• 제목/요약/키워드: 기반암 하상

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융기가 기반암 하상하천의 종단곡선에 미치는 영향에 대한 연구 -수리 모형을 통한 연구- (Influence of Tectonic Uplift on Longitudinal Profiles of Bedrock Rivers: Numerical Simulations)

  • 김종연
    • 대한지리학회지
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    • 제39권5호
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    • pp.722-734
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    • 2004
  • 기반암 하상 하천의 종단 곡선은 지형 경관 발달의 기본 조건을 형성함으로서 경관 변화에 강력한 영향을 행사한다. 하천 종단 곡선은 기후 환경 조건의 변화, 기반암의 물리 화학적 특성, 지각 운동과 같은 변수들에 의해서 그 형태의 변화를 경험하게 된다. 특히 지각 운동의 시 공간적 양상은 지각 운동이 활발한 혹은 활발했던 것으로 알려진 지역에서 종단곡선에 강력한 영향력을 행사하는 것으로 추론되어 왔다. 그러나, 현재까지의 기반암 하상 하천에 대한 연구는 기반암 하상 하천의 침식 작용을 통제하는 변수들에 대한 이해의 부족으로 답보상태를 면하지 못하여 왔다. 현대 지형학의 주요 연구 기법인 컴퓨터를 이용한 지형 발달 시뮬레이션은 지형 발달의 단계들을 파악하는데 유용한 연구 도구로 환용 되어 왔으나. 기반암 하상 하천의 경우 그 이해의 부족으로 인하여 광범위한 응용이 가능한 모형의 마련에 어려움을 겪어 왔다. 그 결과 기존의 연구들은 단순한 확산 모형을 침식의 기본 모형으로 이용했다. 본 고 에서는 물리적 침식과정에 기반한 기반암 침식 모형들을 검토 수정한 새로운 모형을 소개하고 해당 모형을 이용하여 지각운동의 시 공간적 분포와 강도가 하천 종단 곡선에 미치는 영향을 시뮬레이션을 통해 모사하고 논의하였다.

한국의 기반암 하상 침식 지형 연구 (A review and new view on the study on minor erosional forms in bedrock channels in Korea)

  • 김종연
    • 한국지형학회지
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    • 제18권4호
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    • pp.35-57
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    • 2011
  • 포트홀로 대표되는 기반암 하상에 발달하는 다양한 침식 지형은 전문 연구자들의 연구 대상일 뿐만 아니라 일반인들에게 지형학의 학문적 중요성을 인식하게 하는 중요한 대상이다. 본 고에서는 우리나라에서 이뤄진 기반암 하상에 발달하는 지형들에 대한 연구들의 내용을 정리하고 소개하여 현황을 파악하고자 한다. 또한 기반암 하상지형의 발달과 관련된 공동현상, 굴식, 수문쐐기, 퇴적물 입자에 의한 마식 등과 같은 프로세스들과 관련된 지형들을 정리하여 소개하고자 한다. 최근에 해외 학계에서 논의되는 퍼로우, 플루트, 러넬 등과 같은 하상 지형의 특성과 형성 과정을 소개하고자 한다. 이러한 지형들은 풍화 기원의 지형들과 명확히 구분되어야 할 것으로 보인다. 또한 앞으로 우리나라의 기반암 하상 미지형 연구가 집중해야 할 과제인 하천 지형 침식 과정에 대한 기능지형학적 연구와 실험 연구의 중요성을 강조하였다. 또한 우주기원핵종을 이용한 침식률의 직접 추정과 같은 앞으로의 연구 방향을 제시하였다.

기반암 하상의 침식과정 -수치 모형을 중심으로 한 고찰- (Erosion processes in bedrock river -A review with special emphasize on numerical modelling-)

  • 김종연;;;김주용
    • 한국제4기학회지
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    • 제20권2호
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    • pp.11-29
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    • 2006
  • 기반암 하상 하천은 산지 지역의 장기적 지형 발달에서 침식 기준면의 기능을 수행 하는 지형단위로서 하도와 제방에 기반암이 노출된 하천이다. 하상이나 제방에 퇴적 물질이 존재하는 경우가 많이 있으나, 그 두께는 퇴적물 1개에 해당하는 깊이인 경우가 많으며 이 역시 홍수시에 이동되는 것으로 보고되고 있다. 기반암하상의 침식과정은 대부분의 침식속도가 느리고 침식과정이 대규모의 홍수 상황에서 발생하는 관계로 관찰, 계량화가 어렵다. 그 결과 침식과정에 대한 이해는 전반적으로 낮다고 볼 수 있으나 중요성에 대한 문제제기는 상당히 이루어지고 있다. 본 고에서는 기반암 하상의 구체적 침식과정에 대한 이론적 모형과 수리 모형들을 고찰 하고 기존의 모형들을 소개 하고자 한다.

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마식에 의한 기반암면의 표면 변화에 대한 실험 연구 (3 Dimensional Changes of Bedrock Surface with Physical Modelling of Abrasion)

  • 김종연
    • 대한지리학회지
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    • 제42권4호
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    • pp.506-525
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    • 2007
  • 기반암 하상의 침식현상은 지형발달의 1차적인 통제 요소이다. 그러나 기반암 침식과정에 대한 연구는 오랜 시간 동안 지체되어 왔다. 이러한 지체는 실험하도에서의 결과를 기반암 하천에 적용시키는데 있어서의 스케일링 문제 등에 기인한다. 기반암 하상에 대한 침식 통제 변수에 대한 조사의 일환으로 마식과정에 대한 물리적 실험에서의 기반암면의 변화 과정이 연구되었다. 18개의 기반암 시료들이 다양한 퇴적물 양과 퇴적물 입자 크기에 의해서 마식되었다. 3차원적인 기반암면의 변화는 고해상도 3차원 스캐너를 이용하여 기록되었다. 기반암 시료의 표면 변화를 파악하기 위하여 다양한 방식을 사용하였으나, 거칠기의 변화와 기반암면의 전반적인 변화를 단일한 방식으로 나타낼 수 있는 방식은 파악되지 않았다. 음영기복도와 기복도에 의하면 마식은 횡단면 곡선상의 중심부와 종단면 곡선상의 상부와 하부 말단에서 시작되어 성장하는 것이 일반적인 경향으로 나타났다. 표면의 전반적인 형상에 있어서는 앞서 지적한 마식의 공간적 분포의 영향으로 종단면에 있어서는 평탄화가 나타났다. 횡단면의 경우 기울기가 증가하는 것이 우세하였다. 표면의 거칠기 정도는 일반적인 경향을 발견하기 어려웠으며, 일반적으로 추정되어진 마식에 따른 거칠기 감소가 나타나지는 않았으며, 암석에 따라서 서로 다른 결과가 나타났다. 주사전자현미경(SEM)을 이용한 분석에 의하면 기반암의 일반적인 특성보다는 조암 광물의 미세구조(microstructure)가 마식의 공간적인 유형과 거칠기 변화에 큰 영향을 미치는 것으로 나타났다.

사자평 고산습지의 보전대책 (Conservation Measure of Sajapyeong Alpine Wetland)

  • 손명원
    • 한국지역지리학회지
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    • 제17권2호
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    • pp.141-149
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    • 2011
  • 사자평 고산습지는 유역분지 및 기반암의 특성과 화전의 영향을 받아 형성되었다. 사자평 유역분지는 출구가 좁고, 기반양은 많은 암설을 생산하여 사면 아래로 공급한다. 그리고 화전을 위하여 삼림을 제거함으로써 표토의 세립물질이 사전천의 하상에 퇴적되어, 시전천의 유로 주변에 고산습지가 형성되었다 사자평의 습원에는 도로를 따라 우곡이 형성되었는데, 우곡은 습원으로 공급되는 사력물질과 통류의 공급을 차단함으로써 습원을 건조화 시킨다. 이를 방지하기 위해서는 배수로의 수위를 기반암 풍화층의 높이까지 높여 습원으로 통류가흐를 수 있도록 하여야 하며, 배수로의 모양을 자연스러운 불규칙한 형태로 조정하여야 하고 시전천의 하상에 인위적인 방해물을 적치하여 시전천의 하상이 낮아지는 것을 방지하여야 한다.

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지표레이다(GPR) 탐사에 의한 하상퇴적물 조사

  • 장현삼;정성태
    • 지구물리
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    • 제5권1호
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    • pp.51-62
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    • 2002
  • 지표레이다(GPR)를 이용하여 하상 퇴적물 조사를 수행하였다. 조사지역은 수심이 약 2.5 m 정도로 얕고, 물이 흐르지 않는 호수이며, 조사대상인 뻘(mud)층의 두께가 얇아 GPR이 매우 효율적인 탐사방법이다. 조사결과 수심하부 층서구조, 즉 mud층, 모래층, 자갈 및 기반암의 구조를 확실하게 파악할 수 있었다. 특히 mud층의 분포 및 총 퇴적량은 향후 이 지역에서의 준설을 위한 기초자료로 매우 중요하게 사용될 수 있을 것이다.

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한강상류 하상퇴적물과 인근유역육상지질과의 지화학적 상관관계 (Geochemical Relationship Between Stream Sediments and Regional Geology of the Upstream for the Hahn River Drainage Basin, Korea.)

  • 이연희;지정만;오재경
    • 자원환경지질
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    • 제37권2호
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    • pp.153-171
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    • 2004
  • 하상퇴적물은 기반암의 풍화에 의해 가장 직접적인 영향을 받기에 본 연구에서는 한강 상류인 남한강유역과 북한강 유역의 하상 퇴적물을 대상으로 지화학적 분석자료를 통해 인근육상암석과의 상관관계와 근원암에 관하여 유추하였다. 지화학적 분석을 통해 연구지역 하상퇴적물들의 주성분원소, 미량성분원소, 회토류원소 등의 분석자룔르 비교한 결과 다음과 같은 경향성을 나타내었다. 본 연구지역 주성분 원소들의 분산 경향성은 남한강 하상퇴적물의 경우 산성 화성암의 일반적인 경향은 나타내었고, 북한강 하상퇴적물 역시 산성 화성암의 일반적인 경향을 나타냈다. 두 지역의 주성분 원소 분산 경향성은 서로 유사한 분산경향을 나타냈으며, 미량 성분 원소의 함량치 역시 두 지역에서 거의 유사하게 나타났다. 희토류원소의 REE pattern은 두 지역 모두 Eu에서의 부의 이상이 뚜렷하게 나타내며 산성 화성암 기원의 희토류원소 pattern과 전체적으로 유사한 경향을 나타냈다. 희토류원소의 함량에 있어서는 남한강 하상퇴적물에 비해 북한강 하상퇴적물의 함량이 훨씬 높게 나타났다. 중광물은 남한강 하상퇴적물의 경우 주로 투각섬석-양기석, 적철석, 석류석 군, 녹염석, 금홍석, 스핀 등이 관찰된다. 이는 두 지역의 인근 유역 육상지질이 대체로 변성암류와 화성암류가 주를 이루는 점과 조화적이다. 따라서 본 연구지역인 남한강과 북한강의 하상퇴적물은 대부분 화성암 기원 또는 변성암 기원의 성분으로 구성되며 퇴적암 기원의 성분은 거의 전부 뜬짐 또는 녹음짐으로 제거된 것으로 본다.

기반암에 따른 나주지역 하상퇴적물의 지구화학적 특성 (Geochemical Characteristics of Stream Sediments Based on Bed Rocks in the Naju Area, Korea)

  • 박영석;김종균;정용화
    • 한국지구과학회지
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    • 제27권1호
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    • pp.49-60
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    • 2006
  • 본 연구는 나주지역 하상퇴적물에 대한 지구화학적 특성 연구이다. 이를 위해 1차 수계를 대상으로 139개의 하상퇴적물 시료를 채취하였다. 채취된 시료는 실험실에서 자연 건조시켰으며, XRF, ICP-AES, NAA를 이용하여 화학분석을 실시하였다. 기반암에 따른 지구화학적 특성을 알아보기 위하여, 화강암질편마암 지역, 편암류 지역, 화강암류 지역, 사질암 지역, 응회암 지역, 안산암 지역, 유문암 지역으로 분류하였다. 나주지역 하상퇴적물의 지질집단별 주성분원소 평균함량은 $SiO_2\;58.37{\sim}66.06wt.%,\;Al_2O_3\;13.98{\sim}18.41wt.%,\;Fe_2O_3\;4.09{\sim}6.10wt.%,\;CaO\;0.54{\sim}1.33wt.%,\;MgO\;0.86{\sim}1.34wt.%,\;K_2O\;2.38{\sim}4.01wt.%,\;Na_2O\;0.90{\sim}1.32wt.%,\;TiO_2\;0.82{\sim}1.03wt.%,\;MnO\;0.09{\sim}0.15wt.%,\;P_2O_5\;0.11{\sim}0.18wt.%$이다. 주성분원소의 평균함량 비교에서 $Al_2O_3$$K_2O$는 화강암질편마암 지역에서, $Fe_2O_3,\;CaO,\;P_2O_5$는 응회암 지역에서, MgO와 $TiO_2$는 안산암 지역에서, $Na_2O$는 유문암 지역에서 높고, $SiO_2$와 MnO 함량은 사질암 지역에서 약간 높다. 미량성분 및 희토류원소의 지질집단별 평균함량은 $Ba\;1278{\sim}1469ppm,\;Be\;1.1{\sim}1.5ppm,\;Cu\;18{\sim}25ppm,\;Nb\;25{\sim}37ppm,\;Ni\;16{\sim}25ppm,\;Pb\;21{\sim}28ppm,\;Sr\;83{\sim}155ppm,\;V\;64{\sim}98ppm,\;Zr\;83{\sim}146ppm,\;Li\;32{\sim}45ppm,\;Co\;7.2{\sim}12.7ppm,\;Cr\;37{\sim}76ppm,\;Cs\;4.8{\sim}9.1ppm,\;Hf\;7.5{\sim}25ppm,\;Rb\;88{\sim}178ppm,\;Sc\;7.7{\sim}12.6ppm,\;Zn\;83{\sim}143ppm,\;Pa\;11.3{\sim}37ppm,\;Ce\;69{\sim}206ppm,\;Eu\;1.1{\sim}1.5ppm,\;Yb\;1.8{\sim}4.4ppm$이다. Pb, Li, Cs, Hf, Rb, Sb, Pa, Ce, Eu, Yb 평균함량은 화강암질편마암 지역에서, Ba, Co, Cr 평균함량은 편암류 지역에서, Nb, Ni, Zr 평균함량은 사질암 지역에서, Sr 평균함량은 응회암 지역에서 높고, Be, Cu, V, Sc, Zn 평균함량은 안산암 지역에서 다른 지질집단에서 보다 높다.

구례지역 하상퇴적물의 지질집단별 자연배경치에 대한 연구 (The Study of Natural Background of Geologic Units for Stream Sediments in the Gurye Area)

  • 박영석;장우석;김종균
    • 자원환경지질
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    • 제36권4호
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    • pp.275-284
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    • 2003
  • 구례지역의 1차 수계를 대상으로 하상퇴적물을 채취하여 지질집단별 주성분 및 미량성분원소의 자연배경치를 설정하고자 하였다. 하상퇴적물은 구례지형도에서 오염의 우려가 없고 단일지질로 구성된 집수분지를 대표할 수 있는 시료를 1999년 4월과 5월에 걸쳐 채취하였고 화학분석을 실시하였다 유해원소들의 부화정도를 알아보기 위해 tolerable level윽 이용하여 살펴본 결과 일부 지역에서 Ni과 Cr의 함량이 tolerable love의 허용한계치를 초과하는 것으로 나타나는데, 이는 이들 지역의 기반암인 변성암류의 영향으로 인한 것으로 판단된다. 유해금속원소의 종합적인 부화양상을 규명하기 위하여 tolerable level을 이용하여 부화지수를 산출한 격과, 화강편마암지역은 0.39, 반상변정질화강편 마암지역은 0.32, 흑운모편마암지역은 0.42, 혼성편마암지역은 0.41, 응회암지역은 0.30, 안산암지역은 0.46, 역암지역은 0.42, 화강암지역은 0.26으로 매우 낮은 부화지수를 보여주고 있는 것으로 보아 연구지역의 자연배경치는 유해금속원소의 오염에 노출되지 않은 것으로 판단된다.

기반암 하상 미지형과 슈미트 해머 반발 값과의 관계에 대한 연구 (A study on the relationship between Schmidt Hammer's 'R' and bedrock microforms)

  • 김종연
    • 한국지형학회지
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    • 제19권3호
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    • pp.51-69
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    • 2012
  • 암석의 물리적 강도는 침식의 저항 요소 가운데 가장 중요한 부분으로 다양한 방식으로 측정되어 왔다. 포트홀과 그루브와 같은 암식 미지형은 기반암 하상 하천에서 차별적 침식에 의하여 형성되는 전형적인 지형으로 암석의 강도와 큰 연관이 있는 것으로 알려져 왔다. 전통적인 지형학 연구에서 슈미트 해머는 암석의 강도를 현장에서 추정하는 방식으로 널리 사용되어 왔다. 암석의 반발 강도와 암석의 미지형과의 관계를 파악하기 위하여 경상북도 청송의 길안천 중류에 위치하는 백석탄을 대상으로 연구를 수행하였다. 조사 결과, 사암으로 된 연구 지역의 전반적인 암석의 반발 강도는 일부를 제외하고는 65이상인 것으로 나타나 모두 극경암으로 분류되었다. 한편 반발 강도의 공간적 분포로 보면 하천의 하상에서 외곽으로 가면서 전반적으로 증가하였다. 그러나 기복상의 높은 지점이 반드시 다른 지점에 비하여 높은 반발 강도를 지닌 것은 아니었다. 동일한 암석인 경우 미지형이 잘 발달한 곳과 그렇지 않은 곳의 암석 강도의 차이는 관찰되지 않았으며 미지형의 내부와 외부에 있어서의 반발 강도의 차이 역시 존재하지 않았다. 단, 역암의 경우 내부의 자갈 부분은 사질 부분에 비하여 반발 강도도 크고, 주위에 비하여 돌출하여 있었다. 지질학적 취약선에 1cm 이내로 근접한 부분에 있어서는 암석의 강도가 급격히 낮아져 침식의 시작 지점임을 예측할 수 있었다. 그러나 이 부분에서도 암석의 강도 차이는 상당히 큰 것으로 나타났으며, 취약선의 방향이 침식의 방식에 상당한 영향을 미치고 있는 것으로 사료된다.