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Kafe 바로가기주관연구기관 | 한국해양연구원 Korea Ocean Research & development Institute |
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보고서유형 | 최종보고서 |
발행국가 | 대한민국 |
언어 | 한국어 |
발행년월 | 2008-01 |
주관부처 | 해양수산부 Ministry of Oceans and Fisheries |
과제관리전문기관 | 해양수산부 Ministry of Oceans and Fisheries |
등록번호 | TRKO201600013928 |
DB 구축일자 | 2016-12-17 |
1. 사업개요 - 본 연구용역사업은 시화호 종합관리계획(‘01.8)의 목적을 달성하기 위하여 제도적, 정책적 및 기술적인 지원을 하고, 동 계획 및 시화호관리위원회 운영규정(총리훈령 443호)에서 정한 해양수산부 소관 사업을 종합적으로 이행하여 시화호의 환경복원 및 시화호 유역의 지속가능한 개발을 도모하고자 수행되었다.
본 연구에서는 2단계 시화호 특별관리해역 종합관리계획('06~11) 및 세부시행계획 수립, 통합 환경모니터링 수행방안, 육상기인 수질오염 개선 방안 검토 및 관련기술의 시범적용, 시화호 환경관리 지역역량강화,
1. 사업개요 - 본 연구용역사업은 시화호 종합관리계획(‘01.8)의 목적을 달성하기 위하여 제도적, 정책적 및 기술적인 지원을 하고, 동 계획 및 시화호관리위원회 운영규정(총리훈령 443호)에서 정한 해양수산부 소관 사업을 종합적으로 이행하여 시화호의 환경복원 및 시화호 유역의 지속가능한 개발을 도모하고자 수행되었다.
본 연구에서는 2단계 시화호 특별관리해역 종합관리계획('06~11) 및 세부시행계획 수립, 통합 환경모니터링 수행방안, 육상기인 수질오염 개선 방안 검토 및 관련기술의 시범적용, 시화호 환경관리 지역역량강화, 시화호 특별관리해역 환경복원 및 시화호 유역의 지속가능한 발전 도모 관련 이해당사자간 갈등최소화 방안 검토 및 효율·효과적인 유역통합관리체계 검토 등을 통하여 시화호 유역의 연안통합관리체제를 구축하고자 하였다. 특히 2단계 시화호 종합관리계획과 동 계획의 세부시행계획을 수립하여 시화호 및 유역에 대한 환경모니터링을 통하여 오염 추세를 파악하고, 비점오염 관리를 위한 최적관리기술의 적용 등 관련기술의 시범적용을 통해 수질개선과 생태계 복원사업을 지원하였다.
2. 2단계 시화호 종합계획 세부시행계획(안) - 시화호 목표수질 달성 및 개발사업에 따른 해양환경 위협 및 이해당사자간 갈등을 완화하고 시화호 유역의 지속가능한 발전을 도모하기 위하여 2단계 시화호 종합관리계획(‘07~’11)을 확정하고 이에 따라 ‘07.12월 현재 2단계 시화호 종합관리계획 세부시행계획(안)을 마련하여 관리위원회 최종 심의를 앞두고 있다. 세부시행계획(안)은 2단계 시화호 종합관리계획 로드맵(안)의 내용에 따라 6개분야, 25개 부문으로 구분되어 있으며, 각 관련부처에서 제출한 사업에 따라 61개 세부대상사업을 제시하고 있다. 분야별로는 환경오염개선 22개, 생태계 관리 4개, 연안자원이용 5개, 지역역량강화 15개, 통합관리 3개, 환경조사·예측 12개 사업으로 구분되어 있으며 총 투자금액 8,186억원으로 최종 확정지었다.
3. 시화호 종합관리계획 순환관리 체계 구축제안 - 2006년 10여년에 걸친 1단계 시화호 종합관리계획이 완료되자 시화호 관리위원회는 1단계 사업결과에 대한 평가를 실시하였다. 평가의 주체는 제4차 시화호 관리위원회 의결 결과에 따라 시화호 전문위원회가 되었으며, 방법은 ′01~′05년간 추진실적 및 성과를 평가하고, 결과를 2단계 시화호 종합관리계획과 세부시행계획 로드맵에 반영하는 형식으로 진행하였다.
지난 6차 관리위원회에서는 순환관리체계 구축을 위하여 평가절차 마련(‘08.2), 평가위원회 구성 지침마련(’08.3), 순환관리체계 계획(안) 확정(‘08.4), 평가위원회 구성 및 운영(’08.5)의 추진일정을 의결하였으며 이를 통해 더욱 객관적이고 종합적인 성과평가의 방향을 제시하고자 한다.
4. 시화호 관리위원회 운영지원 - 시화호 관리위원회는 ‘시화호 관리위원회 구성 및 운영에 관한 규정’(총리훈령 제434호, 2002.11.29)에 근거하여 설치되었으며, 해양수산부 차관을 위원장으로 하고, 관계부처 국장급과 이해당사자 대표 등으로 구성되었다. 2007년도 시화호 관리위원회는 1~2단계 사업 예산확보 방안, 2단계 시화호 종합관리계획 확정, 세부시행계획(안)등을 심의·의결하였다. 시화호 전문위원회는 4개 분야 20인의 전문가로 구성되어 있으며 수질 및 환경개선과 관련한 중요사항 및 시화호 세부시행계획의 연차별 추진실적에 대한 전문의견을 제시하여 시화호 관리위원회에 보고하였다. 시화호 사무국은 시화호 관리위원회를 보좌하는 임시기구로서, 시화호 관리위원회의 각종 회의 개최 지원, 통합 모니터링 수행 지원, 시화호 정보 뱅크 운영, 시화지역의 연안통합관리 지역역량 강화 및 홍보, 시화호 종합관리계획의 순환관리체계 평가 등 순수한 행정적 지원업무에서부터 시화호 연안통합관리를 홍보하고, 지역의 역량강화에 기여하는 다양한 업무를 수행하고 있다. 또한 순환관리체계가 구축됨에 따라 종합관리계획의 원활한 이행을 위한 사무국의 역할에 비중이 높아질 것으로 예상되어 사무국의 상설화가 시급히 요구되고 있다.
5. 시화유역 통합 모니터링 업무조정·정보공유망 구축방안 -시화유역 통합모니터링 T/F회의를 통하여 기관간 통합모니터링에 대한 기본적인 사항을 정하였다. 모니터링기관은 기관의 목적에 의해 모니터링을 실시하되, 수질모델링에 필요한 항목을 추가적으로 확장 실시하며, 정도관리는 모든 조사기관이 참여하는 것으로 하였다. 기존 모니터링 자료는 해양수산부에 제출하여 TF팀 내부에 공유하고, 추후 일반에 공개여부를 결정하기로 하였다. 또한, 본격적인 통합모니터링체계 운영을 위해서는 T/F의 한계를 극복하기 위하여 시화호 전문위원회 산하에 모니터링 소위원회를 구성하여 시화유역 통합 환경 모니터링 체계를 구축·운영하기로 하였다. 모니터링 소위원회 는 기존 모니터링 T/F를 소위원회 형태로 전환하여 현행대로 관계기관(7), 전문가(8), 시민단체(3), 산업계(3)로 구성하여 통합 모델링, 정도관리, 정보 가공 및 이용 등에 대한 활동 강화하기로 하였다. 시화유역 모니터링 소위원회 운영 세칙(안)을 마련하여 08년 상반기중에 시화호 관리위원회에 상정할 계획이다.
6. 시화호 수질 및 퇴적물 환경조사 - 표층 용존산소포화도는 8월에 호중앙부에서 200%를 상회하였고, 저층에서는 8월에 배수갑문 지역에서 호중앙지역까지 20% 이하로 나타났으며, 10월에는 저층의 용존산소가 80% 내외로 회복되었다. COD는 4월과 6월 그리고 10월에는 상류지역에서 10mg/L를 상회하였다. 8월에는 상류지역에서 다른 시기에 비하여 높게 나타나지 않았으나, 호 중앙부에서 20mg/L를 초과하였다. 연평균은 2006년의 4.7mg/L 보다 높은 6.6mg/L로 나타났다. 용존영양염은 여름철에 높게 나타나며, 총질소는 총인과 달리 여름철에 높은 농도를 보였다. 인산염은 2006년과 유사하였으나, 총인 및 질소화합물은 2006년보다 크게 높아졌다. 시화호 내 총 유기탄소의 60% 이상은 용존 유기 탄소가 차지하며, 2004년 이후 다소 감소하던 표층의 용존 유기 탄소 평균 농도는 2007년에 다시 증가한 것으로 나타났다. 연속관측결과, COD는 2.2~6.4mg/L, 클로로필-a는 0.95~45.58㎍/L로서 농도변화가 매우 크게 나타났다. 수온이 낮은 강우시에는 낮은 농도를 보임으로서 기상조건에 크게 좌우되는 것으로 나타났다.
표층수의 용존성 및 총 중금속 분포는 호수의 내측의 반월공단과 신길천 주변에서 높고 배수갑문으로 가면서 감소하는 경향이 많이 보였으며, 용존성 Fe과 Mn은 시기적인 차이가 크게 나타나 환경 변화가 많은 것으로 판단된다. 시화호 형성 초기에 비해서 낮은 중금속 농도지만 2003~2004년에 Ni, Cu, Zn은 큰 변동과 상승 추세를 보여 강한 오염부하가 있고 호수 전체에 걸쳐 충분한 해수 교환이 이루어지지 않는 것으로 보인다. 2006~2007년에는 대체로 낮아지는 추세였으나 추후 지속적인 모니터링에 의해 환경 개선 효과를 판단할 수 있다. 우리 나라의 해역별 수질 기준을 만족하지만 Cu의 경우 보다 엄격한 미국의 기준을 초과하기도 하였다. 수직적인 변화는 정점, 시기 및 원소에 따라 다양한데, 정점 5와 9에서는 7월보다 4월에 높은 농도였고, 저층으로 갈수록 낮아지는 중금속이 많았다. 정점 12에서는 Cd, Co, Zn이 전수층에 걸쳐서 4월에 높은 농도를 보였고, 저층으로 갈수록 낮은 농도 분포를 많이 보였으나 Co, Mn은 4월에 급격한 증가를 나타내었다.
표층 퇴적물의 중금속은 반월공단단과 신길천 주변과 호수 중앙지역에서 높게 축적되었으며, Cu, Pb를 제외하면 Al과 상관성이 다소 높아 입도 의한 영향도 있었다. Cd을 제외하고는 정점에 따라서 미국의 ERL을 초과하였으며, 정점 4에서는 Zn이 ERM을 초과하는 높은 오염도를 보였다. 퇴적물의 수직 분포에서는 시화공단 전면의 정점 9의 0-16cm층은 그 아래층 및 다른 정점들보다 높았으며, Cd, Hg을 제외하면 ERL을 초과하였다. 또한 조력발전소 건설 지역과 가까운 정점 12, 13에서도 Cr, Ni, Cd, Zn 등의 중금속은 ERL을 초과하였으며, 표층부터 24cm까지 높게 오염도가 심하였다.
7. 시화호 부유생태계 조사 - 시화호의 부유생태계는 불안정한 상태를 지속적으로 나타내고 있다. 2004년 이후 감소 추세에 있던 식물플랑크톤 현존량은 2007년 다시 증가 추세로 바뀌었다. 엽록소 a 량은 현존량과 달리 2004년 이후 감소 추세에 있으나 이는 <20㎛ 의 미세조류가 과거에 비해 증가하고 있기 때문이다. 이러한 미세 조류의 증가는 질소계 영양염류의 지속적인 유입과 증가에 원인이 있는 것으로 보이며 이러한 식물플랑크톤의 소형화 추세는 상위 동물플랑크톤의 소형화를 발생시켜 에너지 전달 효율을 감소시키는 결과를 가져온다. 또한 2006년 엽록소 a와 COD간의 상관관계는 시화호 상류 지역에서 가장 크게 나타났으나 2007년에는 중류지역까지 확대되어 시화호의 호소화 경향이 강화된 것으로 보인다. 원생동물플랑크톤에 있어서도 염분 내성에 강한 종이 새로이 극우점하여 출현하여 2007년 시화호의 염분 변화가 컸음을 반증한다. 이러한 결과는 시화호의 호소화 경향이 강화되었음을 재확인해주고 있다. 춘계 원생동물플랑크톤의 대증식은 식물플랑크톤 증식과 연결되어있으며 이는 후생동물플랑크톤의 대증식과 맥락을 같이한다. 이러한 식물플랑크톤, 원생동물플랑크톤, 후생동물플랑크톤으로 이어지는 유기물 증가는 하계 저산소 현상과 무관하지 않다. 하계 저산소 현상은 성층강도에 영향을 받는데 2006년 성층강도는 2007년에 비해 더 컸으나 저층의 저산소 현상은 2007년에 더욱 강화되어 나타났다. 이러한 현상은 2007년 부유생물 그룹의 대증식과 연관이 있으며 부유생물 그룹의 춘계 대증식은 하계 저층의 유기물 증가로 이어져 유기물 분해에 따른 용존산소의 소비 증가는 2007년 하계 저층 저산소 현상을 심화시킨 원인이라 할 수 있다.
어란의 분포 경향은 전어의 경우 수온에, 멸치의 경우 염분에 따라 출현량에 차이를 나타내는 것으로 보이며, 자치어는 4~8월 사이에 주로 출현하여 먹이 조건이 좋은 하계에 자치어의 출현량이 집중되는 것으로 보인다. 또한 시화호 내·외측에서 우점하는 망둑어과는 광온, 광염성 종으로 환경변화가 심하고 유기물량이 많은 시화호에서 가장 잘 적응된 종으로 보인다.
8. 시화호 저서생태계 조사 - 시화호 및 외해역의 대형저서동물과 환경요인을 조사하고, 저서생태의 변화와 내·외해역간의 군집동태를 파악하기 위해 2007년 6월, 8월, 10월에 걸쳐 3회 현장조사를 실시하였다. 그리고 조력발전소 가동에 따른 배출수의 영향을 평가하기 위한 사전 준비단계로서 저서동물군집 안정도 분석기법을 이용하여 외해역의 서식지 건강도를 평가하였다. 2007년 조사 결과 시화호 저서생태계는 예년과 유사한 경향을 보였다. 여름철에는 여전히 갑문해역을 제외한 전 해역의 저층수에 빈산소층이 형성되었으며, 10년간의 꾸준한 해수교환에도 불구하고 저서동물 출현 종의 제한 및 일부 오염지시종에 의한 극우점 현상 등이 계속되었다. 또한 갑문해역 일부를 제외한 대부분 해역에는 여름철에 무생물대 형성이 계속되었다. 그러나 2005년 8월의 배수갑문 조작변경을 기점으로 해수유통량이 증가하게 되었고, 이는 갑문해역 저층수괴의 산소환경 개선에 기여하였다. 이로 인해 갑문해역 특성군집의 서식지가 확대되었으며, 이 지역의 저서동물 조성도 새롭게 변하는 경향을 보였다. 즉, 이전에 갑문해역 우점종이었던 두줄박이참갯지렁이와 P. ligni의 밀도가 크게 감소한 반면, 긴자락송곳갯지렁이와 아기반투명조개 등의 서식밀도는 갑문조작 변경 후 갑문해역에서 크게 증가하였다. 그러나 새로운 군집을 형성한 종들 역시도 오염지시종이었으며, 군집 조성에 있어 오염 내성 준위가 상대적으로 낮은 종으로 바뀌었을 뿐이었다. 갑문해역 군집은 외해역 군집과는 여전히 유사성에 있어 큰 차이가 있었으며, 또한 외해역에 서식지 근간을 둔 종들의 대부분은 시화호 내측으로의 서식지 확장을 제한 받고 있었다. 계속된 해수교환에도 불구하고 갑문해역의 저서동물군집 조차도 회복이 정체된 현 상태로 미루어 보아 조력발전에 의한 해수 교환량의 증가로 인해 저층퇴적물과 저서생태계의 회복이 빠르게 진행될 수 있을 가능성은 커 보이지 않는다. 따라서 현시점에서 이를 해결하기 위한 대안으로 저층 오염토의 준설 필요성이 제기되어야 할 것 같다.
외해역의 서식지 건강성을 저서동물을 이용하여 분석한 결과, 하수종말처리장 배출구와 인접한 해역과 시화호 배출수의 영향을 받는 외측의 갑문 인접해역, 그리고 LNG 기지 앞 해역에서 상대적으로 교란된 군집상태를 보였다. 상기 해역은 외해역 중 퇴적물 내 유기물 농도가 상대적으로 높게 나타나는 지역이었다. 한편, 조력발전소 건설부지 앞 해상은 상대적으로 안정된 군집 상태를 보였다.
9. 시화호 간석지 생태계 조사 - 시화호 간석지 생태계의 변화를 추적하고 이에 대한 적절한 관리 방안을 도출하기 위하여 2000년부터 영구조사지점을 선정하여 모니터링하였다. 2007년 모니터링한 결과는 다음과 같다.
첫째, 시화호 내에 생육하는 식물종은 42과에 131종, 18변종, 1품종으로 총 194종류가 확인되었다. 2006년과 비교하면 총 6과에 44종류가 증가한 것이다. 2006년도에는 생육하고 있었으나 2007년도에는 확인하지 못한 종은 갯드렁새, 고구마, 소엽 및 고추의 4종류이었고 2007년 새로 확인한 식물종은 톱니나자스말을 비롯하여 48종류이었다. 미확인한 식물종은 대부분 재배식물이었고 새로 확인한 식물종은 재배식물, 교란지식물, 과거에도 생육하였지만 일시적으로 확인하지 못한 식물, 귀화종 등으로 구분할 수 있었다. 한편, 염생식물 혹은 해안 사구식물종은 총 25종으로 종수는 2종이 증가하였으나 전체에 대한 비율은 12.9%로 감소하였다. 귀화종은 52종류로 2006년보다 15종이 증가하였으며 전체의 26.8%로 2.1%가 증가하였다.
둘째, 시화호 간석지의 식생지의 면적은 선감도 조사지선만 제외하면 증가하였고 특히, 형도와 오이도 조사지선에서는 현저한 증가를 보였다. 이것은 2007년 증가하였다기보다는 2006년 현저히 감소한 상태에서 원상태로 회복된 것으로 볼 수 있다. 즉, 2006년 과도하게 침수된 지역이 원상태로 회복되고 수체의 수위가 낮아짐에 따라 새로이 노출된 지역이 증가함에 따라 이 지역에 새로이 식생을 형성한 것으로 볼 수 있다. 그러나 평균 피도는 증가한 곳도 있지만(대부도와 오이도 조사지선) 감소한 지역(형도와 선감도 조사지선)과 유사한 지역(음도와 해양연구원 조사지선)이 있어 각 조사지선에 따라 다른 양상을 보였다. 피도가 증가한 종은 띠 혹은 퉁퉁마디이었고 감소한 종은 해홍나물과 산조풀이었다. 이러한 결과에 의하면 토양 내 수분 수지는 2006년보다 2007년이 양호한 것으로 해석되며 일부 지역에서 2006년의 침수는 식생이 큰 영향을 주었던 것으로 해석된다.
셋째, 위성류는 자연 상태에서의 고사한 개체의 비율은 1.7%로 매우 낮았고 새로 출현한 개체는 0.7%로 미미하였다. 자연적으로 고사한 개체는 대부분 크기는 작았으나 수령은 2년에서 6년까지 다양하였다. 개화율은 크기가 증가할수록 높아졌지만 가장 작은 계급에서도 30.4%이었고 가장 큰 계급에서도 71.2%이었으며 평균 60.4%이었다. 그런데 2006년에는 평균 89.4%의 개화율을 나타내었다. 따라서 2007년도에는 위성류의 개화율이 2006년보다 현저히 감소하였으며 가장 큰 계급에서도 100%의 개화율을 보이지 않았다. 이러한 결과에 의하면 위성류의 개화는 줄기의 크기뿐만 아니라 근계의 상태에 따라 달라질 수 있는 것으로 판단되었다. 한편, 위성류의 생장은 어린 개체의 생장율이 높고 크기가 증가할수록 감소하였으나 어린 개체는 고사하거나 새로 출현하는 줄기가 많아 군락의 밀도를 불안정하게 하는 요인이 되고 있다.
넷째, 조류는 2003년부터 2005년까지 44종→57종→74종으로 현저히 증가하였으나 2006년 57종, 2007년 56종으로 감소하는 경향을 보였다. 개체수는 2003년부터 매년 현저히 감소하는 것으로 나타났으며 5년간 관찰된 법적 보호종은 13종으로 나타났다. 포유류는 5년 동안 총 13종이 서식하였으며 법정보호종으로 삵과 수달의 흔적이 관찰되었다.
10. 시화호 대기유입 오염부하 조사 - 시화호로 유입하는 질소 영양염의 침착량은 예년과 같이 감소하였으며, 2001년의 연간 질소 침착량을 기준으로 지역 평균 20%가 감소하였다. 시화호 유역에 침착하는 이온 성분들 중에는 산성화에 영향을 주는 황산이온은 33%로 높은 분포를 나타내었고, 질산이온 19%, 칼슘 13% 그리고 암모니움 이온 9%의 순서로 분포하는 것으로 조사되었다. 황산화물과 질산화물의 높은 분포는 시화호 유역의 강수 pH가 4.66으로 산성 강우를 발생시키는 역할을 하는 것으로 조사되었다.
계절별 이온의 총 침착량(강수+먼지)은 여름, 봄, 가을, 겨울의 순서로 분포하여서, 시화호 유역에서는 강수량이 질소 영양염과 산성물질의 침착에 중요한 요인이었다. 질소 성분을 함유한 질산 이온과 암모니움 이온은 질산 이온의 침착량 분포가 68%로 높았지만, 질소 성분으로 환산하면 암모니움 이온의 질소 성분이 63%로 평가되었다.
대기의 질소 영양염은 시화호의 생태계에서 클로로필 생성에 중요한 역할을 할 수 있으며, 일일 클로로필 생성은 5월, 7월 그리고 11월에 높은 것으로 조사되었다. 이는 봄과 여름철에 이벤트 발생시 시화호 표층에서 클로로필 생성과 시화호 수질에 중요한 역할을 할 가능성을 의미한다.
2007년 시화호로 유입하는 일일 질소 영양염은 0.71 ton/day로 평가되었으며, 시화호로 유입되는 총 질소 침착량 자료를 참고했을 때 약 8% - 32%의 기여율로 평가할 수 있었다.
11. 시화호 최적관리기법 적용을 위한 유역 특성 조사 - ‘06년에 마련된 2단계 시화호 종합관리계획에서는 수질개선사업이 비점오염원 관리에 초점이 맞추어져 있다. 수질 및 수생태계 보전에 관한 법률에 의한 비점오염원 관리지역 지정의 문제점을 분석하였으며, 연안 비점오염원 관리방안을 제시하였다. ‘06년에 해양수산부는 안산천, 화정천 유역을 연안비점오염관리 시범 소유역으로 지정하고 최적관리기법을 우선 적용하여 성과를 홍보하고, 타 유역으로 확대하는 전략을 수립하여 추진해 왔다. 본 연구에서는 향후 시화호 유역을 비점오염 관리지역으로 지정하기 위한 준비과정의 일환으로 유역의 비점오염원 조사, 비점오염 부하량의 추정, 중요 오염원 지역(critical source area)의 파악, 비점오염 모델의 구축 등을 수행해 왔으며, 과학적이고 합리적인 비점오염 저감시설 설계 기법을 제시하고자 하였다.
비점오염은 대상 유역에 걸쳐 광범위하게 분포함과 동시에 그 배출 양상이 유역특성 및 강우특성에 따라 공간적, 시간적으로 변동하기 때문에 비점오염 처리를 위한 대상지역을 선정하고, 처리기법을 선택하여 설계하는 과정에서 과학적이고 합리적인 방법론이 필요하다. 본 연구에서는 비점처리시설을 우선적으로 설치해야 할 중점관리지역들을 분석해 낸 후, 각 지역에 대해 현장 설치여건, 비용, 기술수준, 주민협조 등에 대한 사전 조사를 거쳐 설치효과와 향후 파급효과를 고려하여 설치 위치가 선정되었다.
비점오염관리 시범 소유역으로 지정된 안산천과 화정천 하류에서 강우시 6회, 비강우시 1회에 걸쳐 비점오염 부하량을 연속 관측하였다. 그리고 비강우시 매주 1회 정기적으로 하천수를 채집하여 수질의 변화를 조사했다. 강우가 시작되면 초기우수 유출수의 농도는 평상시의 3~10배까지 급증하였다. 시간에 따른 비점오염 물질의 농도 변화는 비강우일수와 강우 강도, 강우량에 따라 큰 차이를 보였으나, 안산천과 화정천 두 하천의 양상은 유사하게 나타났다. 초기 강우 유출수중의 오염물질 농도가 급증하고, 동시에 유량이 증가하기 때문에, 평상시에 비하여 수십배 내지 수백배의 오염부하량 증가가 나타났다. 비점오염 부하량의 측정을 보다 용이하게 하기 위하여 안산천과 화정천 말단에 자동채수기와 강우계, 압력식 수위계를 설치했다.
12. 비점오염 모델 및 BMPS 의사결정지원 시스템 조사 - 본 연구는 우리나라의 유역환경에 적합한 분포형 유역모델인 CAMEL 2.0을 시범 소유역인 안산천 및 화정천 유역에 시험 적용함으로써 비점오염 부하의 정량적 평가와 더불어 시화호 유역에 적합한 비점오염 모델을 완성하는 것을 목적으로 수행되었다. 안산천 및 화정천 유역(유역면적 50.6 km2)을 100 m ☓ 100 m ☓ 100 m 격자망으로 분할하고 2006년 1년간의 기간에 대하여 1일의 시간간격으로 CAMEL 2.0 모델을 적용한 바, 주요 모의 결과는 다음과 같다.
강우량의 약 60%가 하천을 통해 시화호로 유출되는데 그 대부분은 침투초과 강우량으로서 강우량의 약 49%를 차지한다. 침투초과 강우량의 대부분은 불투수 면적의 비율이 높은 도시지역에서 발생한다.
점토와 미사는 침식량의 90% 이상이 유역출구까지 운반되지만, 세립사와 조립사는 각각 침식량의 19%와 0.4% 만이 유역출구까지 운반되고 나머지는 평탄 지역의 하천 바닥에 퇴적된다. 면상침식과 릴에 의한 침식/운반은 모두 안산천 상류에 위치한 급경사의 산지에서 주로 발생하는 것으로 나타났으며, 대부분의 유사는 안산천 본류를 따라 부유사로서 운반되어 시화호로 유입된다. 시화호로 유입되는 유사의 총량은 약 7.2 ton/year로서 그 중 부유사가 98%, 소류사가 2%를 차지한다.
유기탄소는 대부분 경작지에서 발생하여 하천으로 운반되는데, POC는 대부분 밭으로부터 하천으로 운반되며, DOC는 밭과 논으로부터 운반된다. 이산화탄소 발생량 또한 대부분 논과 밭에 집중되어 있으며 산림지역에서의 그것은 상대적으로 미미하다. 시화호로 유입되는 POC는 약 14 ton/year, DOC는 약 2 ton/year이다.
대부분의 질소 변환이 경작지와 골프장에서 집중적으로 발생하는데, NH4는 절대량은 많지 않으나 대부분 밭과 산림으로부터 하천으로 운반되며, NO3는 집중 배출되는 일부 경작지를 제외하면 산림지역보다 도시지역과 밭으로부터 상대적으로 많은 양이 하천으로 운반된다. 또한 밭에서는 다량의 NO3가 지하 대수층으로 운반된다. 시범 소유역에서 시화호로 유입되는 NH4는 약 0.017 ton/year이고, NO3는 약 0.3 ton/year이다.
용존성 인의 운반은 화학비료 투입 이후에 크게 증가하며, 입자성 인과 용존성 인 모두 밭과 골프장에서 집중적으로 발생하여 하천으로 유출된다. 특히 입자성 인은 안산천 상류에서 많은 양이 배출되어 안산천을 통해 시화호로 유입되고 있다. 시범 소유역에서 시화호로 유출되는 입자성 인은 약 6.0 ton/year이고, 용존성 인은 약 0.008 ton/year이다.
13. 유역 오염부하 저감 시범 처리시설 운영 및 성능 조사 - 비점오염 저감시설 시범 설치지역으로 선정된 안산천 유역의 송호중학교를 해양수산부의 해양환경교육 시범학교로 지정하는 방안을 제시하였다. 송호중학교는 비점오염 관리 우선순위가 높은 중요오염원 지역에 포함되어 있으며, 안산천에 인접하여 있을 뿐만 아니라 해양환경교육 시범학교로 운영될 경우, 학교 부지내에 비점오염 저감시설을 설치하여 홍보 효과를 극대화 할 수 있는 장점이 있다. 향후 4년간 송호중학교를 연안 비점오염관리 교육 및 홍보를 위한 거점으로 활용한다는 전제하에 본 연구에서는 다양한 비점오염 저감방법을 보여줄 수 있는 시설을 설치할 수 있도록 계획을 수립하였다. 당해 연도에는 송호중학교 내에 우수침투시설과 우수 차집시설, 여과시설을 설치하고 52톤 규모의 지하저류조와 2종의 우수 여과시설, 투수성 블록과 자갈 포장 등을 설치하였으며, ‘08년에 추가로 식생여과 등 비점오염 처리시설과 우수 재활용시설, 전시시설, 옥상녹화시설, 교육시설 등 설치하여 본격적인 홍보와 비점오염 저감시설 확산을 유도하기로 하였다.
기존 설치된 패키지형 오수처리시스템은 그동안 평가과정에서 드러난 문제점을 보완하기 위하여 계내 막세정이 가능한 침지형 블록막을 설치하였다. 하천정화시설은 접촉 표면적을 증가시키기 위해 인공수초형 평판 접촉여재를 사용하고, 신속한 시공이 가능하도록 모듈화와 플라스틱 이중관을 이용한 공법을 제시하였다. 본 연구에서는 인공수초형 평판 접촉여재의 성능을 평가하기 위한 시험시설을 신길천 하천정화시설에 설치했다. 또한, 안산천, 화정천, 공단 간선수로 등에 하천정화시설이 설치될 예정이므로 본 연구의 결과가 활용될 수 있도록 기본설계도와 시방서를 작성하였다.
각 공법의 수질정화 효율을 평가하기 위해 각 시설의 원수 및 처리수 수질을 측정하였으며, 측정항목은 신길천 하천정화시설의 경우 BOD, T-N, T-P, SS을 1회/주 측정하였고, 화성시 우음도 및 해양연구원 소규모오수처시설의 경우 유입수, 처리수의 BOD, T-N, T-P, SS 및 폭기조의 MLSS를 1회/주 측정하였다.
14. 시화호 수산물 보건위해성 평가 조사 - 어떤 해역의 오염정도를 파악하기 위해서는 수질의 직접 측정 방법과 이를 보완하기 위한 방법으로써 고착성 생물로서 장기간 생존이 가능하며, 지속성 유기 혹은 무기오염물질을 체내에 축적하는 패류를 bioindicator (생물감시자)로 이용한 오염감시가 “Mussel Watch Program”로 조사를 수행하여 오고 있다 (Goldberg et al., 1983).
지금까지 우리나라에서 어패류의 중금속 오염 실태에 관한 조사 보고서는 다수 있었으나 위생안전성 측면에서 위생안정성 측면에서 조사는 대부분 시중에 유통되고 있는 것에 대한 결과로써 실제 정확한 생산해역을 파악되지 못하고 있는 실정이다. 또한, 우리나라 시화호에 서식하는 어패류의 세균 및 중금속에 대한 연구는 전무한 실정으로써 시화호 주변해역에 서식하는 수산 생물의 식품 및 국민 보건 위생 안정성을 확보하고 어패류의 가공 및 유통 안정성을 확보하기 위하여 시화호 주변해역에 서식하는 진주담치, 굴 및 어류의 체내 중금속함량, 위생 지표세균을 파악하여 시화호에 서식하는 수산생물의 보건 위해성을 파악 수산물의 유통가공의 정책 자료로 제공코자 한다.
15. 유동 및 부유사 확산 수치모형 조사 - 시화호 내외측의 해수유동 특성과 조력발전소 가동에 의한 해수유동 특성변화를 파악하고 오염물질 확산실험의 입력자료를 제공하기 위하여 EFDC(Environmental Fluid Dynamics Computer code, 미국 버지니아 해양연구소 개발)를 사용하여 해수유동 수치실험을 수행하였으며, 시화조력발전소 가동시 호내에 존재하는 오염물질의 호외 확산특성을 파악하기 위하여 EFDC 모델의 오염물질 확산모듈을 이용하여 오염물질확산 실험을 수행하였다.
시화호 전면을 비롯한 총 5개 정점에서 조석 보·검증을, 총 5개 정점에서 조류 보·검증을 수행하여 모델의 신뢰성을 검증하였다. 시화조력발전소의 수문과 수차를 통하여 시화호 내측과 외측이 유기적으로 연결되는 상황을 모의하기 위하여 수두차·유량 특성곡선식을 이용하여, 호내로의 해수유입과 외해로의 해수유출을 실시간으로 모의하였다.
오염물질 확산실험 결과, 가동 15일 후에 호 외측으로 소래포구 전면해상에 초기농도의 20% 농도에 해당하는 오염물질이 잔존한다. 호내측으로는 40% 이상의 농도가 여전히 넓게 나타나며, 호 동측 말단구역에는 60% 이상의 농도도 나타난다. 또한 시화 조력 발전소 운영에 따른 호소 내 발전소 주위에서의 3차원 국부세굴 수치모형 적용시 발전소 주변 수역에서의 세굴률 관측 자료 제공을 목적으로 정밀 세굴률 측정 시스템을 구축하였으며, 5종류의 균일한 사질성 퇴적물에 대한 한계전단응력 실험 결과와 과거 Shields 곡선과의 비교/검토를 통하여 구축된 세굴률 측정 시스템에 대한 타당성이 입증되었다.
16. 지역역량강화 및 연안관리 시민참여강화 - 1. 홍보 분야
2007년은 시화호 홍보의 분야가 본격적으로 시행된 해라 할 수 있을 것이다. 무엇보다 시화호와 관련된 정책 및 연구의 과정과 결과를 투명하게 공개하기 위해 시화호관리위원회의 홈페이지를 개설하였다. 또한 홈페이지는 일반시민들에게도 손쉽고 지속적으로 시화호에 대한 정보를 얻을 수 있는 창구가 되어 줄 것이다. 일반시민들을 위해서는 홈페이지에 정책과 시화호개선사업의 결과 외에도 일반인들의 요구에 맞는 컨텐츠를 보강하였다. 시화호 유역의 생물들의 사진과 설명이 있는 생태자료실, 시화호유역의 다양한 풍경과 장면에 대한 개인적 단상을 사진과 글로 표현한 ‘ 시화호에세이’ 코너, 시화호 주변의 가볼만한 장소의 위치와 운영정보, 의미를 소개한 ‘시화호생태문화코스’ 등이 그것이다. 한편 그간에 해수부의 지원으로 제작된 환경교육과 관련된 자료들도 제공하고 있으며, 매일 시화호에 관한 보도자료를 검색하여 게시판을 통해 제공하고 있다.
제1회 시화호 인터넷사진전은 홈페이지의 개설과 함께 진행되었는데, 총 29일간의 접수기간을 통해 접수된 작품 수는 총 147점이었고, 1등 1명, 2등 3명, 3등 5명, 입선 14명으로 총 23명이 당선되었다. 사진전은 일차적으로 홈페이지 개설을 홍보하는 이벤트로서의 목적을 훌륭하게 이루었으며, 향후에도 일반시민들이 쉽게 접근할 수 있는 시화호관리위원회의 행사로서 지속되게 될 것이다.
2007년에는 2개의 홍보물이 제작되었는데, 하나는 2006년에 발간되었던 ‘시화호에서 사라져가는 것들’의 영문판이고, 하나는 일반시민들에게 시화호에 대한 일반적인 정보를 제공하는‘시화호’ 홍보물이다.
2. 지역역량 강화 분야
지역역량강화 분야에서는 2개의 사업이 진행되었다. ‘일반시민을 위한 시화호현장투어’ 는 말 그대로 시화호에 대해 전혀 모르는 일반시민이나 청소년을 대상으로 시화호에 대해 알려주는 입문적 교육활동이다. 이 활동은 요구가 많아 애초에 계획된 8회차를 넘어 13회차에 걸쳐 실시되었다. 실시하는 과정에서 가능한 한 청소년들의 경우 사전에 학교에서의 사전교육을 하고 현장투어를 실시하여 교육의 효과를 배가 시킬 수 있도록 하였다.
한편 시화호 유역에서 활동하고 있는 환경교육활동가들을 대상으로 지역의 연안관리역량을 강화를 위한 2회의 워크숍이 개최되었다. 1차 워크숍인 ‘연안관리역량 강화를 위한 환경교육워크숍’은 지역의 환경교육 활동 현황을 공유하고 공동의 장기적인 목표와 전망에 대해 논의하는 계기를 마련하였으며, 이를 통해 시화호환경교육과 관련된 지역의 당면한 요구와 시급한 과제를 도출할 수 있었다. 이어서 1차 워크숍의 결과와 성과를 발전적으로 확대하기 위해 시민조사단 구성 및 활동의 가능성과 방향성에 대한 심층적 논의를 위한 2차 워크숍 ‘시화호 환경문화 시민조사단 구성 점검을 위한 워크숍’을이 개최되었다. 1차 워크숍에서는 시민조사단의 필요성에 대한 제기와 시급한 조사 분야에 대한 논의가 이루어졌다면, 2차 워크숍을 통해서는 그간 지역에서 자생적으로 주민들에 의해 이루어진 조사활동의 수준을 점검해 보고, 추후 시민조사단의 활동의 구체적 분야와 방식에 대한 단초를 논의해 볼 수 있는 기회가 되었다. 2차례 워크숍의 성과는 추후2008년 사업을 통해 지속적으로 이어질 수 있도록 하여야 할 것이다.
3. 국제협력강화
2007년에도 2006년에 이어 시화호 연안통합관리의 사례를 견학하려는 외국공무원들을 대상으로 시화호 통합관리현황을 소개하고 현장방문을 지원하였다. 뿐만 아니라 아시아 20여개국의 해양환경 담당 공무원들이 모인 KOICA-AMETEC 해양환경보전 연수단을 적극적으로 시화호 지역에 유치하여 연안통합관리에 대한 심층적인 강의와 함께 현장소개를 병행하여 그 효과를 더 증대하였다.
한편, 시화호는 PEMSEA의 시범해역으로서 PEMSEA의 PNLG(PEMSEA Network of Local Governments for Sustainable Coastal Development) 포럼과 Twinning Seminar에 참석하여 시화호 통합관리의 성과에 대해 발표하고 홍보하였다. PNLG포럼에서는 시화호의 연안통합관리 현황 전반을, Twinning Seminar에서는 2단계 시화호 종합관리계획 세부시행계획에서 추진하고 있는 투자계획 및 정책을 소개하고 정보를 교류하였다.
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