제천 의림지 호저퇴적물 퇴적환경과 형성시기 고찰 = Depositional Environment and Formation Ages of Eurimji Lake Sediments in Jaechon City, Korea

국문 초록 (Abstract)

의림지 퇴적층의 형성환경, 성인 및 형성시기를 해석하기 위하여 제천시 모산동 일대에 위치하는 의림지 일대에서 제4기 지질조사와 물리탐사를 실시하였다. 연구의 목적을 달성하기 위하여 음향측심, 호저 표층시료 및 수상시추에 의한 주상시료 채취, GPR 물리탐사, 호저 퇴적물의 입도분석, 화분분석 및 탄소연대를 측정하였다. 야외조사와 실내분석 결과, 의림지 호저 표층은 부분적으로 인위적으로 교란되거나 매립되기도 했던 흔적이 있으며, 호저의 자연구배를 따른 유수작용으로는 설명할 수 없는 굴곡부를 보이고 있다. 대부분의 호저 퇴적물은 계절적인 집중호우시에 발달하는 범람유수, 의림지 주변 교량부근 계곡과 수로들을 따라 유입되는 하천수 등에 의하여 의림지 안에 조약성 내지 부유성 입자들이 많이 유입되어 집적된 것으로 해석된다. 그리고 대부분 균질 부유물은 의림지의 중앙이나 제방이 있는 하류부에 집적되어 있다. 의림지 호저 표층에는 퇴적물의 CM 다이그램분석에서 나타나듯이 교란류나 니류작용이 발달하여 있으며 이는 의림지하부에 기반암 위에 발달하는 퇴적층으로부터 피압수가 형성되어 상승류가 작용하기 때문인 것으로 판단된다. 시추 주상치료 중에서 ER-1호공과 ER-3-1호공의 시료는 인간간섭이나 퇴적층의 교란이 적으며, 입도 분석 결과, 분급도는 불량하고, 대부분 세립질 모래와 니질물로 구성되어 있으며, 입도의 첨도와 왜도변화가 아주 다양하게 나타나고 있어, 의림지의 호저 퇴적층은 여러 번의 상이한 기작에 의한 퇴적작용이 중첩되어 형성된 퇴적층으로 해석된다. 시추주상도, 음향측심 및 GPR 물리탐사 단면과 이의 해석자료에 의하면 의림지의 퇴적층은 하류의 제방으로 갈수록 두꺼워지며, 바닥까지의 수심도 GPR 측선9에서와 같이 약 8m로 특히 깊어지는 것으로 나타났다. 한편, 의림지의 2개 시추주상시료(ER-1호공과 ER-3-1호공)에 대한 화분분석 결과, 2개의 화분대로 구분됨이 밝혀졌으며, 하부분대는 목본류 화분이 초본류보다 우점하고 있으며, 상부분대는 반대로 초본류가 목본류보가 더 우점하는 현상을 보이고 있다. 이들 화분대는 현재 습한 온대지역의 수성 혹은 수성주변 환경이 지배하는 산악이나 구릉지에서 흔히 나타나는 침엽수-낙엽활엽수의 혼합림 식생상태를 잘 대변해 주고 있는 것으로 판단된다. 끝으로, 의림지 호저 퇴적층 중에서 인위적인 교란흔적이 없는 암회색 유기질 니층에 대한 탄소연대측정 결과, 제1호공 12번 시료에서 950$\pm$40 years B.P을 얻었으며, 제3-1호공에서도 아래로 내려가면서 8, 10, 11번 시료에 대하여 500$\pm$30 years B.P, 650$\pm$30 years B.P, 800$\pm$40 years B.P의 연대측정 결과를 획득하였다. 이상과 같은 의림지 호저 퇴적층의 형성환경과 형성시기 연구를 통하여 의림지의 제방축조의 최초시기를 해석해 보면, 의림지의 제방은 적어도 과거 약 827년 전에서 866년 전에는 이미 축조되어 있었음을 알 수 있다. 과거 제천 일대에 살았던 옛사람들이 의림지 하류의 곡지중앙과 고기 충적선상지에 대한 관계용 용수조달의 필요성에 부응하여 상류부 곡지하천의 자연입지 환경을 최대한 이용하여 축조한 것으로 판단된다.

다국어 초록 (Multilingual Abstract)

Quaternary Geological and geophysical investigation was performed at the Eurimji reservoir of Jaechon City in order to interprete depositional environment and genesis of lake sediments. For this purpose, echo sounding, bottom sampling and columnar sampling by drilling on board and GPR survey were employed for a proper field investigation. Laboratory tests cover grain size population analysis, pollen analysis and $^{14}C$ datings for the lake sediments. The some parts of lake bottom sediments anthropogenically tubated and filled several times to date, indicating several mounds on the bottom surface which is difficult to explain by bottom current. Majority of natural sediments were accumulated both as rolling and suspended loads during seasonal flooding regime, when flash flow and current flow are relatively strong not only at bridge area of the western part of Eurimji, connected to stream valley, but at the several conduit or sewage system surrounding the lake. Most of uniform suspend sediments are accumulated at the lake center and lower bank area. Some parts of bottom sediments indicate the existence of turbid flow and mudflow probably due to piezometric overflowing from the lake bottom, the existence of which are proved by CM patterns of the lake bottom sediments. The columnar samples of the lake sediments in ER-1 and ER-3-1 boreholes indicate good condition without any human tubation. The grain size character of borehole samples shows poorly sorted population, predominantly composed of fine sand and muds, varying skewness and kurtosis, which indicate multi-processed lake deposits, very similar to lake bottom sediments. Borehole columnar section, echo sounding and GPR survey profilings, as well as processed data, indicate that organic mud layers of Eurimji lake deposits are deeper and thicker towards lower bank area, especially west of profile line-9. In addition the columnar sediments indicate plant coverage of the Eurimji area were divided into two pollen zones. Arboreal pollen ( AP) is predominant in the lower pollen zone, whreas non-aboreal pollen(NAP) is rich in the upper pollen zone. Both of the pollen zones are related to the vegetation coverage frequently found in coniferous and deciduous broad-leaved trees(mixed forest) surrounded by mountains and hilly areas and prevailing by aquatic or aquatic margin under the wet temperate climate. The $^{14}C$ age of the dark gray organic muds, ER1-12 sample, is 950$\pm$40 years B.P. As the sediments are anthropogenetically undisturbed, it is assumed that the reliability of age is high. Three $^{14}C$ ages of the dark gray organic muds, including ER3-1-8, ER3-1-10, ER3-1-11 samples, are 600$\pm$30 years B.P., 650$\pm$30 years B.P., 800$\pm$40 years B.P. in the descending order of stratigraphic columnar section. Based on the interpretation of depositional environments and formation ages, it is proved that Eurimji reservoir were constructed at least 950$\pm$40 years B.P., the calibrated ages of which ranges from 827 years, B.P. to 866 years B.P. Ancient people utilize the natural environment of the stream valley to meet the need of water irrigation for agriculture in the local valley center and old alluvium fan area.