비버가 만드는 댐의 놀라운 가치
비버가 만드는 댐의 놀라운 가치
  • 김태현
  • 승인 2018.09.29 15:00
  • 조회수 3954
  • 댓글 0
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여러분은 비버에 대해서 얼마나 잘 알고 계신가요?

 

[Figure 1] 비버의 외형             (출처: WIKIPEDIA)
비버의 외형. 출처: WIKIPEDIA

 

 통통한 몸매와 넙적한 꼬리, 큰 앞니, 발에 달린 물갈퀴. 이러한 외형적인 특징 말고도 비버는 재미있는 구석이 하나 있습니다.

 

[Figure 2] 비버 댐의 그림              출처:www.animal.memozee.com
비버 댐. 출처: animal.memozee.com

 

 

바로 '훌륭한 건축가'라는 점입니다.

비록 인간처럼 정밀한 설계와 다양한 기술을 사용하는 건 아니지만

오롯이 자연물을 재료로 자신들의 서식처에 거대한 을 건설합니다.

 

비버들은 하천이나 늪 같은 서식지로부터 가까운 곳의 나무를 이빨로 갉아 무너뜨린 뒤 물가로 끌고 와서 쌓고

여기에 흙이나 돌을 첨가해 댐을 만듭니다.

그리고 댐 중간에 섬과 같은 형태로 자신들의 보금자리를 만듭니다.

 

[Figure 3] 세계에서 가장 큰 비버 댐                 출처: The Telegraph, World's biggest beaver dam can be seen from space
세계에서 가장 큰 비버 댐. 출처: The Telegraph, World's biggest beaver dam can be seen from space

 

이렇게 비버는 거대한 댐을 만드는 것을

인생의 과업으로 여기고 대를 이어 꾸준히 나무를 쌓고 보강합니다.

세계에서 가장 큰 비버 댐(Wood Buffalo National Park)은 2,790피트로, 위성에서 보일 정도로 크다고 하네요. 신기하지 않나요?

 

비버 댐은 생태학적으로 굉장히 중요한 연구거리입니다. 많은 생물학자들은 비버 댐에 대해서 연구해왔습니다.

 

<Beavers: Wetland and Wildlife>의 생물학자인

Sharon Brown은 이렇게 말했습니다.

 

"비버는 땅에서는 느리지만

물 속에서는 굉장히 민첩한 동물입니다.

그들은 코요테, 곰 같은 포식자로부터 앞서 움직일 수 있도록

물가에 자신들의 서식지를 만듭니다.

 

 

이러한 서식지는 자신들을 위한 것이지만, 다른 동물들과 환경에 좋은 영향을 미칩니다.

물의 흐름을 느리게 해 가뭄과 홍수를 예방하고

식물체가 물에서 죽으면 이탄을 형성하기 때문에 이산화탄소를 저장하기에도 좋은 방법입니다”

참고로 이탄이란 호수 등의 지형에서 불완전하게 분해된 식물유체의 퇴적물을 가리킵니다.

 

[Figure 3] 비버 댐의 내부 구조 그림               출처: www.printerest.co.kr Beaver Dam (artwork by Jan Sovak)
비버 댐의 내부 구조. 출처: printerest@Jan Sovak

 

비버의 생태학적인 중요성 때문에 한 때 멸종위기종이었던 비버들이

복원 운동의 수혜를 입었습니다. 개체 수가 빠르게 늘어나는 중이라고 합니다.

 

비버 댐의 생태학적인 효과를 비롯해 여러 구조적 특징이 밝혀지면서,

학자들은 이를 이용한 여러 적용 연구를 실시했습니다.

예를 들면, 2016년 10월 올라온 <Developing Realistic Expectations for Beaver Dam Activity>라는 제목의 연구에서는

도시 하천의 범람을 막기 위해 하천에 비버를 일꾼으로 고용해

댐을 만들도록 하는 활동, 비버 댐을 사람들이 직접 제작하는 작업이 진행되기도 했습니다.

 

필자 또한 최근 팀을 꾸려

코리아 주니어 워터프라이즈(KJWP)를 통해 비버 댐을 적용한 구조물을 제안한 적이 있습니다.

그 주제는 바로 <비버 댐을 활용한 도시하천의 방재시설 설계>였습니다.

 

[Figure 5] 비버 댐 모방 구조물
비버 댐 모방 구조물, 자체 제작

 

3D 모델링을 통해 비버 댐의 나뭇가지가 얽힌 구조를 모방하여

도시 하천과 같은 작은 하천이 범람하는 것을 방지하는 구조물을 제작했습니다.

기존의 보나 댐과는 많이 다른 모양이었기 때문에

댐과 관련된 공부를 하고 계신 학부생분들께 괜찮은 평가를 받을 수 있었습니다.

 

예를 들면, 생체모방기술과 비슷한 맥락으로 동물들의 건축기술도 모방하는 것에 대해서 놀랍다거나, 기존 댐의 역할이 정형화돼 있다고 생각했는데

새로운 구조물의 형태와 역할에 대해 제안하니

이것을 댐이라고 정의할 수 있는지 궁금하다는 질문이 있었습니다.

이미 기존 댐도 비버의 댐 구조에 어느정도 바깥 외형을 본받았다고 합니다.

 

일반적인 댐의 경우는 물의 흐름을 막았다가, 일정 수위 이상에서 물을 흘려 보내 수력 발전을 하는 형식으로 알려져 있습니다.

그런데 비버 댐을 모방한 구조물의 경우 한계 수위와는 관련 없이 그저 물을 흘려보냅니다.

그러나 나뭇가지가 얽힌 구조의 효과로 인해 와류의 크기가 커지는 것을 방지하고, 댐과 같이 유속을 감소시켜 줍니다.

실험을 통해 도시 하천과 같은 경사가 낮은 지역에서는 유속 감소 효과가 기존 댐보다 더 좋다는 결론을 낼 수 있었습니다.

즉, 낮은 경사에서 국소적인 부위의 유속을 감소시키는데 탁월한 구조물이라고 볼 수 있습니다.

이런 구조물을 도시 하천과 같은 폭이 좁은 강에 간단하게 설치할 수만 있다면 굳이 범람한다는 이유로 거대한 댐을 도시 하천에 설치할 필요가 없겠죠?

 

출처: New Scientist, Beaver dams keep streams cool and protect sensitive fish
출처: New Scientist, Beaver dams keep streams cool and protect sensitive fish

 

<외부 필진 콘텐츠는 이웃집과학자 공식 입장과 다를 수 있습니다>

 

대전동신과학고등학고 1학년 김태현(kth010313@hanmail.net)

이웃집 필진

 



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