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문제 정의
- 본 연구에서는 장흥댐에 설치되어 있는 trapping and trucking type의 어도를 어류가 얼마나 이용하는지 PIT telemetry를 이용하여 분석하였다. 또한 어류를 유인하기 위하여 장흥댐에서 방류하는 방류수와 어류 감지와의 연관성을 파악하여 어떠한 방식의 유인수 운영이 효과적인지 분석하였다.
- , 2003). 본 연구에서는 장흥댐에 설치되어 있는 trapping and trucking type의 어도를 어류가 얼마나 이용하는지 PIT telemetry를 이용하여 분석하였다. 또한 어류를 유인하기 위하여 장흥댐에서 방류하는 방류수와 어류 감지와의 연관성을 파악하여 어떠한 방식의 유인수 운영이 효과적인지 분석하였다.
- 이러한 종류의 어도는 효율적으로 어류를 포집하기 위한 트랩이 함께 설치된다. 본 연구에서는 장흥댐에 설치되어 있는 어도 트랩의 어류 이용정도를 파악하기 위하여 PIT telemetry 방식을 적용, 총 15종 254개체의 어류에 tag을 삽입하여 모니터링을 하였다. 붕어, 떡붕어, 돌고기, 갈겨니, 피라미, 눈동자개 6종 36개체가 감지되어 14.
제안 방법
- 각 실험 대상어류 중 tag의 무게가 체중의 2~5%를 넘지 않는 범위에 포함되는 어류들만 대상으로 이용되었다. 각 tag의 고유번호는 어류 체내 삽입 전 작동유무를 파악하기 위하여 휴대용 수신기(MPRHS5900L, Digital Angel, USA)를 이용하여 확인하였다. Tag의 삽입은 외과적 수술과정을 통해 이루어졌다.
- 표지종은 채집지역에서 채집된 어류 중 출현비율이 높은 종을 주 대상으로 하였고 이외의 종들도 소수 표지를 실시하여 이동을 모니터링하였다. 모니터링은 4월말부터 5월말까지 한 달간 집중적으로 시행되었다. 각 종별 tag 삽입 개체수는 갈겨니가 80개체로 가장 많았고 피라미, 돌고기, 붕어가 각각 52, 49, 43개체였다.
- 5 cm, Biomark, USA)를 설치하였다. 어도의 입구가 넓어 감지가 되지 않는 문제를 해결하기 위하여 screen(길이 1.5 m, 높이 1.1 m)을 설치, 어류가 antenna를 통과하여야만 어도내로 들어갈 수 있도록 유도하였다. 감별된 신호는 수변에 설치되어 있는 FS2001F-ISO Reader (Biomark, USA)로 전송되어 자동으로 저장되었다.
- Tag 삽입 대상 개체들은 Ethyl 3-aminobenzoate meth-anesulfonate salt (Sigma-Aldrich, Germany)를 이용하여 마취 후, 메스를 이용하여 복부에 3~4 mm 길이로 배를 가른 후, tag을 삽입하였다. 이후, 생체용 접합제(Vetbond, 3M, USA)를 이용하여 절개 부분을 봉합하였다. 이후 회복을 위해 마련해둔 tank에서 어류의 회복이 확인되면 채집된 현장에 방류하였다.
- 자료분석에 사용된 모든 감지 자료는 시간대별로 나누어 자료를 정리하였으며, 동일 시간대에 중복 감지된 자료의 경우 최초 감지자료를 분석에 사용하였다. 표지한 개체들 중 어도에서 감지된 개체들이 어느 시간대에 더 많이 어도로 이동하는지 파악하기 위하여 오전 6시와 오후 6시를 기준으로 하여 주야간으로 나누어 비모수통계 방식인 Mann-Whitney U test 분석을 실시하였다.
- 표지된 개체의 감지를 위해서 어도의 입구에 Rectangular waterproof pass-through antenna (길이 80 cm, 높이 30.5 cm, Biomark, USA)를 설치하였다. 어도의 입구가 넓어 감지가 되지 않는 문제를 해결하기 위하여 screen(길이 1.
- 어류의 채집은 2009년 4월 11~24일의 기간 동안 4차례에 걸쳐 시행되었으며 총 15종 254개체의 어류에 표지(tagging)가 실시되었다. 표지종은 채집지역에서 채집된 어류 중 출현비율이 높은 종을 주 대상으로 하였고 이외의 종들도 소수 표지를 실시하여 이동을 모니터링하였다. 모니터링은 4월말부터 5월말까지 한 달간 집중적으로 시행되었다.
대상 데이터
- 088 g (in water))을 이용하였다. 각 실험 대상어류 중 tag의 무게가 체중의 2~5%를 넘지 않는 범위에 포함되는 어류들만 대상으로 이용되었다. 각 tag의 고유번호는 어류 체내 삽입 전 작동유무를 파악하기 위하여 휴대용 수신기(MPRHS5900L, Digital Angel, USA)를 이용하여 확인하였다.
- 본 연구가 시행된 시기는 4월에서 5월로 많은 종류의 담수어류들이 산란을 시작하는 시기였다. 종별로 산란기에 특성이 다르게 나타나지만 대부분의 종들이 산란을 위하여 적절한 산란장을 찾아 이동하는 패턴을 보인다(Lucas and Baras, 2001).
- 또한 방류량과 감지 횟수와의 연관성을 Spearman 상관분석을 시행하여 분석하였다. 분석에 사용된 자료는 동일한 시간에 중복으로 이루어진 감지를 제외한 자료를 이용하였다. 본 연구에서 실시된 모든 분석은 SPSS 18.
- 어도 트랩 효율평가를 위한 어류의 채집은 트랩 하류 100 m 지역에서 투망과 정치망을 이용하여 시행되었다. 어류의 채집은 2009년 4월 11~24일의 기간 동안 4차례에 걸쳐 시행되었으며 총 15종 254개체의 어류에 표지(tagging)가 실시되었다.
- 또한 어도를 통과하는 유인수의 양을 조절하기 위하여 방류수가 유입되는 입구지점에 조절문을 설치하여 유량 및 유속을 조절하고 있다. 어도와 인접하고 있는 월류보는 사선으로 12 m내외의 유인수제로서 하류로부터 소상하는 어류들을 어도 방향으로 유도시키도록 설치되었다 (Fig. 1). 발전방류의 시기는 상시방류가 아니라 상황에 따라 다르게 조절되었고, 방류량 또한 유사한 방식으로 조절되었다.
- 어도 트랩 효율평가를 위한 어류의 채집은 트랩 하류 100 m 지역에서 투망과 정치망을 이용하여 시행되었다. 어류의 채집은 2009년 4월 11~24일의 기간 동안 4차례에 걸쳐 시행되었으며 총 15종 254개체의 어류에 표지(tagging)가 실시되었다. 표지종은 채집지역에서 채집된 어류 중 출현비율이 높은 종을 주 대상으로 하였고 이외의 종들도 소수 표지를 실시하여 이동을 모니터링하였다.
- 이외의 종들은 대부분 10개체 이하의 개체가 연구에 사용되었다(Table 1). 표지에 사용된 tag은 biomark사의 제품(길이 11.0 mm, 직경 2.1 mm, 무게 약 0.088 g (in water))을 이용하였다. 각 실험 대상어류 중 tag의 무게가 체중의 2~5%를 넘지 않는 범위에 포함되는 어류들만 대상으로 이용되었다.
데이터처리
- 어도내로 이동한 개체들과 이동하지 않을 개체들 사이의 크기의 차이를 파악하기 위해서도 Mann-Whitney U test를 실시하였다. 또한 방류량과 감지 횟수와의 연관성을 Spearman 상관분석을 시행하여 분석하였다. 분석에 사용된 자료는 동일한 시간에 중복으로 이루어진 감지를 제외한 자료를 이용하였다.
- 표지한 개체들 중 어도에서 감지된 개체들이 어느 시간대에 더 많이 어도로 이동하는지 파악하기 위하여 오전 6시와 오후 6시를 기준으로 하여 주야간으로 나누어 비모수통계 방식인 Mann-Whitney U test 분석을 실시하였다. 어도내로 이동한 개체들과 이동하지 않을 개체들 사이의 크기의 차이를 파악하기 위해서도 Mann-Whitney U test를 실시하였다. 또한 방류량과 감지 횟수와의 연관성을 Spearman 상관분석을 시행하여 분석하였다.
- 자료분석에 사용된 모든 감지 자료는 시간대별로 나누어 자료를 정리하였으며, 동일 시간대에 중복 감지된 자료의 경우 최초 감지자료를 분석에 사용하였다. 표지한 개체들 중 어도에서 감지된 개체들이 어느 시간대에 더 많이 어도로 이동하는지 파악하기 위하여 오전 6시와 오후 6시를 기준으로 하여 주야간으로 나누어 비모수통계 방식인 Mann-Whitney U test 분석을 실시하였다. 어도내로 이동한 개체들과 이동하지 않을 개체들 사이의 크기의 차이를 파악하기 위해서도 Mann-Whitney U test를 실시하였다.
성능/효과
- 모니터링은 4월말부터 5월말까지 한 달간 집중적으로 시행되었다. 각 종별 tag 삽입 개체수는 갈겨니가 80개체로 가장 많았고 피라미, 돌고기, 붕어가 각각 52, 49, 43개체였다. 이외의 종들은 대부분 10개체 이하의 개체가 연구에 사용되었다(Table 1).
- 연구를 위하여 표지 후 방류된 어류 중 모니터링 기간 동안 어도에서는 총 425번의 감지가 발생하였고, 동일한 시간에 중복으로 감지된 자료를 제외하고 나면 총 177번의 신호가 어도에 설치된 안테나에 감지되었다. 감지된 어류는 붕어, 떡붕어, 돌고기, 갈겨니, 피라미, 눈동자개 6종 36개체(14.2%)였다. 이들 종 중 가장 많은 개체가 감지된 붕어는 총 43개체 중 19개체가 어도에 설치되어 있는 안테나에 감지되어 44.
- 그럼에도 불구하고 일부 개체들은 지속적으로 상류로 이동하는 것으로 확인되었다(Seo, 2010). 결과적으로 댐하류에 서식하고 있는 모든 종의 모든 개체가 상류로 이동을 하는 것이 아닌 일부 개체들이 선택적 혹은 임의적으로 이동하는 것으로 판단되었고, 이동시기를 결정하는 데는 각 종별 생태적 특성인 산란기나 섭식, 서식처와 같은 요소들이 주요한 역할을 하는 것으로 사료되었다. 하지만 이와 같은 내용을 정확히 밝히기 위해서는 다른 연구방식의 적용을 통한 추가적인 연구가 필요한 것으로 판단된다.
- 또한 Spearman 상관분석 결과 r=0.241 (p⁄0.01)로 신호 감지와 댐의 시간당 방류량이 양의 상관관계를 보였다.
- 또한 가장 많은 감지결과를 보이는 붕어와 다른 종들을 구분하여 시행한 분석의 결과에서도 방류가 이루어질 때 감지의 빈도가 높아졌다(Mann-Whitney U test, p<.05).
- 2%의 비율을 보였다. 또한 총 49개체가 표지된 돌고기는 7개체가 어도에서 감지되어 14.3%의 비율을 보였고, 가장 많은 수가 표지에 이용된 갈겨니(80개체)와 피라미(52개체)는 4개체만이 감지되어 각각 5%와 7.7%의 비율을 나타냈다. 이외에 감지된 개체인 떡붕어와 눈동자개는 매우 적은 수인 1개체씩 감지되었지만 표지된 개체수가 적었기 때문에 비율은 높게 나타났다.
- 어도의 건설시 어류 생태적인 측면(유영능력, 활동시기 등)은 고려해야 될 가장 중요한 요소중 하나이다(Clay, 1995). 본 연구에서 어도로 이동한 개체의 대부분은 주행성의 특성을 나타내고 있었다. 기존 야행성으로 알려져 있는 눈동자개는 야간에 어도로 이동하였고, 나머지 붕어, 피라미, 갈겨니, 돌고기 등의 어류는 대부분 주행성 행동을 보였다.
- 본 연구에서 파악된 어류의 어도 이용률은 14.2%로 높지 않게 나타났다. 하지만 실제 어도 모니터링 결과에 의하면 표지한 개체 이외에 많은 개체들이 트랩에서 확인되었다(Seo, 2010).
- 001). 본 연구의 결과에 의하면, 어류가 트랩으로 이동하는 데는 방류시간과 같은 외적인 요소와 각종별 생태적 특성(산란기, 주행성, 야행성)이 중요한 역할을 하고 있었다. 따라서 어류의 어도 이용율을 높이기 위해서는 어류의 생태적 특성을 고려하여 방류량과 더불어 방류시간, 방류시간대를 적절하게 변화시키는 전략적 방류가 필요할 것으로 판단된다.
- 본 연구에서는 장흥댐에 설치되어 있는 어도 트랩의 어류 이용정도를 파악하기 위하여 PIT telemetry 방식을 적용, 총 15종 254개체의 어류에 tag을 삽입하여 모니터링을 하였다. 붕어, 떡붕어, 돌고기, 갈겨니, 피라미, 눈동자개 6종 36개체가 감지되어 14.2%의 감지율을 나타냈다. 붕어가 43개체 중 19개체가 감지되어 44.
- 2%의 감지율을 나타냈다. 붕어가 43개체 중 19개체가 감지되어 44.2%로 가장 높은 감지 비율을 보였고 돌고기는 14.3%의 비율을 나타냈으며, 갈겨니와 피라미는 각각 5%와 7.7%의 감지 비율을 나타냈다. 일부 개체들은 한번에 어도내로 이동하지 않고 장기간에 걸쳐 꾸준히 신호가 감지되었다.
- 3, 4). 신호의 감지를 시간대에 따라 누적으로 나열한 결과, 가장 높은 누적 출현양상을 보인 시간대는 11시에서 17시 사이였고, 야간 시간대에 포함되는 시간 중 일부 시간대인 05시나 19시에는 주간 시간대와 비슷한 누적 출현양상을 보였다. 하지만 이외의 시간대에서는 일부 약간의(4회 이하) 누적 감지를 보이는 시간대도 있었지만 대부분의 시간대에서 어류의 감지는 확인되지 않았다(Fig.
- 안테나에 감지된 6종의 어류 중 4개체 이상 출현한 종을 대상으로 하여 어도에서 감지된 개체와 그렇지 않은 개체를 대상으로 한 평균 크기에는 차이가 없는 것으로 나타났다 (Mann-Whitney U test, p>0.05).
- 연구를 위하여 표지 후 방류된 어류 중 모니터링 기간 동안 어도에서는 총 425번의 감지가 발생하였고, 동일한 시간에 중복으로 감지된 자료를 제외하고 나면 총 177번의 신호가 어도에 설치된 안테나에 감지되었다. 감지된 어류는 붕어, 떡붕어, 돌고기, 갈겨니, 피라미, 눈동자개 6종 36개체(14.
- 이동한 개체들과 이동하지 않은 개체들 사이에 크기(전장, 체장, 체중)는 차이가 없었으며(Mann-Whitney U test,p>0.05), 주로 댐에서 방류가 이루어지는 시간에 트랩으로 이동하는 것으로 파악되었다(Mann-Whitney U test, p<.001).
- 2%)였다. 이들 종 중 가장 많은 개체가 감지된 붕어는 총 43개체 중 19개체가 어도에 설치되어 있는 안테나에 감지되어 44.2%의 비율을 보였다. 또한 총 49개체가 표지된 돌고기는 7개체가 어도에서 감지되어 14.
- 하지만 실제 어도 모니터링 결과에 의하면 표지한 개체 이외에 많은 개체들이 트랩에서 확인되었다(Seo, 2010). 전반적으로 연구기간이 길지 않았던 것과 또한 각 종별 생태적인 특성 그리고 어도 운영 등의 문제가 복합적으로 작용한 것으로 판단되었다. 실제로 외국 사례의 경우에도 본 연구와 같이 mark and recapture 연구의 경우 방식이 다르지만 경우에 따라 recapture rate는 매우 낮게 나타났다(Albanese et al.
후속연구
- 그럼에도 불구하고 어도의 관리에 있어서 중요하게 이용될 수 있는 자료의 도출이 가능했다. 결과적으로 연구의 기간이나 진행이 단기가 아닌 장기적인 연구가 시행된다면 보다 나은 자료나 정보를 얻을 수 있을 것으로 판단된다. 최근 국내에서는 수자원의 효율적인 관리를 위하여 대형 댐과 보가 지속적으로 건설되고 있다.
- 상시방류가 이루어지지 않을 경우도 많기 때문에 지속적으로 어도 인근에 위치하지 않는 개체들의 경우 만약 방류시간이 짧거나 선호하는 시간대와 다를 때 이동에 제약이 생길 가능성이 높다. 따라서 방류량과 더불어 방류시간, 방류시간대를 적절하게 변화시키는 전략적 방류가 필요하고, 이러한 방류가 어도의 효율성을 높여줄 것으로 사료된다.
- 이와 관련하여 본 장흥댐에 설치되어 있는 어도와 유사한 방식의 구조물이 지속적으로 건설될 가능성이 있다. 따라서 본 장흥댐 어도의 어도 관리시스템을 안정적으로 보완, 구축하면 향후 건설되는 다른 지역의 어도에도 효과적으로 적용이 가능할 것으로 판단된다.
- 현재 장흥댐 어도내에서는 뱀장어 유어와 같이 유영능력이 뛰어나지 않은 어류들도 출현하고 있다. 따라서 서식어류들의 주요 산란기나 이동시기에 적절한 방류량을 조절한다면 더욱 많은 종과 개체들이 효율적으로 어도를 이용할 것으로 사료된다.
- 본 연구의 결과에 의하면, 어류가 트랩으로 이동하는 데는 방류시간과 같은 외적인 요소와 각종별 생태적 특성(산란기, 주행성, 야행성)이 중요한 역할을 하고 있었다. 따라서 어류의 어도 이용율을 높이기 위해서는 어류의 생태적 특성을 고려하여 방류량과 더불어 방류시간, 방류시간대를 적절하게 변화시키는 전략적 방류가 필요할 것으로 판단된다.
- 실제로 표지 개체들은 현지에 서식하고 있는 전체 개체수에 비하면 매우 적은 숫자에 불과하기 때문에 일부 표본을 연구한 사례에 불과하다. 따라서 연구 결과의 신뢰성을 높이기 위해서는 보다 많은 개체를 대상으로 한 tag의 적용이 필요로 하겠다. 또한 유속, 수온 등을 고려한 장기적인(최소 1년) 모니터링을 실시할 필요성이 존재한다.
- 지속적으로 방류수를 흘려줌으로써 이를 감지한 개체들이 방류구 인근으로 이동하게 되는 과정에서 자연스럽게 어도내로 유입되고 있었다. 본 연구에서는 댐의 방류량과 신호의 감지가 양의 상관관계를 보였지만 어류 이동시기에는 적정방류량을 설정하여 앞선 결과와 같이 주 이동시기에 댐 방류를 시행한다면 어류의 이동에 도움이 될 것으로 판단된다. 만약 방류하는 유량이 지나치게 많게 되면 어류가 유속을 견딜 수 없게 되면서 오히려 어도내로 이동할 수 있는 확률이 낮아지게 된다(Barry and Kynard, 1986).
- 결과적으로 댐하류에 서식하고 있는 모든 종의 모든 개체가 상류로 이동을 하는 것이 아닌 일부 개체들이 선택적 혹은 임의적으로 이동하는 것으로 판단되었고, 이동시기를 결정하는 데는 각 종별 생태적 특성인 산란기나 섭식, 서식처와 같은 요소들이 주요한 역할을 하는 것으로 사료되었다. 하지만 이와 같은 내용을 정확히 밝히기 위해서는 다른 연구방식의 적용을 통한 추가적인 연구가 필요한 것으로 판단된다.
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