해안지역의 변화와 보전 - 강릉 하시동 사구 사례

학생활동 해안사구의 침식과 복구 - 강릉 하시동 사구 사례 

개요 

성취기준 “도시화, 농업, 관광지 개발로 인한 산지, 하천, 해안지역의 변화를 조사하고, 환경과 개발에 대한 관점이 자연환경의 복원 및 지속가능한 활용에 미치는 영향을 파악한다.”를 위해 개발되었다. 해안침식이 활발한 지역을 대상으로 해안침식이 발생하는 이유와 해안침식에 대처하는 방법의 유형과 장단점을 이해하는 것이 초점이다. 

 

탐구질문 

• 해안사구란?
• 해안침식이란?
• 해안은 어떻게 변해왔는가? 
• 기술은 어떤 역할을 하는가? 해안침식에 대응하기 위해 어떤 방법을 사용할 수 있을까?

 

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해안사구란? 

해안사구의 형성

사구는 바람에 의해 운반된 모래가 식물, 암석, 또는 다른 장애물에 부딪혀 쌓이면서 만들어진 모래 언덕을 말한다. 특히 해안가에 위치한 모래 언덕을 '해안사구'라고 부르며, 해안사구가 형성되기 위해서는 몇 가지 조건이 필요하다. 먼저, 바람이 불어오는 방향에 충분한 모래가 있어야 하고, 바람이 그 모래를 날릴 만큼 강해야 하며, 모래가 쌓일 수 있는 공간이 마련되어야 한다.

우리나라에서 이러한 조건을 충족시키는 대표적인 지역은 서해안이다. 서해안은 주변 강과 하천에서 많은 모래가 유입되고, 이 모래는 사구 형성에 중요한 역할을 한다. 특히 겨울철에는 북서풍이 강하게 불어 모래가 해안에서 내륙까지 이동할 수 있다. 그래서 서해안에는 전체 해안사구의 절반 이상이 위치해 있다.

동해안은 서해안과는 다르게, 북서풍의 영향이 약하고 모래를 공급하는 해안선의 방향도 다르다. 대신 동해안에서는 바람보다 연안류와 파도에 의해 모래가 이동하며, 그 모래가 해안가에 쌓이면서 사구가 형성된다. 이 때문에 동해안의 사구는 서해안보다 폭이 좁고 길게 형성되는 경향이 있다. 또한, 모래 입자의 크기에서도 차이가 있는데, 서해안의 사구는 바람에 의해 더 미세한 모래로 형성되는 반면, 동해안의 사구는 상대적으로 입자가 더 굵은 편이다.

신두리 사구(1967년 항공사진) - 서해안의 사구는 내륙까지 넓게 발달해 있다(흰색이 바람에 날려온 모래)

하시동 해빈과 사구(1967년 항공사진) - 동해안의 사구는 해안을 따라 길게 분포한다.

 

해안사구는 왜 중요한가?

• 생태적 측면: 해안사구는 육지와 바다의 특징을 모두 갖는, 매우 독특한 생태계를 형성한다. 이 점이적(漸移的) 특성은 해안사구가 육상 생물과 해양 생물이 공존하는 공간으로, 다른 곳에서 보기 어려운 독특한 생물군을 형성하게 만든다. 예를 들어, 해안사구에는 바람과 염분에 강한 식물들이 자라며, 이러한 식물들은 모래를 고정해 사구의 안정성을 유지하는 데 중요한 역할을 한다. 동시에 해양 생태계의 영향을 받아 다양한 조류와 해양 동물들의 서식지로 기능하기도 한다. 이러한 특징 덕분에 해안사구는 높은 생물 다양성을 유지하며, 다른 생태계와는 차별화된 생태적 가치를 지닌다.
• 지형적 측면: 해안사구는 해안선 침식 방지와 홍수 예방에 기여한다. 모래 언덕은 파도의 에너지를 흡수하고, 바람으로 인한 침식을 줄이는 자연 방어막 역할을 한다. 이로 인해 해안가의 마을이나 인프라를 보호하는 중요한 완충 지대가 된다.
• 사회적 측면: 해안사구는 관광 자원으로서의 가치를 지니며, 많은 사람들에게 자연 경관과 레크리에이션 활동을 제공한다. 

해안사구는 어떻게 관리되고 있는가? 

해안사구를 효과적으로 보전하고 관리하기 위한 가장 확실한 방법 중 하나는 보전지역으로 지정하는 것이다. 보전지역은 생태계, 자연경관, 또는 특정 동식물을 보호하기 위해 지정된 곳으로, 원칙적으로 개발이 제한되며 지속적인 관리가 이루어진다. 해안사구 중에서 법적으로 보호받고 있는 지역은 크게 두 가지로 나눌 수 있다. 첫째는 사구 자체가 생태적, 경관적 가치를 인정받아 보호되는 경우로, 생태·경관보전지역, 습지보호지역, 천연기념물로 지정된 곳이 이에 해당된다. 둘째는 국립공원, 특정도서, 해양생태계 보호구역과 같이 해안사구가 포함된 넓은 지역이 보전지역으로 지정되어 관리되는 경우이다. 예를 들어, 환경부에서는 소황사구와 하시동·안인사구를 생태·경관보전지역으로 지정하였고, 변산반도, 태안반도, 다도해해상국립공원 내의 사구도 자연공원의 일부로 보호 및 관리되고 있다.

생태경관보전지역으로 지정된 하시동 안인 사구

 

 

 

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해안침식이란? 

해안 침식은 단순히 모래가 영원히 사라지는 현상이 아니다. 해안에 공급되는 모래의 양과 유실되는 모래의 양이 같다면, 해안선은 안정적으로 유지될 수 있다. 모래는 바람, 파도, 조류에 의해 해안선을 따라 이동하거나 바다 속에 축적되며, 이 과정을 모래의 순환이라고 한다.

그러나 이 순환에 문제가 생기면 해안 침식이 발생한다. 즉, 해안에서 모래가 빠져나가는 양이 공급되는 양보다 많아지면 해안선이 뒤로 밀리며 침식이 일어나게 된다. 해안 침식은 자연적인 요인과 인간의 활동에 의해 발생한다:

자연적인 요인
- 파도와 조류: 파도는 해안선에 부딪히며 모래를 바다로 옮긴다. 특히 태풍이나 폭풍 같은 자연 현상은 모래를 더 많이 이동시켜 침식을 가속화할 수 있다.
- 해수면 상승: 지구온난화로 인한 해수면 상승은 해안 침식의 주요 원인 중 하나이다. 해수면이 높아지면 해안선이 물에 잠기면서 모래가 바다로 쓸려 나간다.

인간 활동
- 해안 구조물 건설: 항만, 어항, 방파제 같은 구조물은 해류의 흐름을 차단하여 모래가 한 곳에 쌓이게 하고, 그 결과 다른 지역에서는 모래가 부족해져 침식이 발생한다. '아래 사진'
- 호안 및 해안도로 건설: 해안선을 따라 지어진 구조물들은 모래사장의 크기를 줄이며, 침식을 더욱 심화시킨다. 도로 건설은 사구의 모래 이동을 방해하고 모래를 지속적으로 압착시켜 사구의 자연적인 상태를 해치게 된다.
- 하천의 모래 채취 및 댐 건설: 해안의 모래는 주로 하천에서 공급되는데, 하천에서 자갈과 모래를 채취하거나 댐을 건설하면 해안으로 모래가 공급되지 않아 침식이 일어난다.
- 관광지 개발: 해안가에 관광지, 주차장, 상업시설을 개발하면 해안의 자연적인 면적이 줄어들어 침식을 가속화할 수 있다.

주문진항을 위해 주변에 방파제를 건설함에 따라 연안류를 따라 흘러온 모래가 쌓인 모습. 동해안처럼 해안가를 따라 물이 흐르는('연안류'라 한다) 곳에서는 항만, 어항, 방파제 같은 시설이 생기면 물의 흐름이 막히게 된다. 그로 인해 해당 지역에 모래가 쌓이지만, 쌓인 모래는 더 이상 다른 지역으로 이동하지 못합니다. 그 결과, 다른 지역에서는 모래가 부족해져 해안침식이 발생할 수 있다.

연안류는 해안선과 평행하게 흐르는 해류로, 바람에 의해 발생한다. 바람이 비스듬히 불어 파도가 해안으로 밀려왔다가 다시 직각으로 바다로 내려가면서, 바닷물과 함께 모래 같은 물질도 지그재그로 이동하게 된다. 이를 통해 모래가 해안선을 따라 이동하며, 해안 지형에 영향을 미친다.

해안선을 따라 건설된 호안이나 해안도로는 해안침식의 원인이 된다. 보통 호안이나 해안도로는 백사장(모래사장)을 활용해 건설되기 때문에 건설될 때부터 해안을 축소시킨 셈이다. 속초 대포항의 호안(출처: 속초관광공식블로그)

 

 

 

 

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해안은 어떻게 변화했는가?  

강릉 하시동 사구의 침식과 복구 

https://youtu.be/QJGs_mADT2k

강릉에 위치한 하시동 해안사구의 침식 관련 뉴스 (출처: G1뉴스, 2022년)

• 인근 주민들이 지목하는 하시동 사구의 침식 원인은 무엇인가? 
• 마을 주민들이 관계기관에 요청한 대책은 무엇인가? 

위성사진을 통해 해안지역의 변화를 조사해 보자!  

하시동 안인 사구의 위성사진 입니다. 현재의 구글어스 사진(아래)에는 주민들이 해안사구의 침식 원인으로 지목한 안인 화력발전소의 모습과 발전소로 석탄을 실어나르기 위한 대형 방파제의 모습을 확인할 수 있다. '연안류'와 '모래수지' 용어를 활용해 방파제 주변에 쌓이 모래의 모습을 기술해 보자. 

강릉 하시동 안인 사구 주변 (2014년 다음지도)

강릉 하시동 안인 사구 주변 (구글어스 현재)

방파제 주변에 쌓인 모래는 연안류에 의해 이동하던 모래가 방파제에 의해 차단되어 한 곳에 집중된 것이다. 연안류는 해안선을 따라 모래를 이동시키지만, 방파제와 같은 구조물이 있을 경우 그 흐름이 막혀 모래가 이동하지 못하고 쌓이게 된다. 이로 인해 방파제 주변에는 모래가 과도하게 축적되지만, 다른 지역으로는 모래가 충분히 공급되지 않아 모래수지가 불균형해진다. 결과적으로 방파제 이외의 해안 지역에서는 모래가 부족해져 침식이 발생할 수 있다.

 

 

 

 

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기술은 어떤 역할을 하는가? 

해안침식에 대응하기 위해 어떤 방법을 사용할 수 있을까?

하시동 해안사구의 복구 후 전경 - 오른쪽에 잠제(수중 방파제)와 왼쪽에 돌제가 보인다.

 

주민들의 요청으로 하시동 안인 사구 앞쪽 바다에 수중방파제(잠제)가 2022년에 설치되었다. 위의 사진에서 해안을 따라 길게 설치된 구조물이 수중방파제이다. 수중방파제 건설 이후 과연 해안침식은 멈추었을까? 

수중방파제는 파랑을 직접적으로 막아 해안침식을 약화시키는 효과를 가져온 것으로 나타났다. 사진에서도 수중방파제 앞쪽은 모래톱이 넓게 확대된 것을 확인할 수 있다. 하지만 수중방파제가 설치되지 않은 부분은 오히려 파랑(파도)에 의해 더 활발한 침식이 발생했다. 

 

https://youtu.be/pBMropgIXCY

잠제 설치 후 어떻게 변화했을까? (출처: G1뉴스, 2023년)

 

읽기자료. 해안침식에 대응하기 위해 어떤 기술을 활용할 수 있는가? 

• 경성공법: 해안선의 보전 자체를 강화하는 방식이다. 예) 돌제, 이안제, 호안 등
• 연성공법: 침식으로 인해 사라진 모래를 직접 공급하거나 모래 이동을 차단하는 방법이다. 

구분	구분	설명	장단점
경성공법	호안	물에 의한 침식과 파괴로 부터 보호하기 위해 축조하는 구조물이다.	파도의 영향을 직접적으로 차단할 수 있다.  호안의 윗부분을 도로나 산책로로 활용할 수 있다.  해안의 모습을 완전히 바꿔놓는다.  파도에 의해 호안의 아랫 부분이 침식될 수 있다.  공사비가 상대적으로 저렴하고 시공이 간단하다.
	Rock armour	파랑의 에너지를 감소시키기 위해 해안선을 따라 큰 바위나 테트라포드 를 배치한다.	빠른 설치가 가능하다.  공사비가 저렴하고 시공이 간단하다.  임시적인 성격으로 태풍 등 큰 파도에 유실될 수 있다.  사람들이 이동할 경우 추락의 위험이 있다.
	돌제(groin)	해안의 모래 이동을 방지할 목적으로 해안에서 직각 방향으로 만든 시설물이다.	건설 비용이 중간 정도이다.  T자형, Y자형 등 대상지역의 특성에 따라 다양한 형태가 가능하다.
	이안제 (일본 가이케 해변)	해변에 작용하는 파도의 영향을 감소시키기 위해 해안선과 평행하게 설치하는 시설이며, 수면 아래에 있는 것을 수중방파제(잠제)라 한다.	건설비용이 상대적으로 비싸다.  이안제의 건설은 경관을 해친다.  수중방파제로 인해 해상 스포츠 활동이 제한되고, 선박 통행에 안정성을 위협할 수 있다.  수중방파제는 조차가 큰 서해안에는 적용하기 어렵다.
	인공 곶과 수중방파제(속초)	해안침식 발생지역에 인공적으로 곶(해드랜드)을 만들어 넓은 해안을 포켓비치로 조성하기 위한 시설물이다.	구조물을 이용한 친수공간(여가공간)을 조성할 수 있다.  대규모 예산이 필요하다.  반드시 양빈을 병행해야 한다.
연성공법	양빈(모래공급)	해안에 모래를 인위적으로 보급하여 해변을 조성하는 작업을 말한다.	양빈을 통해 자연스러운 모습으로 해변을 복구할 수 있다.   백사장의 폭이 확대된다.  구조물 설치와 달리 주변지역의 침식을 유발하지 않는다.  공사비는 비교적 저렴하지만 지속적인 유지관리가 필요하다(양빈 전후 모니터링을 한다).
	모래포집기	모래의 이동을 줄이는 것을 목적으로 하는 시설이다. 사빈이나 사구에 설치한다.	인공구조물의 설치를 최소화하는 방법이다.  친환경재료(목재 등)를 사용한다.  신속한 설치가 가능하다.  사구 전면에 설치하면 사구가 전진하는 효과가 나타난다.  침식이 활발한 곳에는 양빈을 함께 병행한다.
자연기반해법(NBS)	해안침식을 막고 생물의 서식처 역할을 하던 해안저지대의 맹그로브 숲이 파괴되자 임시로 맹글로브 숲의 역할을 할 수 있는 대나무 장벽을 설치하고 뒷편에 맹글로 숲을 조성하는 모습(타이)	자연본연 및 변형된 자연 생태계를 찾는 방식의 접근을 자연기반해법(Nature Based Solution)이라 한다.	생태학적 접근이므로 환경에 미치는 영향이 적다.  기술적인 접근에 비해 구축, 유지비용이 적다.  지속가능한 해안보호가 가능하다.  일부는 효과가 나타나기까지 시간이 오래 소요된다.  일부 조건에서는 자연기반해법을 적용할 수 없다.

 

 

 

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현장조사 계획

• 조사지역 : 강릉 하시동 안인 사구 생태경관 보전지역 주변
• 집결장소 : 메이플비치 골프 & 리조트 입구 쪽에 생태경관보전 지역으로 향하는 입구(초소) 
• 조사시간 : 1-2시간
• 주의사항 : 해안사구의 산책로의 훼손으로 관광객의 방문이 금지되어 있다. 원주지방환경청(033-764-0984)에 방문 가능 여부를 문의한다.

질문 1.

해안침식에 대비하여 어떤 방식을 사용하고 있는지 확인해 보자. 현재의 방식은 침식을 방지하는데 효과적으로 보이는가?

 

질문 2. 

현재 하시동 사구에서는 침식을 막기 위해 돌제와 방벽을 쌓는 등 여러 공사가 진행 중입니다(진행되었다). 하지만 이러한 해안침식은 자연적인 균형을 찾아가는 과정으로 볼 수 있다('모래수지' 참조). 즉, 침식은 당분간 계속되겠지만, 시간이 지나면 자연스럽게 멈추고 사구가 스스로 회복할 가능성도 있다는 뜻이다. 따라서 현재 진행 중인 임시 방편적인 공사가 장기적인 효과를 기대하기 어렵다는 의견도 나온다. 그렇다면, 해안사구가 스스로 회복할 수 있는 환경을 조성하자는 의견에 대해 어떻게 생각하는가?

 

질문 3.

아래 사진은 해안침식으로 인해 훼손된 하시동 사구의 산책로를 보여줍니다. 사구에는 곰솔과 같은 식생이 빽빽하게 자라고 있다. 환경부에서는 사구의 훼손을 막고 성장을 촉진하기 위해 사구의 식생을 제거하거나 간벌(나무를 적절히 베어내어 간격을 조절함)하는 방안을 제안하고 있다. 그렇다면, 식생을 제거하거나 간벌하는 것이 어떤 효과를 가져올 수 있을까?