Understanding the characteristics of reservoir water quality is fundamental in reservoir ecosystem management. The water quality of reservoirs is affected by various factors including hydro-morphology of reservoirs, land use/cover, and human activities in their catchments. In this study, we classified 83 major reservoirs in South Korea based on nine physicochemical factors (pH, dissolved oxygen, chemical oxygen demand, total suspended solid, total nitrogen, total phosphorus, total organic carbon, electric conductivity, and chlorophyll-a) measured for five years (2015~2019). Study reservoirs were classified into five main clusters through hierarchical cluster analysis. Each cluster reflected differences in the water quality of reservoirs as well as hydromorphological variables such as elevation, catchment area, full water level, and full storage. In particular, water quality condition was low at a low elevation with large reservoirs representing cluster I. In the comparison of eutrophication status in major reservoirs in South Korea using the Korean trophic state index, in some reservoirs including cluster IV composed of lagoons, the eutrophication was improved compared to 2004~2008. However, eutrophication status has been more impaired in most agricultural reservoirs in clusters I, III, and V than past. Therefore, more attention is needed to improve the water quality of these reservoirs.

본 연구에서는 2010년부터 2011년까지 2년 동안 천수만 수질환경의 시공간적 특성을 조사하였다. 16개 정점에서 수층(표층과 저층)별 ․격월별로 년 6회 수온, 염분, 부유물질, 화학적산소요구량, 용존산소, 영양염류, 엽록소 a 에 대해 조사한 결과, 표층수와 저층수 간에는 아질산질소, 질산질소 및 용존무기질소을 제외한 모든 조사항목에서 표․저층 간의 차이가 컸었다. 공간적 분포특성은 전조사 항목에서 정점 간 차이가 적었으나, 주성분 분석결과 표층에서는 부남호 영향을 받는 정점 1 과 중간역인 정점 2∼11 및 입구쪽인 정점 12∼16로 구분되어지고, 저층에서는 표층과 마찬가지로 정점1과 죽도 북측연안의 정점 2∼7 및 정점 8∼16의 세 그룹으로 구분되었다. 격월별로는 저층의 부유물질을 제외한 전조사 항목에서 유의성이 입증되었으며, 정점별로 차이가 있어 내측은 격월별 변화가 큰 상태이었고 입구측으로 갈수록 변화폭이 줄어드는 경향이었다. 수질의 시간적 변동은 표층과 저층에서 세 그룹으로 구분되어지나 경향은 차이가 있었으며 대부분의 조사월에서 영양염류가 낮은 상태이었다. 생태기반 해수수질 기준은 Ⅱ등급(좋음) 수준이며, 격월별로는 6월과 8월은 Ⅲ등급(보통), 10월과 12월은 Ⅱ등급(좋음), 2월과 4월은 Ⅰ등급(매우좋음)으로 구분되어 경인연안, 아산연안, 목포연안 및 군산연안과 마찬가지로 육수 유입의 원인에 기인한 것으로 사료된다.

주암호의 수질변동과 주요 생물 군집 특성을 조사하였다. 수질의 경우, 수온은 3.8~21.2􀆆C, 수소이온농도(pH)는 6.7~8.6, 전기전도도는 64~76 μs cm-1, 용존산소량(DO)은 5.3~13.2 mg L-1, 화학적산소요구량(COD)은 2.5~3.3mg L-1, 부유물질(SS)은 1.0~5.1 mg L-1, 총질소(TN)는 0.622~0.841 mg L-1, 총인(T-P)은 0.007~0.019 mg L-1, Chl-a 농도는 2.8~8.8 mg m-3로 나타났다. 수정 Carlson 지수(TSIm)에 따른 영양단계 평가 결과는 연평균 중영양 상태로 나타났다. 식물플랑크톤 총 출현종수는 53종으로 규조류 28종, 녹조류 13종, 남조류 3종, 기타 9종이 확인되었다. 현존량은 113~2,909 cells mL-1의 범위를 보였다. 동물플랑크톤 총 출현 종수는 16종으로 출현 분류군별로는 윤충류 10종, 지각류와 요각류가 각각 4종과 2종이 확인되었고 현존량은 309~435 ind. L-1의 범위로 나타났다. 저서성대형무척추동물은 총 12목 21과 33종으로 1038개체가 출현하였으며, 우점종은 등 줄하루살이였고 아우점종은 두점하루살이로 나타났다. 수생식물은 총 9종으로 정수식물 8종, 부유식물 1종이 확인되었다. 생태계교란야생식물로는 돼지풀과 물참새피가 출현하였다. 어류는 총 30종 613개체가 확인되었다. 한국 고유종은 10종으로 33.3%의 고유도를 나타냈고, 외래도입어종은 3종으로 침투도 10.0%로 나타났다.

남해 동부해역에서 해수는 계절에 따라 서로 다른 수질환경 특성의 수괴들에 의해 조절되는 것으로 밝혀졌다. 홍수기인 여름철 표층수는 북한한류 기원의 동해 냉수괴 특성의 수괴-A (East Sea Cold Water), 담수의 영향이 강한 연안성 수괴-B (river-dominated coastal water), 연안 염하구성 수괴-C (coastal pseudo-estuarine water)로 구분된다. 특징적으로 높은 영양염과 엽록소 농도를 갖는 저염의 염하구성 수괴-B는 홍수기인 여름철에 해안선에서 수 십 km 떨어진 해역까지 짧은 기간 일시적으로 형성되며, 집중호우 등 몬순(monsoon)기후 특성을 갖는 우리나라 연안역에서 육지-해양간 물질 순환에 상당한 역할을 할 것으로 사료된다. 여름철 저층수는 저온-고염의 냉수인 저층 냉수괴-D(bottom cold water)가 지배적이며, 표층수의 수괴들과 비교하여 전체적으로 수온, pH, 용존 산소량은 낮은 반면, 높은 영양염 농도 특성을 갖는다. 여름철 저층 냉수괴의 높은 영양염 농도는 강한 성층과 낮은 수온으로 인하여 식물플랑크톤 번식이 제한되어 보존-축적된 결과로, 갈수기인 겨울철 영양염의 주요 공급원으로 작용한다. 갈수기인 겨울철 연구해역의 해수환경은 여름철과 다르게 대마난류수 (수괴-E)가 광범위하게 분포하며, 해안선을 따라 연안역의 좁은 범위에 대마난류수가 약간 변질된 연안성 수괴-F가 분포한다. 특히 광양만, 마산만 등의 반폐쇄성 지형의 여러 만(bay)들에 위치하는 연안성 수괴-F에서는 갈수기인 겨울철에도 낮은 수심과 느린 유속 등에 의해 기초생산력이 높으며, 이로인한 겨울철 영양염 고갈(depletion) 현상이 뚜렷하게 나타난다. 또한 남해 연안성 수괴와 대마난류 수괴사이에 연안전선이 발달하며, 이러한 전선은 직간접적으로 남해의 기초생산력을 조절하는 중요 환경요소로 작용할 것으로 예상된다. 결론적으로 연구해역은 계절적으로 다른 특성의 수괴의 수괴가 복합적으로 분포하며, 여름철의 수질환경과 일차 생태계는 크게 연안 염하구성 수괴와 저층의 냉수괴 발달 정도에 따라 변화할 것으로 예상되며, 겨울철에는 외양에서 유입되는 대마난류 수괴의 특성에 따라 지배될 것으로 분석된다. 또한 용존무기인이 잠재적 제한영양염으로 작용하는 서해 연안역과 달리 남해 연안역은 대부분 용존무기질소가 잠재적 제한영양염으로 작용하는 것으로 밝혀졌다. 이러한 제한영양염의 차이는 서해와 남해 연안역이 서로 다른 환경과 다른 생태계 구조를 갖고 있음을 지시한다.

2010년 4월 20일, 반잠수식 시추선 Deepwater Horizon호가 폭발, 침몰하는 사고가 발생하였으며, 이로 인해 490만배럴(약 77.8만톤)의 원유가 미국 멕시코만으로 유출되었다. 이 사고로부터 1년 이상이 경과함에 따라 정부 측과 오염행위자 측의 각종 분석보고서와 사고로부터 얻 은 교훈 등이 발표되고 있다. 본 연구에서는 미국 버락 오바마 대통령의 지시로 구성된 “Deepwater Horizon 기름유출과 원해 석유시추에 관한 국가위원회”의 최종보고서와 미국 해안경비대(USCG)1)와 미국 에너지 관리․규제․집행국(BOEMRE)2) 합동조사반의 중간보고서를 바탕으로 기름오염 사고 원인과 사고대응에 대한 측면을 중점적으로 검토․분석하였다. 또한, 분석결과를 토대로 우리나라 정부에서 유출구 봉쇄조치 지 도감독 능력 강화, 현장소각과 임시방제정 프로그램의 도입검토 및 향후 미국의 연구개발성과에 대한 지속적인 모니터링 등 국가방제정책의 개 선방안을 제시하였다.

1976년부터 2010년까지 35년 동안 여자만 수질환경의 특성과 장기변동 경향을 조사하였다. 3개 정점에서 수층(표층과 저층)별 계절별로 년 4회 수온, 염분, 수소이온농도, 용존산소, 학적산소요구량, 부유물질 및 영양염류에 대해 조사한 결과, 표층수와 저층수 간에는 수온, 염분, 용존산소, 수소이온농도 및 아질산질소도 차이가 있었으나(p〈0.05), 그 외 수질항목은 표 저층간의 유의적인 차이가 없었다. 공간적 분포 특성은 염분, 화학적산소요구량, 암모니아질소 및 용존무기질소는 정점간 높은 유의적인 차이가 있었으나(p〈0.0001), 그 외 조사항목에서는 정점간 차이가 없었다. 또한, 계절별로는 수소이온농도에서는 유의성인 차이가 없었으나, 그 외 모든 조사 항목에서는 유의적이 차이가 입증되었다(p≤q0.0438). 정점별 계절별 평균치의 주성분 분석결과 여자만 안쪽의 정점 1에서는 염분과 수소이온농도는 낮고, 화학적산소요구량, 부유물질 및 영양염류는 높은 상태이었으며, 만 입구 측으로 갈수록 반대되는 경향을 나타내었다. 31년 동안 수질의 장기 변동은 네 그룹으로 구분되었다. 항목에 따라 부분적으로 차이가 있었으나 전반적으로 수온, 화학적산소요구량 및 부유물질은 점차 증가하는 경향이었고 염분는 불규칙으로 점차 낮아지는 상태이며, 영양염류중 인산인은 1991년부터 2001년까지 증가 상태이었고, 그 후 1980년대 수준을 유지하고 있으며, 용존무기질소는 증가하는 경향으로 1990년 후반부터 그 폭이 커지는 추세로 2010년에는 평년의 1/3 수준의 특징을 보였다. 여자만에서 수질 특성은 경인연안, 아산연안, 천수만, 군산연안 및 목포연안과 마찬가지로 육수 유입의 원인에 기인한 것으로 사료된다.

2008년 후반에 시작된 4대강 사업 이후 낙동강 하천수 유입에 따른 하구역 수질에 미치는 영향을 평가한 연구는 다소 미흡 한 실정이다. 또한 낙동강 하구에는 서낙동강 및 낙동강 본류의 2개지점에서 담수의 외해 방출이 이루어지고 있다. 아울러 향후 4대강 사업이 완료된 시점에서의 공사 전후의 하구역 수질의 특성을 비교함에 있어서도 현 시점에서의 유입지점별 하천수 유입 특성을 명확 히 평가할 필요성이 있다. 이에 본 연구에서는 낙동강 하구역에 영향을 미치는 하천 유입지점 3곳에 대한 수질 자료를 4대강 사업 시행 이전(2008년)과 이후(2009년) 시점으로 구분하여 환경부에서 제공하는 수질관측자료를 바탕으로 비교분석하였다.

1979년부터 2009년까지 31년 동안 목포연안 수질환경의 특성과 장기변동 경향을 조사하였다. 5개 정점에서 수층(표층과 저층)별 계절별로 년 4회 수온, 염분, 부유물질, 화학적산소요구량, 용존산소, 영양염류에 대해 조사한 결과, 표층수와 저층수 간에는 수소이온농도 및 인산인을 제외한 모든 조사항목에서 표 저층 간의 차이가 컸었다. 공간적 분포특성은 수온과 수소이온농도 및 용존산소는 표층과 저층 공히, 인산인과 질산질소는 저층에서 정점 간 차이가 없었으나, 그 외 조사항목에서는 정점 간 차이가 컸으며 주성분 분석결과 영산강 하구역인 정점 1과 중간인 정점 2~4 및 비교적 외해 측인 정점 5의 세 그룹으로 구분되었다. 계절별로는 질산질소를 제외한 전조사 항목에서 유의성이 입증되었고, 정점별로 차이가 있어 내측은 계절에 따른 변화가 큰 상태이었고 외해 측으로 갈수록 변화폭이 줄어드는 경향이었다. 30년 동안 수질의 장기 변동은 표층 네 그룹, 저층 두 그룹으로 구분되어 항목에 따라 부분적으로 차이가 있었으나 전반적으로 수온, 수소이온농도 및 화학적산소요구량은 점차 증가하는 경향이었고 용존산소는 불규칙한 변곡선 형태이며, 영양염류는 증가하는 경향으로 1990년 후반부터 그 폭이 커지는 경향으로 2009년에는 약간 안정화되는 특정을 보였으나, 경인연안, 아산연안, 천수만 및 군산연안과 마찬가지로 육수 유업의 원인에 기인한 것으로 사료된다.

1979년부터 2009년까지 30년 동안 목포연안 수질환경의 특성과 장기변동 경향을 조사하였다. 5개 정점에서 수층(표층과 저층)별 ․계 절별로 년 4회 수온, 염분, 부유물질, 화학적산소요구량, 용존산소, 영양염류에 대해 조사한 결과, 표층수와 저층수 간에는 수소이온농도 및 인 산인을 제외한 모든 조사항목에서 표․저층 간의 차이가 컸었다. 공간적 분포특성은 수온과 수소이온농도 및 용존산소는 표층과 저층 공 히, 인산인과 질산질소는 저층에서 정점 간 차이가 없었으나, 그 외 조사항목에서는 정점 간 차이가 컸으며 주성분 분석결과 영산강 하 구역인 정점 1 과 중간인 정점 2～4 및 비교적 외해측인 정점 5의 세 그룹으로 구분되었다. 계절별로는 질산질소를 제외한 전조사 항목에서 유 의성이 입증되었고, 정점별로 차이가 있어 내측은 계절에 따른 변화가 큰 상태이었고 외해측으로 갈수록 변화폭이 줄어드는 경향이었다. 30년 동안 수질의 장기 변동은 표층 네 그룹, 저층 두 그룹으로 구분되어 항목에 따라 부분적으로 차이가 있었으나 전반적으로 수온, 수소이온농도 및 화학적산소요구량는 점차 증가하는 경향이었고 용존산소는 불규칙한 변곡선 형태이며, 영양염류는 증가하는 경향으로 1990년 후반부터 그 폭이 커지는 경향으로 2009년에는 약간 안정화되는 특징을 보였으나, 경인연안, 아산연안, 천수만 및 군산연안과 마찬가 지로 육수 유입의 원인에 기인한 것으로 사료된다.

본 연구는 목포항을 중심으로 영산강 하구둑과 장좌도 동북방 해역에 대한 2004년부터 2009년까지의 월별 수질 변화 및 식 물플랑크톤 변동을 파악하여 목포항의 오염 현황과 생태계의 건강도를 파악하고자 한다. 수온, 염분 등과 같은 환경요인은 하구둑 근해 수역에서 월별, 계절벌 변화가 큰 것으로 보이며, 장좌도 근해수역까지 이러한 영향을 미치는 것으로 나타났다. 그러나 식물플랑크톤 종 조성은 해양환경의 변화에 비하면 큰 차이가 없는 것으로 보였다. 따라서 목포항 주면 수연은 6년 동안 하구둑의 담류 방류에 의한 인근 수역의 월별, 연도별 해양환경 변화 폭이 크게 나타났으나, 식물플랓크콘에 미치는 영향은 다소 미비한 것으로 보여 해양생태계의 기본적 먹이공급에는 큰 이상이 없는 것으로 보인다.

1997년부터 2008년까지 12년 동안 가로림연안 수질환경의 특성과 장기변동 경향을 조사하였다. 3개 조사정점에서 수층(표층, 저층)별 및 계절별로 년 4회 수온, 염분, 부유물질, 화학적산소요구량, 용존산소, 영양염류, 클로로필 a에 대해 조사한 결과, 표층수와 저층수 간에 수온을 제외한 진조사항목에서 표 저층간의 차이가 없었다. 공간적 분포특성은 모든 조사항목에서 정점간 유의적인 차이가 없어 가로림만 중간부터 외측으로 원활한 해수교환이 이루어지고 있었다. 계절별로는 수소이온농도와 암모니아질소을 제외한 조사 항목에서는 유의성이 입증되었고, 정점별로 대체로 비슷한 변화폭을 나타내었다. 12년 동안 수질의 장기 변동은 네 그룹으로 구분되어 항목에 따라 부분적으로 차이가 있으나 전반적 장기 변동을 조사한 결과 근래에 들어 염분은 높아진 반면, 용존무기질소, 질산질소 및 화학적산소요구량 등이 감소하고 있어 담수의 유입이 거의 없는 대체로 양호한 수질상태를 유지하고 있으며 수산학적으로 매우 중요한 연안으로 앞으로 지속적인 보전이 요구된다.

1972년부터 2006년까지 30년 동안 군산연안 수질환경의 특성과 장기변동 경향을 조사하였다. 6개 정점에서 수층(표층과 저층)별 계절별로 년 4회 수온, 염분, 부유물질, 화학적산소요구량, 용존산소, 영양염류에 대해 조사한 결과, 표층수와 저층수 간에는 화학적산소요구량 및 인산인을 제외한 모든 조사항목에서 표 저층 간의 차이가 컸었다. 공간적 분포특성은 수온과 용존산소 및 부유물질은 정점 간 차이가 없었으나, 그 외 조사항목에서는 정점 간 차이가 컸으며 주성분 분석결과 금강 하구역인 정점 1과 중간해역인 정점 2-4 및 비교적 외해측인 정점 5-6의 세 그룹으로 구분되었다. 계절별로는 화학적산소요구량과 부유물질을 제외한 조사 항목에서는 유의성이 입증되었고, 정점별로 차이가 있어 내측은 계절에 따른 변화가 큰 상태이었고 외해측으로 갈수록 변화폭이 줄어드는 경향이었다. 24년 동안 수질의 장기 변동은 표층 네 그룹, 저층 다섯 그룹으로 구분되어 항목에 따라 부분적으로 차이기 있었으나 전반적으로 염분, 수소이온농도 및 용존산소는 점차 증가하는 경향이었고 화학적산소요구량은 불규칙한 변곡선 형태이며, 영양염류는 증가하는 경향으로 근래에 약간 안정화되었다가 2006년에 다시 약간 증가하는 특징을 보여 경인연안, 아산연안 및 천수만과 마찬가지로 육수 유입의 원인에 기인한 것으로 사료된다.

연안해역의 수질특성 및 일차생산 증가 메커니즘을 이해하는 데에 기초 자료로 활용하기 위하여, 많은 양의 담수 유입 후 규조류가 대량 번식한 상태와 담수가 유입되지 않고 적조가 발생하지 않은 상태의 해수의 수질특성을 조사차였으며 그 결과를 요약하면 아래와 같다. 1) 호우로 많은 양의 담수가 유입된 해역에서 규조류인 Skeletonema costatum와 Thalassiosira spp.가 각각 1,200~5,000cells/mL, 750~1,200cells/mL의 농도로 관찰되었다. 2) 규조류가 대량으로 증식하지 않은 곳보다 규조류가 대량으로 증식한 곳에서 수온, PH, 용존산소농도가 높게 조사되어, 두 곳 사이의 거리가 20m 정도에 불과함에도 불구하고 두 곳의 수질특성 차이는 뚜렷하게 나타났다. 3) 규조류가 대량으로 증식하지 않은 곳보다 규조류가 대량으로 증식한 곳에서 질소 인, 규소의 농도가 낮게 조사되어, 호우로 질소, 인, 규소보다는 규조류가 증식하기 위해 필요한 미량원소가 육지로부터 풍부하게 유입된 것으로 보인다. DIN/DIP, DIN/SiO2-Si 비는 모두 규조류가 대량 증식한 정점과 그렇지 않은 정점간의 뚜렷한 차이는 없었다.