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1. 개요
천정천(天井川). river with bed above ground.강의 퇴적작용에 의해 강바닥이 주변 지역보다 높아진 지형을 말한다.
자연적으로는 거의 만들어지지 않으며 농업을 위해서 농경지를 조성하면서 하천에 제방을 건축하면서 만들어지는 지형 중 하나다.
2. 시초
자연적일 경우에는 강이 산골짜기를 벗어나서 평야 지형으로 나가게 되면 유속이 갑자기 느려지면서 퇴적물이 갑자기 쌓여서 선상지를 형성하거나 하는 식으로 일단 강물에 있는 퇴적물의 상당부분을 덜어낸 후 강물이 평야지대를 지나게 된다.그리고 평야지대를 지나면서 강물에 퇴적물의 양이 늘어나더라도 보통은 강 하구나 바다까지 이동한 후에 쌓여서 삼각주를 형성하게 되며 가끔 강 바닥에 쌓이는 일이 있지만 홍수가 발생할 때마다 삼각주 지역까지 휩쓸려 내려간다.
종종 강이 급격하게 사행을 하면서 구불구불해질 경우에는 강바닥에 퇴적물이 쌓이게 되지만 이런 경우에는 얼마 지나지도 않아서 강물이 연약하게 구성된 자연적인 제방을 부수고 새로운 강줄기를 형성하면서 주변보다 높아진 강바닥과 강줄기 자체가 버려지게 된다.
그러므로 자연적으로 천정천 현상이 발생하고 유지되는 경우는 황하와 같은 몇 안되는 예외상황에서만 주로 발견된다.
3. 형성
천정천이 주로 발생되는 환경은 농경지를 본격적으로 조성할 때이다. 농경지를 제대로 만들려면 주변 하천의 수로가 제대로 정비되어야 하며 홍수로 인한 범람을 방지해야 하므로 자연적 제방을 강화하거나 아예 인공 제방을 건설하게 된다. 강줄기가 자연적으로 제멋대로 이동하는 것을 막는 것이다.그리고 농업용수를 확보해야 하므로 하천에서 농업용수를 뽑아내면서 강물의 수량이 줄게 되며 주변의 삼림 같은 곳도 땔감이나 목재 용도로 나무를 베거나 농업용지 개간을 위해 개척을 하면서 주변 지역에서 흙같은 것을 붙잡아두는 역할을 하는 것들을 많이 줄이게 된다.
이렇게 되면 강바닥에 퇴적물이 쌓이는 속도가 늘어나고 강바닥이 점점 올라간다. 그렇게 되면 조금만 강물이 불어도 제방을 무너뜨리고 홍수가 발생하므로 제방을 강화하고 더 높게 쌓게 된다. 그러면 강바닥이 더 올라가는 악순환이 발생하면서 천정천이 발생하게 되는 것이다.
앞서 소개한 황하의 경우에도 선사시대부터 발생한 황토고원의 남벌로 인해 황토가 황하에 대량 유입되면서 황하의 특징이 발생한 경우이므로 어떤 의미에서는 사람의 손길이 닿았다고 볼 수도 있다.
4. 특징
기본적으로는 선상지가 하천 제방 내부에서 발생했다고 보면 알기가 쉽다. 강바닥이 처음부터 끝까지 비슷하게 올라가는 것이 아니라 강 상류는 높아지고 강 하류는 낮아지는 식으로 형성된다.물론 선상지와 다른 점도 있다. 하천이 곡류하거나 중간에 유속이 느려지는 지점에서는 토사가 더 많이 쌓인다. 이런 식으로 하중도가 만들어지는 경우도 발생하기도 한다.
그래서 보통은 비가 올 때만 물이 흐르는 작은 하천에서 주로 발생하며 이런 경우에는 앙쪽 강둑 사이의 너비가 2m ~ 3m 정도로 좁은 것이 일반적이다. 이런 경우에는 강 상류에서 평야로 나가는 지점이 가장 강바닥이 높아서 주변보다 최대 3m 정도 높아지고 점점 낮아지는 양상을 보이게 된다.
다만 큰 강이라고 해도 강줄기가 지나가는 지형 자체가 크게 변화하거나 와디 수준으로 강물의 양이 말랐다가 갑자기 홍수 직전으로 불어나는 등 급격하게 변하는 일이 잦아지거나 강 하구에 도달한 강물이 바다로 잘 빠지지 않는 지형이라면 퇴적물이 원할하게 바다로 빠져나가지 못해서 천정천 현상이 발생하는 경우도 종종 존재한다.
앞서 소개한 황하의 경우에는 특이한 사례답게 강바닥이 주변보다 7m나 높은 경우가 발생하며 이런 이유 때문에 인공제방이 크게 발달했다.
5. 문제점
강물이 조금만 많이 늘어나도 주변의 제방을 붕괴시키고 대규모 홍수가 발생하면서 수재(水災)가 발생하며 주변 농경지가 진흙과 쓰레기로 뒤덮힌다는 것이 가장 큰 문제점이다.그 외에도 강물이 강바닥을 뚫고 침투하는 바람에 제방 너머의 지하수층을 높여놓아서 제방 주변이 늪지대같이 변해버리기도 하고 강물의 수위가 낮아지므로 조금만 비가 안오면 강물이 말라버리면서 강에 배를 띄우는 내륙수운은 말할 것도 없고 농업용수 확보가 어려워지는 부작용도 만만치 않다.
그리고 제방을 누군가가 제멋대로 파괴라도 한다면 홍수상황이 아닌데도 강물이 주변을 대규모로 침수시킬 수 있는 위험성도 존재한다. 1938년 황허 홍수가 대표적인 사례다.
6. 해결방안
여러가지가 있으나 모두 지속적인 관리가 필요하며 복합적으로 운용해야 서로 시너지를 발휘하면서 효과가 높아진다.6.1. 제방 강화
하천 양쪽의 제방을 강화해서 크기, 높이, 폭을 모조리 증가시키는 빙밥이다. 고대로부터 사용된 방법으로 시행하기가 가장 쉽기 때문에 현대에도 자주 사용된다.하지만 말이 쉽지 제방을 강화하는 게 그렇게 쉬운 일은 아니며 시간과 돈과 자재와 인력과 노력이 모두 대규모로 들어간다. 그리고 제방의 일부분이라도 약화되면 둑이 터지면서 대형사고가 발생하므로 부실공사가 있으면 안되며 세밀한 계획을 구상하고 체계적으로 실행해야 했다.
홍수가 일어나지 않는 시기에 제방을 강화하는 것도 어려운데 홍수가 발생하면 제방을 긴급점검하고 물이 넘칠 것 같으면 더 강화하는 등의 비상조치가 필요해진다. 그것도 상황을 빠르게 파악하고 신속하게 조치해야 하니 답이 없다.
오죽하면 다스리다란 뜻의 치(治)는 본래 물(水)을 조정한다는 치수의 의미로 시작된 말이었으며 곤(鲧)이 황하의 치수를 실패해서 사형당하고 곤의 아들인 우(禹)가 황하의 치수에 성공하여 순(舜)의 아들도 아닌데 왕위를 이어받고 하나라를 창건할 정도였다.
마지막으로 제방을 강화하는 것은 본질적으로 미봉책이다. 천정천을 만드는 상황이 개선되지 않으므로 강바닥이 점점 더 올라가므로 제방을 추가로 강화해야 하는 악순환이 이어지는 것이다. 그러다가 둑 자체가 너무 크고 웅장해져서 기술력 문제등으로 인해 더 이상의 제방 강화가 불가능해지거나 틈새같은 약점이 발생하면 둑이 터지면서 대홍수가 난 후 복구에도 시간이 걸리며 경우에 따라서는 강줄기의 노선 자체를 아예 다른 곳으로 바꾸어야 한다. 황하가 뤄양시를 지나간 후의 강줄기가 역사에 따라서 크게 달라지는 것이 바로 이런 이유 때문이었다.
6.2. 강바닥 준설
말 그대로 강바닥을 파내는 것이다. 천정천의 원인이 강바닥이 높아지는 것이니 파내서 다시 낮추면 된다는 방법이다.발상 자체는 고대 사람들도 알고 있었으나 실제로 강바닥을 파내는 일에는 고도의 기술력과 많은 자금이 필요하므로 다들 그림의 떡 정도로 생각하고 있다가 현대에 들어와서야 가능해졌다.
현대에서 강바닥 준설을 하는 이유는 원래는 천정천 해결이 아니라 강에 배가 다니도록 수로를 만들어주는 수로 개설이나 건축용 골재가 필요해서 강바닥의 모래를 파내는 것에서 시작되었으나 의외로 천정천 해결에도 도움이 된다는 것이 알려지게 된 것이다.
일단 효과는 탁월하여 높아지는 강바닥에 대응해서 제방을 계속 강화한다는 악순환을 끊어내는 데 큰 도움이 되었다. 그러나 지속적이며 정기적인 준설작업이 필요한데다가 준설을 할 지역이 매우 넓다는 문제점이 있고 골재 채취같이 추가적으로 큰 돈을 벌만한 이유가 없다면 막대한 비용을 감당하기 어려운데다가 최근에는 강바닥 생태계를 박살낸다는 이야기까지 나와서 쉽게 실행하기가 어렵다.
6.3. 수로 추가
천정천이 홍수에 취약하다면 홍수가 날 때 발생하는 강물을 수로를 통해서 분산시키고 빠져나갈 길을 만들어주면 강물의 수위가 낮아지므로 둑이 터지지 않아서 홍수를 막게 된다는 방법이다.고대부터 자주 사용되던 방법으로 앞서 언급한 우(禹)가 황하의 치수를 제방으로 막는 방법보다는 수로를 추가하는 방식으로 해결했다는 이야기가 있고 쓰촨성의 도강언처럼 농업용수 확보와 주변 개간을 겸하는 의미로 만들어진 실제 사례도 다수 존재한다.
하지만 강바닥 준설보다는 덜하지만 나름대로 계획부터 실행까지 머리를 굴려야 하는 경우가 많으며 수로가 늘어나니 토지수용 문제도 있고 제대로 만들지 않으면 홍수를 오히려 더 크게 확산시키는 부작용도 있으므로 처음부터 끝까지 치밀하게 만들어야 한다.
6.4. 댐 건설
강 상류에 댐을 건설하여 퇴적물을 머무르게 하고 홍수조절을 가능하게 하면 된다는 방법이다. 현대에 들어와서 자주 적용되는 방법이다.일단 수자원 확보가 잘 되며 퇴적물이 하류로 내려가는 일이 크게 줄어들므로 천정천이 악화되는 일이 크게 줄어든다. 홍수시에도 최대한 물을 붙잡아서 천천히 흘러가게 하므로 제방에 걸리는 부담도 줄어든다.
하지만 일단 댐을 건설할만한 지형적 조건이 충족되어야 하며 토사유출이 심한 강의 경우에는 댐을 건설해도 순식간에 퇴적물이 너무 많이 쌓여서 사실상 흙을 담는 댐이 되버리므로 이에 대한 대책도 수립해야 한다. 그래서 황하에는 댐을 건설하기가 힘들어지는 것이다.[1]
6.5. 자연 회복
천정천의 주요 원인인 강 상류의 자연 파괴를 막고 삼림을 조성하는 등의 노력을 통해 자연을 회복시키면 퇴적물의 양이 줄어들기 때문에 천정천이 심화되는 것을 막을 수 있다는 방법이다.일단 근본적인 원인을 줄일 수 있으므로 제방을 강화하거나 강바닥을 준설하거나 수로를 추가하거나 댐을 건설하는 등의 다른 방법의 시행횟수나 공사의 크기를 줄일 수 있으며 홍수시에도 피해를 줄일 수 있다.
그러나 나무를 땔감으로 사용하는 등의 주변 환경을 근본적으로 개선하지 않으면 나무를 심어봤자 곧 주변 거주 주민들이 모조리 베어내서 땔감으로 쓰므로 소용이 없으며 석탄이나 석유, 가스를 보급해서 이런 문제를 해결한 후에도 주기적으로 물을 주는 등 지속적인 관리를 통해 장기간의 시간을 들여야 제대로 효과를 볼 수 있다는 단점이 존재한다.
황하의 경우에는 황토고원 지역에 황토를 붙잡아둘 자연적인 피복 역할을 하는 풀이나 나무가 부족하다는 문제가 주요 원인이므로 나무를 심거나 수풀을 조성함으로서 토사의 유출을 줄이고 있다.
7. 여담
대한민국의 경우에는 과거에는 낙동강같은 대형 하천에서도 천정천이 자주 발생한다고 생각하여 대책을 강구하는 시기가 있었으나 현재는 그 정도의 강은 한국 날씨의 특성상 집중호우같은 현상을 통해 토사를 대부분 바다까지 밀어내서 삼각주를 만든다는 것이 알려졌다. 여기에 더해서 상당수의 대형 하천들이 건설 사업을 위한 골재 채취로 강바닥이 준설되었고 제방도 새로운 도로를 제방을 이용해서 건설하면서 강화하는 등의 조치가 들어갔으므로 천정천의 위험에서 상당히 벗어났다고 평가받는다.그래서 현재는 산기슭에 있는 매우 작은 하천의 천정천 현상에 대해 더 주목하고 있다. 이런 곳은 제방 강화나 강바닥 준설이 비용 문제로 매우 어렵고 비가 좀 많이 내리면 갑자기 하천의 수위가 급격하게 상승하므로 순식간에 둑이 무너지고 주변 농지를 강물이 덮치는 사고가 자주 발생하기 때문이다.
천정천의 해결책 중에서 중국의 황하에서 벌어지는 단류(斷流) 현상처럼 평소에도 물을 많이 뽑아쓰다보면 강물이 말라버려서 홍수가 일어나도 버틸 수 있는 아이러니한 방법이 있다.
하지만 이건 일종의 부작용으로 발생한 일이며 지하수면이 낮아져서 주변 땅이 침강하는 싱크홀 현상이 일어날 수 있고 마른 강바닥을 제대로 파놓지 않으면 홍수시에 물 흐름을 막는 토사덩어리 때문에 둑이 특정부위에 갑자기 강화되는 수압을 못견디고 터지는 역대박이 발생할 수 있으므로 주의해야 한다.
[1] 중국에서는 조수조사(調水調沙) 사업으로 퇴적물을 처리하는 방법을 고안해서 황하에 댐을 건설했으나 여전히 댐 건설 난이도가 다른 강들에 비해서는 상당히 높다.