하천 ()
내용 요약
하천은 일정한 물길을 형성하며 지표를 흐르는 물줄기이다. 규모가 큰 물길을 강, 작은 것을 천이라 부른다. 하천은 높은 곳을 깎아 내리는 침식과 낮은 곳을 쌓아 올리는 퇴적을 진행하면서 스스로 발달해간다. 하천의 퇴적작용으로 형성된 충적지형은 넓은 들을 형성하여 주거지나 농경지로 이용된다. 우리의 대하천은 유역면적이 매우 작고 강수가 여름철에 집중되어 하천 유량의 변동이 크다. 범람을 막고 수자원을 안정적으로 확보하기 위해 하천 양안에 제방을 쌓고 하도 내에 보·저수지·댐을 건설해 왔으나 이러한 인공구조물은 녹조발생 등 새로운 악영향을 낳기도 한다.
정의
일정한 물길을 형성하며 지표를 흐르는 물줄기. 강 · 천.
개설
하천(河川, stram, river)은 강수를 통해 지표에 공급된 물이 일정한 물길을 형성하며 경사진 지표면을 흘러내리는 현상이다. 하천을 이루고 있는 일정한 물길을 하도(河道, channel)라고 하며, 하천에 의해 형성된 또는 하천이 흐르는 낮은 골짜기를 하곡(河谷, river valley)이라 하고, 암석이나 토사로 이루어진 하천의 바닥 부분을 하상(河床, riverbed)이라 한다.
하천이 형성되기 위해서는 하천으로 물을 공급하는 곳이 필요한데, 이렇게 하천에 물을 공급하는 구역을 유역 또는 유역분지(流域盆地, drainage basin)라고 한다. 즉, 어떤 곳이 비가 내렸을 때, 빗물이 지표를 따라 흘러내려 그 하천으로 흘러 들어갈 수 있는 공간적 범위가 유역이다. 유역의 경계를 이루는 선을 분수계(分水界, water shed)라고 한다.
하천의 시점이 되는 하천의 발원지에서부터 종점이 되는 하구까지의 상태는 하천 종단면으로 표현되는데, 일반적인 하천 종단면은 하천의 길이 증가에 따라 고도의 증가가 급격히 나타나면서 상류로 갈수록 경사가 급해지는 오목한 형태를 띠는 것으로 나타난다.
그리고 하곡과 하도의 모습은 하천 횡단면을 통해서 잘 표현되는데, 하천 상류부의 횡단면은 좁고 깊은 V자 모양의 계곡을 이루는 경우가 많으며 하상이 대체로 기반암과 자갈로 이루어진다. 반면 하류부의 횡단면에서는 하천으로부터 공급된 토사가 쌓인 넓은 범람원의 내부에 하도가 형성된 경우가 많으며, 하상은 모래, 점토 등의 퇴적물들이 대부분을 차지한다.
하천을 흐르는 유수는 하상과 접하는 부분에서 마찰력에 의해 속도가 감소한다. 따라서 하천의 유속은 대체로 하상과 접하는 부분에서 최소를 보이며, 하도 중앙부의 1/3 깊이에서 최대로 나타난다. 하천의 유속은 유량, 하도경사 등에 의해서도 달라진다. 동일한 하도 조건에서 유량이 많으면, 유수와 하상의 접촉 면적이 상대적으로 감소하므로 유속이 빠르게 나타날 수 있다.
또한 하도의 경사가 급하면 유속이 빠르고, 경사가 완만하면 유속이 느리다.
우리나라에서는 일반적으로 규모가 큰 물길을 강(江), 규모가 작은 것을 천(川)이라고 부르며, 일반인들은 크기가 작은 물길을 내, 시내, 개울, 도랑 등으로 부르고 있지만, 크기에 관계없이 이 모두가 하천에 속한다고 볼 수 있다. 중국에서는 하천을 하(河), 강(江)으로 명명하고, 일본은 천(川)으로만 명명하며, 미국은 river, creek 등의 표현을 쓴다.
하천의 침식 · 운반 · 퇴적 작용
자연적으로 발생된 하천은 높은 곳을 깎아 내리는 침식과 낮은 곳을 쌓아 올리는 퇴적을 진행하면서, 지표의 높낮이에 균형을 맞추면서 스스로 발달해간다. 하천의 침식 작용을 줄여서 하식(stream erosion)이라고도 하는데, 하식의 근본 원인은 침식기준면(base level of erosion)과의 높이 차이를 줄이기 위함이다.
침식기준면은 하천이 침식으로 낮아질 수 있는 가장 아래쪽의 이상적인 면이다. 하천은 바다와 만나는 순간 더 이상 하천이 아니기 때문에, 결국 하천은 해수면 이하로 낮아질 수 없고, 궁극적인 침식기준면은 해수면이 된다. 이러한 침식기준면과의 고도차가 큰 상류부에서는 침식작용이 활발하며, 침식기준면의 높이에 거의 도달된 하류부에서는 퇴적작용이 활발히 발생한다.
하천의 침식은 빠른 물살이 일으키는 수압에 의해서 하상의 토사 제거되거나 기반암이 뜯겨지는 굴식(plucking) 작용, 유수에 의해 이동되는 자갈이나 모래가 기반암과 부딪히면서 서로의 표면을 매끄럽게 갈아내는 마식(abrasion) 작용, 하상의 기반암을 구성하고 있는 가용성 광물이 유수에 녹는 용식(corrosion) 작용을 통해 발생한다.
하식은 진행되는 방향에 따라 하방침식, 측방침식, 두부침식으로 구분된다. 하방침식(downward erosion)은 침식기준면과의 높이차로 인해 아래쪽인 하상을 파고 내려가는 침식작용이며 하천의 상류부에서 활발하다. 측방침식(lateral erosion)은 하천의 유수가 굽이쳐 흐르는 과정을 통해 하도의 옆 부분을 침식하는 것이며, 이로 인해 넓은 범람원이 형성된다. 두부침식은 하천의 유로가 상류쪽으로 연장되는 침식작용으로, 급경사의 와지를 이루는 하천의 발원지가 무너지는 과정을 통해 하도가 상류쪽으로 확대되는 과정이 두부침식에 해당한다.
이러한 침식작용을 통해 하도로 공급되는 물질은 주로 자갈(gravel), 모래(sand), 점토(clay)인데, 자갈은 입자의 지름이 2㎜ 이상, 모래는 약 0.06~2㎜, 점토는 약 0.06㎜ 이하이다. 이러한 퇴적물 중에서도 점토와 같이 매우 작은 입자는 물에 용해되거나 떠서 운반되며, 모래, 자갈과 같은 큰 입자는 하상을 따라 구르거나 미끄러지거나 튀면서 하류로 운반된다.
하천의 유속이 감소하면 퇴적작용이 시작되는데, 유속의 감소와 함께 입자가 큰 자갈부터 퇴적이 시작되며, 다음으로 모래, 점토가 차례로 퇴적된다. 점토는 하천의 흐름이 멈추어도 바로 퇴적되지 않고 일정 시간 동안 떠 있을 수 있다.
하천 하도의 유형
하천의 하도는 평면적인 형태에 따라 직류 하도, 곡류 하도, 망류 하도로 크게 구분된다. 직류 하도(straight channel)는 직선에 가까운 유로를 가진 하천이다. 직류하도는 직선화된 지질 구조를 따라 유로가 형성되어 있는 경우를 제외하면, 실제 자연 상태에서 흔하지 않은 형태이다. 또한 하도의 형태가 직선에 가깝다 할지라도, 하도를 흐르는 유수는 굽이쳐서 나타나는 경우가 대부분이다.
곡류 하도(meandering channel)는 유로가 굽어 흐르는 하천으로, 자연 상태의 하천에서 가장 흔하게 나타나는 형태이다. 곡류 하도에서도 유로가 휘어지는 바깥쪽 부분은 유량이 많고 유속이 빨라 침식작용이 활발하여 깊은 소(pool)를 형성한다. 반면 휘어지는 유로의 안쪽 부분은 유속이 느려 모래나 자갈의 퇴적이 활발하여 모래톱(포인트바, point bar)이 잘 나타난다. 곡류 하도는 하천의 상류와 하류부에서 다른 양상으로 나타나는데, 하천의 상류부에서는 대체로 좁고 깊은 골짜기 자체가 곡류하는 형태를 띠며, 이를 감입곡류(incised meander)라고 한다.
하류부에서는 넓고 평탄한 범람원 내에서 하천 유수가 자유롭게 흐르면서 곡류 하도를 형성하는데, 이를 자유곡류(free meander)라 한다. 망류 하도(braided channel)는 유로가 여러 갈래로 나뉘고 합쳐지는 형태의 하천이다. 운반된 퇴적물이 너무 많으면 유속이 감소될 때, 많은 퇴적물이 하도에 쌓여 하중도가 형성되면서 유로가 나뉘는 분류 작용이 발생하게 되어 망류 하도가 나타난다.
한편, 하천은 하도 내 유수의 지속성에 따라 영구 하천, 간헐 하천, 일시 하천으로도 구분된다. 영구 하천은 하도에 항상 물이 흐르는 하천이며, 간헐 하천은 강수량이 많은 우기 또는 어느 계절 동안 물이 흐르는 하천이고, 일시 하천은 비가 온 직후에만 물이 흐르고 대부분의 기간 동안에는 하도가 말라 있는 하천이다.
하천 지형
하천은 침식작용과 퇴적작용을 통해 여러 가지 지형을 형성할 수 있다. 하천의 침식작용에 의한 지형은 주로 하천의 상류부에서 잘 나타나고, 지형의 규모는 작지만 아름다운 경관을 나타내는 경우가 많다. V자곡, 하식애, 돌개구멍, 폭포 등이 대표적인 하천 침식지형이다. V자곡(V-shaped valley)은 V자의 횡단면을 가진 좁고 깊은 계곡으로, 하천의 하방침식과 하곡 측벽을 이루는 사면 물질이 중력에 의해 아래로 이동하여 형성된다.
하식애(river cliff)는 하천의 하방 및 측방침식을 받아 하도 옆에 기반암이 노출된 절벽이다. 돌개구멍(포트홀, pothole)은 기반암의 오목한 부분에 자갈이 들어가 유수에 의해 마식작용을 일으킨 결과, 하상의 기반암에 아래로 동글게 파인 구멍이다. 폭포(waterfall)는 하천 유수가 급경사면에서 수직으로 떨어지는 현상이며, 폭포의 아래에는 떨어진 유수의 굴식과 마식작용으로 인해 깊은 웅덩이가 형성되는데, 이를 폭호(plunge pool)라 한다.
하천의 퇴적작용에 의해 형성된 지형을 충적지형(fluvial landform)이라 한다. 충적지형은 하천 주변에 넓은 들을 형성하므로, 인간의 주거지나 농경지로 이용되고 있어 인간 생활과 매우 밀접한 관계가 있다. 대표적인 충적지형으로는 범람원, 선상지, 삼각주, 하안단구가 있다.
범람원(汎濫原, flood plain)은 하천 주변에서 홍수 시에 하도를 범람한 퇴적물이 쌓여 형성된 넓고 평탄한 지형이다. 범람원은 하도 바로 옆에 입자가 큰 자갈, 모래 등이 많이 쌓여 고도가 높은 자연제방(natural levee)과 하도에서 거리가 멀어 유수에 떠있던 점토 등이 조금 쌓여 자연제방에 비해 상대적으로 고도가 낮은 배후습지(backmarsh)로 구분할 수 있다.
우리나라의 많은 하천의 하곡에서는 범람원이 쉽게 발견되는데, 주로 산지를 흐르는 하천에 발달한 범람원은 자연제방과 배후습지가 거의 구분되지 않지만, 넓은 평지를 흐르는 하천에 발달한 범람원에서는 이러한 자연제방과 배후습지가 잘 구분된다.
하천의 하류부에 발달한 넓은 범람원을 충적평야(沖積平野, alluvial plain)라고 한다. 우리나라에는 대하천 하류부와 이들 대하천에 합류하는 지류 하천의 하류부에 넓은 충적평야가 발달되어 있는 곳이 많다.
우리나라의 대표적인 충적평야로는 한강 하류부의 김포평야, 일산평야, 낙동강 하류부의 김해평야, 금강 하류부의 논산평야, 영산강 하류의 나주평야, 만경강 및 동진강 하류부의 만경평야와 김제평야, 안성천 하류부의 평택평야, 삽교천 하류부의 예당평야가 있으며, 북한에서는 대동강 하류부의 평양평야, 압록강 하류부의 용천평야, 청천강 하류부의 안주평야, 재령강 하류부의 재령평야, 성천강 하류부의 함흥평야, 영흥강 하류부의 영흥평야 등이 있다.
선상지(扇狀地, alluvial fan)는 산지의 좁은 골짜기에서 넓은 평지로 흘러나오는 하천이 평탄한 골짜기의 입구 앞에 퇴적물을 쌓아서 형성된 지형이다. 전형적인 선상지는 부채 모양을 이루기 때문에 선상지라 한다. 선상지는 건조 지역에서 잘 나타나지만, 열대 습윤, 온대 습윤, 한대 습윤 등 거의 모든 기후에서 형성될 수 있다.
우리나라에서도 선상지가 상당수 분포하는데, 경남 사천, 경북 경주, 전남 구례, 충북 제천, 강원 강릉, 대구광역시, 북한 안변 등에 규모가 큰 선상지가 분포한다.
삼각주(三角洲, delta)는 하천이 바다나 호수로 들어갈 때 유속이 급격히 감소하면서 운반하던 퇴적물을 집중적으로 쌓아서 형성된 지형이다. 즉, 삼각주는 하천의 하구에 발달한 퇴적 지형으로, 파랑, 조석, 하천의 작용으로 형성된다.
우리나라의 대하천 하구에도 삼각주가 잘 발달하는데, 가장 규모가 큰 것은 낙동강의 하구에서 하천과 파랑의 퇴적 작용으로 여러 개의 하중도와 사주로 이루어진 낙동강 삼각주이다. 북한의 두만강 하구에도 파랑과 하천의 작용으로 바다를 향해 돌출된 삼각주가 형성되어 있으며, 압록강 하구에는 조석과 파랑의 퇴적 작용으로 여러 개의 하중도로 이루어진 삼각주가 형성되어 있다.
하안단구(河岸段丘, fluvial terrace)는 과거 하천에 의해 형성된 하천 주변의 고도가 높은 평탄한 충적지형을 말한다. 현재보다도 높은 고도를 흘렀던 과거 하천이 기후 변화나 지반 융기 등에 의해 침식기준면과의 높이차가 발생하면서 하방침식을 활발하게 진행하여 낮은 고도를 흐르게 되면, 과거에 형성되었던 범람원은 이제 더 이상 현재 하천의 작용이 미치지 않는 높은 고도에 위치하게 되는데, 이러한 과거의 범람원이 현 하천에 의해 침식되고 남겨진 하천 주변의 높고 평탄한 지형이 하안단구이다.
하안단구 역시 우리나라 대부분의 하천에서 발견되며, 특히 한강, 낙동강, 금강, 섬진강 등의 중류 및 상류부에 해당하는 본류와 지류 하천에서는 하곡 내에 여러 단의 하안단구가 발달하고 있다.
현황
남 · 북한을 합하여 우리나라에서 유로의 길이가 400㎞를 넘는 하천은 압록강, 두만강, 한강, 낙동강, 대동강, 금강이다. 우리나라의 대하천은 동에서 서로 향하는 유향을 보이면서 서해로 흘러드는 것이 가장 흔하며, 낙동강과 섬진강은 남해로, 두만강은 동해로 유입한다.
우리나라의 척량산맥이라 불리는 높은 산맥들은 대부분 동해안 가까이에 위치하기 때문에, 서해로 유입하는 하천은 대체로 유로가 길며 유역분지가 넓고 하도 경사가 완만한 편이고, 하천의 작용에 의한 침식분지, 충적평야 등도 대체로 넓게 발달되어 있다.
반면, 동해로 유입하는 하천은 유로가 짧고 유역면적이 작으며 하도 경사가 급하여, 하구부에 형성된 해안평야를 제외하면 대체로 좁은 하곡을 이루고 있다.
우리나라의 하천은 현재 한강, 낙동강, 금강, 섬진강, 영산강 유역으로 크게 구분되어 관리되고 있다. 한강 유역에는 한강 본류와 지류 하천의 유역을 비롯하여 한강 서해, 한강 동해, 안성천 유역이 포함되어 있으며, 낙동강 유역에는 낙동강 본류 및 지류, 낙동강 동해, 낙동강 남해, 형산강 및 태화강 유역이 포함되어 관리된다.
금강 유역에는 금강 본류 및 지류, 금강 서해, 만경강 및 동진강 유역이 포함되고, 영산강 유역은 영산강 본류 및 지류, 영산강 서해, 영산강 남해 유역이 포함되며, 섬진강 유역은 섬진강 본류 및 지류, 섬진강 남해 유역으로 구성되어 관리되고 있다.
우리나라에서는 1999년 이후, 하천을 국가하천, 지방1급하천, 지방2급하천으로 구분하여 관리하고 있다. 2009년 현재 국가하천은 (수계별)총 62개, 총 길이는 2,979㎞이며, 지방하천은 총 3,773개, 총 길이는 26,860㎞이다. 유역별 국가하천의 개수를 보면, 한강 유역에는 14개, 낙동강 유역에는 11개, 금강 유역에는 7개, 영산강 유역에는 5개가 있다.
우리나라의 하천은 대체로 유량변동이 큰 편이다. 하천의 유량변동은 수문곡선을 그려 파악하거나 하상계수(최소유량:최대유량)를 구하여 표현한다. 1987년 자료를 보면, 우리나라의 대하천 중에서는 섬진강이 1:715로 하상계수가 가장 크며, 영산강도 1:684로 매우 큰 편이다.
또한 한강(1:393), 낙동강(1:372), 금강(1:298)도 모두 1:200 이상으로서, 우리나라와 같은 중위도 습윤기후를 가진 나라의 하천(라인강 1:14, 양쯔강 1:22)과 비교할 때 하상계수가 매우 크다는 특징을 가지고 있다.
그 원인으로는 유역면적과 강수 특성에서 찾을 수 있는데, 우리나라의 대하천은 외국의 대하천에 비해 유역면적이 매우 작기 때문에 유역 내 작은 변화에도 민감하여 유량 변동이 클 수 밖에 없다. 또한 우리나라의 강수 분포는 여름철에 집중되는 특성이 가지기 때문에, 집중호우가 발생하는 시기와 수 십일 동안 비가 내리지 않은 시기 사이에는 하천 유량이 차이가 매우 클 수밖에 없다.
이러한 문제를 해결하면서, 하천의 범람을 막고 수자원을 안정적으로 확보하기 위해, 그동안 하천 양안에는 제방을, 하도 내에는 보, 저수지, 댐 등을 건설하여 왔다.
특히 1960년대부터는 대형 다목적댐을 집중적으로 건설하였는데, 한강의 소양강댐, 충주댐, 낙동강의 안동댐, 임하댐, 합천댐, 남강댐, 금강의 용담댐, 대청댐, 섬진강의 섬진강댐, 주암댐 등이 대표적이다. 2010년 현재 댐(하굿둑 포함)의 개수는 한강 유역에 25개, 낙동강 유역 30개, 금강 유역 26개, 섬진강 유역 11개, 영산강 유역 10개로서, 총 102개이다.
그러나 이러한 댐을 건설한 이후에도, 여전히 범람에 의한 침수 피해는 줄어들지 않고 있으며, 갈수기에 용수 공급 부족의 문제도 해결되지 않고 있다. 최근 하천의 범람 피해는 산지를 흐르는 소하천이나 시가지를 흐르는 도시 하천에서 주로 발생되며, 갈수기 용수 부족은 주로 섬이나 산간 지역에서 발생하고 있기 때문에, 우리나라에서 그동안 진행했던 대하천 중 · 하류부 중심의 하천 개발 및 관리 체계가 이제 한계에 도달했음을 보여준다.
낙동강, 금강, 영산강의 하구에는 현재 하굿둑이 건설되어 하천이 호수화되어 있다. 하굿둑은 하구의 하도와 유량을 일정하게 유지하고 바닷물이 육지로 침입하는 것을 막기 위하여 쌓은 제방과 갑문으로, 염해 방지와 용수 확보 등을 목적으로 하고 있다.
낙동강은 1987년 부산의 상수원 확보를 위해, 금강과 영산강은 각각 1990년과 1981년에 농업용수 확보를 위해 하굿둑이 건설되었다. 이 밖에 안성천과 삽교천의 하구에도 하굿둑과 같은 형태의 방조제가 축조되어 있으며, 한강에는 김포와 잠실에 수중보가 설치되어 있어 유수의 흐름이 부분적으로 통제되고 있다.
의의와 평가
현재 우리나라 거의 대부분의 하천 양안에는 인공제방이 축조되어 하천 유수를 통제하고 있다. 특히 넓은 범람원을 자유롭게 흐르는 곡류 하천의 하도는 완전하게 인공 구조물인 제방에 의해 막히어 유로가 직선으로 변화되었다. 이렇게 하도의 유로를 직선화시켜서 주변 토지를 이용하고 하천의 배수를 원활하게 하는 것을 하도 직강화라고 한다.
우리나라에서 하도 직강화에 의한 하천의 변화는 일제강점기인 1920년대부터 본격적으로 시작되어 현재까지 이어져 오고 있다. 이러한 하천의 인공구조물은 제방 뿐 아니라 102개에 이르는 댐(하굿둑)과 최근 4대강 사업에 의해 건설되고 있는 한강 3개, 낙동강 3개, 금강 3개, 영산강 2개의 대형보도 포함된다.
댐, 저수지, 보와 같이 하천 유수의 흐름을 차단하는 인공구조물은 설치 목적에 부합되는 긍정적인 효과도 있지만, 하천의 유량, 유속, 경사, 하도 단면 등의 수리적 특성과 침식 · 운반 · 퇴적작용에 비정상적인 영향을 미침으로써, 하천의 지형 경관과 생태계를 파괴하고, 수질오염과 각종 재해를 유발시킬 가능성도 높다.
또한 대형 댐 건설로 야기된 대규모 저수호는 비옥한 농경지와 인간의 주거지 및 동 · 식물의 서식지를 수몰시키고, 유량의 급격한 변화와 지표수와 지하수 체계를 교란시켜 주변 지역의 지형 변화와 침수 피해를 가중시키는 원인으로 작용하기도 한다.
하굿둑은 용수 확보라는 긍정적 측면도 있지만, 해양 생태계와 육상 하천 생태계 간의 생물 이동 및 물질 순환의 통로를 막아 생태계를 단절시키며, 육지에서 하천을 통해 바다로 공급되는 퇴적물의 이동을 막아 하구와 해안의 심각한 지형 변화를 유발할 수 있다.
우리나라에서는 1960년대부터 최근까지 하도에 퇴적된 자갈과 모래를 건축 자재로 이용하기 위하여, 한강, 낙동강 등 많은 곳에서 골채 채취가 활발하게 이루어졌다. 또한 평상시 유량 확보와 홍수 시 배수를 원활하게 하기 위해 하상을 깊이 파내어 토사를 제거하는 준설 작업도 많은 하천에서 지속적으로 이루어지고 있다.
준설은 하천의 저수 용량을 늘리는 효과적인 방법이 될 수는 있지만, 수중 지형과 생태계를 파괴하고 상대적으로 고비용을 요구하는 하천 관리 방법이다.
참고문헌
『한국하천일람 2009』(국토해양부한강홍수통제소, 2010)
『한국지리지-총론편-』(국토해양부국토지리정보원, 2008)
『자연지리학 사전』(한국지리정보연구회, 한울 아카데미, 2006)
『한국지리』(권혁재, 법문사, 2003)
『지형학』(권혁재, 법문사, 1999)
『건설교통통계연보』(건설교통부국립지리원, 1987)
국가수자원관리 종합정보시스템(http://www.wamis.go.kr/)
관련 미디어
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