초록 ▼

제1장 서 론

최근 우리나라에서는 많은 소하천 및 4대강 유역의 농업용수 및 음용수 유량 확보를 위해 중소형 보 (weir) 및 대형 인공댐을 지속적으로 건설해 왔다. 특히, 우리나라와 같이 몬순강우 특성에 의한 계절 강우의 분포가 일정치 않고, 농업을 기반으로 성장한 국가에서 하천 및 강의 중·하류역에 보의 건설 및 식수확보라는 생존적 문제에 의한 대형 댐 건설은 수자원 확보를 위한 필수 불가결한 요소 중 하나로서 사료되었다 (박 등, 1999). 이러한 중요성에도 불구하고, 지금까지 건설된 보 및 대형댐의 생태계 영

제1장 서 론

최근 우리나라에서는 많은 소하천 및 4대강 유역의 농업용수 및 음용수 유량 확보를 위해 중소형 보 (weir) 및 대형 인공댐을 지속적으로 건설해 왔다. 특히, 우리나라와 같이 몬순강우 특성에 의한 계절 강우의 분포가 일정치 않고, 농업을 기반으로 성장한 국가에서 하천 및 강의 중·하류역에 보의 건설 및 식수확보라는 생존적 문제에 의한 대형 댐 건설은 수자원 확보를 위한 필수 불가결한 요소 중 하나로서 사료되었다 (박 등, 1999). 이러한 중요성에도 불구하고, 지금까지 건설된 보 및 대형댐의 생태계 영향은 특정 지역에서의 일부 조사 및 영향 평가에도 불구하고 국내에서는 과학적이고 체계적으로 규명되지 않고 있다.

본 연구 대상 지역인 영산강 수계는 4대강 사업의 일환으로, 영산강의 하류역에 승촌보 및 죽산보 건설을 목표로 사업이 수행되었다. 영산강 수계는 유역면적 3,371.4km², 유로연장 총길이 136km로서 담양군 용면에서 발원하여 담양호에 집수 된 후 월계천, 지석천, 영산호를 지나 목포 영산강 하구둑을 통해 서해로 흘러가는 우리나라 4대강 중 하나다 (안 등, 2007). 영산강 수계는 136km의 본류구간과 황룡강, 지석천, 고막원천, 함평천, 만봉천, 광주천 등 주요 지천으로 구성되어 있다. 영산강 하구로부터 약 40km 이후부터 저수로 폭이 협소하며, 약 60km 이후 구간은 갈수기 때 수심이 특히 얕아서 수변 레저 활동 등의 친수 공간 조성이 어려운 특징을 가지고 있다. 수계에 위치한 주요 도시로는 광주, 나주, 목포 등이 있으며 이중 나주시는 황룡강, 지석천, 그리고 영산강 본류가 합류되는 지점으로서 상습적인 침수피해가 발생하는 것으로 알려져 있고, 특히 하구둑 외조위 상승으로 인해 하구둑 상류의 수위가 상승하여 영산강 하류부에서 유입하는 지천들의 신속한 홍수 배제가 이루어 지지 않아 지천들의 침수피해가 가중되어 왔다 (양, 2011).

영산강 수계는 하천부지 내 경작지 5백만m²가 천변을 따라 비점오염원이 산재되어 유기물 및 영양염류 (질소, 인)의 유입에 의한 수체의 부영양화 현상이 빠르게 진행되는 것으로 알려져 있다. 특히, 광주천 이후의 본류 구간들에서는 수질 오염이 심각하여 영산하구언에서는 주기적인 수화현상 Ulgal bloom) 및 중금속등을 포함한 퇴적물 축적, 어류 등의 이동성문제, 생태 건강도 악화 등에 대한 문제가 보고되고 있다. 일반적으로 영산강 수계에서 생물학적 산소요구량 (BOD)는 전반적으로 감소 추세이나, 다른 수계에 비해 전체적으로 오염도가 높은 것으로 알려져 있다. 그리고 최상류지역을 제외한 전체 유역 수질이 전반적으로 높은 ‘보통 (BOD 5mgL^-1 이하)’ 등급을 유지하고 있으며, 중류지역에 해당되는 광주, 나주지점 수질은 도시지역의 광주천 등 유입지천의 영향으로 수질이 악화되어 지는 것으로 알려져 있다 (양, 2011).

영산강 하구둑이 완공 (1981)된 후, 특히 하류부에는 인 (P)과 질소 (N)에 의한 부영양화 현상이 가속화되고 있고, 이에 의한 심층부의 산소고갈현상 (박 등, 2001; 윤 등, 2003) 및 상시적 식물성 플랑크톤의 수화현상에 의해 수질악화 (한국환경정책평가연구원, 2005) 및 하상 퇴적물 축적에 따른 오염 (윤 등, 2004) 등이 지역사회의 큰 환경문제로 대두되고 있다. 이러한 수질 및 수리수문학적 변화는 수체의 하상구조를 변화시키고, 상시적인 저산소현상에 의해 서식 어류의 종조성 및 군집구조에 큰 영향을 미치고 있다 (최와 안, 2008b). 특히 하구둑이 설치되기 전 출현하던 것으로 알려진 9 여종의 회유성 어종은 최근 단 2종으로 감소한 것으로 나타나 하구둑 설치로 인한 이동성 단절효과를 입증하고 있다 (최, 1989; 최와 안 2008b). 영산호의 경우, 외래종의 우점, 생태계 교란에 따른 기형어종 및 사체의 빈도 증가 등으로 인한 생물학적 건강성 평가 지수가 매우 낮게 나타나고 있는데, 결국 이러한 환경 변화들은 영산강 수계내의 어종 구성 및 영양단계구조에 변화를 가져왔고, 궁극적으로 수생태계의 건강성을 악화시키는 요인으로 작용하게 되었다 (최와 안, 2008a). 따라서 현재 영산강 수계의 하류역에 건설 중인 승촌보, 죽산보 및 어도 (fishway)는 기존의 이러한 이화학적 수질, 퇴적물 축적, 어류 이동성 및 어류 종 분포특성 및 종합적 생태 건강도 (ecological health)등에 다각적인 영향을 끼칠 것으로 사료된다.

강의 하류역에 보 (weir)의 건설은 생태계에 영향을 끼칠 것으로 사료되는데, 최근 Jang et al. (2005)에 따르면 하천 내의 보의 건설은 어류 생태에 있어 긍정적인 측면과 부정적 측면 모두를 가지고 있다고 보고하였다. 즉 그에 따르면, 보 설치의 긍정적인 측면은 보가 어류의 생존에 절대적으로 필요한 경우도 있다고 언급하였다. 갈수기에 경우, 대부분의 국내 하천들이 건천화가 진행되어 서식자체가 불가능한 상황에서 보에 의해 형성되는 소 (pool)는 어류에 있어 최후의 피난처가 될 수 있기 때문으로 평가되었다. 그러나 국외의 많은 연구 사례들에서 제시하는 바와 같이 보 건설 및 댐 건설은 수생태계에 다각적인 악영향을 주는 것으로 평가하고 있다 (Gleick, 2001). 강이나 하천의 하류역에 보나 소형 댐이 건설될 경우 상류 수역 에서 유입되는 유기물 및 영양염류 (질소, 인)의 수체 내 증가 및 강바닥에 퇴적물의 축적은 ① 화학적 수질 악화 및 부영양화 (eutrophication) 현상을 초래하여 조류의 수화현상을 초래하며, ② 어류와 같은 최상위 생물군의 종 조성 및 길드의 구성비 변화를 유발하고, 오염물 농도가 심할 경우 세균 및 곰광이의 수체 내 농도 증가로 어류의 질병유발을 가져오며, ③ 보의 건설로 인한 서식지 이용성의 제한으로 먹이에 대한 종내 및 종간 경쟁이 유도되어 어류의 종별 성장도에도 영향을 줄 수 있으며, ③ 보 건설에 의한 이동성 제한으로 어류 포식자에 대한 피난공간의 제한으로 개체수의 감소를 가져올 수 있다. 특히, 가장 중요한 생태계 영향은 ④ 보 건설로 하천수의 흐름을 억제하여 물리적 변화 및 회유성 어류 (migratory fish) 및 일반 어류의 이동성에 교란을 가져오며, ⑤ 검증이 불명확한 보 주변의 어도 (fishway) 설치로 봄의 산란을 위한 지천으로의 이동성 등에 큰 영향을 줄 수 있는 것으로 밝혀지면서 수체내의 보 및 어도 건설은 생태 건강도 측면에서 부정적으로 밝혀져 왔다.

따라서 본 연구 과제는 영산강 수계에서 4대강 사업에 의한 보 건설에 따른 물리적 서식지 교란, 화학적 수질 및 회귀어류의 이동교란에 대한 영향 및 교란 원인에 대한 종합적 연구로서 첫째, 영산강 수계에 설치되고 있는 인공보 (승촌보, 죽산보) 건설로 인한 회귀성어종 이동 경로 변화를 조사하여 보 설치 전·중·후 회귀성 어류의 실태 및 이동 변화를 파악하고, 보 설치에 따른 물리적 서식지 특성 및 환경 변화에 따른 회귀성 어류의 피해 영향 요인 등을 분석한다. 둘째, 인공보 (승촌보, 죽산보) 설치 전·중·후 어도주변의 이화학적 수질특성 분석과 함께 회귀성 어류 모니터링을 통해서 훼손, 회복 평가를 실시함으로서 회귀성 어류 단절을 가져오는 주요 영향 요인을 분석한다. 셋째, 어도를 이용하는 소상어류의 어종, 시간대, 시기 등의 정밀조사를 통하여 보 설치에 따른 회귀성 어종 이동경로 및 어도 영향 등을 파악하여 생태계 영향의 통합적 평가 및 문제점 해결방안 등을 분석한다. 넷째. 어도 설치에 따른 회귀성 어류 보존 및 복원 방안을 도출하여, 보 설치 후 회귀성 어류의 피해를 최소화시키기 위한 최적 어도 설치 및 종합적인 관리 방안을 도출한다.

(출처 : 제1장 서 론 5p)

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 제출문 ... 2
• 목차 ... 3
• 제1장 서론 ... 5
• 제2장 조사연구수행 내용 및 방법 ... 8
• 1. 연구 대상 수계 및 건설된 보 (Weir) 현황 ... 8
• 2. 연구방법 ... 9
• 2.1. 어류 이동성평가를 위한 채집 및 종 분포특성 분석 ... 9
• 가. 영산강 수계의 보 건설 전·후의 어류 분포 및 회귀성 어류 이동성 분석 ... 9
• 나. 어류 이동성평가 조사 ... 9
• 다. 어류의 이동성 평가를 위한 Fish Migration Calendar 분석 ... 11
• 2.2. 일반 어류 및 회귀성 어종의 이동성 모니터링 및 추적기법 ... 11
• 가. Visual Fish Monitoring 기법에 의한 어류 이동성 평가 ... 11
• 나. Video Recording Monitoring 기법에 의한 어류 이동성 평가 ... 12
• 다. Mark-Recapture Monitoring 기법에 의한 어류 이동성 평가 ... 12
• 라. PIT-Tag Monitoring 기법에 의한 어류 이동성 평가 ... 13
• 마. Acoustic Echo-Sounders 기법에 의한 어류 이동성 평가 ... 15
• 바. Acoustic Tagging Telemetry Monitoring 기법에 의한 어류 이동성 평가 ... 17
• 제3장 연구결과 및 고찰 ... 20
• 1. 영산강 수계의 어종 분포 특성 및 이동성 분석 ... 20
• 1.1. 보 (Weir) 건설 전·후의 어류 분포 및 구성 분석 ... 20
• 1.2. 조사 지점 전체의 어종구성 및 특이종 분포현황 ... 25
• 1.3. 승촌보 및 죽산보 상·하류 구간 및 구하도 어도의 어류 이동현황분석 ... 30
• 가. 승촌보 건설 구간 및 구하도에서의 어류 이동현황 분석 ... 30
• 나. 죽산보 건설 및 구하도에서의 어류 이동현황 분석 ... 31
• 1.4. Fish migration calendar 분석에 의한 일반어류 및 회유성 어류의 이동성 분석 ... 33
• 2. 일반 어류 및 회귀성 어종의 이동성 모니터링 및 추적 분석 ... 36
• 2.1. Visual Monitoring (VM) 기법에 의한 어류 이동성 평가 ... 36
• 2.2. Video Recording 모니터링 기법에 의한 어류 이동성 평가 ... 37
• 2.3. Mark-Recapture Monitoring 기법에 의한 승촌보 및 죽산보 구간의 어류 이동성 평가 ... 38
• 2.4. 전자 PIT-tagging Monitoring 기법에 의한 어류 이동성 평가 ... 40
• 2.5. Acoustic Echo-Sounders 모니터링 (AES) 기법에 의한 어류 풍부도 및 어류 이동성 평가 ... 41
• 가. 어류 이동성 평가를 위한 AES 기법 적용 및 예비 실험 (미시건 대학팀/USGS팀 공동 실험) ... 41
• 나. Acoustic Echo-Sounders (AES)의 죽산보 및 승촌보 구간 적용 평가 ... 42
• 2.6. Acoustic-Tagging Telemetry 모니터링 기법에 의한 어류 이동성 평가 ... 46
• 가. 어류 이동성 평가를 위한 Acoustic-Tagging Telemetry의 적용성 평가 및 예비실험 (미시건 대학 Dr. Diana 팀) ... 46
• 나. 승촌보 및 죽산보의 Acoustic-tag 추적에 의한 어도 효율성 평가 ... 47
• 제4장 결론 ... 50
• 제5장 조사연구결과의 활용방안 ... 53
• 참고문헌 ... 54
• 끝페이지 ... 61