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J Korean Soc Environ Eng > Volume 47(3); 2025 > Article
지리정보시스템(GIS)과 현장조사를 이용한 산림복원 타당성 분석에 관한 연구_강원도 철원군을 중심으로

Abstract

In this study, by analyzing the basin characteristics of the planned installation site of the erosion control dam near Cheorwon-gun, Gangwon-do, and applying the forest restoration feasibility analysis method, we tried to help against natural disasters such as soil runoff through the installation of the erosion control dams in the right place. In this study, the feasibility evaluation of forest restoration research was conducted based on 「CREATION AND MANAGEMENT OF FOREST RESOURCES ACT」 and 「EROSION CONTROL WORK ACT」. The evaluation procedure for forest restoration research was carried out in the following order: preliminary investigation (data collection and analysis), on-site investigation, review and feasibility evaluation of the investigation results, and presentation of research results. The investigation factors were analyzed sequentially, including the causes of forest damage, the area of damage, legal restrictions, landslide risk grades, and socio-cultural status. The research target area located in Seomyeon, Cheorwon-gun, Gangwon Province, was 2.0 ha, and comprehensively analyzed by investigating all items such as damage status, surrounding environment, basic environment, and ecosystem status. The research results showed that the implementation of forest restoration research is expected to have various effects such as improvement of natural environment, soil conservation, provision of habitat for living things, provision of rich landscape, and education and publicity effects, so it was judged reasonable to promote forest restoration research. This study was conducted to help prevent landslide disasters by analyzing the factors that cause them by conducting a feasibility study on the proposed installation site of a check dam by comparing the main factors according to the flow chart of the forest restoration research in the Cheorwon-gun area of Gangwon Province. It is believed that successful forest restoration will be achieved by continuously conducting monitoring after the forest restoration research is conducted.

요약

본 연구에서는 강원도 철원군 인근 사방댐 설치예정지의 유역특성 및 산사태 발생지역의 주요 인자들을 분석하여 산림복원 타당성 분석 방법을 적용함으로써 적재적소에 사방댐 설치를 통해 토사 유출과 같은 자연재해로부터 위험도가 높은 지역을 완화하는데 도움을 주고자 하였다. 본 연구에서 수행한 산림복원연구의 타당성평가는 「산림자원의 조성 및 관리에 관한 법률」과 「사방연구법」에 근거하여 수행하였다. 산림복원연구 타당성평가 절차에 따라 사전조사(자료수집 및 분석), 현지조사, 조사결과 검토 및 타당성 평가, 연구 결과순으로 진행하였다. 조사인자로는 산림훼손 원인 분석, 훼손면적, 법적제한사항, 산사태위험등급도, 인문사회적 현황을 순차적으로 조사하였다. 강원도 철원군 서면에 위치한 연구대상지(2ha)에 대해 훼손현황, 주변환경, 기반환경, 생태계현황 등 전반적인 항목을 조사하여 종합적으로 분석하였다. 연구결과, 산림복원연구의 시행으로 자연환경개선, 토양보전, 생물 서식공간 제공, 풍부한 경관제공, 교육 및 홍보효과 등 다양한 효과가 발휘될 것으로 예상되므로 산림복원연구의 추진은 타당한 것으로 판단되었다. 본 연구는 강원도 철원지역의 산림복원연구 수행 흐름도에 따라 주요 인자들을 조사, 분석하여 사방댐 설치 예정지의 타당성평가를 시행하고 위험지역에 사방댐을 설치함으로써 토사재해를 방지하는데, 도움을 주고자 수행하였다. 산림복원연구의 시행 이후에도 향후 모니터링을 지속적으로 수행하여 타당성을 입증할 필요가 있다고 판단된다.

1. 서 론

최근 기후변화로 인한 기상이변에 따라 국지성 집중호우의 증가로 전국적인 산사태 발생 위험 지역이 빠른 속도로 증가하고 있다[1]. 춘천・여주(2013), 우면산(2011) 등 전국 각 지역에서 토사유출로 인한 자연재해가 빈번히 발생하고 있으며, 특히 산록부의 주변 지역에 막대한 피해를 입히고 있다. 이러한 산사태 등 자연재해의 증가 추세는 그 피해 범위가 확대되어 생활권역까지 위협하고 있어 더 이상 간과할 수 없는 상황이다[2].
이러한 자연재해를 인위적으로 멈추하게 하는 수단은 현재까지 없어 발생 예측과 관련한 연구가 다방면적으로 이루어지고 있지만, 기후조건 및 사면경사, 토질, 지질구조 등 다양한 인자들로 인해 영향을 받아 발생 시점과 피해 규모를 예측하기도 상당히 어렵다[3]. 이에 따라 최근 산사태 발생지점을 진단 및 예측하고, 2차 토사재해인 토석류의 이동범위와 규모를 파악하여 예상 피해지역을 대상으로 한 사전 예방의 필요성이 높아지는 추세이다[4]. 이러한 상황에서 사방시설 설치에 따른 산사태 재해저감 효과가 입증됨에 따라 관심도가 증가하고 있으며, 최근들어 생활권 지역의 재산과 인명피해 예방을 위한 사방시설의 확충이 증가하고 있다[5].
산림복원 연구는 세부기준 고시에 따라 평가요인을 근간으로 실무적 차원에 적용하여 타당성 평가를 수행한다[6]. 이러한 평가는 주변 대상지를 중심으로 현장조사 기반 기본설계 방향 및 최종 복원의 목표를 고려하여 연구대상지의 필요성・적합성・환경성 등 사전 검토 후 타당성 여부를 결정함으로써 산림복원을 위한 최적대상지를 확보하게 된다. 이에 본 연구에서는 산림복원이 필요한 대상지의 주요 특성과 요인을 조사·분석하고 재해발생과 경로를 예측하여 합리적인 타당성 평가 및 적정성을 토대로 방재효과의 제고와 산림환경의 유지를 위한 연구를 진행하였다.

2. 산사태 피해 현황 및 추이 분석

2.1. 산사태 붕괴 형태 및 산림복원 활동

산사태는 일반적으로 대부분 암반의 상부에 덮여있는 풍화암이나 주변 토사가 붕괴되면서 발생하는데, 이는 지질작용의 일부이다[7]. 이러한 토사유출 위험 지역은 산사태 발생 메커니즘(내・외적 요인)을 데이터베이스화하여 전국의 산지를 대상으로 산사태의 발생 위험 정도를 1-5등급으로 구분한다. 대부분의 산사태는 호우에 의하여 발생하며, 그 밖에 지진, 천둥 등에 의한 진동 및 화산 폭발에 의해 발생하는 경우도 있다. 지진이나 화산 폭발에 의한 산사태는 발생 빈도가 호우로 인한 빈도보다 낮지만 그 피해 규모는 상당히 크다고 볼 수 있다. 보통 30°이상의 경사를 이루는 비탈면 어디에서나 일어날 수 있으며, 지형・지질학적으로 지하수가 모여 있는 곳에서도 일어나기 쉽다. 집중호우시, 돌발적으로 발생하고 고속으로 운동하는 특징을 가지고 있어 산사태의 발생 예측은 매우 어렵다. 산사태 등 토사유출이 발생하였을때, 홍수와 산불 등에 비해 규모는 작으나 인명 피해를 야기할 가능성이 높으며, 붕괴 발생 후 다량의 물과 토석이 섞여 흘러가면서 토석류로 발전하여 계곡을 침식시킨다. 이로 인해 다량의 운반 물질이 퇴적되어 하천 범람 등 2차 피해를 유발하여 그 피해가 상당히 크다. 이를 예방하기 위한 사전조사 및 현장조사와 훼손정도 조사 관련 내용은 산림보호법에 의거 「산림보호법 시행규칙」, 「산사태 위험구역 조사 및 취약구역 지정・관리」에 따라 토양붕괴, 침식 등에 따라 위험도를 판단한다(Tabel 1, Fig. 1).
한편, 산림복원은 토사유출 등으로 훼손된 산림의 지형·수계・토양・식생・서식지 등을 지형과 기후 특성에 맞는 식생기반을 조성하고, 주변 자생식물을 도입하여 훼손되기 이전의 구조 및 기능을 가진 원래의 상태로 회복시키는 일련의 과정이다[8]. 산림복원을 통해 산림생태계가 건전성, 다양성 및 연속성을 회복하여 국가 자산으로서 공익에 적합하게 관리・보전되고 지속적으로 유지되어야 산림 기능을 계속해서 발휘할 수 있다[9]. 이를 위해 산림 내 서식공간 및 기능이 확보되도록 지형・입지에 적합한 자생식물・자연재료를 사용한 식생복원이 필요하다[10]. 산림 관련 자연적・인위적 요소로 인한 임지 훼손으로 산사태 피해가 예상되는 지역을 조사하고, 산림재해예방을 목표로 산림의 지역 및 기후 특성 등 사전 연구를 통해 취약지역을 선정하는 것을 목적으로 하고 있다[11]. 또한, 산림재해 예방을 통해 지역주민의 인명 피해 및 재산을 보호함과 동시에 산림의 공익적 가치를 유지・증진하는 보전과 관리활동이 가능하다.

2.2. 산사태 피해 사례

전 세계는 기상이변으로 자연재해가 빈발화 및 대형화 추세이며, 국내도 예외는 아니다. 최근 산사태 추세를 보면 ‘16년도 54ha, ‘17년도 94ha, ‘18년도 56ha, ‘19년도 156ha, ‘20년도 1,343ha, ‘21년도 27ha, ‘22년도 327ha로 Table 2와 같다. 최근 산사태 발생추이는 각 년도별 기상상황에 따라 큰 차이가 있기 때문에 해당 통계가 큰 의미는 없지만, 피해금액의 경우 태풍과 집중호우로 인한 산림 및 시설물 복구비용이 대부분이다. 이는 지구 온난화 등 기후변화로 인하여 게릴라성 집중호우가 증가함에 따라 산사태 재해의 발생 위험도 증가하고 있음을 시사하고 있다.

3. 재료 및 방법

3.1. 연구대상지

3.1.1. 지리적 여건

강원도 철원군은 한북정맥의 서쪽에 위치하며, 서울에서 원산에 이르는 추가령 열곡이 북서쪽으로 관통하는 한반도의 중심부로 강원도의 영서최북단 평야지대에 위치하고 있으며, 한반도의 중심부에 자리하고 있다. 동쪽으로 화천, 양구, 서쪽으로 경기도 연천, 남쪽으로 경기도 포천과 접한 지역으로 행정권상 강원도, 국토개발권역상 북부특정지역 및 지역 생활권상 춘천 정주생활권의 소생활권에 속한다(Fig. 2). 산림면적은 2019년 기준 총 63,942ha로 국토면적 88,946ha 대비 약 72%였다. 이 중 산림의 산지구분 현황을 보면 전체 59,912ha 중 보전산지가 50,128ha, 준보전산지가 9,784ha이며, 임야는 598.60 km2로 가장 많은 비중인 67.30%를 차지하고 대부분 산악지역이다. 위도상으로 북위 37°05′~ 38°20′에 걸치고, 경도상으로 동경 127°05′~ 127°53′사이에 걸쳐 있으며, 동서의 거리는 약 86.4 km, 남북의 거리는 약 27.5 km에 달한다(Table 3).

3.1.2. 기상 및 지형

강원도 철원군의 기상은 연평균기온 10.2℃(최고 16.2℃, 최저 4.7℃)로 기온차가 상당한 대륙성 기후를 보이는 것이 특징이며, 특히 동절기에는 한랭지대로서 한난의 차가 크다. 연평균 강수량은 국내 평균 강수량과 비슷한 1,391.2 mm이지만, 7~8월에는 338.2 mm 이상 많은 양을 기록하고 있다. 이는 지형상 풍상측에 놓여 지형성 강수를 야기하여 집중호우가 많기 때문이다. 바람은 연중 남서계열의 바람이 많으며, 풍속은 비교적 약하나 봄철(3~5월)에는 강하게 불어 전반적으로 강원도 영서지방의 기후 특성과 비슷하나, 춘천지방과 비교해보면 한난의 차가 더욱 지속적이고 심하며 국지적인 호우 형태의 강수를 보인다. 2019년 기준 연평균 기온은 11.1℃(최고 35.1℃, 최저 –17.1℃)이며, 연강수량은 920.5 mm(일 최다 강수량 105.4 mm, 1시간 최다 강수량 39.8 mm)으로 DDF(강우량-지속기간-빈도) 곡선에 의한 확률강우량은 Fig. 3와 같다.
강원도 철원군의 지형은 전체 면적의 70% 이상이 산지로서 영서 북부지방에 위치해 있으며, 동측에 한북산맥이 남북으로 관통하고 있다. 남동부는 1,000 m 내외의 산악지형을 이루고, 북서부는 현무암이 분출하여 형성된 철원용암대지가 형성되어 평지를 이루고 있다. 철원평야는 토양과 지질이 농경지에 적합한 곡창지대를 이루고 있다. 표고는 200 m 미만이 전체의 15.5%, 200~300 m 미만이 32.9%, 300~400 m 미만이 16.9%, 400~500 m 미만이 13.1%, 500m 이상이 21.6%의 비율을 차지한다. 경사의 경우, 5°미만이 전체의 33.8%, 5~10°미만이 5.2%, 10~20°미만이 18.5%, 20~30°미만이 22.5%, 30°이상이 20.0%로 분포되어 있다(Table 4). 전체적인 지형은 서북측으로는 넓은 평야지대를 이루고 있으나, 한북정맥이 지나는 동측은 급경사지를 이루고 있었다.

3.2. 연구 타당성평가 수행 절차 및 방법

3.2.1. 수행 법적근거

산림복원연구의 타당성평가는 「산림자원의 조성 및 관리에 관한 법률」과 「사방연구법」에 근거하여 수행하였다. 근거법령으로 산림자원의 조성 및 관리에 관한 법률 제42조의6 및 산림복원연구 타당성평가 세부기준 고시 「산림복원연구 타당성평가 내용」, 산림복원연구 타당성 평가 세부기준 고시, 사방연구법 제7조의3 및 동법 시행령 제4조의2, 사방연구의 타당성평가 등 처리규정에 근거하고 있다.

3.2.2. 수행절차 및 평가항목

산림복원연구를 추진하기 위해서는 산림훼손이 발생한 대상지에 대한 추진 여부를 판단하여야 한다. 이를 위해 우선적으로 산림의 훼손 원인을 분석하고, 복원에 따른 효과 및 가능성을 검토하여 산림복원연구의 추진 여부에 대한 평가가 필요하다. 이에 산림복원연구 타당성평가 절차에 따라 크게 사전조사(자료수집 및 분석), 현지조사, 조사결과 검토 및 타당성평가, 연구결과정리 순으로 진행하였다(Fig. 4).
사전조사(자료수집 및 분석)의 경우, 산림훼손 원인 분석, 훼손면적, 법적제한사항, 산사태위험등급도, 인문사회적 현황 순으로 진행하였다. 현지조사의 경우, 내용적 범위는 산림복원연구 대상지에 대해 주변을 대상으로 (1) 훼손현황(훼손 원인・정도), (2) 주변환경(개발 및 보존 현황, 역사・문화적 시설), (3) 기반환경(지형, 토양, 계류 및 습원 현황 등), (4) 생태계현황(산림, 동・식물, 참조생태계 현황 등)을 분석하였다. 이에 산림복원연구의 필요성(연구목적, 기본계획과 연관성, 시급성, 가능성, 효과성 등), 적합성(훼손 정도 및 가능성, 연구의 규모 등), 환경성(참조생태계 대비 생태계 현황, 사회문화적 영향) 등 항공영상 및 GIS 분석 결과를 종합하여 산림복원 타당성 평가에 따라 필요 여부를 결정하였다.

4. 결과 및 고찰

4.1. 연구대상지 선정 및 현황

본 연구에서는 강원도 철원군 내 산사태 예방 및 산불피해 우려 등으로 인한 산림예찰 활동이 활발하게 진행되고 있는 지역을 연구대상지로 선정하였다. 산림복원사업 연구대상지의 군사시설지 및 인위적 훼손지를 기준으로 하였으며, 공간적 범위로 행정구역상 강원도 철원군 서면 와수리 산73-4 외 14에 1개소로 대상 면적은 2.0ha로 세부 정보는 Fig. 5와 같다.

4.2. 주변 환경 분석 결과

4.2.1. 훼손현황 분석

연구대상지는 과거 군사시설 이용되었던 부지로 인위적 원인에 따라 훼손이 발생한 지역이다. 또한, 현재 나지로 식생이 전무한 상태이며, 항공사진을 활용한 훼손면적을 조사한 결과 6.4ha로 조사되었다. 또한, 산사태 발생 우려지역은 1등급으로 나타났고, 대상지 내 식생 및 경관가치자원은 없는 것으로 조사되었다(Table 5). 다만, 군사시설 철수에 따른 산림환경개선 연구의 일환으로 2019년 산림유역관리를 시행하여 폐군사시설 철거 및 답압된 표토를 개간・성토한 상태로 성토부는 나지로 조성되어 있어 있지만, 자연복원의 가능성은 불가능한 지역으로 방치되어 있었다. 또한, 산림유역관리를 진행하면서 성토한 토사에서 바람에 의한 모래날림이 발생하고 있는 상태로 하부에 위치한 주민생활권의 피해가 가중되고 있어 훼손되기 이전의 구조와 기능을 가진 산림으로 복원 연구가 필요한 지역으로 분석되었다.

4.2.2. 주변환경 분석

연구대상지 주변 가치 있는 유‧무형의 자원을 조사한 결과, 대상지 주변은 이용밀도가 높은 주민생활권 구간을 조망점으로 선정하여 조사한 결과 약 15%가 조망되는 것으로 분석되었다. 따라서, 연구대상 지역의 복원 시 지역주민들의 편익공간 조성 및 산림자원과의 연계 효과로 인한 긍정적 효과를 발휘할 수 있을 것으로 분석되었다. 대상 지역 주변의 역사・문화적 시설의 분포 현황을 조사한 결과 대상지 반경 1.0 km 내에는 별도의 문화재 및 보존유적은 없는 것으로 나타났다(Fig. 6)

4.2.3. 기반환경 분석

연구대상지의 기반 환경은 지형 현황, 토양 현황, 계류 및 습원 현황, 기타사항 등을 조사한다. 이에 연구대상지의 평균경사도는 10.0°의 완경사지 지형으로 분류되며, 25o이상인 지역은 5.6%로 분석되었으며, 사면형태는 평행사면의 형태이나 연구구간의 대부분은 완만한 형태로 나타났다. 사면방향은 토심이 비교적 얕기 때문에 소규모의 다발적인 산사태가 발생할 수 있는 서향계열이 66.5% 분포하고 있었다. 표고는 200~300m에서 100% 분포하고, 평균표고는 243.6m로 나타났다. 전체 면적 모두 화성암(화강암)으로 나타났으며, 일반적으로 화강암으로 구성된 모암은 화학이나 물리적인 풍화작용으로 인해 지질이 약해지고 부서지는 특성을 가지고 있어 침식과 소규모 산사태 발생 빈도가 높다. 이어서 토양의 물리적 성질을 파악하기 위하여 현장의 표준지를 설정하여 현장조사를 시행하였다(Table 6).
해당 지역의 표준지 내 배수 상태 조사 결과 보통인 것으로 조사되었으며, 모암은 화강암인 것으로 분석되었다. 사질양토(SL)로 구성되어 있는 것으로 조사되었으며, 대부분 모래 등의 미세립자로 구성되어 석력함량은 5% 이내로 분포되어 있었다. 유효토심은 A, B층 모두 포함하여 약 70cm가량인 것으로 조사되었으며, 풍화상태는 보통등급 정도였다. 건습도 파악 결과 약습 정도로 사료되며, 견밀도는 0.2가량으로 조사되었다. 토색첩을 활용한 토양형 구분결과 갈색적윤산림토양으로 판단되며, 표층의 암노출도는 5%미만인 것으로 조사되었다. 해당 지역의 표준지 내 배수 상태 조사 결과 보통인 것으로 조사되었다. 참조생태계 토양현황은 연구대상지 토양현황과 거의 유사하게 조사되었으며, 토양 환경 종합적인 분석결과는 Table 7와 같이 정리하였다.

4.2.4 생태계현황 분석

연구대상지의 식생현황 조사 결과 교목층(T1)은 아까시나무가 우점하고 있었으며, 아교목층(T2)은 신나무가 우점하고 있고, 관목층(S)은 개암나무, 초본층(H)은 가는잎그늘사초가 분포하고 있다(Table 8). 임상분포는 기타(무립목지) 95.0%, 소나무림 5.0%의 순이며, 영급분포는 기타(무립목지) 95.0%, 2영급 5.0%의 순으로 나타나 경급분포도에 따른 유목유출 우려는 비교적 높을 것으로 보여졌다. 이외 소밀도분포는 기타(무립목지) 95.0%, [소밀도-중]인 지역이 5.0%이며, 집수구역의 경급분포는 기타(무립목지) 95.0%, 소경목인 지역이 5.0%, 임황은 대상지의 대부분이 과거 군사시설 주둔지로 인해 무립목지로 나타나 자연복원은 불가능할 것으로 분석되었다
대부분은 평탄지 및 완만한 경사의 나지로 형성되어 있으며, 주변으로 아까시나무가 우점종으로 생육하고 있고, 개암나무, 싸리나무 등의 관목류가 자생하고 있는 것으로 조사되었다. 수고는 평균 20m(14~30m), 경급은 평균 10cm (8cm~ 12cm)의 범위에 분포하였으며, 수관의 분포현황의 소밀도는 밀인 지역으로 조사되었다. 그 외 동식물의 법정보호종은 없던 것으로 확인되었다(Table 6~8).

4.3. 항공영상 및 GIS 분석 결과

4.3.1. 항공영상 분석 결과

연구대상지역은 주민생활권과 연접한 지역으로 Google Earth*를 활용하여 훼손변화를 간·직접적인 방법으로 분석하였다. 산림복원사업 타당성평가 대상지의 훼손면적을 파악하기 위하여 항공영상의 시계열분석은 간접적 방법을 활용하였며, 추출된 훼손지 면적의 정확도 검증을 위해 GNSS (Global Navigation Satellite System, 위성 측위 시스템)를 활용하여 현장측량을 실시하는 직접적 방법을 활용하였다.
우선적으로 간접적 방법인 항공영상의 시계열분석을 통해 훼손지 면적을 추출하였다. 산림복원사업 타당성평가 대상지의 훼손면적을 파악하기 위하여 Arc-GIS 10.1버전과 항공영상(아크브루타일 구글어스)의 시계열분석을 통하여 훼손지의 경계를 구적하여 면적을 산출하였다. 직접적 방법은 현장측량 방법으로 분석된 항공영상과 최근의 훼손지 경계가 확연히 불일치할 경우 GNSS를 활용하여 현장측량을 실시하고 면적을 산출하였다. GNSS의 경우, Trimble사의 Geo7X 기종을 활용하였다(Fig. 7).

4.3.2. GIS 분석 결과

GIS를 통해 지황분석 및 임황분석의 세부결과를 산출하였다. 먼저 지황분석 결과, (a) 경사분포는 대상지의 평균경사도는 10.0°의 완경사지 지형으로 분류되며, 25°이상인 지역은 5.6%로 분석되었으며, 사면형태는 평행사면의 형태이나 사업구간의 대부분은 완만한 형태를 이루고 있었다. (b) 향분포의 경우, 사면방향은 토심이 비교적 얕기 때문에 소규모의 다발적인 산사태가 발생할 수 있는 서향계열이 66.5%가 분포하고 있는 것으로 나타났다. (c) 표고분포의 경우, 대상지의 표고는 200~300m에서 100% 분포하고 있었으며, 평균표고는 243.6 m로 나타났다. (d) 지질분포는 대상지는 전체면적 모두 화성암(화강암)으로 나타났으며, 일반적으로 화강암으로 구성된 모암은 화학적 또는 물리적인 풍화작용으로 인해 지질이 약해지고 부서지는 특성을 가지고 있어 침식과 소규모 산사태 발생 빈도가 높다.
임황분석 결과, (a) 임상분포는 대상지의 임상분포를 살펴보면, 기타(무립목지) 95.0%, 소나무림 5.0%의 순으로 나타났다. (b) 영급분포의 경우, 대상지의 영급분포로 살펴보면 기타(무립목지) 95.0%, 2영급 5.0%의 순으로 나타나 경급분포에 따른 유목유출 우려는 비교적 높을 것으로 분석되었다. (c) 소밀도분포의 경우, 집수구역를 분석시 기타(무립목지) 95.0%, ‘소밀도-중’인 지역이 5.0%로 나타났다. (d) 경급분포는 집수구역의 경급분포를 살펴보면, 기타(무립목지) 95.0%, 소경목인 지역이 5.0%로 나타났다. 해당 연구 결과는 Fig. 8과 같이 정리하였다.

4.4. 산림복원의 환경성 종합분석

연구대상지는 종합적으로 토사유출 및 침식 위험성 등 산사태 발생 우려지역을 분석하였을 때, 1등급(발생가능성이 현저히 높은 지역)으로 판정되어 위험등급은 매우 높은 것으로 확인되었다. 이외 대상지 내 경관가치자원은 없는 것으로 조사되었으며, 생태자연도 확인 결과 사방연구 대상지는 2등급 및 3등급 권역의 소나무군락임에 따라 식생보전등급 Ⅲ등급 지역으로 사방사업을 추진함에 있어 문제는 없는 것으로 분석되었다(Fig. 9). 현장의 침식정도는 성토 구간에서 누구 침식이 발생하고 있었으며, 강도의 강우 시 나지로 방치된 구간 또한 누구 침식 등의 피해 발생이 우려되는 상태이다. 다만, 대상지 주변으로 사방댐 2개소 및 저류지 등이 조성되어 있어 산사태가 발생하더라도 하류 주민생활권으로의 유출 우려는 낮을 것으로 판단된다.
해당 지역은 참조생태계 대비 환경・생태성은 극히 떨어진 상태이나 참조생태계에 우점하고 있는 수목은 사방수종인 교목 종류인 아까시나무가 생육하고 있어 향토 수종 혹은 현지 기상 및 개황 여건에 부합할 수 있는 관목 종류의 식생구조로 유도가 필요할 것으로 보여졌다. 다만, 참조생태계에 생육 중인 관목류와 초본류는 약 40종이 분포하고 있는 생태적으로 우수한 상태로 주변 산림과 유사한 정도의 생태성을 가질 수 있도록 식생 복구를 유도할 필요가 있을 것으로 판단하였다.
산림복원에 사용하는 기반재료는 돌, 흙, 나무 등 최대한 친환경적인 자재를 활용하여 주변의 참조생태계 및 지역 여건을 고려한 수종을 적용하여 향후 주변 환경과의 이질감을 줄이고 산림복원연구의 성공 확률을 높여야 한다. 또한, 대상지 하류로 대규모 주민생활권이 위치하고 있어 접근성이 양호하므로 전반적인 주변 산림경관과 맞는 식재목을 선정할 것으로 판단된다.
연구대상지는 연구시행으로 심각한 훼손이나 주요 생태축의 단절과 야생동물의 이동로 단절의 영향은 없을 것으로 분석되었다. 또한, 복원연구를 실시함으로써 산사태방지, 추가 훼손방지, 토사침식 예방으로 산림환경이 개선되고 안정적인 산림생태계를 유지할 것으로 기대된다.
종합적으로 연구지역의 산림복원연구에 관한 현장조사 및 필요성, 적합성, 환경성을 종합적으로 검토한 결과, 복원연구 시행으로 자연환경개선, 토양보전, 생물 서식공간 제공, 풍부한 경관제공, 교육 및 홍보효과 등 다양한 효과가 발휘될 것으로 예상된다. 따라서 산림복원 추진 이후 지속적으로 모니터링을 시행하여 성공적으로 수행될 수 있도록 유도하여야 할 것으로 사료된다. 이러한 산림복원 모니터링 주기는 여러 요소에 따라 달라질 수 있지만, 일반적으로 초기, 중・장기 모니터링을 실시하게 된다. 초기 모니터링은 연 1~2회로 복원 작업이 완료된 직후에는 복원의 성공 여부를 평가하기 위해 자주 모니터링이 필요하다. 이 시기에는 식재된 식물의 생육 상태, 토양 안정성, 수분 공급 상태 등을 확인이 필요하다. 중・장기 모니터링은 연 1회로 초기 모니터링이 끝난 후에는 연 1회 정도로 주기를 줄일 수 있다. 해당 시기에는 복원 구역의 장기적인 상태를 점검하고 필요시 보완 작업을 수행한다. 물론 복원의 성격과 지역에 따라 모니터링 주기는 조정될 수 있다. 한편, 연구대상구역 내 일부 황폐 계류구간은 계류보전공법의 반영이 필요하며, 주변의 기존 불량 수림대는 숲가꾸기 실시를 통해 우량 임지로 전환할 수 있도록 설계반영이 필요하다. 이를 위해서는 기존에 시공된 산림유역관리연구의 관리도로와의 연계를 통한 접근성 확보가 필요하다. 이후 연구대상지의 식생복원이 완료될 때까지 지속적인 모니터링과 사후관리가 필요한 지역으로 관리대책의 수립 및 실행이 이어져야 한다.

5. 결론

본 연구는 산림관련 자연적・인위적 요소로 인한 임지 훼손으로 산사태 피해가 예상되는 지역을 조사하여 산림재해예방을 목표로 산림의 지역・수계・토양・식생・서식지・지형 및 기후 특성 등 사전 연구를 통해 취약지역을 선정하고 평가 요인에 따른 적합한 사전 예방을 하고자 하였다. 모든 가능성을 통해 조사 범위 안에서 최대한의 예방 차원으로 인・물적 피해를 최소화 하는 목적으로 진행된 연구이나 장기적 예측 부족, 특정 모델에만 국한되어 있는 점에서 연구의 한계는 존재한다. 이에 강원도 철원지역의 산림복원연구 수행흐름도에 따라 주요 인자들을 적용하여 사방댐 설치예정지의 타당성평가를 시행하고, 발생요인의 분석결과에 기반하여 사방댐을 설치함으로써 토사재해를 사전에 방지하고자 하였다(Fig. 10). 이에 따른 6가지 주요 결과를 다음과 같이 도출하였다.
① 연구대상지의 현장조사 결과, 과거 군사시설 주둔지로 활용하던 지역으로 2011년 군사시설 철거에 따른 산림환경 개선연구로 2019년 산림유역관리 연구가 시행되었으나 현재 나지로 방치되어 있어 약도의 강우에도 성토사면의 누구침식 및 모래날림이 발생하고 있는 상태였다.
② 해당 구간은 나지인 상태로 식생의 생육은 확인할 수 없었으며, 항공사진을 활용한 연구대상지 주변의 훼손 면적 조사결과 6.4 ha로 나타났다.
③ 토사유출 및 침식의 위험성 조사를 위한 산사태 발생 우려지역 판정표를 활용한 현장조사 결과, 연구대상지는 산사태 발생가능성이 현저히 높은 1등급으로 나타났으나 연구구간 주변으로 산림유역관리연구를 시행하여 사방댐 2기 및 기슭막이, 저류지 등이 조성되어 있어 하류 주민생활권으로의 토석 유출 우려가 낮을 것으로 분석되었다.
④ 토성 구분 결과로 사질양토(SL)로 조사되었으며, 대부분 흙으로 구성되어 석력 함량은 5% 이내로 분포하고 있었다. 해당 지역 좌측 산림은 리기다소나무 조림지 내 일부 소나무와 아까시나무 등이 혼생하고 있고, 우측으로는 아까시나무와 버드나무 등이 우점하고 있으며, 일부 잣나무 등의 식재목이 생존해 있으나 방치되어 있는 상태였다.
⑤ 연구지역에서 야생 조류, 포유류, 양서・파충류, 식물을 현지 조사한 결과 법정보호종은 발견치 못하였으며, 산림복원연구 시 공사로 인하여 미치는 영향은 일시적인 현상으로 공사 후 오히려 산림으로서의 환경 개선효과가 높을 것으로 판단된다.
⑥ 식생현황 조사 결과, 교목층(T1)과 아교목층(T2)는 아까시나무와 신나무가 각각 우점하고 있고, 관목층(S)과 초본층(H)는 개암나무와 가는잎그늘사초가 분포하고 있는 것으로 조사되었다.
결론적으로 사방대상지의 특성 및 주변 생태계현황을 분석하고 조사하여 재해발생과 경로를 예측하여 합리적인 산림복원연구의 적정성을 판단하는 타당성평가는 방재효과의 제고와 산림환경의 유지를 위하여 필요한 과정이다. 이에 산림복원연구 대상지 주변 생태계 등 현황조사로 산림복원연구의 기본설계 방향 및 최종 복원을 목표로 설정하고, 산림복원연구 대상지의 필요성 적합성 환경성 등을 사전 검토 후 연구시행의 타당성 여부를 결정함으로써 산림복원의 체계적인 의사결정 과정을 정립하는 것을 목적으로 하였다. 산림재해로부터 예방을 통해 지역주민의 인명 피해 및 재산을 보호함과 동시에 산림의 공익적 성격에 적합한 보전과 관리가 되고, 산림 내 생태적 다양성이 유지 증진될 수 있도록 하며, 산림 내 서식 공간 및 기능이 확보되도록 부가적인 산림 기능을 유지하고자 하였다. 이에 강원도 철원군에 위치한 연구대상지의 특성과 주변 여러 요인을 분석, 조사를 통해 재해발생과 경로를 예측하였고, 합리적인 타당성 평가 및 적정성을 판단하여 방재효과의 제고와 건강한 산림환경의 유지를 위한 연구를 수행하였다. 본 연구를 시작으로 위와 같은 목적을 달성하기 위하여 사방연구의 필요성과 입지, 환경적 특성에 관련한 의사결정 체계를 정립하여 향후 사방연구와 관련한 연구를 진행하는 근거자료로 활용될 수 있을 것이라 사료된다.

Notes

Declaration of Competing Interest

The authors declare that they have no known competing financial interests or personal relationships that could have appeared to influence the work reported in this paper.

Fig. 1.
Investigation Stages of Damage Assessment.
KSEE-2025-47-3-195f1.jpg
Fig. 2.
Gangwon State Cheorwon-gun - geographical location (Map).
KSEE-2025-47-3-195f2.jpg
Fig. 3.
Precipitation probability according to the DDF (Rain-Duration-Frequency) curve in Cheorwon-gun area.
Source: Ministry of Land, Infrastructure and Transport
KSEE-2025-47-3-195f3.jpg
Fig. 4.
Forest Restoration Project feasibility assessment implementation Flow Chart.
(Author Reconstitution)
KSEE-2025-47-3-195f4.jpg
Fig. 5.
Research site in Cheorwon-gun.
KSEE-2025-47-3-195f5.jpg
Fig. 6.
Status of Cultural Properties Distribution Around the Research Site.
KSEE-2025-47-3-195f6.jpg
Fig. 7.
Time series change of the research site (Damaged Site).
KSEE-2025-47-3-195f7.jpg
Fig. 8.
Research site in Cheorwon-gun
KSEE-2025-47-3-195f8.jpg
Fig. 9.
Current Status of Ecological Naturalness of The Research Site.
KSEE-2025-47-3-195f9.jpg
Fig. 10.
Erosion, Collapse, and Installation Status of Nearby Structures within the Study Area.
KSEE-2025-47-3-195f10.jpg
Table 1.
Preliminary investigation and field investigation.
Assortment Investigation contents
Preliminary investigation - Examine landslide risk grades 1 and 2 within the feasibility evaluation area.
- Utilize the Landslide Risk Map from the Forest Spatial Information Service Landslide Information System.
Field investigation - Investigate the degree of soil collapse, erosion, and runoff within the feasibility evaluation area.
- Determination of the degree of risk according to the assessment table of areas at risk of landslides and debris flows in the Forest Service guidelines related to Article 37-2, Paragraph 4 of 「ENFORCEMENT RULE OF FOREST PROTECTION ACT」, 「Inspection of areas at risk of landslides and designation and management of vulnerable areas」
Table 2.
Major Large-Scale Landslide Damages
Damage Report 2015 2016 2017 2018 2019 2020 2021 2022 2023
Forestry Sector Total Restoration Cost (Million KRW) 0 16,866 21,488 22,842 53,428 393,463 14,999 82,110 142,822
Landslide (ha) 0 54 94 56 156 1,343 27 327 459
Streams (km) 0 2 2 3 2 14 1 1 2
Forest Roads (km) 0 0 10 9 30 140 4 18 41
Human Casualties [Deaths] (number) 0 0 2 0 3 9 0 0 13

∙ Forestry Sector Total Restoration Cost - The total amount for restoring damages in the forestry sector, including both public and private facility damages.

∙ Landslide - The phenomenon where part of the rock or soil slope in a mountainous area collapses due to heavy rain, typhoons, earthquakes, etc.

∙ Stream Damage - The phenomenon where the area around the stream from the upper valley to the lower river of the valley is damaged due to a rapid increase in water flow caused by typhoons, heavy rain, etc.

∙ Forest Road Damage - The phenomenon where the forest roads, constructed for forest management, collapse due to the influence of typhoons, heavy rain, earthquakes, etc.

Source: Central Disaster and Safety Countermeasures Headquarters Damage Recovery Plan

Table 3.
Cheorwon-gun geographical location.
County Office Location Bearing The extremes of longitude and latitude
Extension Distance
Designation Point of Pole
649 Sincheolwon-ri, Galmal-eup, Cheorwon-gun, Gangwon-do East end Seokjang-ri, Imnam-myeon East longitude 127°53′
West end Cheorwon-eup Daemari East longitude 127°05′ East-West 86.4 km
South end Galmal-eup, Sincheolwon-ri North latitude 38°05′ North-South 27.5 km
West end Wonnam-myeon Jinhyeon-ri North latitude 38°20′
Table 4.
Cheorwon-gun elevation and slope distribution status. (Unit: km2, %)
Assortment Total Less than 100m 100~200 200~300 300~400 400~500 500m more than
Area 898.5 0.1 139.2 295.7 152.3 117.1 194.1
Ratio 100.0 0.0 15.5 32.9 16.9 13.1 21.6
Assortment Total Less than 5° 5~10° 10~20° 20~30° 30°more than
Area 898.5 303.4 46.6 166.2 202.5 179.8
Ratio 100.0 33.8 5.2 18.5 22.5 20.0

Source: 2020 Cheorwon-gun Basic Plan

Table 5.
Damage status around the research site.
Assortment Contents
Cause of Damage Artificial damage due to installation of military facilities
Degree of Damage Vegetation Damage Damage from conflicts and conflicts N/A Invasion of harmful species N/A
Topographical Damage Damaged area 6.4ha Areas at Risk of Landslides Class 1
Landscape Damage Destruction of natural landscape resources N/A Destruction of cultural landscape resources N/A
Destruction of scenic resources N/A - -
Table 6.
Baseline Environmental Survey Results.
Target Area 2.0 ha
Site investigation (Invertigation of Forest land) Stand investigation (Invertigation of Forst trees)
Slope Distribution 10.0° Forest physiognomy Map Etc 95.0%
Area Distribution Westward 66.5% Density Etc 95.0%
Elevation Distribution Average 243.6m Severity Distribution Etc 95.0%
Geological Map Igneous Rock Earth-level distribution Etc 95.0%
Ecological Natural Map Pine forests in grade 2 and grade 3 areas (Vegetation conservation grade Ⅲ)
Landslide Risk map -
Table 7.
Soil Status of The Research Site.
Soil Condition Drainage Normal Parent Rock Igneous Rock
Soil Texture Sandy Loam (SL) Silica Content Within 5%
Soil Depth Approximately 70cm Degree of Weathering Normal
Moisture Content Moderately Moist Density Deep Pine
Soil Type Brown Moderately Moist Forest Soil Rock Exposure Less than 5%
Table 8.
Vegetation status by ecosystem layer.
Range Vegetation Rate (%) Dominant Species
T1 70 Black locust
T2 50 Acer ginnala
S 55 Asian Hazel
H 70 Low sedge

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