fig. 1(b)에 도시된 바와 같이 대상구간 하천기본계획(MOLIT, 2012)에 고시된 40개 측선 상 횡단면에 대한 기하학적 분석을 수행하였다.
2.1.2 지형측정 및 3차원 지형 구축
기존 홍수터 및 하도 측량은 지형측량으로 평면측량, 수준측량, 토탈스테이션 등에 의한 위치결정 방법을 통해 이루어졌으나, 이러한 방법들은 많은 인력과 시간을 필요 함은 물론, 하천의 등급이 낮아질수록 이용 가능한 값들은 제한적이다. 또한 하도 지형에 대한 연속적인 측정이 불가능하고 대규모 지역의 하상 지형정보 취득 시 상당한 어려움을 지니고 있으며 하도의 지형도 작성 시 많은 한계를 드러내고 있다. 특히 하폭이 넓은 하천의 종·횡단 측량을 수행하는 경우 하상 및 계획측량단면의 종방향으로의 해상도 및 정확도와 측량효율이 크게 저하되고 만곡이 심한 하천의 경우 거리별 횡단자료를 취득한다고 하더라도 실제적인 지형 보간 단계에서 복잡한 과정을 거치지 않으면 하천의 최심선 등 상세한 지형정보를 구할 수 없다. 이에 본 연구에서는 정밀한 3차원 지형 공간정보를 취득하기 위하여 Sokkia사의 GRX1을 이용하여 GPS (Global Positioning System) 측위 방법의 RTK (Real-Time Kinematic) 방식을 이용하여 홍수터(Fig. 2(a))를 측량하였으며, 주수로는 Sontek사의 M9 ADCP (Acoustic Doppler Current Profiler)를 이용(Fig. 2(b))하고 수심을 연속적으로 측정하여 하상에 대한 정밀한 3차원 지형정보를 획득하였다. 이를 통해 홍수터 및 하도에 대하여 3차원 지형도를 구축하여 본 연구에 필요한 지형자료로 가공하여 사용하였다.
주수로의 측정방법은 ADCP를 보트 측면에 장착 후 보트로 인한 조파의 영향을 최소화하기 위하여 저속으로 운행하였으며 하도 내의 측량 간격은 종방향으로 약 20∼30 m 를 유지하도록 실시하였다. ADCP의 위치 결정은 RTK 측위 방법을 이용하였고 하상 자료의 표고를 산출하기 위해 강정고령보 하류 수위, 화원 수위관측소, 고령교 수위관측소, 달성보 상류 수위 자료(Fig. 1(a))를 이용하여 보정하였다.
2.2 측정 자료의 적합성
연구대상 구간의 분석을 위해 측정성과를 살펴보면 대하천 사업 이후, 2012 (MOLIT, 2013)성과와 금회측정 성과 2013년, 2015년, 2017년으로 구분할 수 있다.
하천기본계획 수립을 위한 측량은 수심측량, 육상측량, 대횡단 측량으로 나눌 수 있고 수심 및 육상 측량은 하도 준설량을 확인하기 위해 하천종단 20 m 간격으로 구분하여 측량한다. 또한, 이전 하천기본계획의 제방 측점과 동일한 지점에 대한 대횡단 측량을 실시해야 한다. 대횡단 측량은 하도 준설량 확인을 위한 것이 아닌 하천종단 500 m 간격의 측선에 대한 정밀한 측정을 하기 위함이다(MOLIT, 2013). 하지만 MOLIT (2013)에서는 육상 및 수심, 대횡단 측량을 실시하지 않고 4대강 살리기 사업에 사용된 측량성과를 이용하여 지형 및 횡단을 제작하였다. 대횡단 측량을 시행하지 않았으며, 더불어 하도 측정 간격이 20 m 임에도 불구하고 Figs. 3 and 4, Tables 1 and 2에서 확인할 수 있듯이 본 연구 측정성과와 국부적으로 다른 구간이 나타나지만, 정성적인 하천의 형태는 잘 일치하는 것으로 도출되었다. 대표적인 단면 Figs. 3 and 4의 No. 326, No. 335에 대하여 형상변화 양상을 비교하고 국부적인 변화를 극대화하기 위해 x축 주수로 하폭에 대해서는 최대 하폭 거리(Max width)로 나누어 표기 하였고, y축은 관리수위 EL. 14 m로 각 지점의 수심(Depth)을 나누어 각각 무차원하여 Tables 1 and 2에 도시하였다. No. 326은 측정연도 2012년 대비 각 연도별로 약 4∼6% 감소, 좌측 면적은 약 4∼9% 감소, 우측 면적은 3∼6% 감소, 주수로의 하폭은 약 1% 감소, 좌안으로부터 주수로 하폭 중심까지의 거리는 잘 일치하는 것으로 나타났다. No. 335는 측정년도 2012 대비 각 년도 별로 약 5% 가량 감소, 좌측 면적은 약 7∼9% 감소, 우측면적은 약 4% 감소, 좌안으로부터 주수로의 하폭은 약 1∼2% 감소, 주수로 하폭 중심까지의 거리 잘 일치하는 것으로 나타났다. 각 인자별 최대 10% 안으로 감소율을 보이고 있으며 이것은 하천 횡단 형상이 국부적으로 다르기 때문에 나타나는 현상으로 판단된다. 따라서, 본 연구에서 측정 성과는 잘 일치하는 결과를 나타내는 것으로 판단된다.
Table 1. Cross-sectional properties (No. 326)
Table 2. Cross-sectional properties (No. 335)
본 연구 측정 성과는 2013년부터 2017년까지 매년 홍수터와 하도를 측정해왔으며 현재에도 계속 측정을 하고 있다. 본 측정 성과에 대해서는 앞 절에서 지형 측정 및 횡단 추출에 대한 내용을 기술하였다. 모든 성과에 대해서 지형 비교 및 기하학적 특성 결과를 도출하였다. 단면의 기하학적 특성을 파악하기 위해서는 사업 이후 2012년(MOLIT, 2013)과 2017년 측정에 대한 분석 결과에 관해서만 기술하였다.
2.3 기하학적 분석
하천에서 주수로는 물이 흐르는 구간으로 하도라고도 일컬어진다. 예로부터 하천을 인위적으로 준설 및 수리 시설물 설치 등으로 인한 요인과 자연적으로 하천의 변화하는 양상은 과거에서부터 현재까지 지속적으로 진행되고 있다. 이에 대한 하천에 대하여 지형학적 변화를 파악하기 위해서는 통계적으로 기하학적 특성 분석이 분명히 필요하다.
본 연구에서는 하천의 기하학적 분석을 위한 방법으로 Fig. 5와 같이 대상 구간의 횡단면에 대하여 각각의 물리적인 성분요소의 값을 산정하였다. 횡단면의 기준이 되는 수위의 표고는 대상 구간의 관리수위 EL. 14 m 로 일괄적으로 적용하였으며 각각의 횡단면에 주수로 하폭의 중심선(c), 미소 면적(dA), 미소 면적 도심(e), 중심을 기준으로 한 미소 면적 도심까지의 거리(d)를 산정하였다. 주수로 하폭 중심을 기준으로 하여 좌측의 총면적, 우측의 총면적을 산정하여 시계방향(좌안)을 양(+)으로 하는 단면 1차 모멘트, 단면 2차 모멘트, 도심을 산정하여 분석을 수행하였다. 하도 지형 측정성과는 지형 변화 및 수위의 변동에 따라 단면적의 차이가 발생하므로 이에 대한 정량적인 비교 및 분석으로 단면 1차 모멘트를 단면적의 비로 나누어 주면 하도 지형 단면의 기하학적 중심인 도심까지의 거리를 계산할 수 있다. 하도 중심선을 기준으로 연도별 측정성과의 단면적 중심의 위치를 계산하여 편향을 확인할 수 있다(Seo, 2018).
본 연구에서 곡률을 산정하기 위해 Fig. 6과 같이 제방 측점을 기준으로 하는 주측선 횡단면 3지점의 중심을 기준으로 하는 원을 작성하는 방법을 이용하여 곡률을 산정하였다.
| $$\begin{array}{l}d_1=\frac{y_2-y_1}{x_2-x_1},\;d_2=\frac{y_3-y_2}{x_3-y_2}\\\end{array}$$ | (1a) |
| $$\begin{array}{l}y_c=d_1(x-\frac{x_1+x_2}2)+\frac{y_1+y_2}2\\\end{array}$$ | (1b) |
| $$\begin{array}{l}y_c=d_2(x-\frac{x_2+x_3}2)+\frac{y_2+y_3}2\\\end{array}$$ | (1c) |
Eq. (1a)와 Eq. (1b), Eq. (1c)을 연립하여 Eq. (2)와 같이 나타내어 xc의 좌표를 산정하고 이를 대입하여 yc의 좌표를 산정한다.
| $$x_c\frac{(y_3-y_1)+(x_2+x_3)d_2-(x_1+x_2)d_1}{2(d_2-d_1)}$$ | (2) |
따라서, 아래와 같은 원의 방정식 Eq. (3)을 이용하여 반지름 r을 산정할 수 있다.
| $$r=\sqrt{(x_{1,2}-x_c)^2+(y_{1,2}-y_c)^2}$$ | (3) |
여기서, r은 Fig. 6의 반지름이 된다.
곡률은 원의 휘어짐의 정도를 수치화 한 것으로 정의되며, Eq. (4)으로 산정할 수 있다.
| $$k=\frac1r$$ | (4) |
여기서, k는 하천 중심선을 기준으로 하는 곡선의 곡률이며, r은 원의반지름이며, 시계방향을 양(+)으로, 반시계방향을 음(-)으로 하였다.
3. 연구결과
3.1 측정성과 비교 및 고찰
2장의 연구 이론을 바탕으로 본 장에서는 대상 구간의 횡단면 40지점(No. 363: 상류∼No. 324: 하류)에 대한 단면의 기하학적 특성을 분석하였다. 가용된 자료는 앞 절에서와 같이 2012년 자료와 2017년 자료로 나누어 분석하였다. 항목은 총 8개로 총면적(좌안측과 우안측 면적 합), 좌안측 면적(Area of Left Side), 우안측 면적(Area of Right Side), 주수로 하폭(Width), 도심(Centroid), 곡률(Curvature), 단면 1차 모멘트(First Moment of Area), 단면 2차 모멘트(Second Moment of Area)로 구분된다. Fig. 7에 8개의 항목을 모두 도시하였으며 그림 좌측이 횡단면의 좌안, 우측이 우안이 된다. 중앙부는 단면 2차 모멘트를 제외하고 0을 기준(주수로 하폭의 중심)으로 하였다. 실선은 주수로의 하폭(Width)이고 상자 표식(Symbol)은 좌안 및 우안의 면적이다. 길이의 단위인 주수로 하폭 및 도심은 상부 측의 하폭(Width) 축에 해당하고 단면의 면적은 하부 측의 면적(Area) 축에 해당한다. 대상 구간의 횡단면 기점(No. 363) 이후 에서부터 화원 수위관측소(No. 357) 이전 지점까지는 좌안 측으로 하중도와 금호강 하도, 습지가 위치하고 결과 분석에서 제외하였기 때문에 하폭과 단면적이 하류 횡단면보다 작게 나타나는 특성을 가진다. Fig. 7에서는 각 항목에 해당하는 값 대비 나머지 값들을 정성적으로 비교할 수 있으며 Table 3에는 각 항목에 해당하는 값들을 측정 성과에 따라 분류하여 정량적으로 비교할 수 있다. Fig. 7과 Table 3에서 단면적을 보면 대체적으로 두 측정 성과 모두 잘 일치하는 경향을 보이나 No. 362과 No. 336, No. 345 단면에서는 많은 차이(약 15%)를 보이는 것으로 도출되었다. 이는 측정 성과의 자료를 확인한 결과 2012년 자료에서 미결측 자료가 포함되어 본 측정 성과와 상이한 부분이 나타나는 것으로 도출되었다. 각 단면별 면적은 평균 약 2% 차이를 보이고 있어 두 측정 결과가 잘 맞는 것으로 판단된다.
Table 3. Comparison of geometric properties from 2012 & 2017
2012년과 2017년 자료의 비율을 평균적인 차이로 보면 좌안 및 우안의 면적은 약 2%, 주수로 하폭 약 1%, 좌안으로 부터의 주수로 하폭 중심까지의 거리 약 1%, 하천 중심으로부터 단면의 도심까지 거리 약 5%, 단면 1차 모멘트 약 5%, 단면 2차 모멘트 약 5% 의 차이를 보이는 결과를 도출하였다. 면적의 경우 대하천의 특성상 주수로 폭이 약 400∼ 500 m 이상을 차지하기 때문에 국부적으로 단면이 바뀌거나 수심이 약간의 차이가 생기면 그 면적의 오차는 크게 표현되므로 이러한 부분은 결과 도출에서 감안해야할 부분이라 판단된다.
Fig. 8(a)의 그림에는 No. 345 측선을 도시하였다. 2012년도 측정 성과에는 좌안으로부터 주수로 우안까지의 거리를 625 m 로 표기하였는데 이는 그림(Fig. 8(a))에서 볼 수 있듯이 측선이 주수로 우안을 미치지 못하는 경우가 발생한다. 즉, 측정되지 못한 결측 자료(Missing data)가 2012년 측정성과에 포함되어 있는 것으로 판단된다. 이와 같은 결론에 대해 고찰하면 당시의 위성사진 Fig. 8(b)을 보면 대하천 사업 준공 당시 하안으로 둔치와 지류 유입의 물길 흔적을 찾을 수 있지만 현재 Fig. 8(c)는 둔치가 없어지고 지류 폭이 확대된 것을 확인할 수 있으며, Fig. 8은 대표적인 단면으로 도시하였다. 대체적으로 일부 단면을 제외하면 본 연구의 측정 성과와 잘 일치하는 경향을 보이며, Fig. 7과 Table 3에서 큰 값의 차이를 보이는 이유는 앞 절에서의 경우라 사료된다. 이렇기 때문에 측정이 잘 못된 것이 아닌 실제적으로 하도 지형이 변화하였거나 인위적인 준설이 추가적으로 이행되었을 것으로 판단된다.
3.2 단면의 기하학적 특성 분석
앞 절에서는 두 측정 성과를 비교하고 단면의 불일치 부분에 대해서 고찰하였으며 본 절에서는 2012년도 자료를 제외한 2017년도의 자료를 이용하여 단면의 기하학적 특성 분석을 수행하였다. Table 3의 8항목(총면적, 좌안 면적, 우안 면적, 주수로 하폭, 좌안 제방으로부터의 주수로 하폭 중심까지 거리, 도심, 단면 1차 모멘트, 단면 2차 모멘트)의 자료를 비교 분석하였다.
Fig. 7(b)은 2017년 측정 성과에 대한 단면의 특성 분포를 도시한 그래프이다. 상류 구간에서부터 하류 구간으로 갈수록 단면적은 점차 커지는 경향을 보이고 있다. 이는 앞서 언급한 것과 같이 No. 363에서 No. 357 구간 이전까지 하중도, 금호강 합류점, 습지가 위치하고 있어 낙동강 주수로 구간이 하류보다 면적이 작고 하폭이 좁게 도출된 이유는 본류의 특성을 파악하고자 외측 구간은 제외하였기 때문이다. 주수로의 흐름은 상류로부터 하류로 총 3지점의 만곡을 확인할 수 있다. 하지만 곡률의 변화는 10회 가량 회전 반경이 바뀌는 것으로 나타난다. 이는 주수로 하폭 구간을 기준으로 단면의 중심을 두었기 때문에 하천의 흐름을 잘 표현하지 못하는 한계에서부터 나오는 오차로 보인다. 오차의 큰 이유로 보이는 점은 낙동강하천기본계획(MOLIT, 2013) 수립 당시, 제방 측점을 대하천 사업 이전과 동일 한 지점을 선택한 오류로부터라고 볼 수 있다. 이는 사업 이전의 대상 구간 상류에는 수중보만이 위치하고 인위적인 대형 수공구조물은 존재하지 않았으며 하천을 자연 하천으로 유지하였다. 하지만 사업 이후에는 대규모 다기능보가 설치되었을 뿐만 아니라 준설을 통해 하천 환경이 완전히 바뀜에도 불구하고 횡단면의 기준이 되는 제방 측점을 변경하지 않음으로 주수로의 흐름을 반영한 곡률이 도출되지 않은 것으로 판단된다. 이러한 이유로 본 연구에서도 2012년과 동일한 제방 측점을 사용한 문제점으로 부터오차가 포함되었다고 판단된다. 이에 Fig. 9와 같이 곡률과 지형 인자들의 산점도를 통하여 그 관계를 정성적으로 추론하고자 도시하였다. Fig 9(a)는 곡률과 전체면적과의 관계, Fig. 9(b)는 곡률과 좌안 면적과의 관계, Fig. 9(c)은 곡률과 우안 면적과의 관계, Fig. 8(d)는 곡률과 좌안 제방에서부터 주수로 하폭의 중심까지 거리 관계, Fig. 9(e)는 곡률과 도심과의 관계, Fig. 9(f)은 곡률과 주수로 하폭과의 관계, Fig. 9(g)는 곡률과 단면 1차 모멘트의 관계, Fig. 9(h)는 곡률과 단면 2차 모멘트의 관계를 도시하였다. 하지만 그 관계는 전부 일치하지 않는 것으로 도출되었다. 하지만 본 연구에서 하천의 만곡 특성을 기하학적으로 해석하기 위해서는 단면 2차 모멘트를 이용하여 정성적 변화에 따른 곡률을 추론하였다. Fig. 6에서 상류부 No. 363에서 No. 353지점까지는 점차적으로 감소하다 이후부터 No. 349까지 급격히 증가하는 경향을 보인다. 이는 첫 번째 만곡이 끝나는 변곡점이라 판단된다. 변곡점은 수학적으로 단면의 기울기가 바뀌는 구간이며 흐름이 바뀌는 구간으로 보아도 무방할 것으로 사료된다. 직선부를 지나 No. 349 구간에서부터 다시 2번째 만곡부가 시작되는데 단면 2차 모멘트 또한, No. 349 지점부터 현저히 작아지는 경향을 볼 수 있다. 이후부터 직선부가 시작되고 값도 커지며 3번째 만곡이 시작되는 No. 334 지점부터 다시 급격히 줄어드는 경향을 정성적 및 정량적으로 확인할 수 있다. 결론적으로 단면 2차 모멘트로는 하천의 사행도 판별에 근접한 이론 제시할 수 있지만, 곡률을 이용하여 사행도를 판단하기는 어려운 것으로 판단된다. 따라서 추후 연구에서는 추가적으로 주수로 흐름 방향의 직각 방향으로 임의의 횡단면을 구축한 분석이 필요할 것으로 사료된다. 또한, 대상 구간 상류 구간에는 금호강 합류점이 위치하는데 Fig. 1에서 보는 것과 같이 금호강하천기본계획(MOLIT, 2010)에는 하중도 시작부에 합류점으로 표기되어있다. 하지만, 낙동강 주수로 흐름상 하중도 좌측에는 금호강의 흐름이 더 지배적이고 현장 측정 당시에도 낙동강 본류 흐름은 영향을 주지 않는 것으로 판단되었다. 따라서 금호강 합류점은 낙동강 횡단면 No. 357∼No. 358로 변경되어야 할 것으로 판단된다. 본 연구에서는 현장 측정 당시의 경험을 바탕으로 하중도 좌측 부는 본류에서 분석에서 제외한바 있다.
4. 결 론
본 연구에서는 대하천 하도의 선형 및 단면의 형태학적 특성을 파악하고 기하학적 특성치들을 활용한 하도의 형태학적 특성을 분석하기 위한 방법론을 제안하고자 하였다. 낙동강 중류에 위치한 강정고령보∼달성보 구간을 대상으로 수심 및 하천측량을 실시하고 그 결과를 바탕으로 대하천 하도의 형태학적 특성을 분석하였다.
낙동강 중류에 위치한 강정고령보∼달성보 구간을 대상으로 음향측심기와 RTK-GPS를 이용하여 수심 및 하천구역에 대한 3차원 정밀 지형 공간정보를 취득하였다. 대하천사업 종료 후인 2013년부터 2년 간격으로 대상 구간에 대한 3차원 지형 공간정보를 취득하였다. 실측 측량성과를 바탕으로 2012년 대하천사업 준공성과와 비교작업을 수행하였으며, 준공성과 상의 일부 구간에 대한 지형의 왜곡 및 결측을 확인할 수 있었다. 대상 구간에 대한 측량 결과를 바탕으로 하류단(달성보) 관리수위(EL. 14 m)를 적용하여 유로단면을 설정하고, 설정된 유로단면을 기준으로 하폭, 면적, 도심, 단면1, 2차 모멘트 등의 기하학적 특성치들을 산정하였다. 또한 설정된 유로 단면을 기준으로 대상 구간 내에 위치하는 하천기본계획 측선별 유로중심선과 유로경계를 설정하고, 이를 활용하여 유로선형과 각 구간별 곡률을 산정하였다. 이렇게 산정된 선형 및 단면 특성 인자들과 상관관계 등을 제시하고 분석하였다. 분석 결과 종단방향으로 유로선형의 변화(곡률)와 단면의 기하학적 특성 간의 특별한 경향성은 확인할 수 없었다. 이는 하천기본계획 상의 측선이 제방 및 육역부를 중심으로 설정되었기 때문에 실제 유로의 형상이나 유수 흐름과 직교하지 않고 선형의 특성을 반영하고 있지도 못함에 기인하는 것으로 판단된다.
본 연구에서 제시한 바와 같이 유로 단면별 기하학적 인자들에 대한 분석을 통해 대하천 유로의 형상 특성과 변화양상을 파악하고 평가할 수 있을 것으로 기대되는 바이다. 다만, 대하천사업 종료 이후 유의미한 지형변화를 유발하기에는 아직 충분한 시간이 경과하지 않은 만큼, 본 연구에서 제시된 결과를 통한 지형변화 양상에 대한 분석이나 평가는 적절하지 않을 것으로 사료된다. 또한 준공성과 등 기수행 성과들은 기본계획 측선에 대한 대횡단측량을 통한 성과로 본 연구에서 취득한 자료와 비교하여 자료의 공간 해상도가 낮고 범위도 좁아, 실제 지형변화를 분석하고 평가하기에는 부적절한 것으로 판단된다. 따라서 대하천 주요구간에 대해서는 본 연구에서 수행하고 제시한 방법에 의한 측량 및 유로변화에 대한 평가가 필요할 것으로 판단된다. 향후 본 연구 대상 구간에 대한 정기적인 측량 및 분석을 통해 대하천 사업 이후 유로변화 및 자연화 과정에 대한 유의미한 성과를 얻을 수 있을 것으로 기대되는 바이다.
