Special Research Paper on “Research on Aggregate Resources in Korea (II)”

Split Viewer

Econ. Environ. Geol. 2024; 57(2): 143-159

Published online April 30, 2024

https://doi.org/10.9719/EEG.2024.57.2.143

© THE KOREAN SOCIETY OF ECONOMIC AND ENVIRONMENTAL GEOLOGY

Distribution, Preservation Characteristics of Land and River Natural Aggregates in Nonsan City, Korea

Hyun Ho Yoon, Sei Sun Hong*, Min Han, Jin-Young Lee

Quaternary Environment Research Center, Korea Institute of Geoscience and Mineral Resources, Daejeon 34132, Korea

Correspondence to : *hss@kigam.re.kr

Received: February 29, 2024; Revised: April 3, 2024; Accepted: April 5, 2024

This is an Open Access article distributed under the terms of the Creative Commons Attribution Non-Commercial License (http://creativecommons.org/licenses/by-nc/3.0) which permits unrestricted non-commercial use, distribution, and reproduction in any medium, provided original work is properly cited.

Abstract

Natural aggregate is an essential resource for human activities, closely related to construction. The aggregate demand has been increasing annually, and due to the nature of the resource, it is difficult to procure from distant locations. This study identifies the distribution and characteristics of aggregate-bearing areas as part of a municipal-level aggregate resource survey conducted in Nonsan City, Korea, in 2023. Nonsan City is located approximately 35 km straight distance from the Geum River estuary and lies at the passageway of the main stream of the Geum River. The topography of Nonsan City features eastern mountainous areas and western plains, creating an east-high-west-low geomorphic setting, with 33 streams distributed across the city, including tributaries of the Geum River like Nonsan Stream, Noseong Stream, and Ganggyeong Stream. All streams originate from the highlands in the north and east, converge with Nonsan Stream, and then join the west bank of the main stream of the Geum River at the western boundary of Nonsan City. Drilling core results show shallow depths in the highlands to the north and east, deepening towards the west, reaching a maximum depth of 25 m near the main stream of the Geum River. The total reserve of land aggregates is calculated to be 246,789,000 m3, with a developable amount of 172,750,000 m3. The total reserve of river aggregates is 5,236,000 m3, with a developable amount of 3,765,000 m3. The distribution of aggregates varies according to the geomorphic, geologic, and development pattern of the river system. Reserves are scarce in mountainous areas but are abundant in regions with rivers and wide alluvial plains, although reserves appear at depths greater than 4m. The distribution of aggregate resources in Nonsan City is influenced by stream activities and sea level changes, with the tidal range of the Yellow Sea acting as an unfavorable condition for the preservation of aggregate resources.

Keywords Nonsan City, natural aggregate, preservation characteristics, Nonsan Stream, tidal flat

논산시 하천 및 육상 골재 자원의 부존 현황과 특성

윤현호 · 홍세선* · 한민 · 이진영

한국지질자원연구원 제4기환경연구센터

요 약

천연골재(Natural aggregate)는 인간활동에 필수적인 자원으로 건축활동과 밀접하게 관련되어 있다. 최근 골재의 수요는 매년 증가하는 추세이며 자원의 특성상 원거리에서 조달하기가 어렵다. 이 연구는 시군단위 골재자원조사의 일환으로 2023년 충청남도 논산시를 대상으로 수행된 조사결과를 바탕으로 골재부존지역의 분포와 특성을 파악하였다. 논산시는 금강 하구로부터 직선거리로 약 35km 떨어져있으며 금강 본류가 지나는 길목에 위치한다. 논산시의 지형은 동부의 산악지대와 서부의 평야지대를 형성하는 동고서저형의 지형적 특색을 지니며 금강의 지류인 논산천, 노성천, 강경천 등을 포함하여 33개의 국가 및 지방하천이 분포한다. 모든 하천들은 고지대인 북쪽과 동쪽에서 발원하여 논산천과 합류한 뒤 논산시의 서쪽 경계에서 금강 본류의 좌안으로 합류한다. 시추 결과는 고지대인 북쪽과 동쪽에서 얕은 심도를 보이며 서쪽으로 갈수록 깊은 심도를 보여 금강 본류 인근에서 최대깊이인 25m를 보인다. 계산된 육상골재의 총 부존량은 246,789,000㎥이며, 개발 가능량은 172,750,000㎥이다. 하천골재의 총 부존량은 5,236,000㎥ 이며, 개발가능량은 3,765,000㎥로 나타났다. 골재의 분포양상은 지형 및 지질, 수계의 발달 양상에 따라 다양하게 나타난다. 부존량은 산간지역에서 미비하며 하천과 넓은 충적평야가 발달하는 지역에서 많은 양의 골재자원이 분포하는 것으로 나타나지만 부존심도는 4m 이상의 깊이에서 나타난다. 논산시의 골재자원 분포는 하천작용과 해수면 변동의 영향으로 인한 것이며 서해안의 큰 조차는 골재자원의 부존에 불리한 조건으로 작용한 것으로 해석된다.

주요어 논산시, 천연골재, 부존 특성, 논산천, 조간대

  • We studied the distribution and preservation characteristics of land and river aggregates from the Aggregate Resource Survey in Nonsan City.

  • The preservation and distribution characteristics of natural aggregate resources in Nonsan City are concentrated in the western plains area and are associated with geological, geomorphic, and stream activities.

  • Nonsan CIty was affected by tidal influences, which acted as unfavorable conditions for the preservation of aggregate resources.

천연골재(Natural aggregate)는 전 세계적으로 지각물질(암석)을 이용하는 자원 중에서 가장 많은 양이 사용되어왔으며, 인간의 건축 활동 과정에도 오랫동안 이용되어왔다(Torres et al., 2021). 골재는 적절한 매장량의 유지를 통해 지형이나 지반의 침식을 방지하고 지진이나 산사태 등의 지질적 재해를 예방할 수 있으며 지하수의 이동과 저장에도 영향을 미친다. 골재의 부존층이 충분하지 않으면 지하수 이동량이 증가하거나 오염의 위험이높아질 수 있다. 골재는 특히 산업적 측면에서 필수적인자원으로 아스팔트 포장용, 시멘트 콘크리트용, 건설용채움재 등으로 사용된다. 천연골재자원은 지역에 따라 부존 특성이 다르며, 자체로 중량이 무겁고 사용량이 달라지기 때문에 원거리 조달이 어렵고 대체재를 개발하기도어렵다. 이러한 특성으로 인해 안정적인 수급을 유지하기 위하여 골재채취법, 표준시방서, 한국산업규격(KS F 2523)등의 법률에 의해 골재 채취에 대한 현황 자료가 국가적으로 관리되고 있다(Hong et al., 2015; Hong and Lee, 2020). 골재는 연간 약 1억5천만m3, 중량으로는 약 2억4천만ton 내외의 막대한 양이 주택건설, 토목, 도로 등의건설사업에 사용되며 사용량이 점차 증가하는 추세이다(Hong and Lee, 2021).

대한민국의 인구 밀도는 2022년 기준 1km2당 518명으로 세계에서 가장 높은 수준이며, 전국적으로 도시화가진행되면서 국토의 85% 이상이 개발되어 있다. 육상 및하천 골재의 채취는 환경문제, 허가 및 규제, 지역사회의저항, 그리고 지질학적 제약 등의 다양한 문제들을 야기할 수 있다. 특히, 기존에 사용 중이던 토지를 변형시키기 때문에 토지 이용 갈등이 발생하기 쉬우며 국토의 이용도가 높은 대한민국은 다른 나라들에 비해 더 논란의여지가 있을 수 있다. 대한민국은 점토, 이탄, 규사 등 표토 광물 자원이 부족하며 대표적인 표토 자원인 골재 자원의 관리가 중요한 이유이다. 골재의 개발을 위해 자원의 부존 지역, 매장량이나 품질평가 등은 어떤 형태로 이루어지든 지질 정보에 의존할 수밖에 없다. 따라서, 정밀한 매장량 추정의 제시를 위한 자원분포 지도의 규모와해상도가 제시되어야 할 필요성이 있다.

육상환경에 매장된 천연골재자원은 하천과 연관된 퇴적환경과 관련이 깊다. 하천은 유동 특성 및 침식력, 지형적 특성, 지질학적 특성, 기후 조건 등에 따라 다양하게 발달할 수 있으며(Allen, 1970), 하천의 특성을 이해하는 것은 골재 부존의 지역적인 분포를 결정하는데 중요한 역할을 한다. 따라서 하천의 특성을 고려하여 골재부존의 유망지역을 식별하는 것이 중요하다. 이 연구는2023년도 논산시, 계룡시 골재자원조사에서 수행된 결과중 일부로 논산시의 육상 및 하천 골재자원의 부존 특성에 대한 지질학적 의미를 파악하고자 하였다. 골재자원조사는 일반적으로 제4기지질도 작성을 포함한 다양한분석을 통해 순차적으로 진행되지만 이번 논문에서는 골재의 부존 특성에 대한 내용을 중심으로 논의하였다.

2.1. 일반현황 및 지형

논산시는 한반도 중심부의 충청도와 전라도가 접하는 지역에 위치하고 있으며 동쪽에는 대전광역시, 금산군과접하며 남쪽으로는 익산시, 서쪽의 부여군, 북쪽으로는공주시와 접하고 있다(Fig. 1). 논산시의 총 면적은 555.16km2이며 2읍 11면 2동의 행정구역으로 구성되어 있다 (Fig. 2a).행정구역 중 가장 넓은 면적을 차지하는 양촌면은 77.17km2이고 벌곡면이 69.70km2로 두 번째 넓은 면적을 차지한다. 논산시의 지형은 북동부와 남동부 방향으로 계룡산과 대둔산(878m)으로 이어지는 고지대가 분포하며 중서부는 낮고 완만한 표고의 평야지대를 형성하고 있다. 논산천 하류의 시가지 주변으로 구릉지가 일부 형성되어 있으나 대부분 100m 이하의 고도와 완만한 기복을 보이며 50m 이하의 평야 지역이 넓은 평야지대를 형성하고있다. 금강의 지류인 노성천, 연산천, 논산천 등이 북동부의 계룡산과 남동부의 대둔산으로부터 발원하여 서류한뒤 논산시의 시가지 주변에서 논산천으로 집수하여 강경읍 부근에서 강경천과 합류한 뒤, 금강 본류에 흘러든다.주요 하천의 주변에는 넓은 평야지대와 낮은 구릉지가발달되어 있다(Fig. 2). 논산시의 기후는 남부 서해안형에해당하며 연평균 기온 12.9℃, 연 강수량은 1,651.3mm이다.

Fig. 1. Satellite image spanning from the Geum river estuary to the Nonsan City.
Fig. 2. (a) Location map of the drilling sites and the survay area, (b) geological map in Nonsan City.

2.2. 지질

이 지역에서 가장 오래된 암석은 선캄브리아시대의 경기편마암복합체에 속하는 변성편마암 및 편암이다(Fig. 2b).이들은 논산시의 북서쪽에 소규모로 분포한다. 이들은 하부로부터 안구상편마암, 호상혼성편마암 및 편암, 그리고노성산 편암 및 편마암으로 구분된다(KIGAM, 1980). 변성퇴적암류인 시대 미상의 옥천층군은 논산시의 동남부에 분포하며, 논산시 전체 면적의 약 30%를 차지하고 있다. 옥천층군은 변성사암류와 변성점토암류가 우세하게구성되어 있다. 옥천층군의 상부에는 중생대 쥐라기의 화강암류와 백악기의 맥암류로 구성되어 있다. 쥐라기 화강암류는 논산시 전체 면적에서 약 60% 이상을 차지하며, 북서부부터 중앙부까지 넓게 분포한다. 이 화강암류는 한반도 중부의 북동~남서 방향으로 분포하는 대보화강암체의 일부분으로서 부분적으로 편마구조를 갖는다.유색광물이 몰려 있는 암상으로 보아 남한 중부 지역에흔한 쥐라기의 동시구조성 관입암체로 해석되고 있다(KIGAM, 1980). 이 화강암류는 반상 화강섬록암, 화강섬록암, 석영몬조니암 및 복운모혼성화강암으로 구분된다.백악기의 맥암류는 논산시의 중앙 동부에서 거의 남북방향의 암맥군으로 분포되어 있다(KIGAM, 1980).

2.3. 주요 수계의 특성

논산시의 수계는 풍화에 강한 암석들인 규암, 반암, 맥암류 등의 분포 방향인 남북 방향으로 대체로 배열되어있다(Fig. 2). 이들 중 논산천, 노성천, 강경천은 국가하천등급의 하천들이며 이들의 유역면적은 665.02km2이다. 이들은 우리나라 4대강의 하나인 금강의 유역 내에 포함되며 남쪽으로 만경강 권역, 서쪽으로는 금강과 접해 있다.논산천 수계는 전라북도 완주군의 장선천이라는 이름으로 흐르다가 논산시 양촌면에서 논산천으로 합류하여 탑정호에 합류된다. 탑정호에서 북서쪽으로 흘러 논산대교상류 지점에서 노성천과 합류한 뒤 남서쪽 방향으로 흐르며 좌측으로는 논산시 도심지와 논산평야를 가로질러강경읍 지점에서 강경천과 합류하여 본류인 금강의 좌안으로 유입된다. 유역의 제1하천인 논산천은 논산시 도심지 구간과 논산평야를 관류하는 하천으로 유역면적665.02km2, 유로연장 55.00km, 하천연장 21.45km이며, 주요 지류하천으로는 국가하천인 노성천 및 강경천과 지방하천인 왕암천 및 방축천이 있다. 강경천은 전라북도 익산시 미륵산 기슭에서 발원하여 강경읍을 거쳐 논산천에합류하는 하천으로 유역면적 125.07km2, 유로연장 21.64km,하천연장 6.53km이다. 노성천은 계룡산과 대둔산에서 발원하여 공주시 계룡면과 논산시 부적면을 지나 논산천에합류하는 하천으로 유역면적 193.80km2, 유로연장 27.34km,하천연장 4.86km이다(Table 1). 논산천 유역은 금강하굿둑의 건설 전에는 조류(Tidal current)의 영향을 많이 받았으며 논산천 하류의 강경시장이 매우 번성하였다. 과거에는 논산천이 사행하여 유로가 불규칙하였으나 1930년대 하천개수공사를 통해 직강화하고 양안에 제방을 축조하여 광활한 농경지를 형성하였다. 과거 하천 유로는제내지 측에 우각호로 남아 있었으나, 1970년대 이후 경지정리가 시작되면서 대부분 매립되어 그 형상을 찾을수 없게 되었다.

Table 1 General information about major streams in Nonsan City

NameTotal stream length (km)Total waterways length (km)Watershed area (km2)Watershed mean width (A/L2)km Shape Coefficient (A/L2)Average Gradient (%)Average Altitude (EL.m)
Nonsan Stream21.555.0665.012.10.2222.6119.2
Ganggyeong Stream6.521.6125.15.80.2711.852.9
Noseong Stream4.927.3193.87.10.2619.698.0


하도 내의 유수는 중력에 의해 최단거리, 최급경사를선정하여 선정된 두 점간의 직선 유로를 이루려는 경향이 있으며 지반의 다양한 요인으로 인해 실제로는 완연한 사행 유로를 형성한다. 사행천(Meandering river)의 퇴적모델은 하천에서의 골재자원이 부존될 수 있는 조건을잘 설명해 준다(Fig. 3). 사행천의 퇴적모델에 의하면 하천에서 골재자원인 모래 및 자갈의 퇴적은 포인트바(point bar)의 측면퇴적(Lateral accretion)에 의해 형성되며 유기된 하도의 상부와 범람원에는 수직퇴적(Vertical accretion)에 의한 점토질 퇴적물이 축적된다(Allen, 1970). 유역의하도 특성은 퇴적물의 운반 특성과 직접적으로 연관되므로 골재 자원의 부존 특성은 하도의 특성과 관계가 깊다.유역의 면적, 유로 연장 길이, 유역의 평균폭 및 형상계수 등으로 표현되는 유역의 평면적 특성은 하천의 유출특성을 파악하는데 중요하다. 하도의 특성을 파악하기 위한 하도의 형태적 특성과 퇴적물 특성을 Table 2에 다음과 같이 제시하였다.

Table 2 Characteristics of riverbeds in the major streams of Nonsan City. For location in the study site, see Figures 6, 7, 8 (MOLIT, 2016)

NameMeasurement sectionRiverbed slopeChannel width (m)Stream width (m)Mean grain size (mm)Specific gravity (Gs)
Nonsan StreamNS01NS021/261433.7~480.0100.2~157.80.022.62
NS02NS031/2013270.2~433.788~157.80.01~0.022.62~2.63
NS03NS041/5116271.7~34943~171.50.0~7.32.63~2.65
NS04NS051/1118210.7~34937.3~171.57.32.65
NS05NS061/820210.7~32125.7~231.90.84~7.462.63~2.65
NS06NS071/5384.1~451.840~1180.842.63
NS07NS081/627
Ganggyeong StreamGG01GG021/1738139.9~218.549.5~104.60.012.63~2.64
GG02GG031/8283107.6~214.633.8~104.60.012.64
Noseong StreamNO01NO021/132171.8~224.226.2~1350.3~3.292.62~2.67

Fig. 3. Conceptual depositional model for point bar in a meandering stream channel (modified from Allen, 1970).

골재의 부존량 산정을 위해 우선 골재 부존이 예상되는 지역을 선정해야 한다. 육상골재의 조사지역은 대부분 논 혹은 밭 등의 경작지이므로 이들 지역을 하천, 도로, 읍면 경계, 지형 발달 상태 등에 따라 일정구역을 설정하여 각각을 조사지역(polygon)으로 정하였다(KIGAM, 2023a). 하천골재 조사는 제방 내 하도 주변의 충적층을대상으로 조사지역을 선정하였다. 시추조사는 육상골재20점, 하천골재 5점으로 총 25개의 시추가 수행되었다(Table 3, Fig. 2). 각 시추공 별로 기반암이 확인되는 심도까지 시추를 수행하였으며, 퇴적층 전 구간에서 시료를 회수하였다. 시추 방식은 물을 사용하지 않는 방법을사용하였으며, 채취된 코어시료에 대해서는 디지털영상을 촬영하고 퇴적학적 분석 방법을 통하여 시추주상도를작성하였다. 퇴적층의 분류는 입도에 따라 점토, 실트, 모래, 자갈 등으로 대구분되며, 각각의 입도 구간 내에서퇴적물의 함량에 따라 다시 세분하였다. 또한 골재로 활용될 수 있는 구간은 골재 부존 구간으로 설정하여 주상도에 표기하였다(KIGAM, 2023a).

Table 3 Drilling data and aggregate reserve part in Nonsan City

NameNorthingEastingElevation (m)Depth (m)Aggregate part (m)Remark
23NSL0136°08'45.21"127°01'35.92"5.0397~9
23NSL0236°10'01.60"127°03'4.20"5.38186.5~8, 12~17
23NSL0336°11'07.28"127°02'03.12"4.41217~8.5
23NSL0436°12'53.82"127°01'51.64"5.75916.2~19.9
23NSL0536°07'44.64"127°03'44.60"6.151510~13
23NSL0636°07'07.84"127°06'42.96"19.4783.7~6.5
23NSL0736°09'14.24"127°06'43.45"8.4396.5~8.5
23NSL0836°13'37.51"127°04'45.25"6.39118~11
23NSL0936°08'28.60"127°09'14.89"32.0351.5~3.8
23NSL1036°12'06.78"127°06'08.15"7.4396~8
23NSL1136°13'10.23"127°06'43.23"7.4273~5.5Land aggregate
23NSL1236°10'48.51"127°07'50.98"13.2882~6.6
23NSL1336°15'23.25"127°04'48.37"9.5174~6
23NSL1436°17'48.33"127°05'01.96"22.606-
23NSL1536°17'51.41"127°09'00.12"18.5363~4.4
23NSL1636°13'45.36"127°09'45.78"14.7975~5.8
23NSL1736°15'43.01"127°08'16.35"12.8985~7
23NSL1836°10'22.94"127°12'11.73"33.3874~5
23NSL1936°08'02.47"127°14'37.29"51.8071~5
23NSL2036°12'28.82"127°16'14.87"112.1691.5~6.5
23NSR0136°09'57.51"127°00'33.14"4.022514.7~23
23NSR0236°09'12.46"127°01'49.85"4.3110-
23NSR0336°12'14.76"127°04'26.75"4.42133~4.7River aggregate
23NSR0436°13'58.91"127°07'49.75"9.36106.2~7.8
23NSR0536°11'40.53"127°07'36.75"7.4640~4


골재 부존량의 산정은 시추 자료를 검토하여 주요 골재부존 구간과 개발가능 구간을 선정한다. 부존구역별로관련 시추공을 선정하며, 부존구역 내에 참조가 가능한시추공이 없는 경우 인접한 시추공을 이용하거나 제4기지질학적 퇴적양상을 고려하여 부존량 산정구역을 선정하였다(KIGAM, 2023a). 또한, 시추조사가 수행되지 않은 지역은 부존량 산정에서 제외하였다. 개발 가능 구간은 지표(표토퇴적층을 제거하지 않은 상태)에서 하부 4m심도 이내에 해당되는 사력층의 두께로 정의된다(KIGAM, 2023a). 경제적인 측면을 고려하여 골재로서 활용 가능한최소한의 두께는 0.5 m이지만, 골재부존구간에서 이 보다 두께가 얇더라도 골재의 부존량 산정에 포함시켰다(KIGAM, 2023a).

부존량은 기반암 풍화대 상부에 부존하는 모래와 자갈층에 대한 부존량을 의미하는것으로 실제 개발 가능한골재자원의 부존 심도와는 무관하다. 오차공제율은 지형도 오차, 면적 내의 소규모 지형 기복에 의한 오차 등을말한다. 육상골재가 부존되는 제4기 퇴적층은 대부분 경작지로서 벼농사를 포함하여 비닐하우스, 특수작물, 과수원, 축사 등 다양한 용도로 토지가 이용되고 있다. 이외에 관정, 도로, 전신주, 고압선로 등 지표에 설치되어 있는 구조물도 다수 있는 편이다. 지표이용률이란 이러한지표에서 이용되고 있는 면적을 고려한 것으로서 평균적으로 전체 충적층 면적의 약 30% 내외가 이에 해당한다.지표가 다른 용도로 사용 중인 구간에서는 실제로 개발이 불가능하기 때문에, 지표의 토지 사용 비율을 평균 30%를 적용하여 실제 개발 가능 면적은 부존 면적의 70%로 적용하였다(KIGAM, 2023a).

4.1. 시추조사 결과

총 25개의 시추 결과는 전체 시추공 중에서 논산시 내의 주요하천인 논산천 (8공), 노성천(4공), 강경천(4공)을중심으로 일부만 기술하였다.

4.1.1. 논산천 유역

논산천 주변에서 획득된 시추코어에서 확인되는 충적층 분포 심도는 4~25m로 나타나며 골재부존구간의 두께는 다양하게 나타난다. 23NSR01, 23NSL03, 23NSR03, 23NSL10 코어는 논산천과 금강의 합류부 인근부터 노성천 합류부인 중류부까지이며 표층의 해발고도는 각각4.03m, 4.41m, 4.42m, 7.43m이다. 이 코어들에서 시추코어의 심도는 상류 방향일수록 점차 감소하며 골재의 부존구간은 대부분이 7m 아래의 심도에서 나타난다. 이 퇴적층은 전체적으로 최하부의 자갈층부터 상부로 모래층과 점토 및 실트층이 반복되며 점차 세립화되는 과정을보여주고 있어(Fig. 4), 하천작용이 우세했던 하도로 추정되며 점토층은 조간대의 흔적이 나타나는 것으로 보아조간대와 하천의 경계였을 것으로 추정된다. 일부 산화된 흔적과 암회색의 점토층의 교호는 지표노출과 조간대수로의 이동이 반복되었던 것으로 해석되어 하천의 수평이동이 활발했을 것으로 추정된다. 23NSR05, 23NSL12, 23NL18, 23NSL19 시추코어는 노성천 합류부로부터 입촌천, 양촌천 합류부인 논산천의 상류부에 해당한다. 표층의 해발고도는 각각 7.46m, 13.28m, 33.38m, 51.80m이다. 이 시추코어들의 충적층 분포 심도는 4~8m로 상대적으로 얕은 편이며 조립질 퇴적물이 우세하다(Fig. 5). 이들은 하부로부터 기반암 풍화대, 자갈층, 모래질 자갈층, 모래층 그리고 표토층으로 구성되어 있으며 점토질퇴적물이 거의 나타나지 않는다. 모래층 및 자갈층은 갈색~암갈색의 산화의 흔적이 나타나며 자갈의 크기는1~30cm로 매우 다양한 크기를 보인다. 이 시추코어들에서 골재부존구간은 4m 이내의 얕은 심도로 나타나며 두께는 약 1~4m 이상으로 나타난다. 논산천 주변의 퇴적층은 하류부로부터 상류부로 하도의 폭과 경사의 변화가심하여 구간에 따라 퇴적물의 종류와 퇴적층의 두께가다양하게 변화하는 특징을 보인다(Fig. 6).

Fig. 4. Core images and stratigraphic section of the representative core 23NSR01 in the downstream part of Nonsan stream.
Fig. 5. Core images and stratigraphic section of the representative core 23NSL19 in the upstream part of Nonsan stream.
Fig. 6. The location of core around Nonsan stream, stratigraphic sections, and the aggregate-bearing sections within each cores.

4.1.2. 노성천 유역

노성천 주변에서 획득된 시추코어에서 확인되는 충적층분포 심도는 7~11m로 나타나며 골재부존구간의 두께는다양하게 나타난다(Fig. 7). 23NSL08, 23NSR04, 23NSL17, 23NSL15 코어는 논산천 합류부 인근부터 노성천의 상류부인 상월면 까지이며 표층의 해발고도는 각각 6.39m, 9.36m, 12.89m, 18.53m이다. 이 코어들에서 충적층의 심도는 상류 방향일수록 점차 감소하며 골재의 부존구간은대부분이 4m 아래의 심도에서 나타난다. 이 퇴적층은 전체적으로 최하부의 자갈층부터 상부로 모래층과 점토 및실트층이 반복되며 점차 세립화되는 과정을 보여주고 있다. 23NSL08과 23NSR04 코어는 노성천과 연산천이 합류하여 논산천 방향으로 흐르는 구간으로 하도의 경사가비교적 완만하다. 이 시추코어들은 점토층이 우세하며 일부에서 조간대의 흔적이 나타나는 것으로 보아 조간대와하천의 경계였을 것으로 추정된다. 23NSL17과 23NSL15코어는 연산천 합류 이전으로 모래층 및 자갈층이 우세하며 일부 점토층이 1~2m로 얇게 나타난다. 퇴적층에 포함된 자갈들은 갈색~암갈색의 산화의 흔적이 나타나며자갈의 크기는 매우 다양하다. 노성천 주변의 퇴적층은하도의 폭과 경사의 변화가 논산천에 비해 크지 않아 퇴적층의 두께나 퇴적물 종류의 변화가 크지 않다.

Fig. 7. The location of core around Noseong stream, stratigraphic sections, and the aggregate-bearing sections within each cores.

4.1.3. 강경천 유역

강경천 주변에서 획득된 시추코어에서 확인되는 충적층분포 심도는 9~25m로 나타나며 골재부존구간의 두께는다양하게 나타난다(Fig. 8). 23NSR01, 23NSL01, 23NSR02, 23NSL05 코어는 논산천 합류부로부터 마산천 합류부까지이며 표층의 해발고도는 각각 4.02m, 5.03m, 4.31m, 6.15m이다. 골재의 부존구간은 대부분이 7m 아래의 심도에서 나타나며 23NSR02 시추코어에서는 기반암 상부로 자갈 및 모래층이 나타나지 않아 골재 부존이 확인되지 않는다. 이 퇴적층은 전체적으로 최하부의 기반암 풍화대부터 자갈층, 상부로 모래층과 점토 및 실트층이 반복되며 점차 세립화되는 과정을 보여주고 있다(Fig. 4),이 퇴적층의 자갈 및 모래의 상향 세립화 경향은 하천작용이 우세했던 하도로 추정되며 모래층의 상부에 놓인점토층은 조간대의 흔적이 나타나는 것으로 보아 하천에서 조간대의 전이가 일어난 것으로 추정된다. 일부 산화된 흔적과 암회색의 점토층의 교호는 지표노출과 조간대수로의 이동이 반복되었던 것으로 해석되어 하천의 수평이동이 활발했을 것으로 추정된다. 강경천 주변은 하도의 폭이 넓고 경사가 완만하며 퇴적물 특성은 점토질 퇴적층이 우세하게 발달한다.

Fig. 8. The location of core around Ganggyeong stream, stratigraphic sections, and the aggregate-bearing sections within each cores.

4.2. 골재 부존량 산정

육상골재 부존량의 산정은 논산시의 읍면별로 종합하였다. 골재부존량 산정 방법을 통해 산정된 논산시의 육상골재 총 부존량은 246,789,000m3이며, 개발 가능량은172,750,000m3이다. 각 읍면별 육상골재 부존량은 강경읍(2,148,000m3), 연무읍(15,610,000m3), 성동면(45,661,000m3),광석면(25,037,000m3), 노성면(2,754,000m3), 상월면(13,308,000m3), 부적면(29,454,000m3), 연산면(3,432,000m3),벌곡면(3,824,000m3), 양천면(18,284,000m3), 가야곡면(5,048,000m3), 은진면(13,227,000m3), 채운면(63,821,000m3),행정동(5,181,000m3) 이다. 각 읍면별로 산출된 총 부존량중에서 골재 개발 가능량은 강경읍(1,504,000m3), 연무읍(10,927,000m3), 성동면(31,963,000m3), 광석면(17,526,000m3),노성면(1,928,000m3), 상월면(9,315,000m3), 부적면(20,618,000m3), 연산면(2,402,000m3), 벌곡면(2,677,000m3), 양천면(12,798,000m3), 가야곡면(3,534,000m3), 은진면(9,258,000m3), 채운면(44,674,000m3), 행정동(3,626,000m3)으로 나타난다. 논산시의 읍면별 육상골재 부존량은 지역별 편중이 심하다. 벌곡면과 양촌면, 가야곡면 등은 산간에 위치하여 육상골재의 부존량이 적은 편이다. 반면에 논산천 하류의 평야지대를 이루는 채운면, 성동면, 광석면은 부존량이 상대적으로 많다(Table 4). 그러나 대부분의 골재 부존구간이 지표로부터 심도 4m 이내를 벗어난 깊은 곳에 분포하므로 실질적인 경제성은 낮은 편이다.

Table 4 Estimating results the land aggregate reserves in Nonsan City

RegionSurvey area (m2)Aggregate area* (m2)Reserves (m3)Available Area** (m2)Available Reserves (m3)
SandGravelTotalSandGravelTotal
Ganggyeon-eup1,317,0001,317,0002,080,00068,0002,148,000922,0001,456,00048,0001,504,000
Yeonmu-eup11,558,00011,558,00015,273,000337,00015,610,0008,091,00010,691,000236,00010,927,000
Seongdong-myeon11,268,00011,268,00044,647,0001,014,00045,661,0007,887,00031,253,000710,00031,963,000
Gwangseok-myeon11,115,00011,115,00023,950,0001,087,00025,037,0007,780,00016,765,000761,00017,526,000
Noseong-myeon5,274,0005,274,0002,680,00074,0002,754,0003,692,0001,876,00052,0001,928,000
Sangwol-myeon8,882,0008,882,00012,899,000409,00013,308,0006,217,0009,029,000286,0009,315,000
Bujeok-myeon10,274,00010,274,00028,184,0001,270,00029,454,0007,192,00019,729,000889,00020,618,000
Yeonsan-myeon8,060,0008,060,0003,247,000185,0003,432,0005,642,0002,273,000129,0002,402,000
Beolgok-myeon893,000893,0003,679,000145,0003,824,000625,0002,575,000102,0002,677,000
Yangchon-myeon7,460,0007,460,00017,845,000439,00018,284,0005,222,00012,491,000307,00012,798,000
Gayagok-myeon3,168,0003,168,0004,881,000167,0005,048,0002,217,0003,417,000117,0003,534,000
Eunjin-myeon4,833,0004,833,00012,612,000615,00013,227,0003,383,0008,828,000430,0009,258,000
Chaeun-myeon11,383,00011,383,00061,337,0002,484,00063,821,0007,968,00042,935,0001,739,00044,674,000
Chwiam & Buchang-dong3,098,0003,098,0005,055,000126,0005,181,0002,168,0003,538,00088,0003,626,000
Total98,583,00098,583,000238,369,0008,420,000246,789,00069,006,000166,856,0005,894,000172,750,000

*The area where the aggregate-bearing section is confirmed by drilling.

**70% of the Aggregate Area considering site condition for aggregate development.



하천골재 부존량 산정을 위하여 하천골재 시추를 통해 매장량이 확인된 23NSR01, 23NSR03, 23NSR04, 23NSR05시추공 주변으로 매장량 평가 지역 범위를 선정하였다.논산시의 주요 하천인 논산천, 강경천 및 노성천을 중심으로 하천골재 매장량을 평가하였다. 다른 하천들의 경우에는 하폭이 좁고 모래 및 자갈 등의 하상 퇴적물이충분히 관찰되지 않아 평가에서 제외하였다. 하천골재 매장량 평가를 위하여 하천골재 시추를 통해 매장량이 확인된 23NSR01 시추공 주변으로 매장량 평가 지역 범위를 선정하였으며, 그 면적은 190,000m2이다. 조사지역 1은 강경천의 하류부에 위치한 곳으로, 평가 범위는 논산시 채운면 삼거리 일대로부터 논산시 채운면 강경천교인근 지점까지의 범위이며, 강경천 하류부가 논산천과 합류하는 지점이기 때문에 하도 양안으로 자갈 및 모래톱이 잘 발달한 지역이다. 조사지역 1의 하천골재 매장량은 모래 1,357,000m3, 자갈 27,000m3, 합계 1,384,000m3이다. 또한, 이의 개발가능량은 모래 950,000m3, 자갈19,000m3, 합계 969,000m3이다. 조사지역 2는 논산천 하류부에 위치한 곳으로, 하류부의 논산천교부터 상류부는논산신대교 사이의 범위이며, 논산천이 흐르는 과정에서하도 양안으로 자갈 및 모래톱이 잘 발달한 지역이다. 하천골재 매장량 계산을 위해 23NSR03 코어 시추공의 골재 부존 구간을 참고하였다. 이를 통해 계산된 이 지역하천골재 매장량은 모래 1,109,000m3, 자갈 52,000m3, 합계1,161,000m3이다. 또한, 이의 개발가능량은 모래 776,000m3,자갈 36,000m3, 합계 813,000m3이다. 조사지역 3은 23NSR04시추공 주변으로 매장량 평가 지역 범위를 선정하였으며,그 면적은 599,000m2이다. 논산시 노성천의 중류부에 위치한 곳으로, 평가 범위는 논산시 광석면의 노성대교 인근부터 논산시 광석면의 사계로 인근까지의 범위이며, 노성천이 흐르는 과정에서 하도 양안으로 자갈 및 모래톱이 잘 발달한 지역이다. 이를 통해 계산된 하천골재 매장량은 모래 1,327,000m3, 자갈 29,000m3, 합계 1,357,000m3이다. 또한, 이의 개발가능량은 모래 929,000m3, 자갈20,000m3, 합계 949,000m3이다. 조사지역 4는 23NSR05시추공 주변으로 논산천의 중류부에 위치한 곳으로, 하류부의 부적면의 계백로 인근부터 상류부는 부적면 신교리의 신교교 사이의 범위이며, 논산천이 흐르는 과정에서하도 양안으로 자갈 및 모래톱이 잘 발달한 지역이다. 계산된 이 지역의 하천골재 매장량은 모래 1,441,000m3, 자갈 36,000m3, 합계 1,478,000m3이다. 또한, 이의 개발가능량은 모래 1,009,000m3, 자갈 25,000m3, 합계 1,034,000m3이다. 이를 통해 계산된 논산시 하천골재 매장량은 모래5,236,000m3, 자갈 145,000m3, 합계 5,381,000m3이다. 또한, 이의 개발가능량은 모래 3,663,000m3, 자갈 102,000m3,합계 3,765,000m3이다(Table 5).

Table 5 Estimating results the river aggregate reserves in Nonsan City

RegionSurvey area (m2)Aggregate area* (m2)Reserves (m3)Available Area** (m2)Available Reserves (m3)Reference coreRemark
1190,000190,0001,384,000132,000969,00023NSR01Ganggyeong stream
2790,000790,0001,161,000553,000813,00023NSR03Nonsan stream
3599,000599,0001,357,000419,000949,00023NSR04Noseong stream
4426,000426,0001,478,000297,0001,034,00023NSR05Nonsan stream
Total2,005,0002,005,0005,236,0001,401,0003,765,000

*The area where the aggregate-bearing section is confirmed by drilling.

**70% of the Aggregate Area considering site condition for aggregate development.


5.1. 논산시의 골재자원 분포 및 부존량

논산시 관내를 흐르는 하천은 국가하천인 논산천, 강경천, 노성천을 포함하여 33개 하천이다. 특히 주요 하천인 논산천, 강경천, 노성천 등으로부터 제3지류인 마산천,연산천, 주천, 시묘천, 신양천 등에 이르기까지 다수의 지방하천이 분포하고 있다. 논산시의 지형은 서쪽이 금강본류 쪽으로 트인 평야지대이며, 동쪽과 남쪽에는 고도가 200m 이상의 산지가 분포한다. 동북부와 남부에 이르는 일대는 계룡산과 대둔산 줄기가 연결되어 험준한 산지로 이루어져 있으며, 이들 산지에 인접한 지역에는 해발고도 50m 내외의 산록지, 20m 부근의 완만한 구릉지,그 이하의 해발고도에는 충적평야가 분포한다. 계룡산지는 화강암류가 우세하게 분포하며, 이곳에 관입된 중생대의 석영반암과의 차별침식으로 인해 산세가 형성되어있다. 계룡산지에 발달하는 수계는 변성퇴적암류와 반암류, 암맥 등의 분포 방향에 의해 지배되어 대체로 남북방향으로 발달한다. 우리나라 대부분의 고도가 높은 산간 지역의 하천들이 심한 곡류의 형태를 보이는 것과는대조적으로 논산시의 높은 고도에 존재하는 하천들은 거의 직선상의 하도 형태를 보인다. 그러나 직선상 하천으로부터 분기된 하천들은 화강암을 기반암으로 하여 수지상 패턴의 하계망을 이루고 있다. 북동부와 남동부 주변산지를 제외하면, 논산시의 중부와 서부 지역은 산지로부터 발원한 여러 하천이 금강에 유입하는 통로로서 주변에 넓은 충적지를 형성하고 있다. 논산평야를 흐르는하천들은 모두 금강의 지류에 해당하며, 논산천, 강경천,노성천을 포함하여 그에 유입하는 여러 소지류로 이루어진다. 이들 주변에는 하천의 폭과 유량에 비하여 넓은 규모의 충적지가 발달되어 있다. 종합하여 볼 때, 하천과넓은 충적평야가 발달하고 있지만 현재 하천의 하도를제외하고는 점토와 모래가 교호하면서 산출되기 때문에소량의 잔골재 이외에는 하천골재 부존은 미비하다. 일부 시추코어에서 확인되는 바와 같이 골재부존 구간이존재하더라도 심도가 약 10m 이상의 깊은 곳에서 산출되기 때문에 현실적으로 하천골재의 개발은 어렵다.

논산시는 평지가 넓게 분포하여 육상골재 조사 면적이타 시군에 비해 넓은 편이다. 특히, 주요 하천인 논산천,강경천, 노성천 등이 금강 본류와 합류하는 하류 지역인광석면, 부적면, 성동면, 채운면, 강경읍 등은 넓은 평야지대가 발달한다. 반면에, 산지가 발달하는 노성면, 벌곡면, 양촌면, 가야곡면의 경우에는 육상골재 조사 면적은좁게 나타난다. 또한, 논산시 중심지로 도시화가 진행된논산시 행정동과 육군 본부가 위치하는 연무읍 등은 육상골재의 개발이 제한되는 지역이다. 부존량을 확인한 지역들도 시추코어의 하부에는 대부분이 점토 퇴적물로 조사되었으며 조사면적에 비해서는 골재부존량이 많지 않은 상황이다. 또한 골재로서 가치를 지닌 모래퇴적층은개발가능 구간인 4m 이상의 깊이에서 관찰되어 개발가능성이 낮다. 논산시의 육상골재 부존량을 살펴보면 지역별 편중이 매우 심하다. 벌곡면을 비롯한 산간에 위치한 양촌면, 가야곡면 등은 육상골재의 부존량이 매우 적은 반면에, 완만한 분지를 이루고 있는 채운면, 성동면의경우에는 부존량이 상대적으로 많은 편이다. 논산시는 전체적으로 충적층의 발달의 편차가 심하지만 금강 본류인근에는 세립의 모래가 부존되어 있다. 이러한 육상골재 부존량의 지역적인 편중과 풍부한 부존량은 산지 발달과는 반대로 넓은 평야지대와 그 위를 흐르는 하천이잘 발달하기 때문이다. 탁월한 지형적 특성 이외에도 풍화산물로 모래 등의 공급이 많은 화성암류 등의 기반암이 주를 이루는 지질 특성 역시 육상골재 부존에 중요한역할을 한 것으로 추정된다. 특히, 채운면, 성동면 광석면 등 논산천 하류와 노성천 하류의 경우에는 충적층의발달이 탁월하며 부존 면적 역시 넓기 때문에 많은 육상골재가 부존되어 있는 것으로 해석된다.

5.2. 하천의 유형과 골재자원 부존의 특성

하천은 직선으로 흐르는 경우가 매우 적고 완만한 사행의 유로를 형성하는데 이는 불균질한 지반을 만드는다양한 요인들에 의한 것이다. 하천 하도의 곡류가 시작되면 곡부에서는 원심력에 의해 하안이 침식되고 돌출부에서는 유속이 감소하여 퇴적물의 퇴적현상을 일으켜 곡선유로로 변한다. 이러한 유수의 특성에 따라 하천은 일반적으로 급경사를 이루는 산지에서 직선유로를 형성하고 완경사를 이루는 평지에서 사행하며 반경이 큰 곡류를 이룬다(Orton and Reding, 1993). 하도의 경사가 크면이동하는 유체는 유속이 증가하여 같은 단면에서 더 많은 유량이 흐르게 되며, 유속의 증가로 인해 하도 내에서의 에너지 증가로 하상의 침식 또한 증가하게 된다. 하상의 경사는 유역의 유출, 도달시간, 하도의 침식, 퇴적,사행도 등에 직접적인 영향을 주는 요소이다. 하천의 상류 구간에서 경사가 급하고 유속이 빠르며 침식현상이많이 일어나는 반면, 하류는 하상경사가 완만하여 유속이 느리며 퇴적현상이 발생한다. 즉, 수로의 평면적인 형상, 수로, 범람원 등과 같은 하천 주변의 지형은 유수와퇴적물의 상호작용에 의하여 빚어진 결과라 할 수 있다.따라서, 현재 하천의 지형학적 특성을 통해 하천작용의 결과물인 골재의 부존 특성을 파악하고 지하 내부에 부존량의 대략적인 추정이 가능하다. 다음 도표는 위의 설명을 간략히 보여준다(Fig. 9; Orton and Readings, 1993).

Fig. 9. Conceptual models of channel types related to the dominant type of bedload in the stream and the relative stability of channel banks (Orton and Readings, 1993).

논산시의 수계는 일반적인 자연하천의 특성을 잘 보여주고 있다. 그러나 기반암의 특성에 따라 동부에서 유입되는 논산천과 북부에서 유입되는 노성천의 하상경사와공급되는 퇴적물의 입도는 차이를 보인다. 논산천은 상류부인 탑정호 바로 아래 부근에서의 경사도가 1/53으로매우 급하며 하천과 수로의 폭이 각각 84~451m, 40~118m로 좁다(Table 2). 하상 퇴적물의 평균입도는 0.84~7.46mm로 굵은 모래와 자갈로 구성되어 있다(Table 2). 노성천의 중~상류부는 1/132의 경사도와 171~224m의 하천폭, 26~135m의 수로폭을 보이며 하상 퇴적물의 평균입도는0.3~3.29mm이다(Table 2). 하천의 하도는 거의 직선에 가까우며 하도 내의 일부 구간들에 모래와 자갈로 구성된사주가 발달한다. 이러한 형태의 하천에서는 현재 표층의 하도 내에 골재가 분포하지만 그 두께는 얇으며 하천이 사행하지 않기 때문에 분포범위가 넓지 않다. 이와 같은 특징은 경상북도 영덕군이나 군위군 등과 같은 산간지역의 시군이나 연안 지역에 위치하지만 매우 급한 경사의 지형인 시군에서 나타나는 특징으로 볼 수 있다(Kim et al., 2021; KIGAM, 2023b, 2023c). 논산천과 강경천의하류부는 하상경사가 각각 1/5116, 1/8283으로 거의 완만한 평지이며, 하천의 폭도 최대 400m 이상을 보인다. 하상 퇴적물의 평균입도는 0.02mm로 세립모래로 구성되어있다. 금강하구둑 건설 이전에는 논산천이 사행하천으로유로가 불규칙하였으나 1930년대 하천개수공사를 통해유로를 정리하고 양안에 제방을 축조하여 광활한 농경지를 형성하였다. 과거 유로는 제내지 측으로 우각호 형상으로 구하도로 남아 있었으나, 1970년대 이후 농경지정리로 인해 대부분 매립되어 현재는 형상을 찾을 수 없게되었다. 일반적으로 낮은 경사도의 평야지역은 하천의 사행이 넓은 범위에서 이루어지면서 하상의 모래 퇴적물이얇고 넓은 범위로 분포하게 된다(Fig. 3; Fig. 9). 그러나논산천 하류부의 시추결과를 보면 충적층의 심도는 최대25m 깊지만 점토층이 매우 두껍게 형성되어 있으며 골재의 부존 구간은 점토층의 하부에 존재하거나 점토층사이에 일부 구간에 관찰되며 퇴적층의 두께도 1~2m에지나지 않는다. 이런 경향은 전라북도 부안, 고창, 경기도 고양시 등 서해안과 인접한 시군에서 흔히 나타나는특징들이다(Lee et al., 2021; KIGAM, 2023d).

5.3. 해수면 변화와 골재자원 부존의 특성

Fig. 10은 해수면 변화에 따라 해안선의 위치가 변화되는 과정을 간략하게 설명하고 있으며, 해수면 하강으로 인해 하천작용에 의해 형성된 절개곡(Incised valley)에 다시 해수면이 상승하면서 퇴적물이 채워지는 과정을 보여준다(Shanley and McCabe, 1992). 이 과정은 현재 해안선으로부터 멀리 떨어진 논산시에 점토층이 우세하게 나타나며 유입되는 하천의 수와 규모에 비해 골재의 부존이 부족한 이유를 설명할 수 있다. 해수면의 하강(Fig. 10a)은 해안선을 현재보다 먼 바다로 이동시키며 멀어진 해안선의 위치만큼 하천의 하방침식은 심해지고 경사는 가파르게 변한다. 그에 따라 하천은 직선의 하도로 변하며퇴적물은 조립해진다. 해수면이 낮은 시기(Fig. 10b)에는삭박된 절개곡을 하천 작용이 활발해지면서 모래 및 자갈 퇴적층이 퇴적된다. 해수면 상승시기(Fig. 10c)에는 해안선이 빠르게 육지방향으로 이동하며 하천의 경사도가낮아지고 하천의 유속은 느려진다. 느려진 유속으로 이동되는 퇴적물의 입도는 중립-세립의 모래로 바뀌거나 조석의 영향을 받는 지역에서는 점토질 퇴적층이 누적되기도 한다. 해수면 상승은 바다방향에서 공급되는 퇴적물을 육지방향으로 이동시키는 프로세스를 강화시키므로하천 작용은 비교적 줄어든다. 해수면이 현재위치(Fig. 10d)에 이르면 하천작용이 우세해지고 하천이 유입되는 연안에서는 해안선이 전진한다. 조석이 우세한 연안에서는 이미 점토질 퇴적물로 채워진 퇴적공간으로 인해 하천의사행이 제한되며 하도의 모래 및 자갈질 퇴적물은 퇴적층에 단속적으로 보존된다(Fig. 10). 논산시 저지대의 하천 주변에서 회수된 시추공에서의 나타나는 상부의 두꺼운 점토질 퇴적층과 일부 단속적으로 관찰되는 모래층은이런 특성을 반영하고 있다 (Fig. 4). 해수면에 따른 연안과 하천 퇴적환경의 변화를 보여주는 Fig. 10의 퇴적모델은 논산천, 강경천 주변에 넓게 발달하고 있는 논산평야에서 회수된 시추결과와 잘 부합한다.

Fig. 10. Evolution model of an incised valley and its subsequent filling in tide-domiated environments (modified from Shanley and McCabe, 1993).

서해안에 위치한 시군 지역들은 동해와 남해에 비해 비교적 큰 하천들이 다수 유입되어 많은 양의 골재 부존이기대되는 지역임에도 실제 조사결과는 점토층이 두껍게발달하며 부존 심도가 깊게 나타나는 특징을 보인다. Lee et al. (2021)은 경기도 고양 지역의 육상 및 하천 골재부존 특성을 서해안의 김제와 고창 지역의 골재 부존의특성과 비교하여 토의하였다. 고양 지역은 한강 주변으로 모래층이 두껍게 나타나지만 상부는 점토층이 나타나며 한강과 인접하지 않거나 소하천 주변에서는 상부에점토층이 두껍게 발달한다고 보고하였다. 이와 같은 특징이 인근의 김포시를 비롯하여(KWRC, 2011), 전라북도김제시와 고창군도 유사한 특성을 보인다고 보고하였다.그 원인으로 홀로세 동안의 전지구적 해수면 상승으로인한 조간대 환경의 두꺼운 점토층 발달과 큰 하천 주변의 하천 작용의 우세로 인한 골재 부존을 설명하였다 (Lee et al., 2021).

논산시는 금강 하구로부터 직선거리로 최소 35km 이상 떨어진 내륙 지역에 해당한다. 그럼에도 불구하고 금강하구둑이 건설되기 이전에는 조석의 영향을 많이 받았으며 시추결과에서도 그러한 영향에 의해 퇴적된 두꺼운점토층이 나타난다. 시추결과를 통해서도 평야지대와 구릉지대가 만나는 지점인 노성천과 논산천 합류부 지역까지 표토층 하부에 두꺼운 점토층이 관찰되며 이 퇴적층은 평균해수면으로부터 약 8m 위까지 존재한다(Figs. 6, 7, 8). 금강은 우리나라의 4대강 중 하나이며 서해안으로유입되는 하천 중 경기도 지역의 한강 다음으로 큰 강이다. 또한, 만경강, 동진강 등이 유입되는 새만금을 포함하여 논산시와 부여군 일부를 포함하는 지역은 넓은 평야지대가 형성되어 있다. 과거 서해안 일대는 홀로세 동안의 전지구적 해수면 상승으로 인해 저지대가 침수되었으며 큰 조차로 인해 조간대 환경이 발달한 것으로 알려져 있다(Kim et al., 1999; Yang et al., 2006; Chang et al., 2014; Yoon et al., 2023). 큰 하천은 육상에서 공급되는퇴적물을 연안으로 공급하는 통로이기도 하지만 조석의영향이 큰 지역에서는 바다의 조석에 의해 부유된 퇴적물을 육상 지역으로 공급하는 역할을 하기도 한다(Klein, 1985). 조석에 의한 퇴적물의 공급은 수심이 깊은 조하대(Subtidal) 지역에 모래질 퇴적물을 퇴적시키며 점차 조석의 영향이 줄어드는 조상대(Supratidal) 부근에 뜬짐(Suspended load)으로 이동하는 점토질 퇴적물을 퇴적시킨다(Klein, 1985). 그에 따라 현재의 해안과 인접한 지역에는 모래질 퇴적물을 우세하게 집적시키며 해안에서멀리 떨어져 있으나 하천이 유입되는 지역에는 점토질퇴적물을 운반시킨다. Lee et al. (2021)은 새만금으로 유입되는 동진강과 만경강 중 동진강 주변에서의 골재의 부존이 상대적으로 적다고 보고하였다. 그 원인을 기원지의 지질분포 차이로 해석하였으나, 연안에서의 조석에의한 퇴적기작 또한 고려되어야 할 사항이다. 골재 자원의 부존 가능성은 지질구조, 지형, 수계의 발달 양상, 기반암 특성, 퇴적기작 등 다양한 지질학적 요인에 의해 지역적으로 차이가 발생할 수 있으므로 다양한 요소들의종합적인 해석이 필요하다.

이 연구는 국토교통부에서 주관하는 시군 단위 골재자원조사의 일환으로 2023년 충청남도 논산시, 계룡시를 대상으로 수행한 결과 중 일부이며 시추조사를 통해 논산시에 매장된 천연골재 자원의 부존 현황 및 특성을 파악하고자 하였다. 주요 결론은 다음과 같다.

1. 논산시는 금강 하구로부터 직선거리로 약 35km 떨어져 있으며 금강 본류가 지나는 길목에 위치한다.논산시의 지형은 동고서저형의 지형적 특색을 지니며 금강의 지류인 논산천, 노성천, 강경천 등을 포함하여 33개의 국가 및 지방하천이 분포한다. 논산시내의 모든 소하천들은 고지대인 북쪽과 동쪽에서 발원하여 논산천과 합류한 뒤 논산시의 서쪽 경계에서금강 본류의 서안으로 합류한다.

2. 논산시의 주요 수계인 논산천, 강경천, 노성천 일대의 시추 결과를 요약하면 고지대인 북쪽과 동쪽에서얕은 심도를 보이며 서쪽으로 갈수록 깊은 심도를보여 금강 본류 인근인 논산천, 강경천 하류에서 최대 깊이인 25m를 보인다. 골재자원이 주로 매장되어있을 것으로 추정되는 평야 지대의 시추공의 특성은하부로부터 자갈, 모래, 점토, 교란층으로 구성되며점토층의 두께가 매우 두껍다. 점토층은 실트, 점토,모래 등이 교호하는 특성을 보여 조석의 영향을 받은 퇴적층으로 해석된다.

3. 골재 자원의 분포 양상은 산간지역에서 미비하며 하천과 넓은 충적평야가 발달하는 지역에서 많은 양의골재자원이 분포하는 것으로 나타난다. 대부분의 골재 부존 심도는 4m 아래의 깊이에서 나타난다..

4. 논산시의 골재자원 분포는 하천작용과 해수면 변동의 영향으로 인한 것이며 서해안의 큰 조차는 골재자원의 부존에 불리한 조건으로 작용한 것으로 해석된다.

이 연구는 한국지질자원연구원에서 수행하고 있는 국토교통부 “2024년 골재자원조사 및 관리(IP2024-008-2024)”사업의 지원으로 수행되었습니다. 논문에 대한 세심한 검토와 제안을 해주신 심사위원과 편집위원 모두에게 감사드립니다.

  1. Allen, J.R.L. (1970) A quantitative model of grain size and sedimentary structures in lateral deposits. Geological Journal, v.7(1), p.129-146, https://doi.org/10.1002/gj.3350070108
    CrossRef
  2. Chang, T.S., Kim, J.C. and Yi, S. (2014) Discovery of Eemian marine deposits along the Baeksu tidal shore, southwest coast of Korea. Quaternary International, v.349, p.409-418, https://doi.org/10.1016/j.quaint.2014.06.057
    CrossRef
  3. Hong, S.S., Kim, J.Y. and Lee, J.Y. (2015) Trends of supply and demand of aggregate in Korea(I). Petrological Society of Korea, v.24, p.253-272, https://doi.org/10.7854/JPSK.2015.24.3.253
    CrossRef
  4. Hong, S.S. and Lee, J.Y. (2020) Analysis of 2019 domestic aggregate production in Korea(I). Economic and Environmental Geology, v.53, p.755-769, https://doi.org/10.9719/EEG.2020.53.6.755
    CrossRef
  5. Hong, S.S. and Lee, J.Y. (2021) Aggregate of Korea in 2020. Economic and Environmental Geology, v.54(5), p.581-594, https://doi.org/10.9719/EEG.2023.56.1.87
    CrossRef
  6. Klein, G.D. (1985) Intertidal flats and intertidal sand bodies, in Davis, R.A., Jr., ed., Coastal Sedimentary Environments: New York, Springer-Verlag, p.187-224.
    CrossRef
  7. Kim, J.C., Kim, J.Y. and Lee, J.Y. (2021). Distribution Characteristics of Quaternary Geology and Aggregate Resources in Geumsan-gun, Chungcheongnam-do. Economic and Environmental Geology, v.54(5), p. 595-603, https://doi.org/10.9719/EEG.2021.54.5.595
    CrossRef
  8. Kim, Y.H., Lee, H.J., Chun, S.S., Han, S.J. and Chough, S.K. (1999) Holocene transgressive stratigraphy of a macrotidal flat in the southeastern Yellow Sea; Gomso Bay, Korea. Journal of Sedimentary Research, v.69(2), p.328-337, https://doi.org/10.2110/jsr.69.328
    CrossRef
  9. KIGAM (Korea Institute of Geoscience and Mineral Resources) (1980) Geological Explosion Manual of Nonsan area.
  10. KIGAM (Korea Institute of Geoscience and Mineral Resources) (2023a) Aggregate Resources Investigation Report for Nonsan-si and Gyeryong-si. Ministry of Land, Infrastructure and Transport, 473p.
  11. KIGAM (Korea Institute of Geoscience and Mineral Resources) (2023b) Aggregate Resources Investigation Report in Yeongdeokgun. Ministry of Land, Infrastructure and Transport, 443p.
  12. KIGAM (Korea Institute of Geoscience and Mineral Resources) (2023c) Aggregate Resources Investigation Report in Gunwigun. Ministry of Land, Infrastructure and Transport, 335p.
  13. KIGAM (Korea Institute of Geoscience and Mineral Resources) (2023d) Aggregate Resources Investigation Report for Buan. Ministry of Land, Infrastructure and Transport, 359p.
  14. KWRC (Korea Water Resources Corporation) (2011) Aggregate Resources Investigation Report for Gimpo and Paju. Ministry of Land, Transport and Maritime Affairs, 304p.
  15. MOLIT (Ministry of Land, Infrastructure and Transport) (2016) Fundamental Planning report for river improvement works (Nonsan stream, Noseong stream, Ganggyeong stream). Ministry of Land, Infrastructure and Transport, 1036p.
  16. Lee, H., Byun, U.H., Ko, K., Youm, S.J., Ji, S., Jo, H., Shin, S. and Lee, J.Y. (2021). Characteristics of the Land and River Aggregates Distribution in Goyang City, Korea. Economic and Environmental Geology, v.54(5), p.535-547, https://doi.org/10.9719/EEG.2021.54.5.535
    CrossRef
  17. Orton, G.J. and Reading, H.G. (1993) Variability of deltaic processes in terms of sediment supply, with particular emphasis on grain size. Sedimentology, v.40(3), p.475-512, https://doi.org/10.1111/j.1365-3091.1993.tb01347.x
    CrossRef
  18. Shanley, K.W. and McCabe, P.J. (1992) Alluvial architecture in a sequence stratigraphic framework: a case history from the Upper Cretaceous of southern Utah, USA. The geological modelling of hydrocarbon reservoirs and outcrop analogues, p.21-55. https://doi.org/10.1002/9781444303957.ch2
    CrossRef
  19. Torres, A., Simoni, M.U., Keiding, J.K., Müller, D.B., zu Ermgassen, S.O.S.E., Liu, J., Jaeger, J.A.G., Winter, M. and Lambin, E.F. (2021) Sustainability of the global sand system in the Anthropocene. One Earth, v.4, p.639-650, https://doi.org/10.1016/j.oneear.2021.04.011
    CrossRef
  20. Yang, B., Dalrymple, R.W., Chun, S. and Lee, H. (2006) Transgressive sedimentation and stratigraphic evolution of a wave-dominated macrotidal coast, western Korea. Marine Geology, v.235(1-4), p.35-48. https://doi.org/10.1016/j.margeo.2006.10.003
    CrossRef
  21. Yoon, H.H., Ryang, W.H., Chun, S.S., Simms, A.R., Kim, J.C., Chang, T.S., Yoo, D.G. and Hong, S.H. (2023) Costal switching of dominant depositional processes driven by decreasing rates of Holocene sea-level rise along the macrotidal coast of Gochang, SW Korea. Journal of Sedimentary Research, v.93, p.20-36, https://doi.org/10.2110/jsr.2021.023
    CrossRef

Article

Special Research Paper on “Research on Aggregate Resources in Korea (II)”

Econ. Environ. Geol. 2024; 57(2): 143-159

Published online April 30, 2024 https://doi.org/10.9719/EEG.2024.57.2.143

Copyright © THE KOREAN SOCIETY OF ECONOMIC AND ENVIRONMENTAL GEOLOGY.

Distribution, Preservation Characteristics of Land and River Natural Aggregates in Nonsan City, Korea

Hyun Ho Yoon, Sei Sun Hong*, Min Han, Jin-Young Lee

Quaternary Environment Research Center, Korea Institute of Geoscience and Mineral Resources, Daejeon 34132, Korea

Correspondence to:*hss@kigam.re.kr

Received: February 29, 2024; Revised: April 3, 2024; Accepted: April 5, 2024

This is an Open Access article distributed under the terms of the Creative Commons Attribution Non-Commercial License (http://creativecommons.org/licenses/by-nc/3.0) which permits unrestricted non-commercial use, distribution, and reproduction in any medium, provided original work is properly cited.

Abstract

Natural aggregate is an essential resource for human activities, closely related to construction. The aggregate demand has been increasing annually, and due to the nature of the resource, it is difficult to procure from distant locations. This study identifies the distribution and characteristics of aggregate-bearing areas as part of a municipal-level aggregate resource survey conducted in Nonsan City, Korea, in 2023. Nonsan City is located approximately 35 km straight distance from the Geum River estuary and lies at the passageway of the main stream of the Geum River. The topography of Nonsan City features eastern mountainous areas and western plains, creating an east-high-west-low geomorphic setting, with 33 streams distributed across the city, including tributaries of the Geum River like Nonsan Stream, Noseong Stream, and Ganggyeong Stream. All streams originate from the highlands in the north and east, converge with Nonsan Stream, and then join the west bank of the main stream of the Geum River at the western boundary of Nonsan City. Drilling core results show shallow depths in the highlands to the north and east, deepening towards the west, reaching a maximum depth of 25 m near the main stream of the Geum River. The total reserve of land aggregates is calculated to be 246,789,000 m3, with a developable amount of 172,750,000 m3. The total reserve of river aggregates is 5,236,000 m3, with a developable amount of 3,765,000 m3. The distribution of aggregates varies according to the geomorphic, geologic, and development pattern of the river system. Reserves are scarce in mountainous areas but are abundant in regions with rivers and wide alluvial plains, although reserves appear at depths greater than 4m. The distribution of aggregate resources in Nonsan City is influenced by stream activities and sea level changes, with the tidal range of the Yellow Sea acting as an unfavorable condition for the preservation of aggregate resources.

Keywords Nonsan City, natural aggregate, preservation characteristics, Nonsan Stream, tidal flat

논산시 하천 및 육상 골재 자원의 부존 현황과 특성

윤현호 · 홍세선* · 한민 · 이진영

한국지질자원연구원 제4기환경연구센터

Received: February 29, 2024; Revised: April 3, 2024; Accepted: April 5, 2024

요 약

천연골재(Natural aggregate)는 인간활동에 필수적인 자원으로 건축활동과 밀접하게 관련되어 있다. 최근 골재의 수요는 매년 증가하는 추세이며 자원의 특성상 원거리에서 조달하기가 어렵다. 이 연구는 시군단위 골재자원조사의 일환으로 2023년 충청남도 논산시를 대상으로 수행된 조사결과를 바탕으로 골재부존지역의 분포와 특성을 파악하였다. 논산시는 금강 하구로부터 직선거리로 약 35km 떨어져있으며 금강 본류가 지나는 길목에 위치한다. 논산시의 지형은 동부의 산악지대와 서부의 평야지대를 형성하는 동고서저형의 지형적 특색을 지니며 금강의 지류인 논산천, 노성천, 강경천 등을 포함하여 33개의 국가 및 지방하천이 분포한다. 모든 하천들은 고지대인 북쪽과 동쪽에서 발원하여 논산천과 합류한 뒤 논산시의 서쪽 경계에서 금강 본류의 좌안으로 합류한다. 시추 결과는 고지대인 북쪽과 동쪽에서 얕은 심도를 보이며 서쪽으로 갈수록 깊은 심도를 보여 금강 본류 인근에서 최대깊이인 25m를 보인다. 계산된 육상골재의 총 부존량은 246,789,000㎥이며, 개발 가능량은 172,750,000㎥이다. 하천골재의 총 부존량은 5,236,000㎥ 이며, 개발가능량은 3,765,000㎥로 나타났다. 골재의 분포양상은 지형 및 지질, 수계의 발달 양상에 따라 다양하게 나타난다. 부존량은 산간지역에서 미비하며 하천과 넓은 충적평야가 발달하는 지역에서 많은 양의 골재자원이 분포하는 것으로 나타나지만 부존심도는 4m 이상의 깊이에서 나타난다. 논산시의 골재자원 분포는 하천작용과 해수면 변동의 영향으로 인한 것이며 서해안의 큰 조차는 골재자원의 부존에 불리한 조건으로 작용한 것으로 해석된다.

주요어 논산시, 천연골재, 부존 특성, 논산천, 조간대

Research Highlights

  • We studied the distribution and preservation characteristics of land and river aggregates from the Aggregate Resource Survey in Nonsan City.

  • The preservation and distribution characteristics of natural aggregate resources in Nonsan City are concentrated in the western plains area and are associated with geological, geomorphic, and stream activities.

  • Nonsan CIty was affected by tidal influences, which acted as unfavorable conditions for the preservation of aggregate resources.

1. 서론

천연골재(Natural aggregate)는 전 세계적으로 지각물질(암석)을 이용하는 자원 중에서 가장 많은 양이 사용되어왔으며, 인간의 건축 활동 과정에도 오랫동안 이용되어왔다(Torres et al., 2021). 골재는 적절한 매장량의 유지를 통해 지형이나 지반의 침식을 방지하고 지진이나 산사태 등의 지질적 재해를 예방할 수 있으며 지하수의 이동과 저장에도 영향을 미친다. 골재의 부존층이 충분하지 않으면 지하수 이동량이 증가하거나 오염의 위험이높아질 수 있다. 골재는 특히 산업적 측면에서 필수적인자원으로 아스팔트 포장용, 시멘트 콘크리트용, 건설용채움재 등으로 사용된다. 천연골재자원은 지역에 따라 부존 특성이 다르며, 자체로 중량이 무겁고 사용량이 달라지기 때문에 원거리 조달이 어렵고 대체재를 개발하기도어렵다. 이러한 특성으로 인해 안정적인 수급을 유지하기 위하여 골재채취법, 표준시방서, 한국산업규격(KS F 2523)등의 법률에 의해 골재 채취에 대한 현황 자료가 국가적으로 관리되고 있다(Hong et al., 2015; Hong and Lee, 2020). 골재는 연간 약 1억5천만m3, 중량으로는 약 2억4천만ton 내외의 막대한 양이 주택건설, 토목, 도로 등의건설사업에 사용되며 사용량이 점차 증가하는 추세이다(Hong and Lee, 2021).

대한민국의 인구 밀도는 2022년 기준 1km2당 518명으로 세계에서 가장 높은 수준이며, 전국적으로 도시화가진행되면서 국토의 85% 이상이 개발되어 있다. 육상 및하천 골재의 채취는 환경문제, 허가 및 규제, 지역사회의저항, 그리고 지질학적 제약 등의 다양한 문제들을 야기할 수 있다. 특히, 기존에 사용 중이던 토지를 변형시키기 때문에 토지 이용 갈등이 발생하기 쉬우며 국토의 이용도가 높은 대한민국은 다른 나라들에 비해 더 논란의여지가 있을 수 있다. 대한민국은 점토, 이탄, 규사 등 표토 광물 자원이 부족하며 대표적인 표토 자원인 골재 자원의 관리가 중요한 이유이다. 골재의 개발을 위해 자원의 부존 지역, 매장량이나 품질평가 등은 어떤 형태로 이루어지든 지질 정보에 의존할 수밖에 없다. 따라서, 정밀한 매장량 추정의 제시를 위한 자원분포 지도의 규모와해상도가 제시되어야 할 필요성이 있다.

육상환경에 매장된 천연골재자원은 하천과 연관된 퇴적환경과 관련이 깊다. 하천은 유동 특성 및 침식력, 지형적 특성, 지질학적 특성, 기후 조건 등에 따라 다양하게 발달할 수 있으며(Allen, 1970), 하천의 특성을 이해하는 것은 골재 부존의 지역적인 분포를 결정하는데 중요한 역할을 한다. 따라서 하천의 특성을 고려하여 골재부존의 유망지역을 식별하는 것이 중요하다. 이 연구는2023년도 논산시, 계룡시 골재자원조사에서 수행된 결과중 일부로 논산시의 육상 및 하천 골재자원의 부존 특성에 대한 지질학적 의미를 파악하고자 하였다. 골재자원조사는 일반적으로 제4기지질도 작성을 포함한 다양한분석을 통해 순차적으로 진행되지만 이번 논문에서는 골재의 부존 특성에 대한 내용을 중심으로 논의하였다.

2. 연구지역

2.1. 일반현황 및 지형

논산시는 한반도 중심부의 충청도와 전라도가 접하는 지역에 위치하고 있으며 동쪽에는 대전광역시, 금산군과접하며 남쪽으로는 익산시, 서쪽의 부여군, 북쪽으로는공주시와 접하고 있다(Fig. 1). 논산시의 총 면적은 555.16km2이며 2읍 11면 2동의 행정구역으로 구성되어 있다 (Fig. 2a).행정구역 중 가장 넓은 면적을 차지하는 양촌면은 77.17km2이고 벌곡면이 69.70km2로 두 번째 넓은 면적을 차지한다. 논산시의 지형은 북동부와 남동부 방향으로 계룡산과 대둔산(878m)으로 이어지는 고지대가 분포하며 중서부는 낮고 완만한 표고의 평야지대를 형성하고 있다. 논산천 하류의 시가지 주변으로 구릉지가 일부 형성되어 있으나 대부분 100m 이하의 고도와 완만한 기복을 보이며 50m 이하의 평야 지역이 넓은 평야지대를 형성하고있다. 금강의 지류인 노성천, 연산천, 논산천 등이 북동부의 계룡산과 남동부의 대둔산으로부터 발원하여 서류한뒤 논산시의 시가지 주변에서 논산천으로 집수하여 강경읍 부근에서 강경천과 합류한 뒤, 금강 본류에 흘러든다.주요 하천의 주변에는 넓은 평야지대와 낮은 구릉지가발달되어 있다(Fig. 2). 논산시의 기후는 남부 서해안형에해당하며 연평균 기온 12.9℃, 연 강수량은 1,651.3mm이다.

Figure 1. Satellite image spanning from the Geum river estuary to the Nonsan City.
Figure 2. (a) Location map of the drilling sites and the survay area, (b) geological map in Nonsan City.

2.2. 지질

이 지역에서 가장 오래된 암석은 선캄브리아시대의 경기편마암복합체에 속하는 변성편마암 및 편암이다(Fig. 2b).이들은 논산시의 북서쪽에 소규모로 분포한다. 이들은 하부로부터 안구상편마암, 호상혼성편마암 및 편암, 그리고노성산 편암 및 편마암으로 구분된다(KIGAM, 1980). 변성퇴적암류인 시대 미상의 옥천층군은 논산시의 동남부에 분포하며, 논산시 전체 면적의 약 30%를 차지하고 있다. 옥천층군은 변성사암류와 변성점토암류가 우세하게구성되어 있다. 옥천층군의 상부에는 중생대 쥐라기의 화강암류와 백악기의 맥암류로 구성되어 있다. 쥐라기 화강암류는 논산시 전체 면적에서 약 60% 이상을 차지하며, 북서부부터 중앙부까지 넓게 분포한다. 이 화강암류는 한반도 중부의 북동~남서 방향으로 분포하는 대보화강암체의 일부분으로서 부분적으로 편마구조를 갖는다.유색광물이 몰려 있는 암상으로 보아 남한 중부 지역에흔한 쥐라기의 동시구조성 관입암체로 해석되고 있다(KIGAM, 1980). 이 화강암류는 반상 화강섬록암, 화강섬록암, 석영몬조니암 및 복운모혼성화강암으로 구분된다.백악기의 맥암류는 논산시의 중앙 동부에서 거의 남북방향의 암맥군으로 분포되어 있다(KIGAM, 1980).

2.3. 주요 수계의 특성

논산시의 수계는 풍화에 강한 암석들인 규암, 반암, 맥암류 등의 분포 방향인 남북 방향으로 대체로 배열되어있다(Fig. 2). 이들 중 논산천, 노성천, 강경천은 국가하천등급의 하천들이며 이들의 유역면적은 665.02km2이다. 이들은 우리나라 4대강의 하나인 금강의 유역 내에 포함되며 남쪽으로 만경강 권역, 서쪽으로는 금강과 접해 있다.논산천 수계는 전라북도 완주군의 장선천이라는 이름으로 흐르다가 논산시 양촌면에서 논산천으로 합류하여 탑정호에 합류된다. 탑정호에서 북서쪽으로 흘러 논산대교상류 지점에서 노성천과 합류한 뒤 남서쪽 방향으로 흐르며 좌측으로는 논산시 도심지와 논산평야를 가로질러강경읍 지점에서 강경천과 합류하여 본류인 금강의 좌안으로 유입된다. 유역의 제1하천인 논산천은 논산시 도심지 구간과 논산평야를 관류하는 하천으로 유역면적665.02km2, 유로연장 55.00km, 하천연장 21.45km이며, 주요 지류하천으로는 국가하천인 노성천 및 강경천과 지방하천인 왕암천 및 방축천이 있다. 강경천은 전라북도 익산시 미륵산 기슭에서 발원하여 강경읍을 거쳐 논산천에합류하는 하천으로 유역면적 125.07km2, 유로연장 21.64km,하천연장 6.53km이다. 노성천은 계룡산과 대둔산에서 발원하여 공주시 계룡면과 논산시 부적면을 지나 논산천에합류하는 하천으로 유역면적 193.80km2, 유로연장 27.34km,하천연장 4.86km이다(Table 1). 논산천 유역은 금강하굿둑의 건설 전에는 조류(Tidal current)의 영향을 많이 받았으며 논산천 하류의 강경시장이 매우 번성하였다. 과거에는 논산천이 사행하여 유로가 불규칙하였으나 1930년대 하천개수공사를 통해 직강화하고 양안에 제방을 축조하여 광활한 농경지를 형성하였다. 과거 하천 유로는제내지 측에 우각호로 남아 있었으나, 1970년대 이후 경지정리가 시작되면서 대부분 매립되어 그 형상을 찾을수 없게 되었다.

Table 1 . General information about major streams in Nonsan City.

NameTotal stream length (km)Total waterways length (km)Watershed area (km2)Watershed mean width (A/L2)km Shape Coefficient (A/L2)Average Gradient (%)Average Altitude (EL.m)
Nonsan Stream21.555.0665.012.10.2222.6119.2
Ganggyeong Stream6.521.6125.15.80.2711.852.9
Noseong Stream4.927.3193.87.10.2619.698.0


하도 내의 유수는 중력에 의해 최단거리, 최급경사를선정하여 선정된 두 점간의 직선 유로를 이루려는 경향이 있으며 지반의 다양한 요인으로 인해 실제로는 완연한 사행 유로를 형성한다. 사행천(Meandering river)의 퇴적모델은 하천에서의 골재자원이 부존될 수 있는 조건을잘 설명해 준다(Fig. 3). 사행천의 퇴적모델에 의하면 하천에서 골재자원인 모래 및 자갈의 퇴적은 포인트바(point bar)의 측면퇴적(Lateral accretion)에 의해 형성되며 유기된 하도의 상부와 범람원에는 수직퇴적(Vertical accretion)에 의한 점토질 퇴적물이 축적된다(Allen, 1970). 유역의하도 특성은 퇴적물의 운반 특성과 직접적으로 연관되므로 골재 자원의 부존 특성은 하도의 특성과 관계가 깊다.유역의 면적, 유로 연장 길이, 유역의 평균폭 및 형상계수 등으로 표현되는 유역의 평면적 특성은 하천의 유출특성을 파악하는데 중요하다. 하도의 특성을 파악하기 위한 하도의 형태적 특성과 퇴적물 특성을 Table 2에 다음과 같이 제시하였다.

Table 2 . Characteristics of riverbeds in the major streams of Nonsan City. For location in the study site, see Figures 6, 7, 8 (MOLIT, 2016).

NameMeasurement sectionRiverbed slopeChannel width (m)Stream width (m)Mean grain size (mm)Specific gravity (Gs)
Nonsan StreamNS01NS021/261433.7~480.0100.2~157.80.022.62
NS02NS031/2013270.2~433.788~157.80.01~0.022.62~2.63
NS03NS041/5116271.7~34943~171.50.0~7.32.63~2.65
NS04NS051/1118210.7~34937.3~171.57.32.65
NS05NS061/820210.7~32125.7~231.90.84~7.462.63~2.65
NS06NS071/5384.1~451.840~1180.842.63
NS07NS081/627
Ganggyeong StreamGG01GG021/1738139.9~218.549.5~104.60.012.63~2.64
GG02GG031/8283107.6~214.633.8~104.60.012.64
Noseong StreamNO01NO021/132171.8~224.226.2~1350.3~3.292.62~2.67

Figure 3. Conceptual depositional model for point bar in a meandering stream channel (modified from Allen, 1970).

3. 연구방법

골재의 부존량 산정을 위해 우선 골재 부존이 예상되는 지역을 선정해야 한다. 육상골재의 조사지역은 대부분 논 혹은 밭 등의 경작지이므로 이들 지역을 하천, 도로, 읍면 경계, 지형 발달 상태 등에 따라 일정구역을 설정하여 각각을 조사지역(polygon)으로 정하였다(KIGAM, 2023a). 하천골재 조사는 제방 내 하도 주변의 충적층을대상으로 조사지역을 선정하였다. 시추조사는 육상골재20점, 하천골재 5점으로 총 25개의 시추가 수행되었다(Table 3, Fig. 2). 각 시추공 별로 기반암이 확인되는 심도까지 시추를 수행하였으며, 퇴적층 전 구간에서 시료를 회수하였다. 시추 방식은 물을 사용하지 않는 방법을사용하였으며, 채취된 코어시료에 대해서는 디지털영상을 촬영하고 퇴적학적 분석 방법을 통하여 시추주상도를작성하였다. 퇴적층의 분류는 입도에 따라 점토, 실트, 모래, 자갈 등으로 대구분되며, 각각의 입도 구간 내에서퇴적물의 함량에 따라 다시 세분하였다. 또한 골재로 활용될 수 있는 구간은 골재 부존 구간으로 설정하여 주상도에 표기하였다(KIGAM, 2023a).

Table 3 . Drilling data and aggregate reserve part in Nonsan City.

NameNorthingEastingElevation (m)Depth (m)Aggregate part (m)Remark
23NSL0136°08'45.21"127°01'35.92"5.0397~9
23NSL0236°10'01.60"127°03'4.20"5.38186.5~8, 12~17
23NSL0336°11'07.28"127°02'03.12"4.41217~8.5
23NSL0436°12'53.82"127°01'51.64"5.75916.2~19.9
23NSL0536°07'44.64"127°03'44.60"6.151510~13
23NSL0636°07'07.84"127°06'42.96"19.4783.7~6.5
23NSL0736°09'14.24"127°06'43.45"8.4396.5~8.5
23NSL0836°13'37.51"127°04'45.25"6.39118~11
23NSL0936°08'28.60"127°09'14.89"32.0351.5~3.8
23NSL1036°12'06.78"127°06'08.15"7.4396~8
23NSL1136°13'10.23"127°06'43.23"7.4273~5.5Land aggregate
23NSL1236°10'48.51"127°07'50.98"13.2882~6.6
23NSL1336°15'23.25"127°04'48.37"9.5174~6
23NSL1436°17'48.33"127°05'01.96"22.606-
23NSL1536°17'51.41"127°09'00.12"18.5363~4.4
23NSL1636°13'45.36"127°09'45.78"14.7975~5.8
23NSL1736°15'43.01"127°08'16.35"12.8985~7
23NSL1836°10'22.94"127°12'11.73"33.3874~5
23NSL1936°08'02.47"127°14'37.29"51.8071~5
23NSL2036°12'28.82"127°16'14.87"112.1691.5~6.5
23NSR0136°09'57.51"127°00'33.14"4.022514.7~23
23NSR0236°09'12.46"127°01'49.85"4.3110-
23NSR0336°12'14.76"127°04'26.75"4.42133~4.7River aggregate
23NSR0436°13'58.91"127°07'49.75"9.36106.2~7.8
23NSR0536°11'40.53"127°07'36.75"7.4640~4


골재 부존량의 산정은 시추 자료를 검토하여 주요 골재부존 구간과 개발가능 구간을 선정한다. 부존구역별로관련 시추공을 선정하며, 부존구역 내에 참조가 가능한시추공이 없는 경우 인접한 시추공을 이용하거나 제4기지질학적 퇴적양상을 고려하여 부존량 산정구역을 선정하였다(KIGAM, 2023a). 또한, 시추조사가 수행되지 않은 지역은 부존량 산정에서 제외하였다. 개발 가능 구간은 지표(표토퇴적층을 제거하지 않은 상태)에서 하부 4m심도 이내에 해당되는 사력층의 두께로 정의된다(KIGAM, 2023a). 경제적인 측면을 고려하여 골재로서 활용 가능한최소한의 두께는 0.5 m이지만, 골재부존구간에서 이 보다 두께가 얇더라도 골재의 부존량 산정에 포함시켰다(KIGAM, 2023a).

부존량은 기반암 풍화대 상부에 부존하는 모래와 자갈층에 대한 부존량을 의미하는것으로 실제 개발 가능한골재자원의 부존 심도와는 무관하다. 오차공제율은 지형도 오차, 면적 내의 소규모 지형 기복에 의한 오차 등을말한다. 육상골재가 부존되는 제4기 퇴적층은 대부분 경작지로서 벼농사를 포함하여 비닐하우스, 특수작물, 과수원, 축사 등 다양한 용도로 토지가 이용되고 있다. 이외에 관정, 도로, 전신주, 고압선로 등 지표에 설치되어 있는 구조물도 다수 있는 편이다. 지표이용률이란 이러한지표에서 이용되고 있는 면적을 고려한 것으로서 평균적으로 전체 충적층 면적의 약 30% 내외가 이에 해당한다.지표가 다른 용도로 사용 중인 구간에서는 실제로 개발이 불가능하기 때문에, 지표의 토지 사용 비율을 평균 30%를 적용하여 실제 개발 가능 면적은 부존 면적의 70%로 적용하였다(KIGAM, 2023a).

4. 연구결과

4.1. 시추조사 결과

총 25개의 시추 결과는 전체 시추공 중에서 논산시 내의 주요하천인 논산천 (8공), 노성천(4공), 강경천(4공)을중심으로 일부만 기술하였다.

4.1.1. 논산천 유역

논산천 주변에서 획득된 시추코어에서 확인되는 충적층 분포 심도는 4~25m로 나타나며 골재부존구간의 두께는 다양하게 나타난다. 23NSR01, 23NSL03, 23NSR03, 23NSL10 코어는 논산천과 금강의 합류부 인근부터 노성천 합류부인 중류부까지이며 표층의 해발고도는 각각4.03m, 4.41m, 4.42m, 7.43m이다. 이 코어들에서 시추코어의 심도는 상류 방향일수록 점차 감소하며 골재의 부존구간은 대부분이 7m 아래의 심도에서 나타난다. 이 퇴적층은 전체적으로 최하부의 자갈층부터 상부로 모래층과 점토 및 실트층이 반복되며 점차 세립화되는 과정을보여주고 있어(Fig. 4), 하천작용이 우세했던 하도로 추정되며 점토층은 조간대의 흔적이 나타나는 것으로 보아조간대와 하천의 경계였을 것으로 추정된다. 일부 산화된 흔적과 암회색의 점토층의 교호는 지표노출과 조간대수로의 이동이 반복되었던 것으로 해석되어 하천의 수평이동이 활발했을 것으로 추정된다. 23NSR05, 23NSL12, 23NL18, 23NSL19 시추코어는 노성천 합류부로부터 입촌천, 양촌천 합류부인 논산천의 상류부에 해당한다. 표층의 해발고도는 각각 7.46m, 13.28m, 33.38m, 51.80m이다. 이 시추코어들의 충적층 분포 심도는 4~8m로 상대적으로 얕은 편이며 조립질 퇴적물이 우세하다(Fig. 5). 이들은 하부로부터 기반암 풍화대, 자갈층, 모래질 자갈층, 모래층 그리고 표토층으로 구성되어 있으며 점토질퇴적물이 거의 나타나지 않는다. 모래층 및 자갈층은 갈색~암갈색의 산화의 흔적이 나타나며 자갈의 크기는1~30cm로 매우 다양한 크기를 보인다. 이 시추코어들에서 골재부존구간은 4m 이내의 얕은 심도로 나타나며 두께는 약 1~4m 이상으로 나타난다. 논산천 주변의 퇴적층은 하류부로부터 상류부로 하도의 폭과 경사의 변화가심하여 구간에 따라 퇴적물의 종류와 퇴적층의 두께가다양하게 변화하는 특징을 보인다(Fig. 6).

Figure 4. Core images and stratigraphic section of the representative core 23NSR01 in the downstream part of Nonsan stream.
Figure 5. Core images and stratigraphic section of the representative core 23NSL19 in the upstream part of Nonsan stream.
Figure 6. The location of core around Nonsan stream, stratigraphic sections, and the aggregate-bearing sections within each cores.

4.1.2. 노성천 유역

노성천 주변에서 획득된 시추코어에서 확인되는 충적층분포 심도는 7~11m로 나타나며 골재부존구간의 두께는다양하게 나타난다(Fig. 7). 23NSL08, 23NSR04, 23NSL17, 23NSL15 코어는 논산천 합류부 인근부터 노성천의 상류부인 상월면 까지이며 표층의 해발고도는 각각 6.39m, 9.36m, 12.89m, 18.53m이다. 이 코어들에서 충적층의 심도는 상류 방향일수록 점차 감소하며 골재의 부존구간은대부분이 4m 아래의 심도에서 나타난다. 이 퇴적층은 전체적으로 최하부의 자갈층부터 상부로 모래층과 점토 및실트층이 반복되며 점차 세립화되는 과정을 보여주고 있다. 23NSL08과 23NSR04 코어는 노성천과 연산천이 합류하여 논산천 방향으로 흐르는 구간으로 하도의 경사가비교적 완만하다. 이 시추코어들은 점토층이 우세하며 일부에서 조간대의 흔적이 나타나는 것으로 보아 조간대와하천의 경계였을 것으로 추정된다. 23NSL17과 23NSL15코어는 연산천 합류 이전으로 모래층 및 자갈층이 우세하며 일부 점토층이 1~2m로 얇게 나타난다. 퇴적층에 포함된 자갈들은 갈색~암갈색의 산화의 흔적이 나타나며자갈의 크기는 매우 다양하다. 노성천 주변의 퇴적층은하도의 폭과 경사의 변화가 논산천에 비해 크지 않아 퇴적층의 두께나 퇴적물 종류의 변화가 크지 않다.

Figure 7. The location of core around Noseong stream, stratigraphic sections, and the aggregate-bearing sections within each cores.

4.1.3. 강경천 유역

강경천 주변에서 획득된 시추코어에서 확인되는 충적층분포 심도는 9~25m로 나타나며 골재부존구간의 두께는다양하게 나타난다(Fig. 8). 23NSR01, 23NSL01, 23NSR02, 23NSL05 코어는 논산천 합류부로부터 마산천 합류부까지이며 표층의 해발고도는 각각 4.02m, 5.03m, 4.31m, 6.15m이다. 골재의 부존구간은 대부분이 7m 아래의 심도에서 나타나며 23NSR02 시추코어에서는 기반암 상부로 자갈 및 모래층이 나타나지 않아 골재 부존이 확인되지 않는다. 이 퇴적층은 전체적으로 최하부의 기반암 풍화대부터 자갈층, 상부로 모래층과 점토 및 실트층이 반복되며 점차 세립화되는 과정을 보여주고 있다(Fig. 4),이 퇴적층의 자갈 및 모래의 상향 세립화 경향은 하천작용이 우세했던 하도로 추정되며 모래층의 상부에 놓인점토층은 조간대의 흔적이 나타나는 것으로 보아 하천에서 조간대의 전이가 일어난 것으로 추정된다. 일부 산화된 흔적과 암회색의 점토층의 교호는 지표노출과 조간대수로의 이동이 반복되었던 것으로 해석되어 하천의 수평이동이 활발했을 것으로 추정된다. 강경천 주변은 하도의 폭이 넓고 경사가 완만하며 퇴적물 특성은 점토질 퇴적층이 우세하게 발달한다.

Figure 8. The location of core around Ganggyeong stream, stratigraphic sections, and the aggregate-bearing sections within each cores.

4.2. 골재 부존량 산정

육상골재 부존량의 산정은 논산시의 읍면별로 종합하였다. 골재부존량 산정 방법을 통해 산정된 논산시의 육상골재 총 부존량은 246,789,000m3이며, 개발 가능량은172,750,000m3이다. 각 읍면별 육상골재 부존량은 강경읍(2,148,000m3), 연무읍(15,610,000m3), 성동면(45,661,000m3),광석면(25,037,000m3), 노성면(2,754,000m3), 상월면(13,308,000m3), 부적면(29,454,000m3), 연산면(3,432,000m3),벌곡면(3,824,000m3), 양천면(18,284,000m3), 가야곡면(5,048,000m3), 은진면(13,227,000m3), 채운면(63,821,000m3),행정동(5,181,000m3) 이다. 각 읍면별로 산출된 총 부존량중에서 골재 개발 가능량은 강경읍(1,504,000m3), 연무읍(10,927,000m3), 성동면(31,963,000m3), 광석면(17,526,000m3),노성면(1,928,000m3), 상월면(9,315,000m3), 부적면(20,618,000m3), 연산면(2,402,000m3), 벌곡면(2,677,000m3), 양천면(12,798,000m3), 가야곡면(3,534,000m3), 은진면(9,258,000m3), 채운면(44,674,000m3), 행정동(3,626,000m3)으로 나타난다. 논산시의 읍면별 육상골재 부존량은 지역별 편중이 심하다. 벌곡면과 양촌면, 가야곡면 등은 산간에 위치하여 육상골재의 부존량이 적은 편이다. 반면에 논산천 하류의 평야지대를 이루는 채운면, 성동면, 광석면은 부존량이 상대적으로 많다(Table 4). 그러나 대부분의 골재 부존구간이 지표로부터 심도 4m 이내를 벗어난 깊은 곳에 분포하므로 실질적인 경제성은 낮은 편이다.

Table 4 . Estimating results the land aggregate reserves in Nonsan City.

RegionSurvey area (m2)Aggregate area* (m2)Reserves (m3)Available Area** (m2)Available Reserves (m3)
SandGravelTotalSandGravelTotal
Ganggyeon-eup1,317,0001,317,0002,080,00068,0002,148,000922,0001,456,00048,0001,504,000
Yeonmu-eup11,558,00011,558,00015,273,000337,00015,610,0008,091,00010,691,000236,00010,927,000
Seongdong-myeon11,268,00011,268,00044,647,0001,014,00045,661,0007,887,00031,253,000710,00031,963,000
Gwangseok-myeon11,115,00011,115,00023,950,0001,087,00025,037,0007,780,00016,765,000761,00017,526,000
Noseong-myeon5,274,0005,274,0002,680,00074,0002,754,0003,692,0001,876,00052,0001,928,000
Sangwol-myeon8,882,0008,882,00012,899,000409,00013,308,0006,217,0009,029,000286,0009,315,000
Bujeok-myeon10,274,00010,274,00028,184,0001,270,00029,454,0007,192,00019,729,000889,00020,618,000
Yeonsan-myeon8,060,0008,060,0003,247,000185,0003,432,0005,642,0002,273,000129,0002,402,000
Beolgok-myeon893,000893,0003,679,000145,0003,824,000625,0002,575,000102,0002,677,000
Yangchon-myeon7,460,0007,460,00017,845,000439,00018,284,0005,222,00012,491,000307,00012,798,000
Gayagok-myeon3,168,0003,168,0004,881,000167,0005,048,0002,217,0003,417,000117,0003,534,000
Eunjin-myeon4,833,0004,833,00012,612,000615,00013,227,0003,383,0008,828,000430,0009,258,000
Chaeun-myeon11,383,00011,383,00061,337,0002,484,00063,821,0007,968,00042,935,0001,739,00044,674,000
Chwiam & Buchang-dong3,098,0003,098,0005,055,000126,0005,181,0002,168,0003,538,00088,0003,626,000
Total98,583,00098,583,000238,369,0008,420,000246,789,00069,006,000166,856,0005,894,000172,750,000

*The area where the aggregate-bearing section is confirmed by drilling..

**70% of the Aggregate Area considering site condition for aggregate development..



하천골재 부존량 산정을 위하여 하천골재 시추를 통해 매장량이 확인된 23NSR01, 23NSR03, 23NSR04, 23NSR05시추공 주변으로 매장량 평가 지역 범위를 선정하였다.논산시의 주요 하천인 논산천, 강경천 및 노성천을 중심으로 하천골재 매장량을 평가하였다. 다른 하천들의 경우에는 하폭이 좁고 모래 및 자갈 등의 하상 퇴적물이충분히 관찰되지 않아 평가에서 제외하였다. 하천골재 매장량 평가를 위하여 하천골재 시추를 통해 매장량이 확인된 23NSR01 시추공 주변으로 매장량 평가 지역 범위를 선정하였으며, 그 면적은 190,000m2이다. 조사지역 1은 강경천의 하류부에 위치한 곳으로, 평가 범위는 논산시 채운면 삼거리 일대로부터 논산시 채운면 강경천교인근 지점까지의 범위이며, 강경천 하류부가 논산천과 합류하는 지점이기 때문에 하도 양안으로 자갈 및 모래톱이 잘 발달한 지역이다. 조사지역 1의 하천골재 매장량은 모래 1,357,000m3, 자갈 27,000m3, 합계 1,384,000m3이다. 또한, 이의 개발가능량은 모래 950,000m3, 자갈19,000m3, 합계 969,000m3이다. 조사지역 2는 논산천 하류부에 위치한 곳으로, 하류부의 논산천교부터 상류부는논산신대교 사이의 범위이며, 논산천이 흐르는 과정에서하도 양안으로 자갈 및 모래톱이 잘 발달한 지역이다. 하천골재 매장량 계산을 위해 23NSR03 코어 시추공의 골재 부존 구간을 참고하였다. 이를 통해 계산된 이 지역하천골재 매장량은 모래 1,109,000m3, 자갈 52,000m3, 합계1,161,000m3이다. 또한, 이의 개발가능량은 모래 776,000m3,자갈 36,000m3, 합계 813,000m3이다. 조사지역 3은 23NSR04시추공 주변으로 매장량 평가 지역 범위를 선정하였으며,그 면적은 599,000m2이다. 논산시 노성천의 중류부에 위치한 곳으로, 평가 범위는 논산시 광석면의 노성대교 인근부터 논산시 광석면의 사계로 인근까지의 범위이며, 노성천이 흐르는 과정에서 하도 양안으로 자갈 및 모래톱이 잘 발달한 지역이다. 이를 통해 계산된 하천골재 매장량은 모래 1,327,000m3, 자갈 29,000m3, 합계 1,357,000m3이다. 또한, 이의 개발가능량은 모래 929,000m3, 자갈20,000m3, 합계 949,000m3이다. 조사지역 4는 23NSR05시추공 주변으로 논산천의 중류부에 위치한 곳으로, 하류부의 부적면의 계백로 인근부터 상류부는 부적면 신교리의 신교교 사이의 범위이며, 논산천이 흐르는 과정에서하도 양안으로 자갈 및 모래톱이 잘 발달한 지역이다. 계산된 이 지역의 하천골재 매장량은 모래 1,441,000m3, 자갈 36,000m3, 합계 1,478,000m3이다. 또한, 이의 개발가능량은 모래 1,009,000m3, 자갈 25,000m3, 합계 1,034,000m3이다. 이를 통해 계산된 논산시 하천골재 매장량은 모래5,236,000m3, 자갈 145,000m3, 합계 5,381,000m3이다. 또한, 이의 개발가능량은 모래 3,663,000m3, 자갈 102,000m3,합계 3,765,000m3이다(Table 5).

Table 5 . Estimating results the river aggregate reserves in Nonsan City.

RegionSurvey area (m2)Aggregate area* (m2)Reserves (m3)Available Area** (m2)Available Reserves (m3)Reference coreRemark
1190,000190,0001,384,000132,000969,00023NSR01Ganggyeong stream
2790,000790,0001,161,000553,000813,00023NSR03Nonsan stream
3599,000599,0001,357,000419,000949,00023NSR04Noseong stream
4426,000426,0001,478,000297,0001,034,00023NSR05Nonsan stream
Total2,005,0002,005,0005,236,0001,401,0003,765,000

*The area where the aggregate-bearing section is confirmed by drilling..

**70% of the Aggregate Area considering site condition for aggregate development..


5. 토의

5.1. 논산시의 골재자원 분포 및 부존량

논산시 관내를 흐르는 하천은 국가하천인 논산천, 강경천, 노성천을 포함하여 33개 하천이다. 특히 주요 하천인 논산천, 강경천, 노성천 등으로부터 제3지류인 마산천,연산천, 주천, 시묘천, 신양천 등에 이르기까지 다수의 지방하천이 분포하고 있다. 논산시의 지형은 서쪽이 금강본류 쪽으로 트인 평야지대이며, 동쪽과 남쪽에는 고도가 200m 이상의 산지가 분포한다. 동북부와 남부에 이르는 일대는 계룡산과 대둔산 줄기가 연결되어 험준한 산지로 이루어져 있으며, 이들 산지에 인접한 지역에는 해발고도 50m 내외의 산록지, 20m 부근의 완만한 구릉지,그 이하의 해발고도에는 충적평야가 분포한다. 계룡산지는 화강암류가 우세하게 분포하며, 이곳에 관입된 중생대의 석영반암과의 차별침식으로 인해 산세가 형성되어있다. 계룡산지에 발달하는 수계는 변성퇴적암류와 반암류, 암맥 등의 분포 방향에 의해 지배되어 대체로 남북방향으로 발달한다. 우리나라 대부분의 고도가 높은 산간 지역의 하천들이 심한 곡류의 형태를 보이는 것과는대조적으로 논산시의 높은 고도에 존재하는 하천들은 거의 직선상의 하도 형태를 보인다. 그러나 직선상 하천으로부터 분기된 하천들은 화강암을 기반암으로 하여 수지상 패턴의 하계망을 이루고 있다. 북동부와 남동부 주변산지를 제외하면, 논산시의 중부와 서부 지역은 산지로부터 발원한 여러 하천이 금강에 유입하는 통로로서 주변에 넓은 충적지를 형성하고 있다. 논산평야를 흐르는하천들은 모두 금강의 지류에 해당하며, 논산천, 강경천,노성천을 포함하여 그에 유입하는 여러 소지류로 이루어진다. 이들 주변에는 하천의 폭과 유량에 비하여 넓은 규모의 충적지가 발달되어 있다. 종합하여 볼 때, 하천과넓은 충적평야가 발달하고 있지만 현재 하천의 하도를제외하고는 점토와 모래가 교호하면서 산출되기 때문에소량의 잔골재 이외에는 하천골재 부존은 미비하다. 일부 시추코어에서 확인되는 바와 같이 골재부존 구간이존재하더라도 심도가 약 10m 이상의 깊은 곳에서 산출되기 때문에 현실적으로 하천골재의 개발은 어렵다.

논산시는 평지가 넓게 분포하여 육상골재 조사 면적이타 시군에 비해 넓은 편이다. 특히, 주요 하천인 논산천,강경천, 노성천 등이 금강 본류와 합류하는 하류 지역인광석면, 부적면, 성동면, 채운면, 강경읍 등은 넓은 평야지대가 발달한다. 반면에, 산지가 발달하는 노성면, 벌곡면, 양촌면, 가야곡면의 경우에는 육상골재 조사 면적은좁게 나타난다. 또한, 논산시 중심지로 도시화가 진행된논산시 행정동과 육군 본부가 위치하는 연무읍 등은 육상골재의 개발이 제한되는 지역이다. 부존량을 확인한 지역들도 시추코어의 하부에는 대부분이 점토 퇴적물로 조사되었으며 조사면적에 비해서는 골재부존량이 많지 않은 상황이다. 또한 골재로서 가치를 지닌 모래퇴적층은개발가능 구간인 4m 이상의 깊이에서 관찰되어 개발가능성이 낮다. 논산시의 육상골재 부존량을 살펴보면 지역별 편중이 매우 심하다. 벌곡면을 비롯한 산간에 위치한 양촌면, 가야곡면 등은 육상골재의 부존량이 매우 적은 반면에, 완만한 분지를 이루고 있는 채운면, 성동면의경우에는 부존량이 상대적으로 많은 편이다. 논산시는 전체적으로 충적층의 발달의 편차가 심하지만 금강 본류인근에는 세립의 모래가 부존되어 있다. 이러한 육상골재 부존량의 지역적인 편중과 풍부한 부존량은 산지 발달과는 반대로 넓은 평야지대와 그 위를 흐르는 하천이잘 발달하기 때문이다. 탁월한 지형적 특성 이외에도 풍화산물로 모래 등의 공급이 많은 화성암류 등의 기반암이 주를 이루는 지질 특성 역시 육상골재 부존에 중요한역할을 한 것으로 추정된다. 특히, 채운면, 성동면 광석면 등 논산천 하류와 노성천 하류의 경우에는 충적층의발달이 탁월하며 부존 면적 역시 넓기 때문에 많은 육상골재가 부존되어 있는 것으로 해석된다.

5.2. 하천의 유형과 골재자원 부존의 특성

하천은 직선으로 흐르는 경우가 매우 적고 완만한 사행의 유로를 형성하는데 이는 불균질한 지반을 만드는다양한 요인들에 의한 것이다. 하천 하도의 곡류가 시작되면 곡부에서는 원심력에 의해 하안이 침식되고 돌출부에서는 유속이 감소하여 퇴적물의 퇴적현상을 일으켜 곡선유로로 변한다. 이러한 유수의 특성에 따라 하천은 일반적으로 급경사를 이루는 산지에서 직선유로를 형성하고 완경사를 이루는 평지에서 사행하며 반경이 큰 곡류를 이룬다(Orton and Reding, 1993). 하도의 경사가 크면이동하는 유체는 유속이 증가하여 같은 단면에서 더 많은 유량이 흐르게 되며, 유속의 증가로 인해 하도 내에서의 에너지 증가로 하상의 침식 또한 증가하게 된다. 하상의 경사는 유역의 유출, 도달시간, 하도의 침식, 퇴적,사행도 등에 직접적인 영향을 주는 요소이다. 하천의 상류 구간에서 경사가 급하고 유속이 빠르며 침식현상이많이 일어나는 반면, 하류는 하상경사가 완만하여 유속이 느리며 퇴적현상이 발생한다. 즉, 수로의 평면적인 형상, 수로, 범람원 등과 같은 하천 주변의 지형은 유수와퇴적물의 상호작용에 의하여 빚어진 결과라 할 수 있다.따라서, 현재 하천의 지형학적 특성을 통해 하천작용의 결과물인 골재의 부존 특성을 파악하고 지하 내부에 부존량의 대략적인 추정이 가능하다. 다음 도표는 위의 설명을 간략히 보여준다(Fig. 9; Orton and Readings, 1993).

Figure 9. Conceptual models of channel types related to the dominant type of bedload in the stream and the relative stability of channel banks (Orton and Readings, 1993).

논산시의 수계는 일반적인 자연하천의 특성을 잘 보여주고 있다. 그러나 기반암의 특성에 따라 동부에서 유입되는 논산천과 북부에서 유입되는 노성천의 하상경사와공급되는 퇴적물의 입도는 차이를 보인다. 논산천은 상류부인 탑정호 바로 아래 부근에서의 경사도가 1/53으로매우 급하며 하천과 수로의 폭이 각각 84~451m, 40~118m로 좁다(Table 2). 하상 퇴적물의 평균입도는 0.84~7.46mm로 굵은 모래와 자갈로 구성되어 있다(Table 2). 노성천의 중~상류부는 1/132의 경사도와 171~224m의 하천폭, 26~135m의 수로폭을 보이며 하상 퇴적물의 평균입도는0.3~3.29mm이다(Table 2). 하천의 하도는 거의 직선에 가까우며 하도 내의 일부 구간들에 모래와 자갈로 구성된사주가 발달한다. 이러한 형태의 하천에서는 현재 표층의 하도 내에 골재가 분포하지만 그 두께는 얇으며 하천이 사행하지 않기 때문에 분포범위가 넓지 않다. 이와 같은 특징은 경상북도 영덕군이나 군위군 등과 같은 산간지역의 시군이나 연안 지역에 위치하지만 매우 급한 경사의 지형인 시군에서 나타나는 특징으로 볼 수 있다(Kim et al., 2021; KIGAM, 2023b, 2023c). 논산천과 강경천의하류부는 하상경사가 각각 1/5116, 1/8283으로 거의 완만한 평지이며, 하천의 폭도 최대 400m 이상을 보인다. 하상 퇴적물의 평균입도는 0.02mm로 세립모래로 구성되어있다. 금강하구둑 건설 이전에는 논산천이 사행하천으로유로가 불규칙하였으나 1930년대 하천개수공사를 통해유로를 정리하고 양안에 제방을 축조하여 광활한 농경지를 형성하였다. 과거 유로는 제내지 측으로 우각호 형상으로 구하도로 남아 있었으나, 1970년대 이후 농경지정리로 인해 대부분 매립되어 현재는 형상을 찾을 수 없게되었다. 일반적으로 낮은 경사도의 평야지역은 하천의 사행이 넓은 범위에서 이루어지면서 하상의 모래 퇴적물이얇고 넓은 범위로 분포하게 된다(Fig. 3; Fig. 9). 그러나논산천 하류부의 시추결과를 보면 충적층의 심도는 최대25m 깊지만 점토층이 매우 두껍게 형성되어 있으며 골재의 부존 구간은 점토층의 하부에 존재하거나 점토층사이에 일부 구간에 관찰되며 퇴적층의 두께도 1~2m에지나지 않는다. 이런 경향은 전라북도 부안, 고창, 경기도 고양시 등 서해안과 인접한 시군에서 흔히 나타나는특징들이다(Lee et al., 2021; KIGAM, 2023d).

5.3. 해수면 변화와 골재자원 부존의 특성

Fig. 10은 해수면 변화에 따라 해안선의 위치가 변화되는 과정을 간략하게 설명하고 있으며, 해수면 하강으로 인해 하천작용에 의해 형성된 절개곡(Incised valley)에 다시 해수면이 상승하면서 퇴적물이 채워지는 과정을 보여준다(Shanley and McCabe, 1992). 이 과정은 현재 해안선으로부터 멀리 떨어진 논산시에 점토층이 우세하게 나타나며 유입되는 하천의 수와 규모에 비해 골재의 부존이 부족한 이유를 설명할 수 있다. 해수면의 하강(Fig. 10a)은 해안선을 현재보다 먼 바다로 이동시키며 멀어진 해안선의 위치만큼 하천의 하방침식은 심해지고 경사는 가파르게 변한다. 그에 따라 하천은 직선의 하도로 변하며퇴적물은 조립해진다. 해수면이 낮은 시기(Fig. 10b)에는삭박된 절개곡을 하천 작용이 활발해지면서 모래 및 자갈 퇴적층이 퇴적된다. 해수면 상승시기(Fig. 10c)에는 해안선이 빠르게 육지방향으로 이동하며 하천의 경사도가낮아지고 하천의 유속은 느려진다. 느려진 유속으로 이동되는 퇴적물의 입도는 중립-세립의 모래로 바뀌거나 조석의 영향을 받는 지역에서는 점토질 퇴적층이 누적되기도 한다. 해수면 상승은 바다방향에서 공급되는 퇴적물을 육지방향으로 이동시키는 프로세스를 강화시키므로하천 작용은 비교적 줄어든다. 해수면이 현재위치(Fig. 10d)에 이르면 하천작용이 우세해지고 하천이 유입되는 연안에서는 해안선이 전진한다. 조석이 우세한 연안에서는 이미 점토질 퇴적물로 채워진 퇴적공간으로 인해 하천의사행이 제한되며 하도의 모래 및 자갈질 퇴적물은 퇴적층에 단속적으로 보존된다(Fig. 10). 논산시 저지대의 하천 주변에서 회수된 시추공에서의 나타나는 상부의 두꺼운 점토질 퇴적층과 일부 단속적으로 관찰되는 모래층은이런 특성을 반영하고 있다 (Fig. 4). 해수면에 따른 연안과 하천 퇴적환경의 변화를 보여주는 Fig. 10의 퇴적모델은 논산천, 강경천 주변에 넓게 발달하고 있는 논산평야에서 회수된 시추결과와 잘 부합한다.

Figure 10. Evolution model of an incised valley and its subsequent filling in tide-domiated environments (modified from Shanley and McCabe, 1993).

서해안에 위치한 시군 지역들은 동해와 남해에 비해 비교적 큰 하천들이 다수 유입되어 많은 양의 골재 부존이기대되는 지역임에도 실제 조사결과는 점토층이 두껍게발달하며 부존 심도가 깊게 나타나는 특징을 보인다. Lee et al. (2021)은 경기도 고양 지역의 육상 및 하천 골재부존 특성을 서해안의 김제와 고창 지역의 골재 부존의특성과 비교하여 토의하였다. 고양 지역은 한강 주변으로 모래층이 두껍게 나타나지만 상부는 점토층이 나타나며 한강과 인접하지 않거나 소하천 주변에서는 상부에점토층이 두껍게 발달한다고 보고하였다. 이와 같은 특징이 인근의 김포시를 비롯하여(KWRC, 2011), 전라북도김제시와 고창군도 유사한 특성을 보인다고 보고하였다.그 원인으로 홀로세 동안의 전지구적 해수면 상승으로인한 조간대 환경의 두꺼운 점토층 발달과 큰 하천 주변의 하천 작용의 우세로 인한 골재 부존을 설명하였다 (Lee et al., 2021).

논산시는 금강 하구로부터 직선거리로 최소 35km 이상 떨어진 내륙 지역에 해당한다. 그럼에도 불구하고 금강하구둑이 건설되기 이전에는 조석의 영향을 많이 받았으며 시추결과에서도 그러한 영향에 의해 퇴적된 두꺼운점토층이 나타난다. 시추결과를 통해서도 평야지대와 구릉지대가 만나는 지점인 노성천과 논산천 합류부 지역까지 표토층 하부에 두꺼운 점토층이 관찰되며 이 퇴적층은 평균해수면으로부터 약 8m 위까지 존재한다(Figs. 6, 7, 8). 금강은 우리나라의 4대강 중 하나이며 서해안으로유입되는 하천 중 경기도 지역의 한강 다음으로 큰 강이다. 또한, 만경강, 동진강 등이 유입되는 새만금을 포함하여 논산시와 부여군 일부를 포함하는 지역은 넓은 평야지대가 형성되어 있다. 과거 서해안 일대는 홀로세 동안의 전지구적 해수면 상승으로 인해 저지대가 침수되었으며 큰 조차로 인해 조간대 환경이 발달한 것으로 알려져 있다(Kim et al., 1999; Yang et al., 2006; Chang et al., 2014; Yoon et al., 2023). 큰 하천은 육상에서 공급되는퇴적물을 연안으로 공급하는 통로이기도 하지만 조석의영향이 큰 지역에서는 바다의 조석에 의해 부유된 퇴적물을 육상 지역으로 공급하는 역할을 하기도 한다(Klein, 1985). 조석에 의한 퇴적물의 공급은 수심이 깊은 조하대(Subtidal) 지역에 모래질 퇴적물을 퇴적시키며 점차 조석의 영향이 줄어드는 조상대(Supratidal) 부근에 뜬짐(Suspended load)으로 이동하는 점토질 퇴적물을 퇴적시킨다(Klein, 1985). 그에 따라 현재의 해안과 인접한 지역에는 모래질 퇴적물을 우세하게 집적시키며 해안에서멀리 떨어져 있으나 하천이 유입되는 지역에는 점토질퇴적물을 운반시킨다. Lee et al. (2021)은 새만금으로 유입되는 동진강과 만경강 중 동진강 주변에서의 골재의 부존이 상대적으로 적다고 보고하였다. 그 원인을 기원지의 지질분포 차이로 해석하였으나, 연안에서의 조석에의한 퇴적기작 또한 고려되어야 할 사항이다. 골재 자원의 부존 가능성은 지질구조, 지형, 수계의 발달 양상, 기반암 특성, 퇴적기작 등 다양한 지질학적 요인에 의해 지역적으로 차이가 발생할 수 있으므로 다양한 요소들의종합적인 해석이 필요하다.

6. 결론

이 연구는 국토교통부에서 주관하는 시군 단위 골재자원조사의 일환으로 2023년 충청남도 논산시, 계룡시를 대상으로 수행한 결과 중 일부이며 시추조사를 통해 논산시에 매장된 천연골재 자원의 부존 현황 및 특성을 파악하고자 하였다. 주요 결론은 다음과 같다.

1. 논산시는 금강 하구로부터 직선거리로 약 35km 떨어져 있으며 금강 본류가 지나는 길목에 위치한다.논산시의 지형은 동고서저형의 지형적 특색을 지니며 금강의 지류인 논산천, 노성천, 강경천 등을 포함하여 33개의 국가 및 지방하천이 분포한다. 논산시내의 모든 소하천들은 고지대인 북쪽과 동쪽에서 발원하여 논산천과 합류한 뒤 논산시의 서쪽 경계에서금강 본류의 서안으로 합류한다.

2. 논산시의 주요 수계인 논산천, 강경천, 노성천 일대의 시추 결과를 요약하면 고지대인 북쪽과 동쪽에서얕은 심도를 보이며 서쪽으로 갈수록 깊은 심도를보여 금강 본류 인근인 논산천, 강경천 하류에서 최대 깊이인 25m를 보인다. 골재자원이 주로 매장되어있을 것으로 추정되는 평야 지대의 시추공의 특성은하부로부터 자갈, 모래, 점토, 교란층으로 구성되며점토층의 두께가 매우 두껍다. 점토층은 실트, 점토,모래 등이 교호하는 특성을 보여 조석의 영향을 받은 퇴적층으로 해석된다.

3. 골재 자원의 분포 양상은 산간지역에서 미비하며 하천과 넓은 충적평야가 발달하는 지역에서 많은 양의골재자원이 분포하는 것으로 나타난다. 대부분의 골재 부존 심도는 4m 아래의 깊이에서 나타난다..

4. 논산시의 골재자원 분포는 하천작용과 해수면 변동의 영향으로 인한 것이며 서해안의 큰 조차는 골재자원의 부존에 불리한 조건으로 작용한 것으로 해석된다.

사 사

이 연구는 한국지질자원연구원에서 수행하고 있는 국토교통부 “2024년 골재자원조사 및 관리(IP2024-008-2024)”사업의 지원으로 수행되었습니다. 논문에 대한 세심한 검토와 제안을 해주신 심사위원과 편집위원 모두에게 감사드립니다.

Fig 1.

Figure 1.Satellite image spanning from the Geum river estuary to the Nonsan City.
Economic and Environmental Geology 2024; 57: 143-159https://doi.org/10.9719/EEG.2024.57.2.143

Fig 2.

Figure 2.(a) Location map of the drilling sites and the survay area, (b) geological map in Nonsan City.
Economic and Environmental Geology 2024; 57: 143-159https://doi.org/10.9719/EEG.2024.57.2.143

Fig 3.

Figure 3.Conceptual depositional model for point bar in a meandering stream channel (modified from Allen, 1970).
Economic and Environmental Geology 2024; 57: 143-159https://doi.org/10.9719/EEG.2024.57.2.143

Fig 4.

Figure 4.Core images and stratigraphic section of the representative core 23NSR01 in the downstream part of Nonsan stream.
Economic and Environmental Geology 2024; 57: 143-159https://doi.org/10.9719/EEG.2024.57.2.143

Fig 5.

Figure 5.Core images and stratigraphic section of the representative core 23NSL19 in the upstream part of Nonsan stream.
Economic and Environmental Geology 2024; 57: 143-159https://doi.org/10.9719/EEG.2024.57.2.143

Fig 6.

Figure 6.The location of core around Nonsan stream, stratigraphic sections, and the aggregate-bearing sections within each cores.
Economic and Environmental Geology 2024; 57: 143-159https://doi.org/10.9719/EEG.2024.57.2.143

Fig 7.

Figure 7.The location of core around Noseong stream, stratigraphic sections, and the aggregate-bearing sections within each cores.
Economic and Environmental Geology 2024; 57: 143-159https://doi.org/10.9719/EEG.2024.57.2.143

Fig 8.

Figure 8.The location of core around Ganggyeong stream, stratigraphic sections, and the aggregate-bearing sections within each cores.
Economic and Environmental Geology 2024; 57: 143-159https://doi.org/10.9719/EEG.2024.57.2.143

Fig 9.

Figure 9.Conceptual models of channel types related to the dominant type of bedload in the stream and the relative stability of channel banks (Orton and Readings, 1993).
Economic and Environmental Geology 2024; 57: 143-159https://doi.org/10.9719/EEG.2024.57.2.143

Fig 10.

Figure 10.Evolution model of an incised valley and its subsequent filling in tide-domiated environments (modified from Shanley and McCabe, 1993).
Economic and Environmental Geology 2024; 57: 143-159https://doi.org/10.9719/EEG.2024.57.2.143

Table 1 . General information about major streams in Nonsan City.

NameTotal stream length (km)Total waterways length (km)Watershed area (km2)Watershed mean width (A/L2)km Shape Coefficient (A/L2)Average Gradient (%)Average Altitude (EL.m)
Nonsan Stream21.555.0665.012.10.2222.6119.2
Ganggyeong Stream6.521.6125.15.80.2711.852.9
Noseong Stream4.927.3193.87.10.2619.698.0

Table 2 . Characteristics of riverbeds in the major streams of Nonsan City. For location in the study site, see Figures 6, 7, 8 (MOLIT, 2016).

NameMeasurement sectionRiverbed slopeChannel width (m)Stream width (m)Mean grain size (mm)Specific gravity (Gs)
Nonsan StreamNS01NS021/261433.7~480.0100.2~157.80.022.62
NS02NS031/2013270.2~433.788~157.80.01~0.022.62~2.63
NS03NS041/5116271.7~34943~171.50.0~7.32.63~2.65
NS04NS051/1118210.7~34937.3~171.57.32.65
NS05NS061/820210.7~32125.7~231.90.84~7.462.63~2.65
NS06NS071/5384.1~451.840~1180.842.63
NS07NS081/627
Ganggyeong StreamGG01GG021/1738139.9~218.549.5~104.60.012.63~2.64
GG02GG031/8283107.6~214.633.8~104.60.012.64
Noseong StreamNO01NO021/132171.8~224.226.2~1350.3~3.292.62~2.67

Table 3 . Drilling data and aggregate reserve part in Nonsan City.

NameNorthingEastingElevation (m)Depth (m)Aggregate part (m)Remark
23NSL0136°08'45.21"127°01'35.92"5.0397~9
23NSL0236°10'01.60"127°03'4.20"5.38186.5~8, 12~17
23NSL0336°11'07.28"127°02'03.12"4.41217~8.5
23NSL0436°12'53.82"127°01'51.64"5.75916.2~19.9
23NSL0536°07'44.64"127°03'44.60"6.151510~13
23NSL0636°07'07.84"127°06'42.96"19.4783.7~6.5
23NSL0736°09'14.24"127°06'43.45"8.4396.5~8.5
23NSL0836°13'37.51"127°04'45.25"6.39118~11
23NSL0936°08'28.60"127°09'14.89"32.0351.5~3.8
23NSL1036°12'06.78"127°06'08.15"7.4396~8
23NSL1136°13'10.23"127°06'43.23"7.4273~5.5Land aggregate
23NSL1236°10'48.51"127°07'50.98"13.2882~6.6
23NSL1336°15'23.25"127°04'48.37"9.5174~6
23NSL1436°17'48.33"127°05'01.96"22.606-
23NSL1536°17'51.41"127°09'00.12"18.5363~4.4
23NSL1636°13'45.36"127°09'45.78"14.7975~5.8
23NSL1736°15'43.01"127°08'16.35"12.8985~7
23NSL1836°10'22.94"127°12'11.73"33.3874~5
23NSL1936°08'02.47"127°14'37.29"51.8071~5
23NSL2036°12'28.82"127°16'14.87"112.1691.5~6.5
23NSR0136°09'57.51"127°00'33.14"4.022514.7~23
23NSR0236°09'12.46"127°01'49.85"4.3110-
23NSR0336°12'14.76"127°04'26.75"4.42133~4.7River aggregate
23NSR0436°13'58.91"127°07'49.75"9.36106.2~7.8
23NSR0536°11'40.53"127°07'36.75"7.4640~4

Table 4 . Estimating results the land aggregate reserves in Nonsan City.

RegionSurvey area (m2)Aggregate area* (m2)Reserves (m3)Available Area** (m2)Available Reserves (m3)
SandGravelTotalSandGravelTotal
Ganggyeon-eup1,317,0001,317,0002,080,00068,0002,148,000922,0001,456,00048,0001,504,000
Yeonmu-eup11,558,00011,558,00015,273,000337,00015,610,0008,091,00010,691,000236,00010,927,000
Seongdong-myeon11,268,00011,268,00044,647,0001,014,00045,661,0007,887,00031,253,000710,00031,963,000
Gwangseok-myeon11,115,00011,115,00023,950,0001,087,00025,037,0007,780,00016,765,000761,00017,526,000
Noseong-myeon5,274,0005,274,0002,680,00074,0002,754,0003,692,0001,876,00052,0001,928,000
Sangwol-myeon8,882,0008,882,00012,899,000409,00013,308,0006,217,0009,029,000286,0009,315,000
Bujeok-myeon10,274,00010,274,00028,184,0001,270,00029,454,0007,192,00019,729,000889,00020,618,000
Yeonsan-myeon8,060,0008,060,0003,247,000185,0003,432,0005,642,0002,273,000129,0002,402,000
Beolgok-myeon893,000893,0003,679,000145,0003,824,000625,0002,575,000102,0002,677,000
Yangchon-myeon7,460,0007,460,00017,845,000439,00018,284,0005,222,00012,491,000307,00012,798,000
Gayagok-myeon3,168,0003,168,0004,881,000167,0005,048,0002,217,0003,417,000117,0003,534,000
Eunjin-myeon4,833,0004,833,00012,612,000615,00013,227,0003,383,0008,828,000430,0009,258,000
Chaeun-myeon11,383,00011,383,00061,337,0002,484,00063,821,0007,968,00042,935,0001,739,00044,674,000
Chwiam & Buchang-dong3,098,0003,098,0005,055,000126,0005,181,0002,168,0003,538,00088,0003,626,000
Total98,583,00098,583,000238,369,0008,420,000246,789,00069,006,000166,856,0005,894,000172,750,000

*The area where the aggregate-bearing section is confirmed by drilling..

**70% of the Aggregate Area considering site condition for aggregate development..


Table 5 . Estimating results the river aggregate reserves in Nonsan City.

RegionSurvey area (m2)Aggregate area* (m2)Reserves (m3)Available Area** (m2)Available Reserves (m3)Reference coreRemark
1190,000190,0001,384,000132,000969,00023NSR01Ganggyeong stream
2790,000790,0001,161,000553,000813,00023NSR03Nonsan stream
3599,000599,0001,357,000419,000949,00023NSR04Noseong stream
4426,000426,0001,478,000297,0001,034,00023NSR05Nonsan stream
Total2,005,0002,005,0005,236,0001,401,0003,765,000

*The area where the aggregate-bearing section is confirmed by drilling..

**70% of the Aggregate Area considering site condition for aggregate development..


References

  1. Allen, J.R.L. (1970) A quantitative model of grain size and sedimentary structures in lateral deposits. Geological Journal, v.7(1), p.129-146, https://doi.org/10.1002/gj.3350070108
    CrossRef
  2. Chang, T.S., Kim, J.C. and Yi, S. (2014) Discovery of Eemian marine deposits along the Baeksu tidal shore, southwest coast of Korea. Quaternary International, v.349, p.409-418, https://doi.org/10.1016/j.quaint.2014.06.057
    CrossRef
  3. Hong, S.S., Kim, J.Y. and Lee, J.Y. (2015) Trends of supply and demand of aggregate in Korea(I). Petrological Society of Korea, v.24, p.253-272, https://doi.org/10.7854/JPSK.2015.24.3.253
    CrossRef
  4. Hong, S.S. and Lee, J.Y. (2020) Analysis of 2019 domestic aggregate production in Korea(I). Economic and Environmental Geology, v.53, p.755-769, https://doi.org/10.9719/EEG.2020.53.6.755
    CrossRef
  5. Hong, S.S. and Lee, J.Y. (2021) Aggregate of Korea in 2020. Economic and Environmental Geology, v.54(5), p.581-594, https://doi.org/10.9719/EEG.2023.56.1.87
    CrossRef
  6. Klein, G.D. (1985) Intertidal flats and intertidal sand bodies, in Davis, R.A., Jr., ed., Coastal Sedimentary Environments: New York, Springer-Verlag, p.187-224.
    CrossRef
  7. Kim, J.C., Kim, J.Y. and Lee, J.Y. (2021). Distribution Characteristics of Quaternary Geology and Aggregate Resources in Geumsan-gun, Chungcheongnam-do. Economic and Environmental Geology, v.54(5), p. 595-603, https://doi.org/10.9719/EEG.2021.54.5.595
    CrossRef
  8. Kim, Y.H., Lee, H.J., Chun, S.S., Han, S.J. and Chough, S.K. (1999) Holocene transgressive stratigraphy of a macrotidal flat in the southeastern Yellow Sea; Gomso Bay, Korea. Journal of Sedimentary Research, v.69(2), p.328-337, https://doi.org/10.2110/jsr.69.328
    CrossRef
  9. KIGAM (Korea Institute of Geoscience and Mineral Resources) (1980) Geological Explosion Manual of Nonsan area.
  10. KIGAM (Korea Institute of Geoscience and Mineral Resources) (2023a) Aggregate Resources Investigation Report for Nonsan-si and Gyeryong-si. Ministry of Land, Infrastructure and Transport, 473p.
  11. KIGAM (Korea Institute of Geoscience and Mineral Resources) (2023b) Aggregate Resources Investigation Report in Yeongdeokgun. Ministry of Land, Infrastructure and Transport, 443p.
  12. KIGAM (Korea Institute of Geoscience and Mineral Resources) (2023c) Aggregate Resources Investigation Report in Gunwigun. Ministry of Land, Infrastructure and Transport, 335p.
  13. KIGAM (Korea Institute of Geoscience and Mineral Resources) (2023d) Aggregate Resources Investigation Report for Buan. Ministry of Land, Infrastructure and Transport, 359p.
  14. KWRC (Korea Water Resources Corporation) (2011) Aggregate Resources Investigation Report for Gimpo and Paju. Ministry of Land, Transport and Maritime Affairs, 304p.
  15. MOLIT (Ministry of Land, Infrastructure and Transport) (2016) Fundamental Planning report for river improvement works (Nonsan stream, Noseong stream, Ganggyeong stream). Ministry of Land, Infrastructure and Transport, 1036p.
  16. Lee, H., Byun, U.H., Ko, K., Youm, S.J., Ji, S., Jo, H., Shin, S. and Lee, J.Y. (2021). Characteristics of the Land and River Aggregates Distribution in Goyang City, Korea. Economic and Environmental Geology, v.54(5), p.535-547, https://doi.org/10.9719/EEG.2021.54.5.535
    CrossRef
  17. Orton, G.J. and Reading, H.G. (1993) Variability of deltaic processes in terms of sediment supply, with particular emphasis on grain size. Sedimentology, v.40(3), p.475-512, https://doi.org/10.1111/j.1365-3091.1993.tb01347.x
    CrossRef
  18. Shanley, K.W. and McCabe, P.J. (1992) Alluvial architecture in a sequence stratigraphic framework: a case history from the Upper Cretaceous of southern Utah, USA. The geological modelling of hydrocarbon reservoirs and outcrop analogues, p.21-55. https://doi.org/10.1002/9781444303957.ch2
    CrossRef
  19. Torres, A., Simoni, M.U., Keiding, J.K., Müller, D.B., zu Ermgassen, S.O.S.E., Liu, J., Jaeger, J.A.G., Winter, M. and Lambin, E.F. (2021) Sustainability of the global sand system in the Anthropocene. One Earth, v.4, p.639-650, https://doi.org/10.1016/j.oneear.2021.04.011
    CrossRef
  20. Yang, B., Dalrymple, R.W., Chun, S. and Lee, H. (2006) Transgressive sedimentation and stratigraphic evolution of a wave-dominated macrotidal coast, western Korea. Marine Geology, v.235(1-4), p.35-48. https://doi.org/10.1016/j.margeo.2006.10.003
    CrossRef
  21. Yoon, H.H., Ryang, W.H., Chun, S.S., Simms, A.R., Kim, J.C., Chang, T.S., Yoo, D.G. and Hong, S.H. (2023) Costal switching of dominant depositional processes driven by decreasing rates of Holocene sea-level rise along the macrotidal coast of Gochang, SW Korea. Journal of Sedimentary Research, v.93, p.20-36, https://doi.org/10.2110/jsr.2021.023
    CrossRef
KSEEG
Apr 30, 2024 Vol.57 No.2, pp. 107~280

Stats or Metrics

Share this article on

  • kakao talk
  • line

Related articles in KSEEG

Economic and Environmental Geology

pISSN 1225-7281
eISSN 2288-7962
qr-code Download