강원도 하천의 하중도 변화 분석

Mid-channel Island Change Analysis

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  • ABSTRACT

    하천 지형의 중요한 요소인 하중도는 하천 생태계와 관광자원 등 다양한 관점에서 그 가치가 높다. 그러나 이러한 하중도는 그동안 하천정비사업과 개발로 인하여 보호되지 못한 것이 현실이다. 따라서 본 연구에서는 오늘날과 같은 대규모 토목공사가 진행되기 이전인 1910년대 지형도에 존재하고 있던 하중도가 100년이 지난 오늘날 어떻게 변화하였는가를 강원도라는 범위에서 살펴봄으로서 인간 활동이 하중도에 미친 다양한 영향을 보다 정량적으로 조사하고 분석하고자 하였다. 조사 결과 1910년대 강원도 주요하천에 존재하던 하중도들 중 인구 밀집지역과 인접하면서 상대적으로 규모가 큰 경우에는 인간 활동에 의하여 도시용지 또는 농경지로 개발되어 그 원형이 훼손된 사례가 많았다. 특히 영동지방의 하천 하류에 존재하던 하중도들은 대부분 도시용지나 농경지로 개발되었다.


    Mid-channel island has a high value as river purification and tourism contents. But midchannel island was destroyed due to development and river maintenance in the process of modernization. This study investigate the changes of the mid-channel island over the past 100 years, and investigate the impact of human activities in the river. Much of the mid-channel islands adjacent to human settlements were developed into farmland and urban land. Especially most of mid-channel islands that exist in rivers flowing into the east coast of Gangwon-do are disappeared.

  • KEYWORD

    하천 지형 , 하중도 , 1910년대 지형도

  • I. 서 론

       1. 연구배경 및 목적

    하천의 주요 지형경관 중 하나인 하중도는 하천이 흐르는 하도(河道) 중간에 섬모양으로 나타나는 퇴적지형이다. 이러한 하중도는 하천 폭이 넓어지면서 유속이 느려지는 곳이나, 지류가 유입하는 곳에서 발달한다. 그리고 이러한 하중도는 하천의 수질 정화와 생태계 안정에 매우 중요한 역할을 하고 있다(오경섭, 2008). 특히 오늘날에는 지역의 관광자원으로서도 중요한 역할을 하고 있는 대표적인 하천 경관이다. 그러나 상당수의 하중도는 시가지와 농경지로 개발되거나, 하천 정비사업 등으로 인하여 사라지고 있다. 대부분의 하중도는 단기간에 인간활동에 의하여 파괴되었다. 따라서 하천지형으로서 하중도의 중요성을 고려할 때, 하천의 하중도에 관한 체계적인 연구가 필요하다. 이를 위해서는 무엇보다도 인간에 의한 하천지형변화가 하중도에 미치는 영향과 그에 따른 변화에 대한 현황분석이 우리나라 전체 하천을 대상으로 수행되어야 한다. 그러나 하중도와 관련된 지금까지의 연구를 살펴보면 연구범위로는 대부분 특정 하천의 하중도나 모래톱을 대상으로 상대적으로 좁은 지역에서 진행되었으며(이전ㆍ손일, 1998; 김성환, 2005; 윤경준, 2007; 김장수ㆍ장동호, 2009; 홍기병ㆍ장동호, 2009; 오경섭 등, 2011), 이 경우에도 대부분 하천지형에 대한 연구과정에서 하나의 요소로서만 다루어졌다(강승삼, 1980; 오경섭, 2008). 그리고 하중도와 하천지형의 변화에 관한 연구에서 사용된 자료원은 대부분 1970년대 이후부터 제공되기 시작한 Landsat 위성영상을 활용한 사례가 많았다(장동호 등, 1995; 김장수ㆍ장동호, 2009; 홍기병ㆍ장동호, 2009). 1970년대 이후에는 하천정비사업이 상당부분 진행된 시점이므로, 위성영상자료 만으로 분석하는 것은 인간의 간섭에 의한 하중도 변화를 분석하기에는 한계를 지닌다.

    따라서 본 연구에서는 선행연구들이 지니는 이러한 한계를 극복하기 위해 크게 두 가지 관점에서 접근하고자 한다. 먼저 연구 대상에 있어서 특정하천에 존재하는 하중도에 국한하지 않고 연구지역인 강원도 내의 모든 하천을 대상으로 자연하천 상태에서 존재하던 하중도를 연구대상으로 하였다. 다음으로 배선학(2007a)이 수행한 연구에서와 같이 근대적인 토목공사에 의하여 하천이 개발되기 이전인 1910년대의 지형도를 기본도로 활용함으로서, 인간의 간섭에 의한 하중도의 변화 결과를 장기간에 걸쳐 분석하고자 하였다.

       2. 연구 범위

    본 연구의 공간적 범위는 법정하천인 국가하천과 지방하천에 존재하는 하중도 중 강원도에 해당하는 것만을 그 대상으로 하였다. 강원도 지역은 타 도에 비해 산지의 비중이 절대적으로 많아 생활공간이 매우 적은 편이며, 수도권으로 공급되는 수자원을 확보하기 위해 한강 유역에 많은 댐이 건설되었다. 동해안 평야지대를 제외하면 대부분 하천의 좁은 곡저평야를 중심으로 분포하므로, 근대화 과정에서 하천 범람원은 물론 하도내 하중도까지 토지이용의 압박이 컸다. 시간적 범위와 내용적 범위는 자연하천의 경관이 상대적으로 잘 보존되어 있던 1910년대의 하천에 존재하던 하중도의 현황에 대한 조사와 함께 1910년대에 존재하던 하중도가 오늘날에는 어떻게 변화하였는가를 분석하고자 하였다.

    연구의 대상이 되는 하중도의 분류 기준은 환경부의 전국자연환경조사 지침에서 제시하는 정의를 기준으로 하였다. 전국자연환경조사 지침에 의하면 하중도는 하천 가운데 존재하는 섬 모양의 지형으로 목본류 이상의 식생이 정착한 퇴적지형이라고 되어 있다. 그러나 1910년대 지형도에서는 하중도에서 목본류의 확인이 불명확하거나 생략된 경우가 많다. 따라서 본 연구에서는 사력퇴적지(하천 가운데 존재하는 섬 모양의 지형 중 초본류가 피복되어 있거나 식생이 없는 퇴적지형)와 하중도의 구분이 모호한 경우 상대적으로 규모가 큰 것과 오늘날 지도에서도 확인이 가능한 지형은 하중도에 포함시켰다.

    II. 1910년대의 하중도 현황 조사

       1. 1910년대 지형도를 활용한 하중도 공간정보 구축

    먼저 1910년대 지형도를 스캔한 후 GIS 기반의 디지털 환경에서에 중첩 분석이 가능하도록 이미지 지도에 도엽단위로 좌표를 부여하였다. 1910년대 지형도에는 한국측지계(동경측지계) 경위도 좌표가 도곽에 표시되어 있어, 도곽단위로 좌표를 부여하는데 있어서 큰 어려움은 없었다. 그리고 1910년대 지형도와 오늘날 지도의 위치정확도 및 일치도에 있어서는 주요하천의 중상류 수계와 해안선 등 비교적 변화가 적은 지역이 일치하는 경향을 보였다(배선학, 2007b). 다만, 1910년대 당시 측량기술의 한계로 인하여 산간지역 등에서는 오늘날 지도와 비교할 때 상대적으로 큰 위치 오차를 보이기도 하지만, 하중도가 위치하는 하천구역에서는 큰 오차가 발견되지 않았다. 이렇게 좌표가 부여된 1910년대 이미지 지도와 현재의 법정하천 레이어를 중첩한 후, 법정하천에 존재하던 1910년대의 하중도를 스크린 디지타이징의 방법으로 구축하였다(그림 1). 하중도 공간정보 구축은 ESRI사의 ArcGIS 10을 사용하여 수행하였다.

       2. 1910년대 하중도 현황

    1910년대의 지형도로부터 추출한 하중도의 분포 특징을 살펴보면, 법정하천 중에서도 상대적으로 하천의 규모가 큰 국가하천에 주로 분포하고 있었다. 강원도에 위치하는 법정하천에는 1910년대에 모두 159개의 하중도가 존재하였던 것으로 조사되었으며, 총 면적은 약 16km2였다(그림 2). 하중도의 규모를 살펴보면, 강원도의 하천들이 대부분 하천의 중상류지역에 해당하므로 평균면적은 약 0.1km2로 그 규모는 크지 않았다. 가장 규모가 큰 하중도는 북한강과 소양강이 합류하는 지점에 형성되었던 것으로, 현재 춘천의 의암호 상에 위치하고 있는 중도다. 지금은 의암호로 인하여 그 크기가 많이 줄었지만, 의암댐이 생기기 이전인 1910년 대에는 그 면적이 현재의 두 배 정도인 4.6km2였다.

    하중도의 분포를 하천 유역권별로 살펴보면 (그림 2)와 같다. 하중도가 가장 많은 유역권은 북한강 유역권으로 모두 56개(북한강 본류 23개, 소양강 22개, 홍천강 11개)의 하중도가 분포하였던 것으로 조사되었다. 남한강 유역권에서도 북한강 유역권과 비슷한 55개(남한강 본류 23개, 평창강 21개, 섬강 11개)의 하중도가 조사되었으며, 강원도 영동지역에서 동해로 유입되는 하천들에서는 모두 41개의 하중도가 분포하였던 것으로 조사되었다. 그 외 한탄강 유역권에서는 7개의 하중도를 확인할 수 있었다. 대체적으로 유역권의 규모에 따라 비슷한 숫자의 하중도가 분포하는 것으로 조사되었다.

    III. 하중도의 변화 분석

       1. 1910년대의 하중도 주제도와 현재의 영상지도 중첩

    1910년대 지형도로부터 추출한 하중도의 현재 모습을 확인하기 위한 자료로는 다음(http://map.daum.net)에서 제공하는 항공사진영상을 활용하였다. 그리고 항공사진이 제공되지 않는 접경지역은 구글어스에서 제공하는 위성영상 자료를 활용하였다. 다음에서 서비스하고 있는 항공사진은 공간해상도 25cm로 촬영된 항공사진을 인터넷을 통하여 50cm로 서비스하고 있다. 그리고 구글어스에서 서비스하고 있는 위성영상은 공간해상도 2.5m의 SPOT 5호 영상과 공간해상도 60cm의 QuickBird 영상이다. 다음의 항공사진과 구글어스의 위성영상 모두 최근에 촬영한 고해상도 영상이므로, 현재의 하천 경관에서 하중도를 확인하는데는 큰 어려움이 없었다.

    1910년대 지형도에서 구축한 하중도 주제도의 측지계와 좌표계를 각각 다음 지도와 구글어스 영상에 맞게 변환한 후, 중첩분석을 수행하였다. 다음 영상은 katech 좌표계(GRS80 타원체, 중앙경선 128도)에 맞혀 중첩분석을 수행하였으며, 구글어스는 WGS84 타원체의 경위도 좌표계를 사용하므로, 한국측지계 중부원점으로 구축한 하중도 주제도를 WGS84 타원체의 경위도 좌표계로 투영전환 후 KML 파일로 변환하여 중첩분석을 수행하였다. 1910년대 지형도에서 추출한 하중도와 다음에서 제공하는 항공사진의 중첩분석은 오픈소스 GIS 소프트웨어인 QGIS와 구글의 지도서비스 소프트웨어인 구글어스를 활용하였다(그림 3).

       2. 하중도의 변화 분석

    1910년대 지형도에 존재하던 하중도가 현재 어떻게 변화하였는지 확인하기 위해 크게 소멸, 개발, 유지의 세 가지 유형으로 분류하였다. 연구지역인 강원도 전체로 볼 때 1910년대에는 존재하였으나 지금은 사라진 하중도는 모두 115개(72.3%)였으며, 개발로 인하여 그 원형이 훼손된 하중도는 14개(8.8%), 형태나 규모의 변화는 있지만 오늘날까지 존재하는 하중도는 30개(18.9%)였다. 이러한 결과로 볼 때 지난 100년 동안 강원도에 존재하였던 하중도 중 약 81% 이상이 오늘날 소멸되거나 하중도로서의 기능을 상실하였다고 볼 수 있다.

    유역권 단위로 변화 현황을 살펴보면 하중도의 소멸 비율이 가장 높은 곳은 북한강유역권이며, 한탄강과 동해로 유입되는 하천들에서 상대적으로 소멸 비율이 높게 나타났다. 농지 및 도시용지로 개발된 하중도의 비율이 높은 곳은 평창강과 남한강유역권이며, 오늘날까지 하중도가 유지되고 있는 곳의 비율이 높은곳은 평창강과 소양강유역권이다. 이러한 결과로 볼 때 북한강유역권과 동해유입 하천들에서 하중도의 훼손 정도가 심하였으며, 평창강과 소양강의 하중도들에서는 상대적으로 훼손 정도가 덜하였다. 그러나 전체적으로는 72% 이상의 하중도가 오늘날 완전히 소멸됨으로 인하여 그 훼손 정도는 매우 심하다고 할 수 있다(그림 4, 그림 5).

    하중도의 변화를 보다 잘 이해하기 위해서는 각각의 유형별로 하중도의 변화를 구체적으로 살펴볼 필요가 있다. 먼저 소멸의 경우를 살펴보면 하천정비사업과 교량건설 등으로 인하여 하천의 유속과 유로가 변화하면서 소멸된 경우와 수자원 개발을 위한 댐 건설로 수몰된 경우가 대표적이다.

    소멸된 하중도의 현황을 살펴보면 하천정비에 의한 소멸이 전체 115개 하중도 중 가장 많은 52개를 차지하였으며, 자연소멸(28개)과 댐 건설로 인한 수몰(23개)이 그 뒤를 이었다(표 1). 세부 유형별로는 수계를 따라 화천댐, 춘천댐, 의암댐, 청평댐이 건설되어 있는 북한강유역권에서 수몰에 의한 하중도 소멸이 현저하게 많았으며, 소양댐의 건설로 소양강유역권에서도 수몰된 하중도가 많았다(그림 6). 자연소멸의 경우 홍천강과 남한강, 소양강에서 높은 빈도를 보였으며, 하천정비로 인한 소멸은 섬강과 남한강에서 높은 빈도를 보였다. 인위적 개발이 아닌 자연적인 현상에 의하여 육지화 된 하중도는 주로 동해로 유입되는 하천과 남한강유역권에서 나타났는데, 이들 중 상당수는 간접적으로 하천정비와 하천의 시설물 건설 등에 영향을 받아 소멸되었을 것으로 생각된다. 그러나 본 연구에서는 이러한 간접적인 원인에 대한 분석까지는 수행하지 않았으며, 소멸된 하중도와 인접하여 인공적인 시설물과 개발 흔적이 없는 경우 자연적인 육지편입으로 분류하였다. 전체적으로는 수몰과 하천정비가 하중도 소멸에 중요한 요인으로 분석되었다.

    개발로 인하여 하중도로서의 기능을 완전히 상실한 하중도는 모두 14개가 조사되어 전체 하중도의 변화유형에서 차지하는 비중은 낮았다(표 2). 하중도 개발의 유형은 크게 두 가지가 있다. 먼저 도시와 인접하고 있을 경우 인공제방의 축조 등을 통하여 도시용지로 개발된 유형이 있고, 다음으로 비도시 지역인 경우에는 농경지 등으로 개발된 유형이 대표적이다. 개발이 이루어진 하중도는 그 규모가 상대적으로 크며, 주로 거주지와 인접한 하천의 중하류 지역에 분포한다.

    개발 유형별로 살펴보면 농경지로 개발된 하중도는 대부분 비도시 지역인 평창강유역권에서 나타났다. 그리고 도시용지로 개발된 하중도는 주로 동해안으로 유입되는 하천들의 하류에서 나타났으며, 남한강유역권에 해당하는 정선 등에서도 확인되었다(그림 7).

    마지막으로 1910년대에 존재하던 하중도가 오늘날에도 유지되고 있는 경우이다. 이러한 경우 하중도의 유형은 변화없음, 이동, 축소, 확장의 네 가지로 세분할 수 있다. 먼저 크기와 위치에 있어서 큰 변화 없이 유지되고 있는 경우가 있고, 다음으로 100년 전에 비하여 그 크기와 위치가 변화한 경우가 있다. 후자의 원인은 다시, 1910년대 지도가 가지고 있는 위치오류에 의한 것과 하천 활동으로 인하여 하중도가 변화한 것으로 구분할 수 있는데, 조사결과 지도의 오차로 인한 하중도의 위치변화는 식별이 가능하였기 때문에 본 연구에서 조사된 하중도는 모두 하천 활동에 의한 것으로 볼 수 있다.

    하중도 변화를 유형별로 살펴보면 먼저 지난 100년간 형태와 크기 및 위치에 큰 변화가 없는 경우가 있는데, 본 연구에서는 소양강유역권과 남한강유역권에서 각각 1개씩 조사되어 그 빈도가 매우 낮았다. 위치가 이동한 하중도는 남한강과 동해로 유입되는 하천에서 발견되었으며, 크기가 축소된 하중도는 소양강에서 특히 많이 관찰되었다. 규모가 확장된 하중도는 평창강에 주로 관찰되었다. 하류에 댐이 건설된 소양강에서 하중도의 축소현상이 두드러졌으며, 이는 하구둑 건설후 하도내 침식작용이 우세하였다는 김장수와 장동호(2009)의 연구결과와 일정부분 일치한다. 반면에 상대적으로 자연적인 상태를 유지하고 있는 평창강에서 하중도의 확장 현상이 두드러졌다는 점이 특징적이다(표 3, 그림 8).

    IV. 결론 및 제언

    하천은 인간생활과 밀접한 관련성을 맺고 있다. 그리고 하천 지형의 중요한 구성요소 중 하나인 하중도의 가치는 하천 정화, 생태계 유지, 관광자원 등 다양한 관점에서 그 가치가 점차 높아지고 있다. 그러나 하중도에 대한 체계적인 조사와 연구는 미흡한 것이 현실이다. 따라서 본 연구에서는 오늘날과 같은 대규모 토목공사가 진행되기 이전인 1910년대의 하천경관에서 존재하고 있던 하중도가 100년이 지난 오늘날 어떻게 변화하였는가를 강원도라는 비교적 넓은 범위에서 살펴봄으로서 인간 활동이 하중도에 미친 다양한 영향을 보다 포괄적으로 조사하고 분석하였다.

    연구 결과 1910년대 강원도 주요하천에 존재하던 하중도들 중 인간 거주지와 인접하고 있으면서 상대적으로 규모가 큰 경우에는 인간 활동에 의하여 도시용지 또는 농경지로 개발되어 그 원형을 확인하기 어려웠다. 특히 영동지방의 하천 하류에 존재하던 하중도들은 대부분 도시용지나 농경지로 개발되었다.

    또한 수자원 개발을 위해 건설된 댐으로 인하여 상당수의 하중도가 수몰되어 소멸되었으며, 반대로 춘천의 남이섬과 같이 예전의 육지였던 곳이 하중도로 변화하기도 하였다. 특히, 하중도 주변의 하천직강화 사업과 보와 교량건설은 하중도의 소멸과 변화에 결정적인 영향을 주는 것으로 조사되었다. 즉, 인간 활동으로 인하여 하천지형이 바뀐 지역에서는 하중도 또한 소멸되거나 그 크기가 크게 변화하였음을 확인할 수 있었다.

    본 연구는 강원도라는 비교적 넓은 지역에서 약 100년 동안 하중도가 어떻게 변화하였는지를 조사하고 이를 분류한 기초연구이다. 그러나 하천 지형의 변화가 하중도의 생성과 소멸, 변화에 미치는 영향을 구체적으로 분석하여 제시하지 못한 점은 이 연구의 한계이다. 따라서 후속 연구에서는 다중시기 지형도 및 항공사진, 하천 개보수 관련 자료 등을 이용한 하중도 변화의 원인에 대한 분석이 수행될 필요가 있다.

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  • 11. 구글어스 google
  • 12. 다음지도 google
  • 13. 환경부 공간정보서비스 google
  • 14. QGIS google
  • [<그림 1>] 1910년대 지형도에서 하중도 추출(춘천)
    1910년대 지형도에서 하중도 추출(춘천)
  • [<그림 2>] 1910년대의 하중도 현황
    1910년대의 하중도 현황
  • [<그림 3>] 1910년대의 하중도와 오늘날 영상 중첩
    1910년대의 하중도와 오늘날 영상 중첩
  • [<그림 4>] 1910년대 하중도의 변화 유형
    1910년대 하중도의 변화 유형
  • [<그림 5>] 하중도의 변화 유형별 분포
    하중도의 변화 유형별 분포
  • [<표 1>] 하중도 소멸의 유형
    하중도 소멸의 유형
  • [<그림 6>] 하중도의 소멸(춘천 의암댐)
    하중도의 소멸(춘천 의암댐)
  • [<표 2>] 하중도 개발의 유형
    하중도 개발의 유형
  • [<그림 7>] 하중도의 개발
    하중도의 개발
  • [<표 3>] 하중도 유지의 유형
    하중도 유지의 유형
  • [<그림 8>] 하중도의 축소(춘천 중도)
    하중도의 축소(춘천 중도)