This study analyzed the water quality characteristics and developed empirical models prior to and after the construction of Baekje Weir, in the Geum River watershed between 2004-2017. The comparative evaluation of the surface water chemistry before and after the four major river projects on the weirs indicated that total phosphorus (TP), based on annual data, rapidly decrease after the construction of the weir while the total nitrogen (TN) decreased. Conversely, chlorophyll-a (CHL) concentration, which is a good indicator of primary productivity, increased after the construction of the weir together with an increase in specific conductivity. Simply put, the construction of the weir led to the decrease in concentrations of N and P due to the increased water residence time (WRT), whereas the CHL : TP ratio greatly increased in magnitude. The regression analysis of the empirical model indicated that CHL had no significant relation (r=0.068, p=0.6102, n=58) with TP before the weir construction, but had a relation with TP after the weir construction (r=0.286, p<0.05, n=56). Therefore, such conditions resulted in an increase in primary productivity on a given unit of phosphorus, resulting in frequent algal blooms. In contrast, seasonal suspended solids (SS) and TP increased during the monsoon period, compared to the pre-monsoon, thereby showing positive correlations (r>0.40, p<0.01, n=163) with precipitation. If the government consistently discharges water from the weir, the phosphorus concentration will be increased due to its reversion to a lotic waterbody from a lentic waterbody hereby reducing algal blooms in the future.

본 연구는 금강수계의 백제보 부근에서 이･화학적 수질의 시간적 변이 파악을 위해 2004 ~ 2017년까지 측정된 환경부 수질자료를 분석하였다. 이용된 수질 변수는 전기전도도(Electric conductivity, EC), 용존산소량(Dissolved oxygen, DO), 수온, 생물학적 산소요구량(Biological oxygen demand, BOD), 화학적 산소요구량(chemical oxygen demand, COD), 총인(Total phosphorus, TP), 총질소(Total nitrogen, TN) 및 총부유물(Suspended solid, SS)의 항목으로 이들의 수질특성은 연별, 계절별로 큰 변이를 보였다. 총인 및 이온희석현상의 지표로 이용된 전기전도도는 계절별 분석에서 장마기에 크게 감소하는 현상을 보이며 강우와 역상관관계(p<0.01, n=163)를 보였으나, 계절별 총인은 갈수기에 비해 장마기에 증가하는 특성을 보여 강우와 상관관계(p<0.01, n=163)를 보였다. 한편, 생물학적 산소요구량 및 화학적 산소요구량은 강우와 유의한 관계(p>0.05, n=163)를 보이지 않았고, 계절별 총부유물 농도는 강우기에 크게 증가했고 강우와 유의한 관계(p<0.01, r=0.6155)를 보였다. 생물학적 산소요구량의 계절적 변화패턴은 화학적 산소요구량과 유사한 양상(r=0.4751, p<0.01)을 보였으며, 마찬가지로 총질소의 변화 패턴 또한 총인과 유사한 양상(r=0.0579, p<0.01)을 보였다. 보 건설로 인한 수체의 정체와 유량 증가로 인해 총인과 총질소가 심층으로 침전되어 백제보 건설 전에 비해 건설 후에 감소하는 특성을 보였고, 용존산소량은 보 건설 후에 증가하는 현상을 보였다. 4대강 사업 후 물리적 환경변화에 기인한 수질 변화 분석 결과에서 녹조량 감소를 위해서는 지속적인 총인 관리와 총인 외에도 영양염류 조절, 생물학적 산소요구량 증가를 유발하는 비점오염원관리 등이 시급하다는 것을 알 수 있다.

The effect of weir construction (2009~2011) was investigated on algal bloom dynamics and surrounding conditions in the Youngsan River by analyzing the long-term (2001~2014) data provided by the Water Information System, Ministry of Environment. The data include chlorophyll a and water properties such as total suspended solids (TSS), ammonium (NH4 +), nitrate (NO3-), orthophosphate (PO43-), total nitrogen (TN), total phosphorus (TP) and DIN/DIP molar ratio collected from 12 stations along the channel of the river. Temporal variations were examined using data collected monthly from 2001~2014 and Box-Whisker plot was used to examine the difference in algal bloom dynamics between before (2006~2008) and after (2012~2014) the weir construction. Pearson’s correlation analysis was also used to analyze the correlation of parameters. The results showed that TSS affecting water turbidity increased during the construction but decreased especially at the stations located in the upper and middle regions of the river after the construction. Ammonium concentrations increased whereas the concentrations of other nutrients decreased after the construction inducing an increase in N:P molar ratio. Chlorophyll a decreased suddenly during the construction but increased clearly after the construction at the stations where TSS decreased. This indicates that algal blooms can develop in the Youngsan River due to a decrease in turbidity that increases light penetration in water column although the concentrations of nutrients such as orthophosphate were reduced after the weir construction.

본 연구는 4대강 사업의 일환으로 금강본류에 건설된 세 종보 구간에서 보의 건설 전(2007-2008), 건설 중 (2009-2011), 건설 후(2012-2014)의 어류 군집 구조의 변화 특성 및 하천의 생태건강도를(Index of Biological Integrity, IBI) 평가하였다. 조사기간 동안 채집된 총 종수는 41종이 었고, 우점종은 피라미(Zacco platypus)와 몰개(Squalidus japonicus coreanus)로써 각 각 28.4%, 21.3%의 비율을 차 지 하였다. 세종보 건설 이후 종수와 개체수가 전반적으로 감소한 것으로 나타났으며, 특히 민물검정망둑(Tridentiger brevispinis), 밀어(Rhinogobius brunneus), 돌마자(Microphysogobio yaluensis) 등 여울성 저서종(Riffle-benthic Species)과 긴몰개 (Squalidus gracilis majimae), 눈동자개(Pseudobagrus koreanus) 등 민감종(Sensitive Species), 얼룩동사리(Odontobutis interrupta), 가시납지리(Acanthorhodeus gracilis)등 고유종 (Endemic Species)의 비율이 급감하였다. 또한 세계자연보 전연맹(IUCN; International Union for Conservation of Nature)에서 야생생물의 멸종을 방지하고 생물다양성을 보 전하기 위해 발간한 적색자료집(Red Data Book)에 수록된 어종들 역시 세종보 건설 이후 감소하는 것으로 나타났다. 세종보 건설 이전에 채집된 중고기(Sarcocheilichthys nigripinnis morii), 참중고기(Sarcocheilichthys variegatus wakiyae) 버들매치(Abbottina rivularis)는 적색목록에서 준위 협종(Near Treatened, NT)으로 분류되어 가까운 장래에 멸 종 우려가 있다고 평가 되는 종이었으나, 세종보 건설 중 뿐만 아니라 건설 후에도 출현하지 않았다. 또한 관심대상 종(Least Concern; LC)으로 분류된 몰개, 긴몰개 등도 세종 보 건설 후 감소하는 경향을 보였다. 한편 세종보 건설 전 뿐만 아니라 건설 중에도 출현이 전무하였던 떡붕어 (Carassius cuvieri), 배스(Micropterus salmoides), 블루길 (Lepomis macrochirus)이 보 건설 이후 채집되었다. 또한 참붕어(Pseudorasbora parva), 누치(Hemibarbus labeo)의 비정상개체(Anmality) 비율이 보건설 이후 점진적으로 증 가하는 경향을 보였다. 이는 보건설에 따른 하천의 구조와 기능적 변화에 기인하는 것으로 사료된다. 생물통합지수를 활용한 하천생태계 건강도 평가에 따르면, 보 건설전 IBI 모델 값은 평균 19.3(범위:18-22, n=3)으로서 “보통상태(C 등급)”, 보 건설 중은 평균 18.3(범위:16-20, n=6)으로서 “보통상태(C등급)”, 보 건설 후는 평균 16.3(범위:12-24, n=6)으로서 “보통상태(C등급)”으로 나타나 세종보 건설로 인해 생태 건강도가 점차 악화되는 것으로 나타났다. 결론 적으로 보건설은 유량변화 및 물리적 서식지 구조 변화를 야기시켰고, 일부 수질변수들의 화학적 변화를 초래한 것으 로 사료된다. 이로 인하여 어류 군집 구조에 영향을 주는 것으로 나타났으며, 궁극적으로는 하천 생태계 건강성(IBI 모델 지수)에 악영향을 미치는 것으로 사료된다. 따라서 향 후 보 건설에 따른 생태계의 효율적 관리가 필요한 실정이 다.

2009년 11월 착공되어 2011년 11월 준공된 낙동강 낙단보 구간의 상류와 하류 지점을 대상으로 2007년부터 2014년까지 8년간 연 4회 조사된 저서성 대형무척추동물의 변화 양상을 파악하였다. 8년간의 자료를 보 설치 이전인 2007년부터 2009년, 공사 기간이었던 2010년부터 2011년, 준공 이후인 2012년부터 2014년의 3개 시기로 구분하여 분석한 결과, 공사 이전에 비해 공사 이후에 전반적인 종수 및 개체수가 평균 51종 895inds. m-2에서 25종 84inds. m-2로 감소하는 경향을 보였다. 특히 이러한 감소 경향은 낙단보의 하류에 비해 상류에서 두드러지게 나타났으며, 분류군별로는 Trichoptera의 감소 폭이 큰 것으로 나타났다. 낙단보 준공이후 우점도는 증가, 다양도 및 풍부도는 감소하였으며, 준공 직후인 2012년에 일시적으로 큰 변화를 보였다. 섭식기능군은 준공 이후 GC와 P의 개체수 비율이 증가하였으며, 서식기능군은 BU의 개체수 비율이 증가하였다. 이러한 현상은 준설에 의해 수변부의 경사도가 비교적 높아짐에 따른 저수심지대 면적 감소, 보 설치에 의한 유속 감소, 하상 구조 중 모래 비율의 증가 등의 영향으로, 유속이 느린 수계에서 모래에 굴을 파고 서식하거나, 하상의 CPOM과 FPOM을 주워먹는 종의 비율이 증가하는 경향을 보인 것으로 판단된다. 또한 보 준공이후 신규 이입된 종과 교란에 의해 영향을 받은 종들에 대한 지속적인 연구가 요구된다.

최근, 우리나라에서는 4대강 건설 사업의 일환으로 4대 강 유역에 인공보 및 어도 (Fishway)들이 완공되어 가동중 에 있고, 이들에 대한 수리수문학적 특성, 이화학적 수질 및 퇴적물 축적에 대한 모니터링이 실시되고 있다. 이러한 급격한 물리적인 수체의 특성 변화는 궁극적으로 어류 종 분포특성 및 어류 이동성에 변화를 가져올 수 있는 바 이에 대한 모니터링 및 어류 이동성 평가 기법 적용이 불가피하 나 이에 대한 복합적 연구는 아직도 극히 미미한 실정이다. 따라서 본 연구에서는 어도 및 인공보에서 어류의 이동성 평가 및 평가 모니터링 기법에 대하여 소개하고자 한다. 어류의 이동성과 어도 효율성을 평가하기 위하여 영산강 수계의 중·하류역에 건설된 인공보 (승촌보, 죽산보) 및 어 도 (Fishway)를 대상으로 다음과 같이 다각적 어도 평가 모니터링 기법을 적용하였다. 어도 및 인공보에서 어류이동 성평가를 위해 1) Visual fish 모니터링기법, 2) Video 촬영 기법, 3) Mark-recapture 태깅기법, 4) Passive Integrated Transpondent (PIT)-tagging 기법, 5) Acoustic transmitter 삽입을 통한 장거리 이동성 모니터링기법 (Acoustic telemetry) 및 6) Echo-sounders 모니터링 기법 등의 연구방 법을 적용하였다. 국내 수생태계의 경우 최근 소형 보 및 댐의 건설로 서식 하는 토착종과 고유종 들이 감소하고 있고, 복원 및 보존을 위해 각 어종의 미소서식지에서의 분포양상, 행동 및 이동 양상을 파악하기 위한 이동성 평가 연구가 선행되어야 함에 도 불구하고 현재까지 국내 담수에 분포하는 어류의 대부분 은 이동여부가 1-2개의 기법 적용으로 복합적으로는 파악 되지 않고 있으며 매우 제한적으로 이루어져 왔다. 현재까 지 우리의 회귀성 어종의 경우, 산란 시기에 어떠한 외부적 요인에 의해 언제 이동하는지 또한 얼마나 이동하며 어디까 지 이동하는 지에 대한 내용이 알려진 바가 없다. 따라서 본 연구를 통하여 ① PIT 및 Acoustic telemetry (원격측정 법) 연구를 위한 기본 자료를 확보하고 tag의 적용성과 효율 성을 검증할 수 있다. 또한, ② PIT 및 Acoustic tag을 외과 적 수술을 통하여 어류에 이식한 후 대상 생물의 이동경로 를 파악할 수 있으며 ③ 대상어종의 선호하는 서식처 특성 과 이동 시기, 방법 등에 대하여 파악할 수 있다. 또한 이들 ④ 회귀성 어종의 보존방안과 하천관리를 위한 자료를 습득 하여 본 결과를 활용한 타 수계 적용 할 수 있어 향후 ⑤ 회귀성 어종 보존과 이와 연계한 하천복원에 대한 기초자료 를 제공할 수 있다.

The purpose of this study was to analyze fish fauna and species compositions along with trophic guilds, tolerance indicators, and fish community conditions before weir construction (BWC) and after weir construction (AWC) in the Yeongsan River watershed. Total 45 and 44 fish species were sampled in BWC and AWC, respectively without any distinct differences through weir constructions. Fish fauna analysis revealed that the dominant species was the same, Zacco platypus with 24.3% and 20.8% in BWC and AWC, respectively. However, the subdominant species were Carassius auratus with 8.9% in BWC but Opsarichthys uncirostris amurensis with 20.3%, almost identical that of the dominant species AWC. This phenomenon showed the distinct modification of species composition in the watershed. We sampled the 1st class endangered species, Liobagrus obesus in tributary stream as previously reported. Also Culter brevicauda was sampled in the mainstream of Yeongsan River watershed and this was the first sampled record in this watershed. One of the most important features were an increase of exotic species, such as Micropterus salmoides and Lepomis macrochirus, with 3.2% BWC vs. 10.2% AWC as well as the increase in tolerant species with 49.2% BWC vs. 73.7% AWC, indicating ecological degradation through weir construction. Overall, our results indicated that fish fauna and composition analyses showed distinct ecological degradations related to increases of exotic and tolerant species AWC. Further long-term studies of fish monitoring should be conducted in the future to configure existent status of river conditions and to provide key information in order to conserve the healthy ecosystem.

본 연구에서는 2011년 4대강 사업으로 건설된 영산강의 죽산보를 기점으로 상류구간(R-UW) 및 하류구간(R-LW)에서의 어류상, 어류분포 특성 및 어류군집 특성을 분석하였다. 본 연구는 단순히 어류 특성을 기술하는 연구이지만, 향후 오랜 시간이 경과한 후 수생태계의 보 건설에 대한 변화특성을 규명하는데 중요한 자료로 이용될 것으로 사료되었다. 총 8과 30종의 어류가 서식하는 것으로 분석되었고, 죽산보의 상류 및 하류구간에서는 각각 23종(938개체), 27종(1,680)이 출현하여 하류 구간에서 종수 및 개체수가 더 높은 것으로 나타났다. 죽산보 전 구간에서 출현한 우점종은 끄리(Opsarichthys uncirostris amurensis)로써 42%의 높은 출현율을 보였고, R-UW(30%)에 비해 R-LW(49%)에서 높은 빈도를 보였다. 주연성 어종은 웅어(Coilia nasus)가 출현하였고, 상류 구간과 하류 구간 사이에 차이를 보이지 않았다. 외래종은 떡붕어(Carassius cuvieri), 블루길(Lepomis macrochirus), 배스(Micropterus salmoides) 등의 3종이 모든 구간에서 출현하였으며, R-UW에서는 떡붕어(1.2%), 블루길(3.7%)이, R-LW에서는 배스가(6.7%)가 분포하여 교란요인으로 작용할 것이다. 내성도 길드(Tolerance guild) 분석에 따르면, 민감종은 전체 개체 수 측면에서 0.4~0.5%, 내성종은 65~70%의 범위를 보여 영양염류 및 유기물 오염 현상이 두드러지게 나타났다. 섭식 길드(Trophic guild)에서 육식종은 57~77%, 충식종 및 잡식종은 각각 10~20% 범위에 있어 육식종의 과대분포 양상을 보였다. 한편, 영산강 수계에서 실시된 지난 60여 년간의 어류 자료 검토 결과 멸종위기 야생 동물 II급으로 지정된 백조어(Culter brevicauda)가 본 연구 기간에 최초로 서식이 확인되었으며, 하류 구간에서 5개체(0.2%)가 관찰되어 지속적인 어류모니터링이 필요할 것으로 사료되며, 본 지역에 대하여 백조어 개체군의 보호구역으로 지정해야 할 필요성이 있는 것으로 판단된다.

In this study we were to explore the seasonal variation of water temperature distributions before and after weir construction at Gumi, Chilgok, Gangjung(Goryung), Dalsung in the Nakdong River using Landsat satellite images. Relationship between in-situ water temperature and radiance values of Landsat-5, 7, 8 satellite images showed high correlation. Seasonal variation of water temperature in Nakdong River showed that the fluctuation ranges of water temperature before weir construction were larger than those after weir construction. This indicated that the variation of water temperature is due to the difference of heat storage volume by weir construction and dredging work. In particular, the water temperature after weirs construction in autumn was 4-8 times lower than that before weirs construction. Water temperature after weir construction decreased in spring and summer at the downstream of Gumi weir and Gangjung(Goryung) weir, and the upstream of Dalsung weir. In autumn and winter, the water temperature after weir construction increased in the upstream and downstream of the whole weirs except upstream of Gumi weir. Relationship between water temperature and meteorological elements (air temperature, wind speed, sunshine, radiation) showed high correlation of above 94% in air temperature, and then radiation was high correlation before and after 65%.