수달(Eurasian otter, Lutra lutra)은 식육목 족제비과에 속하는 동물이다. 수달은 수계환경 먹이그물의 최상위에 존재하는 포식자로 핵심종(keystone species)이자 건강한 수계환경을 대변하는 지표종(Indicator species)이다. 현대에 이르면서 남획과 서식지 파괴, 환경 오염 등에 의하여 한강 도심 수계에서 사라졌지만, 2016년 다시 발견된 이후 2021년 1월에도 한강의 지류인 청계천, 중랑천과 성내천에서 서식함을 확인하였다. 수달의 서식지 보호와 관리 방안 수립을 위하여 잠재 서식지 평가가 시급하나, 기존의 수달 서식지 관련 연구는 자연형 하천과 저수지 위주로 이루어져 한강 도심 지류와 같이 좁은 공간에 인위적으로 한정된 서식지에 적용하기에는 한계가 있다. 본 연구에서는 인공하천인 청계천이 수달의 잠재 서식지로 적합한지를 서식지 적합성 지수(Habitat Suitability Index, HSI)를 활용하여 평가하였다. 서식지 적합성 지수는 수달의 서식 환경을 나타내는 지표, 먹이자원, 위협 요소 환경 특성을 종합하여 추정하였다. 그 결과 성북천과 청계천의 합류 지점과 청계천과 중랑천의 합류 지점이 적합한 서식지로 나타났다. 본 연구에서 추정한 HSI는 도심 하천의 수달 서식지 평가가 가능하였으며, 따라서 청계천을 포함한 한강 도심 지류에서의 효과적인 수달 모니터링과 수달 인공 서식지 장소 선정을 위한 기반 자료가 될 수 있을 것으로 판단된다.

It is important to consider interaction between species in understanding structure and function of the biological community. Current ecological issues such as climate change and habitat loss emphasize the significance of the concept of species interaction in that varying species’ interaction across environmental gradients may lead to altered ecological function and services. However, most community studies have focused on species diversity through analysis of quantitative indices based on species composition and abundance data without considering species interactions in the community. ‘Ecological network analysis’ based on network theory enables exploration of structural and functional properties of ecosystems composed of various species and their interactions. In this paper, network analysis of Cheonggye stream as a case study was presented to promote uses of network analysis on ecological studies in Korea. Cheonggye stream has a simple biological structure with link density of 1.48, connectance 0.07, generality 4.43, and vulnerability 1.94. The ecological network analysis can be used to provide ecological interpretations of domestic long-term monitoring data and can contribute to conserving and managing species diversity in ecosystems.

청계천은 2005년 10월 복원사업 준공 이후 양재천과 더 불어 국내 하천 복원사업을 대표하는 아이콘으로서 전국 각 지자체로의 하천복원 파급효과를 가져왔다. 그러나 40c m의 수심 유지를 위한 29개의 횡단구조물에 의한 물의 정 체, 그에 따른 여름철 녹조류의 발생과 하상청소, 강우시 오수 유입에 의한 물고기 폐사, 인위적 유량 공급 시설에 따른 높은 유지관리비와 차수막 및 차수벽으로 인한 하천의 수직적 연속성 단절 등의 문제점을 가지고 있다. 이에 본 연구는 경제적이며, 지속가능한 생태적 하천으로 발전시킬 수 있는 방안을 모색하고자 하였다. 본 연구의 진행은 기존 문헌 및 현장조사를 바탕으로 청 계천의 이상적인 하천상을 수립하여 정량적인 하천평가를 실시한 후에, 기 청계천의 결손항목을 도출하였다. 그리고 청계천의 이상형과 청계천 발전의 현실적인 제한사항을 고 려하여 실현 가능한 항목을 중심으로 단기, 중·장기의 도달 목표를 선정하고, 그 개선 및 관리방안을 마련하는 순으로 실시되었다. 청계천의 문헌 및 하천조사결과 청계천의 이상형(현재잠 재자연하천)은 평지의 모래하천이다. 그리고 이상형을 기준 으로 한 하천의 생태성 평가 결과, 청계천의 수질은 복원 후, 외부에서 공급되는 한강원수 및 지하철역사의 지하수로 복원 전에 비하여 BOD 기준 수질이 평균 Ia 등급인 “좋음” 이나, 대장균군수는 복원공사 전이나 8년이 지난 2013년 기준으로도 등급외로 판정되었다. 그리고 양호한 수질 및 풍부한 유량과 밀접한 관계가 있는 어류는 모래하천종이 우점이나 아우점하지 않지만, 복원 전에 비하여 어류의 생 태성은 양호한 상태로 평가되었다. 기타 저서생물과 부착조 류, 양서파충류를 제외하고 식물, 야생조류, 육상곤충류는 복원 전에 비하여 출현종수 및 개체수가 크게 증가하였으 나, 생물들이 지시하는 청계천의 생태성 및 하천의 물리적 구조등급의 생태성은 불량한 상태로 평가되어 하천의 생태 적 개선이 시급한 것으로 평가되었다. 평가결과에 따른 청계천의 단기 발전목표는 소규모의 예 산으로 개선의 효과가 빠른 항목을 위주로 선정하였다. 즉 자연에 가까운 모래하천에 적절한 수심의 조절, 여름철 수 온상승 억제, 하천의 횡단구조물 및 물리적 구조 개선, 공공 시설물의 경관성 향상, 하천의 생태적 관리, 생물서식처 조 성 및 보호, 하천의 수직적 연속성 회복이다. 그리고 중ㆍ장 기 발전 목표는 큰 규모의 예산이 필요하거나, 사회적 합의 및 지속적인 개선이 필요한 항목으로 설정하였는데, 중기 발전목표는 단기목표의 지속사업으로 하천의 수직적 연속 성 회복을 비롯하여, 자연에 가까운 횡단면 조성, 물순환/우 천시 하천 수질개선, 하천의 종적 연속성 회복이며, 장기발 전목표는 유역내 복개구간 및 지천복원으로 설정하였다. 청계천의 생태적 개선을 위한 전략은 첫째, 청계천 고유 의 특성인 모래하천의 특성을 회복시키는 것이다. 둘째, 하천 스스로의 발전을 도모할 수 있는 21세기식 하천복원방 식의 적용이며, 셋째로는 경제적인 생태적 방사효과를 이용 한 종적, 횡적, 수직적 연속성 회복이다. 마지막으로 넷째는 사회적 합의를 바탕으로 한 도시하천의 기능성과 물길 회복 을 추진하는 것이다. 기 청계천의 생태적 개선을 위하여 하천의 물리적 구조의 생태성 평가에 근거하여 개선ㆍ보완ㆍ발전구간으로 구역 을 설정하였다. 먼저 직강화된 4~8.12㎞(황학교부근~시점 부) 구간은 물리적 구조 등급이 6~7등급으로 생태성이 불량 하여 개선구간으로 설정하고, 하류 1~4㎞(용답역육교부근~ 황학교부근)구간은 하도의 사행성이 있으며, 물리적 구조등 급 5~6 등급으로 생태성이 결여~불량한 것으로 평가되어 보완구간으로 결정하였다. 그리고 하류 0~1㎞(중랑천유입 부~용답역육교부근) 구간은 물리적 구조등급 4등급으로 생 태성이 보통으로서 전 구간에서 가장 양호하여 발전구간으 로 정하였다. 또한 방사효과에 따른 생태성 향상을 위하여 별도로 방사구간을 선정하였는데, 청계천 0~1㎞(중랑천합류구간~용답역육교부근) 구간은 다른 구간에 비하여 상대적으로 생태성이 양호하여 부분적인 개선만으로도 생태적 향상이 가능하여 하류의 중랑천과 청계천의 상류로 양호한 생태성을 퍼지게 할 수 있다고 판단되었고, 상류의 7~8㎞ (마전교~관수교부근) 구간은 위치적으로 방사구간의 역할 에 적합하였으며, 중하류의 2.8~4㎞(정릉천유입부~황학교 부근) 구간은 성북천과 정릉천이 유입되는 구간으로 횡적인 방사효과를 유도하기에 최적이므로 방사구간으로 선정하 여 다른 구간보다 적극적인 개선을 실시하고자 하였다. 청계천의 개선구간(4~8.12㎞)에서는 모래하천의 물리적 특성 회복을 유도하기 위하여 저수로의 사행성 유도, 종적 연속성 및 파랑의 다양성 유도를 위한 징검여울, 여울보 및 징검돌다리의 개선, 그리고 하천의 수직적 연속성을 회복시 키고자 차수막 및 차수벽의 점진적 제거를 계획하였다. 또 한 경관 및 생물서식처 개선을 위하여 친수구간의 저수로에 부분적 식생 도입, 반복개 구조물 및 2단고수부지의 옹벽녹 화, 교량난간의 부분적 녹화와 여름철 수온상승 억제를 위 한 대체하안수림대 조성방안을 도입하였다. 보완구간(4~8.12㎞)의 경우, 성북천과 정릉천의 생태적 개선을 통한 청계천으로의 방사효과를 꾀하면서, 물의 정체 를 유발하는 통나무 여울보를 개선하고, 모래하천의 특성을 보완하고자 버드나무섶단 또는 죽은 나뭇가지를 이용한 저 수로의 사행유도를 계획하였다. 또한 생물서식처 조성 및 연계를 위하여 하천부지내를 관통하는 내분순환고가의 교 각 및 난간 녹화, 홍수터의 하천수목 식재를 계획하였다. 그 밖에 생태교실과 연계한 생태체험 공간의 신설 및 보행 자 보호를 위하여 자전거도로와 산책로의 분리를 계획하였 다. 발전구간(0~1㎞)에서는 높이 1~2m인 두 개의 낙차공(중 랑 제2낙차공, 청계낙차공)을 제거하여 수질개선은 물론 하 천의 종적연속성을 회복시키며, 버드나무를 이용하여 직강 화된 저수로의 사행을 유도하고, 홍수터 수목식재 및 내부 순환고가의 교각 및 난간녹화를 통하여 경관 및 생물서식처 향상을 계획하였다. 아울러 보행자 보호 및 생물서식처 조 성을 위한 자전거도로와 산책로의 개선안을 제시하였다. 한편 청계천의 생태적 하천관리를 위하여 기존의 관리집 약적 방식 대신에 하천구역과 생태적, 물리적 변화에 따른 차별적 관리 방안을 도입하고, 특히 지역의 애향심 고취와 교육적 효과를 기대할 수 있는 시민참여형 하천관리방안을 계획하였다. 아울러 기존 40cm 수심은 청계천 이상형에 근 거하여 약 20cm 내외로 축소하는 것으로 계획하였다. 본 고에서는 지면관계상 단기계획만을 제시하였는데, 청 계천 및 유역의 근본적 문제인 건천화, 토지이용성 및 도시 하천의 친수성 등등의 제한사항으로 인하여 본 연구에서 제시한 개선방안을 모두 적용한다고 하여도, 청계천의 물리 적 구조의 생태성은 현재의 불량에서 보통 수준으로만 향상 이 가능하다. 하지만 중ㆍ장기적으로 지천복원과 물순환계 획을 점차적으로 실현할 수 있다면 청계천의 생태성은 한 단계 더 향상되어질 것으로 기대된다.

2011년 4월부터 2012년 5월까지 복원된 청계천 수역에서 어류상과 참갈겨니(Zacco koreanus) 개체군을 조사하였다. 출현한 어종은 총 3과 24종이었고 고유종은 각시붕어(Rhodeus uyekii), 줄납자루(Acheilognathus yamatsutae), 가시납지리(Acheilognathus gracilis), 몰개(Squalidus japonicus coreanus), 참갈겨니(Zacco koreanus) 등 이었다. 각 조사 지점에서 우점종은 피라미(Zacco platypus, St. 1, 3, 4)와 참갈겨니(St. 2) 이었다. 2008년 이전 조사와 비교 시 본 조사에서 새로 출현한 어종은 각시붕어, 가시납리리, 참마자(Hemibarbus longirostris), 줄몰개(Gnathopogon strigatus), 몰개, 모래무지(Pseudogobio esocinus), 강준치(Erythroculter erythropterus), 민물검정망둑 Tridentiger brevispinis) 등 이었다. 인위적인 방류로 도입된 종은 비단잉어(Cyprinus carpio), 중국붕어(Carassius auratus,), 금붕어(Carassius auratus), 갈겨니(Zacco temmincki), 참갈겨니, 미꾸라지(Misgurnus mizolepis) 등으로 추정된다. 참갈겨니 전장과 체중의 관계식 회귀계수 값은 3.58(BW = 0.000007TL 3.58) 이었고 비만도(K)는 평균 0.82 이었다. 전장이 20∼80㎜는 만 1년생, 90∼120㎜는 만 2년생, 130㎜ 이상은 만 3년생 이상으로 추정되었다. 참갈겨니는 청계천에서 도입된 이후 안정적으로 산란이 이루어지고 있는 것으로 추정되었다.

청계천 복원공사 전(2003) 중(2004) 후(2005)의 수질과 식물 및 식생모니터링결과 청계천의 수질등급은 공사 전에는 BOD5가 평균 51.1mg/L로서 등급 외이었으나, 공사 후에 한강수와 지하철 역사의 물이 공급되면서 BOD5가 3.3mg/L로 낮아져 수질이 3등급으로 향상되었다. 식물의 경우는 공사 전에 총 121종에서 공사후에 132종으로 다소 증가하였다. 특히 다년초의 비율이 공사 전 24.8%에서 공사 후 35.6%로 증가되었으며, 갈대군락과 잔디군락이 도입식생으로 관찰되었다. 그러나 공사구간은 공사 전 우점 군락이었던 식생보전등급 1인 환삼덩굴과 망초군락이 여전히 우세하여 식물의 생태성은 공사전과 후의 변화가 크지 않았다. 또한 이 같은 조사내용을 비교대상구간과 비교하면 비교대상구간의 수질은 BOD5 0.8mg/L인 1등급으로 공사구간보다 양호하고, 식물종수도 154종으로 공사구간보다 다양할 뿐 아니라 귀화식물의 비율은 13%로서 공사구간의 28.8%보다 낮았다. 따라서 현재까지는 공사구간이 비교대상구간보다 생태적으로 떨어지는 것으로 평가된다. 그러나 하천복원이란 장기적이며 복합적인 과정으로서 본 연구 에서와 같은 단기조사만으로 복원의 효과성을 논할 수 없으며, 앞으로 장기간에 걸친 다른 주요항목에 대한조사도 병행되어야만 청계천 복원의 효과성을 검증할 수 있을 것이라고 사료된다.

본 연구의 목적은 도시하천으로 복원된 청계천유역의 실시간 홍수예보를 위한 flow nomograph를 개발하고, 실측자료를 통해 flow nomograph의 적용성을 검토하는데 있다. 본 연구의 적용대상지역인 청계천유역은 높은 불투수율, 짧은 도달시간 및 복잡한 수문학적 특성을 갖고 있어 기존 강우-유출 모형에 의한 홍수예측 방법의 선행시간 확보 측면에서 실효성을 거두지 못하고 있는 실정이다. 이에 본 연구에서는 홍수예보 선행시간을 확보하기 위해 강우정보만으로도 홍수예보가 가능한 flow nomograph를 개발하였다. Flow nomograph는 강우강도, 강우지속시간 등의 강우변수와 유량, 수위간의 상관관계를 구한 것이다. 본 연구에서는 Flow nomograph 개발과정에서 예보 기준 설정을 위해 홍수예보 지점을 선정하여 지점별 기준 홍수위를 산정하였으며, 다양한 홍수사상을 반영하기 위해 가상 강우시나리오를 설정하여 강우조건별 강우강도와 강우지속시간을 산정하였다. 또한 수위-유량관계곡선식을 이용하여 기준 홍수위에 따라 홍수량 범위를 결정하고, SWMM 모형을 이용하여 강우조건에 따른 지점별 홍수량을 산정하여 예보 지점별로 기준 홍수위에 따른 홍수량을 산정하였다. 산정된 강우 시나리오에 따른 강우정보와 기준 홍수위에 따른 홍수량을 이용하여 flow nomograph를 개발하였으며, 이를 실제 홍수사상에 적용하여 평가하였다. 평가 결과 청계천 유역에 대해 flow nomograph의 적용성이 높은 것으로 나타났다. 향후 청계천과 같은 도시하천유역의 홍수예측 방법으로 활용도가 높을 것으로 판단된다.