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문제 정의
- 반면 하류 구간에선 지자체에서 자체적으로 기존의 콘크리트 호안을 제거하고, 치수 및 경관성을 강조사여 전체구간의 호안을 단 한가지 공법으로 시공하였다. 따라서 본 연구는 동일한 조건에서 같은 시기에 자연형 하천 조성이 이루어 졌으나, 그 조성 기법에 따라 하천의 생태적 발전에 차이가 있을 것임을 전제하여, 식물생태계를 중심으로 두 구간에서의 하천의 생태적 환경성변화를 서로 비교하고 하천 환경개선 방안을 제시하고자 하였다.
- 이러한 움직임에 따라 1995년 12월 “G-7 환경기술 개발사업”의 일환으로 국내 여건에 맞는 자연형 하천 공법개발이 국가 차원에서 이루어지게 되었다. 이 연구는 하천환경의 보전과 복원, 창조를 위한 기술 기반을 제공하는데 목적이 있었다. 그러나 2002년 연구가 종료되어 결과가 제공되기 이전에 이미 지자체를 중심으로 소위 “자연형 하천”이 나름대로 조성되어 졌는데 적절한 방향을 제시하는 지침이 없는 상태에서 이루어졌기 때문에 많은 시행착오가 있었다고 생각된다.
제안 방법
- 식생조사는 Dierschke(1994)에 의거 수위별 식물상의 변화를 관찰하기에 가장 적합한 belttransect식으로 조사하였으며, belt내의 방형구는 1m×1m으로 하였다. belt의 설치는 대표적인 식물생태계를 형성하고 있는 지역에 구간별로 5개소씩 설치하였고, 하나의 방형구내에 출현한 모든 식물종을 기록하고, 한 식물종이 몇 개의 방형구에서 출현하였는지로 출현빈도를 정하였다. 식물군락의 분류는 자연형 하천에서의 호안재료와 환경변화-식물 생태계를 중심으로(김혜주, 2000)를 참고하여 식생의 정성적, 정량적 자료에 의한 유사도지수를 계산하여 수행하였다.
대상 데이터
- 대상하천인 서호천은 파장동산과 교동산에서 발원하여 안성천의 제 2 지류인 황구지천에 합류하는 지방 2급 하천으로 유역면적은 30.50㎢이며 유로연장은 13.20㎞, 유역평균폭은 2.31㎞이다. 또한 월평균기온 및 상대습도는 일반적인 한반도 중부 내륙지방의 기후특성으로 여름에는 고온다습하며 겨울에는 한랭건조하다.
- 식물상과 식생조사는 2003년 장마 전 5～6월과 장마 후 8～9월에 걸쳐 실시되었다. 이중 식물상은 하천의 양안을 걸으면서 하천변에 출현하는 관속식물을 동정하고 동정이 불확실한 종은 채집하여 대한식물도감(이창복, 1999)을 참고하여 정밀동정하였다.
- 조사구간은 그림 1, 2와 같이 서호천 천천 2 지구의 대월교를 중심으로 2001년 한국토지공사에서 자연형하천공사를 실시한 상류구간 250m와 수원시에서 자체적으로 공사한 하류구간 256m이다.
이론/모형
- belt의 설치는 대표적인 식물생태계를 형성하고 있는 지역에 구간별로 5개소씩 설치하였고, 하나의 방형구내에 출현한 모든 식물종을 기록하고, 한 식물종이 몇 개의 방형구에서 출현하였는지로 출현빈도를 정하였다. 식물군락의 분류는 자연형 하천에서의 호안재료와 환경변화-식물 생태계를 중심으로(김혜주, 2000)를 참고하여 식생의 정성적, 정량적 자료에 의한 유사도지수를 계산하여 수행하였다. 유사도 지수는 MVSP(Multi Variate Statistical Package) 프로그램으로 정량적인 자료분석에 적합한 Euclidean distance를 사용하여 비가중산술평균법 (Unweighted Pair Group Method using Arithmetic algorithm)으로 계산하였다.
- 이중 식물상은 하천의 양안을 걸으면서 하천변에 출현하는 관속식물을 동정하고 동정이 불확실한 종은 채집하여 대한식물도감(이창복, 1999)을 참고하여 정밀동정하였다. 식물의 환경성을 평가하기 위하여 조사된 식물은 한국귀화식물원색도감(박수현, 1999)에 따라 자생식물과 귀화식물로 구분하여 귀화식물 종수를 파악하여 귀화식물비율과 도시화지수를 산출하였다.
- 식물군락의 분류는 자연형 하천에서의 호안재료와 환경변화-식물 생태계를 중심으로(김혜주, 2000)를 참고하여 식생의 정성적, 정량적 자료에 의한 유사도지수를 계산하여 수행하였다. 유사도 지수는 MVSP(Multi Variate Statistical Package) 프로그램으로 정량적인 자료분석에 적합한 Euclidean distance를 사용하여 비가중산술평균법 (Unweighted Pair Group Method using Arithmetic algorithm)으로 계산하였다. Euclidean distance의 일반화된 공식은 다음과 같다.
- 식물상과 식생조사는 2003년 장마 전 5～6월과 장마 후 8～9월에 걸쳐 실시되었다. 이중 식물상은 하천의 양안을 걸으면서 하천변에 출현하는 관속식물을 동정하고 동정이 불확실한 종은 채집하여 대한식물도감(이창복, 1999)을 참고하여 정밀동정하였다. 식물의 환경성을 평가하기 위하여 조사된 식물은 한국귀화식물원색도감(박수현, 1999)에 따라 자생식물과 귀화식물로 구분하여 귀화식물 종수를 파악하여 귀화식물비율과 도시화지수를 산출하였다.
성능/효과
- 저수호안의 조성에는 돌망태+버드나무가지 삽목, 버드나무가지 섶단+버드나무가지삽목, 돌망태+야자섬유 두루마리내 정수식물+버드나무가지 삽목, 야자섬유 두루마리+정수식물식재 등의 공법이 적용되었으며, 그림 5와 같이 시공당시 좌안에 조성한 습지가 있다. 또한 하도는 사행하여 수충부와 만곡부, 하중도 등 다양한 지형이 형성되어 있고(그림 3) 갈대와 버드나무 등의 하천고유의 식생이 잘 발달되어 있으나(그림 4) 고수부지에 산책로가 조성되어 식물유입을 방해할 뿐 아니라 국부적 세굴을 발생시키고 있었다.
- belt-transect와 군집분석결과 대월교 상류구간은 저수호안에선 버드나무류와 갈대등의 정수 식물을 비롯한 물의 영향을 받는 식물의 출현빈도가 높았고, 고수부지와 제방에는 개망초와 같은 건조지에서 출현하는 식물이 우세하여 자연하천에서와 같이 수위에 따른 유사한 식물분포가 나타났다.
- 그러나 위 조사결과만으로 볼 때 대월교를 중심으로 한 상류 250m 구간과 하류 256m구간의 식물서식처가 서로 다른 특징을 보여 주는 것으로 나타났다.
- 대월교 하류구간의 belt-transect 조사결과와 UPGMA를 이용한 군집분석결과를 종합하면 일부 정수식물이 저수호안에서 출현하기는 하였으나 그 출현빈도가 적으며, 출현한 식물군락은 모두 건조지에서 발생하는 군락으로 이 구간은 하천특성인 수위에 따른 수역구분이 분명하지 않은 것으로 나타났다.
- 대월교 하류구간의 장마전 belt-transect 조사 결과 우안 지역에서 출현한 식물은 총 55종으로 방형구당 평균 출현종 수는 16.8종 이였으며 하천 횡단 구조에 따른 출현종을 비교하여 보면 저수호안과 고수부지에서는 자주개밀, 별꽃, 참소리쟁이, 참새귀리, 환삼덩굴, 고마리가, 제방 지역에서는 쇠뜨기, 돌콩 등이 자주 발견되었다. 더불어 전구간에서 가장 자주 출현한 종은 쑥과 토끼풀이었다.
- 또한 도시화지수는 약 9%, 귀화식물은 전체의 21%로 귀화식물 비율이 20% 이상인 다른 도시하천과 유사하였다. 더불어 1차 조사결과 전체의 19%를 차지하였던 호습성식물이 2차 조사에는 전체의 34%를 차지하여 장마 후 출현종이 15% 증가하였다.
- 6종다. 또한 저수호안에는 갈대, 갯버들이, 고수부지와 제방에는 망초, 쑥 등이 우점하였으며 가장 높은 출현빈도를 보이는 종은 환삼덩굴과 쑥이었다.
- 방형구별 출현종을 비교하여 보면 저수호안에는 버드나무류와 쑥, 고마리 등의 출현빈도가 높았고, 고수부지 지역에서는 강아지풀, 토끼풀 등이 우점하고 있었으며, 제방 부분에는 쑥, 환삼덩굴, 돌콩 등이 자주 출현하였다. 또한 전체적으로 쑥, 환삼덩굴, 강아지풀의 출현빈도가 높았다. 하천의 좌안에 설치된 belt 안에서 출현한 식물은 총 48종이고 방형구당 평균 출현종수는 14.
- 1종이었다. 방형구별 출현종을 보면 저수호안의 경우 갈대군락이 우점하고 있었고, 고수부지 지역에서는 환삼덩굴, 쑥 등이, 제방에는 쑥, 강아지풀, 개기장 등의 출현빈도가 높았다. 더불어 하천변 전구간에 걸쳐 높은 출현빈도를 보인 종으로는 환삼덩굴과 쑥 등이다.
- 9종이 출현하였다. 방형구별 출현종을 비교하여 보면 저수호안에는 버드나무류와 쑥, 고마리 등의 출현빈도가 높았고, 고수부지 지역에서는 강아지풀, 토끼풀 등이 우점하고 있었으며, 제방 부분에는 쑥, 환삼덩굴, 돌콩 등이 자주 출현하였다. 또한 전체적으로 쑥, 환삼덩굴, 강아지풀의 출현빈도가 높았다.
- 좌안의 경우 총 55종이 출현하였고 방형구당 평균 출현종 수는 21종이었다. 수역별 비교를 하여보면 환삼덩굴과 자주개밀, 참소리쟁이 등이 저수호안에서 높은 빈도로 출현하였고 참새귀리, 쑥 등은 고수부지에서, 뽀리뱅이와 환삼덩굴 등은 제방사면에서 높은 출현빈도를 보이고 있었다.
- 수원시에서 자체적으로 시공한 대월교 하류 구간은 상류구간에 비하여 종 출현율이 낮아 1차 조사에서 21과 69종이, 2차 조사에서 24과 58종이 조사되어 전체 26과 93종이 나타났다. 이 중 1,2년생 초본류가 전체의 62%를, 다년생 초본류가 전체의 32%를, 목본식물이 전체의 5%를 차지하고 있어 대월교 상류구간과 마찬가지로 개척식물류가 우세하여 생태적으로 불안전 하였다.
- 우선 대월교 상류구간에서는 하도의 사행이 이루어져 수충부와 만곡부, 하중도 등 자연하천에서 관찰되는 지형이 형성되었고, 저수호안의 식생은 하천의 영향을 받아 토양수분이 높은 곳에서 발견되는 식물종이 많이 출현하여, 대체로 건조지의 식생인 고수부지와 제방과는 다른 특성 차이가 있었다. 반면 대월교 하류구간의 경우 하도가 직강화되어 저수호안과 유속의 형태가 일정하였고, 수위에 따른 식물분포의 차이도 나타나지 않았다.
- 전체적으로 보았을 때 쑥과 개망초가 전 구간에서 출현하여 출현빈도가 가장 높았다. 이 구간의 좌안 지역의 belt 안에서 출현한 식물은 총 52종이고 방형구당 평균 출현종수는 18.6종다. 또한 저수호안에는 갈대, 갯버들이, 고수부지와 제방에는 망초, 쑥 등이 우점하였으며 가장 높은 출현빈도를 보이는 종은 환삼덩굴과 쑥이었다.
- 수원시에서 자체적으로 시공한 대월교 하류 구간은 상류구간에 비하여 종 출현율이 낮아 1차 조사에서 21과 69종이, 2차 조사에서 24과 58종이 조사되어 전체 26과 93종이 나타났다. 이 중 1,2년생 초본류가 전체의 62%를, 다년생 초본류가 전체의 32%를, 목본식물이 전체의 5%를 차지하고 있어 대월교 상류구간과 마찬가지로 개척식물류가 우세하여 생태적으로 불안전 하였다. 이 구간의 도시화 지수는 약 10%, 귀화종의 비율 또한 대월교 상류구간에 비하여 27%로 나타나 6%가 더 많았다.
- 장마전의 조사결과 토지공사에서 시공한 이 구간의 출현식물은 1차 조사에 20과 84종이, 2차 조사에 24과 65종이 출현하여 전체 28과 114종이 출현하였다. 이들 식물의 생활형에 따른 분포를 보면 1,2년생 초본류가 전체의 58%, 다년생초본류가 38%, 목본식물이 4%로 나타나 1,2년생 초본류가 우세하였다. 또한 도시화지수는 약 9%, 귀화식물은 전체의 21%로 귀화식물 비율이 20% 이상인 다른 도시하천과 유사하였다.
- 장마 전 belt-transect 조사결과 우안에 설치된 belt 안에서 출현한 식물은 총 56종이며 방형구당 평균 출현종수는 16.7종으로 나왔다. 조사구별 출현종을 비교하여 보면 저수호안에서는 갯버들, 환삼덩굴, 고마리 등의 출현빈도가 높았고, 고수부지 지역에서는 붉은 토끼풀, 쑥, 토끼풀 등이, 제방 부분에는 쑥, 매듭풀, 개밀 등이 높은 출현빈도를 보이고 있었다.
- 장마 후 이 구간의 belt-transect 조사결과 하천 우안에서 출현한 식물은 총 46종이며 방형구당 평균출현종수는 14종이었다. 하천횡단구조에 따른 식물을 비교하여 보면 저수호안에서는 환삼덩굴과 고마리의 출현빈도가 가장 높았고 물피와 갯버들은 저수호안에서만 발견되었으나 그 출현빈도는 높지 않았다.
- 또한 좌안에는 저수호안에 고마리-환삼덩굴 군락이, 고수부지와 제방에는 쑥-갈퀴덩굴 군락이 있었다. 장마 후 이 구간의 우안에는 저수호안과 제방의 일부에 쑥-돌콩-왕포아풀 군락이, 고수부지의 일부와 제방에는 환삼덩굴-강아지풀-갈퀴덩굴 군락이 형성되었으며, 좌안에는 저수호안에 갈대-고마리 군락이, 고수부지와 제방에 쑥-토끼풀-환삼덩굴 군락이 발견되었다.
- 장마 후에는 우안에 설치된 belt 안에서 총 45종이 출현하였고, 방형구당 평균 13.9종이 출현하였다. 방형구별 출현종을 비교하여 보면 저수호안에는 버드나무류와 쑥, 고마리 등의 출현빈도가 높았고, 고수부지 지역에서는 강아지풀, 토끼풀 등이 우점하고 있었으며, 제방 부분에는 쑥, 환삼덩굴, 돌콩 등이 자주 출현하였다.
- 장마전의 조사결과 토지공사에서 시공한 이 구간의 출현식물은 1차 조사에 20과 84종이, 2차 조사에 24과 65종이 출현하여 전체 28과 114종이 출현하였다. 이들 식물의 생활형에 따른 분포를 보면 1,2년생 초본류가 전체의 58%, 다년생초본류가 38%, 목본식물이 4%로 나타나 1,2년생 초본류가 우세하였다.
- 조사구별 출현종을 비교하여 보면 저수호안에서는 갯버들, 환삼덩굴, 고마리 등의 출현빈도가 높았고, 고수부지 지역에서는 붉은 토끼풀, 쑥, 토끼풀 등이, 제방 부분에는 쑥, 매듭풀, 개밀 등이 높은 출현빈도를 보이고 있었다. 전체적으로 보았을 때 쑥과 개망초가 전 구간에서 출현하여 출현빈도가 가장 높았다. 이 구간의 좌안 지역의 belt 안에서 출현한 식물은 총 52종이고 방형구당 평균 출현종수는 18.
- 또한 고수부지에서 높은 출현빈도를 보인 종은 환삼덩굴을 비롯한 강아지풀, 개기장, 쑥, 토끼풀, 돌콩, 비자루국화 등이 있으며 이들 종은 대부분 제방부분에서도 가장 높은 출현빈도를 보이고 있다. 전체적으로 환삼덩굴, 개기장, 강아지풀, 쑥 등의 출현빈도가 높았다.
- 고수부지 지역에서는 환삼덩굴을 비롯하여 돌콩, 토끼풀, 강아지풀이 우점하였고 제방 지역에서는 환삼덩굴, 개기장, 돌콩 등이 자주 발견되었다. 전체적으로는 환삼덩굴, 돌콩, 개기장등의 출현빈도가 높았다. 좌안의 경우 총 42종이 출현하였고 방형구당 평균 출현종수는 14종 이었다.
- 조사결과 여러 가지 생물공학적 공법을 사용하여 저수호안과 수로가 자연스럽게 접촉할 수 있게 하는 것이 기울기가 가파르고 획일적인 공법으로 호안을 처리하는 것 보다 정수식물의 정착에 유리하였다. 즉, 후자의 방법은 전자의 방법에 비하여 하천이 저수호안에 미치는 영향이 미약하여 저수호안의 토양수분이 고수부지나 제방과 같이 건조하여 정수식물의 정착이 원할이 이루어지지 못한 것으로 추측된다.
- 7종으로 나왔다. 조사구별 출현종을 비교하여 보면 저수호안에서는 갯버들, 환삼덩굴, 고마리 등의 출현빈도가 높았고, 고수부지 지역에서는 붉은 토끼풀, 쑥, 토끼풀 등이, 제방 부분에는 쑥, 매듭풀, 개밀 등이 높은 출현빈도를 보이고 있었다. 전체적으로 보았을 때 쑥과 개망초가 전 구간에서 출현하여 출현빈도가 가장 높았다.
- 또한 전체적으로 쑥, 환삼덩굴, 강아지풀의 출현빈도가 높았다. 하천의 좌안에 설치된 belt 안에서 출현한 식물은 총 48종이고 방형구당 평균 출현종수는 14.1종이었다. 방형구별 출현종을 보면 저수호안의 경우 갈대군락이 우점하고 있었고, 고수부지 지역에서는 환삼덩굴, 쑥 등이, 제방에는 쑥, 강아지풀, 개기장 등의 출현빈도가 높았다.
- 장마 후 이 구간의 belt-transect 조사결과 하천 우안에서 출현한 식물은 총 46종이며 방형구당 평균출현종수는 14종이었다. 하천횡단구조에 따른 식물을 비교하여 보면 저수호안에서는 환삼덩굴과 고마리의 출현빈도가 가장 높았고 물피와 갯버들은 저수호안에서만 발견되었으나 그 출현빈도는 높지 않았다. 고수부지 지역에서는 환삼덩굴을 비롯하여 돌콩, 토끼풀, 강아지풀이 우점하였고 제방 지역에서는 환삼덩굴, 개기장, 돌콩 등이 자주 발견되었다.
후속연구
- 본 연구는 대상지가 자연형 하천으로 조성된 지 단 2년 후에 이루어졌기 때문에 식생이 완전히 정착한 이후의 모니터링이라고 보기 어렵고, 2회의 조사로 이루어져 충분한 반복조사가 되지 못하였다. 아울러 장마 후 조사의 경우 장마 전 홍수를 대비한 예초로 인하여 식물생태계가 교란되었으므로 두 구간의 생태적차이를 비교하는데 불충분하다고 사료된다.
- 이러한 조사 결과로 볼 때 하천의 자연성 회복을 위해서는 저수호안은 현재 대월교 상류구간의 방법으로 교체하고, 이용자가 없음에도 불구하고 설치되어 세굴 및 식생이입 방해의 원인이 되는 산책로를 비롯한 편이시설을 제거하거나 반드시 필요하다면 좌안이나 우안 한쪽에만 설치하는 것이 좋을 것이다. 또한 홍수를 대비한 예초는 하천생태계 교란의 원인이 되므로 반드시 필요한 경우가 아니면 금지하며, 고수부지와 제방사면의 많은 부분에 인근주민들에 의해 조성된 텃밭 역시 자연적인 식생이입을 방해하는 등 하천생태계를 크게 교란시키고 있으므로 이에 대한 규제가 필요하다.
- 그러나 지금의 고수부지와 제방사면은 모두 복단면으로 구성되어 있으며 그늘이 없어 획일적이다. 이에 따라 하천변 생물서식처의 다양성을 조성하고 동․식물의 이입기회를 확대하기 위하여 하천단면의 일부를 변경하여 변화를 주고 치수상의 문제가 발생하지 않는 범위 안에서 물오리나무나 버드나무류와 같은 하천변에 자주 출현하는 자생 교․관목을 도입하여 그늘과 조류 및 곤충류가 숨을 수 있는 장소를 제공하는 것이 바람직할 것이다.
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