This study was conducted to provide the basic information on environment effects on appearance of ichthyoplankton in the Yeongsan River Estuary in Spring and Summer from 2018 to 2020. Data were obtain from the database of 'Coastal Ecosystem' in "National Survey of Marine Ecosystem." Among the abundance ichthyoplankton species, the Gobiidae spp. dominated, accounting for 85% of the total abundances with the secondary dominant species being the Parablennius yatabei, representing 3% of the abundances. Cluster analysis results revealed a composition differentiated between spring and summer. The Yeongsan River Estuary is known to be significantly influenced by the opening and closing of estuarine gates. In this study, the fluctuation in the number of occurrence groups and abundance among the years and season is attributed to the phenomenon of high water temperature period and the freshwater discharge.
섬진강 및 영산강 하구의 환경변화에 따른 식물플랑크톤의 상관성을 조사하기 위해, 2016년 4월부터 11월까지 매월 현장조사를 수행하였다. 조사 정점에서 용존무기질소(DIN, dissolved inorganic nitrogen)와 규산염(DSi, dissolved silicate)은 강으로부터 유입되는 담수의 영향을 강하게 받았다. 특히 섬진강하구에서는 DIN과 DSi가 내측에서 점차적으로 외해로 확산되는 특성을 보였으나, 영산강 하구는 복잡한 지형학적 특징으로 내측과 외해와 잘 섞이지 않았다. 식물플랑크톤 분류군별 지표색소를 활용하여 분류군별 분포를 조사하였다. 규조류 지표색소인 fucoxanthin은 섬진강, 영산강 하구에서 각각 평균 0.61±1.00 ㎍ l-1, 0.76±1.22 ㎍ l-1로 나타나, chlorophyll a 이외 다른 색소에 비해 2배 이상 높은 농도를 나타내었다. 와편모조류 지시색소 peridinin은 현미경 검경결과와 와편모조류의 출현양상과 유사한 경향을 보였다. 소형 녹조류, 은편모조류, 남조류는 현미경으로 관찰되지 않았으나, 각각의 지표색소 chlorophyll b, alloxanthin, zeaxanthin은 일정하게 검출되어, 하구역 내 상기와 같은 종의 출현가능성을 시사하였다. 결과적으로 본 연구의 색소분석을 통하여, 하구역 상류의 환경 특성이 연안내만생태에 영향을 미칠 수 있다는 것을 밝혔다. 특히 영산강 하구는 인공적인 배수갑문의 독특한 특성으로, 대량방류되는 담수에 의하여 연안내만에서 관찰되는 담수종이 일시적으로 분포하였다.
Humic substances are refractory organic compounds that are relatively low in biological activity but known to stimulate phytoplankton growth in estuarine and marine environments. The effect of humic substances on phytoplankton growth was investigated in the seawater zone of the Yeongsan River estuary where an episodic anthropogenic freshwater is discharged, affecting its water properties directly. Water samples and data of water properties were collected at three stations (Sts. A-C) along the channel of the seawater zone in February, May, August and November, 2009. The collected water samples were incubated after humic acids (HA) were added in mesocosm experiments. Phytoplankton (chlorophyll-a) were fractionated into net- (> 20 ㎛) and nano-size (< 20 ㎛) to examine the response of phytoplankton according to size. Their response to HA treatment was assessed by repeated measures analysis of variance (RM-ANOVA). The experiments showed that phytoplankton biomass (chlorophyll-a) significantly increased after HA were added at the stations near the sea dike. Especially, nano-sized chlorophyll-a concentrations increased significantly throughout the seasons. This indicates that understanding the behavior of refractory organic matters such as humic substances is required to better manage altered estuarine ecosystems including the Yeongsan River estuary which are affected by episodic discharge of freshwater from sea dikes.
The Yeongsan River estuary was altered by a sea dike built in 1981 and the sluice gates in the dike were extended recently in 2014. The construction has caused changes in water properties and hydrodynamics and also produced disturbances including hypoxia and algal blooms. We analyzed the water quality and chlorophyll-a data (2009-2018) collected seasonally at 3 stations (Sts. 1-3) along the channel of the estuary by the Marine Environmental Monitoring System. Variations in water quality and chlorophyll-a (an index of phytoplankton biomass) were examined and their stressors were also identified by statistics including correlation and multivariate principal component analyses (PCA). The water quality was mainly affected by freshwater discharge from the dike. Salinity, nutrients and chlorophyll-a were especially affected by the discharge and the effect enhanced during summer and at the upper region near the sea dike decreasing downstream. Three factors were extracted for each station in the PCA accounting for 66.07-72.42% of the variations. The first was an external factor associated with freshwater discharge and the second and third were seasonal or biological factors. The results indicate that the water quality is more affected by short-termed and episodic events such as freshwater discharge than seasonal events and the influence of freshwater discharge on water quality is more extensive than that previously reported. This suggests that the boundary of the estuary should be extended to take into account the findings of this study and a management strategy linked to the freshwater zone is required to manage the integrity and water quality of the Yeongsan River estuary.
The flow of the middle and downstream of the Yeongsan River is stagnant by two weirs of Seungchon and Juksan and the estuary dam and maintained in freshwater. In this study, the Environmental Fluid Dynamics Code-National Institute of Environment Research(EFDC-NIER) model was applied to the Yeongsan River to simulate water flow, temperature, and salinity stratification. The EFDC-NIER model is an improved model which can simulate multi-functional weirs operation, multiple algal species, and the vertical movement mechanism of algal based on the EFDC model. The simulation results for the water level, water temperature, velocity, and salinity reproduced the observed values well. The mean absolute error(MAE) of the model calibration in the annual variations of the water level was 0.1-0.3 m, water temperature was 0.8-1.7 ℃, velocity was 4.5-7.1 cm/sec, and salinity was 1.5 psu, respectively. In the case of scenario simulation for the full opening of the estuary dam, the water level of the estuary dam was directly impacted by the tide so it was predicted to rise - 1.35 m to 0.2 m on average sea level. The velocity was also predicted to increase from 2.7 cm/sec to 50.8 cm/sec, and the flow rate to increase from 53 ㎥/sec to 5,322 ㎥/sec.
서남해에 위치한 영산강 하구는 1981년 12월에 하구언이 건설되기 전까지 전형적인 하구의 모습을 보였다. 하지만 하구언이 건설되면서 수질뿐만 아니라 식물플랑크톤이나 동물플랑크톤과 같은 부유생물들의 생물상들도 변화를 나타낼 것으로 예상된다. 따라서 기존에 보고된 자료와 최근 채집한 현장조사 자료를 토대로 식물플랑크톤 군집과 식물플랑크톤 관련 환경인자들의 변화를 조사하였다. 하구언 건설 직후(1984년)의 환경 자료와 최근 자료를 비교 검토한 결과, 담수역에서는 암모늄이 증가하였고, 해수역에서는 표층 용존산소, 아질산염+질산염, 암모늄 농도가 증가하였고 표층 인산염은 감소한 것으로 나타났다. 식물플랑크톤 군집의 경우, 담수역에서 하구언 건설 전(1980)보다 최근에 출현한 군집이 다양해졌고, 녹조류의 종수가 감소하였다. 해수역에서는 하구언 건설 직후(1984)보다 최근에 출현한 규조류의 종수가 감소하였고 녹조류나 와편모조류 등의 종수는 상대적으로 증가하였다. 하구언 건설 전 후에 공통적으로 출현했던 종은 소수로 최근에 새로운 종들이 동정된 것으로 나타났다. 영산강 하구언 건설 전 후의 식물플랑크톤 군집 변화에 대한 조사 결과는 아직까지 보고된바가 없어, 본 논문의 연구결과는 향후 영산강 하구 생태계를 이해하고 관리하는 데 필요한 정보 및 자료를 제공할 수 있을 것으로 사료된다.
영산강 하구는 1981년에 농지 및 농업용수 개발을 위해 하굿둑이 건설되면서 인위적인 변형이 이루어진 시스템으로 하굿둑을 중심으로 담수역과 해수역으로 분리되었다. 하지만 여름철에는 잦은 강우로 인해 수문이 자주 개방되고, 개방 시에 담수가 해수역으로 방류되면서 기수역의 특성을 보이기도 한다. 본 연구에서는 담수 방류의 직접적인 영향을 파악하기 위해 2013년부터 2015년까지 여름철 동안 담수 방류 전후로 일간 모니터링을 실시하여 하계 식물플랑크톤 크기구조와 환경여건 변화를 파악하고자 하였다. 그 결과, 담수 방류는 급격한 염분감소와 탁도를 증가시켜 표층의 용존산소도 감소시키는 것으로 나타났다. 다만 조사 전까지 방류가 지속적으로 이루어진 2014년에는 이미 염분이 감소한 상황이어서 추가적인 방류로 인한 염분의 감소는 나타나지 않았다. 영양염 중에서는 특히 질소성 영양염의 유입이 크게 나타났고, 이로 인해 질소의 상대적 제한 보다는 인이나 규소의 제한 가능성이 크게 나타났다. 식물플랑크톤 생체량 및 크기구조는 연도별로 상이한 결과를 보였으나 결과적으로 담수 방류에 따라 변화를 초래하였고, 방류 후에도 어느 정도 그 경향이 유지되었다. 결론적으로 불규칙적이고 예측이 어려운 담수 방류는 염분, 탁도, 영양염 농도 등의 환경요인뿐만 아니라 식물플랑크톤의 생체량 및 크기구조를 단기적으로 크게 변화시키는 것으로 나타났다. 이러한 변화는 적조와 같은 유해조류발생(HABs) 뿐만 아니라, 먹이량 및 미세먹이망 변화를 통해 상위소비자 그리고 먹이망 구조에도 영향을 미칠 수 있을 것으로 사료된다.
본 연구에서는 영산강 하구에서 측정된 수심 자료(1982년, 2006년, 2012년)와 표층 퇴적물 입도 자료(1997년, 2005년, 2012년)의 시계열 변화 연구를 통하여 하구역의 퇴적환경 변화를 규명하였다. 영산강 하구는 돌출암초를 가진 수로형 하구로서 서해안의 다른 하구들에 비해 좁고, 깊고, 반폐쇄적인 특징을 갖는다. 영산강 하구의 수심은 1982~2006년 동안 평균 2.1 m나 감소한 반면, 이후 2006~2012년 사이에는 0.3 m 증가하였다. 1982~2006년 사이의 급격한 수심 감소는 하굿둑 건설 이후 수로의 유로 변경과 급격한 유속 감소에 따른 니질(mud) 퇴적물의 퇴적, 그리고 2006~2012년 사이의 수심 증가는 주로 하구 남측 해역의 준설과 배수갑문 확장 공사에 따른 주변 지역의 준설 때문으로 해석된다. 하굿둑 건설 이후 하구의 수심 변화량과 조위 변화량 등을 고려할 때, 지난 24년 동안(1982~2006년) 영산강 하구에서 연간 8~9 cm/yr의 퇴적이 이루어진 것으로 평가된다. 영산강 하구의 표층 퇴적물은 90% 이상이 실트와 점토로 구성된 니질 퇴적물이며, 실트는 수심이 얕은 하구의 가장자리에, 점토는 수심이 깊은 하구 중앙부에 우세하게 분포한다. 표층 퇴적물의 평균입도(mean grain size) 변화는 1997년 평균 6.0 Ø, 2005년 평균 7.8 Ø, 2012년 평균 7.7 Ø로 1997~2005년 사이에 실트와 점토의 증가로 인해 전반적으로 세립화한 특성을 보인다. 담수 방류에 의해 하구로 유입되는 퇴적물의 양과 하구에 퇴적된 니질 퇴적물 양의 비교, 그리고 바다 쪽에서 하굿둑 방향으로 이동했음을 보여주는 실트와 점토 분포 패턴의 변화 등은 영산강 하구에 퇴적된 니질 퇴적물의 주요 기원이 강이 아닌 외해(offshore)임을 지시한다.
본 연구에서는 연안지역의 방재를 위하여 외해에 방조제를 설치하였을 때 유입하천의 홍수량을 고려하여 만내의 2차원 수리분석을 실시하였다. 대상지역으로 영산강과 목포항 해역을 선정하였으며, 먼저 영산강 살리기 사업으로 인한 하상준설 및 하도변화에 따른 영산강의 수위영향을 검토하기 위하여 HEC-RAS 모형을 적용하여 1차원수리분석을 실시하였다. 또한, 전세계적으로 사용되고 범용 및 상용화 되어있는 2차원 동수역학 모형인 SMS의 CMS-Flow 모델을 이용하여 외해에 Harbor Gate 설치를 통한 2차원 수리분석을 하고, 영산강의 홍수량에 대한 수리학적 흐름의 특성을 분석함으로써 2차원 모형의 적합성을 검토하였다. 2차원 수리분석은 방조수문 설치 유 무와 내수경계조건으로 영산강 유입량 적용 유무을 고려한 4가지 경우에 대하여 외해 경계조건을 부여하여 실시하였으며, 2차원 모형의 적용 결과 방조수문 설치로 인하여 목포항 해역의 해수면 변화는 영산강 하구둑의 방류량이 지배적이며, 방조수문과 하구둑에 의해 만들어진 저수지의 용적량이 방류량의 용적에 비해 많이 부족하므로 방조수문 설치시 영산강 하구둑과 방조수문의 유기적인 운영이 필요하다고 판단된다.
본 연구는 영산강수계 수질 특성을 파악하기 위하여 2001~2010년까지 영산강 본류 10개 지점의 수질측정자료를 활용하여 총 18개 수질항목에 대하여 다변량분석법을 이용하여 수질항목간의 상관관계 및 요인분석, 군집분석을 수행하였다. 수질항목간 상관성은 BOD는 T-N, T-P와 높은 양의 상관성을, Chl-a는 COD와 유의한 양의 상관성을 보였다. 요인분석 결과 제1요인이 영양염류요인(32.021%), 제2요인이 유기물 및 조류증식에 따른 물질대사 요인(17.453%), 제3요인이 계절적 변동요인(14.775%), 제4요인이 미생물요인(10.951%)으로 추출되었다. 요인분석 결과로부터 추출된 제1요인과 제2요인에 대한 군집 분석 결과, 오염도가 낮은 그룹, 광주천 및 하수처리수 방류의 영향이 큰 오염도가 높은 그룹, 축산농가 및 농경지 등이 인근에 분포하는 그룹 등 3 그룹으로 분류되었다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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