서 론
국립공원은 자연자원의 보전과 동시에 탐방객의 자연체 험을 위한 공간으로 차별화된 경험을 제공.하기 위해 자연 의 소리를 보호해야 한다. 국립공원 내 소음은 활동에서 주 의력을 분산시켜 위험성을 높이고, 레인져와 탐방객의 의사 소통을 방해할 수 있어 관리가 필요하기 때문에 의사전달의 명료성과 쾌적성을 높이기 위해서는 교실과 같이 35dB(A) 이하로 유지할 필요가 있다고 하였다(Lynch et al.2011). 또한 국립공원에서 탐방객의 경험을 극대화하기 위해서는 음환경(Soundscape)의 보전이 필요하고, 미국 응답자의 72%가 자연의 소리와 조용함은 국립공원이 존재하는 가장 큰 이유 중 하나라고 답했다(Dawson et al.,1997;Haas and Wakefield, 1998)
음환경은 특정 공간에서 발생하는 바람소리, 물소리, 야 생동물소리 등과 같은 자연의 소리와 인간 활동에 의해 발 생하는 도로교통소음, 확성기 소음 등과 같은 인위적 소리 를 포함하는 모든 소리유형의 복합체에 대한 인간의 인식으 로 정의할 수 있다. 소음은 이러한 국립공원 음환경에 대해 탐방객들의 인식을 부정적으로 나타내게 하며, 동물의 의사 소통에 교란을 일으켜 서식처 질을 악화시키고 이로 인해 생물의 다양성에도 위협을 미친다(Barber, J et. al., 2009). 국외 많은 국립공원에서는 이미 소음에 의한 생태계 영향을 파악하고 이를 저감시키기 위한 관리를 시행하고 있으며 특히, 미국에서는 국립공원 음환경 보존 및 소음 관리 정책 을 시행하고 있다(National Park Service, 2000;National Park Service, 2006). 그러나 국내에서는 아직까지 소음이 생태계에 미치는 영향에 대한 인식 자체가 부족한 실정이 며, 음환경 관리에 대한 필요성을 간과하고 있다.
우리나라 대부분의 국립공원은 도로가 관통하고, 도시와 인접하고 있어 소음에 지속적으로 노출되어 있다. 특히 대 도시와 인접한 무등산국립공원은 경계부에 고밀도 시가지 와 도로가 접해있어 외부로부터 유입되는 소음이 클 것으로 예상된다. 또한 도시로부터 다소 떨어져 있다고 하더라도 대부분의 국립공원 내부가 고속도로나 지방도에 의해 관통 되고 있어 도로에서 발생하는 소음의 영향을 받고 있다. 이 외에도 우리나라는 국립공원 고지대에 군부대나 통신시설 등 대규모 시설지가 입지하고 있는 경우가 많아 소음에 의 한 생태계 및 음환경에 부정적인 영향을 미치고 있다.
따라서 본 연구에서는 무등산국립공원의 정밀한 소음지 도를 구축하여 탐방객과 동식물에 미치는 소음의 영향을 정량적으로 파악하였다. 또한 주요 지점 및 탐방로의 음환 경을 조사하여 탐방로 소리등급도를 작성하고, 종합적으로 소리자원 분포도를 작성하여 제시함으로써 국립공원 내 소 리 분포 특성을 파악하고 더 나아가 음환경 관리를 위한 기초자료로 활용하고자 한다.
연구방법
1. 연구지역
연구 지역인 무등산국립공원은 국립공원 제 21호로 지정 되었으며 전체 면적 75.425㎢로 광주광역시(북구·동구)와 전라남도(담양·화순군)에 위치한다(Korea National Park Service, 1987). 무등산은 역사 및 문화 유적이 분포되어 무등산 일대가 역사 문화적 가치를 인정받아 관리 보존되고 있는 국립공원으로, 대도시인 광주광역시와 가장 가까운 곳 에 있어 교통이 편리하고 연간 약 357만 명이 방문하는 국 립공원이다(Encyclopedia of Korean Culture, 2017).
국내 국립공원은 대도시와 인접하거나 좁은 토지로 인해 도로가 근접해 있어 외부로부터 유입되는 소음의 영향이 크고, 이에 따라 소음이 생태계에 주는 부정적인 영향 또한 클 것으로 예상된다. 이러한 국립공원 중 대표적인 국립공 원으로, 무등산국립공원을 본 연구의 대상지로 선정하였고, 조사를 수행하였다. 조사 범위는 무등산국립공원 전 범위를 대상하였으며, 조사 시기는 2015년 3월부터 2017년 11월까 지이다. 연구지역은 Figure 1에 나타내었다.
2. 소음측정 및 음향파워레벨 산정
무등산국립공원의 소음지도를 작성하기 위해서는 먼저 국립공원 일대의 주요 소음원들을 파악하고 현장 측정 등을 통해 속성 데이터를 구축하는 것이 가장 중요하다. 따라서 주요 소음원으로 국립공원 내·외부 도로, 집단시설지구, 공 원 마을, 고지대 시설지, 주차장을 선정하였고 소음원별로 대표할 수 있는 측정지점을 선정하여 소음 측정과 동시에 각 지점에서 교통량, 속도 등 수집해야 할 영향인자를 실측 하였다. 소음 측정은 각 측정지점에서 주간(06:00~22:00) 시간대에 진행되었고 측정 장비는 KS C IEC 61672-1에서 정한 Class 1의 소음계 기준을 만족하는 Larson Davis의 장비를 사용하였다. 현장 소음 측정은 소음·진동공정시험 기준에 준하여 측정하였고 측정지점은 Figure 2에 나타내 었다.
무등산국립공원 내·외부를 통행하는 도로의 소음 측정은 도로 단에서 지면으로부터 1.5m 높이에 소음계를 설치하여 30분 이상 측정하였고 소음지도 작성에 필요한 데이터인 통행하는 차량의 교통량, 속도 등을 측정과 동시에 기록하 였다.
집단시설지구와 공원 마을은 배경 소음도를 측정하여 이를 바탕으로 면적당 음향파워레벨(Lw /㎡)을 산정하여 음원 속 성으로 부여하였다. 집단시설지구와 공원 마을의 부지 경계 는 면 음원으로 설정되어 소음지도 작성 프로그램에 입력되 었고, 이는 예측 식 ISO 9613-2(1996)를 적용해 계산되었다.
고지대 시설지는 대규모 통신탑이 설치되어 있는 장불재, 중봉을 대상으로 통신탑의 소음 영향을 조사하기 위해 주변 에 접근이 가능한 2개 이상의 지점에서 소음계를 설치하여 통신탑의 음압레벨(Sound Pressure Level, SPL)을 측정하 였다. 소음원인 통신탑은 무지향성 점 음원으로 가정하였고 측정된 음압레벨을 이용해 주파수 밴드별 음향파워레벨 (Sound Power Level, PWL)을 산정하여 소음지도 작성 프 로그램에 입력하였다.
주차장의 경우, 소음 측정과 동시에 소음지도 작성에 필 요한 영향인자인 주차장 내의 주차 공간 수와 출입 교통량 등을 기록하였다. 주차장 조사 대상지는 교통량이 많아 소 음 발생량이 많다고 판단되는 증심사 상업지 내 주차장과 버스 종점 차고지로 선정하였다.
3. 탐방로 및 주요 지점 음환경 조사
1) 탐방로 음환경 조사
무등산국립공원 탐방로의 음환경 특성을 조사하고 이를 고려한 탐방로 소리등급도를 제작하였다. 탐방로 소리등급 은 무등산국립공원의 주요 탐방로 7개 노선인 총 32.6㎞를 대상으로 조사한 음환경 결과 분석을 토대로 군집 분석을 통해 도출하였으며 조사 대상 탐방로 노선은 Figure 3에 나타내었다.
탐방로 내 음환경 조사 방법은 기존의 연구에서 사용한 방법과 같이 탐방로를 일정한 속도로 걸으며 binaural microphone이 장착되어있는 음향측정 장비인 SQuadriga 를 활용하여 탐방로의 음환경을 녹음하였다(Yoo, J et.al. 2020). 또한 동시에 탐방로의 공간 데이터를 확보하고 구간 별 탐방로의 주변 환경을 촬영해 보조 분석 자료로 활용하 였다.
조사된 탐방로의 음환경 분석은 분석구간별로 녹음된 탐 방로의 음환경 데이터를 음향 인자별로 분석하였다. 음향 인자는 객관적 음질 지수인 소음도(dB(A)), Loudness, Roughness, Sharpness, Tonality로 설정하였고 음향 인자 분석 프로그램은 Artemis 5.1, 통계 및 GIS 분석 프로그램 은 Arcgis 9.3을 사용하였다. 분석구간 수는 탐방로 7개 노 선을 일정한 간격으로 등분한 총 86개이다.
음향 인자별 분석 결과를 바탕으로 군집 분석을 통해 5개의 군집으로 분류하여 탐방로 소리등급도를 제작하였다. 군집 분석은 K-means 군집 분석 방법을 사용하였고 군집의 수는 국립공원의 기존 타 관리 등급과 같이 5개로 설정하였다.
2) 주요 지점 음환경 조사
무등산국립공원 내 주요 지점의 음환경 특성을 파악하고 자 시계열 변화에 따른 음환경을 조사하였다. 조사 지점은 고지대 시설지인 장불재(통신탑), 천왕봉(군부대)과 시설지 가 없는 자연 봉우리인 낙타봉으로 선정하였고 1년간 Idam PRO U11 Digital Voice Recorder를 이용하여 음환경을 녹 음하였다. 녹음기기는 매일 24시간 녹음이 가능하도록 설치 하였고 날씨에 의한 영향을 최소화하기 위해 매달 강우가 없는 날 4일(평일 2일, 주말 2일)을 선정하여 각 지점별 1년 에 총 48일의 데이터를 확보해 분석하였다.
녹음된 음환경의 데이터는 분석 시 청취하면서 동시에 소리의 유형을 크게 Biophony(생물소리), Geophony(무생 물소리), Anthrophony(인위적소리)로 구분하여 시간별로 기록하면서 일주기 또는 계절별 패턴으로 나타내었다. 생물 소리는 조류, 포유류, 곤충류 등의 분류군으로 유형화하고 무생물소리는 바람, 비 등 기상요인과 관련된 소리로 유형 화하였다. 인위적소리는 사람, 자동차, 음악, 비행기, 기계음 등으로 유형화하였다. Figure 4는 무등산국립공원 고지대 중 가장 핵심적인 탐방 공간인 장불재(통신탑)의 음환경 계 절주기 패턴 중 대표적으로 봄과 겨울의 음환경 패턴을 종 합하여 나타내었다.
장불재의 봄철 소리 경관은 생물소리가 일출 후와 일몰 전후에 뚜렷한 피크를 형성하고 있었고, 무생물소리는 국 지적 미기후의 영향으로 야간 바람소리가 높게 나타나는 것을 확인할 수 있었다. 또한 인위적 소리는 통신탑으로부 터 24시간 기계음이 유입되고 있었으며 탐방객 및 관리자 에 의한 활동은 09시부터 18시까지 증가하는 경향을 나타 내고 있었다.
장불재의 겨울철 생물소리는 06시부터 19시까지 발생하 고 있으나 발생 빈도는 사계절 중 가장 약한 것으로 나타났 다. 무생물 소리는 계절적 특성으로 24시간 강한 바람이 불어 4계절 중 가장 높은 수치를 나타내고 있었고, 인위적 소리는 통신탑의 기계음으로 겨울철 또한 지속적이며 발생 빈도가 증가하였다.
결과 및 고찰
1. 소음지도
무등산국립공원 일대의 주요 소음원들을 대상으로 수집 된 데이터를 소음지도 작성 프로그램인 SoundPLAN 7.4에 입력하여 소음지도를 작성하였다. 공원 내·외부 도로교통소 음 계산에 적용된 예측 식은 RLS-90이며, 집단시설지구와 공원 마을, 고지대 시설지에서 발생하는 소음 계산에 적용 된 예측 식은 ISO 9613-2(1996)다.
무등산국립공원의 지형 데이터베이스 구축을 위해 1:5000 수치지형도를 사용하였으며, 계산 격자는 10m×10m 단위로 지면으로부터 2m 높이에서 계산되었다. 또한, 산지의 지면 흡음률은 1로 가정하였고 기타 전달 감쇠와 관련된 영향인자 는 ISO 9613에 따라 적용하였다. 소음지도는 주간 (06:00~22:00) 시간대에 따라 작성하였고 소음 평가 단위는 A 가중된 등가소음도(LAeq, dB(A))로 평면 소음지도(Grid noise map)를 작성하여 Figure 5에 나타내었다.
작성된 소음지도의 정확도 검증을 위해 소음 측정 지점에 서의 측정 소음도와 예측 소음도를 비교하였고 그 결과 도 로 3번 지점을 제외한 모든 측정지점에서의 오차는 2.09 dB(A)로, 소음지도 작성 방법에서 지도의 검증 오차로 제시 하는 평균 오차 ±3dB(A) 이내의 오차를 보였다. 도로 3번 지점은 지점 앞뒤로 연속 과속방지턱이 존재하여 소음 예측 식에서 정확도를 보장하는 최저 속도보다 실제 교통 속도가 낮아 보다 큰 오차(3.3dB(A))가 발생한 것으로 판단된다.
소음지도 해석 결과, 무등산국립공원 내 30dB(A) 미만으 로 외부 소음의 영향을 받지 않는다고 판단되는 정온 권역 은 전체의 35.3%이고, 30~40dB(A) 범위에 노출된 소음 보 통 권역은 전체의 37.1%, 40~50dB(A) 범위인 소음 영향 권역은 전체의 17.0%, 50dB(A) 이상의 소음 심각 권역은 전체의 10.6%에 해당하였다. 소음 등급 기준은 국내 국립공 원에 적용되는 소음 기준이 마련되어 있지 않기 때문에, 환 경정책기본법 시행령을 고려하여 설정하였다. 무등산국립 공원 전 지역은 국토의 계획 및 이용에 관한 법률상 도시지 역의 녹지지역에 해당하며, 이는 환경정책기본법 시행령의 소음 기준 적용 대상 지역의 일반 지역 중 ‘가’지역에 해당 한다. ‘가’ 지역의 경우 낮(06:00~22:00) 기준 50dB(A), 밤 (22:00~06:00) 기준 40dB(A)로 명시되어 있으며, 이를 바 탕으로 소음도가 낮 기준 50dB(A)를 초과할 경우 법적 주 간 기준치보다 높으므로 소음 심각권역으로 설정하였다. 소 음도가 밤 기준 40dB(A)를 초과할 경우, 소음 영향권역으로 설정하였으며 40dB(A)이하일 경우 소음 보통권역으로 설정 하였다. 또한 외부로부터 소음의 영향을 받지 않는다고 판단 되는 30dB(A) 미만의 지역을 정온 권역으로 설정하였다.
소음은 공원 내·외부, 탐방객 및 생태계에도 부정적인 영 향을 주기 때문에 소음 관리는 매우 중요하다. 특히, 국립공 원은 보건 강도가 매우 높은 보호 지역에 해당하기 때문에 소음 분포 특성을 파악하고 적절한 소음 저감 방안을 고려 해야 한다. 무등산국립공원 소음 영향 및 심각 권역은 전체 의 27.6%로 분포하고 있으며, 주 소음원은 공원 고지대 중 심부 지역의 군부대 및 통신탑, 공원 내·외부 통행하는 차량 이다. 소음 저감 방안으로는 소음원 제거, 방음벽 및 저소음 포장 등을 고려해 볼 수 있으며, 이를 통해 공원 내 정온 권역을 확대하고 생물서식처 질을 향상시킬 수 있을 것으로 판단된다.
2. 탐방로 소리등급도
무등산국립공원 주요 탐방로의 소리등급은 5개의 음향 인자를 변수로 군집 분석을 통해 5개의 군집으로 분류하여 도출하였다. 군집 분석은 비 계층적 군집 분석 방법인 K-means Clustering을 사용하였고 소리등급의 분류는 매우 조용한 구 간(Grade 1), 조용한 구간(Grade 2), 보통 구간(Grade 3), 소음 영향 구간(Grade 4), 소음 심각 구간(Grade 5)으로 명명 하였다. 작성된 탐방로 소리등급도는 Figure 6에 나타내었다.
5개의 군집 분석 결과, 도원마을 구간, 장불재에서 중머 리재 구간, 꼬막재 부근 구간 등이 13.8%의 매우 조용한 구간에 해당하였다. 소음지도와 비교하여 해석하였을 때, 이 구간은 소음지도의 정온 권역과 대부분 일치하는 것으로 나타났다.
조용한 구간은 1.9%, 보통 구간은 31.5%이었고 이는 장 불재에서 꼬막재 구간, 장불재, 중머리재, 원효분소 구간, 장불재에서 인양산 구간에 대부분 분포하고 있었다. 이는 소음지도의 소음 보통 권역과 소음 영향 권역에 해당하는 구간으로 나타났다.
소음 영향 구간은 34.4%로 꼬막재에서 원효 분소 구간, 중머리재에서 증심사 구간, 장불재에서 만연사 구간에 해당 하였으며, 이는 소음지도의 소음 영향 구간에 해당하는 구 간이다. 꼬막재에서 원효 분소 구간은 주변에 군부대가 위 치하고 있어, 군부대로 이동하는 차량에 의해 발생하는 소 음에 의한 영향을 받는 것으로 판단되며, 중머리재에서 증 심사 구간과 장불재에서 만연사 구간은 집단시설지구로 이 동하는 차량과 탐방객들에 의해 발생하는 소음의 영향을 받는 것으로 해석된다.
소음 심각 구간은 18.4%로 장불재에서 원효분소로 내려 가는 임도 구간, 원효사 집단시설지구, 증심사 집단시설지 구, 만연사 인근 구간이 해당하였다. 장불재에서 원효분소 구간은 탐방객들이 주로 이용하는 탐방로로, 탐방객들에 의 해 발생하는 소음의 영향을 받고, 원효사 및 증심사 집단시 설지구 구간은 주변 상업지구에서 발생하는 스피커의 소음 과 시설을 이용하는 방문객들로부터 발생하는 소음의 영향 을 받는 것으로 판단된다. 만연사 인근 구간은 교통량이 많 은 22번 국도에서 발생하는 소음의 직접적인 영향을 받아 높은 소음에 노출되는 것으로 보인다.
3. 소리자원 분포도
소리자원 분포도는 무등산국립공원의 소음지도, 탐방로 소리등급도, 주요 지점의 음환경 패턴 분석 결과와 현장 조 사자의 기록 등을 종합적으로 고려하여 작성하였으며, 소리 자원 분포도의 소리자원은 Bio-Sound(생물소리), Geo-Sound (자연환경소리), Culture-Sound(문화소리)로 구분하여 나 타내었다. Figure 7은 작성된 무등산국립공원의 소리자원 분포도이다.
1) Bio-Sound(생물소리)
생물소리는 사계절 자연의 소리 구역과 봄철 개구리 소리 구역으로 구분하여 소리자원 분포도에 나타내었다. 사계절 자연의 소리 구역은 인위적 소음의 영향이 거의 없어 계절 별 자연의 다양한 생물 소리를 체험할 수 있는 구역으로 봄철에는 새소리, 여름에는 매미소리, 가을철과 겨울의 소 리 등을 체험할 수 있다. 봄철 개구리 소리 구역은 이른 봄철 개구리 소리를 들을 수 있는 공간이다.
2) Geo-Sound(자연환경소리)
자연환경소리는 능선 바람소리, 계곡물소리, 폭포소리, 억새 바람소리, 너덜소리로 5개 유형으로 구분하여 소리자 원 분포도에 나타내었다. 능선 바람소리 구역은 수목이 없 어 바람이 많이 부는 능선부로 선정하였고 계곡물 소리 구 역은 수량이 풍부한 계곡부로 계곡 물소리를 들을 수 있는 곳이다. 폭포 소리 구역은 용추 폭포 등 폭포 소리를 체험할 수 있는 공간이며 억새 바람소리 구역은 장불재, 억새평전 등으로 고지대 초지, 생태복원지, 목장 등 넓은 초지 통과구 간으로 선정하였다. 너덜소리 구역은 탐방로 중 너덜지대를 통과하며 돌 밟는 소리를 체험할 수 있는 공간으로 선정하 였다.
3) Culture-Sound(문화소리)
문화소리는 사찰소리와 마을소리로 2개의 유형으로 구분 하여 소리자원 분포도에 나타내었다. 사찰소리 구역은 증심 사, 원효사 등 공원 내 사찰지역으로 사찰의 불경소리, 경내 의 고요함을 체험할 수 있는 공간이고 마을소리 구역은 국 립공원 내 5개의 농촌자연마을을 체험할 수 있는 공간으로 제시하였다.
본 연구에서는 국립공원에서 자연의 소리는 생태계의 구 성요소임과 동시에 탐방객들이 공원을 체험하는 중요한 요 소이다. 따라서 국립공원 내 소음 분포 특성을 파악하고 자 연의 음환경(Soundscape) 보존 및 복원을 위한 노력은 국립 공원 관리 차원에서 중요한 과제 중 하나이다. 그러나 여전 히 국내 국립공원에서는 소음 관리 및 음환경 보존에 대한 관심이 미약한 것이 사실이다.
무등산국립공원은 호남지역에서 가장 중요한 자연보호 지역 중 하나로 계절별 동물이 우는 소리, 물소리, 바람 소리 등 탐방객들에게 자연의 소리를 제공할 수 있는 최적의 장 소이지만 대도시에 인접해 있고 공원 내부로 도로 및 대규 모 시설지가 인접해있는 등 소음이 발생하여 공원 내 음환 경에 위협이 되는 상황이다.
따라서 본 연구는 소음지도, 탐방로 소리등급도, 주요 지 점의 음환경 녹음 데이터, 소리자원 분포도 등의 분석을 통 해 무등산국립공원 내 소리 분포 특성을 파악하고 광범위한 소음의 영향을 나타냄으로써 음환경 관리의 필요성을 시사 하고 있다는 중요성을 지니고 있다. 반면 본 연구에서는 연 구 인력과 장비의 한계로 인하여 소음지도, 탐방로 소리등 급도, 소리자원 분포도의 속성 데이터 수집 기간이 상이한 점이 한계점으로 남는다. 그러나 본 연구의 결과는 탐방 만 족도 및 자연의 음환경 보존 등을 목표로 향후 지속적인 음환경 보존 및 관리를 위해 활용될 수 있는 기초자료가 될 것으로 판단된다.
