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문제 정의
- 할 수 있다. 따라서 본 연구에서는 직접 조사법의 개념으로 어도기능을 평가하기 위해서 잠실 수중보 계단식 어도를 이용해 소상하는 어류를 채집하고 그 특성을 조사하였다. 또한 이와 함께 어도의 수리 특성에 영향을 미고 있는 잠실수중보의 수위조절 기록을 분석함으로써 어도시설의 문제점을 파악하고 개선방안을 제시하였다.
- 어류가 낙하 수류의 속도를 극복하고 상류로 도약하여 이동할 수 있는 지 여부가 계단식 어도의 기능을 좌우할 것이다. 따라서 잠실 수중보 어도에서 최대 낙차를 나타내는 어도줄구부의 유속변화를 조사하였다. 이를 위해서 서울특별시 한강공원 관리사업소의 매시간별 가동보의 운영기록(서울특별시, 한강공원 관리사업소, 2002)으로부터 각 조사기간 동안 어도 출구격벽 정부의 수심을 구하였다.
- 본 연구는 한강하류부 잠실수중보의 계단식 어도에 대한 어류소상기능을 평가한 것으로서, 설치어도 조사법을 적용하여 회유성 어류소상 기능을 정량적으로 조사하고 그 개선방안을 제시하고자 하였으며, 본 연구의 주요 결과를 정리하면 다음과 같다.
제안 방법
- 따라서 본 연구에서는 직접 조사법의 개념으로 어도기능을 평가하기 위해서 잠실 수중보 계단식 어도를 이용해 소상하는 어류를 채집하고 그 특성을 조사하였다. 또한 이와 함께 어도의 수리 특성에 영향을 미고 있는 잠실수중보의 수위조절 기록을 분석함으로써 어도시설의 문제점을 파악하고 개선방안을 제시하였다.
- 본 연구에서는 그림 3과 같은 어류채집기를 잠실 수중보의 어도출구에 설치하여 어도를 이용해서 소상한 어류를 채집할 수 있도록 하였다. 어류채집기는 폭 0.
- 본 연구의 조사기간에 소상한 어류가 잠실 수중보 계단식 어도에서 발휘한 소상능력을 판단하기 위해서, 어도를 소상한 어류의 단위시간당 개체수로 정의한 식 (3)의 소상율과 어도를 소상한 어류의 평균중량당 소상율로 정의한 식 (4)의 소상능력을 적용하였다. 소상율은조사기간의 장단에 따른 소상결과의 차이를 평가하는데 사용될 수 있고, 소상능력은 어종별 특성이나 개체의 크기 등으로 인한 유영능력의 차이를 설명하는데 사용될 수 있다.
- 어류채집기를 어도 출구에 설치한 이후 어류소상 조사는 2002년 5월 14일 17:00부터 2002년 6월 8일 10:00 까지 총 4차례에 걸쳐 이루어졌고, 각 차수의 어류 채집은 모두 오전 중에 실시되었다. 각 차수별 조사 결과는 표 2에 제시되었다.
- 따라서 잠실 수중보 어도에서 최대 낙차를 나타내는 어도줄구부의 유속변화를 조사하였다. 이를 위해서 서울특별시 한강공원 관리사업소의 매시간별 가동보의 운영기록(서울특별시, 한강공원 관리사업소, 2002)으로부터 각 조사기간 동안 어도 출구격벽 정부의 수심을 구하였다.
- 그림 4는 잠실수중보 계단식 어도에 설치된 어류채집시설을 나타내는 것이다. 이와 같은 어류채집시설에서 어떤 시간이 경과한 후 소상 어류를 채집하였으며, 채집기 내에 있는 어류를 쉽게 잡을 수 있도록 각 채집기를 수면 상으로 인양한 후 어류 계측 작업을 실시하였다. 조사 차수 별로 각각의 어류 채집기에 들어있는 어류의 종류, 개체 수, 체장, 전장, 중량을 측정하고 어도 출구부 및 보의 월류수심, 조사일시, 날씨 등을 조사하였다.
- 이와 같은 어류채집시설에서 어떤 시간이 경과한 후 소상 어류를 채집하였으며, 채집기 내에 있는 어류를 쉽게 잡을 수 있도록 각 채집기를 수면 상으로 인양한 후 어류 계측 작업을 실시하였다. 조사 차수 별로 각각의 어류 채집기에 들어있는 어류의 종류, 개체 수, 체장, 전장, 중량을 측정하고 어도 출구부 및 보의 월류수심, 조사일시, 날씨 등을 조사하였다. 어도출구부의 수심은 한강관리사업소의 잠실수중보 수문의 시간별 운영조작기록 (서울특별시, 2002)을 참조하여 구하였다.
대상 데이터
- 채집할 수 있도록 하였다. 어류채집기는 폭 0.9m, 너비 0.7m, 높이 1.2m의 규모로서 강재 틀에 망목 5mm의 그물을 씌웠다. 어도의 출구에 이를 설치 완료한 것은 2002년 5월 14일 오후 17시로서 총 22개의 어류 채집기가 소요되었다.
- 48kg중량으로 조사되었다. 제4차 조사에서는 149개체의 강준치만 채집되었으며, 이들은 29.0 ~52.5cm 체장과 0.24~1.51kg의 중량을 나타내었다. 각 차수별 어도출구부의 평균수심은 39.
이론/모형
- 조사 차수 별로 각각의 어류 채집기에 들어있는 어류의 종류, 개체 수, 체장, 전장, 중량을 측정하고 어도 출구부 및 보의 월류수심, 조사일시, 날씨 등을 조사하였다. 어도출구부의 수심은 한강관리사업소의 잠실수중보 수문의 시간별 운영조작기록 (서울특별시, 2002)을 참조하여 구하였다. 조사가 완료되면 다음 차수의 조사를 위해 어류채집기를 청소한 후재 설치하였다.
성능/효과
- 1. 본 연구의 조사기간 동안 채집된 어도이용 소상 어류는 체장이 29cm 이상인 강준치가 361개체로 대부분을 차지하였으며, 나머지는 체장이 32.8cm 이상인 누치가 3개체로 조사되었다. 또한 잠실 수중보 어도에서 확인된 강준치의 소상능력은 최대 2.
- 2. 잠실수중보 어도는 한강에 서식하는 어류의 다양성을 만족하기 어려운 형태일 뿐만 아니라, 어도 내의 최대 월류격벽 낙차가 50cm로 너무 크고, 어도 출구부에서 큰 월류수심으로 인해 과도한 유량이 어도로 유입되기 때문에 유영력이 약한 어류들이 이를 이용하여 상류로 이동할 수 없다. 어도 출구 부의 큰 월류수심은 고정보 전체를 통하여 월류가 발생하도록 하는 가동보의 운영방법에 따라 생기고 있으며, 가동보의 운영조작은 어도의 기능을 반영하지 못하고 있다.
- 3. 잠실수중보 어도는 다양한 어류가 이용할 수 있도록 어도의 구조나 형식이 개선되어야 하며, 가동보의 운영기준도 어도시설의 기능을 고려하여 변경되어야 한다. 잠실수중보는 고정보 전체에서 상시 월류되고 있기 때문에 어류가 어도입구의 위치를 찾는 것이 어려울 뿐만 아니라 저수로 폭에 비해 어도의 폭이 작아보 상류로 어류가 소상하는데 한계를 나타내고 있는 것으로 판단된다.
- 833 m/s을 나타내었다. 가장 많은 소상 결과를 보인 3차 조사에서는 1.483-1.824 m/s의 유속범위를 기록하였고 한 개체도 소상하지 못한 제1차 조사의 유속은 1.501 ~1.850 m/s이었다.
- 강준치의 최대소상율과 소상능력은 제 3차 조사에서 각각 1.731 개체hr와 2.53X103 개체/hr/g으로 나타났다. 이는 잠실수중보 계단식 어도의 최대낙차 50cm와낙하류의 한계유속을 반영한 것이며 강준치가 누치보다 소상 능력이 우수한 것으로 판단된다.
- 8cm 이상인 누치가 3개체로 조사되었다. 또한 잠실 수중보 어도에서 확인된 강준치의 소상능력은 최대 2.53x10-3 개체/hr/g으로 나타났다. 잠실수중보 어도는 유영력이 큰 강준치와 누치 이외의 다른 어류에 대해서는 소상기능을 발휘하지 못하고 있는 것으로 판단된다.
- 따라서 한강에 서식하는 어떤 회유성 어종이 강준치보다 작은 개체라고 하면 강준치보다 큰 유 영력을 기대하기는 어려울 것으로 생각된다. 또한 잠실 수중보의 상시운영조건이 본 연구의 조사기간에 기록한 고정보의 평균월류수심 20~25&m정도로 유지되면 어도출구부 월류격벽의 한계류 유속이 더 작아지기 어려울 뿐만 아니라 최대 월류격벽의 낙차가 50 cm인 현 상황에서 유 영력이 약한 어종의 이용은 불가능한 것으로 판단된다. 어도를 이용하고 있는 것으로 확인된 강준치나 누치도 각각 체장이 29.
- 8cm 이었으며, 조사기간 동안 최소수심과 최대수심은 하천의 유량과 수문의 조작에 따라 비교적 큰 폭으로 변동하였다. 본 연구의 각 조사차수별로 볼 때 소상결과에 큰 차이가 발생하였으며, 잠실수중보 어도를 통하여 소상한 어종은 강준치와 누치 2종류 밖에 없는 것으로 나타났다. 어도를 이용하여 소상한 강준치의 전장과 체장에 대한 중량의 관계는 그림 5에 나타낸 바와 같이 지수함수의 관계를 나타내었다.
- 본 연구의 조사결과 한강 하류부에 서식하는 회유 성어류가 이동하는데 가장 큰 장애요인이 잠실 수중보라는 사실을 다시 한번 확인할 수 있었다. 한강 종합개발사업의 시행에서도 이를 예상하고 잠실수중보에 계단식 어도를 설치하였으나 어도 설치목적에 부합하는 효과는 전혀 없는 것으로 나타났다.
- 본 연구의 조사기간은 강준치와 누치가 산란기를 맞아 상류로 이동하려는 욕구가 강한 시기에 해당하기 때문에 본능적으로 최대의 유영능력을 발휘할 가능성이 크다. 따라서 한강에 서식하는 어떤 회유성 어종이 강준치보다 작은 개체라고 하면 강준치보다 큰 유 영력을 기대하기는 어려울 것으로 생각된다.
- 따라서 어류가 도약을 통하여 이동하는 데는 어류의 체장 뿐만 아니라 사용하는 근육의 종류와 중량 등과 같은 생체적인 조건들이 관련되므로 이에 대한 추후 연구가 필요한 것으로 판단된다. 본 연구의 조사에 서체 장이 큰 강준치와 누치만 어도의 출구에서 채집되고 체장이 작은 회유성 어류가 한 개체도 잡히지 않은 것은 한강에 서식하는 어류의 유영능력이 잠실수중보 어도의 설계와 보의 운영에 전혀 반영되지 않고 있는 것을 나타내는 것이다. 즉 잠실수중보 어도는 어류소상기능에 관련된 어류역학적인 조건이 매우 불량하다.
- :z러나 하천에 서식하는 강준치 개체의 체장분포를 확인할 수 없기 때문에 이러한 결과가 하천에 서식하는 개체분포의 차이에서 유래한 것인지 아니면 단위체장당 중량증가에서 유래한 것인지를 판단하기 곤란하며 이에 대한 추가적인 연구가 필요한 것으로 생각된다. 어류의 유영능력과 도약능력은 어류의 크기가 증가하면 커지고 동일한 크기라 하더라도 어종과 어도의 기하학적인 조건에 따라서 달라진다는 Aaserude와 Orsbom(1985)의 연구결과를 고려하면 본 연구의 조사결과 상대적으로 큰 개체인 강준치가 어도를 주로 이용하는 것은 잠실수중보 어도의 소상 기능이 좋지 못하다는 것을 나타내는 것이다.
- 1cm를 기록해 4차 조사의 평균수심이 전체조사차 수 중에 가장 작았다. 이러한 결과로 볼 때 월류 부의 수심은 낙하류의 유속을 좌우하고 결과 적으로는 소상 결과에 민감한 영향을 미치는 것으로 판단된다. 낙하류의 유속과 어류소상 결과 간에 어떤 관계가 있는 지를 판단하기 위해 다음 식 (2)를 적용하여 어도 출구 정부에서 최대 및 최소 한계류의 유속을 구하였다.
- 산란기는 5월이며 하천의 모래나 자갈 바닥에 알을 낳는다(최기철, 1996). 이와 같은 강준치와 누치의 생태적 특징으로 볼 때 잠실수중보 어도를 이용한 개체들은 완전히 자라 산란할 수 있는 성체로서 본 연구의 조사기간이 이들의 산란기에 해당하므로 수초나 모래 또는 자갈이 깔려 있는 서식처를 찾아 상류로 이동하는 시기와 일치하는 것으로 판단된다.
- 5cm 이었으나 이후의 조사에서는 이보다 작은 수심이 발생하였으며 n 발생 시간은 2차의 경우 3시간 이상, 3차에서는 1시간, 4차에서는 5시간 이상으로 나타났다. 전체 조사기간 동안의 최소수심과 최대수심은 2차 조사에서 나타났으며 각각 32.5cm와 65.3cm 이었다. 1차와 2차 조사기간의 평균수심은 39.
- 1kg의 중량을 나타내었다. 제3 차 조사에서는 총 4차례의 조사결과 중에서 가장 많은 207개체가 소상하였으며, 이들 중에 누치 1개체를 제외하면 모두 강준치였다. 여기서 누치의 체장은 32.
- 크기인 것으로 생각된다. 즉 본 조사기간 동안 잠실 수중보 계단식 어도에서 강준치와 누치는 1.49~1.50 m/s의 한계류 유속 범위에서 소상한계를 나타내는 것으로 판단된다. 일본의 하천에 서식하는 은어에 대한소상실험 결과를 1965년 발표한 Goyama에 의하면 소상 한계 유속은 1.
- 특히 어도의 웅덩이 내에서 체류하는 것이 확인된 대형 잉어들이 최종적으로 한 개체도 어도출구를 통과하지 않은 것은 유속의 영향뿐만 아니라 도약을 선호하지 않기 때문으로 보인다. 즉 유속 측면에서 소상결과를 보면 체장이 20cm정도만 되어도 약 2.0m/s의 돌진속도로 낙하류 유속을 극복하고 소상할 수 있을 것이나, 유영력이 좋은 것으로 판단되는 약 30cm 이상의 강준치와 누치만 소상한 것은 어류의 도약능력이 소상결과에 어떤 영향을 미치고 있는 것을 나타낸다.
후속연구
- 이는 본 연구에서 채집된 강준치 중에 체장이 34~44cm의 범위에 있는 개체가 가장 많았고 45cm 이상의 큰 개체는 적은 수를 나타내었다는 사실에서도 추정할 수 있다. :z러나 하천에 서식하는 강준치 개체의 체장분포를 확인할 수 없기 때문에 이러한 결과가 하천에 서식하는 개체분포의 차이에서 유래한 것인지 아니면 단위체장당 중량증가에서 유래한 것인지를 판단하기 곤란하며 이에 대한 추가적인 연구가 필요한 것으로 생각된다. 어류의 유영능력과 도약능력은 어류의 크기가 증가하면 커지고 동일한 크기라 하더라도 어종과 어도의 기하학적인 조건에 따라서 달라진다는 Aaserude와 Orsbom(1985)의 연구결과를 고려하면 본 연구의 조사결과 상대적으로 큰 개체인 강준치가 어도를 주로 이용하는 것은 잠실수중보 어도의 소상 기능이 좋지 못하다는 것을 나타내는 것이다.
- 이러한 결과는 계단식 어도에서 어류가 도약을 통해서 소상할 때 어종에 따른 체 장대비 도약효율이 다르게 나타날 수 있음을 의미한다. 따라서 어류가 도약을 통하여 이동하는 데는 어류의 체장 뿐만 아니라 사용하는 근육의 종류와 중량 등과 같은 생체적인 조건들이 관련되므로 이에 대한 추후 연구가 필요한 것으로 판단된다. 본 연구의 조사에 서체 장이 큰 강준치와 누치만 어도의 출구에서 채집되고 체장이 작은 회유성 어류가 한 개체도 잡히지 않은 것은 한강에 서식하는 어류의 유영능력이 잠실수중보 어도의 설계와 보의 운영에 전혀 반영되지 않고 있는 것을 나타내는 것이다.
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