지형학 논문은 지형과 그 지형의 형성 작용과의 관계를 확인하기 위한 분석적 연구를 중심으로 이루어지는 것이 일반적이며(Park, 2012), 미국의 지형지처럼 특정 지역의 각종 지형요소들을 확인하고 이를 통해 한 지역의 지형을 분석 종합하여 체계적으로 기술하거나 개관하는 연구이다(Thornbury, 1965). 지형지(地形誌)적 연구는 지표의 고도, 기복의 특색과 배열, 지형의 발달사 등을 내용으로 한다고(한국지리정보연구회, 2004) 볼 때 대부분의 지형학 논문은 지형지적 성격을 일부 가지고 있지만 온전한 지형지적 논문은 그리 많지 않다고 판단된다. 그간 지형학회지에 게재된 국내 지형지적 연구 논문으로는 백화산의 각종 지형현상을 다룬 연구(손일, 2009)가 있으며, 울릉도의 화산지형, 풍화지형 및 해안지형을 다룬 연구(권동희, 2012) 등이 눈에 띤다. 또한 지오투어리즘 관점에서 안데스와 아타카마 사막의 지형경관을 다룬 연구도 있다(박종관, 2013). 하지만 응용지형학적 관점에서 터널 공사구간과 같이 소규모 지역의 지형의 분포를 논하고, 지하 터널 공사 등과 같은 인위적인 변화에 의한 지형의 변화와 발달을 예측하기 위한 연구는 비교적 희소한 편에 속한다. 특히 이 연구처럼 동홍천∼양양간 고속도로 공사 구간에 따른 매우 제한된 지역에 대한 상세한 지형지적 연구를 통한 지역에 관한 이해는 대규모 토목공사 등으로 인한 불확실한 환경의 변화를 이해하기 위해 필수적인 것으로 판단된다.

이 연구는 동홍천∼양양간 고속도로의 11공구와 14공구의 두 개 터널 상부를 중심으로 천연샘과 습원을 포함한 산지습지 등의 분포여부와 더불어 보존가치가 높은 지형ㆍ지질 자원 등에 대하여 현장조사 및 문헌조사를 실시하고, 이런 것이 발견될 경우 터널공사로 인한 환경 피해를 저감하는 방안을 수립ㆍ시행토록 하는 것을 목적으로 시행되었다. 만일 터널건설 예정지역 상부에 위치한 천연 샘(용천)과 자연습지가 존재할 경우, 지중수가 터널공사와 연계하여 터널로 유입되어 습지의 기능이 저하될 우려가 있으며 궁극적으로 생태계에 영향을 줄 수 있기 때문이다. 현리 1터널은 내린 천교에서 매화동천에 이르는 길이 약 2,324m의 터널이며, 14공구의 인제터널은 백두대간을 통과하는 터널로서 국내 최장대 터널로 설계되어 있다.

현리 1터널과 인제 터널 상부를 중심으로 천연샘과 자연초원(습원포함) 등의 분포여부에 대한 분석은 1:25,000 축척의 지형도, 지질도, 수치지형도, 환경부의 생태자연도, 구글과 다음의 항공사진과 위성영상등의 기존 자료를 활용하여 사사면경사와 수계분석과 같은 GIS 기법(구자용ㆍ서종철, 2007)을 이용한 실내작업을 통하여 습지 분포가 가능한 지형을 분석한 후 현지조사를 시행하였다. 현지조사는 습지에 대해 조사기간 내에 최소 2회 이상 현지조사를 원칙으로 한다고 되어 있다(환경부, 2011). 현지에 대하여 2012년부터 우기전과 우기 그리고 가을철 조사 및 보완조사 등 총 4회씩 2년간의 현지조사가 이루어 졌으며 2014년 변화를 확인하기 위한 답사가 최종적으로 이루어졌다.

조사지역 내에는 평지가 매우 적기 때문에 경사진 골짜기를 중심으로 밭농사가 널리 행해지고 있다. 논 농사는 내린천과 방태천을 중심으로 형성된 좁은 충적지에서만 부분적으로 이루어지고 있으나 특이하게도 상남면의 하남리를 중심으로 산지에서도 완사면을 중심으로 논농사가 이루어지고 있다. 이는 전적으로 용출수에 의존하는 형태인 것으로 판단되었고, 이후 중점 조사지역으로 답사가 이루어지게 되었다(그림 1).

조사지역의 남북방향으로는 내린천이 산지 사이를 심하게 감입곡류하고 있으며, 내린천으로는 방태천을 비롯한 여러 지류들이 유입하고 있다. 하곡 뿐 아니라 하곡 내에서도 심한 곡류를 하는 내린천 주변에는 포트홀과 같은 다양한 침식지형과 모래와 자갈로 구성된 포인트바 등의 퇴적지형을 비롯한 하천지형이 나타난다. 인제터널이 통과하는 진동리 주변의 독립가옥 뒤에 위치할 수직갱 부지 주변에서도 고층습원의 존재는 발견되지 않았으며, 일부 화전을 포기한 이후 발생한 묵밭에서 연유된 것으로 보이는 소규모의 습지가 발견되었지만 이 역시 묵밭의 경사가 급하여 배수가 되면서 육화가 진행되어 토탄이나 고층습원 형태의 습지발달은 매우 미약한 편이다.

10공구 조사지역 주변에서도 학술적 가치와 보존가치가 최고 등급인 고층습원은 발견되지 않았지만 비교적 수량이 풍부하며 발달된 용천은 몇 곳에서 발견되었다. 조사시기가 건기임에도 불구하고 상당량의 지하수 유출이 감지되는 곳을 찾을 수 있었으며, 경지를 따라 조성된 배수로는 비교적 큰 입경을 가진 자갈이 많이 발견되어 용출수에 의한 침식문제가 있음을 확인할 수 있었다. 산지습지 유형 가운데 풍화물질이 누적된 암설층에서 지중수 유출에 의한 소규모의 사면습지가 발견되었다. 이 습지는 국내 습지분류체계에서 아직 분류가 이루어진 것은 아니지만 새로운 산지습지의 한 유형으로 구분될 수 있을 것으로 판단된다. 대부분의 지역이 급경사지로서 접근의 어려움 때문에 전 지역에 대해 습지와 용천의 분포를 확인하기는 불가능하였으나, 능선부를 따라 현장에서 조사하였고 항공사진, 위성영상 및 수치지도의 분석결과 고층습원의 발달은 어려운 것으로 결론지었고, 1차수 하천의 상류에 발생하는 습지 또는 지하수의 통과류에 의한 습지 발달이 눈에 띠었다.

터널 인근 조사지역의 지질은 크게 선캠브리아기의 호상편마암과 중생대 쥐라기의 화강암으로 구분할 수 있다. 터널은 남서쪽으로 호상흑운모편마암으로 이어진 고지대 능선부를 지나 북동쪽으로 화강암지역으로 연결되어 조성되었다. 호상흑운모편마암은 반상변 정질 편마암과 함께 1:50,000 현리도폭의 기반을 이루는 변성퇴적암으로 도엽 내에서도 가장 넓은 분포를 보이는 암석이다(국립지질광물연구소, 1975). 흑운모 화강암은 중생대 쥐라기에 있었던 대보조산운동의 시기에 마그마의 관입에 의해 형성된 이 암석의 분포는 호상흑운모편마암과 더불어 1:50,000 현리도폭에서 가장 넓은 면적을 차지하고 있다. 도엽의 서남부 지역 즉 터널 주변 조사지역 주변으로 광범위하게 관입하고 있으며, 현리 1터널의 동쪽 끝 부분에서 전형적인 심층 풍화된 화강암의 노두가 관찰된다(그림 2).

먼저 현리 1터널 인근 조사지역 주변의 지역이 매우 좁은 까닭에 지역적 특성을 파악하기 위한 목적으로 적절한 지형분석결과 도출을 위하여 GIS분석은 약 10*10km의 면적을 기준으로 터널 주변지역을 포함하여 분석하였다(그림 3).

1) 고도와 경사 분석

조사지역 주변의 10*10km를 기준으로 최저고도는 290m이며 최고점은 1,320m에 달하며 평균고도도 643m에 이른다(그림 4).

조사지역 주변의 10*10km를 기준으로 대부분 지역이 25도부터 45도 사이에 이르는 급경사의 지역으로 이 구간의 면적이 51%를 차지할 정도이다. 이 정도의 경사도라면 경작이나 일상적인 주거생활이 불가능할 정도의 경사로서 실제 인구밀도가 희박하고 대부분의 주거지가 하천주변의 완경사지에만 제한되어 있는 현실을 반영하고 있다고 판단된다(그림 5).

현리 1터널 구간과 비교할 때 백두대간을 통과하는 인제터널 구간의 경우 토양침식을 결정하는 지형변수인 LS factor의 값을 계산하였을 때, 15정도로 비교적 높게 나타나고 있음을 확인할 수 있었다(Desmet and Gover, 1996). 달리 표현하면 백두대간 능선구간의 경우 대부분 사면경사가 매우 급하고 사면길이가 길다는 점에서 토층이 빈약하고 유기물이 오래 머무르지 않아 산지습지발달에 매우 불리한 환경임을 알 수 있다. 또한 이 지역의 경우 너무 급경사지역으로 쇠나드리 습지 외에 보존가치가 높은 지형의 존재는 확인되지 않았다. 또한 인제터널 구간 주변은 1차수 하천이 다수 발달하여 하계망이 복잡한 편에 속하며 쇠나드리 습지를 포함하고 있는 하천은 5차수 하천정도로 파악되고 있다. 또한 GIS분석의 결과 주변지역에서 습지 발달을 암시하는 유수가 머물 수 있는 곳이나 특별히 집적량이 많은 곳(구자용ㆍ서종철, 2007)을 찾기 위해 유사량 분석을 시행한 결과 조사지역 주변으로는 특별한 지역이 나타나지 않음을 확인하였다.

조사지역 주변으로 비교적 급경사의 사면을 이용한 밭농사가 이루어지고 있는 곳은 (그림 5)에서 원형으로 표시된 곳으로 위성영상에서도 비교적 선명하게 나타난다. 이들 지역은 소하천의 발원지에서 나오는 물을 배수로를 이용하여 신속히 배수시킴으로서 토양침식을 막고자 콘크리트로 만들어진 흄관을 설치하여 배수시키고자 하는 시설이 확인된다(그림 6).

조사지역을 포함하는 1:25,000 축척의 현리 도엽의 지형을 조사한 결과 주요 지형이 대부분 내린천을 따라 분포하고 있음을 알 수 있었다. 특히 다른 지역에 비해 하중도, 포트홀 등 보존가치가 높은 하천지형이 많았다고 보고되어 있다(환경부 생태자연도, 2008).

현리 도엽에서는 6개의 I등급 지형, 4개의 II등급 지형, 1개의 III등급 지형, 5개의 IV등급 지형 등 모두 16개의 주요 지형이 나타났다고 보고되어 있다(환경부, 1997; 2002). 터널 구간 주변으로 두 개의 1등급 지형이 나타나는 데 하나는 서바소 습지 또는 하중도로 분류되는 지형이며, 내린천을 따라 습지 상류에 감입곡류 구간이 포함되어 나타난다. 두 개의 지형 모두는 절대보존이 필요한 지형으로 분류되어 있지만 공사구간으로부터의 이격거리가 수백 미터에 이른다.

조사지역동쪽의 14공구와 비교하여 여러 곳에서 습지와 하천의 발원지가 발견되었으며 두 곳에서는 보호가치가 있거나 학술적 가치가 있는 지형단위가 발견되었다.

1) 서바소 솔밭 인근 약수터

서바소 솔밭습지는 비교적 잘 알려진 하천습지로서 조사지역을 대표하는 습지 가운데 하나이다. 인근 국도를 따라 소규모의 약수터가 개발되어 있으며, 이 약수터는 2013년 10월 답사 중에 확장공사와 더불어 도로변으로 이전하는 공사가 진행되고 있었다. 약수처의 공급원이 되는 용천은 (그림 7)에 나타난 것처럼 비교적 수량이 풍부하여 고무 물통을 이용하여 집수한 물을 아래 공원에서 취수할 수 있다. 현지 공사인부의 주장으로는 터널 공사 이후 일부 수량이 줄어드는 현상을 보인다고 하였으나 현지 확인한 결과는 큰 변화를 확인하기는 어려웠다.

이 샘의 경우 발원지가 바위 틈 등에서 솟아나오는 접촉용천이나 단층용천은 아닌 것으로 판단되며, 샘터 주변의 두터운 퇴적물에 집적된 물이 포화대를 따라 흐르다가 지중수가 분출하는 것으로 판단된다. 이러한 습지는 산지습지 가운데 ‘저층습지’로 분류하고 있다(환경부, 2011). 풍화층 또는 붕적층이 두꺼운 지역에서 많은 양의 빗물이 토양 또는 퇴적물로 침투하여 지하수로 이동하거나, 토양층을 따라 통과류(through flow)의 형태로 사면을 따라 이동하게 된다. 통과류는 용해질 또는 콜로이드 형태로 물질을 이동시키게 된다.

용천의 종류가 암설피복용천 (waste cover spring), 접촉용천(contact spring), 단층용천(Fault spring), 자분정용천(artesian spring), 카르스트 용천(karst spring)과 보클뤼즈 용천(vauclusian spring), 간헐천(geyser) 등으로 분류된다고 볼 때 이는 대표적인 암설피복용천에 해당한다고 판단된다(Brinson et al., 2002; Mitch and Gosselink, 2007; Huggett, 2012).

2) 하남리의 하천 발원지 및 습지

하남리의 경작지 상부에는 소하천의 발원지가 다수 발견된다. 이 가운데 전형적인 소하천의 상류는 (그림 8)과 같은 모양을 갖추고 있으며, 이러한 지형적 조건을 반영하는 배수로가 잘 설치되어 있다. 이러한 소하천의 발원지도 약수터에서 발견되는 것과 유사한 조건으로 사면의 퇴적층과 풍화층에서 함양되어 발원하는 것으로 보이며 이를 반영하여 상부에는 지중수 용출에 의한 침식을 방지하기 위하여 비교적 큰 호박돌을 이용하여 침식방지를 위한 시설물을 조성한 것을 확인할 수 있다.

사면을 덮고 있는 퇴적층이 두꺼운 연유로 수원의 함유량이 풍부할 것으로 생각되며 실제로 밭의 하단에 조성된 논의 상부에 둠벙 습지가 발달하고 있었다(그림 9). 둠벙은 지하에서 샘이 있는 곳에 물을 가두어 농사에 활용하는 작은 공간을 주로 일컬어 왔지만, 천수답에 의존하여 논농사를 지을 때 용수를 일시적으로 가두어 두는 물 저장고를 일반적으로 일컫는다(김승호 등, 2011).

둠벙은 소택형 습지에 속하는 것으로 분류되어 왔으며(구본학 2002), 소택지연못, 생태연못, 웅덩이, 소류지, 저류지, 방죽 등과 함께 한 무리로 다루어져 왔다(환경부 UNDP/GEF 국가습지보전사업관리단, 2008). 또한 논이나 밭 주위에 분포하는 둠벙을 ‘내륙/웅덩이/농지연못습지로 분류하기도 하였다(농촌진흥청, 2008). 대규모의 습지가 아니기 때문에 대규모 습지에 대한 관심과 비교할 때(염정헌 등, 2010) 보존에 대한 관심이 적어 (그림 9)와 (그림 10)에서 확인할 수 있는 것처럼 농사의 필요에 따라 쉽게 사라져 버릴 염려가 있어 보존의 필요성이 높다. 이러한 소규모의 둠벙습지의 유형분류와 기능에 대해서도 연구는 매우 드문 편에 속하지만 최근 농촌진흥청을 중심으로 이의 가치를 재조명하는 연구들이 시작되고 있다(손진관 등, 2010).

1) 하남리의 애추(崖錐, talus)

하남리에는 최장 길이 130m 최대 폭이 약 52m 가 넘는 규모의 애추지형이 발달되어 있다(그림 11). 현재 이 애추는 식생에 의해 일부가 피복되어 전체 규모를 판단하기 어려운 상태이지만 상하부 사이의 분급이 확인되는 등 전형적인 애추를 형성하고 있다. 이 규모의 애추는 1:50,000 지형도 규모의 조사구역을 고려할 때 매우 희소한 지형으로 평가가 최소한 2등급이거나 연구자에 따라 1등급으로 분류될 가능성도 있다. 다만 선행 조사에서는 이 지형은 언급되지 않았다(환경부, 2002), 하지만 이러한 지형들은 토목공사에 의한 영향의 규모는 미미하다 할지라도 부대시설 등에 의해 경관이 훼손되지 않도록 보전할 필요가 있다고 판단된다.

2) 하남리 인근의 구하도 퇴적층

과거 한반도의 융기와 같은 지형변화를 보여주는 중요한 지형 가운데 하나는 하안단구이다. 인제군 상남면 하남리 마을 초입에 비교적 잘 보존된 하안단구 지형이 현재 하상으로부터 비고 10m 이상의 높이에서 퇴적물과 함께 발견되어 중요한 가치를 지니지만 아직 이들에 대한 연대측정이나 연구는 이루어지지 않았다. 농로 확장 공사로 드러난 노두이지만 이들도 쉽게 훼손될 가능성이 높아 보존가치에 대한 판단이 요구된다.

3) 서바소와 쇠나드리의 하중도 습지

하중도(河中島)는 하천의 유속이 느려지면서 퇴적물이 쌓여 강 가운데에 만들어진 섬을 말한다. 주로 큰 강의 하류에 많이 생기는데, 한반도에는 압록강, 한강, 대동강, 두만강, 낙동강 등에 큰 섬들이 있다. 서바소 습지는 내린천이 (그림 1, 그림 13) 등에서 확인할 수 있는 것처럼 북류하다가 크게 휘돌아가는 과정에 유속이 느려지면서 만들어진 하중도로서 면적이 약 85,000m2에 이를 정도로 대규모에 속한다. 이는 한강 하류의 대규모 하중도에 비교할 정도의 규모는 아니지만 감입곡류하천의 상류부에 위치한 내린천 같은 하천에서는 매우 보기 드문 규모의 하중도로 1997년과 2002년의 환경부 전국자연환경조사 사업에서 모두 1등급(1997년 2차사업의 V등급)에 해당하는 절대적으로 보존해야하는 지형으로 분류되어 있다(환경부 생태자연도, http://egis.me.go.kr/ewebgis/webgis.jsp).

쇠나드리습지는 하천을 따라 넓게 발달되어 있다(그림 14). 전체 면적이 대략 165,000m2의 하천습지로 원형을 비교적 잘 보존하고 있는 습지이다. 하천습지는 일반적으로 하천이 곡류할 때 퇴적되는 사면방향이거나 유로가 좁아지면서 병목현상이 발생하는 곳에서 잘 발달하는데 쇠나드리의 경우 유로가 남북방향에서 동서 방향으로 급변하는 곳에 유속이 감소하면서 형성된 것으로 사력질 퇴적층 위에 습지식생이 밀생하고 있다(박경 등, 2005).

서바소 습지와 쇠나드리 습지는 모두 (그림13)과 (그림 14)에서 확인 가능한 것처럼 하천 유로가 매우 급격히 방향을 바꾸거나 병목현상을 일으키는 지점에 발달하고 있음을 확인할 수 있다. 이러한 종류의 습지로는 잘 알려진 섬진강 중상류에 발달한 석촌습지(박경 등, 2005)와 영월의 한반도 습지(UNDP/GEF 국가습지보전사업관리단, 2009) 등에서 보고된 사례가 있다.

조사지역 주변과 터널이 통과하는 백두대간 구간은 대부분 급경사지로서 고층습원을 포함한 산지습지나, 수량이 풍부하여 보존가치가 높은 천연샘(용천)은 발견되지 않았다. 쇠나드리 마을 구간은 여러 개의 계곡이 유입되고 있어 지하수 유출과 산지습지의 존재를 포함하여 다양한 문제점이 있을 것으로 보고 집중적으로 조사가 이루어졌으나 습지와 샘의 존재는 확인하기 어려웠다. 인근 방태산 정상부근과 곰배령에서 습원이 발달한 것으로 보고되었으나 국가습지센터 등의 자료에는 공사구간 주변에 습지의 분포는 보고된 것이 없다.

현지조사를 보완하는 GIS 분석의 결과 조사지역의 대부분은 사면경사가 높고 사면길이가 길다는 점에서 토층이 빈약하고 유기물이 오래 머무르지 않아 습지발달에 매우 불리한 환경임을 알 수 있었다. 실제로도 백두대간을 중심으로 보고된 샘터 부근에서도 샘이나 습지의 발달은 매우 미약한 것으로 조사되었다. 조사지역은 급경사지이나 하계망 발달이 잘 된 편으로 쇠나드리 습지를 포함하고 있는 하천은 5차수 하천으로 파악된다.

이 지역의 보존 가치가 높은 지형은 대부분 내린천을 따라 분포하는 하천지형 들이다. 특기할 만한 지형으로 포트홀 지형이 다수가 보고되었다. 현리 도엽에서는 주요 지형이 내린천을 따라 분포하고 있지만 조사구간에는 중요한 암설피복용천이 다수 존재하며 이들은 소하천의 발원지 역할을 하곤 한다. 또한 논농사가 이루어지고 있는 지역을 중심으로 용출하는 샘을 중심으로 둠벙습지가 발달하고 있으며, 산사면을 따라 하천발원지가 여러 곳에서 발견되었다. 다만 경사가 급하여 생태적으로 가장 중요한 것으로 간주되는 고산 습지는 발달하지 않은 것으로 판단된다.