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ISSN : 1229-3857(Print)
ISSN : 2288-131X(Online)
Korean Journal of Environment and Ecology Vol.28 No.2 pp.215-234
DOI : https://doi.org/10.13047/KJEE.2014.28.2.215

A Study on Hydromorphology and Vegetation Features Depending on Typology of Natural Streams in Korea1a

Hyea-Ju Kim2*, Beom-Kyun Shin2, Won Kim3
2Institute of Landscape Planning Hyea-Ju Kim, SK HUB Blue 17010 ho, 2139 Seobu-ro, Jangan-gu, Suwon, Gyeonggi-do 440-825, Korea
3Korean Institute of Construction Technology, 2311 Goyang-daero, Ilsan-gu, Goyang, Gyeonggi-do 411-312, Korea

a 본 연구는 2006~2011년도 국토해양부 ‘Ecoriver21 자연과 함께하는 하천복원 기술개발’ 및 2012~2014년도 환경부 ‘Eco-STAR Project(수생태복원사업단)’의 지원에 의해 수행되었음.

교신저자 Corresponding Author : hjkim@lapla.co.kr
March 10, 2014 April 7, 2014 April 16, 2014

Abstract

The purpose of this study is to identify the type and characteristics of the domestic natural streams in order to establish a basis for stream restoration and evaluation. To this end, 95 domestic natural stream areas, which have various natural environments, were selected except for the province of island and then the characteristics of natural environment, hydromorpholoy, plant and vegetation were investigated and analyzed in each stream area. As a result, 95 stream areas were classified into total 24 types according to 3 criteria such as stream size (4 types), altitude (3 types), bed material (5 types). Depending on altitude class that is the environmental factor showing the highest correlation with each stream types, the emergence of vegetation and plant, 24 stream types were reclassified into 3 types such as lowland (altitude less than 200m), mountain (altitude from 200m to 500m), highland (altitude more than 500m), and hydromorpholoy, plant and vegetation characteristics of each stream type were compared. First, when compared to the mountain and highland streams, the typical features of lowland streams were as follows: Stream size was large but bed material size was small and there were many valley forms where flood plane were developed well. In addition, the more large stream size was, the more cross-section width variability, bars and sinuosity were in good conditions. In lowland stream, representative vegetation community was Salix koreensis community. On the other hand, when compared to the lowland streams, the typical features of mountain and highland streams were as follows: Stream size was small but bed material was coarse-grained and its size was large. Mountain and highland streams valley form where flood plane was not developed well was narrow, and sinuosity and bars development were weak. Representative vegetation communities of mountain streams were Quercus serrata -, Quercus variabilis -, Styrax japonica community and representative vegetation communities of highland streams were Pinus densiflora -, Quercus mongolica -, Fraxinus rhynchophylla community


국내 자연하천의 유형별 물리적 구조 및 식생 특성 연구1a

김 혜주2*, 신 범균2, 김 원3
2김혜주자연환경계획연구소
3한국건설기술연구원 수자원․환경연구본부 하천해안연구실

초록

본 연구의 목적은 하천복원 및 하천평가의 근거를 마련하기 위하여 국내 자연하천의 유형 및 특성을 연구하는 것이다. 이를 위하여 국내 섬 지방을 제외한 전국의 다양한 자연하천 조사구 95개소를 선정하여, 각 조사구의 자연환경 적, 물리적 및 식물⋅식생특성을 조사 및 분석하였다. 그 결과, 95개 조사구는 하천의 규모(4개 유형), 고도(3개 유형), 하상재료(5개 유형)에 의거 모두 24개 유형으로 분류할 수 있었다. 그리고 각 하천유형과 식물⋅식생출현성과 가장 상관성이 강한 환경인자인 고도에 따라서 24개 하천유형을 다시 평지(고도 200m미만), 산지(고도 200m이상 500m미 만), 고산지(고도 500m이상)의 3개 유형으로 크게 구분하여 하천의 물리적 구조, 식물⋅식생적 특성을 비교하였다. 먼저 평지하천의 대표적인 특징은 고산지나 산지하천과 비교하여 하천규모는 크지만 하상재료는 작은 편이고, 홍수터 가 잘 발달하는 계곡횡단면 형태가 많았으며, 하천규모가 클수록 횡단폭의 변화와 사주발달이 양호하고 사행성이 두드러지는 편이며, 대표적 식생은 버드나무군락이었다. 반면에 산지와 고산지하천은 평지하천에 비하여 하천규모가 작고, 하상재료는 굵고 거칠며, 계곡횡단면 형태는 홍수터가 발달하지 못하는 좁은 형태이었다. 또한 사행도나 사주발달 도 평지하천에 비하여 미약하였다. 산지하천의 두드러진 대표식생은 졸참나무-, 굴참나무-, 때죽나무군락이었으며, 고산지하천에서는 소나무-, 신갈나무-, 물푸레나무군락이었다.


    Ministry of Land, Infrastructure and Transport
    Ministry of Environment

    서 론

    국내의 하천 복원 사업은 1995년 환경부의 ‘G-7환경기술 개발사업’을 시발점으로 지자체를 중심으로 활발히 실시되 었다. 그러나 자연형 하천, 즉 하천복원 사업 후 5년 이상 경과한 전국의 하천을 대상으로 실시한 물리적 구조의 생태 성 평가결과, 복원 구간과 미복원 구간 간의 생태등급의 차 이는 거의 없었으며, 복원된 하천의 대부분이 전국적으로 유사한 경관을 나타내고 있었다(Kim, 2008). 이는 하천의 생태성 보다는 하천의 친수 기능을 우선으로 대상하천을 공원화한 것도 한 이유이라 하겠으나, 대상하천 고유의 특 성을 고려하지 않고 대부분의 하천에 유사한 공법을 적용한 것이 가장 큰 원인이 아닌가 생각한다. 이를 지양하기 위하 여 MOE(2011)는 하천복원시 참조하천(reference stream) 을 선정하여 복원 방향과 목표를 설정하도록 하였으며, 이 를 위한 모델과 유형개발의 필요성을 언급하였다. 하지만 국내에서는 참조하천을 하천복원의 모델로 도입한 사례가 매우 드물 뿐만 아니라, 참조하천을 위한 자연하천의 유형 적 특성에 대한 연구 또한 미미한 실정이다.

    국내에서 실시된 하천유형 관련 연구는 주로 하천의 복원 및 관리를 목표로 하였다. 그 중에서 먼저 무생물적 인자를 하천분류에 이용한 사례로서, Lee et al.(2004)는 국내의 지 형적 여건에 맞는 하천 분류 체계를 개발하기 위하여 Rosgen(1994)의 자연하천 분류체계를 일부 수정하여 곡저 폭지수(계곡폭과 하폭의 비), 사행도, 하상재료에 따라서 하 도유형을 24개유형으로 구분하고, 각 하도유형의 지형적 특 성 및 교란요소, 유형에 따른 하폭수심비와 하도경사의 범 위를 추가하여 국내 2개 하천에 적용하여 보았다. 그리고 KICT(2005)는 일본 건설성(建設省)의 하상재료, 하상경사 등을 주요 인자로 한 하천 분류방법을 국내의 16개 모래하 천을 대상으로 적용하여 보았으나, 국내 하천과는 다소 맞 지 않는 것으로 판단하였다. 그 밖에 Yang(2001)은 경기도 의 4개 산지하천을 대상으로 하도경사, 하도단면 형태지수 (하폭/수심), 곡률도, 하상재의 입경, 식물의 식피율, 인공구 조물 및 하상지형의 훼손정도를 이용하여 총 27개로 분류하 였다. 한편, 하천의 무생물적 인자 이외에 생물적 인자를 포함한 하천유형 연구로 Lee(2005)는 강원도의 16개 하천 을 대상으로 유속, BOD, 제방구조, 호안구조, 토지이용, 하 상재료, 지표생물인 어류 및 저서성대형무척추동물에 따라 서 ‘산지자연형’, ‘산지인공형’, ‘혼합형’, ‘평지자연형’, ‘평 지인공형’의 5개 유형으로 구분하고, Lee et al.(2011)은 하 천 복원구간의 유형화를 위하여 하천경사, 도시화율, 하천 차수와 환경부 수생태 건강성 평가결과를 이용하여 하천 복원구간의 9개 유형 및 특성을 제시하였다. 아울러 Lee and Lee(2012)도 낙동강 유역의 환경부 수생태 건강성 평 가 결과인 저서성 대형무척추동물, 어류, 부착조류, BOD, T-N, T-P 측정치를 이용하여 군집분석 후, 유형별 토지이용 특성에 따라 ‘자연지역하천’, ‘준도시지역하천’, ‘도시지역 하천’으로 분류하였다. 기타 Han et al.(2009)은 하천복원시 하천의 어메니티 도입기준을 마련하기 위하여 하천규모, 자 연도, 이용지수에 따라 하천을 총 36개 하천유형으로 분류 하였다.

    반면에 국외에서는 이미 오래 전부터 순수 학문적 차원에 서 자연하천의 유형 및 특성에 대한 연구가 진행되었다. 먼 저 무생물적 인자를 이용한 하천 분류로 ( Rosgen 1994, 1997)은 하상경사, 하천단면의 굴입비율, 하폭과 수심의 비 율, 사행 및 하도형태, 하상재료의 종류에 따라 자연하천을 41개 유형으로 분류하고 유형에 따른 지형, 토양, 하상구조 등의 특징을 제시하였다. 또한 Holtrop et al.(2005)은 하상 경사, 하천차수, 하천규모를 분류기준으로 하천을 16개로, Walsh et al.(2007)는 지질, 하상경사, 하천규모를 척도로 하천을 45개 하천유형으로 분류한 후에 유형별 무생물적, 생물적 특성을 기술하였다. 그리고 생물적 인자 중심의 하 천 분류로는 Holmes et al.(1998)이 수생식물군락의 분포에 따라 자연하천을 38개 유형으로 분류한 후에, 각 유형의 지형, 지질, 물리적 특성 등을 정리하였다. 그리고 생물적 인자와 무생물적 인자를 모두 고려한 하천분류로서, ( Illies 1952, 1953, 1958, 1961)가 하상재료, 유수의 특성, 수온 및 출현한 부착조류와 어류 등을 이용하여 하천을 Krenon, Rhiothron과 Potamon의 3개 유형으로 분류하였고, Harris (1988)는 하천을 고도, 하상재료, 평균경사, 저수로의 단면 형태와 하안수림대의 식생특성을 척도로 8개 유형으로 분 류하여 각 유형의 특성을 요약하였다.

    한편 실용적인 통합물관리 차원에서 유럽은 2000년 EU-WFD(EU-Water Frame Work Directive)를 만들어서 자연하천을 생태구역(ecoregion), 고도, 지질, 하천규모로 분류하였고, AQEM consortium(2002)은 각 하천유형을 고 려한 적절한 하천평가를 위하여 저서성 대형무척추동물을 이용한 하천 생태성 평가방법을 개발하였다. 또한 2007년 에는 159개의 유럽 하천유형을 72개 유형으로 통합하여 정 리하였는데(Pottgiesser and Birk, 2007), Pottgiesser and Sommerhäuser(2008)는 EU-WFD에 따라서 독일의 하천을 25개 유형으로 분류한 후, 각 유형별 수화학성, 수리·수문 및 물리적 구조 등은 물론 대표적 출현생물 특성도 제시하 여 하천복원이나 관리 및 평가에 활용할 수 있도록 하였다. 아울러 Fuster et al.(2012)도 EU-WFD의 방법을 활용하여 생태구역(Ecoregion), 고도, 지질, 하상경사, 하상재료, 유출 량에 따라서 칠레의 하천 유형분류를 시도하였다.

    이와 같이 국외의 경우 자연하천을 대상으로 하천의 자연 적, 물리적 구조 및 생태적 특성 연구가 주를 이루는데 비하 여, 앞서 국내의 하천 유형연구에서는 연구대상 하천들이 지엽적이며, 자연하천보다는 거의 대부분은 인공하천을 대 상으로 하였기 때문에 하천복원시 참조하천이나 하천평가 의 척도로 사용하기 어렵다고 판단되었다. 이에 본 연구에 서는 섬지방을 제외한 전국의 자연하천 구간을 대상으로 간편한 자연환경적 인자를 기준으로 하천을 구분하고, 1차 적으로 각 유형의 물리적 구조 및 식물·식생특성을 조사 분 석하여 하천복원이나 하천평가에 간접적으로나마 활용할 수 있는 근거를 도출하는 것에 주 목표를 두고자 하였다.

    연구방법

    1.조사구의 선정

    조사구의 선정은 하천의 양안에 자연적인 하안수림대가 발달한 자연하천 또는 자연에 가까운 하천으로서 그 길이가 최소 1㎞ 이상인 경우를 대상으로 고도, 하상재료, 하천규 모를 고려하여 다양한 하천의 조사구 119개소를 선정하였다 (Figure 1). 이를 위하여 항공사진(Daum communications, 2006~2012)과 위성지도(Google Inc., 2006~2012)를 이용 하여 하안수림대의 발달, 조사구의 고도를 확인하였다. 또한 하천정비기본계획과 한국하천일람(MLTM and HRFCO, 2007) 등을 통하여 하상재료 및 하천규모를 확인하였고, 이 를 현장조사 시에 재점검하였다.

    2.국내 하천유형 분류의 기준

    하천 조사구의 유형 분류는 Table 1에서 보이는 바와 같이 하천 규모, 조사구의 고도, 하상재료의 3개 자연환경인자를 이 용하였는데, 하천 규모는 Pottgiesser and Sommerhäuser(2004) 에서처럼 유역의 크기에 따라 소규모(<10km2), 중규모(10≤ ∼<100km2), 대규모(100≤∼<1,000km2), 매우 큰 대규모 하 천(≥1000km2)으로 구분하고, 고도는 KEI(2006)에 의거하 여 고도 200m 이하의 평지 하천, 고도 200m 이상 500m 미만인 산지 하천, 고도 500m 이상인 고산지 하천으로 구분 하였다. 그리고 하상재의 종류는 수공학 전문가의 의견을 수렴하여 뻘/진흙, 모래, 자갈(Ø2~10㎝), 호박돌(Ø<30㎝), 거석(Ø≥30㎝)의 하천으로 구분하였다.

    3.조사 및 분석 방법

    하천유형별 조사구의 물리적 특성과 식생 및 식물 조사 시기는 2006~2012년 5월말~6월초이며, 조사 구간은 각 조 사구에서 종적으로 하천연장 1㎞, 저수로 물로부터 육지쪽 으로 양안의 폭 20m이내이다. 조사 항목은 조사구의 계곡 횡단면 형태, 사행성, 사주발달, 횡단폭의 변화, 식생 및 식 물이다. 조사구의 계곡횡단면 형태는 수치지도를 이용하여 폭 1㎞의 계곡횡단면도를 작성하여 Table 2에 보이는 Otto (1991)의 방법에 따라 구분하였고, 사행성, 사주발달 정도, 횡단폭의 변화 정도는 항공사진을 이용하여 LAWA(2000)LUA(2001)의 평가 척도를 참고로 Table 3의 구분에 따 라 실시하였다.

    식생 조사 방법은 Braun-Blanquet(1964)의 식물사회학 적 조사를 실시하였으며, 1개 방형구의 크기는 10m×10m, 1개 조사구의 방형구수는 5개로 하였다. 식물 조사는 대상 법(belt-transect)을 실시하였으며 조사구의 양안에 크기 1m×20m, 총 4개의 belt를 설치하여 1m×1m 마다 출현한 식물종을 기록하였다. 각 조사구의 자연성은 헤메로비등급 (Hemeroby)(Kowarik, 1988)에 의거하여 평가하였다(참고: Appendix 1). 그 결과 총 119개소의 조사구 중에서 귀화율 이 5% 이상인 조사구 9개소는 분석에서 제외하였으며, 또 한 조사구의 수가 하천유형별로 3개소 미만인 경우, 한 유형 의 조사구 중에서 조사구의 위치가 동일한 수계 내에 서로 근접한 경우와 조사구의 위도 차이가 커서 한 유형의 조사 구에서 공통적 식생이 뚜렷하지 못한 경우 등 총 15개 조사 구의 결과도 분석에서 제외하였다. 따라서 최종적으로는 총 119개소의 조사구 중에서 95개 조사구만이 하천유형 및 특 성분석에 이용되었다.

    각 하천유형의 대표적인 물리적 특성은 한 유형으로 분류 된 조사구들 중에서 가장 두드러진 물리적 특징을 선택하였 다(Table 2, 3). 또한 각 하천유형의 공통식물군락은 하천유 형별 전체조사구 중 1/2 이상의 조사구에서 공통적으로 출 현한 종이며, 우점도는 4 이상인 식물군락을 공통식물군락 으로 선정하였다. 그러나 1/2 이상의 하천 유형별 조사구에 서 공통적으로 출현하는 식물군락이 없을 경우에, 그 중에 서 가장 높은 빈도로 출현하는 식물군락을 공통식물군락으 로 선정하였다. 그리고 하천분류인자인 고도, 하천규모, 하 상재료와 식물출현성 간의 상관관계를 살펴보기 위하여 서 열 분석(Ordination Analysis)을 실시하였다. 분석에 대입된 식물 자료는 Braun-Blanquet 조사의 조사구별 출현식물의 최대우점도와, 대상법(belt-transect) 조사의 조사구별 식물 출현빈도의 합을 이용하였으며, 조사구의 환경인자는 서열 척도(ordinal scale)로 Table 1과 같이 변환하여 이용하였다. 상관성 분석기법은 Lepš and Šmilauer(2003)에 근거하여 CCA(Canonical Correspondence Analysis)를 실시하였고, CCA의 통계적 유의성 검정은 Monte Carlo permutation test(유의 수준 0.05 이하)를 실시하였으며, CCA의 실행은 CANOCO 4.5(Ter Braak and Šmilauer, 2002) 소프트웨어 를 활용하였다. 또한 하천유형의 분류인자와 물리적 특성 (계곡횡단면 형태, 사행도, 사주발달, 횡단폭의 변화)간의 Pearson의 상관계수(r)를 구하여, 하천유형에 따른 조사구 의 물리적 특성 분포를 Box plot으로 작성하였다. 분석에 대입한 하천유형분류 인자는 CCA분석에 대입된 자료와 동 일하며, 계곡횡단면(valley) 형태, 사행도, 사주발달, 횡단폭 의 변화는 Table 2, 3에서처럼 서열척도로 정리하였다. 분석 은 SPSS Statistics 17.0(Polar Engineering and Consulting, 2008)를 이용하였다.

    결과 및 고찰

    1.하천 유형별 조사구의 분류

    95개 하천 조사구를 Table 1의 하천유형분류 기준에 따 라서 분류한 결과 Table 4에서와 같이 총 24개의 하천유형 으로 분류되었다. 첫째, 고도 200m 미만의 평지형 하천이 10개 유형, 고도가 200~500m의 산지 하천이 8개 유형이었 으며, 고도가 500m 이상의 고산지 하천이 6개 유형이었다. 둘째, 하천규모에 따른 분류에서 소규모 하천이 4개 유형, 중규모 하천이 7개 유형, 대규모 하천이 8개 유형, 매우 큰 대규모 하천이 5개 유형이었으며, 셋째, 하상재료에 따른 분류는 모래 하상인 하천이 1개 유형, 자갈(Ø2~10㎝) 하상 인 하천이 5개 유형, 호박돌(Ø<30㎝) 하상인 하천이 9개 유형, 거석(Ø≥30㎝) 하상인 하천이 9개 유형이었다.

    2.하천유형분류 인자와 출현식물 및 물리적 특성 간 의 관계

    1)하천유형분류 인자와 출현식물 간의 상관성

    Braun-Blaquet 조사에서 관찰된 703개 식물종과 환경인 자간의 상관성 분석 결과, 고도 > 하상재료 > 하천규모의 순으로 고도가 식물분포에 가장 영향력이 강한 것으로 나타 났다. 그리고 대상법(belt-transect) 조사에서 출현한 722개 식물종을 이용한 상관성 분석에서도 고도 > 하천규모 > 하 상재료의 크기 순으로 분석되어, 식물출현 및 분포에 영향 력이 가장 높은 환경인자는 모두 고도로 나타났다(Figure 2). 아울러 각각의 하천분류 인자가 그래프상에서 나타내는 상관성을 살펴본 결과, 고도(높다)는 하상재료의 크기(크 다)와는 양(+)의 상관성을 나타내었으며, 하천규모(크다)와 는 음(-)의 상관성을 나타내었다. 즉, 하천의 고도가 높을수 록 하상재료의 크기가 커지나, 반대로 하천의 규모는 작아 지는 것을 의미하고 있다.

    2)하천유형분류 인자와 물리적 특성 간의 상관성

    하천유형 분류인자(고도, 하상재료, 하천규모)와 4개 물 리적 구조 항목(계곡횡단면 형태, 사행도, 사주발달, 횡단폭 의 변화)간의 Pearson 상관성 분석 결과, 조사구의 ‘고도’, ‘하천 규모’, ‘하상재료’, ‘계곡형태’, ‘하도 사행성’, ‘사주 발달’의 경우 모두 상호간에 상관성이 있는 것으로 나타났 다(Table 5). 특히, 물리적 구조 특성인 ‘계곡횡단면 형태’, ‘하도 사행성’의 2개 항목이 하천유형분류 인자들과 높은 상 관성을 나타내었는데, ‘계곡횡단면 형태’는 ‘고도’(r: -0.579), ‘하상재료’(r: -0.575) ‘하천규모’(r: 0.574)와 비교적 높은 상 관성을 나타내었고, ‘하도 사행성’은 ‘하천 규모’(r: 0.618)와 상관성이 높았다. 한편, ‘횡단폭의 변화’는 ‘하상재료’(r: -0.202) 및 ‘사주 발달’(r: 0.282)과 약한 상관성을 나타내었 을 뿐, 고도, 하천규모, 계곡횡단면 형태와는 상관성이 없었 다. 즉 하천유형에 따른 횡단폭의 변화 정도의 차이는 크지 않은 것으로 분석되었다.

    아울러 식생분포와 상관성이 가장 강하였던 고도에 따라 물리적 구조의 특징을 살펴보면, Figure 3에서와 같이 ‘계곡 횡단면 형태’의 경우 평지 하천은 E, D형이 많았고, 산지 하천 조사구는 D, C, B형이 많았으며, 고산지 하천 조사구 들은 C, B형이 주를 이루었다. ‘하도 사행성’의 경우 평지 하천은 심한 사행을 하는 비율이 높았고, 산지와 고산지 하 천은 중위수를 기준으로 보통 사행을 하였으나, 평균값을 볼 때에 산지 하천의 사행성이 고산지 하천보다는 약간 높 았다. 사주 발달 정도는 평지 하천은 주로 여러개~보통인 조사구가 대부분으로 나타났으나, 산지와 고산지 하천은 각 각 사주 발달 정도가 보통~적다인 조사구의 비율이 높았다. 한편, ‘횡단폭의 변화’의 경우 평지와 산지하천의 조사구는 크다에서 작다까지 다양하게 분포하였고, 고산지 하천은 주 로 크다~ 보통인 경우가 많았다. 그러나 중위수와 평균값을 기준으로 평지, 산지, 고산지 하천에서 큰 차이는 없었다.4 Table 6

    3국내 하천유형의 특징

    기 분류된 24개 하천유형을 출현식물과 자연환경 간의 상관성 분석에서 가장 큰 영향력을 나타낸 고도를 이용하여 다시 평지 하천, 산지 하천, 고산지 하천으로 구분하고 알아 보기 쉽게 표와 텍스트로 정리하였다. 각 하천유형의 물리 적 특성은 하천유형분류 인자와의 상관성이 큰 순서에 따라 서 계곡횡단면 형태, 사행도, 사주발달, 횡단폭의 변화 순으 로 정리하고 각 유형의 공통적인 대표 식물군락을 제시하였 다.

    1)평지 하천

    고도 200m 미만인 평지 하천 10개 유형은 매우 큰 대규 모 하천 유형이 가장 많으며, 그 외 중규모 하천과 대규모 하천으로 분류되었다. 평지하천 유형 중에서 중규모 하천은 하천유형 1, 2, 3으로 하상재료는 각각 자갈, 호박돌, 거석이 었다. 계곡횡단면 형태는 B, C, E로 다양하였으며, 사행성, 사주발달 정도, 횡단폭의 변화 정도 또한 하상재료에 따라 다양하였다. 공통적인 대표 식물군락은 갈참나무군락이 우 세하였다.

    평지의 대규모 하천은 하천유형 4, 5, 6으로 하상재료는 자갈, 호박돌, 거석으로 구분되었다. 이 유형의 특성을 살펴 보면, 계곡의 횡단면 형태는 주로 넓고 평평한 E형태이었으 나, 거석하상인 하천에서는 D도 우세하였다. 사행도는 하상 재료가 자갈과 호박돌인 하천에서는 심한 편으로 나타났으 나, 거석인 하천에서는 사행성이 약한 곳에서부터 심한 곳 까지 다양하였다. 사주 발달 정도는 자갈과 호박돌 하상인 하천에서 보통에서 여러 개이었으나, 거석인 하천에서는 적 은 편이었으며, 횡단폭의 변화의 경우 하상재료가 비교적 작은 자갈하천에서는 큰 편이고, 하상재료가 큰 거석하천에 서는 그 정도가 작은 곳이 우세하였다. 공통적인 대표 식물 군락은 왕버들-, 광대싸리-, 굴피나무-, 버드나무-, 물푸레나 무-, 때죽나무-, 굴참나무-, 졸참나무군락이었으나 하천유형 간에 공통적인 군락은 없었다. Table 7

    평지의 매우 큰 대규모 하천은 하천유형 7, 8, 9, 10으로 하상재료는 모래, 자갈, 호박돌, 거석으로 다양하였다. 계곡 횡단면의 형태는 넓은 E유형이었으며, 사행성은 보통이거 나 심하였다. 사주발달 정도는 대체적으로 많은 편이었으 며, 횡단폭의 변화는 작다에서 크다까지 다양하였다. 공통 적인 대표 식물군락으로 버드나무가 가장 우세하였다.

    2)산지 하천

    고도 200m 이상 500m 미만인 산지 하천은 소규모, 중규 모, 대규모, 매우 큰 대규모 하천유형으로 규모가 다양하였 다. 산지의 소규모 하천은 유형 11, 12로 하상재료는 호박돌 과 거석으로서, 계곡횡단면 형태는 주로 C이었으나 호박돌 하상인 하천유형 11에서는 폭이 비교적 넓은 D형도 나타났 다. 사행성은 호박돌 하상인 하천유형 11은 미미한 곳과 심한 곳까지 다양하였으나, 거석 하상인 하천유형 12에서는 미미에서 보통 정도이었다. 사주발달 정도는 하천유형 11에 서 적거나 보통이었으나, 하천유형 12에서는 이 보다 작은 미미 수준이었고, 횡단폭의 변화 정도도 유형 12에서 더 작은 것으로 나타났다. 산지의 소규모 하천 2개 유형의 공통 되는 대표 식물군락은 졸참나무군락이었다.

    산지의 중규모 하천은 호박돌 하상인 하천유형 13, 거석 하상인 하천유형 14이다. 계곡횡단면 형태는 2개 유형에서 폭이 좁은 B형이 대표적이었으나, 하천유형 14에서는 C, D형태도 관찰되었다. 하천유형 13에서는 사행성과 사주발 달 정도가 보통 정도이고 횡단폭의 변화가 큰 편으로 나타 났으나, 하천유형 14에서는 그 정도가 비교적 작은 편이었 다. 대표 식물군락은 하천유형 13에서 소나무-, 줄딸기군락 이었고, 유형 14에서는 졸참나무-, 조릿대-, 산벚나무-, 느티 나무-, 때죽나무군락으로 2개 유형간에 공통되는 대표 식물 군락은 없었다.

    산지의 대규모 하천은 하천유형 15, 16, 17로 하상재료는 각각 자갈, 호박돌, 거석이다. 계곡횡단면의 형태는 B, D, E로 다양하며, 하상재의 크기가 작을수록 계곡의 폭이 넓고 평평한 D, E형태를 나타내었다. 사행성의 정도는 보통이거 나 심한 편이었으며, 하상재료가 클수록 사주발달과 횡단폭 의 변화 정도가 작아지는 편이었다. 대규모 하천유형의 대 표 식물군락은 굴참나무군락이 우세한 것으로 나타났으며, 기타 신갈나무-, 복자기-, 버드나무-, 느티나무-, 졸참나무-, 당단풍군락이 관찰되었다.

    산지의 매우 큰 대규모 하천은 하천유형 18로서 하상재 료가 자갈이며, 계곡횡단면 형태는 홍수터가 발달할 수 있 는 E형이었다. 이 하천유형은 사행 정도가 심하고, 사주발 달은 미미하거나 보통이었으며, 횡단폭의 변화 정도가 작거 나 보통이었다. 공통적인 대표 식물군락은 시무나무-, 가래 나무-, 신나무-, 버드나무군락이었다.

    3)고산지 하천

    고도 500m 이상인 고산지 하천 6개 유형은 소규모, 중규 모, 대규모의 하천 유형으로서 매우 큰 대규모 하천 유형은 없었다. 고산지의 소규모 하천유형은 호박돌 하상인 하천유 형 19와 거석 하상인 하천유형 20으로서, 계곡횡단면 형태 는 비교적 좁은 형태의 B와 C로 나타났다. 그리고 사행성이 약하고, 사주발달 정도는 미미한 경우가 많았으나, 횡단폭 의 변화 정도는 작은 곳에서 매우 큰 곳까지 다양하였다. 대표 식물군락은 물푸레나무군락이 우세하였다. Figure 5

    고산지의 중규모 하천은 하상재료가 호박돌인 하천유형 21과 하상재료가 거석인 하천유형 22이다. 하천유형 21은 계곡횡단면 형태가 폭이 좁은 B형이었고, 사행성과 사주발 달 정도가 조사구마다 다양하였으며, 횡단폭의 변화 정도는 보통에서 매우 큰 편이었다. 하천유형 22는 계곡횡단면 형 태는 C이었고, 보통의 사행을 하며, 사주발달은 적은 편이 고 횡단폭의 변화는 작다 또는 보통이었다. 고산지 중규모 하천의 대표 식물군락은 소나무군락이 우세하였으며, 이 외 에 신나무-, 가래나무-, 귀룽나무-, 키버들-, 신갈나무-, 당단 풍군락이 관찰되었다.

    고산지 대규모 하천은 유형 23과 24로 하상재료는 각각 호박돌과 거석이다. 대규모 하천의 계곡횡단면 형태는 B, C, D로 다양하였으며, 사행성은 보통에서 심한 사행을 하였 고, 사주발달은 적다에서 보통 정도이었다. 횡단폭의 변화 정도는 작다에서 크다까지 다양하였다. 대규모 하천 2개유 형에서 동일한 대표식물군락은 없었으며, 각각의 하천유형 의 공통적인 대표 식물군락은 하천유형 23에서 소나무-, 개 쉬땅나무-, 물푸레나무-, 피나무군락이었고, 하천유형 24에 서는 갯버들-, 신갈나무군락이었다. Table 8

    4.종합 고찰

    국내 자연하천 조사구 95개소를 대상으로 하천규모와 고 도 그리고 하상재료를 이용하여 24개 하천유형으로 분류하 고, 각 유형의 물리적 특성과 식생특성을 분석하였다. 그 결과를 CCA에서 식물출현에 가장 강한 영향력을 나타낸 고도를 중심으로 살펴보면, 평지하천의 유형적 특성은 고산 지나 산지하천에서와 비교하여 하천규모는 큰 편이나 하상 재료는 작은 편이었다. 그리고 평지하천의 가장 큰 특징으 로 홍수터가 잘 발달하는 계곡횡단면 형태인 E가 많았고, 하천규모가 클수록 횡단폭의 변화와 사주발달이 양호하고 사행성도 두드러지는 경향을 보였다. 대표적인 식생은 버드 나무군락이었다. 반면에 산지와 고산지 하천의 특징은 평지 하천에 비하여 하천규모가 작아지며, 하상재료는 굵고 거칠 고, 계곡횡단면 형태는 홍수터가 발달하지 않는 B, C유형이 었다. 사행도는 물론 사주발달도 평지하천에 비하여 대부분 미약한 것으로 나타났다. 산지하천의 두드러진 대표식생은 졸참나무군락, 굴참나무군락, 때죽나무군락이었으며, 고산 지 하천에서는 소나무군락, 신갈나무군락, 물푸레나무군락 이 대표 식생으로 나타나 고도별 하천유형에 따라 출현식물 군락이 차이를 나타내었다. Figure 6

    본 연구는 하천유형별 대표식생을 도출하는 과정에서 동 일한 유형으로 분류된 하천 중에서도 조사구의 위도 차이가 심한 하천들 간에는 뚜렷한 공통식생이 나타나지 않은 경우 가 있었다. 이것의 한 원인으로 하천유형분류 인자의 설정 에서 생물상의 분포에 영향을 주는 위도나 기후대에 대한 고려가 없었기 때문으로 판단된다. 따라서 앞으로의 연구에 서 하천유형분류인자로 위도나 기후대를 추가하는 것을 고 려해 보아야 할 것이다. 한편 본 연구에서 제시한 24개 하천 유형의 특성은 각 유형에서 3~8개 조사구를 바탕으로 도출 된 것으로, 하천유형에 따라서는 사례수가 다소 충분하지 못하여 하천유형적 특성이 완벽하다고 볼 수는 없을 것이 다. 따라서 추후 더 많은 사례하천, 특히 본 연구에 포함되지 못한 뻘/진흙의 하천이나 섬지방의 자연하천도 포함시키고, 생태적 지표성이 강한 저서생물, 어류 등의 조사를 실시하 여 각 하천유형적 특성을 보완한다면, 하천복원이나 평가의 지표로 직접적인 활용이 가능할 것이라 사료된다.

    Figure

    KJEE-28-215_F1.gif

    Location and number of study sites *See appendix 1 for stream name

    KJEE-28-215_F2.gif

    The results of CCA between occurrence of plant species and environmental factors

    KJEE-28-215_F3.gif

    The distribution of hydromorphological structure properties depending on stream types

    KJEE-28-215_F4.gif

    Representative pictures of the lowland streams

    KJEE-28-215_F5.gif

    Representative pictures of the mountain streams

    KJEE-28-215_F6.gif

    Representative pictures of the highland streams

    Table

    Standard for classification of domestic natural streams

    *Parameters for correlationanalysis

    Classification of valley form (Otto, 1991)

    *Parameters for correlationanalysis

    Parameters of hydromorphological features

    aStream length / the straight-line distance from the start point and end point of the stream
    bThe case that the existing average cross-section width increases by more than 2-3 times or decreases by less than 1/2 Reduction
    ccParameters for correlation analysis

    Result of classification for 95 natural stream areas according to standard of stream type classification

    Pearson's correlation coefficient (r) between Factors for stream type classification and hydromorphological structure features

    *Correlation is significant at the 0.05 level (2-tailed)
    **Correlation is significant at the 0.01 level (2-tailed)

    Characteristics of lowland streams

    Characteristics of mountain streams

    Characteristics of highland streams

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