어도 개보수에 따른 어류 자원량 및 경제적 가치 평가: 삼척오십천 사례

문운기,배대열,김도현,신현범,서정빈,임경훈,이의행,유재상,안광국,김재구,Moon, Woon-Ki,Bae, Dae-Yeul,Kim, Do-Hyun,Shin, Hyun-Beom,Suh, Jung Bin,Lim, Kyeong Hun,Lee, Eui-Haeng,Yoo, Jae-Sang,An, Kwang-Guk,Kim, Jai-Ku 한국환경생물학회 2020 환경생물 : 환경생물학회지 Vol.38 No.1

SOW-0010의 어도 개보수 전·후 자원량을 분석한 결과 개보수 이후 평균자원량은 약 4.6배 증가한 것으로 나타났다. 경제적 가치는 어도 개보수 전 2014년 약 5.3백만원에서 어도 개보수 후 2015년 약 23.9백만원, 2016년 약 3.0백만원, 2017년 약 10.4백만원, 2018년 약 22.4백만원, 2019년 약 27.1백만원으로 매년 증감패턴이 다르게 나타났다. 2016년을 제외하고 전체적으로 개보수 이후 경제적 가치는 증가한 것으로 나타났다. 이는 다양한 회유성어종의 유입과 담수어류의 국지적 이동이 증가했기 때문으로 판단한다. 자원량 변화에 따른 경제적 가치변동을 지수함수를 적용하여 분석한 결과 모델계수는 0.582였으며, 이에 따른 최대 경제적 가치는 30.4백만원인 것으로 추정되었다. 군집 내 경제성어종의 비율과 점유율이 높을수록 계수값이 증가하고 이에 따라 경제적 가치가 높아질 것으로 예상한다. The changes in fish stock and biomass before and after fishway renovation located in a Korean estuary were studied and fluctuations in the economic value of the fish resources were estimated. The target fishway located in the east coast area in Korea was renovated in 2014 from the small fish ladder to the ice-harbor fishway. Monitoring was continued for five consecutive years after the renovation(2015 to 2019). Since the renovation of the fish passage, the economic values increased with increases in the fishery resources, except for in 2016 when the drought impact was severe. The yearly average incremental increase in the five years after the renovation was about 227%. The increase in economic value is believed to be due to the increased population of migratory fish as a result of habitat expansion. The exponential rise model showed an increase in economic value with increasing fishery resources (R²=0.896). The model coefficient contributing to economic analysis was 0.582 and the maximum economic value after the renovation was estimated at about 30.4 million. The economic value would be a useful index for quantitative comparison in terms of ecosystem services before and after renovation.

1차 소하천의 환경특성 및 어류군집

문운기 ( Woon Ki Moon ),안광국 ( Kwang Guk An ) 한국하천호수학회 2007 생태와 환경 Vol.40 No.1

국내 4대강 수계 하천의 보 밀도에 따른 어류 출현종 분석

문운기(Woon Ki Moon),노다혜(Da Hye Noh),유재상(Jae Sang Yoo),임오영(O Young Lim),김명철(Myoung Chul Kim),김지혜(Ji Hye Kim),이정민(Jeong Min Lee),김재구(Jai Ku Kim) 응용생태공학회 2022 Ecology and resilient infrastructure Vol.9 No.2

4대강 수계 하천에 설치된 보 밀도는 어류의 종 다양성에 영향을 주는 요인임을 확인하였다. 보 밀도 지수는 수계별로 차이를 보였으며, 낙동강 수계하천이 가장 높게 나타났으며 (17±1.6), 금강 (1.5±1.3)과 영산강(1.4±1.1)은 비슷하게 나타났다. 반면, 한강 수계하천(1.3±1.2)에서는 보 밀도가 낮게 나타났다. 2-DKS 분석 결과 영산강 수계를 제외하고 Dmax에 따른 p-value는 0.05 이하로서 어류의 출현종수는 보 밀도에 의존하는 것으로 나타났다. 어류 종 다양성에 영향을 주는 보 밀도 역치값 (Threshold value)은 수계별로 다르게 나타났으며. 한강수계 1.6개/㎞, 낙동강 수계 1.3개/㎞, 금강수계 2.3개/㎞ 이상에서 어류 출현종수는 감소하는 것으로 나타났다. 본 연구에서 조사한 총 1,217개 하천 가운데 33%인 약 404개 하천의 보 밀도 지수가 역치값 이상인 것으로 나타났다. 이러한 하천은 수생태계 연속성 확보가 시급하기 때문에 우선 대상 하천으로 선정하여 역치값 이하로 보 밀도를 관리할 필요가 있다. It was confirmed that the fish diversity decreased with increasing index of weir’s density (IWD) in the four river systems. The IWD showed difference with watershed, it was high in the Nakdong River (NDR). Both two river systems of Gum River (GUR) and Yeongsan River (YSR) were similar, whereas relatively lower density observed in the Han River (HNR) system. A result of 2-Dimensional Kolmogorov-Smirnov (2-DKS) as a nonparametic test showed different threshold values affecting fish diversity with the river systems. The p-values based on Dmax, were significantly different at 0.05 level (except for YSR). The threshold values affecting fish diversity were also different with watershed. The values were 1.6/㎞ of the HNR, 1.3/㎞ of the NDR, and 2.3/㎞ of the GUR, respectively. The fish diversity was decreased when IWD is over threshold values. The IWD of total 404 rivers (about 33%) among 1,217 surveyed in this study showed above threshold value. These rivers should be considered first for evaluating river continuity. The IWD and threshold value suggested in this study would be useful for selecting a stream priority for river connectivity study.

포스터발표 : 우수 중수도 및 기타 ; 밀어, Rhinogobius brunneus의 산란생동 및 초기생활사와 자어의 성장

문운기 ( Woon Ki Moon ),최신석 ( Shin Sok Choi ),안광국 ( Kwang Guk An ) 대한상하수도학회 2004 공동추계 학술발표회 논문집 Vol.2004 No.-

보문 : 흑천수계의 어류상 및 군집분석

문운기 ( Woon Ki Moon ),한정호 ( Jeong Ho Han ),안광국 ( Kwang Guk An ) 한국하천호수학회(구 한국육수학회) 2010 생태와 환경 Vol.43 No.1

탐진강수계 고도 및 하구로부터 거리에 따른 어류구성 및 분포특성

문운기 ( Woon Ki Moon ),배대열 ( Dae Yeul Bae ),서진원 ( Jin Won Seo ),안광국 ( Kwang Guk An ) 한국물환경학회 2012 한국물환경학회지 Vol.28 No.4

This study is focused on fish fauna and distributional features along with physical gradients and stream orders in the Tamjin River basin, Korea. Fish sampling and investigation were conducted for 2 years from 2009 to 2010, Total number of fish species collected were 47 species of 16 family, The group of cyprinidae was mostly abundant, Both fish abundance and biotic index were declined with increasing altitude and longitudinal distance from the river mouth. Two species of Zacco temminckii and Pungtungia herzi were prevalent in most of sampling sites and showed no altitudinal and longitudinal differences. Most other species, however, were spatially restricted to specific regional altitudes. Several species including Zacco platypus, Squalidus gracilis majimae and P, herzi were broadly distributed from river mouth to 50 km, Eight species including Z, temminckii and Rhynchocypris oxycephalus only appeared in over 10 km from the river mouth. Both Odontobutis platycephala and Pseudobagrus koreanus were classified as upstream dewelling species observed only in over 30 km from the river mouth, High proportion of tolerant and omnivorous species were more dominated in the downstream zone of the dam, whereas intolerant and insectivorous species were abundant in the upstream zone of the dam. The variable of stream order showed positive relationship between number of fish species and total individuals collected. Sensitive species including insectivore had a declining tendency with increasing stream order, while tolerant specie including omnivore species had relatively increased with stream order. Overall, our study suggested that fish distribution considerably depends on altitudinal gradient and longitudinal distance from the river mouth as well as physical habitat.

하천에 설치된 횡구조물의 영향 및 섬진강 수계의 어류 풍부도 예측

문운기(Woon Ki Moon),노다혜(Da Hye Noh),유재상(Jae Sang Yoo),임오영(O Young Lim),김명철(Myoung Chul Kim),김지혜(Ji Hye Kim),이정민(Jeong Min Lee),김재구(Jai Ku Kim) 응용생태공학회 2022 Ecology and resilient infrastructure Vol.9 No.2

섬진강 수계 210개 지방하천을 대상으로 하천연장과 보 밀도 대비 어류 출현종 현황을 분석하였다. 하천연장에 따른 어류 출현종수는 비선형지수함수 (Nonlinear exponential relationship) 관계를 보였다. 모델에 따른 계수값 (b)은 0.03이며, 결정계수(R²)은 약 59.0%인 것으로 나타났다. 모델식에 따른 예측기대종수는 실제 출현종수와 차이를 보였으며, 대상하천 가운데 약 110개 하천 (약 52.4%)에서 실제 출현종수는 예측기대종수보다 낮게 나타났다. 한편 섬진강 수계 하천에서 나타난 평균 보 밀도는 약 2.7개/㎞였으며, 이는 타 수계 하천과 비교시 월등히 높은 수치였다. 보 밀도 지표 (Index of Weir’s Density, IWD)에 따른 어류출현종수간의 2-DKS 분석 결과 어류 다양성에 영향을 주는 보 밀도 역치값 (Threshold value)은 약 2.5개/㎞인 것으로 나타났다 (Dmax=0.048, p<0.05). 실제 보 밀도 지표가 역치값 이상인 경우 어류 출현종수 대비 기대 종수비율은 70% 미만으로 낮아졌다. 따라서, 향후 수생태계 연속성 확보를 위한 보 밀도는 역치값 이하로 관리하는 것이 필요하다. The relationships between river length and weir density versus fish species observed were analyzed for 210 local rivers in the Seomjin River system (SJR). A nonlinear exponential relationship between river length and number of fish species were observed. Model coefficient was 0.03 and coefficient of determinant (R²) was 0.59, meaning that about 59.0% of total variance was explained by river length variable. Predicted value by model and observed number of species showed a difference. About 110 local rivers (about 52.4%) showed lower value than predictive value. The average index of weir’s density (IWD) in the SJR was about 2.7/㎞, which was significantly higher than that of other river basins. As a result of nonparametric 2-Kimensional Kolmogorov-Smirnov (2-DKS) analysis based on the IWD, the threshold value affecting fish diversity was about 2.5/㎞ (Dmax=0.048, p<0.05). Above the threshold value, it means that the number of fish species would be decreased. In fact, the ratio of the expected species to the observed species was lowered to less than 70%, when the IWD is higher than the threshold value. To maintain aquatic ecological connectivity in future, it is necessary to manage IWD below the threshold value.

어도개보수사업 전후 하천의 어류 자원량 평가 -강릉 두산보·병산보 적용-

문운기 ( Woon-ki Moon ),배대열 ( Dae-yeul Bae ),김도현 ( Do-hun Kim ),이의행 ( Eui-haeng Lee ),김원장 ( Won-jang Kim ),서정빈 ( Jung-bin Suh ),안중식 ( Jung-sik Ahn ),김재구 ( Jae-ku Kim ),안광국 ( Kwang-guk An ) 한국환경생태학회 2016 한국환경생태학회 학술대회지 Vol.2016 No.2

내수면 생물자원을 효율적으로 관리하기 위해서 시간에 따른 하천의 개체군 변동은 내수면 생산량을 결정하는 기본적인 요소가 되기 때문에 하천의 개체군 및 자원량 변동을 파악하는 것은 중요하나, 내수면에서는 어류자원보다 생물다양성 및 생태계 건강성에 중점을 두어대부분의 연구가 이루어졌으며, 자원량을 파악하기 위한 연구는 상대적으로 간과 되어 왔다. 일반적인 하천에서의 어류조사는 투망과 족대를 이용한 단위노력당(Catch Per Unit Effort, CPUE) 조사방법을 도입하여 정량조사를 수행하고 있어, 본 조사에서는 하천의 정량조사법인 CPUE법에 따른 정량채집된 어류정보를 기초로 하여 면적법을 결합하여 자원량을 추정할 수 있는 소해면적법(Modified Swept Area Method, MSAM)을 적용하였다. 어류 자원량을 평가하기 위해 강릉 남대천 두산보와 강릉섬석천 병산보의 경우 어도 개보수 전인 2014년 9월~12월까지 2회, 어도 개보수 후인 2015년 4월~11월까지 4회 조사를 각각 시행하였으며, 어류의 채집은 개보수대상 어도가 위치하는 보를 중심으로 상·하류 200m 구간으로 설정하여 조사를 시행하였다. 보를 중심으로 상·하류 200m구간의 수면적과 생존가능 수면적은 강릉 남대천 두산보의 경우 상류수면적은 27,892㎡, 하류 수면적은 6,902㎡중 생존가능 수면적은 각각 25,103㎡, 6,212㎡, 강릉 섬석천 병산보의 경우상류 수면적은 5,148㎡, 하류 수면적은 4,473㎡중 생존가능수면적은 각각 4,633㎡, 4,026㎡로 산출되었다. 이들 구간에서 어류 조사결과 강릉 남대천 두산보의 경우 상류구간 개보수 전 2과 5종 77개체, 개보수 후 7과 16종 610개체, 하류구간 개보수 전 4과 10종 508개체, 개보수 후 6과 14종 790개체로 총 9과 23종 1,985개체가 조사되었고, 강릉 섬석천 병산보의 경우 상류구간 개보수 전 2과 4종 19개체, 개보수후 2과 8종 68개체, 하류구간 개보수 전 5과 10종 56개체, 개보수 후 7과 14종 142개체로 총 7과 19종 285개체가 조사되어 조사대상인 강릉 남대천 두산보, 강릉 섬석천 병산보모두 어도 개보수 전에 비해 어도 개보수 후 어도를 통한 상류구간으로 소상이 이루어져 어류상의 증가가 발생한 것으로 조사되었다. 이러한 어류상의 증가는 군집분석 결과로 반영되었으며, 종 다양도에 있어 강릉 남대천 두산보의 경우상류구간 개보수 전 0.96에서 개보수 후 1.71, 하류구간 개보수 전 1.67에서 개보수 후 1.83으로, 강릉 섬석천 병산보의 경우 상류구간 개보수 전 1.11에서 개보수 후 1.57, 하류구간개보수 전 1.71에서 개보수 후 2.02로 각각 증가된 것으로 산출되었다. 생존가능 수면적과 CPUE에 따른 정량적인 어류조사를 통한 어획량 추정 결과 강릉 남대천 두산보의 경우 개보수이전에 비해 개보수가 완료된 후 자원량의 급격한 증가를 보였으며, 주요어류의 산란기인 4월 조사결과 약 13.0ton으로 가장 높게 나타났으며, 자원량을 비교하면 어도 개보수전 3.5ton,에서 어도 개보수 후 30.0ton으로 약 8배 증가하였고, 강릉 섬석천 병산보의 경우 강릉 남대천의 두산보와 비슷한 경향을 보이는 것으로 조사되었으며, 주요어류의 산란기인 4월 조사에서 자원량이 1.02ton으로 가장 높게 나타났으며, 자원량을 비교하면 어도 개보수 전 0.10ton에서 어도 개보수 후 1.58ton으로 약 15배 증가 하였고, 은어, 연어, 황어, 붕어, 숭어, 잉어 등 경제성 어종의 자원분포도 전체 자원량변동과 비교할 때 유사한 경향을 보이는 것으로 조사되었다.

밀어, Rhinogobius brunneus의 산란생동 및 초기생활사와 자어의 성장

문운기 ( Woon Ki Moon ),최신석 ( Shin Sok Choi ),안광국 ( Kwang Guk An ) 한국물환경학회 2004 공동 추계학술발표회 Vol.2004 No.-

어도내 유속에 따른 어류체형비 비교

배대열 ( Dae-yeul Bae ),문운기 ( Woon-ki Moon ),김도현 ( Do-hyun Kim ),이의행 ( Eui-haeng Lee ),김원장 ( Won-jang Kim ),서정빈 ( Jung-bin Suh ),안중식 ( Joong-sik Ahn ),김재구 ( Jai-ku Kim ),안광국 ( Kwang-guk An ) 한국환경생태학회 2016 한국환경생태학회 학술대회지 Vol.2016 No.2

어류의 외부 형태적 특징은 어류의 유영력과 군집의 기능을 결정하는 중요한 요인이 되고 있다. 어류의 외형은 크게 6개 타입으로 나누어진다. 유선형(streamline)과 같은 방추형(fusiform), 그 외 체고(body depth)와 체폭(body width)에 따라 측편형(compressiform), 종편형(depressiform), 장어형(anguilliform), 리본형(taeniform), 그리고 구형(globiform)등으로 구분된다(Kim and Park, 2002). 어류의 유영성은 유선형에 가까울수록 부피에 대한 지체계수(drag coefficient)는 최소가 됨으로서 최대가 된다(Jacobs et al., 1933; Hoerner, 1965). 어류의 유선형 정도를 측정하는 방법은 체장(body length)/체고(body depth)의 비로 표현되는 어류 체형비(fineness ratio, FR)가 있다. 어류의 유영 및 이동에서 최적 FR비는 4.5이상에서 지체계수(drag coefficient)가 최소인 것으로 알려져 있다(Scarnecchia, 1988). 일반적으로 유영속도는 체장에 비례하며 순항속도(cruising speed), 유지속도(sustaining speed), 그리고 돌진속도(darting speed)로 구분된다(Nakamura, Shunroku, 1991). 이때 어류의 유영력은 유영속도에 유속을 더한 값으로 정의된다(김진홍). 어종간에 유영속도가 일정하다고 가정하면 어류의 유영력은 유속에 좌우되고, 하천에서 어도구조물 설계시 어종들의 한계유속은 어류가 소상하기 위한 지표가 될 수 있다. 특히 어도의 유량 및 유속은 어도를 이용 할 수 있는 개체크기를 제한하는 요인이 되기도 한다. 하천에서 어류 군집의 특성은 서식지내 유속환경을 이해하는데 중요한 요인이 된다. 여울과 소가 연속적으로 나타나는 하천에서 어류 군집은 서식지복잡성(habitat complexity), 미소서식지(microhabitat)의 발달에 따라 다양한 어류가 출현하게 되고, 출현하는 어류의 외형을 분석하면 하천의 흐름의 특성과 밀접한 관련성을 가진다. 유속이 빠른 여울과 소(pool)나 정수역(rentic water)에 서식하는 어종의 FR값은 서로 차이를 보이게 된다. Langerhans and Reznick(2011)의 연구에 따르면 Poecilliidae에 속하는 50여종의 어류를 대상으로 조사한 결과 유속이 빠른 환경에 서식하는 어류는 유선형에 더 가깝고 FR은 4.5에 근접하는 것으로 보고하고 있다. 이는 유속이 어류의 외부 형태적 진화에 중요한 역할을 하는 것임을 의미 한다. 어도를 이용하는 어류군집의 특성을 고려한 설계가 필요하다. 즉 군집의 어류 체형비를 고려하여 어도의 유속분포를 결정하는 국내어도 설계상 가장 큰 문제점은 하천에 서식하는 어류군집의 생태적 특성을 고려하지 않고 일률적으로 어도를 설계하는데 문제가 있다. 우리나라는 갈수기와 홍수기의 유량에 따라 어도내 유속의 차이가 매우 크게 나타난다. 따라서 본 연구에서는 하천의 인공구조물인 어도에서 유속분포에 따라 이를 이용하는 어류들의 형태학적 체형비를 분석함으로서 향후 어도 설계시 어류상 및 목표어종에 따라 어도내 유속 분포를 결정하는데 유용한 자료로 활용을 목적으로 한다. 국내에 서식하는 어류를 대상으로 어도에서 유속의 범위에 따른 어류 체형비 분석을 통해 하천구조물인 어도에서 유속의 특성에 따른 어류체형비를 비교분석하였다. 향후 어도 설계시 어류상 및 목표어종에 따라 유속 분포를 결정하는데 중요한 자료가 될 것으로 판단한다.