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ISSN : 2288-1115(Print)
ISSN : 2288-1123(Online)
Korean Journal of Ecology and Environment Vol.48 No.4 pp.238-252
DOI : https://doi.org/10.11614/KSL.2015.48.4.238

The Change in Patterns and Conditions of Algal Blooms Resulting from Construction of Weirs in the Youngsan River: Long-term Data Analysis

Yongsik Shin*, Haengsun Yu, Hakyoung Lee1*, Dahye Lee, Gunwoo Park
Department of Environmental Engineering & Biotechnology, Mokpo National Maritime University, Mokpo 58628, Korea
1Department of Biological Science, Chonnam National University, Gwangju 61186, Korea
Corresponding author: Tel: +82-61-240-7312, Fax: +82-61-240-7321, yongsik@mmu.ac.kr
Co-corresponding author: Tel: +82-62-530-3401, Fax: +82-62-530-3409, haklee@chonnam.ac.kr
November 14, 2015 December 17, 2015 December 24, 2015

Abstract

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.


보 건설에 따 른 영산강의 조 류 발생 및 환경 변화: 수질측정망 장기 자료 분 석

신 용식*, 유 행선, 이 학영1*, 이 다혜, 박 건우
목포해양대학교 환경·생명공학과
1전남대학교 생물학과

초록


    Ministry of Education
    2015R1D1A1A01060341

    서 론

    영산강은 국내 대형 4대강 중에 속하고 한반도 남서부 의 전남지역에 위치하고 있는 강으로 유역면적은 3,468 km2, 유로연장은 136.7 km이다. 영산강 상류에는 담양댐, 광주댐, 장성댐, 나주댐 등 4개의 다목적댐이 건설되었고, 강 하구에는 광활한 농지와 농·공업용수 확보를 위해 하 구언이 1981년에 건설되었다. 하구언 건설 이후 인근 다른 수계에 비해 영산강은 부영양화된 상태로 유지되었고 (Yi et al., 2006; Lee et al., 2009), 하류의 저층에서 주기적으로 저산소층이 형성되는 것으로 보고 된 바 있다 (Park et al., 2008; Song et al., 2015). 일반적으로 하구언이나 보와 같은 인공물들은 수체의 흐름을 정체시켜 수질악화의 원인이 될 수 있고 또한 수체에 서식하는 생물상의 변화를 초래하 는 것으로 알려져 있다 (Li et al., 2013; Jung et al., 2014). 또한 정체된 수역에서는 수온에 의한 성층이 형성되면서 저층의 용존산소 농도가 감소하고, 수체가 환원적 상태로 전환되면서 인산염 용해가 증가할 수 있고, 최종적으로 혐 기성 환경이 되면 다량의 인이 용출되면서 조류(식물플랑 크톤) 대발생에 기여하게 된다 (Callender and Hammond, 1982; Søndergaard et al., 1991). 또한 이렇게 부영양화된 담수가 하구언을 통해 연안으로 유입되면서 연안의 수질 과 생태계에도 영향을 주는 것으로 보고 되었다 (Sin et al., 2012; Sin and Jeong, 2015).

    영산강의 경우, 일차생산자인 조류의 생체량 (엽록소 a) 이 최대 317 mg m-3 (2009년 6월)까지 발생한 바 있고, 계 절에 따라 조류의 대발생이 반복되고 있다 (Song et al., 2012). 더욱이 최근 2011년에는 4대강 사업의 일환으로 광 주광역시와 나주시에 승촌보와 죽산보가 각각 축조되면서 조류 대발생의 형태 및 여건이 달라질 가능성도 존재한다. 또한 영산강 수질에 직접적인 영향을 미치는 광주광역시 총인 처리시설이 2012년 10월에 도입되면서 영양염 유입 에도 변화가 있을 것으로 예상된다. 하지만 지금까지 승촌 보와 죽산보의 건설 이전의 조류 발생에 대한 조사 결과는 존재하지만 건설 이후와 비교하여 전·후의 조류 발생의 형태 및 수질 환경을 분석한 연구 결과는 보고된 바 없다. 따라서 본 연구에서는 승촌보와 죽산보가 건설되기 전부 터 이후까지의 장기간의 수질측정망 자료를 분석하여 영 산강에서의 조류 발생 형태와 환경여건의 변화를 파악하 고자 한다.

    재료 및 방 법

    1.분석 항목과 정점

    장기적 경향 분석을 위해 하천수 수질측정망 (환경부 물 환경정보시스템, http://water.nier.go.kr)을 통해 확보된 자 료를 이용하였다. 분석 항목은 조류 생체량의 지시인자 (index)인 엽록소 a (chlorophyll a)와 조류 발생에 영향을 줄 수 있는 수질 환경 인자인 부유물질 (Total Suspended Solids, TSS), 암모늄 (NH4+), 질산염 (NO3-), 인산염 (PO43-), TN (Total Nitrogen), TP (Total Phosphorus) 등이다. DIN/ DIP molar ratio, TN/TP ratio는 조류발생에 영향을 미치 는 제한영양염을 평가할 수 있는 간접지수이므로 (Smith, 1983; Fujimoto and Sudo, 1997; Seppälä et al., 1999) 이 에 대한 분석도 실시하였다. DIN (Dissolved Inorganic Nitrogen)은 암모늄과 질산염을 포함하고 DIP (Dissolved Inorganic Phosphate)는 인산염을 의미한다. 조사 시기는 보 건설 공사기간인 2009년 10월~2011년 10월을 포함하 여 2001년부터 2014년까지 총 14년의 기간을 포함한다. 영산강 본류를 중심으로 12개 정점을 대상으로 수질항목 별로 분석을 실시하였다. 최상류 정점인 담양 (DY), 우치 (WC), 광주1 (GJ1)과 승촌보의 상류에 위치하고 있는 광주 2 (GJ2), 광주2-1 (GJ2-1), 광산 (GS) 등의 상류 정점, 승촌보 와 죽산보 사이에 위치하고 있는 나주 (NJ), 영산포 (YSP), 죽산 (JS)을 포함하는 중류 정점, 그리고 죽산보 하류에 위 치한 영산포1 (YSP1), 함평 (HP), 무안1 (MA1) 등의 하류 정점을 선정하였다 (Fig. 1).

    2시·공간적인 분포 및 상관성 분석

    물환경정보시스템의 수질 자료는 월별로 표층수에서 수 질항목에 대해 측정한 값이고, 시계열 형태로 정리하여 분 석하였다. 수질항목에 대한 측정이 정기적으로 이루어져 결측치가 거의 존재하지 않았다. 엽록소 a와 수질항목들의 조사기간 중 장기적 경향 (증감)은 담양-무안1까지의 정점 을 최상류, 상류, 중류 그리고 하류로 구분하여 시계열 자 료를 분석하였다. 보 건설 전·후의 환경 변화 및 조류발 생 형태 비교를 위해서 보 건설 전인 2006년~2008년 자 료와 건설 후인 2012년~2014년 자료로 분류하여 공간적 인 분포 (Box-Whisker Plot)를 분석하였다. 이를 위해 담양 정점에서 가장 하류에 위치한 무안1 정점까지의 자료를 포 함하였고, 죽산 정점은 건설 전 자료 부재로 보 건설 전 결 과에서 제외되었다. 엽록소 a와 수질항목들과의 상관성은 Pearson’s correlation analysis를 이용하였고, 상관성 분석 을 위해 MYSYSTAT 12 통계소프트웨어를 이용하여 상류 와 중류 정점 (GJ2-JS) 자료를 대상으로 실시하였다. 일사 량, 일조시간, 강우량 등은 기상청 자료 (www.kma.go.kr)를 이용하였다.

    결 과

    1.영산강 기상 조건: 강우량, 일조시간, 일사량

    월별 강우량은 건조기인 가을과 겨울철에는 낮았다가 봄철부터 강우 빈도수와 양이 증가했으며 우기인 여름철 에 최대치를 기록하는 전형적인 몬순기후의 특성을 보였 다(Fig. 2A). 특히, 2009년 7월에 강우량이 607.4 mm로 가 장 높았고 강우도 빈번하게 나타났다. 연도별 강우량을 보 면 2003년에 가장 높았고, 2008년에 가장 낮았으며 2001 년에서 2014년으로 갈수록 소폭 감소하는 경향을 나타냈 다.

    월별 일조시간은 겨울철에 낮은 분포를 보이다가 봄철 에 증가하고, 강우가 집중되는 여름철에 급격히 감소하였 다가 가을철에 다시 증가하는 형태를 보였다. 연도별로는 2001년에서 2014년으로 갈수록 증가하는 추세를 나타냈 다 (Fig. 2B).

    월별 일사량은 겨울철에 낮은 분포를 보이다가 봄철에 증가하고, 강우량이 집중된 시기에 다소 감소하였다가 이 후, 급격히 감소하는 추세를 나타냈다 (Fig. 2C). 연도별 일 사량은 2003년에 감소한 후 증가하다 2005년 이후 다소 감소하는 추세를 보이고 있다.

    2.조류 발생 형태와 환경 여건: 시간적 변동

    1)TSS 변동

    부유물질 (TSS)의 계절 변동을 보면, 전체적으로 강우기 인 여름철에 농도가 증가하는 경향을 보이고 있다 (Fig. 3). 연도별로 보면, 최상류의 DY 정점은 2004년~2006년에 다 소 증가 하였으나 (Fig. 3A) 2007년에 다시 감소하고, 보 건 설 기간에 다시 다소 증가하는 경향을 보였다. 하지만 보 완성시기인 2011년에는 다시 감소하였고, 최근 (특히, 2014 년) 다소 증가하는 형태를 보였다. WC와 GJ1 정점도 유사 한 분포를 보였지만, DY 정점과 달리 2011년까지 증가하 였다가 이후에 감소하는 경향을 보이고 있다.

    상류 정점(GJ2-GS)의 경우, 높은 농도 (0.4~200 mg L-1) 를 보인 2005년을 제외하고 대체적으로 유사한 농도를 유 지하다가 2010년 말에 증가하기 시작하여 2011년에 높은 농도를 보이는 경향을 보였다 (Fig. 3B). 하지만 보가 완성 된 직후인 2012년부터는 모든 정점에서 낮은 농도를 나타 냈으며 매우 감소하는 경향을 보였다.

    중류의 NJ, YSP 정점 역시 2013년 일부를 제외하고 상 류 정점과 유사하게 2009년부터 2011년까지는 증가하고 이후 감소하는 분포를 보였다 (Fig. 3C). JS 정점은 2012년 부터 조사되었으며 전체적으로 낮은 농도를 나타냈다.

    하류인 YSP1-MA1 정점 또한, 2009년부터 2011년까지 농도가 증가하였다가 2011년 이후 감소하였지만 상류와 중류의 정점들과는 달리 농도가 증가 전의 수준으로 유지 되었다 (Fig. 3D).

    2)영양염

    암모늄 (NH4+)은 상류 정점에서 가장 낮은 분포(0.14~ 84.23 μM)를 보였으며 보 건설 이후인 2011년 말부터 증 가하는 추세를 보였다 (Fig. 4A). 상류 정점인 GJ2-GS 정점 에서 가장 높은 분포 (0.14~1104.93 μM)를 나타냈고, 보 건설 이후 GS 정점을 제외하고 농도가 증가하는 형태를 보였다 (Fig. 4B). 중류 정점에서는 상류 정점과 마찬가지 로 보 건설 이후 증가하는 경향을 보였다 (Fig. 4C). 하지만 하류 정점에서는 MA1 정점을 제외하고 보 건설 공사 기 간 동안 증가하였다가 2012년 이후 감소하는 추세를 나타 냈다 (Fig. 4D).

    질산염 (NO3-)의 경우, 최상류 정점인 DY-GJ1에서는 명 확한 증감이 나타나지 않았고, 나머지 정점에서는 보 건설 이전인 2007년까지 증가하였던 농도가 보 건설 공사 기간 부터 감소하기 시작하여 지속적으로 낮은 농도를 유지하 였다 (Fig. 5).

    인산염 (PO43-)도 최상류 정점인 DY-GJ1에서는 명확한 증감이 나타나지 않았지만 나머지 정점에서는 보 건설 이 후인 2012년부터 인산염의 농도가 감소하는 추세를 나타 냈다 (Fig. 6).

    총 질소와 총 인은 각각 질산염과 인산염의 분포와 유사 한 분포를 보였다 (자료 미 제시). 제한 영양염을 간접적으 로 파악할 수 있는 DIN/DIP molar ratio 변동을 살펴보면, 최상류 정점을 제외한 모든 정점에서 보 건설 공사 이전에 비해 보 건설 공사 이후 DIN/DIP molar ratio 값이 높은 추 세 (특히, 2014년)를 보였다 (Fig. 7).

    3)조류 생체량(엽록소 a)

    조사 기간 동안의 조류 생체량 변동을 살펴보면, 최상 류 정점인 DY-GJ1은 전반적으로 2006년~2007년, 2009년 ~2011년에 낮은 조류 생체량을 보였고, 2012년부터 다소 증가하는 경향을 나타냈다 (Fig. 8A). 특히 GJ1 정점은 다 른 정점에 비해 2012년 이후의 증가 폭이 큰 것으로 확인 되었다.

    상류 및 중류 정점에서도 이와 유사한 경향이 나타났는 데 특히 보 건설 기간과 건설 이후의 농도 차이가 확연하 게 나타났다 (Fig. 8B, 8C).

    하류의 MA1 정점은 상류의 다른 정점과 유사한 분포를 보인 반면, YSP1와 HP 정점은 상류 및 중류 정점과 다른 분포를 보였다 (Fig. 8D). 가령 2006년~2007년에는 낮은 조류 생체량을 보이다 2009년에 타 정점과 달리 높은 농 도를 보였고 2010, 2011년 그리고 그 이후에도 유사한 농 도를 유지하였다.

    3.조류 발생 형태와 환경 여건: 공간적 변동

    조류 생체량은 보 건설 전보다 이후에 전체적으로 농도 가 높았으며 특히 YSP 정점에서 최대값 (249.9 mg m-3)을 나타냈다 (Fig. 9). 특히, 보 건설 전에 비해 상·중류 구간 인 GJ1부터 YSP 정점의 증가 폭이 큰 것으로 확인되었다.

    하지만 부유물질은 반대로 보 건설 이후 감소하였고, 하 류 정점에서는 다소 증가하는 경향을 나타냈다. YSP 정점 은 조류 생체량과 유사하게 높은 값 (117.1 mg m-3)을 보였 다.

    암모늄 (NH4+)은 보 건설 전에는 최상류에서 GJ2 정점 으로 가면서 증가하다 중류에서 다소 감소하였다가 또다 시 증가하였고 하류로 가면서 감소하는 형태를 보였다 (Fig. 9). 보 건설 이후에는 뚜렷하게 최상류 정점에서 상 류로 가면서 증가하다 GJ2 정점에서 갑작스럽게 증가하고 하류로 갈수록 점차 감소하는 추세를 나타냈다. 또한, 건설 이후에 상, 중류의 농도가 전에 비해 크게 증가하였다.

    질산염 (NO3-)은 보 건설 전에는 최상류에서 상류 정점 으로 가면서 다소 감소하다가 GJ2 정점에서 갑자기 증가 하고 하류로 가면서 감소하는 형태를 보였다. 보 건설 후 에는 GJ2 정점에서의 증가 폭이 적었고 하류까지 유사한 농도를 유지하는 경향을 보이고 있다. 건설 이후 농도는 전보다 감소한 것으로 확인되었다.

    인산염 (PO43-) 또한 보 전설 전에는 질산염 (NO3-)과 유 사한 경향을 나타냈고 보 건설 후에는 상, 중류의 농도가 전에 비해 큰 폭으로 감소하였다.

    총 질소의 경우, 보 건설 전·후 시기에 전반적으로 질 산염과 유사한 분포를 보였으며 총 인 또한 인산염과 유사 하였으나 총 질소보다 총 인의 감소폭이 상대적으로 큰 것 으로 나타났다.

    DIN/DIP molar ratio 변동을 살펴보면, 보 건설 전에 비 해 건설 이후 매우 높은 값을 나타냈으며 보 건설 전에는 최상류 정점에서 증가하다가 상류 정점인 GJ 정점에서 감 소하였으며 이후 증가하는 경향을 보였으나 보 건설 이후 에는 반대로 GJ2 정점에서 증가하는 추세를 나타냈다.

    4.조류 생체량과 환경 여건과의 상관성

    상류 (GJ2-GS) 정점과 중류 (NJ-JS) 정점 자료에 대한 상 관분석 결과, 조류 생체량은 수온, 암모늄, TN/TP ratio, DIN/DIP molar ratio, 일조시간, 일사량과 유의한 양의 상 관성을 보였으며 질산염과 음의 상관관계로 나타났다. 부 유물질은 수온, 강우량, 일사량과 유의한 양의 상관성을 보 였고, 총 질소, 암모늄, 질산염, 인산염, 일조시간과 유의한 음의 상관성을 보였다.

    고 찰

    조류 (식물플랑크톤) 성장에 영향을 미치는 환경인자 는 크게 수온, 영양염, 광량, 체류시간 등의 비생물학적 (abiotic) 인자와 상위소비자에 의한 포식과 같은 생물학적 (biotic) 인자로 구분할 수 있다 (Hwang et al., 2004; Hunt and Matveev, 2005; Hilton et al., 2006; Bowes et al., 2012; Yu et al., 2015). 담수에서 서식하는 조류는 이렇게 다양한 환경인자들과 동시 다발적으로 그리고 복합적으로 상호작 용을 하면서 성장 및 소멸되므로 이들의 조류 발생을 이해 하기 위해서는 장기간의 많은 자료와 다양한 분석 기법을 필요로 한다 (Chen et al., 2003; Gallegos et al., 2010; Hong et al., 2013). 영산강은 인근지역에 위치하고 있는 주암호 나 동복호와 같은 인공호소에 비해 영양상태가 높은 것으 로 조사되었다 (Yi et al., 2006). 특히 영산강의 상류 지역은 광주라는 대도시가 위치하고 있어 이들 도시로부터의 인 위적 오염물질 (영양염)이 영산강 본류로 유입될 가능성이 있는 것으로 보고되고 있다 (Kang et al., 2006). 본 연구의 결과에서도 하수종말처리장 방류구 그리고 광주천이 합류 되는 수역의 바로 밑에 위치한 GJ2 정점에서 암모늄을 제 외한 모든 영양염이 갑자기 증가하는 형태를 보이고 있다 (Fig. 9). 보 건설 전에는 이러한 급작스런 증가가 뚜렷하였 지만, 보 건설 후에는 그 폭이 감소한 것으로 나타났다. 특 히 인산염과 총 인의 증가 폭이 상당히 감소되었다. 영양 염의 시간적 분포에서도 인산염의 감소가 상류-하류 정점 (Fig. 6B, 6C)에서 관찰되었다. 이러한 감소는 최근 광주시 에 도입된 총인 처리시설의 영향으로 사료된다. 하지만 반 대로 암모늄은 보 건설 전에 비해 상당 폭 증가하는 결과 를 보이고 있다 (Fig. 9). 정점별로는 최상류부터 하류까지 정점에 따라 다소 상이한 증감을 보여 인산염과는 달리 공 간에 따른 명확한 증감이 나타나지 않았다. 영산강 상류는 위에 언급된 영양염 공급원 외에도 본류와 인접한 농지로 부터 유입되는 농업 폐수 (비료, 유기물 등)들도 존재하고 있어 조류 발생에 필요한 영양염은 수시로 공급될 것으로 예상된다. 상류에서 공급된 영양염은 몬순 강우 시에 농도 가 감소하는 희석 현상을 보이고 실제 상관성 분석에서 강 우와 영양염이 음의 관계를 갖는 것으로 나타났다 (Table 1). 하지만 수온이 상승하는 강우기에는 중, 하류에 영양염 이 전달되면서 강우 직후 수층의 안정화 (수온약층 형성)로 조류발생에 기여할 수 있고, 또한 부영양화된 담수가 하구 언을 통해 해양으로 유입되면서 해양생태계에도 영향을 미칠 수 있는 River Continuum이 존재하는 것으로 보고되 었다 (Sin et al., 2015).

    영양염이 충분하더라도 기본적인 광량이 확보되지 않으 면 조류가 성장하기 힘들다. 최근 영산강을 대상으로 조사 된 조류발생 특성 연구에서 일정수준의 일사량 (>20 MJ m-2)과 일조시간 (>8 hr)이 존재할 때 100 mg m-3 이상으 로 대증식한 것으로 보고되었다 (Ministry of Environment, 2014). 일사량의 장기 분포에서 일사량은 2005년 이후부터 최근까지 다소 감소하고 일조시간은 최근 다소 증가하는 것으로 나타났다 (Fig. 2). 강우량은 3~4년 주기로 증감을 반복하지만 장기적으로 증가하거나 감소하는 경향을 보 이지 않았다. 하지만 수층 투과 광량에 영향을 미치는 수 층 탁도를 대변하는 부유물질은 장기적 분포에서 보 건설 전·후로 감소하는 명확한 변동 (특히, 상·중류에서)을 보 이고 있다 (Fig. 3). 상관성 분석 결과 (Table 1)에서 제시하 듯이 부유물질 분포는 강우의 영향이 크므로 강우기에 높 아지지만 건설 중이나 전에 비해 건설 후에는 그 상승폭과 주기가 감소하였다 (Fig. 3). 보 건설 전과 후의 직접적인 비 교 결과에서도 상류, 중류 정점 (GJ2, GS, NJ, YSP)에서 중 앙값 (median)과 범위 (percentile)가 확실하게 감소하였다 (Fig. 9). 이러한 탁도 (부유물질)의 변동과 관련하여 조류 생체량의 분포를 살펴보면, 탁도가 증가하였던 보 건설 중 에는 거의 모든 정점에서 조류의 생체량이 감소하는 결과 를 보였다 (Fig. 8). 하지만 보 건설 이후에는 조류 생체량 이 보 건설 전 수준으로 회복되거나 그 이상으로 증가하는 것으로 나타났다. 생체량 증가가 뚜렷했던 정점은 탁도 감 소가 분명했던 상류, 중류 정점 (GJ2, GS, NJ, YSP)들과 일 치하였다. 이러한 결과는 영산강의 조류 발생에 수층 탁도 가 미치는 영향이 크다는 것을 제시하고 있다. 보 건설 이 전의 영산호를 대상으로 영양염 및 광 제한 지수(index)를 활용하여 영양염과 광량의 중요성을 비교한 선행연구에서 도 영양염이나 동물플랑크톤의 포식보다는 광량이 조류 변동에 미치는 영향이 큰 것으로 보고 된 바 있다 (Kang, 2010; Song et al., 2010). 보 건설 이후 인산염 감소와 암모 늄의 증가로 N : P ratio가 높아지면서 (Figs. 7, 9) 향후 영산 강에서 인 제한이 조류의 성장을 억제할 가능성도 존재하 지만, 탁도 감소로 일정 수준의 광량이 확보가 용이한 상 태에서 일시적으로 인이 유입된다면 조류가 대발생할 수 있는 환경이 조성될 가능성이 크다고 볼 수 있다. 보 건설 이후의 부유물질 (탁도) 감소는 유속 및 체류시간의 감소 와 관련이 있을 것으로 추측되지만 구체적인 메커니즘은 체계적인 조사가 필요할 것으로 사료된다. 결국 본 연구는 보 건설 이후 인산염과 같은 영양염이 성공적으로 감소되 었음에도 불구하고, 그와 동시에 감소된 탁도는 영산강에 서 조류가 여전히 대발생 할 수 있으며, 그 양과 빈도가 증 가할 수 있는 환경임을 보여준다고 할 수 있다.

    적 요

    4대강 사업의 일환으로 추진된 보 건설이 영산강의 조 류발생 형태와 제반 환경조건에 미치는 영향을 조사하기 위해 장기 (2001~2014년) 자료 (환경부 물환경정보시스템) 를 분석하였다. 분석 항목으로 조류 발생의 형태를 파악 할 수 있는 엽록소 a와 환경인자인 부유물질, 암모늄, 질산 염, 인산염, 총 질소, 총 인, N : P ratio 등이다. 조사 정점은 최상류에 위치한 담양 (DY)에서 하류의 무안1 (MA1)까지 포함 (총 12개)한다. 분석 항목별로 시간적 분포를 시계열 로 분석하였고, 건설 전과 후의 직접적인 비교를 위해 전 과 후 3년간 자료 (2006~2008년, 2012~2013년)를 Box Whisker Plot으로 도시하여 분석하였다. 또한 항목들 간 의 상관성 분석 (Pearson’s correlation analysis)도 실시하였 다. 분석 결과, 수층의 탁도를 결정하는 부유물질은 보 건 설 기간 중에 부유물질 농도가 보 건설 전에 비해 거의 모 든 정점에서 상당 폭 증가한 반면 건설 이후에는 상류 및 중류에 위치한 정점들을 중심으로 확연하게 감소하였다. 암모늄은 건설 이전에 비해 건설 이후 증가하는 경향을 보 인 반면, 나머지 영양염은 감소하였고 이로 인해 N : P ratio 가 증가하는 경향을 보였다. 엽록소 a는 건설 중에는 모든 정점에서 감소하였으나, 건설 후에 부유물질 (탁도)이 감소 하였던 정점에서 건설 전에 비해 확연히 증가하는 형태를 보여 주었다. 이는 영산강에서 보 건설 이후 인산염과 같 은 영양염이 감소했지만, 동시에 탁도가 감소하면서 조류 가 대발생 할 수 있는 환경이 조성되었음을 제시하는 결과 라 할 수 있다.

    Figure

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    Monitoring stations along the main channel in the Youngsan River.

    KSL-48-238_F2.gif

    Temporal variations of hydrological parameters including precipitation (A), duration of sunshine (B) and insolation (C) in the area of Youngsan River.

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    Temporal variations of total suspended solids (TSS) at the stations in the Youngsan River. The yellow-colored shade denotes the period of weir construction (2009~2011).

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    Temporal variations of ammonium (NH4+) at the monitoring stations in the Youngsan River. The yellow-colored shade denotes the period of weir construction (2009~2011).

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    Temporal variations of nitrate (NO3-) at the monitoring stations in the Youngsan River. The yellow-colored shade denotes the period of weir construction (2009~2011).

    KSL-48-238_F6.gif

    Temporal variations of orthophosphate (PO43-) at the monitoring stations in the Youngsan River. The yellow-colored shade denotes the period of weir construction (2009~2011).

    KSL-48-238_F7.gif

    Temporal variations of DIN : DIP molar ratio at the monitoring stations in the Youngsan River. The yellow-colored shade denotes the period of weir construction (2009~2011).

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    Temporal variations of chlorophyll a at the monitoring stations in the Youngsan River. The yellow-colored shade denotes the period of weir construction (2009~2011).

    KSL-48-238_F9.gif

    Spatial variations of chlorophyll a and surrounding parameters including TSS, ambient nutrients, and DIN : DIP molar ratio at the monitoring stations in the Youngsan River. Data collected from 2006 to 2008 before the weir construction were compared with those collected from 2012 to 2014 after the construction.

    Table

    Correlation coefficients (r) of chlorophyll a (chl a, mg m-3) and the physical and chemical parameters (n=322~804). Coefficients ~ 0.10 were omitted and denoted by “-”.

    T, water temperature; Pre, Precipitation; DS, Duration of sunshine; Ins, Insolation
    *0.01≤P<0.05;
    **P<0.01

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