Original Article

Ecology and Resilient Infrastructure. 31 December 2023. 143-160
https://doi.org/10.17820/eri.2023.10.4.143

ABSTRACT


MAIN

  • 1. 서 론

  • 2. 연구 방법

  •   2.1 조사지 개황

  •   2.2 평가 체계 및 조사

  •   2.3 조사 및 평가

  • 3. 결 과

  •   3.1 급경사 하천

  •   3.2 중경사 하천

  • 4. 고 찰

  •   4.1 급경사 하천

  •   4.2 중경사 하천

  •   4.3 내청선 유역 급경사 및 중경사 하천의 물리 서식지 교란 특성

  • 5. 결 론

1. 서 론

하천 서식지는 하천내 생물군에 환경을 제공하는 지역의 물리적, 화학적 및 생물학적 특징으로 정의되며 (Jowett 1997), 하천의 건강성을 평가할 때 물리적 하천 서식지를 평가하는 것이 중요하다 (Maddock 1999). 또한, 생태계를 위한 하천 서식지를 회복하고 복원하는 것은 하천 복원의 핵심 단계이다 (Lee et al. 2010). 최근에는 하천 건강성의 중요성에 대한 인식이 높아지면서 다양한 서식지 평가방법에 대한 많은 연구가 수행되었다.

하천 서식지 평가방법은 일반적으로 두 그룹으로 분류할 수 있다. 첫 번째 그룹은 부분적 내지 거시적 규모의 평가 및 지도제작을 포함하며, 원격탐사 기술을 사용하기도 한다 (Gillenwater et al. 2006, Dong et al. 2013). 이러한 접근방식은 지리정보시스템 (GIS)의 공간분석 및 원격탐사 이미지 데이터를 기반으로 한다. 생물에 영향을 미치는 주요 서식지 환경요소를 선정, 추출하고, 지역규모의 공간분석을 통해 서식지의 질을 결정한다. 두 번째 그룹의 접근방식은 현장 조사에 의존하며 현장 데이터 수집을 기반으로 한다. 조사된 지표에는 하도 특성, 수변 특성, 현장에서 쉽게 관찰하고 측정할 수 있는 하천 인접 토지이용 등이 포함되는 경우가 많다. 두 가지 접근방식을 비교하면 두 번째 방법이 하천 상태의 모든 측면을 고려하지는 않지만 특정 속성에 초점을 맞추기 때문에 더 간단하고 구간 규모에서 하천 서식지 질 (River Habitat Quality : RHQ)에 대한 더 자세한 정보를 제공한다고 할 수 있다.

대부분 평가체계는 다양한 구성 요소를 포함하며 하천 서식지 질 평가에 통합된다. 예를 들어 EU에서 사용되는 영국의 정성적 평가 (SEPA 2003)와 독일의 정량적 평가 (LAWA 2002)가 있으며, 미국에서는 Rapid Bioassessment Protocol (EPA 2004)가 사용되고 있다. 또한 호주에서 사용되는 AusRivAS는 영국과 미국의 평가시스템을 통합한 시스템을 운영하고 있다 (Parsons et al. 2002).

국내에서는 지금까지 선진국들의 하천 서식지 평가시스템을 도입하여 적용 가능성을 검토하였다 (Kim and Park 1999, KICT 2007, Park et al. 2005, Kim 2008, Kim 2009). Jung and Kim (2018)은 거시적으로 계층적인 하천공간조사에 항공사진과 수치지형도 등의 원격탐사 기술을 사용하고, 하도 및 수리 특성, 하안 특성 및 하천교란 범주에 대한 각 지표는 현장에서 직접 관찰하고 측정하는 평가방식을 도입하였다. 조사 및 평가에서 하천 서식지 평가는 평가지표별 가중치를 고려하는 5등급 평가체계를 도입하였다. 서식지 질은 주로 하도지형 및 흐름상태 등의 물리적 특성이 인위적으로 교란되지 않은 하천에서 발생하는 서식지 특징을 기준으로 하여 결정된다.

본 연구는 현재 내성천 유역의 급경사 하천 및 중경사 하천의 물리 서식지 상태를 파악하고자 하였다. 하천에서 물리 서식지의 질은 야생동물에 대해 알려진 가치가 있는 서식지 특징의 발생과 다양성에 의해 결정되는 데, 내성천 유역 하천 (비교하천)에서 조사된 특징을 유역 및 하천의 규모 및 특성이 유사한 자연도가 높은 하천 (참조하천)에서 기록된 특징과 비교하여 상대적인 등급으로 평가하였다. 하천의 물리 서식지의 평가결과는 보전 대상지를 유지 또는 복원하고 더 나아가 개발 지역에서 서식지 파편화의 영향을 회복시키는 맥락에서 지속 가능성의 척도로 사용될 수 있다. 또한, 물리적 하천 서식지 평가시스템의 10개 지표의 평가지표가 하천의 물리 서식지 질에 어떻게 영향을 미치는지를 분석하였다. 본 연구 결과는 향후 내성천 유역의 하천 서식지 평가 및 하천복원사업에 필요할 것이다.

2. 연구 방법

2.1 조사지 개황

본 연구의 대상인 내성천 유역은 한반도 중동부의 낙동강 유역 북측에 위치하고 있다. 유역면적 1,815 km2, 유역 평균고도 EL. 318,36 m, 유역 평균경사 15.54%로서 경상북도 영주시, 문경시, 안동시, 예천군 및 봉화군 등 3개 시와 2개 군의 전부 또는 일부를 포함한다. 유역면적 1,814.71 km2 중 삼림지역은 1,134.58 km2로서 62.51%이며, 우리나라 전체 평균 (약 65.5%)보다 약 3.2%가 작은 반면에 농업지역은 553.52 km2로서 30.50%로서 우리나라 전체 평균 (약 21.7%)보다 약 9.1%가 큰 것으로 나타났다. 전반적으로 하천 주변에 넓은 농경지가 분포하고 있어 내성천 본류와 지류는 치수 및 이수 위주로 하천정비가 시행되면서 하천 서식지가 많이 교란되었다. 내성천의 하천 연장은 102.33 km로서 국가하천 구간 27.0 km와 지방하천 구간 73.45 km이다. 내성천 수계는 내성천 외에 27개 지방하천은 총연장 317.59 km이다. 유역의 지질은 화강암 (56.33%)과 편마암 (32.42%)이 분포되어 있어서 하상에는 모래가 지배적이나 상류에는 원마도가 높은 자갈과 호박돌이 분포하고 있다.

Fig. 1은 내성천 유역의 위치와 하천의 물리 서식처 평가를 수행한 주요 지류를 나타낸 것이다. 내성천 유역에는 급경사, 중경사 및 완경사 구간이 존재하지만 본 연구에서는 급경사와 중경사 구간만을 대상으로 선정하였다. 평가대상 구간은 내성천권역의 국가하천 1개소와 지방하천 28개소의 165개 구간 그리고 참조하천으로 범왕천, 의탄천, 남강 및 왕피천 등 4개 하천 12개 구간이며, 대상하천 구간의 지형학적 특성은 Table 1과 같다. 여기서 참조하천 (reference stream)은 자연하천에 가까운 상태로서 최적에 가까운 서식환경을 유지하는 하천 구간을 의미하며, 각 하천유형별로 규모와 특성이 유사하고 교란이 없거나 최소인 하천을 선정하였다.

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Fig. 1

Study area of physical habitat assessment in Naeseongcheon watershed.

Table 1.

General characteristics of streams

Stream Reach
Type Site Name Length
(m)
Gradient Mean channel
width (m)
Numbers Minimum length
(m)
Maximum length (m)
High
grdient
Naeseong
cheon
Changpyeongcheon 1,000 1/60~55 21 5 200 200
Seoktapcheon 6,144 1/85~32 16 11 200 900
Yongducheon 3,164 1/53~36 20 7 195 700
Sujincheon 4,757 1/68~35 20 9 200 900
Reference
stream
Beomwangcheon 900 1/19 21 3 300 300
Uitancheon 950 1/23 31 2 300 350
Mid
gradient
Naeseong
cheon
Toilcheon 22,706 1/424~147 39 7 1,500 4,200
Gucheon 10,490 1/370~124 27 6 700 2,400
Nakhwaamcheon 14,102 1/549~172 65 4 2,300 4,502
Haenggyecheon 6,324 1/183~70 59 5 700 1,900
Gagyecheon 6,512 1/202~76 39 4 800 2,200
Dongmakcheon 3,890 1/112~68 15 6 200 1,100
Changpyeongcheon 2,800 1/222~73 34 3 800 1,000
Seocheon 3,428 1/403~326 97 2 1,189 2,239
Namwoncheon 8,248 1/417~59 65 3 2,449 3,296
Geumgyecheon 5,270 1/417~83 41 3 1,100 2,470
Jukgyecheon 12,784 1/436~132 64 4 1,894 4,218
Sacheon 11,189 1/171~106 57 4 1,800 3,400
Honggyocheon 7,490 1/160~56 39 4 1,083 2,526
Jowacheon 5,800 1/283~127 23 5 800 1,600
Okgyecheon 14,503 1/500~114 43 14 597 1,603
Ugokcheon 4,922 1/264~94 35 4 606 1,816
Seokgwancheon 15,306 1/343~106 50 5 1,521 4,626
Hancheon 15,687 1/434~123 48 13 569 2,573
Yongducheon 2,038 1/154~60 30 2 700 1,338
Geumgokcheon 10,929 1/227~85 46 5 1,010 3,387
Jungpyeongcheon 9,504 1/380~152 38 5 465 3,123
Songpyeongcheon 9,627 1/422~109 24 6 800 2,011
Geumcheon 28,226 1/595~122 86 5 3,324 8,040
Daeharicheon 13,371 1/146~66 38 6 900 3,200
Bokgyecheon 10,948 1/464~213 42 5 1,217 3,288
Naeseongcheon (P) 2,081 1/397~353 27 3 597 785
Reference stream Wangpicheon 4,000 1/152 51 3 1,200 1,400
Namgang 10,520 1/389 130 3 2,960 4,160

2.2 평가 체계 및 조사

2.2.1 평가체계

평가체계는 Fig. 2와 같은 계층적 구조이며, 하천의 물리 서식지 평가에 대한 단계별 절차를 나타낸 것이다. 1단계는 하천유형 분류 및 세구간 결정, 2단계는 3개 영역의 10개 평가지표에 대한 평가, 3단계는 평가결과에 의한 평가등급 및 대상 하천의 물리 서식지 상태를 제시하는 순서로 구성된다.

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Fig. 2

Flowchart of study process.

1단계는 하천유형 (stream type)과 유형에 따른 세구간 길이를 결정하는 단계로서 선행연구 (Kim et al. 2015, Jung and Kim 2018)에서 Yamamoto (1988)의 Segment 분류법, Rosgen (1994)Montgomery and Buffington (1993, 1997)의 하천분류법을 검토하여 하상경사, 하상재료입경과 하도지형-수리 특성의 연속성을 바탕으로 3개로 분류하였다. 급경사 (high-gradient) 하천은 하상경사가 1/60 이상의 구간으로 호박돌과 전석으로 형성된 계단상 (step-pool)의 연속성이 우세하며 주로 상류 산지하천에 분포한다. 중경사 (mid-gradient) 하천은 하상경사가 1/60-1/400인 구간으로서 자갈과 호박돌로 구성된 여울-소 (riffle-pool)의 연속성이 지배적이며 주로 중ㆍ상류에 분포한다, 완경사 (low-grdient) 하천은 하상경사가 1/400 보다 완만한 구간으로 자갈이 섞인 모래 또는 모래로 이루어진 사련-사퇴 (ripple-dune)의 연속성과 소의 다양성이 특징이며 주로 하류에 분포한다. 또한 평가 단위구간인 세구간 (reach)의 연장은 자연하천에 나타나는 하도지형 특성 (연속체의 형성)에 대한 연구결과 (Montgomery and Buffington 1993)와 하천정비와 하천횡단구조물 등의 영향을 고려하여 결정한다. 즉, 자연하천에서 나타나는 대표적인 하도특성인 소의 출현 간격은 하도 폭과의 비로써 나타내는데 급경사 하천 1:1-4, 중경사 하천 1:5-7, 완경사 하천 1:5-7을 기준 (참조하천)으로 하되 현재 우리나라 하천이용 및 교란 상황을 반영하여 각각 1:10, 1:25 및 1:25로 결정한 것이다.

2단계는 하천유형에 따른 평가영역 및 평가지표를 결정하는 단계로서 미국 (EPA 2004)과 독일 (LAWA 2002)의 정량적 평가, 영국 (SEPA 2003)의 정성적 평가 체계를 검토하고 우리나라 하천의 이용현황 및 교란상태 등을 고려하여 3개 하천 유형에 대하여 3개 영역 10개 평가지표를 결정하였다 (Jung and Kim 2015, Jung and Kim 2018).

하천의 물리 서식지에 대한 평가지표는 하도 및 수리 영역의 6개, 하안 영역의 2개, 하천교란 영역의 2개이다. 평가지표에 대한 조사는 하천기본계획보고서 항공사진 및 수치지형도를 활용한 문헌조사와 현장조사로 구성되며, 평가지표의 속성에 따라 단위구간별 전수조사와 표본조사를 수행한다. 하도/수리 영역의 ① 유효서식처, ② 하상매몰도와 소의 하상재료, ③ 유속ㆍ수심 및 소의 다양성 등은 평가 단위구간에서 현장 표본조사를 실시하고, ④ 하상안정, ⑤ 하도 흐름상태, ⑥ 여울 출현빈도 및 사행도 등은 평가 단위 구간별로 전수조사를 실시한다. 또한, 하안 영역의 ① 하천횡단형상, ② 하안 안정도 및 하천교란 영역의 ① 하천정비, ② 하천횡단구조물 등도 평가 단위 구간별로 전수조사를 실시한다. 조사하여 분석한 평가결과는 5 개 등급으로 구분하여 현재 대상 하천의 물리 서식지 상태를 제시하게 된다.

3단계는 교란이 없는 자연하천 (참조하천)을 기준으로 평가결과에 따라 영역 및 지표별 평가 등급과 평가대상 하천 전체의 물리 서식지 질을 5개 등급으로 상태를 제시한다.

2.2.2 평가지표 및 기준

하천의 물리 서식지 평가의 목적은 장래의 서식지 관리, 생태적 가치 평가, 하천 교란 결과 자료의 검정에 필요한 유역과 하천의 물리적 특성에 대한 현장 조사결과를 기록하는 것이다. 왜냐하면, 하천에서 생태계의 잠재력은 물리 서식지의 질에 의존하기 때문에 서식지 구조를 평가하기 위해서는 하천의 대표적인 물리적 구조를 구성하는 하상재료, 하도 지형, 흐름 특성, 하안 구조 및 수변 식생의 다양성과 질을 포함해야 한다. 서식지 질의 평가와 관련되는 서식지 평가지표는 하천의 미시적 규모의 서식처 (예 ; 하상 매몰도)와 거시적 규모의 지형 (예 ; 하도 지형), 그리고 다른 평가지표에 가장 큰 영향을 미치는 수변과 하안 구조 등이다.

하나의 세구간에 대한 평가영역은 수서동물의 서식 환경인 하도/수리, 식생과 동물서식 환경인 하안, 서식환경의 교란을 나타내는 하천교란의 3개 영역으로 구분된다. 평가지표의 내용은 3개 하천유형의 특성을 반영한 지표와 하천유형에 관계없이 동일한 공통지표가 있으며, 구체적인 내용은 Table 2와 같다.

평가기준은 각 평가지표별로 최적 (1등급) (20~18≥), 우수 (2등급) (18>~14≥), 보통 (3등급) (14>~8≥), 한계 (4등급) (8>~4≥) 및 미흡 (5등급) (4>)의 5개 등급으로 구분된다.

Table 2.

Criterion of habitat parameters used in assessment of streams

Category Habitat
parameter
Habitat
type
Condition Category
Optimal Suboptimal Normal Marginal Poor
Channel/
Hydraulic
1. Available
cover
H
M
L
Greater than 80%
(50% for low
gradient streams)
of substrate
favorable
for epifaunal
colonization and fish
cover ; mix of snags,
submerged logs,
undercut banks,
cobble or other
stable habitat and at
stage to allow full
colonization
potential (i.e.,
logs/snags that are
not new fall and not
transient)
80-60% (30-50%
for low gradient
streams) mix of
stable habitat;
well-suited for full
colonization
potential ; adequate
habitat for
maintenance of
populations;
presence of
additional substrate
in the form of new
fall, but not yet
prepared for
colonization (may
rate at high end of
scale)
40-60% (10-30%
for low gradient
streams) mix of
stable habitat;
habitat availability
less than desirable;
substrate frequently
disturbed or
removed.
20-40% (10% for
low gradient
streams) stable
habitat; lack of
habitat is obvious ;
substrate unstable
or lacking.
Less than 20%
(10% for low gra
dient streams)
stable habitat; lack
of habitat is obvious
; substrate unstable
or lacking.
2 a.
Embedded
ness
H
M
Gravel, cobble, and
boulder particles
are 0-20%
surrounded by fine
sediment. Layering
of cobble provides
diversity of niche
space.
Gravel, cobble, and
boulder particles
are 20-40%
surrounded by fine
sediment.
Gravel, cobble, and
boulder particles
are 40-60%
surrounded by fine
sediment.
Gravel, cobble, and
boulder particles
are 60-80%
surrounded by fine
sediment.
Gravel, cobble, and
boulder particles
are more than 80%
surrounded by fine
sediment.
b.
Pool
substrate
characteriz
ation
L Mixture of
substrate
materials, with
gravel and firm
sand prevalent is
more than 50% ;
root mats and
submerged
vegetation
common.
mixture of soft
sand, mud, or clay
is 35~50% ; mud
may be dominant;
some root mats and
submerged
vegetation present.
All mud or clay or
sand bottom are is
20~35% ; little or
no root mat ; no
submerged
vegetation.
Hard-pan clay or
bedrock are
5~20% ; little or no
root mat ;
submerged
vegetation.
Hard-pan clay or
bedrock are less
than 5% ; little or
no root mat ;
submerged
vegetation.
3 a.
Velocity/
Depth
regimes
H
M
All 4 velocity/depth
regimes present
(slow-deep,
slow-shallow,
fast-deep,
fast-shallow).
(slow is <0.3
m/s, deep is
>0.5 m)
Only 3 of the 4
regimes present
(if fast-shallow is
missing, score
lower than if
missing other
regimes).
Only 2 of the 4
habitat regimes
present (if fast-
shallow or slow-
shallow are
missing, score
low).
Dominated by 1
velocity/depth
regime (usually
slow-deep).
Dominated by 1
velocity/depth
regime (usually
fast-shallow).
b.
Pool
variability
L Even mix of large-
shallow,
large-deep,
small-shallow,
small -deep pools
present. (large is
greater than 1/2 of
river cross section,
deep is greater than
1m)
Majority of pools
large-deep and
small-deep ; very
few shallow.
Large-deep pools
are common and
few largr-deep
pools are present.
Small-shallow
pools are prevalent
than small-deep
pools.
Majority of pools
small-shallow or
pools absent.
4.
Sediment
deposition
H
M
L
Little or no
enlargement of
islands or point
bars and less than
5% (<20%
for low-gradient
streams) of the
bottom affected by
sediment
deposition.
Some new increase
in bar formation,
mostly from gravel,
sand or fine sedi
ment ; 20-40%
(20-50% for low
gradient) of the
bottom affected ;
slight deposition in
pools.
Moderate deposi
tion of new gravel,
sand or fine sedi
ment on old and
new bars; 40-60%
(50-80% for low-
gradient) of the
bottom affected;
sediment deposits
at obstructions,
constrictions, and
bends; moderate
deposition of pools
prevalent
Moderate
deposition of new
gravel, sand or fine
sediment on old and
new bars; 60-80%
(50-80% for
low-gradient) of
the bottom
affected; sediment
deposits at
obstructions,
constrictions, and
bends; moderate
deposition of pools
prevalent
Heavy deposits of
fine material,
increased bar
development; more
than 80% (80% for
low gradient) of the
bottom changing
frequently; pools
almost absent due
to substantial
sediment
deposition.
5. Channel flow
status
H
M
L
Water fills
>85% of the
available channel ; or
<15% of
channel substrate is
exposed
Water fills
75~85% of the
available channel ;
or 15-25% of
channel substrate is
exposed
Water fills
50-75% of the
available channel,
and/or 25-50% of
riffle substrates
are mostly
exposed.
Water fills
30-50% of the
available channel,
and/or 60-80% of
riffle substrates
are mostly
exposed.
Water fills less than
30% of the
available channel,
and/or more than
80% of riffle
substrates are
mostly exposed.
Channel/
Hydraulic
6
a.
Frequency of
steps
(riffles)
H
M
Occurrence of step
or riffles relatively
frequent; ratio of
distance between
riffles divided by
width of the stream
<7:1
(generally 5 to 7);
variety of habitat is
key. In streams
where riffles are
continuous, place
ment of boulders or
other large, natural
obstruction is
important
Occurrence of
steps or riffles
infrequent;
distance between
riffles divided by
the width of the
stream is between
7 to 15.
Occasional steps or
riffles ; bottom
contours provide
some habitat;
distance between
riffles divided by
the width of the
stream is between
15 to 25.
Occasional steps or
riffles ; bottom
contours provide
some habitat;
distance between
riffles divided by
the width of the
stream is between
20 to 25.
Generally all flat
water or shallow
steps or riffles ;
poor habitat;
distance between
steps or riffles
divided by the
width of the stream
is a ratio of
>25.
b.
Channel
sinuosity
L The bends in the
stream increase the
stream length 1 to
7 times longer than
if it was in a
straight line. (Note
- channel braiding
is considered
normal in coastal
plains and other
low-lying areas.
This parameter is
not easily rated in
these areas.)
The bends in the
stream increase the
stream length 8 to
15 times longer
than if it was in a
straight line.
The bends in the
stream increase the
stream length 16 to
22 times longer
than if it was in a
straight line.
The bends in the
stream increase the
stream length 22 to
24 times longer
than if it was in a
straight line.
Channel straight ;
waterway has been
channelized for a
long distance.
Bank 7.
Cross-section
shape
H
M
L
As a natural levee,
more than 70% of
the stream is in a
natural state
without river
improvement
works.
One of both sides is
a mountainous area
or a relatively
natural levee, and
70-50% of the
stream is in a
natural state
without river
improvement
works.
One of both sides is
a mountainous area
or a relatively
natural levee, and
50-30% of the
stream is in a
natural state
without river
improvement
works.
Both sides are con
-fined by levees, and
30 to 10% of the
stream has rela
-tively little impact
on the ecosystem
due to river improve
-ment works.
Both sides are
confine by levees,
and most of stream
are in the state of
artificial rivers due
to river improve
ment works, and
less than 10% of the d
rivers are in thed
natural state.
8.
Bank stability
(condition of banks)
(score each
bank)
H
M
L
Banks stable ;
evidence of erosion
or bank failure
absent or minimal ;
little potential for
future problems.
<20% of
bank affected.
Moderately stable ;
infrequent, small
areas of erosion
mostly healed over.
20-40% of bank in
reach has areas of
erosion.
Moderately
unstable; 40-60%
of bank in reach has
areas of erosion;
high erosion
potential during
floods.
Unstable; many
eroded areas ; "raw"
areas frequent
along straight
sections and bends
; obvious bank
sloughing ; 60-80%
of bank has
erosional scars.
Unstable; many
eroded areas ;
"raw" areas
frequent along
straight sections
and bends ; obvious
bank sloughing ;
more than 80% of
bank has erosional scars.
Distur-
bance
9.
Channel
alteration
H
M
L
Streams follow a
normal and natural
meandering
pattern,
Channelization or
dredging absent or
minimal ; stream
with normal
pattern. river
improvement
works is non-exi
stent or less than 10%.
Some channe-
lization present,
usually in areas of
bridge abutments ;
evidence of past

channelization, i.e.
dredging, (greater
than past 20 yr)
may be present
10-30%, but recent channe-
lization is not
present.
Channelization may
be extensive ;
embankments or
shoring structures
present on both
banks; and 30 to
50% of stream
reach channelized
and disrupted.
Banks shored with
gabion or cement;
50-70% of the
stream reach
channelized and
disrupted. Instream
habitat greatly
altered or removed
entirely.
Straightening,
dredging of other
types of river
improvement
works present,
most of river banks
is box-cut, and
channel
disturbance is more
than 70%. Instream
habitat greatly
altered or removed
entirely.
10.
Crossing
structures
(except
assessment
of fishway
function)
H
M
L
Weirs or drop
works for
agricultural, living,
industrial and
waterfront land
scape absent ;
crossing structures
affecting river
habitat absent.
Weirs or drop works
for agricultural,
living, industrial and
waterfront
landscape present,
but height of
crossing structures
affecting river
habitat is less than
0.5m.
Weirs or drop works
for agricultural,
living, industrial and
waterfront
landscape present,
but height of
crossing structures
affecting river
habitat is 0.5-1.0m.
Weirs or drop works
for agricultural,
living, industrial and
waterfront
landscape present, but height of
crossing structures
affecting river
habitat is 1.0-1.5m.
Weirs or drop works
for agricultural,
living, industrial and
waterfront
landscape present,
but height of
crossing structures
affecting river
habitat is higher
than 1.5m.
Score 20 19 18 17 16 15 14 13 12 11 10 9 8 7 5 5 4 3 2 1
Remarks H=High gradient, M=Mid gradient, L=Low gradient

2.3 조사 및 평가

서식지 조사는 문헌조사 (하천기본계획보고서, 항공사진, 수치지형도)와 현장조사 (전수조사 및 현장조사) 로 구성되며, 전수조사는 세구간 전체에 대한 조사로 step (riffle) 출현빈도, 유사퇴적, 하안안정도, 하천횡단형상, 하천정비, 하천횡단구조물 조사이며, 표본조사는 지점조사로서 유효서식처, 하상메몰도, 유속/수심 영역조사이다.

본 연구에서는 내성천 유역의 국가하천과 지방하천에 대한 하천기본계획보고서 (Ministry of Environment 2022)를 활용하여 각 하천을 유형별 기준에 따라 급경사, 중경사 및 완경사 하천으로 분류하였다. 다음으로 대상하천인 급경사 및 중경사 구간을 추출하고, Table 1과 같이 각 하천유형에서의 기준에 따라 세구간 (reach)을 구분한 후 각 세구간에 대하여 평가 영역 및 지표별로 조사하였다. 항공사진과 하천 평면도를 토대로 표시된 각 세구간에 대한 정량적 지표를 측정하기 위해 레이저 거리계, 줄자, 표척, 유속계, 하상재료 측정 면격자 및 디지털 카메라 등을 사용했다.

본 연구에서는 2022년 5월, 6월, 10월 및 11월의 4개월 동안 비교하천 30개 하천 165개 구간에서 현장조사를 실시하였으며, 참조하천 4개 하천 11개 구간의 평가결과는 하천유형별로 내성천 유역 하천과 비교하기 위하여 선행연구 결과 (Jung and Kim 2018)를 참고하였다. 해당 하천은 하상경사 및 하상재료 등을 기준으로 급경사 및 중경사 하천으로 유형을 구분하고 하폭 또는 저수로 폭을 기준으로 세구간 (단위평가구간)을 나누어 3개 영역 (10개 평가지표) 즉, 하도/수리영역 (6개 평가지표 : 스텝 (여울)출현빈도, 유사퇴적, 유효서식지, 하상매몰도, 유속/수심 영역, 하도흐름상태), 하안영역 (2개 평가지표 : 횡단형상, 하안안정) 및 하천교란영역 (2개 평가지표 : 하도개수 및 횡단구조물)에 대한 조사 및 평가를 수행했다. Fig. 3은 창평천 중경사구간 중 세구간 3번 구간에 대한 현장조사 사례를 제시한 것으로서 조사 내용, 구간 및 지점의 표시 및 사진을 보고서에 부록으로 해야 한다.

https://cdn.apub.kr/journalsite/sites/kseie/2023-010-04/N0190100406/images/kseie_10_04_06_F3.jpg
Fig. 3

Example photographs of field survey contents in Changpyeongcheon (Mid gradient Reach No.3).

3. 결 과

내성천 유역에서 하천의 물리 서식지의 상태는 급경사 하천은 보통과 한계 상태로, 중경사 하천은 우수에서 한계 상태까지로 평가되었다. 평가점수 분포는 급경사 하천에서 70-135, 중경사 하천에서 48-149의 범위이다. 서식지 질은 급경사 하천의 경우 32개 세구간 중 3 개 세구간만 한계 (marginal)상태이고 나머지는 보통 (normal)상태로 평가되었으며, 중경사 하천의 경우 133개 세구간 중 4개 세구간은 우수 (suboptimal)상태, 88개 세구간은 보통 (normal)상태, 41개 세구간은 한계 (marginal)상태로 평가되었다. 내성천 유역은 급경사 및 중경사 하천의 물리 서식지 상태는 “우수”에서 “한계”이며, 한계상태 이하는 급경사 하천 약 9%, 중경사 하천 약 31%로 분석되었다.

3.1 급경사 하천

급경사 하천은 전형적인 산지하천으로서 하상경사가 급하여 유수력이 크기 때문에 하상재료의 입경이 굵고, 하도 폭의 1-4배 간격으로 나타나는 계단상 (step-pool) 구조가 대표적인 특징이라 할 수 있다. 계단상 구조의 특징은 step 위의 사류 흐름과 소 (pool)의 상류 흐름이 교대로 나타나며, 흐름과 하상의 변화는 수직적이다. 급경사 하천의 비교하천 4개 32개 세구간과 참조하천 (음영부분) 2개 5개 세구간의 평가결과는 Table 3에 나타낸 바와 같다.

Table 3.

Assessment results of high gradient streams

No. Stream Channel/Hydraulic Bank Disturbance Total Assessment
results
Name Reach Avail
able
cover
Embed
ded
ness
Velocity
/Depth
regimes
Fre-
quency
of
steps
Sediment
deposi
tion
Channel
flow
status
Cross-
section
shape
Bank
sta
bility
Channel
altera
tion
Crossing
struc
tures
Degree Condition
1 Chang
pyeong-
cheon
CP-4 12 19 5 17 3 6 3 12 12 10 99 9.9 Normal
2 CP-5 13 19 6 17 4 16 6 12 12 20 125 12.5 Normal
3 CP-6 11 19 16 18 3 11 13 12 12 20 135 13.5 Normal
4 CP-7 14 20 6 17 3 11 10 12 12 20 125 12.5 Normal
5 CP-8 16 20 7 16 3 11 3 12 12 20 120 12 Normal
6 Seoktap-
cheon
ST-1 9 1 2 3 3 8 11 16 16 20 89 8.9 Normal
7 ST-2 11 1 7 14 3 12 12 16 16 20 112 11.2 Normal
8 ST-3 14 18 4 3 3 4 9 12 12 11 90 9.0 Normal
9 ST-4 9 1 6 3 2 3 11 12 12 11 70 7.0 Marginal
10 ST-5 11 1 6 6 3 6 8 12 12 10 75 7.5 Marginal
11 ST-6 11 1 7 3 3 5 8 12 11 16 77 7.7 Marginal
12 ST-7 15 17 16 3 4 7 10 12 11 12 107 10.7 Normal
13 ST-8 16 18 7 3 3 4 12 12 11 9 95 9.5 Normal
14 ST-9 11 18 7 3 2 5 20 20 19 20 125 12.5 Normal
15 ST-10 14 18 7 2 2 6 12 20 19 20 120 12.0 Normal
16 ST-11 9 18 2 1 3 6 8 20 19 16 102 10.2 Normal
17 Yongdu-
cheon
YD-3 7 19 1 9 3 11 7 14 14 20 105 10.5 Normal
18 YD-4 11 18 2 4 3 5 10 14 14 14 95 9.5 Normal
19 YD-5 12 19 7 10 3 4 10 14 13 11 103 10.3 Normal
20 YD-6 11 19 6 7 3 5 7 16 15 10 99 9.9 Normal
21 YD-7 8 20 7 7 3 7 8 16 15 19 110 11.0 Normal
22 YD-8 14 19 6 5 4 7 16 20 18 13 122 12.2 Normal
23 YD-9 14 20 6 12 3 9 13 18 17 20 132 13.2 Normal
24 Sujin-
cheon
SJ-1 12 19 5 5 3 8 8 16 16 19 111 11.1 Normal
25 SJ-2 9 18 7 7 7 8 8 12 11 10 97 9.7 Normal
26 SJ-3 15 18 16 16 4 12 11 12 11 20 135 13.5 Normal
27 SJ-4 16 18 7 7 3 10 10 12 11 19 113 11.3 Normal
28 SJ-5 15 16 7 7 2 5 15 12 11 20 110 11.0 Normal
29 SJ-6 17 17 6 6 3 6 1 12 11 10 89 8.9 Normal
30 SJ-7 15 16 7 7 3 7 10 12 10 6 93 9.3 Normal
31 SJ-8 15 18 7 7 3 12 10 12 11 19 114 11.4 Normal
32 SJ-9 16 19 5 5 3 9 9 12 12 13 103 10.3 Normal
33 Beomwang
cheon
BW-3 17 18 19 19 19 15 17 18 13 16 171 17.1 Suboptimal
34 BW-4 17 18 19 19 19 15 17 18 15 20 177 17.7 Suboptimal
35 BW-5 16 18 19 18 18 16 16 16 17 19 173 17.3 Suboptimal
36 Uitan-
cheon
UT-3 16 14 18 19 14 10 10 10 12 18 141 14.1 Normal
37 UT-5 19 19 19 20 20 18 18 18 19 20 190 19.0 Optimal
38 UT-7 18 18 19 20 20 18 13 16 16 20 178 17.8 Suboptimal

내성천유역은 10개 평가지표 중 특히, 스텝 출현빈도, 하상 매몰도, 유속/수심영역, 횡단형상은 점수 변동폭이 16-20배인 반면 유사퇴적, 유효서식지, 하도 흐름상태, 하안안정, 하도개수 및 횡단구조물 등은 3.50-6배로 나타났다. 내성천유역 내에서 지형ㆍ지질과 토지이용이 유사하므로 하상경사와 하상재료에 따라 급경사 하천으로서 물리적 특성을 나타내는 각 평가지표의 평가결과가 유사할 것이라 예상했다. 그러나 보통 (29개 하천) 및 한계 (3개 하천) 상태를 유지하는 것으로 평가되었다. 특히, 3개 구간이 한계상태로 평가된 내성천 제1지류인 석탑천 구간은 하폭 9-23 m 범위의 산지 소하천으로서 서식지의 핵심인 하도/수리영역의 평가결과가 미흡상태였으며, 반면에 2개 참조하천의 5개 세구간은 최적 (1개 하천)과 양호 (4개 하천) 상태로서 비교적 자연하천의 물리적 특성을 잘 나타내고 있다.

3.2 중경사 하천

중경사 하천은 산지하천에서 충적하천으로 천이하는 구간으로서 하상경사가 다양하고 사행구간이 나타나므로 하도 폭의 5-7배 간격으로 나타나는 여울-소 (riffle-pool) 구조가 대표적인 특징이며, 지배적인 하상재료는 자갈과 호박돌이다. 여울-소 구조의 특징은 하도가 사행하면서 여울의 사류 흐름과 소 (pool)의 상류 흐름이 교대로 나타나며, 고정사주와 교호사주가 발달하면서 평면적인 흐름과 하상의 변화가 나타난다. 중경사 하천의 비교하천 26개 133개 세구간과 참조하천 (음영부분) 2개 6개 세구간의 평가결과는 Table 4에 나타낸 바와 같다.

중경사 하천 구간에서는 미흡 (poor)을 제외한 최적 (3개 하천), 우수 (6개 하천), 보통 (95개 하천) 및 한계 (34개 하천)의 4개 상태를 유지하는 것으로 평가되었다. 또한 2개 참조하천의 6개 세구간 중 최적 (3개 하천), 우수 (2개 하천) 및 보통 (1개 하천) 상태로서 5개 하천 세구간이 자연하천의 물리적 특성을 잘 나타내고 있다.

Table 4.

Assessment results of mid gradient streams

No. Stream Channel/Hydraulic Bank Disturbance Total Assessment
results
Name Reach Avail
able
cover
Embed-
ded
ness
Velocity
/Depth
regimes
Fre-
quency
of
riffles
Sediment
deposi
tion
Channel
flow
status
Cross-
section
shape
Bank
sta
bility
Channel
altera
tion
Crossing
struc
tures
De-
gree
Condi-
tion
1 Toil-
cheon
TI-1 10 8 1 1 7 14 14 14 14 20 103 10.3 Normal
2 TI-2 15 13 20 19 2 2 13 14 15 9 122 12.2 Normal
3 TI-3 15 13 17 9 2 3 13 14 15 12 113 11.3 Normal
4 TI-4 15 13 7 2 3 3 13 14 15 12 97 9.7 Normal
5 TI-5 16 14 16 2 3 6 13 14 14 12 110 11.0 Normal
6 TI-6 14 11 6 1 3 3 10 14 13 11 86 8.6 Normal
7 TI-7 15 13 20 1 3 4 10 14 14 14 108 10.8 Normal
8 Gu-
cheon
GC-1 15 12 2 7 3 4 11 12 11 9 86 8.6 Normal
9 GC-2 14 9 7 7 2 6 11 12 11 20 99 9.9 Normal
10 GC-3 15 12 7 3 2 3 11 12 11 10 86 8.6 Normal
11 GC-4 10 7 17 4 3 5 10 12 10 12 90 9.0 Normal
12 GC-5 11 8 14 1 3 7 8 12 10 13 87 8.7 Normal
13 GC-6 11 8 5 1 3 8 8 12 10 9 75 7.5 Normal
14 Nak
hwaam-
cheon
NH-1 3 5 5 1 1 2 11 16 15 9 68 6.8 Marginal
15 NH-2 3 4 7 1 2 3 11 16 14 9 70 7.0 Marginal
16 NH-3 9 7 4 1 18 8 11 16 14 9 97 9.7 Normal
17 NH-4 14 9 5 1 2 4 11 16 14 5 81 8.1 Normal
18 Haenggye
cheon
HG-1 5 5 14 12 2 4 9 16 15 11 93 9.3 Normal
19 HG-2 2 2 5 4 3 8 9 16 13 10 72 7.2 Marginal
20 HG-3 6 6 16 12 2 4 8 16 13 11 94 9.4 Normal
21 HG-4 7 6 6 1 3 6 6 12 10 10 67 6.7 Marginal
22 HG-5 2 2 2 1 4 10 6 12 12 15 66 6.6 Marginal
23 Gagye-
cheon
GG-1 4 5 5 5 3 12 13 16 15 20 98 9.8 Normal
24 GG-2 14 10 7 2 2 4 8 16 14 13 90 9.0 Normal
25 GG-3 7 6 7 6 3 4 8 16 13 8 78 7.8 Marginal
26 GG-4 5 11 7 5 2 3 6 12 11 5 67 6.7 Marginal
27 Dongmak
cheon
DM-1 18 18 7 12 3 4 3 12 12 15 104 10.4 Normal
28 DM-2 16 15 7 6 2 4 5 12 12 15 94 9.4 Normal
29 DM-3 15 14 2 1 2 5 6 12 11 14 82 8.2 Normal
30 DM-4 15 13 3 2 3 8 3 12 10 14 83 8.3 Normal
31 DM-5 14 11 16 4 3 8 3 12 10 11 92 9.2 Normal
32 DM-6 15 13 5 2 3 6 3 12 10 12 81 8.1 Normal
33 Chang
pyeong-
cheon
CP-1 15 2 6 16 2 3 11 16 14 7 92 9.2 Normal
34 CP-2 15 14 2 2 3 7 11 16 13 10 93 9.3 Normal
35 CP-3 19 19 9 10 3 7 5 12 10 9 103 10.3 Normal
36 Seo-
cheon
SE-6 2 2 16 20 2 4 11 13 16 11 97 9.7 Normal
37 SE-7 3 4 8 15 2 3 11 16 12 11 85 8.5 Normal
38 Namwon
cheon
NW-1 18 17 17 17 19 11 17 14 10 11 151 15.1 Suboptmal
39 NW-2 17 15 20 17 19 5 16 15 15 11 150 15.0 Suboptmal
40 NW-3 18 19 13 4 20 6 10 16 16 10 132 13.2 Normal
41 Geumgye
cheon
GK-1 18 17 2 1 2 4 11 16 9 11 91 9.1 Normal
42 GK-2 20 19 6 2 2 2 11 16 14 11 103 10.3 Normal
43 GK-3 19 18 7 1 2 3 14 16 15 8 103 10.3 Normal
44 Jukgye-
cheon
JG-1 1 1 7 18 3 1 14 16 16 13 90 9.0 Normal
45 JG-2 1 1 17 16 2 1 12 16 16 9 91 9.1 Normal
46 JG-3 2 2 7 2 3 2 14 16 13 8 69 6.9 Marginal
47 JG-4 18 16 6 2 3 4 9 16 14 13 101 10.1 Normal
48 Sa-
cheon
SC-1 2 2 17 15 3 7 11 16 16 16 105 10.5 Normal
49 SC-2 1 1 7 8 3 5 9 16 16 13 79 7.9 Normal
50 SC-3 1 1 13 3 5 7 11 16 13 11 81 8.1 Normal
51 SC-4 18 16 19 3 3 7 11 12 10 12 111 11.1 Normal
52 Honggy
cheon
HGY-1 1 2 2 4 3 7 5 16 14 9 63 6.3 Marginal
53 HGY-2 5 5 5 6 3 6 5 16 14 12 77 7.7 Marginal
54 HGY-3 1 1 1 3 4 10 8 16 13 9 66 6.6 Marginal
55 HGY-4 1 2 2 7 3 9 12 16 14 13 79 7.9 Marginal
56 Jowa-
cheon
JW-1 3 4 1 1 3 5 11 16 13 7 64 6.4 Marginal
57 JW-2 4 5 7 13 2 10 11 16 11 12 91 9.1 Normal
58 JW-3 1 1 16 7 3 11 11 16 10 20 96 9.6 Normal
59 JW-4 1 1 7 4 3 10 11 16 10 19 82 8.2 Normal
60 JW-5 1 1 1 1 2 4 3 16 13 20 62 6.2 Normal
61 Okgye-
cheon
OG-1 2 3 3 2 3 12 11 16 15 20 87 8.7 Normal
62 OG-2 1 1 17 16 2 11 11 16 16 20 111 11.1 Normal
63 OG-3 1 1 16 14 1 6 11 16 16 20 102 10.2 Normal
64 OG-4 1 2 7 13 2 7 11 16 15 20 94 9.4 Normal
65 OG-5 2 1 7 12 2 5 11 16 16 20 92 9.2 Normal
66 OG-6 1 1 6 6 2 6 11 16 16 20 85 8.5 Normal
67 OG-7 1 1 6 7 3 12 11 16 16 20 93 9.3 Normal
68 OG-8 2 3 13 7 2 14 11 16 16 20 104 10.4 Normal
69 OG-9 2 3 2 3 2 6 11 16 16 20 81 8.1 Normal
70 OG-10 1 2 16 14 2 7 11 16 16 14 99 9.9 Normal
71 OG-11 1 1 16 13 2 8 11 16 16 20 104 10.4 Normal
72 OG-12 1 1 2 2 2 4 11 16 16 10 65 6.5 Marginal
73 OG-13 1 1 2 3 2 3 11 16 16 10 65 6.5 Marginal
74 OG-14 1 1 2 7 2 6 11 16 16 20 82 8.2 Normal
75 Ugok-
cheon
UG-1 1 2 6 2 3 6 11 16 14 11 72 7.2 Marginal
76 UG-2 2 2 6 1 2 4 11 16 15 12 71 7.1 Marginal
77 UG-3 1 2 6 2 2 4 11 16 14 10 68 6.8 Marginal
78 UG-4 1 1 2 3 2 8 11 16 15 20 79 7.9 Marginal
79 Seokgwan
cheon
SG-1 19 18 16 20 2 6 12 16 16 20 145 14.5 Subop- timal
80 SG-2 18 18 7 5 3 6 11 16 15 14 113 11.3 Normal
81 SG-3 18 18 6 2 2 2 12 16 15 9 100 10.0 Normal
82 SG-4 18 18 6 2 2 2 10 16 15 13 102 10.2 Normal
83 SG-5 19 18 17 2 2 4 11 16 14 9 112 11.2 Normal
84 Han-
cheon
HC-3 17 16 15 15 3 4 10 16 16 11 123 12.3 Normal
85 HC-4 6 17 5 13 3 5 8 16 16 14 103 10.3 Normal
86 HC-5 18 18 5 10 3 6 8 16 16 10 110 11.0 Normal
87 Han-
cheon
HC-6 16 17 3 16 3 8 8 16 16 16 119 11.9 Normal
88 HC-7 18 18 16 16 8 7 10 16 16 16 141 14.1 Suboptimal
89 HC-8 19 18 15 10 3 9 10 16 16 16 132 13.2 Normal
90 HC-9 19 19 2 6 3 9 8 16 16 16 114 11.4 Normal
91 HC-10 19 18 6 9 3 6 8 16 16 10 111 11.1 Normal
92 HC-11 5 18 5 12 3 6 10 16 16 9 100 10.0 Normal
93 HC-12 6 18 2 17 3 5 8 16 16 10 101 10.1 Normal
94 HC-13 9 18 2 8 3 4 8 16 16 10 94 9.4 Normal
95 HC-14 19 18 5 10 3 6 9 16 16 10 112 11.2 Normal
96 HC-15 19 19 5 9 3 6 11 16 16 10 114 11.4 Normal
97 Yongdu-
cheon
YD-1 14 11 1 1 9 8 8 16 13 9 90 9.0 Normal
98 YD-2 19 19 2 1 8 8 8 16 12 11 104 10.4 Normal
99 Geumgok
cheon
GGO-1 1 1 6 12 2 3 15 18 17 10 85 8.5 Normal
100 GGO-2 2 1 5 1 3 9 14 18 15 16 84 8.4 Normal
101 GGO-3 3 4 1 1 3 7 14 18 14 10 75 7.5 Marginal
102 GGO-4 2 2 5 1 2 4 8 18 16 9 67 6.7 Marginal
103 GGO-5 7 6 15 4 2 4 8 16 16 13 91 9.1 Normal
104 Jung-
pyeong-
cheon
JP-1 8 7 17 19 3 6 8 16 14 13 111 11.1 Normal
105 JP-2 3 4 5 5 2 4 8 16 15 19 81 8.1 Normal
106 JP-3 8 7 17 7 3 7 8 16 14 9 96 9.6 Normal
107 JP-4 2 2 2 1 3 7 8 16 14 9 64 6.4 Marginal
108 JP-5 1 1 2 4 3 6 7 16 16 13 69 6.9 Marginal
109 Song-
pyeong-
cheon
SP-1 2 2 2 4 6 8 8 16 14 12 74 7.4 Marginal
110 SP-2 2 3 5 6 4 8 8 12 10 14 72 7.2 Marginal
111 SP-3 1 1 6 7 3 6 8 12 11 12 67 6.7 Marginal
112 SP-4 1 1 2 1 3 8 8 12 11 12 59 6.7 Marginal
113 SP-5 1 1 2 1 3 4 8 12 11 10 53 5.3 Marginal
114 SP-6 1 1 2 1 5 7 8 12 11 10 58 5.8 Marginal
115 Geum-
cheon
GC-1 5 5 14 12 2 3 9 16 15 11 92 9.2 Normal
116 GC-2 2 2 5 4 3 9 9 16 13 10 73 7.3 Marginal
117 GC-3 6 6 16 12 2 7 8 16 13 11 97 9.7 Normal
118 GC-4 7 6 6 1 3 4 6 12 10 10 65 6.5 Marginal
119 GC-5 2 4 2 1 4 4 6 12 12 15 62 6.2 Marginal
120 Daehari
cheon
DH-1 14 9 1 1 3 8 6 16 15 12 85 8.5 Normal
121 DH-2 3 3 5 7 3 7 7 16 14 12 77 7.7 Marginal
122 DH-3 2 2 3 5 3 7 6 16 13 10 67 6.7 Marginal
123 DH-4 7 6 3 4 3 7 7 16 13 9 75 7.5 Marginal
124 DH-5 15 13 15 9 3 7 5 16 14 9 106 10.6 Normal
125 DH-6 14 9 7 2 3 4 5 16 14 9 83 8.3 Normal
126 Bokgye-
cheon
BG-1 2 2 16 17 3 11 8 16 15 20 110 11.0 Normal
127 BG-2 1 1 7 17 2 6 8 16 15 20 93 9.3 Normal
128 BG-3 3 4 6 4 5 8 8 16 13 11 78 7.8 Marginal
129 BG-4 1 2 6 2 3 8 8 16 13 12 71 7.1 Marginal
130 BG-5 1 1 2 2 2 3 8 12 12 5 48 4.8 Marginal
131 Naeseong
cheon
NS-23 1 1 2 4 3 9 8 14 14 13 69 6.9 Marginal
132 NS-24 1 1 5 6 6 9 12 14 14 10 78 7.8 Marginal
133 NS-25 4 5 2 5 2 4 3 12 12 15 64 6.4 Marginal
134 Wangpi-
cheon
WA-15 18 17 17 17 16 15 17 16 18 20 20 17.1 Suboptimal
135 WA-17 18 19 19 17 17 17 18 18 19 18 20 18.0 Optimal
135 WA-19 18 18 18 18 19 16 18 17 19 20 17 18.1 Optimal
136 Namgang NG-1 18 18 16 14 14 15 13 14 12 18 35 15.2 Normal
137 NG-2 19 19 17 18 18 17 18 18 18 20 36 18.2 Optimal
138 NG-3 17 18 18 18 18 17 17 18 17 20 32 17.8 Suboptimal

4. 고 찰

자연하천은 유수력에 의한 반응으로서 하상경사, 하상재료입경 및 하천 특성의 지형학적 배치가 비교적 동일한 하도 형식으로 구성되며, 상류에서 하류까지 종단적으로 연속된다는 것이 하천유형 분류의 근거이다. 또한 하천 생태계도 하천유형의 특징에 따라 종속적으로 형성된다. 본 연구에서는 하천 서식지 평가 기준을 내성천 유역의 급경사 및 중경사 하천에 적용하여 평가한 물리 서시지의 질을 Table 5에 제시하였다.

내성천 유역의 지형특성은 하구 기준으로 표고 200 m 이하의 면적 약 34% 및 평균경사 15.54%이다. 지질 및 토양 특성은 약 88%가 화강암류로서 풍화작용으로 완만한 경사와 지형을 형성하여 중간입경 이상의 모래가 넓게 분포하므로써 농경지가 발달하였다. 따라서 내성천 본류와 지류는 치수 및 이수 위주로 하천정비가 시행되면서 서식지가 많이 교란되어 급경사와 중경사 하천 97%가 3등급인 보통이하임을 나타내고 있다.

Table 5.

Proportion of sites of different river habitat quality in the river systems

River system Optimal Suboptimal Normal Marginal Poor
Naeseongcheon Toilcheon - - 7(100%) - -
Gucheon - - 6(100%) - -
Nakhwaamcheon - - 2(50%) 2(50%) -
Haenggyecheon - - 2(40%) 3(60%) -
Gagyecheon - - 2(50%) 2(50%) -
Dongmakcheon - - 6(100%) - -
Changpyeongcheon - - 8(100%) - -
Seocheon - - 2(100%) - -
Namwoncheon - 2(67%) 1(33) - -
Geumgyecheon - - 3(100%) - -
Jukgyecheon - - 3(75%) 1(25%) -
Sacheon - - 4(100%) - -
Honggyocheon - - - 4(100%) -
Jowacheon - - 4(80%) 1(20%) -
Okgyecheon - - 12(86%) 2(14%) -
Ugokcheon - - - 4(100%) -
Seotapcheon - - 8 3 -
Seokgwancheon - 1(20%) 4(80%) - -
Hancheon - 1(8%) 12(92%) - -
Yongducheon - - 9(100%) - -
Geumgokcheon - - 3(60%) 2(40%) -
Jungpyeongcheon - - 3(60%) 2(40%) -
Songpyeongcheon - - - 6(100%) -
Geumcheon - - 2(40%) 3(60%) -
Sujincheon - - 9(100) - -
Daeharicheon - - 3(50%) 3(50%) -
Bokgyecheon - - 2(40%) 3(60%) -
Naeseongcheon - - - 3(100%) -
Total basin - 4(3%) 119(72%) 42(25%) -

4.1 급경사 하천

Table 6은 급경사 하천에서 서식지의 질을 결정하는 하도/수리 (하도 서식지), 하안 및 교란 영역에 대한 평가지표별로 분석한 최소값, 최대값, 평균값 및 서식지 등급별 세구간 수를 나타낸 것이다. 내성천 유역의 급경사 하천의 물리 서식지 질에 대한 총점 (200점) 평균은 106점 (53%), 하도영역 (총점 120점) 평균은 54점 (45%), 하안영역 (총점 40점) 평균은 24점 (59%), 교란영역 (총점 40점) 평균은 29점 (72%)으로 분석되었다. 이러한 평가결과는 전체적인 서식지 질은 보통상태를 유지하는 것으로 나타났으나 서식지 질에 가장 큰 영향을 미치는 하도/수리영역은 한계상태에 가까운 보통수준으로 나타났다. 어류 및 수서동물의 서식지 상태를 파악하기 위하여 하도영역의 각 지표별 분석한 결과 소에서 먹이활동, 휴식 및 은신처의 상태를 나타내는 유효서식처는 97%가 보통 이상을 유지하고 있으며, 스텝에서 서식처를 나타내는 전석, 호박돌 및 자갈 사이의 공극의 상태를 나타내는 하상매몰도는 85%가 우수 이상인 것으로 나타났다. 그러나, 흐름의 다양성을 나타내는 유속/수심영역은 91%, 스텝의 출현빈도는 69%가 한계 상태로 평가되었으며, 소의 서식처 안정성을 나타내는 유사퇴적은 100%가 한계상태 이하로서 특히 84%가 미흡상태로 나타나 소에 퇴적이 자주 발생하는 것으로 나타났다. 수면적 유지의 안정성을 나타내는 하도흐름상태는 97% 이하가 보통으로서 특히 한계상태가 53%, 미흡상태가 3%인 것으로 나타나 하도의 수면적은 유량에 따라 수위변동이 심한 것으로 평가되었다. 반면에 참조하천은 모든 지표가 최적 및 우수 상태로 나타났다. 이러한 결과는 내성천 유역의 하천은 치수 및 이수를 위한 하천정비가 시행되어 하도지형의 물리적 자연성이 심각하게 훼손되었음을 의미한다.

Table 6.

Habitat quality characteristics in high gradient stream

Category Parameter
Static
Channel Bank Disturbance Total

Avail
able
cover

Embed-
dedness

Velocity/
Depth
regime

Fre
quency
of steps

Sediment
depo
sition

Channel
flow
status

Cross-
section
shape

Bank
stability

Channel
altera
tion

Crossing
struc
tures
Min. Naeseong
cheon
7.00 1.00 1.00 1.00 2.00 3.00 1.00 12.00 10.00 6.00 70
Reference
stream
16.00 18.00 19.00 18.00 18.00 15.00 13.00 16.00 13.00 16.00 171
Max. Naeseong
cheon
17.00 20.00 16.00 18.00 7.00 16.00 20.00 20.00 19.00 20.00 135
Reference
stream
19.00 19.00 19.00 20.00 20.00 18.00 18.00 18.00 19.00 20.00 190
Aver
age
Naeseongcheon 12.59 15.69 6.66 7.81 3.13 7.69 9.66 14.00 13.38 15.56 106
Reference
stream
17.17 17.50 18.83 19.17 18.33 15.33 15.17 16.00 15.33 18.83 178
Total 13.32 15.97 8.58 9.60 5.53 8.89 10.53 14.32 13.68 16.08 117
https://cdn.apub.kr/journalsite/sites/kseie/2023-010-04/N0190100406/images/kseie_10_04_06_T1.jpg
Site
num
bers
by
grade
Optimal
(20-18)(%)
0(0%) 23(72%) 0(0%) 1(3%) 0(0%) 0(0%) 1(3%) 5(16%) 4
(13%)
16
(50%)
50
(16%)
Subop
timal
(18>-14)(%)
15(47%) 4(13%) 3(9%) 6(19%) 0(0%) 1(3%) 2(6%) 8(25%) 8
(25%)
3(9%) 50
(16%)
Normal
(14>-8)(%)
16(50%) 0(0%) 0(0%) 3(9%) 0(0%) 13(41%) 23(72%) 19(59%) 20
(63%)
12
(38%)
106
(33%)
Marginal
(8>-4)(%)
1(3%) 0(0%) 25(78%) 13(41%) 5(16%) 17(53%) 3(9%) 0(0%) 0(0%) 1(3%) 65
(20%)
Poor
(4>)(%)
0(0%) 5(16%) 4(13%) 9(28%) 27(84%) 1(3%) 3(9%) 0(0%) 0(0%) 0(0%) 49
(15%)

4.2 중경사 하천

Table 7은 중경사 하천에서 서식지의 질을 결정하는 하도/수리 (하도 서식지), 하안 및 교란 영역에 대한 평가지표별로 분석한 최소값, 최대값, 평균값 및 서식지 등급별 세구간 수를 나타낸 것이다. 내성천 유역의 중경사 하천의 물리 서식지 질에 대한 총점 (200점) 평균은 90점 (45%), 하도/수리영역 (총점 120점) 평균은 39점 (32%), 하안영역 (총점 40점) 평균은 24점 (61%), 교란영역 (총점 40점) 평균은 26점 (66%)으로 분석되었다. 이러한 평가결과는 전체적인 서식지 질은 한계에 가까운 보통상태를 유지하는 것으로 나타났으나 서식지 질에 가장 큰 영향을 미치는 하도영역은 한계상태로 나타났다.

어류 및 수서동물의 서식지 상태를 파악하기 위하여 하도/수리영역의 각 지표별 분석한 결과 소에서 먹이활동, 휴식 및 은신처의 상태를 나타내는 유효서식처는 59%가 한계 이하를 유지하고 있으며, 여울에서 서식처를 나타내는 호박돌 및 자갈 사이의 공극의 상태를 나타내는 하상매몰도는 60%가 한계 이하 것으로 나타났다. 또한 흐름의 다양성을 나타내는 유속/수심영역은 73%, 여울의 출현빈도는 63%가 한계 이하의 상태로 평가되었으며, 소의 서식처 안정성을 나타내는 유사퇴적은 95%가 한계상태 이하로서 특히 87%가 미흡상태로 나타나 소에 퇴적이 자주 발생하는 것으로 나타났다. 수면적 유지의 안정성을 나타내는 하도흐름상태는 73%가 보통 이하로서 특히 한계상태가 57%, 미흡상태가 16%로 나타나 하도의 수면적이 유량에 따라 수위변동이 심한 것으로 평가되었다. 이러한 결과는 급경사 하천의 평가결과와 유사하며, 내성천 유역 중 넓은 농경지가 발달한 특히 영주 및 예천 주변의 인구밀도가 높은 지역은 하천정비 시행으로 횡단면 형상, 하천정비 및 횡단구조물 평가에서도 하천이 교란되었음을 나타내고 있다.

Table 7.

Habitat quality characteristics in mid gradient stream

Category Parameter
Static
Channel Bank Disturbance Total

Avail
able
cover

Embed-
dedness

Velocity/
Depth
regime

Frequency
of riffles

Sediment
deposition

Channel
flow
status

Cross-
section
shape

Bank
stability

Channel
alteration

Crossing
structures
Min. Naeseong
cheon
1.00 1.00 1.00 1.00 1.00 1.00 3.00 12.00 9.00 5.00 48
Reference
stream
17.00 17.00 16.00 14.00 14.00 15.00 13.00 14.00 12.00 18.00 171
Max. Naeseong
cheon
20.00 19.00 20.00 20.00 20.00 14.00 17.00 18.00 17.00 20.00 149
Reference
stream
19.00 19.00 19.00 18.00 19.00 17.00 18.00 18.00 19.00 20.00 182
Average Naeseongcheon 7.89 7.65 7.54 6.44 3.36 6.02 9.40 15.10 13.77 12.56 90
Reference
stream
18.00 18.17 17.50 17.00 17.00 16.17 16.83 16.83 17.17 19.33 174
Total 8.33 8.11 7.97 6.89 3.95 6.45 9.72 15.17 13.92 12.85 93
https://cdn.apub.kr/journalsite/sites/kseie/2023-010-04/N0190100406/images/kseie_10_04_06_T2.jpg
Site
numbers
by
grade
Optimal
(20-18)(%)
22(17%) 21(16%) 4(3%) 5(4%) 4(3%) 0(0%) 0(0%) 4(3%) 0(0%) 22
(17%)
82(6%)
Subop
timal
(18>-14)(%)
25(19%) 12(9%) 28(21%) 15(11%) 0(0%) 2(2%) 9(7%) 102(77%) 83(62%) 18
(14%)
294
(22%)
Normal
(14>-8)(%)
8(6%) 21(16%) 5(4%) 22(17%) 3(2%) 34(26%) 101(76%) 27(20%) 50(38%) 88
(66%)
359
(27%)
Marginal
(8>-4)(%)
17(13%) 25(19%) 58(44%) 36(27%) 10(8%) 76(57%) 17(13%) 0(0%) 0(0%) 5(4%) 244
(18%)
Poor
(4>)(%)
61(46%) 54(41%) 38(29%) 55(41%) 116(87%) 21(16%) 6(5%) 0(0%) 0(0%) 0(0%) 351
(26%)

4.3 내청선 유역 급경사 및 중경사 하천의 물리 서식지 교란 특성

본 연구는 하천 생태계와 관련된 물리 서식지 질 평가시 유역 및 하천 교란을 전제조건으로 기준인 참조하천 (자연하천)과 비교하천 (교란하천)을 상대평가하여 서식지의 현재 상태를 진단하고 그 차이점이 발생하는 원인을 제시하는 것이다.

예를 들면 평가시스템에서 유사퇴적 (sediment deposition) 평가지표는 급경사, 중경사 하천에서 사행으로 형성된 소에 퇴적이 발생하는 규모 및 정도가 서식지에 미치는 영향을 평가하는 기준이며, 하상매몰도 (embeddedness) 평가지표는 급경사 하천에서는 스텝 (step) 중앙부의 전석, 호박돌 및 자갈이 입경이 작은 세립사로 묻힌 정도, 중경사 하천에서는 여울 (riffle) 중앙부의 호박돌 및 자갈이 입경이 작은 세립사로 묻힌 정도가 서식지에 미치는 영향을 평가하는 것이다. 또한 유속ㆍ수심 영역 평가지표는 급경사 및 중경사 하천에서 유속 0.3 m/s 및 수심 0.5 m를 기준으로 빠름 및 느림과 깊음과 얕음을 구분하고 느림-깊음, 느림-얕음, 빠름-깊음 및 빠름-얕음의 4가지 양식 다양하게 발생하여 안정된 수생환경을 제공하고 유지하는 능력을 평가하는 것이다.

평가결과 내성천 유역의 급경사 및 중경사 하천 총연장 약 273 km 중 우수 약 8.2 km, 보통 180.3 km, 한계 84.7 km인 것으로 분석되었다. Table 2의 평가시스템을 급경사 하천에 적용한 결과는 유사퇴적은 7점 1개 구간과 4점 이하 31개 구간, 하상매몰도는 1점 5개 구간 16점 이상 27개 구간, 유속/수심은 16점 3개 구간과 7점 이하 29개 구간으로 평가되었다. 중경사 하천에서도 급경사 하천과 유사한 평가결과를 보이고 있다. 이러한 평가결과는 자연하천의 기준 (평가기준)에서 보면 제방 축제, 호안 설치, 준설, 직강화 및 하천횡단구조물 설치 등 하천정비와 상류에 크고 작은 저수지 건설에 따른 유수력 (stream power) 변동과 유사공급의 감소가 하천의 역동성 약화를 초래함에 따라 하천의 물리 서식지 교란을 유발했음도 고려해야 한다.

결국 하천의 물리 서식지 질은 하천의 지형적 특징 (Jensen et al. 2001), 유역 내 하천의 위치 (Montgomery and Buffington 1997), 하천 관리의 영향 (Wood-Smith and Buffington 1996) 및 교란 등 복합적인 요소에 지배되므로 평가시에 고려해야 할 것이다.

5. 결 론

본 연구에서는 내성천 유역의 급경사 및 중경사 하천의 물리 서식지 질 평가를 유역 규모에서 수행하였으며 결론은 다음과 같다.

1. 내성천유역의 물리 서식지 질에 대한 평가결과는 평균적으로 급경사 및 중경사 하천 구간은 모두 보통 (3등급)을 유지하고 있으나 하천교란으로 인하여 급경사 하천의 3개 구간과 중경사 하천의 34개 구간이 한계 (4등급) 상태로 나타났으며, 특히, 중경사 하천구간에서 한계상태를 유지하는 하천은 26 %를 차지하여 교란이 심각하다.

2. 급경사 하천에서는 하도의 물리 서식지 질에 가장 중요한 하도/수리영역의 6개 평가지표 중 4개 지표인 유속/수심, 스텝 출현빈도, 유사퇴적 및 하도 흐름상태가 한계 또는 미흡상태이며, 직접적인 원인은 저수지 건설, 직강화, 준설 및 보ㆍ낙차공 설치 등으로 인한 하천 교란인 것으로 판단된다.

3. 중경사 하천에서는 하도/수리영역에서 6개 평가지표 모두가 한계 또는 미흡상태로서 물리 서식지의 다양성이 심각하게 훼손된 것으로 나타났다. 내성천 중류의 농경지가 집중된 하천으로서 상대적으로 광범위한 하천정비와 도시화에 따른 교란에 기인하는 것으로 판단된다.

4. 내성천 유역의 급경사 및 중경사 하천은 물리 서식지 교란이 심각하므로 조속히 하천환경 평가를 실시하고 그 결과에 따라 하천 복원 또는 회복을 위한 지구지정 등의 대책이 수립되어야 할 것이다.

Acknowledgements

본 연구는 환경부의 재원으로 한국환경산업기술원의 물관리연구사업의 지원을 받아 연구되었습니다 (1615012820).

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