I. 제목
한강하구의 매립 및 준설에 따른 수리학적 영향 검토
II. 연구의 목적 및 필요성
한강하구는 유역면적이 38,655㎢이며, 한반도 17.4% 면적의 빗물이 모여 남한강, 북한강, 임진강, 예성강이 되어 하구에서 합류하고, 그 70%가 홍수기에 집중 방류되는 지역으로 매년 토사퇴적량이 증가하여 홍수위가 증가하고 있다.
최근 한강 하구 유역의 보전, 개발 논의가 매우 다양하게 전개되고 있으며, 한강 하구를 '생태 보호구역'으로 하는 의견, 한강 하구와 서해 접경지역 전체를 '해양평화 공원'으로 만드는 계획, 조강(한강, 임진강 합류부~유도) 일대에 항구를 만드는 구상, 세계 최대 규모의 조력발전소 조성, 한강하구 모래준설 프로젝트 등이 논의 되고 있다. 한강하구의 무분별한 개발계획으로 인한 하상의 변화 등을 정확하게 예측하지 못한 채 시행할 경우 한강하구 뿐만 아니라 인천 전체의 도서지역까지 토사로 인한 악영향이 미치게 되므로 정밀한 조사연구를 통한 대처방안을 수립하여야 한다. 이를 위하여 한강 하구의 특성이 어떠한지를 면밀히 검토하여야 하며, 인천·김포지역의 홍수문제, 하상퇴적으로 인한 생태계 변화문제와 모래의 유송특성 변화문제, 하폭 변화의 영향문제, 하상변화와 연안 침식 등을 시급히 검토하고 계획을 수립하고자 한다.
III. 연구의 내용 및 범위
한강하구 개발에 따른 주변의 물리학적 특성 평가와 수리학적 안정성 검토는 다음과 같은 연구를 통해 진행되었다.
1. 한강하구의 유사이송에 의한 수리학적 특성 분석
한강 상류로부터 이송되어온 유사에 대하여 시간적 흐름특성을 통하여 조성된 한강하구의 특징을 분석하여 현재의 문제점을 도출하여 이러한 문제점을 해결하고 전반적인 유지관리방향과 종합적인 연계를 검토한다.
○ 기초자료 조사를 통한 한강하구의 하천 종·횡단면 측량 성과 획득
○ 한강유역의 유사이송과 관련된 문헌 연구를 통하여 한강하구의 수리학적 특성 분석
○ 한강하구의 유사 퇴적 및 쇄굴량 조사
○ 유사이송에 의한 수리학적 특성을 파악하여 한강하구의 평시·홍수시의 1,2차원 모델링을 통한 수위 및 유속 산정
○ 퇴적 및 매립에 따른 하천고유 기능의 치수, 이수, 환경에 대한 영향 검토
2. 한강하구 개발계획에 의한 하천변화 양상 및 미래모습 예측
한강하구의 각종 개발계획이 발표되면서 이에 대한 수리학적 영향을 검토를 통한 한강하구의 변화를 예측하여 이러한 개발계획들이 치수상의 안정성이 확보되는지 다음의 사항들을 검토한다.
○ 준설 및 매립에 의한 구조물 설치가 한강하구의 유사이송에 어느 정도 영향을 주는가에 대한 검토
○ 개발계획에 의한 사업이 완료될 경우 수리학적으로 발생되는 문제는 없는지에 대한 검토
○ 현재 조성되어 있는 한강하구의 습지와 같은 생태적인 공간의 변화 등에 대한 영향 검토
○ 기타 유사이송과 관련된 제반사항들에 대한 검토
3. 한강하구의 퇴적 유사에 대한 처리 및 관리방안
한강하구의 유사이송에 의하여 시간의 흐름에 따라 퇴적과 쇄굴을 반복하여 하도를 변경하고 홍수소통을 방해하므로, 이에 대한 처리 및 관리방안이 모색되어야 한다.
○ 한강하구의 퇴적 및 세굴 예측을 통한 하도변형 예측
○ 한강하구 퇴적토에 의한 하구막힘, 세굴에 의한 제방의 안정성 확보 등에 대한 처리 및 관리방안 마련
○ 한강하구의 종합적인 유사관리 시스템 마련
4. 한강하구 주변에 대한 통합적 관리방안 마련
한강하구의 유사이송과 관련하여 각종 개발계획에 의한 통합적인 관리방안을 마련하여 한강의 생태계의 건강성을 유지하고 최적의 조건을 갖는 하구역으로 조성한다.
IV. 연구결과
본 연구에서는 수치모형실험을 통하여 한강하구 지역의 개발계획인 조력발전소 건설, 하상골재 채취, 인공섬 축조, 신곡수중보 이설 등의 매립 및 준설을 통한 수리학적 영향에 대하여 연구하였다.
○ 조력발전소 건설후 강화도 인근 수로 및 청주초와 김포, 한강, 임진강 상류까지 영향을 받음
○ 수위변화가 가장 큰 지점은 강화북수로와 석모수로의 합류부이며, 최대 68cm 증가
○ 유사의 이동은 유출구의 감소로 인해 교동도 주변과 강화도 북쪽, 염하수로 하류, 서검도 서쪽에서 침식 및 퇴적 활동의 증가
○ 조력발전소 건설 후 신곡수중보에서 곡릉천 합류부까지 약 1억톤의 골재채취를 통하여 봉성배수펌프장에서 22cm, 계양천 합류부에서 50cm, 신곡수중보 하류부에서 162cm까지 수위의 감소
○ 청주초 지역에 인공섬이 건설되었을 경우, 인공섬의 조성유형에 따라 청주초의 수위는 인공섬이 건설되지 않았을 때보다 상승
○ 교동도 부근에 인공섬 A만을 조성하였을 경우 가장 작은 수위와 유속변화가 나타남
○ 인공섬이 건설된 모든 경우에서 청주초 남부지역인 교동도와 강화도 사이의 수로 부근에서 침식과 퇴적작용이 더욱 활발히 나타남
○ 한강하류에 있는 신곡수중보의 이설에 따른 수위 및 유속 등 흐름특성 변화는 수중보 이설 후 유량 300CMS, 소조평균만조위(1.735m)로 해석했을 시 장항습지와 산남습지에서 각각 0.361m, 0.722m의 수위의 상승, 22.66%, 16.25% 유속의 감소
○ 상승된 수위로 인한 장항습지와 산남습지의 10.88%, 5.52%의 면적 침수 예상
○ 장항습지 부근은 침식이 감소되고 산남습지 부근은 하상변화가 비교적 적게 나타남.
V. 연구결과의 활용계획
본 연구의 최종 목표는 우리나라의 대표적인 하구역인 한강하구의 특성을 파악하고 반영함으로써 생태계 보전과 함께 생활터전 확보를 위한 구체적이고 종합적인 대책을 마련하는데 있으므로 한강하구의 특성에 적합한 전반적인 사항들이 검토되었는지를 중점적으로 평가한다.