자원환경지질 (Economic and Environmental Geology)

  • 제56권5호
  • /
  • Pages.589-601
  • /
  • 2023
  • /
  • 1225-7281(pISSN)
  • /
  • 2288-7962(eISSN)
대한자원환경지질학회 (The Korean Society of Economic and Environmental Geology)
권호 표지
DOI QR코드

DOI QR Code

동해 독도 연안 해저지형 변동 모니터링 연구

Monitoring of Bathymetry Changes in the Coastal Area of Dokdo, East Sea

  • 김창환 (한국해양과학기술원 동해연구소 독도전문연구센터) ;
  • 최순영 (한국해양과학기술원 동해연구소 독도전문연구센터) ;
  • 김원혁 (한국해양과학기술원 동해연구소 독도전문연구센터) ;
  • 최현옥 (한국해양과학기술원 동해연구소 독도전문연구센터) ;
  • 박찬홍 (한국해양과학기술원 동해연구소 독도전문연구센터) ;
  • 김윤배 (한국해양과학기술원 동해연구소 울릉도.독도해양연구기지) ;
  • 도종대 (한국해양과학기술원 동해연구소 동해환경연구센터)
  • Chang Hwan Kim (Korea Institute of Ocean Science & Technology, East Sea Research Institute, Dokdo Research Center) ;
  • Soon Young Choi (Korea Institute of Ocean Science & Technology, East Sea Research Institute, Dokdo Research Center) ;
  • Won Hyuck Kim (Korea Institute of Ocean Science & Technology, East Sea Research Institute, Dokdo Research Center) ;
  • Hyun Ok Choi (Korea Institute of Ocean Science & Technology, East Sea Research Institute, Dokdo Research Center) ;
  • Chan Hong Park (Korea Institute of Ocean Science & Technology, East Sea Research Institute, Dokdo Research Center) ;
  • Yun Bae Kim (Korea Institute of Ocean Science & Technology, East Sea Research Institute, Ulleungdo.Dokdo Ocean Science Station) ;
  • Jong Dae Do (Korea Institute of Ocean Science & Technology, East Sea Research Institute, East Sea Environment Research Center)
  • 투고 : 2023.07.03
  • 심사 : 2023.09.02
  • 발행 : 2023.10.30
PDF 다운로드
⟨ 이전 논문 다음 논문 ⟩

초록

독도 연안 해저지형 변동 경향을 파악하고자 인간의 활동이 많고 파도 및 해류 등의 영향을 많이 받는 동도 선착장을 포함하는 동도와 서도 사이 남부 연안 약 500 m × 500 m 범위에 대하여 2018년에서 2021년까지 멀티빔을 이용한 정밀해저지형 자료 및 해저면 후방산란 영상자료를 획득하였으며 이를 기반으로 해저면 변동 모니터링 분석을 수행하였다. 연구지역의 수심 약 5 m 부터 남서쪽 외해 방향의 최대 수심 약 70 m 범위까지 수심대가 나타난다. 동도 및 서도와 인접한 수심 약 20 m이내 연안 해역의 불규칙이고 복잡한 수중 암반 지대와 수심 약 30 m ~ 40 m 범위에 형성된 일부 돌출 지형을 제외하면, 전체적으로 동-서 방향으로 비슷한 수심대가 나타나고 비교적 평탄하게 깊어지며 외해역으로 이어지는 특징을 보인다. 2020년 해저지형자료의 등수심선은 2018년과 2019년에 비해 전체적으로 남쪽으로 이동된 경향을 보이고 있다. 이것은 수심이 이전보다 얕아졌다는 것을 의미한다. 등수심 변동이 발생한 구간은 주로 퇴적층 해역이므로 퇴적물의 유입으로 인한 것으로 생각되는데, 2020년에 발생한 대형 태풍(마이삭, 하이선)들이 독도 연안에 영향을 준 것으로 판단된다. 이러한 태풍들로 인한 바람 및 파도의 영향으로 남쪽에서 북쪽으로 퇴적물이 유입되어 이동한 것으로 여겨진다. 동도와 서도 사이 수심이 얕은 연안에 발달한 테일러스(Talus)구역에서 2020년에는 2019년과 2018년의 지형과 비교하여 구간에 따라 상이하게 침식 또는 퇴적에 의해 해저지형이 달라졌는데 이는 독도 주변 연안 해역이 태풍의 직접적인 영향을 받으면서 해저면 환경의 변동이 구역에 따라 다르게 나타나는 것으로 유추된다. 전체적으로는 남풍이 강했던 태풍들의 영향으로 퇴적물 유입이 많아서 퇴적된 경향을 보인다. 2021년은 2020년에 비해 등수심선이 주로 북쪽으로 이동된 것으로 나타나는데, 이는 해당지역이 2020년보다 침식되었음을 의미한다. 2020년에는 연이은 태풍에 의해 퇴적물들이 주로 북쪽으로 이동하여 독도 연안에 퇴적되었고, 2021년에는 이 퇴적물들이 다시 남쪽으로 이동하면서 독도 연안이 침식된 것으로 추정된다. 독도는 겨울철 북풍의 영향이 강하기 때문에 주로 퇴적물이 남쪽으로 이동하지만 강한 태풍의 영향을 받는 경우 퇴적물을 북쪽으로 이동시키는 것으로 파악된다.

We compare high-resolution seabed bathymetry data and seafloor backscattering data acquired, using multi-beam, between 2018 and 2021 to understand topographic changes in the coastal area of Dokdo. The study area, conducted within a 500 m × 500 m in the southern coast between the islands where Dongdo Port is located, has been greatly affected by human activities, waves and ocean currents. The depth variations exhibit between 5 - 70 m. Irregular underwater rocks are distributed in areas with a depth of 20 m or less and 30 - 40 m. As a whole, water depth ranges similar in the east-west direction and become flatter and deeper. The bathymetry contour in 2020 tends to move south as a whole compared to 2018 and 2019. The south moving of the contours in the survey area indicates that the water depth is shallower than before. Since the area where the change in the depth occurred is mainly formed of sedimentary layers, the change in the coast of Dokdo were mainly caused by the inflow of sediments, due to the influence of wind and waves caused by these typhoons (Maysak and Haishen) in 2020. In the Talus area, which developed on the shallow coast between Dongdo and Seodo, the bathymetry changed in 2020 due to erosion or sedimentation, compared to the bathymetry in 2019 and 2018. It is inferred that the changes in the seabed environment occur as the coastal area is directly affected by the typhoons. Due to the influence of the typhoons with strong southerly winds, there was a large amount of sediment inflow, and the overall tendency of the changes was to be deposited. The contours in 2021 appears to have shifted mainly northward, compared to 2020, meaning the area has eroded more than 2020. In 2020, sediments were mainly moved northward and deposited on the coast of Dokdo by the successive typhoons. On the contrary, the coast of Dokdo was eroded as these sediments moved south again in 2021. Dokdo has been largely affected by the north wind in winter, so sediments mainly move southward. But it is understood that sediments move northward when affected by strong typhoons. Such continuous coastal change monitoring and analysis results will be used as important data for longterm conservation policies in relation to topographical changes in Dokdo.

키워드

과제정보

본 연구는 해양수산부의 "독도의 지속가능한 이용 연구(PG53500)"와 한국해양과학기술원의 "기후변화에 따른 동해 연안 갯녹음 유발요인 검증 원천기술 개발(PEA0116)"의 지원을 받아 수행된 연구입니다. 이 연구를 수행할 수 있도록 도와주신 한국해양과학기술원 및 해양수산부 관계자분들께 깊은 감사를 드립니다. 또한 바쁘신 와중에 논문을 향상시킬 수 있도록 심사해주신 심사위원님들께도 감사를 드립니다.

참고문헌

  1. CARIS (2016) CARIS HIPS & SIPS 9 users guide., CARIS, New Brunswick.
  2. Cheng, C.H., De Smit, J.C., Fivash, G.S., Hulscher, S.J. M.H., Borsje, B.W. and Soetaert, K. (2021) Sediment shell-content diminishes current-driven sand ripple development and migration. Earth Surface Dynamics, v.9, p.1335-1346. doi: 10.5194/esurf-9-1335-2021.
  3. Choi, H.O., Kim, J.W., Oh, J.H., Kim, C.H., Choi, S.Y., Kim, W.H. and Park, C.H. (2022). Petrogenesis of submarine volcanic rocks dredged from Dokdo, Ulleungdo, and the neighboring seamounts in the East Sea: Constraints from mineral chemistry, geochemistry, and 40Ar/39Ar ages. Lithos, v.426, 106783. doi: 10.1016/j.lithos.2022.106783
  4. Hoegh-Guldberg, O., Jacob, D., Taylor, M., Bindi, M., Brown, S., Camilloni, I., Diedhiou, A., Djalante, R., Ebi, K.L., Engelbrecht, F., Guiot, J., Hijioka, Y., Mehrotra, S., Payne, A., Seneviratne, S.I., Thomas, A., Warren, R. and Zhou, G. (2018) Impacts of 1.5℃ Global Warming on Natural and Human Systems. In Masson-Delmotte, et al., (eds.) Global Warming of 1.5℃. An IPCC Special Report on the impacts of global warming of 1.5℃ above pre-industrial levels and related global greenhouse gas emission pathways, in the context of strengthening the global response to the threat of climate change, sustainable development, and efforts to eradicate poverty. p.175-311.
  5. Kim, M.I., Hong, G.P., Gwak, J.H. and Kim, M.S. (2016). Analysis of ground disasters in Ulleungdo mountain areas due to typhoons and localized heavy rains. Water for Future, v.49, p.38-45.
  6. Ko, H.J., Pang, I.C. and Kim, T.H. (2005). Relations between Wave and Wind at 5 stations around the Korean Peninsula. Journal of the Korean Earth Science Society, v.26, p.240-252.
  7. Korea Meteorological Administration (2020) Korea Climate Change Assessment Report. 29 pp.
  8. Lee, Y.G., Kim, B.J., Park, G.U. and Ahn, B.Y. (2010). Characteristics of Precipitation and Temperature at Ulleung-do and Dok-do, Korea for Recent Four Years(2005~2008). Journal of Environmental Science International, v.19, p.1109-1118. doi: 10.5322/jes.2010.19.9.1109.
  9. Masteller, C.C. and Finnegan, N. J. (2017). Interplay between grain protrusion and sediment entrainment in an experimental flume. Journal of Geophysical Research: Earth Surface, v.122, p.274-289. doi: 10.1002/2016JF003943.
  10. Na, H.N., Jung, W.S. and Park, J.K. (2019) A study on the characteristics of maximum wind speed distributions by typhoon track in the Korean Peninsula. Journal of Korean Society for Atmospheric Environment, v.35, p.36-48. doi: 10.5572/KOSAE.2019.35.1.036
  11. Park, S.I., Jeong, J.O. and Sohn, Y.K. (2022) Volcaniclastic sedimentation associated with trachytic volcanism in an oceanic intraplate volcano (Dokdo volcano, Republic of Korea). Bulletin of Volcanology, v.84, p.88. doi: 10.1007/s00445-022-01595-z
  12. QPS (2020) Fledermaus reference manual. Version 8.2, QPS, Zeist.
  13. Rafati, Y., Hsu, T.J., Cheng, Z., Yu, X. and Calantoni, J. (2020) Armoring and exposure effects on the wave-driven sediment transport. Continental Shelf Research, v.211. doi: 10.1016/j.csr.2020.104291.
  14. Seo, J.W. and Chang, Y.S. (2003) Characteristics of the Monthly Mean Sea Surface Winds and Wind Waves near the Korean Marginal Seas in the 2002 Year Compute Using MM5/KMA and WAVEWATHC-III model. Journal of the Korean Society of Oceanography, v.8, p.262-273.
  15. Yager, E.M., Kirchner, J.W. and Dietrich, W.E. (2007) Calculating bed load transport in steep boulder bed channels. Water Resources Research, v.43, p.1-24. doi: 10.1029/2006WR005432.