Research Article

Journal of Agricultural, Life and Environmental Sciences. 30 September 2023. 275-288
https://doi.org/10.22698/jales.20230022

ABSTRACT


MAIN

  • 서 론

  •   조사 및 방법

  • 결 과

  •   어류상 및 어류군집

  •   내성도 및 섭식길드 분석

  •   어류생물지수(FAI) 분석

  •   수질분석

  • 고 찰

  • 결 론

서 론

댐은 하천 흐름, 퇴적물 축적에 영향을 미치며 지형학의 변화를 유도한다(Donohue and Garcia Molinos, 2009). 그렇기에 댐이 생태계, 수환경에 미치는 영향은 전 세계 연구자, 환경 운동가, 야생동물 보호 운동가들의 관심을 끌고 있으며 다양하게 연구되고 있다(Jacobsen et al., 2012; Wu et al., 2015). 본 연구의 대상인 도암호는 남한강 상류의 송천을 막아 건설된 유역 변경식 인공호수로 유역면적은 144.9 km2, 총저수량 5,100 m3, 유효저수량 4,000 m3, 수리학적 체류 시간은 0.39년, 평균수심은 26 m이다(Lee et al., 2006b). 도암호 유역에는 목장, 고랭지 채소밭, 스키장, 골프장, 리조트 등에 의해 많은 오염물질 및 토사가 다량 유입되고 있어(Kim et al., 1995) 2007년 환경부는 도암호 유역을 비점오염원 관리지역으로 지정한 바가 있다. 댐은 하천 상・하류간의 유량을 변화시키고 생태학적 단절을 초래하여 생물 서식처에 악영향을 미치기도 하지만(Kang et al., 2010) 댐에 의해 형성된 인공호는 환경수용능력에 따라 오염물질에 의한 피해가 확산되는 것을 막기도 한다(Yeo et al., 2008). 호수에 유입된 오염물질은 응집・침전반응에 의해 퇴적물로 침전되고 화학작용과 미생물 등에 의해 분해된다(So et al., 2004).

우리나라에서는 유기물 오염 및 부영양화 현상에 관련된 BOD, COD, 영양염류 같은 대표적인 이・화학적 항목들을 이용한 하천 평가 방법이 1980년대 이래 전국 하천에서 정기적인 모니터링에 사용되고 있다. 그러나 이・화학적 접근방식은 측정 당시의 순간적인 수질상태를 나타낼 뿐만 아니라 측정시간과 장소, 기상상태, 측정자의 숙련도 등 여러 요인에 따라 변이가 크게 나타나며 수중에 많은 오염 요소 중 몇 가지 항목의 측정만으로 하천의 건강 상태를 대표할 수 없어 종합적인 평가를 하기에는 한계가 있을 수 있다(Kong, 2002). 최근에는 하천생태계의 건강성을 평가하는데 있어 이・화학적인 수질특성 뿐만이 아니라 생물지표 특성을 분석한 종합적인 평가가 요구되고 있다. 하천생태계에서 그 생태계의 건강성을 반영하는 생물지표(Biological indicator)로서 어류상은 매우 중요한 항목이며 어류는 국내외에서 생태계 건강을 측정하는 유용한 지표로 인정받고 있다. Karr(1991)는 어류군집이 서식지와 수질, 인간에 의한 개발과 새로운 어종의 유입 등에 민감하게 반응하는 유용한 지표라고 평가했다. Choi et al.(2006a)는 어류가 하천생태계의 상위소비자로서 이동반경이 크고 서식지에 대해 민감하게 반응한다고 평가했으며 Lee et al.(2006a)는 어류가 먹이 사슬에 있어 다른 수생생물과 유기적인 관계를 가지며 그 지역의 생물 다양성을 대표한다고 평가했다.

미국 환경청(EPA)과 유럽 환경청(EEA)에서 제안했던 수중생태계건강평가기법은 미국, 캐나다, 영국, 호주 등에서 하천의 생태학적 건강성을 종합적으로 평가하는데 사용되고 있다. 특히 어류를 이용한 평가기법은 미국에서 1981년 IBI(Index of biological integrity; Karr, 1981)의 개념이 도입된 것을 시작으로 많은 국가에서 하천을 평가하는데 있어 비중 있는 역할을 하고 있다. 한국에서는 IBI를 국내 하천 특성에 적합하도록 수정하고 보완하여 하천의 건강도를 평가하고 있으며, 환경부는 2007년부터 국가 수생태 모니터링 프로그램(NAEMP)에 따라 전국 하천과 하천의 수질, 그리고 생태를 모니터링하고 있다. FAI(Fish Assessment Index)는 NAEMP에서 Karr(1981)가 제안한 8가지 매트릭스를 사용하여 개발하였으며, 어류 군집의 건강성을 통해 하천 및 호수 수생태계의 건강성을 평가하는 방식이다(Yirigui et al., 2019).

본 연구에서는 도암호 내와 유입수 그리고 유출수 어류군집의 FAI 분석과 수질 비교 분석을 통해 탁수로 인한 영향이 도암호를 지나면서 얼마나 회복되는지를 확인하고자 하며, 송천 수계내 도암호의 생태학적, 수질학적 역할을 규명하고자 하였다.

조사 및 방법

조사는 2021년 6월부터 2022년 10월까지 4회 실시하였으며, 조사지점은 도암호 기준 상류 지점인 송천 상류 2개 지점(지점 1, 2), 도암호 내 2개 지점(지점 3, 4), 도암호 하류 2개 지점(지점 5, 6)을 포함하여 총 6개 지점을 선정하였다(Fig. 1). 단, 지점 6은 3, 4차 조사에서 추가되었다.

1st : 2021.6.4-6.5

2nd : 2021.10.15-10.16

3rd : 2022.8.3-8.4

4th : 2022.10.17-10.18

St. 1 : 강원도 평창군 대관령면 수하리 141-1(37°39'15"N, 128°42'16"E)

St. 2 : 강원도 평창군 대관령면 수하리 산50-1(37°37'50"N, 128°42'37"E)

St. 3 : 강원도 평창군 대관령면 수하리 409(37°36'24"N, 128°42'40"E)

St. 4 : 강원도 평창군 대관령면 수하리 산1-7(37°36'27"N, 128°42'55"E)

St. 5 : 강원도 강릉시 왕산면 대기리 2884(37°35'50"N, 128°43'43"E)

St. 6 : 강원도 강릉시 왕산면 대기리 2900-137°35'07"N, 128°44'40"E)

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Fig. 1.

Map of the survey station at Stream Song and Lake Doam.

어류 조사의 경우 하천에서는 족대(망목 5 × 5 mm) 및 투망(망목 7 × 7 mm)을 사용하였으며, 지점 3은 빙어정치망(망목 5 × 5 mm, 25 m), 지점 4는 자망(4절, 16절)을 사용하여 조사를 실시하였다. 채집된 어류의 분류 및 동정은 국내에서 발표된 검색표 및 도감(Choi et al., 1990; Choi et al., 2005; Jeon, 1983, 1984, 1989; Kim, 1982, 1984, 1997; Kim and Kang, 1993)을 이용하였다.

생태 지표종 구분방식은 US EPA(1993)Barbour et al.(1999)의 방법을 따랐고 추가적으로 국내외 문헌 조사(Byeon, 2018; Choi et al., 2009; Kim et al., 2022; Myung et al., 2020)를 실시하였다.

어류를 이용한 어류건강성평가지수(FAI)에는 메트릭 분석 모델을 이용하였다. 메트릭 분석 모델은 총 8개의 메트릭을 이용하여 값을 산출하였다(M1 : 국내 종의 총 종수, M2 : 여울성 저서종수, M3 : 민감종수, M4 : 내성종의 개체수 비율, M5 : 잡식종의 개체수 비율, M6 : 국내 종의 충식종의 개체수 비율, M7 : 채집된 국내 종의 총 개체수, M8 : 비정상종의 개체수 비율). 메트릭의 점수는 각각 “0”, “6,25”, “12.5”로 계급 구간을 구분하였으며 모든 메트릭 합으로 생물지수 등급을 산정하였다(Ministry of Environment and National Institute of Environmental Research, 2012). 메트릭의 합친 값은 매우 좋음(80 ≦-≦ 100, A), 좋음(60 ≦-≺ 80, B), 보통(40 ≦-≺ 60, C), 나쁨(20 ≦-≺ 40, D), 매우 나쁨(0 ≦-≺ 20, E)의 5등급으로 구분했다. 본 연구기간 동안의 2021년 2월부터 2022년 12월까지의 수질 자료는 환경부 물환경정보시스템(Water Environment information System)에서 공개하는 자료를 인용하였다(https://water.nier.go.kr).

결 과

어류상 및 어류군집

4회에 걸친 조사를 통해 총 6목 11과 32종 4,709개체의 어류를 채집하였다(Table 1). 이 중 법정보호종은 천연기념물이자 멸종위기종 II급인 어름치(Hemibarbus mylodon) 1종과 멸종위기종 II급인 묵납자루(Acheilognathus signifer), 가는돌고기(Pseudopuntungia tenuicorpa), 새미(Ladislabia taczanowskii) 3종이 출현하여 총 4종으로 전체에서 4.5%를 차지하는 것으로 나타났다. 한국고유종은 묵납자루(A. signifer), 쉬리(Coreoleuciscus splendidus), 어름치(H. mylodon), 배가사리(Microphysogobio longidorsalis), 돌마자(Microphysogobio yaluensis), 가는돌고기(P. tenuicorpa), 참갈겨니(Zacco koreanus), 참종개(Iksookimia koreensis), 새코미꾸리(Koreocobitis rotundicaudata), 퉁가리(Liobagrus andersoni), 눈동자개(Pseudobagrus koreanus), 금강모치(Rhynchocypris kumgangensis) 총 12종이 출현하였고 출현율은 14.58%로 나타났다. 국내 도입 어종은 버들개(Rhynchocypris steindachneri), 송사리(Oryzias latipes), 빙어(Hypomesus nipponensis), 송어/산천어(Oncorhynchus masou masou)가 출현하여 출현율은 12.33%로 나타났고. 외래어는 떡붕어(Carassius cuvieri), 배스(Micropterus salmoides) 2종이 출현하여 출현율은 1.99%로 나타났다. 우점종은 20.90%로 피라미(Zacco platypus)가 차지하였고, 아우점종은 11.17%로 참붕어(Pseudorasbora parva), 우세종은 9.83%로 빙어(H. nipponensis)가 차지하였다.

도암호를 기준으로 상류(지점 1,2)에서는 9과 27종 2,725개체가 출현하였다. 법정보호종은 천연기념물이자 멸종위기종 II급인 어름치(H. mylodon)(42개체)와 멸종위기종 II급인 새미(L. taczanowskii)(143개체)가 확인되었다. 한국고유종은 쉬리(C. splendidus), 어름치(H. mylodon), 배가사리(M. longidorsalis), 돌마자(M. yaluensis), 금강모치(R. kumgangensis), 참갈겨니(Z. koreanus), 참종개(I. koreensis), 새코미꾸리(K. rotundicaudata) 총 8종(246개체)이 출현하였으며, 외래종은 배스(M. salmoides)와 떡붕어(C. cuvieri) 2종(5개채), 국내 도입종은 버들개(R. steindachneri), 송어/산천어(O. masou masou), 송사리(O. latipes), 빙어(H. nipponensis) 총 4종(131개체)이 확인되었다. 여울성 저서종은 쉬리(C. splendidus), 새미(L. taczanowskii), 배가사리(M. longidorsalis), 돌마자(M. yaluensis), 새코미꾸리(K. rotundicaudata), 대륙종개(Orthrias nudus), 밀어(R. brunneus) 총 7종(350개체)이 출현하였다.

도암호 내(지점 3,4)에서는 7과 18종 1,011개체가 확인되었다. 법정보호종은 천연기념물이자 멸종위기종 II급인 어름치(H. mylodon) 1종(3개체)이 출현하였다. 한국고유종은 쉬리(C. splendidus), 어름치(H. mylodon), 참갈겨니(Z. koreanus), 참종개(I. koreensis) 총 4종(37개체)이 출현하였으며, 외래종은 떡붕어(C. cuvieri)와 배스(M. salmoides) 2종(55개체)이 확인되었다. 국내 도입종은 빙어(H. nipponensis)와 송어/산천어(O. masou masou) 2종(449개체)이 나타났으며 여울성 저서종은 쉬리(C. splendidus)와 밀어(R. brunneus) 2종(17개체)이 출현하였다.

도암호를 기준으로 하류(지점 5,6)에서는 7과 19종 973개체가 확인되었다. 법정보호종은 천연기념물이자 멸종위기종 II급인 어름치(H. mylodon)와 멸종위기종 II급인 묵납자루(A. signifer), 가는돌고기(P. tenuicorpa) 총 3종(27개체)이 나타났다. 한국고유종은 묵납자루(A. signifer), 쉬리(C. splendidus), 어름치(H. mylodon), 배가사리(M. longidorsalis), 가는돌고기(P. tenuicorpa), 참갈겨니(Z. koreanus), 참종개(I. koreensis), 새코미꾸리(K. rotundicaudata), 퉁가리(L. andersoni), 눈동자개(Pseudobagrus koreanus) 총 10종(404개체)이 확인되었다. 국내 도입종은 빙어(H. nipponensis) 1종(1개체)이 출연하였으며 여울성 저서종은 쉬리(C. splendidus), 배가사리(M. longidorsalis), 가는돌고기(P. tenuicorpa), 새코미꾸리(K. rotundicaudata), 대륙종개(O. nudus), 퉁가리(Liobagrus andersoni), 눈동자개(P. koreanus), 밀어(R. brunneus) 총 8종(212개체)이 출현하였다.

종합적으로 법정보호종의 경우 종수는 도암호의 상류(지점 1, 2)에서 2종, 도암호 내(지점 3, 4)에서 1종, 도암호 하류(지점 5, 6)에서 3종이 확인되었다. 개체수의 경우는 도암호 상류(지점 1, 2)에서 185개체, 도암호 내(지점 3, 4)에서 3개체, 도암호 하류(지점 5, 6)에서 27개체가 확인되었다(Fig. 2a). 한국고유종의 경우 종수는 도암호의 상류(지점 1, 2)에서 8종, 도암호 내(지점 3, 4)에서 4종, 도암호 하류(지점 5, 6)에서 10종이 확인되었다. 개체수의 경우 도암호 상류(지점 1, 2)에서 246개체, 도암호 내(지점 3, 4)에서 37개체, 도암호 하류(5, 6)에서 404개체가 확인되었다(Fig. 2b). 외래종의 경우 종수는 도암호의 상류(지점 1, 2)에서 2종, 도암호 내(지점 3, 4)에서 2종, 도암호 하류(지점 5, 6)에서 0종이 출현하였다. 개체수의 경우 도암호의 상류(지점 1, 2)에서 5개체, 도암호 내(지점 3, 4)에서 55개체, 도암호 하류(지점 5, 6)에서 0개체가 출현하였다. 국내도입종의 경우 종수는 도암호의 상류(지점 1, 2)에서 4종, 도암호 내(지점 3, 4)에서 2종, 도암호 하류(지점 5, 6)에서 1종이 출현하였다. 개체수의 경우는 도암호의 상류(지점 1,2)에서 131개체, 도암호 내(지점 3, 4)에서 449개체, 도암호 하류(지점 5, 6)에서 1개체가 출연하였다. 여울성 저서종의 경우 종수는 도암호의 상류(지점 1, 2)에서 7종, 도암호 내(지점 3, 4)에서 2종, 도암호 하류(지점 5, 6)에서 8종이 확인되었다. 개체수의 경우 도암호 상류(지점 1, 2)에서 350개체, 도암호 내(지점 3, 4)에서 17개체, 도암호 하류(지점 5, 6)에서 212개체가 확인되었다(Fig. 3). 비교 풍부도가 0.5% 이하로 출현한 종은 묵납자루(A. signifer), 잉어(C. carpio), 메기(Silurus asotus) 등 13종으로 나타났다.

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Fig. 2.

Comparison of various guilds of legally protected species, Korean endemic species, exotic species, and introduced species by station. (a) is the number of species and (b) is the number of individuals.

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Fig. 3.

Comparison of the fish tolerance guilds. (a) is the percentage of species individuals and (b) is the percentage of number of individuals.

내성도 및 섭식길드 분석

채집된 어류를 대상으로 내성도(Tolerance guild)를 분석한 결과 도암호 상류 지점(지점 1, 2)에서는 종수 비율을 기준으로 민감종, 중간종, 내성종 비율이 각각 40%, 30%, 30%로 나타났으며(Fig. 3a) 개체수 비율을 기준으로는 각각 24%, 46%, 30%로 나타났다(Fig. 3b) 도암호 내 지점(지점 3, 4)에서는 종수 비율을 기준으로 각각 26%, 37%, 37%로 나타났으며 개체수 비율을 기준으로는 2%, 78%, 20%로 나타났다. 도암호 하류 지점(지점 5, 6)에서는 종수 비율을 기준으로 각각 47%, 43%, 10%로 나타났으며 개체수 비율을 기준으로는 38%, 61%, 1%로 나타났다.

Table 1.

Types of fishes and various guilds of tolerance and habitats in Stream Song

Species name Korean name Sampling site Total Note
1 2 3 4 5 6
CYPRINIFORMES잉어목
CYPRINIDAE 잉어과
Acheilognathus signifer 묵납자루 17 5 22 E, K, SS, O
Carassius auratus 붕어 24 103 4 32 163 TS, O
Carassius cuvieri 떡붕어 2 34 1 21 58 IP, TS, O
Coreoleuciscus splendidus 쉬리 1 3 8 5 17 K, SS, RB, I
Cyprinus carpio 잉어 18 3 21 TS, O
Hemibarbus longirostris 참마자 80 172 15 48 15 16 346 IS, I
Hemibarbus mylodon 어름치 5 37 3 1 1 47 E, N, K, SS, I
Ladislavia taczanowskii 새미 95 48 143 E, SS, RB, H
Microphysogobio longidorsalis 배가사리 23 3 1 1 28 K, SS, RB, H
Microphysogobio yaluensis 돌마자 15 15 K, IS, RB, O
Pseudogobio esocinus 모래무지 26 6 5 37 IS, I
Pseudopungtungia tenuicorpa 가는돌고기 2 1 3 E, K, SS, RB, I
Pseudorasbora parva 참붕어 80 356 80 9 1 526 TS, O
Pungtungia herzi 돌고기 21 86 54 38 105 133 437 IS, I
Rhynchocypris kumgangensis 금강모치 7 7 K, SS, I
Rhynchocypris oxycephalus 버들치 119 228 347 SS, I
Rhynchocypris steindachneri 버들개 15 94 109 Ex, SS, I
Zacco koreanus 참갈겨니 100 36 7 5 142 126 416 K, SS, I
Zacco platypus 피라미 322 355 27 135 124 21 984 IS, O
BALITORIDAE 종개과
Orthrias nudus 대륙종개 12 5 12 29 SS, RB, I
COBITIDAE 미꾸리과
Iksookimia koreensis 참종개 8 6 19 39 8 80 K, IS, I
Koreocobitis rotundicaudata 새코미꾸리 5 35 2 42 K, SS, RB, O
Misgurnus anguillicaudatus 미꾸리 2 1  3  TS, O
Misgurnus mizolepis 미꾸라지 1 1 TS, O
SILURIFORMES메기목
SILURIDAE 메기과
Silurus asotus 메기 7 10 1 18 TS, C
BAGRIDAE 동자개과
Pseudobagrus koreanus 눈동자개 1 1 2 K, IS, RB, I
AMBLYCIPITIDAE 퉁가리과
Liobagrus andersoni 퉁가리 4 4 8 K, SS, RB, I
OSMERIFORMES바다빙어목
OSMERIDAE 바다빙어과
Hypomesus nipponensis 빙어 16 432 14 1 463 Ex, IS, I
SALMONIFORMES연어목
SALMONIDAE 연어과
Oncorhynchus masou masou 송어/산천어 1 3 4 Ex, SS, C
BELONIFORMES동갈치목
ADRIANICHTHYOIDAE 송사리과
Oryzias latipes 송사리 5 5 Ex, TS, O
PERCIFORMES농어목
CENTRACHIDAE 검정우럭과
Micropterus salmoides 배스 3 33 36 IP, TS, C
GOBIIDAE 망둑어과
Rhinogobius brunneus 밀어 69 79 14 91 39 292 IS, RB, I
Number of family 5 7 3 7 6 7 11
Number of species 22 21 9 16 17 17 32
Number of individual 1032 1693 630 381 596 377 4709

K=Korean endemic species, E=Endangered species, N=Natural monument, IP=Introduced species Ex=Exotic species, SS=Sensitive species, IS=Intermediate species, TS=Tolerant species, RB=Riffle-benthic species, O=Omnivores, C=Carnivorous, I=Insectivpres, H=Herbivores

채집된 어류를 대상으로 섭식특성(Trophic guilds)을 분석한 결과 도암호 상류 지점(지점 1, 2)에서는 종수 비율을 기준으로 잡식성, 충식성, 초식성, 육식성의 비율이 각각 33%, 48%, 7%, 12%로 나타났으며(Fig. 4a) 개체수 비율을 기준으로는 각각 48%, 44%, 7%, 1%로 나타났다(Fig. 4b) 도암호 내 지점(지점 3, 4)에서는 종수 비율을 기준으로 각각 31%, 50%, 0%, 19%로 나타났으며 개체수 비율을 기준으로는 30%, 65%, 0%, 5%로 나타났다. 도암호 하류 지점(지점 5, 6)에서는 종수 비율을 기준으로 각각 26%, 68%, 6%, 0%로 나타났으며 개체수 비율을 기준으로는 21%, 78%, 1%, 0%로 나타났다.

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Fig. 4.

Comparison of the fish trophic guilds. (a) is the percentage of species individuals and (b) is the percentage of number of individuals.

어류생물지수(FAI) 분석

본 조사에서 채집된 어류를 대상으로 어류건강성평가(FAI)를 진행한 결과 1차 조사에서 상류지점인 지점 1의 경우 93.75, A등급이었으며 지점 2는 81.25, A등급이었다(Table 2). 도암호 내 지점인 지점 3에서는 31.25, D등급이었으며 지점 4에서는 50.00, C등급이었다. 하류지점인 지점 5의 경우 87.50, A등급이었다. 지점별 최댓값은 지점 1에서의 93.75, A등급이었으며, 최솟값은 지점 3에서의 31.25, D등급이었다.

Table 2.

Fish assessment analysis from the upper reaches to the lower reaches of Steam Song

1st. model Metrics IBI
TNS(M1) RBS(M2) SS(M3) TS(M4) OS(M5) IS(M6) TNI(M7) AI(M8) Critieria
st 1 12.5(18) 12.5(7) 12.5(10) 12.5(9.9) 12.5(23) 12.5(57) 6.25(111) 12.5(0) A(93.75)
st 2 12.5(17) 6.25(3) 12.5(6) 12.5(11.5) 6.25(40) 12.5(56) 12.5(375) 6.25(1) A(81.25)
st 3 6.25(7) 0(0) 0(1) 6.25(53) 6.25(64) 6.25(23) 0(43) 6.25(1) D(31.25)
st 4 6.25(9) 0(1) 6.25(2) 12.5(19.3) 6.25(44) 12.5(54) 6.25(93) 0(3) C(50.00)
st 5 12.5(12) 12.5(5) 12.5(6) 12.5(0) 6.25(40) 12.5(59) 6.25(114) 12.5(0) A(87.50)
st 6 - - - - - - - - -
2nd. TNS(M1) RBS(M2) SS(M3) TS(M4) OS(M5) IS(M6) TNI(M7) AI(M8) Critieria
st 1 12.5(16) 12.5(4) 12.5(6) 12.5(15) 6.25(30) 12.5(48) 12.5(321) 6.25(1) A(87.50)
st 2 12.5(13) 0(1) 6.25(3) 6.25(55) 12.5(19) 6.25(36) 12.5(363) 6.25(1) B(62.50)
st 3 6.25(6) 0(0) 0(1) 12.5(19) 0(75) 12.5(75) 12.5(137) 0(3) C(43.75)
st 4 6.25(11) 0(1) 6.25(2) 6.25(33) 6.25(36) 12.5(56) 6.25(92) 0(5) C(43.75)
st 5 0(5) 6.25(3) 6.25(3) 12.5(0.01) 12.5(5) 12.5(94) 6.25(61) 12.5(0) B(68.75)
st 6 - - - - - - - - -
3rd. TNS(M1) RBS(M2) SS(M3) TS(M4) OS(M5) IS(M6) TNI(M7) AI(M8) Critieria
st 1 6.25(6) 12.5(5) 12.5(7) 12.5(10) 6.25(34) 12.5(63) 12.5(229) 12.5(0) A(87.50)
st 2 6.25(6) 0(1) 0(1) 12.5(22) 12.5(12) 12.5(77) 6.25(61) 12.5(0) B(62.50)
st 3 0(5) 0(0) 0(0) 12.5(8) 12.5(9) 12.5(88) 12.5(317) 0(2) C(50.00)
st 4 6.25(6) 0(0) 0(0) 6.25(47) 6.25(60) 6.25(30) 0(33) 0(7) D(25.00)
st 5 12.5(12) 12.5(4) 12.5(7) 12.5(0.04) 12.5(24) 12.5(74) 12.5(222) 12.5(0) A(100.00)
st 6 12.5(12) 12.5(4) 12.5(7) 12.5(0) 12.5(10) 12.5(88) 12.5(139) 12.5(0) A(100.00)
4th. TNS(M1) RBS(M2) SS(M3) TS(M4) OS(M5) IS(M6) TNI(M7) AI(M8) Critieria
st 1 12.5(13) 6.25(3) 12.5(7) 12.5(6) 6.25(69) 6.25(26) 12.5(369) 6.25(1) A(75.00)
st 2 6.25(9) 0(1) 0(1) 6.25(62) 0(82) 0(2) 12.5(287) 12.5(0) D(37.50)
st 3 0(5) 0(0) 0(0) 12.5(17) 12.5(21) 12.5(78) 12.5(147) 0(2) C(50.00)
st 4 6.25(7) 0(1) 0(0) 12.5(15) 6.25(65) 6.25(35) 0(60) 0(5) D(31.25)
st 5 6.25(11) 12.5(5) 12.5(5) 12.5(0) 6.25(40) 12.5(59) 12.5(176) 6.25(1) A(81.25)
st 6 12.5(12) 12.5(5) 12.5(5) 12.5(0) 12.5(5) 12.5(94) 12.5(238) 12.5(0) A(100.00)

TNS=Total of native species, RBS=Riffle benthic species, SS=Sensitive species, TS=% Individuals as tolerant species, OS=% Indivisuals as omnivores, IS=% Individuals as native insectivores, TNI=Total number of Individual, AI=% Individuals with anomailes.

2차 조사에서 상류지점인 지점 1의 경우 87.50, A등급이었으며 지점 2는 62.50, B등급이었다. 도암호 내 지점인 지점 3은 43.75, C등급이었으며, 지점 4는 43.75, C등급이었다. 하류지점인 지점 5는 68.75, B등급이었다. 지점별 최댓값은 지점 1의 87.50, A등급이었으며 최솟값은 지점 3과 지점 4의 43.75, C등급이었다.

3차 조사에서 상류지점인 지점 1의 경우 87.50, A등급이었으며 지점 2는 62.50 B등급이었다. 도암호 내 지점인 지점 3은 50.00, C등급이었으며 지점 4는 25.00, D등급이었다. 하류지점인 지점 5는 100.00, A등급이었으며 지점 6 또한 100.00, A등급이었다. 지점별 최댓값은 지점 5와 지점 6의 100.00, A등급이었으며 최솟값은 지점 4의 25.00, D등급이었다.

4차 조사에서 상류지점인 지점 1의 경우 75.00, A등급이었으며 지점 2는 37.50, D등급이었다. 도암호 내 지점인 지점 3은 50.00, C등급이었으며 지점 4는 31.25, D등급이었다. 하류지점인 지점 5는 81.25, A등급이었으며 지점 6은 100.00, A등급이었다. 지점별 최댓값은 지점 6의 100.00, A등급이었으며, 최솟값은 지점 4의 31.25, D등급이었다.

수질분석

도암호를 기준으로 송천의 상류와 하류의 수질을 비교한 결과 하류의 수질이 상류보다 좋음이 확인되었다(Table 3). 도암호의 하류는 상류에 비해 평균적으로 BOD는 0.2 mg/L COD는 0.5 mg/L 높았지만 TN은 0.9 mg/L TP는 0.01 mg/L 낮았다. 특히 SS는 115 mg/L 전기전도도는 50 µS/cm 이상 낮아 확연한 차이를 보였다.

Table 3.

Comparative analysis of water quality items in the upper and lower streams of Stream Song (mean ± SD) from February 2021 to December 2022. Source: Ministry of Environment-Water Environment information System

Item WT (°C) BOD (mg/L) COD (mg/L) SS (mg/L) TN (mg/L) TP (mg/L) Conductivity (µS/cm)
Station
upper 13.9 ± 6.9 1.1 ± 0.5 3.1 ± 0.8 12.1 ± 12.5 3.7 ± 1.4 0.06 ± 0.04 221.4 ± 114.4
reaches (0.4-25.5) (0.3-2) (1.8-4.9) (1.2-48) (1.2-.6.6) (0.02-0.2) (82-578)
lower 13.5 ± 7.1 1.3 ± 0.5 3.6 ± 0.8 5.4 ± 5.2 2.8 ± 0.4 0.05 ± 0.03 165 ± 28.7
reaches  (1.7-24.3) (0.4-2.3) (2.3-5.3) (0.8-18.9) (1.8-3.8) (0.02-0.1) (108-203)

고 찰

본 연구는 도암호 상류에 유입되는 탁수 및 토사가 하류에 영향을 미치는 것에 관해 도암호가 실제로 피해를 줄이는 역할을 하고 있는지를 검증하는 것에 초점에 두고 수행하였다. 이를 위해 탁수 및 토사가 유입되는 도암호 상류와 도암호 내, 그리고 도암호 하류에서 다양한 항목들을 비교・분석하였다. 첫 번째 분석은 어류상을 통해 이루어졌다. 한국고유종은 주로 자갈이나 바위가 많은 여울에 서식한다. 고유종의 출현율은 그 높고 낮음에 따라 특정 하천이 얼마만큼 한국 하천의 특성을 나타내고 있는지를 판단할 수 있는 기준이 될 수 있다(Choi, 2005a; Kim et al., 2006). 한강수계의 고유율은 41.7-50.0%로 확인되고 있는데 가령 영월 한반도습지의 고유율 수치는 52.94%(Han et al., 2014)로 나타난다. 그러나 본 연구가 진행된 송천에서는 한국고유종이 총 11종 출현하여 비교 풍부도 기준 34.38%로 상류 지역임에도 불구하고 고유율이 떨어지는 것으로 나타나 탁수 및 토사에 의한 영향이 있음이 밝혀졌다. 하류 지역에서만 출현한 어종 중 눈동자개(P. koreanus.)와 퉁가리(L. andersoni)는 돌 밑에 서식하며, 가는돌고기(P. tenuicorpa)는 큰돌 주변, 묵납자루(A. signifer)는 비교적 유속이 완만하면서 모래와 뻘로 이루어진 소의 가장자리나 큰돌 아래에 주로 서식한다(Ko et al., 2019). 저서성 어종이 적게 분포할 경우 호수나 하천의 바닥상태가 오염되어 있거나 단순화되어 있다고 판단할 수 있는 근거가 되기에 이러한 결과는 하류 지역이 비교적 다양한 서식처(자갈, 돌, 뻘, 모래 등)가 존재한다는 것을 나타낸다(Choi et al., 2006b). 법정보호종의 경우 도암호 상류 지점에는 천연기념물이자 멸종위기종 II급인 어름치(H. mylodon)와 멸종위기종 II급인 새미 총 2종이 출현하였으며, 하류 지점에서 묵납자루(A. signifer), 가는돌고기(P. tenuicorpa), 어름치(H. mylodon) 총 3종이 출현하여 마찬가지로 하류 지점의 환경이 양호함을 보였다. 지점 2에서 채집된 어름치는 모두 1차, 2차 조사에서 채집된 개체로 대부분 치어가 채집되었다. 같은 지점에서의 3차 4차 조사에서는 채집되지 않았는데 이는 유입된 탁수로 인해 산란지와(Hunter, 1973) 치어의 서식 환경이 교란된 탓으로 보인다(Kim et al., 2007).

우점종과 아우점종을 살펴본 결과 상류(지점 1, 2)에서는 피라미(Z. platypus)가 우점하였고 참붕어(P. parva)가 아우점하였다. 도암호 내(지점 3, 4)에서는 빙어(H. nipponensis)가 우점하였고 돌고기(P. herzi)가 아우점하였다. 하류(지점 5. 6)에서는 참갈겨니(Z. koreanus)가 우점하였고 돌고기(P. herzi)가 아우점하였다. 상류(지점 1, 2)에서 아우점한 참붕어(P. parva)의 경우 낮은 수위, 높은 온도, 낮은 산소 농도 및 녹조에도 버틸 수 있는 등 내성이 강한 어종이다(Bǎnǎrescu, 1999; Pollux and Pollux, 2004). 상류 지점에서 내성이 강한 참붕어(P. parva)가 아우점하는 것에는 탁수에 의한 영향이 있다고 판단된다. 도암호 내(지점 3, 4)에서 우점한 빙어(H. nipponensis)는 6-12°C 내외의 차가운 냉수를 선호하는 대표적인 냉수성 어종으로, 하절기가 되면 수심이 깊은 곳으로 이동하여 서식하다가 늦은 가을철 또는 동절기에 중층 및 표층으로 이동하여 먹이활동을 하는 협온성 어종이다. 최대수심이 62 m에 달하는 도암호의 환경적 요인과 빙어(H. nipponensis)의 강한 내성이 도암호 내에서 빙어가 우점할 수 있는 원인을 제공한 것으로 판단된다(Hong et al., 2023; Kwak et al., 2013). 도암호 하류(지점 5, 6)에서 우점하는 참갈겨니(Z. koreanus)의 경우 서해안으로 흐르는 대부분의 하천에 서식하는 한국고유종으로 소와 같은 유속이 느린 지점보다는 호박돌이 있는 여울과 유수역에 주로 서식한다(Hur and Seo, 2011). 도암호 하류에서 참갈겨니가 우점할 수 있던 것에는 도암호에 의해 상류에서 내려오는 토사 및 탁수의 영향이 최소화 되었기 때문으로 판단된다(Lee et al., 2017).

두 번째 분석은 어류건강성평가(FAI)를 통해 이루어졌다. 총 8개의 메트릭을 이용하여 값을 산출한 결과 상류 지점(지점 1, 2)은 평균 73.43, B등급이었다. 반면 도암호 내 지점(지점 3, 4)은 평균 40.62, C등급이었으며 하류 지점(지점 5, 6)은 평균 89.50, A등급이었다. 송천 상류 지점에서 도암호 내 지점으로 이동할수록 등급이 낮아졌으나 도암호를 거쳐 송천 하류 지점에 가서는 다시 등급이 회복되는 경향을 보였다. 이는 송천 하류의 어류군집이 송천 상류 보다, 송천 상류의 어류군집은 도암호 내의 어류군집보다 건강함을 나타낸다. 이러한 결과는 상류에서 하류로 갈수록 비점오염원과 영양염류의 증가로 생물보전지수가 낮아진 이전 연구 결과들(Hugueny et al., 1996)과는 차별화된 결과로서 도암호에 의해 상류에서 내려오는 탁수 및 토사가 하류로 내려가는 것이 필터링 된 결과라 판단된다(An, 2006; Choi et al., 2021; Park et al., 2019). FAI 분석을 위한 8가지 메트릭 중 내성도(Tolerance guild)와 섭식길드(Trophic guilds)를 분석한 결과 내성도의 경우 종수를 기준으로 도암호 상류(지점 1, 2)에서는 민감종(Sensitive species)이 전체의 40%를 차지하고 있었으며 도암호 내(지점 3, 4)에서는 전체의 2%, 하류(지점 5, 6)에서는 전체의 47%를 차지하였다. 개체수를 기준으로는 상류(지점 1, 2)에서 민감종이 전체의 30%를 차지하고 있었으며 도암호 내(지점 3, 4)에서는 2%, 하류(지점 5, 6)에서는 38%를 차지하였다. 개체수와 종수 모두 도암호 하류 지점은 상류와 호내 지점에 비해 민감성 어종의 비율이 높게 나타났는데 이러한 결과는 높은 수치의 부유물질로 인해 서식지의 하상구조 변형, 수질 저하 등이 발생했을 때 종의 감소가 기대되는 민감종의 특성이 반영된 것으로 도암호 상류의 경우 유입된 다량의 탁수(모래,세립자)가 자갈 및 바위틈을 막아 서식처, 산란장소, 피난처를 감소 및 소멸시킨 반면 하류의 경우는 도암호로 인해 피해가 최소화되었기 때문으로 판단된다(Bash et al., 2001; Noggle, 1978; Reed et al., 1983). 탁수는 또한 저서생물의 서식처를 파괴하며, 탁수에 포함된 미립성 입자들은 이들의 호흡방해 및 질병유발의 요인으로 작용할 수 있다(Han et al., 2007). 탁수 및 토사로 인하여 상류 지역의 서식지 매몰이 지속적으로 일어난다면 상류지점을 중심으로 어류의 이동이나 사멸 현상이 발생할 것이며 나아가 어류상과 어류군집의 변화를 가져오게 될 것으로 판단된다(Choi 2005b). 섭식길드(Trophic guilds)를 분석한 결과 도암호 상류(지점 1, 2)에서 하류(지점 5,6)로 내려갈수록 잡식성의 비율이 낮아지고, 충식성의 비율이 높아지는 것이 확인되었다. 도암호 상류(지점 1, 2)의 경우 종수를 기준으로 잡식성이 전체의 33%를 차지하였고 도암호 하류(지점 5, 6)는 26%를 차지하였다. 개체수 역시 동일한 양상을 보였다. 도암호 상류(지점 1, 2)의 경우 잡식성이 전체의 48%를 차지하였고 하류 지점(지점 5, 6)은 21%를 차지하였다. 잡식종은 서식지의 물리・화학적 질적 하강에 따라 풍부도가 증가하는 경향을 보인다(National Institute of Environmental Research, 2016). 따라서 이러한 결과는 도암호의 상류 지점이 하류 지점에 비해 오히려 서식지의 질이 낮음을 의미하며 이것은 하류 지점으로 갈수록 하천 내 유기물의 양이 늘어나는 일반적인 현상(An et al., 2005)과는 다른 경우로 도암호의 필터 및 자정작용이 하류 서식지의 질이 낮아지는 것을 상당부분 저지한 결과라 보인다.

세 번째 분석은 수질을 통해 이루어졌다. 2021년 2월부터 2022년 12월까지 1년 10개월간 도암호 상류와 하류의 수질 데이터를 비교 분석한 결과 종합적으로 도암호 하류가 상류에 비해 수질이 양호했다. 도암호 하류는 상류에 비해 BOD의 경우 0.2 mg/L COD의 경우 0.5 mg/L 높게 측정되었지만 부유물질의 양을 뜻하는 SS의 경우 7 mg/L 유기물의 양을 뜻하는 Conductivity의 경우 60 µS/cm가 낮았다. 이러한 결과는 앞선 하류 지점이 상류 지점보다 양호했던 내성도 및 섭식길드 분석 등의 결과와 부합한다. 하류의 수질이 상류에 비해 양호한 것은 도암호의 여과기능으로 인한 결과라 판단된다. 이러한 결과는 댐의 건설이 지류에 도달하는 퇴적물의 부하를 줄인다는 Bor and Elçi(2022)의 연구 결과와 일치하고 있다. 도암호는 2001년 이후 운영이 중단된 상황에서 현재까지 표층수만이 자연 월류되고 있다. 이러한 도암호의 수리수문학적인 특성 때문에 관입된 탁수층은 즉시 방류되지 못하고 호내에 장기간 체류하게 된다(Lee et al., 2023). 이는 결과적으로 탁수를 비롯한 오염물질을 도암호 내에 침전시켜 탁수 피해가 하류로 이어지는 것을 막고 있는 것으로 보인다. 또한 본래 댐으로 형성된 인공호와 댐의 하류는 인간의 편의에 따라 수량조절이 이루어지기 때문에 댐 주변의 하천 및 호소의 안정성은 다른 하천에 비해 부족하게 되는 것이 일반적이나(Ryu, 1996) 도암호의 경우는 앞서 언급한 대로 표층수만이 자연스럽게 월류되고 있는 상황이기에 도암호 하류의 수생태계에 대한 피해가 최소화된 것으로 보인다.

결 론

본 연구에서는 도암호의 생태학적 역할을 검증하기 위해 상류 2개 지점, 호내 2개 지점, 하류 2개 지점을 선정하여 어류건강성평가(FAI), 섭식길드 분석 등을 실시하였다. 어류건강성평가(FAI) 결과 상류 지점부터 호내 지점까지는 등급과 점수가 낮아진 반면 하류 지점에서는 다시 등급과 점수가 높아지는 경향성이 확인되었다. 법정보호종 및 한국고유종과 같은 주요 어종의 출현 양상은 하류 지점에서 상류 지점보다 다양한 종수가 나타났으며 내성도 분석과 섭식길드 분석 결과 역시 하류 지점이 상류 지점보다 양호한 수치를 보였다. 물환경정보시스템을 통해 얻은 수질 데이터는 도암호의 하류가 상류보다 수질이 양호함을 나타내었다. 결론적으로 도암호에서 발생하는 침전, 희석 등과 같은 생태학적 정화 및 자정작용이 상류에 유입된 탁수의 영향을 감소시켜 하류의 어류 및 하천생태계에 긍정적인 작용을 하고 있다고 판단되었다.

Acknowledgements

본 연구는 한국수력원자력(주) 한강수력본부의 지원에 의해 이루어졌으며 이에 감사드립니다.

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