금강 상류지역에 조성된 26개의 샛강형 수로에서 서식처로서 효율성과 보전방안 마련을 위해 하상기질, 환경요인, 저서성 대형무척추동물을 조사하였다. 조사기간 동안, 총 85과 160종 9305개체 m-2의 저서성 대형무척추동물이 출 현하였으며, 하상기질이 주로 굵은자갈 (Pebble)과 호박돌 (Cobble)로 구성되거나 빠른 물 흐름 (0.2 m s-1 이상)과 높은 용존산소 (120% 이상)를 가진 샛강형 수로에서 높은 종다양 성이 목격되었다. 유사도 분석 (Hierarchical cluster analysis) 과 비모수다차원척도법 (NMDS)의 결과, 26개의 샛강형 수로는 총 3개의 클러스터로 구분되었다. 클러스터 1에서 아가미지렁이, 연못하루살이, 아시아실잠자리, 등검은실잠자리, 물달팽이 등의 저서성 대형무척추동물종은 수생식물과 관련되었으며, 깔따구류, 실지렁이, 늪깔따구류 등은 하상기질이 진흙 (Silt and clay)이며, 탁도와 총인이 높은 샛강형 수로에서 주로 우점하였다. 클러스터 2에 포함된 저서성 대형무 척추동물종 (꼬마줄날도래, 알통하루살이, 동양하루살이, 털날도래 KUa, 큰줄날도래, 플라나리아, 작은강하루살이, 다슬기, 긴다리여울벌레, 등줄하루살이)들은 굵은자갈 (Pebble) 및 가는자갈 (Gravel)의 비율이 높고, 유속이 빠른 지역에서 주로 풍부하였다. 클러스터 3은 주로 호박돌 (Cobble)로 주 로 피복된 지점들이었으며, 먹파리류의 빈도가 높았다. 이 와 같이 조사지역의 분명한 구분은 각 샛강형 수로가 명확한 서식환경에 의해 지배된다는 것을 의미한다. 일부 종다양성이 낮은 지점의 경우, 유입·유출부의 기능 개선, 사행조성, 호안부 식생 정착 유도 등의 자연성 회복을 위한 개선 방안이 요구된다.

2008년 8월부터 2009년 6월까지 양화천의 8개 미소서식처 유형에 따른 어류상 및 군집의 분포특성을 조사하였으며, 조사기간 동안 채집된 어류는 총 8과 30종 2,797개체가 확인되었다. 출현한 어종 중 한국고유종은 Rhodeus uyekii 등 총 10종(33.3%)으로 확인 되었으며, 우점종은 Rhodeus notatus, 아우점종은 Pseudorasbora parva였다. 서식처 유형별 우점종은 댐형 웅덩이, 개방형 하도습지에서 Pseudorasbora parva, 평여울에서 Pseudogobio esocinus, 급여울에서 Zacco platypus, 샛강, 낙차형 웅덩이에서 Rhodeus notatus, 사행형 웅덩이에서 Squalidus gracilis majimae, 폐쇄형 하도습지에서 Carassius auratus가 우점하였다. 군집분석 결과 우점도지수는 낮고, 다양도지수, 균등도지수, 풍부도지수는 높게 나타나 서식처 유형별 비교적 안정적인 군집구조를 유지하고 있는 것으로 분석되었다. 유사도 분석과 주성분 분석 결과 8개의 서식처 유형들이 유수역 특성이 나타나는 서식처와 정수역 특성이 나타나는 서식처로 구분되어 분석되었다.

서 론 최근 들어 하천생태계에 관심이 높아지면서 생태적으로 교란된 하천을 복원하고 있으며 하천이 복개된 지역을 중심 으로 하천을 복원하거나 인공하천을 만들어 자연형 하천으 로 가꾸어 가고 있다(김과 안, 2006). 그러나, 국내의 하도서 식처 조성기술은 인위적으로 정비된 하천을 대상으로 훼손 된 자연성을 되살리기 위하여 물리적 환경의 개선을 중심으 로 진행되어 왔기 때문에 대상 생물이 필요로 하는 서식처 조성기술은 거의 개발되어 있지 않은 상태이다(에코리버 21). 과거 서식처 유형별 어류군집에 대한 연구는 이 등 (2009), 최 등(2011)에 의해서 이루어졌으며, 이 등(2009)은 갑천의 자연형 구간 10개 지점 중 서식처 유형이 뚜렷한 7개 지점을 선정하였고, 최 등(2011)은 탄천을 유형별 9개 지점을 선택하여 어류군집의 특성을 밝혔다. 따라서 본 연 구는 양화천의 서식처 유형별 8개 지점을 대상으로 어류군 집의 생태적 특성을 밝히고, 생물 서식처 조성 시 필요한 기초자료를 제공하고자 수행되었다. 연구내용 및 방법 1. 조사지점 및 기간 조사 기간은 2008년 8월부터 2009년 6월까지 총 4회에 걸쳐 계절별(8월, 10월, 4월, 6월)로 실시하였다. 조사지점 은 양화천의 2.5Km 구간을 서식처 유형별로 총 8개 조사지 점으로 구분하였으며, 조사지역은 Fig. 1과 같다. 2. 어류의 채집 및 분류 어류의 채집은 정량조사를 위하여 투망(5×5 mm)과 족대 (4×4 mm)를 각각 15회. 40분간 실시하였다. 채집된 어류는 현장에서 동정 후 생태계 보전을 위해 대부분 방류하였고, 일부 세밀한 동정을 요하는 개체만 10% Formalin 용액으로 고정한 후 실험실로 운반하였다. 어류의 동정은 국내에서 발표된 검색표(김과 박, 2002; 김 등, 2005; 김, 1997)를 이 용하였고, 분류체계는 Nelson (2006)을 따랐다. 3. 군집분석 군집분석은 각 조사지점에 개체수를 기준으로 우점도 (McNaughton, 1967)와 다양도(Margalef, 1958), 균등도 (Pielou, 1996) 및 종 풍부도(Margalef, 1958)를 산출하였다. 4. 유사도 분석(Cluster analysis) 양화천의 서식처 유형별 채집된 어류를 Bray and Curtis(1957)의 식을 이용하여 Clustering 하였고, Group linkage method는 양화천의 서식처 유형별 어류상의 구분 을 위하여 Ward's(1963) Method를 따랐다. 5. 주성분 분석(Principal Components Analysis) 주성분 분석은 'MVSP'(ver. 3.2)를 이용하였으며, Kaiser's (1958) rule을 따랐다. 결과 및 고찰 1. 서식처 유형별 개황 1) St. 1 댐형 웅덩이(Dam Type Pool) 댐형 웅덩이는 보나 낙차공과 같이 횡단 구조물에 의하여 물이 가두어져 형성되는 웅덩이를 말한다. 본 조사 지점은 주변 농경지에 농업용수를 공급하기 위해 형성되어 유량이 풍부하고, 넓은 수면을 유지하였고, 오염물질의 농도가 높 게 나타났다. 2) St. 2 평여울(Run) 평여울은 지형변화에 의해 갑자기 하폭이 넓어지는 곳으 로 유속이 완만하게 형성되는 곳이다. 물의 흐름이 있어 오 염물질이 높지 않은 편이나, 본 조사 지점의 오염물질의 농 도는 비교적 높은 것으로 나타났다. 3) St. 3 급여울(Riffle) 하폭이 급격히 좁아져 유속이 빨라지는 곳으로 하상경사 가 급격하게 변화하는 곳으로 하상재질의 입자가 다른 장소 에 비해 상대적으로 커지는 곳에서 나타난다. 본 조사지점 은 오염물질이 물의 흐름에 의해 빠르게 확산되어 농도는 매우 낮은 것으로 나타났다. 4) St. 4 샛강(Side Channel) 하도의 주 흐름에서 벗어나 별도로 조성되는 부차적인 하도를 말한다. 모래 사주에 의해 좌안의 샛강(St. 4)과 우안 의 사행형 웅덩이(St. 5)로 구분하였으며, 본 조사지점은 갈 수 시 오염물질의 농축으로 인해 오염농도가 높게 나타났다. 5) St. 5 사행형 웅덩이(Meander Type Pool) 일반적으로 하천이 사행되면서 유수의 수층부가 깊게 파 여 형성된 웅덩이를 말한다. 본 조사 지점은 비교적 오염물 질의 농도가 낮으나, 3차 조사 시 갈수의 영향을 받아 오염 물질의 농도가 일시적으로 높게 나타났다. 6) St. 6 폐쇄형 하도습지(Channel Unconnected Pool) 폐쇄형 하도습지는 대규모 홍수가 발생할 때 제방이나 주변 산지부 하단부 세굴에 의하여 형성되는 일시적인 습지 를 말한다. 본 조사 지점은 정수지역으로 주변에서 유입이 없기 때문에 정체되면서 오염물질의 확산이 늦어져 오염물 질의 농도가 높은 것으로 나타났다. 7) St. 7 개방형 하도습지(Channel Connected Pool) 만곡부 내 측, 흐름의 사수역이나 사주부 말단에 주로 형 성되는 수심이 얕고 유속이 거의 없으며, 뭍으로 깊게 들어 간 장소나 그러한 형태의 하도습지를 말한다. 본 조사 지점 은 모래, 펄 등이 합류부에 퇴적되면서 불투수층을 형성함으 로 인하여 복류수의 공급은 전혀 없는 상태이나, 오염물질 농도는 비교적 다른 지점에 비해 낮은 것으로 나타났다. 8) St. 8 낙차형 웅덩이(Substrate Type Pool) 횡단구조물에 의하여 유수가 떨어지거나 집중되어 하상 재료가 변화되면서 형성되는 웅덩이를 말한다. 상류역에서 는 하류 쪽으로 약간의 평여울을 동반한 낙차형 웅덩이가 연속되는 경향이 있다. 본 조사 지점은 하류침식을 막기 위 한 보호공의 영향으로 수심은 깊지 않으며, 남한강으로부터 어류의 공급이 원활하며, 3차 조사시 갈수의 영향으로 오염 물질의 농도가 높은 것으로 나타났다. 2. 어류상 양화천에 대한 조사 결과 총 8과 31종 2,814개체가 확인 되었다. 조사지점별로 출현된 어류를 살펴보면, 댐형(St. 1) 에서 4과 20종 301개체, 평여울(St. 2)에서 4과 22종 320개 체, 급여울(St. 3)은 4과 17종 181개체, 샛강(St. 4)에서 4과 20종 209개체, 사행형(St. 5)에서 3과 21종 374개체, 폐쇄형 하도습지(St. 6)에서는 4과 19종 461개체, 개방형 웅덩이 (St. 7)에서 4과 17종 367개체, 낙차형 웅덩이(St. 8)에서 7과 27종 601개체가 확인되었다. 출현된 어종 중 한국고유종은 가시납지리(A. gracilis), 줄납자루(A. yamatsutae), 각시붕어(R. uyekii), 됭경모치 (M. tungtingensis), 중고기(S. nigripinnis morii), 참중고기 (S. variegatus wakiyae), 긴몰개(S. gracilis majimae), 몰개 (S. japonicus coreanus), 점몰개(S. multimaculatus) 등 총 11종(35.5%)으로 확인 되었다. 출현된 어류의 종 구성비를 살펴보면, 잉어과(Cyprinidae) 어종이 23종(74.2%)으로 가 장 다양하게 출현하였고, 그 다음으로 망둑어과(Gobiidae) 2종(6.6%)이 출현 하였으며, 동사리과(Odontobuitide), 종 개과(Balitoridae), 미꾸리과(Cobitidae), 메기과(Siluridae), 송사리과(Adrianichthyoidae), 동자개과(Bagridae) 퉁가리 과(Amblycipitidae) 등이 각각 1종(3.2%)씩 조사되었다. 개체수 구성비를 살펴보면 비율이 가장 높게 나타난 어종 은 떡납줄갱이(R. notatus)로 385개체(13.7%)가 확인되었 고, 그 다음으로는 참붕어(P. parva) 380개체(13.5%), 피라 미(Z. platypus) 345개체(12.3%) 등의 순으로 나타났다. 반 면 개체수 구성비가 1.0% 미만인 어종으로는 줄납자루(A. yamatsutae), 참마자(H. longirostris), 됭경모치(M. tungtingensis) 등을 포함하여 총 13종으로 확인되었다. 개체수 구성비가 1.0% 미만인 종은 조사 지점 선택에 따른 출현의 차이로 나타나는 것으로 판단된다. 3. 군집분석 양화천의 우점도, 다양도, 균등도와 풍부도 지수를 통한 군집분석 결과는 Table 1과 같다. 우점도 지수는 급여울(St. 3)에서 0.56으로 가장 높게 분석되었으며, 평여울(St. 2)에 서 0.31로 가장 낮게 분석되었다. 다양도 지수는 평여울(St. 2)에서 2.63으로 가장 높게 분석되었으며, 급여울(St. 3)에 서 2.00으로 가장 낮게 분석되었다. 균등도는 평여울(St. 2) 에서 0.85로 가장 높게 분석되었으며, 낙차형 웅덩이(St. 8) 에서 0.68로 가장 낮게 분석되었다. 종 풍부도는 낙차형 웅 덩이(St. 8)에서 4.06으로 가장 높게 분석되었으며, 개방형 하도습지(St. 7)에서 2.71로 가장 낮게 분석되었다. 양화천 의 군집분석 결과 우점도 지수가 낮고 다양도, 균등도, 풍부 도 지수가 비교적 높게 분석된 평여울(St. 2)이 가장 안정된 군집구조를 유지하고 있는 것으로 판단된다. 우점도 지수는 전 조사지점에서 대체적으로 낮게 분석되었으며, 안정적인 군집양상을 나타내고 있었다. 4. 유사도 분석(Cluster analysis) 양화천의 8개 조사지점에서 조사된 어류를 이용한 유사 도 분석결과 세 개의 그룹으로 분석 되었다(Fig. 2). Ⅰ 그룹 은 St. 1(댐형)과 St. 6(폐쇄형 하도습지) · St. 7(개방형 하도 습지)이 하나의 군집으로 clustering 되었으며, 이 지점은 정수역 특성을 가진 지점으로 서식지의 조건이 비슷하여 유사한 군집을 나타낸 것으로 판단된다. 또한 Ⅱ 그룹은 St. 2(평여울), St.4(샛강) 및 St. 5(사행형 웅덩이) 그리고 St. 8(낙차형 웅덩이)이 하나의 군집으로 clustering 되었으 며, 이 지점은 유수역 특성을 가진 서식지의 조건이 비슷하 였기 때문인 것으로 판단된다. Ⅲ 그룹은 St. 3(급여울)이 하나의 군집으로 clustering 되었는데, 이 서식처 유형은 유 속이 매우 빠른 지점으로 서식지 특성상 출현 종수가 매우 낮게 조사되었기 때문인 것으로 판단된다. 5. 주성분 분석(Principal Components Analysis) 양화천의 각 서식처 유형별로 출현한 어류의 종간의 관계 를 주성분 분석(Principal Component Analysis)를 이용하 여 분석하였다(Fig. 3). PCA는 Axis1과 Axis2에 의해 군집 자료를 해석하는데 일반적으로 Axis1이 군집구조의 대부분 을 설명해 준다(Jongman et al. 1995). 분석결과 Axis1과 Axis2가 48.9%, 29.7%의 고유값이 나타났으며 St.2(평여 울), St.4(샛강), St.5(사행형 웅덩이) 지점의 어류 군집구조 가 가장 유사한 것으로 나타났다. 이는 조사 지점의 선택에 따라 나타난 결과로 St.2(평여울)의 어류가 St.3(급여울), St.4(샛강)을 통해 이동하여 St.5(사행형 웅덩이)에서 먹이 섭식 및 생식활동을 위해 정착하게 되면서 나타난 결과로 판단된다. 반면 St.3(급여울) 같은 서식처는 유속이 빠르고 하상구조가 불규칙함으로서 어류가 서식하기에 적합하지 않아 St.4(샛강), St.5(사행형 웅덩이)와 군집구조의 차이를 보인 것으로 생각된다. 인용문헌 김익수, 박종영. 2002. 한국의 민물고기. 교학사, 서울. pp. 1∼465. 김익수, 최윤, 이충열, 이용주, 김병직, 김지현. 2005. (원색)한국어 류대도감. 교학사, 서울. pp. 43∼515. 김익수. 1997. 한국동식물도감 제 37권 동물편(담수어류). 교육부, 서울. pp. 155∼518. 문운기, 한정호, 안광국. 2010. 흑천수계의 어류상 및 군집분석. pp.1 ∼12. 에코리버 21. 2009. 하천 생물서식처 평가를 위한 탄천 특성조사. 자 연과 함께하는 하천복원 기술개발 연구원. pp. 3∼197. 이동준, 변화근, 최준길. 2009. 서식처 유형에 따른 갑천의 어류군집 특성. 한국육수학회지 42(3) : 340∼349. 최준길, 장창렬, 변화근. 2011. 탄천의 서식처별 어류상과 피라미 개 체군의 특징. pp. 1∼5. Margalef, R. 1958. Information theory in ecology. Gen. Syst. 3 : 36 ∼71. McNaughton, S.J. 1967. 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2009년 8월부터 2010년 4월까지 탄천 9개 미소서식지에서 어류상과 피라미 개체군의 특성을 조사하였다. 조사 기간동안 채집된 어류는 총 7과 17종개체가 확인되었다. 출현한 어종 중 한국고유종은 Hemiculter eigenmanni와 Odontobutis interrupta로 2종(11.8%)이었으며 국외도입종은 Microterus salmoides 1종 이었다. 우점종으로는 Zacco platypus, 아우점종으로는 Carassius auratus 이었다. 서식처별로는 댐형 웅덩이, 사행형 웅덩이, 평여울, 거석형 웅덩이 등에서 Carassius auratus가 우점하였고, Pseudogobio esocinus는 샛강, Rhinogobius brunneus는 급여울, Z. platypus 는 개방형 하도습지, 낙차형 웅덩이, 폐쇄형 웅덩이 등에서 우점하였다. Z. platypus의 성장도와 비만도의 회귀계수 b값이 3.29의 값으로 나타났고 PCA 분석 결과 탄천에서 크게 3개의 Group으로 나누어졌다. 탄천의 서식처 별 Bray-Curtis Cluster 분석을 실시한 결과 낙차형 웅덩이와 폐쇄형 하도습지가 65.9%로 가장 유사한 것으로 나타났으며, 30.4%로 댐형 웅덩이와 급여울이 가장 대조적인 것으로 확인되었다.

유엔환경계획(UNEP)의 미나마타 협약으로 유해물질인 수은에 대하여 국제적으로 관심의 대상이 되고 있으며, 수은을 포함한 형광등에 대한 안전한 처리방안이 필요하다. 국내 폐형광등 발생량은 2014년 기준으로 약 1억 4천만개 정도이며, 폐형광등의 재활용량은 약 4천 3백만개 정도로 나타났다. 이는 폐형광등의 국내 생산자 책임재활용제도(EPR System)의 의무율은 2014년 기준 35.5%에 비해 실제 재활용율은 32.7%로 의무율을 달성하지 못하고 있는 실정이다. 폐형광등을 재활용하거나 관리하는 것은 유해물질인 수은이 포함되어 있기 때문이며, 이러한 유해물질은 폐기물을 재활용하고 관리하기 위하여 제거 되어야 한다. 이러한 유해물질을 제거하기 위해서는 폐기물 내 유해물질의 분포를 파악하는 것이 중요하며, 이를 파악하고자 U-type 폐형광등 재활용 공정의 폐기물 흐름을 평가할 필요가 있다. 본 연구에서는 국내에서 발생되는 폐형광등 중 약 25%정도 차지하는 U-type 폐형광등의 재활용 공정의 폐기물 흐름 평가는 유입과 유출을 이용한 기본적인 방법을 이용하여 실시하였으며, 재활용 시설의 계(System)는 각 공정시설로 설정하고 각 공정별로 주위(Boundary)를 설정하여 전체적으로 물질에 대한 흐름을 검토하였다. 폐기물 흐름 평가는 U-type 폐형광등 1 ton에 대한 기초 자료를 이용하여 분석하였다. U-type 폐형광등에 포함되어 있는 유리, 플라스틱, 금속류 등의 물질을 대상물질로 하여 폐기물 흐름을 평가한 결과, 유리 84.40%, 플라스틱 12.60%, 철금속 1.93%, 형광분말 1.07%로 나타났다. 또한 U-type 폐형광등 재활용 공정에서 발생되는 유해물질인 수은은 기상수은과 투입된 물질에 포함된 수은으로 구분하여 수은에 대한 흐름을 평가하고자 하였다.

최근 하천의 흐름해석 분야에서는 수위 및 하상변동 양상과 오염된 지류유입으로 인한 본류에서의 유속분포 양상 및 혼합과정 등의 실제적인 문제를 해결할 수 있는 1, 2차원적 해석이 이루어지고 있으며, 이는 복잡한 하천을 균일화된 모양과 단순화된 방정식으로 일괄 적용함으로써 많은 한계점을 나타내고 있다. 본 연구에서는 서울시 관내 지방 2급 하천인 우이천 시험유역을 대상으로 하천의 물리적인 특성 변화에 따른 흐름해석을 수행하기 위하여 3차원 RANS (Re