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ISSN : 2288-1115(Print)
ISSN : 2288-1123(Online)
Korean Journal of Ecology and Environment Vol.54 No.4 pp.315-326
DOI : https://doi.org/10.11614/KSL.2021.54.4.315

Behavior of Clear-water Phase in Hybrid Water System with Fluvial and Lacustrine Characteristics

Youn-Bo Sim, Myeong-Seop Byeon1, Jae-Hyun Kim, Soon-Ju Yoo1, Jong-Kwon Im1*, Soon-Jin Hwang*
Department of Environmental Health Science, Sanghuh College of Life Sciences, Konkuk University, Seoul 05029, Republic of Korea
1Han River Environment Research Center, National Institute of Environmental Research, Yangpyeong 12585, Republic of Korea
* Corresponding author: Tel: +82-2-450-3748, Fax: +82-2-456-7240 E-mail: sjhwang@konkuk.ac.kr Tel: +82-31-770-7271 E-mail: limjkjk80@korea.kr
30/11/2021 13/12/2021 13/12/2021

Abstract


The clear-water phase (CWP) is a notable limnological phenomenon in freshwater systems caused by predatory interactions between large filter-feeding zooplankton and phytoplankton. However, the mechanisms and factors that influence the extent of CWP, particularly in complex water systems with both fluvial and lacustrine characteristics, remain poorly understood. The present study evaluated CWP occurrence patterns at different sites in a large reservoir located in a temperate monsoon region (Lake Paldang, Korea); the relationships among factors associated with CWP occurrence, such as transparency, zooplankton diversity, and chlorophyll a concentration were investigated. Transparency exhibited significant correlations with precipitation and retention time, as well as the relative abundance of zooplankton (p<0.01), suggesting that a change in the retention time due to precipitation can alter CWP. Data collected before and after CWP occurrence were analyzed using paired t-test to determine variations in CWP occurrence based on the water system characteristics. The results demonstrated that various factors were associated with CWP occurrence in the fluvial-type and lacustrine-type sites. The correlation between zooplankton biomass and transparency was stronger in the lacustrine-type sites than in the fluvial-type sites. The lacustrine-type sites, where cladoceran emergence is common and is associated with long retention times, favored CWP occurrence. The results suggest that lacustrine-type sites, which are conducive to zooplankton development and have relatively long retention times, enhance CWP occurrence. Furthermore, CWP occurrence was notable in spring, and the present study revealed that site-specific CWP could occur throughout the year, regardless of the season.



하천-호수 복합시스템에서 청수현상 발생 특성

심 연보, 변 명섭1, 김 재현, 유 순주1, 임 종권1*, 황 순진*
건국대학교 환경보건과학과
1국립환경과학원 한강물환경연구소

초록


    서 론

    청수기 (青水期)는 일반적으로 온대지역의 호수 내에서 봄기간에 식물플랑크톤의 천이에 의해 발생한다. 청수기 동안에는 물의 투명도가 증가하며, 이는 동물플랑크톤 현 존량 증가와 식물플랑크톤 현존량의 감소와 동반되어 나 타난다 (Droscher et al., 2008). 청수기는 빛, 수온, 영양염류 그리고 플랑크톤과 포식자와의 상호관계를 통해 발생하며 (Sommer et al., 1986), 특히 수심이 얕은 호수는 빛의 투 과량이 상대적으로 많아 식물플랑크톤의 빠른 증가를 조 장하여 청수현상 발생과 밀접하게 나타난다 (Lund, 1950;Talling, 1971, 1993;Maberly et al., 1994).

    식물플랑크톤은 다양한 크기와 모습으로 발생하며, 동 물플랑크톤에 의한 섭식은 주로 크기에 따라 구분한다. 섭 식이 선호되는 작은 크기의 세포들이 주로 발생하게 되면 여과섭식을 하는 지각류 (Cladocera)의 생물량을 증가시켜 청수현상을 발생시킬 수 있다 (Lampert, 1987;George et al., 1990, 2000;Hambright et al., 2007). 이로 인해 Chl-a 와 동물플랑크톤 생물량의 관계는 반비례한다. 초여름에 청수현상이 주로 발생하는 영국의 Windermere, Esthwaite Water, Blelhan Tarn 호수에서 조사결과, 식물플랑크톤의 현존량이 최저일 때 동물플랑크톤은 주로 지각류 물벼 룩 (Daphnia)의 현존량이 최대로 나타났고, 과거 20년간 의 누적데이터 분석에서 총식물플랑크톤 밀도와 대형 동 물플랑크톤 밀도 간 음의 상관관계가 높은 것으로 나타 났다 (Talling, 2002, 2003). 청수현상의 발생은 수환경에서 영양염류 농도의 변화와 식물플랑크톤 군집변화로 이어 지며, 지속 기간은 수체가 맑아지는 정도에 따라 매우 짧 은 시간 동안 발생되기도 하지만 2주 이상 지속되기도 한 다 (Lampert et al., 1986). 또한 부영양호에서 청수기는 늦 은 봄 또는 초여름에 주로 발생한다 (Arndt and Nixdorf, 1991).

    온대지역에 위치한 팔당호는 계절성 몬순기후의 영향을 크게 받으며, 여름 장마기간의 집중호우와 태풍 그리고 봄 과 가을의 갈수현상이 나타난다. 이러한 현상에 의해 환경 요인들은 지속기간이나 크기, 빈도에 따라 유량과 탁도의 급격한 증가, 수층의 혼합 등을 유발시켜 수환경 및 동· 식물플랑크톤의 생물량에 영향을 미칠 수 있다 (Thornton et al., 1990;Winston and Criss, 2002). 팔당호는 유역 면 적에 비해 저수 면적이 작고 평균 수리학적 체류시간이 2.6~9.0일로 짧아 수층별 수질의 차이가 크지 않은 하천 형 호수라는 특성을 보인다 (Kim and Hong, 1992;Kim et al., 2002). 즉, 강우량의 정도에 따라 유량이 풍부한 여름 철에는 체류시간이 짧아 하천의 성격을 띠며, 유량이 적은 갈수기 또는 저수기에는 호수의 성격을 띠는 이중적 복합 수계의 특성을 가지고 있다 (Kong, 1977). 또한 팔당호는 유량이 서로 다른 남한강, 북한강, 경안천 등 세 개 하천이 합류되어 형성된 인공호로 유입하천과 호수의 경계가 명 확하지 않으며, 남한강과 북한강 중·상류에 댐이 위치하고 있어 상류 댐의 수문조절에 의해 유속과 유량이 크게 변화 하고 팔당호에 영향을 미친다 (Park et al., 2004). 이러한 인 공호에서의 수질 및 생물학적 특성은 일차적으로 수문학 적 현상에 의해 영향을 받으며 (Hwang et al., 2016, 2017), 유입하천의 특성에 따라서 수환경이 변화를 받는다.

    자연호수에서의 청수기 현상의 발생은 일반적으로 봄 동안에 여과섭식성 동물플랑크톤의 성장과 발달에 의한 식물플랑크톤 생물량의 감소가 직접적인 원인으로 나타나 고 있으나 (Lampert et al., 1986;Sommer et al., 1986), 하천 형 특성의 수리·수문학적 영향을 받는 인공호에서의 청수 현상에 대해서는 거의 연구된 바가 없다. 복합적인 수리특 성을 가지고 있는 팔당호는 시기와 장소에 따라 호수 내 에서도 청수현상 발생의 차이를 보일 것으로 예상되며, 그 특성도 다를 것으로 예상된다. 본 연구는 하천과 호수의 이중적인 복합수계의 특성을 보여주는 팔당호 내의 7개 지점을 대상으로 수리·수문학적 요인과 이화학적 요인, 생 물학적 요인의 관계 분석을 통해 청수기 발생양상과 원인 을 파악하여 복합적 수계의 청수기 특성을 이해하고자 수 행하였다.

    재료 및 방 법

    1. 조사 지점 및 조사시기

    조사대상 호수인 팔당호는 남한강, 북한강 및 경안천이 합류되어 호수를 이루는 인공호로 수력발전, 하천유지용수 공급, 광역 상수원 기능 등 다목적 댐호이다. 유역의 총면 적은 약 23,800 km2이고 남한강 (60%), 북한강 (37%), 경안 천 (3%)의 유역을 포함하고 있으며, 수표면적은 36.5 km2 로 유역면적 대비 저수면적의 비가 652에 달해 오염물질 유입에 취약한 구조이다. 평균수심은 6.4 m이고, 최대수심 은 22 m로 하천의 유입부에서 얕고 댐 앞부분에서 가장 깊 으며 평균 수리학적 체류시간 (HRT)은 약 7일로 짧게 나타 난다 (HRERC, 2016).

    조사지점은 수심이 가장 깊고 호수형의 특성을 띠는 팔 당댐앞 (St. 1), 유입하천으로 하천형의 성격을 띠는 남한 강수역 (St. 2, 3), 북한강수역 (St. 4, 5), 상대적으로 작은 하 천이며, 수심이 얕은 경안천수역 (St. 6, 7)을 선정하였으며, 2015년 3월부터 11월까지 주 1회 (결빙기 제외) 조사하였 다 (Fig. 1). 조사지점별 평균수심은 St. 1은 21.2 m였으며, St. 2는 9.5 m, St. 3은 9.7 m, St. 4는 9.1 m, St. 5는 9.3 m, St. 6은 5.9 m, St. 7은 3.4 m로 측정되었다 (Fig. 1).

    2. 강수량 및 수문자료 조사

    강우량은 기상청 양평기상대에서 관측한 일 자료를 사 용하였고, 유입량, 방류량 및 수위 등 수문자료는 국가 수자원관리종합정보시스템 (Korea Water Management Information System, WAMIS)의 자료를 이용하였다. 수집 한 기초자료는 요인별로 결측 또는 이상치를 제외하였고, 최종적으로 확인된 자료를 분석하였다.

    3. 시료채집 및 분석

    1) 이화학적 요인

    매주 조사 시에 이화학적 요인인 수온, pH, 용존산소 (DO), 전기전도도 (EC), 탁도는 현장 수질측정기 (YSIEXO, YSI Inc., Yellow Springs, OH, USA)를 이용하여 측 정하였으며, 투명도는 지름 20 cm의 투명도판 (Secchi disk Limnological Standard, Wildco., Yulee, FL, USA)을 이용하 여 현장에서 측정하였다. 수질분석을 위해 표층수를 채수 하여 실험실로 운반한 후 생물학적산소요구량 (BOD), 화 학적산소요구량 (COD), 부유물질 (SS), 총질소 (TN), 총인 (TP), 용존성총질소 (DTN), 암모니아성질소 (NH3-N), 질산 성질소 (NO3-N), 용존총인 (DTP), 인산염인 (PO4-P), 클로로 필-a (Chl-a) 항목을 수질오염공정시험기준에 따라 분석하 였다 (MOE, 2014).

    2) 생물학적 요인

    동물플랑크톤은 네트 (망목 60 μm)를 이용하여 10 L를 여과하여 채집하였고, 채집된 시료는 폴리에스틸렌 용기에 담아 중성포르말린용액 (20%)을 이용하여 최종농도 5% 로 고정하였다. 고정된 시료는 24시간 이상 침전시킨 후 에 상등액을 제거하고 최종 시료의 양을 10 mL로 맞추어 검경하였다. 식물플랑크톤은 표층수를 채수하여 Lugol’s solution (최종 농도 2%)을 첨가 후 고정하였으며, 시료는 counting chamber 위에서 30분 동안 침전시킨 후 검경하 였다. 동·식물플랑크톤의 정량 및 정성분석은 Sedgwick- Rafter counting chamber를 이용하여 위상차현미경 (Nikon eclipse, Nikon, Tokyo, Japan)에서 ×100~×1,000배로 검 경하였으며, 동물플랑크톤 개체수 단위는 리터당 개체수 (individuals L-1)로 환산하였고, 식물플랑크톤 세포수 단 위는 mL당 세포수 (cells mL-1)로 환산하였다. 동물플랑크 톤 종동정을 위해 윤충류는 Segers (1995a, b), 요각류는 장 (2005), 지각류는 정 (2014)을 참조하였으며, 식물플랑크톤 은 John et al. (2002), Wehr et al. (2003)을 참조하였다.

    4. 청수기 발생 판단

    팔당호에서 지점별로 청수기 발생을 파악을 위해 투명 도, Chl-a, 동물플랑크톤 현존량의 변화를 분석하였다. 발 생조건은 Droscher et al. (2008)의 청수기 정의에 따른 투 명도 증가, Chl-a의 감소, 동물플랑크톤 현존량의 증가가 2 주간 지속되는 시기를 청수기 발생시기로 판단하였다.

    5. 통계분석

    팔당호에서 청수현상 전후의 차이를 분석하기 위해 지 점별로 Paired t-test를 실시하였으며, 통계학적 유의성은 p<0.05로 하였다. 또한, 청수현상 발생시 이화학적요인과 생물요인과의 관계를 알아보기 위해 상관분석 (Pearson’s correlation test)을 실시하였고, 전체적인 통계 처리는 SPSS 20 (IBM Corp., Armonk, NY, USA)를 이용하여 실시 하였으며, 유의성은 p<0.05로 확인하였다.

    결과 및 고 찰

    1. 강우 및 수문학적 특성

    2015년 1월~2015년 12월까지 팔당호 유역의 총 강수량 은 800.3 mm였으며, 2014년부터 지속된 강우 부족현상이 지속되는 추세를 보였다. 조사기간 내 여름철 (6~8월) 강수 량은 376.5 mm로 총 강수량의 47.0%가 여름철에 집중되 었다 (Fig. 2).

    팔당호의 수위는 조사기간 동안 평균 해발 25.2 m였으 며, 최대 25.4 m, 최소 24.8 m로 수위의 변동은 크지 않 았으며, 유입량과 방류량 또한 각각 평균 176.3 CMS (m3 s-1), 176.8 CMS로 수문조절에 의해 항시 일정한 수위 를 유지하고 있는 것으로 나타났다 (Fig. 2).

    조사기간 동안 팔당호의 평균 체류시간은 16.6일이었 으며, 봄철 (3~5월) 12.8일, 여름철 (6~8월) 16.1일, 가을철 (9~11월) 20.1일, 겨울철 (12~2월) 17.2일로 다른 계절에 비해 봄철의 체류시간이 가장 짧았다 (Fig. 2). 조사기간 내 봄철 체류시간의 감소는 장마 전 방류량 증가에 의한 결과 로 판단되었으며, 이후 여름철 체류시간의 증가는 장마기 간 중 상대적으로 적은 강우로 인해 팔당호로 유입되는 유 입량이 줄어들어 체류시간이 증가한 것으로 나타났다. 또 한 팔당호의 체류시간은 과거에는 2.6~9.0일로 짧은 것으 로 나타났으나, 2014년 (790.1 mm)부터 이어진 적은 강수 량으로 인한 갈수현상으로 인해 상류 댐들의 방류량이 감 소하여 팔당호로 유입되는 유입량이 줄어들어 체류시간이 증가한 것으로 나타났다.

    체류시간은 윤충류 현존량 및 윤충류, 지각류, 요각류 점유율과 유의한 상관관계를 보였으나, 이들 간의 상관계 수는 낮게 나타났다. 이는 몬순기후 지역에 속하는 팔당 호에서 집중강우에 의해 수체의 수리학적 변화가 일어나 며 (Keckeis et al., 2003), 상류 댐의 방류로 인해 체류시간 이 감소하게 되어 동물플랑크톤이 flush-out되어 현존량 에 영향을 미치는 것으로 판단된다 (Baranyi et al., 2002;Muylaert and Vyverman, 2006). 그러나 체류시간과 영양 염류 (TN, TP)의 관계는 매우 유의하게 나타나 체류시간이 긴 호수형 특성을 가진 시기 동안 영양염 농도가 높음을 반영하였다. 또한 강우량과 총인의 관계가 높은 양의 상관 성을 보인 것은 보수성의 (conservative) 특성을 가진 상류 로부터 인이 토사와 함께 유입되어 나타난 결과이다. 투명 도는 강우량 및 체류시간과 유의한 상관관계를 나타내 강 우로 인한 체류시간의 변화가 청수현상을 종료시킬 수 있 음을 반영하였다 (Fig. 2, Table 2).

    2. 청수기 발생양상

    조사기간 중 청수기 발생에 해당하는 Chl-a가 감소하며, 투명도와 동물플랑크톤 현존량이 증가하는 조건에 부합되 는 기간은 조사지점마다 상이하였으며, 발생빈도와 강도 가 다르게 나타났다. 청수기 발생빈도는 수심이 다른 지점 에 비해 깊은 댐앞 지점인 St. 1은 2주 이상 8회, 3주 이상 1회, 호소의 성격이 강한 남한강 수역인 St. 2는 2주 이상 7 회, St. 3은 2주 이상 5회, 하천의 성격이 강한 북한강 수역 인 St. 4는 2주 이상 3회, St. 5는 5회, 수심이 비교적 얕고 체류시간이 긴 경안천 수역인 St. 6은 2주 이상 4회, 3주 이 상 1회, St. 7은 2주 이상 8회로 나타났다 (Fig. 3).

    청수기 발생은 St. 1, 2, 7에서 7회 이상으로 정체된 특성 을 가진 지점에서 주로 발생하였다. 청수기는 주로 늦봄에 서 초여름과 가을에 발생하였으며, 여름철에는 발생이 적 은 것으로 나타났다. 이는 여름철에 동물플랑크톤이 온도 가 상승함에 따라 지각류보다 세대교번이 빠른 윤충류가 우점하면서 청수현상을 감소시키는 것으로 판단된다 (Işkın et al., 2020).

    청수기 발생시 투명도는 남한강수역인 St. 3에서 평균 1.3 m 증가로 가장 높았으며, St. 6 (0.8), St. 5, 7 (0.6), St. 1 (0.5), St. 2 (0.4), St. 4 (0.3) 순으로 나타났다. 수심대비 투명 도 증가는 St. 7에서 18.0%, St. 6 (13.3), St. 3 (13.6) 순으로 유속이 느린 정체수역에서 높게 나타났다.

    Chl-a는 St. 3에서 평균 28.7 mg m-3 감소로 가장 높았으 며, St. 6 (18.6), St. 2 (15.4), St. 7 (11.6), St. 1 (7.7), St. 5 (4.8), St. 4 (2.1) 순으로 투명도 감소와 유사하게 나타났으며, 투 명도와 Chl-a는 상관관계분석에서 r= - 0.466 (p<0.01)로 매우 유의한 상관성을 보였다 (Fig. 3, Table 2).

    동물플랑크톤 현존량의 변화는 경안천수역 St. 6에서 평 균 534.3 Ind L-1 증가로 가장 높았으며, St. 5는 430.9 Ind L-1, St. 3은 280.8 Ind L-1, St. 7는 270.7 Ind L-1 순으로 호 소형 특성을 가진 지점에서 크게 증가하는 것으로 나타났 다. 여과섭식을 하여 청수현상과 밀접한 관련이 있는 것으 로 알려진 지각류 또한 St. 6에서 238.6 Ind L-1 증가로 가 장 높았으며, St. 3는 86.3 Ind L-1, St. 7은 83.8 Ind L-1 순으 로 나타났다. 지각류의 경우 현존량 (r=0.388)과 점유율 (r=0.250) 모두 수온과 유의한 양의 상관관계 (p<0.01)를 보였으며, 이는 봄철 수온의 상승이 지각류의 초기 발생과 성장을 촉진하고 포식자의 출현시기를 피해 청수현상 발 생에 영향을 줄 수 있었을 것으로 판단되었다 (Arfè et al., 2019).

    청수현상 발생조건에 해당하는 투명도, Chl-a, 동물플랑 크톤 현존량의 변화는 경안천수역 (St. 6, 7)과 남한강수역 (St. 2, 3)에서 증가와 감소의 폭이 큰 것으로 나타났다. 남 한강수역은 북한강수역과 같이 하천형의 특성을 띠는 것 으로 알려져 있으나 Sim et al. (2018)에서 2014년부터 이 어진 갈수기로 상류댐으로부터 유입량이 감소하면서 하천 형 특성을 유지하는 북한강유역에 비해 남한강과 경안천 유역의 체류시간이 증가함에 따라 호소형의 특성을 보여 청수현상 발생에 더 적합한 환경조건을 보인 것으로 사료 된다.

    3. 청수기 발생시 특성

    청수현상 발생시 투명도와 환경요인 및 생물학적 요인 과의 상관성을 파악하기 위하여 Pearson’s correlation test 를 실시하였다. 또한, 지점별 청수기 전후의 차이를 확인하 기 위해 Paired t-test를 실시하였다. 팔당호에서 청수기 발 생 판단요인인 투명도, Chl-a, 동물플랑크톤 현존량은 요인 간에 유의한 상관관계를 보였으며, 탁도와 투명도는 높은 상관관계 (r= - 0.522, p<0.01)를 나타냈다. 또한, 청수기 전후 비교에서도 투명도와 Chl-a는 북한강유역 지점 (St. 4, 5)을 제외한 전 지점에서 유의한 차이 (p<0.05)를 나타 냈으며, 총동물플랑크톤 현존량의 경우도 북한강유역 St. 4 (p=0.122), St. 5 (p=0.147)를 제외한 전지점에서 유의한 차이 (p<0.05)를 보였다. St. 4, 5 지점은 북한강 유역으로 상류 댐의 수문조절에 의해 유속과 유량이 크게 영향을 받 는 지점이며 (Park et al., 2004), 체류시간 또한 청수기 전후 에 유의한 차이 (p<0.05)를 나타냄에 따라 하천의 특성을 보여 동물플랑크톤의 현존량에 영향을 준 것으로 판단된 다 (Tables 1, 2).

    총동물플랑크톤 현존량은 투명도와 유의한 상관관 계 (r= - 0.054, p>0.05)를 나타내지 않았으며, 이는 윤 충류 점유율과 투명도와의 유의한 음의 상관관계 (r= - 0.171, p<0.01)가 봄철 윤충류와 Chl-a의 증가와 상관 관계 (r=0.162, p<0.01)를 보인 것과 같은 결과로 판단된 다. 이는 팔당호에서 You et al. (2012)Sim et al. (2018) 의 윤충류 현존량 증가와 Chl-a 증가의 관련성과 같은 결 과로 사료된다. 동물플랑크톤 중 여과섭식을 하는 지각 류와 청수현상은 연관성이 높은 것으로 알려져 있으며 (Droscher, 2008), 총동물플랑크톤 현존량은 투명도와 상 관관계가 유의하지 않았지만, 지각류의 현존량 (r=0.191) 과 점유율 (r=0.396)은 유의한 상관성 (p<0.01)을 보여 과 거 연구에서 지각류 (Daphnia)가 청수현상을 일으키는 중 요한 원인 (Elser and Goldman, 1990;Jeppesen et al., 2003;Matsuzaki et al., 2020)이라는 연구와 같은 결과로 사료된 다 (Tables 1, 2).

    팔당호에서 청수현상 발생과 밀접한 관계를 가지는 지각류의 출현은 Daphnia galeata, D. longispina, D. pulex, Diaphanosoma brachyurum, Bosmina longirostris, Bosminopsis deitersi 등이 우점 및 아우점하였으며, 대부분의 지 점 및 시기에서 D. galeata, B. longirostris가 우점하는 것 으로 나타났다. 특히, D. galeata, B. longirostris는 경안천 수역 (St. 6, 7)과 남한강수역 (St. 4, 5)에서 청수현상 발생시 크게 우점하면서 출현하여 청수현상 발생과 밀접한 것으 로 판단되었다 (Figs. 3, 4, Table 3)

    투명도와 탁도는 영양염류와 유의한 상관성 (p<0.05)을 나타냈으며, 특히 총인 (TP)은 투명도 (r= - 0.403) 및 탁도 (r=0.689)와 높은 상관성 (p<0.01)을 보여 청수기 발생시 생물에 포함된 입자성 영양염 농도가 감소하는 것으로 나 타났다. 청수현상과 밀접한 투명도와 영양염류의 상관관 계는 Winder and Schindler (2004)에 의하면 높은 총인농 도는 봄철 식물플랑크톤 발생시기와 청수기 발생을 억제 한다고 하고 있으나, Thackeray et al. (2013)은 높은 총인 농도는 식물플랑크톤 발생시기를 앞당기고 이를 먹이원으 로 하는 Daphnia의 증가를 야기할 수 있는 가능성을 제시 하였다. 한편, Luecke et al. (1990)은 낮은 온도와 높은 먹 이가용성이 주어졌을 때 Daphnia 현존량은 빠르게 증가할 수 있다고 제시하였다. 또한, Matsuzaki et al. (2020)은 수 온이 낮을 때 총인이 식물플랑크톤의 발생시기와 생물량 증감에 영향을 미쳐 청수기 발생에 간접적으로 영향을 미 친다고 보고하였다. 팔당호 내 전지점에서 식물플랑크톤 현존량은 지각류 (Daphnia, Bosmina)의 현존량에 따라 증 가와 반복이 일어났으며, 특히 정체수역인 남한강수역 (St. 4, 5)과 수심이 얕은 경안천수역 (St. 6, 7)의 경우 녹조류 및 규조류의 현존량 증가 이후 D. galeata, B. longirostirs의 현존량 증가와 함께 청수현상이 발생하는 것으로 나타났 다. 이에 따라 팔당호에서의 청수기 발생은 봄철뿐만 아니 라 연중 강우로 인한 영양염의 일시적인 증가에 따라 섭식 가능한 작은 크기의 식물플랑크톤의 발생 (Lampert, 1987;Hambright et al., 2007)이 동물플랑크톤 중 특히 지각류 (Daphnia, Bosmina)의 발달을 야기시켜, 이에 따라 Chl-a 이 감소하고, 투명도가 증가하여 청수기가 발생할 수 있는 것으로 사료된다 (Fig. 4, Tables 1, 2).

    적 요

    팔당호에서 청수현상 발생은 지점별로 다른 양상을 보 였으며, 발생시기는 3~12월로 연중 발생하는 것으로 나타 났고, 주로 3~6월에 발생하였다. 청수기 발생빈도는 팔당 댐앞, 경안천수역, 남한강수역, 북한강수역 순으로 나타났 다. 청수현상 발생시 주요 요인인 투명도, 동물플랑크톤 현 존량, Chl-a와 환경요인 상관분석 결과 수리·수문요인인 강우량, 체류시간은 투명도 및 탁도와 유의한 상관관계를 나타내 강우로 인한 체류시간의 변화가 청수현상을 좌우 할 수 있는 것으로 나타났다. 또한 투명도는 청수기를 야 기하는 것으로 알려진 동물플랑크톤 중 지각류 현존량 및 점유율과 유의한 상관관계를 나타냈으며, 지각류 현존량 및 점유율은 수온과 유의한 상관관계를 나타내 봄철 수온 의 상승에 따른 지각류의 발생이 청수현상 발생을 야기할 수 있는 것으로 나타났다. 이에 따라 수리조건이 정체형 호수와 다른 하천형의 호수에서는 청수현상이 결빙기 이 후 봄철뿐만 아니라 동일한 수계 내에서도 지점별 특성에 따라 다르게 나타날 수 있으며, 수체가 안정화될 시에 동 물플랑크톤 (지각류)의 증가, 식물플랑크톤 현존량 감소, 투 명도가 증가하는 청수현상이 조건이 충족될 시 계절에 불 문하고 연중 발생할 수 있는 것으로 나타났다.

    사사

    본 논문은 환경부 국립환경과학원의 지원을 받아 수 행되었습니다 (NIER-2021-01-01-085).

    Figure

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    Map showing the location of Lake Paldang and the study sites including St. 1: Lake Paldang, St. 2, 3: Namhan River, St. 4, 5: Bukhan River, and St. 6, 7: Gyeongan stream.

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    Seasonal changes in the inflow, elevation, precipitation, and HRT for Lake Paldang from January to December 2015.

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    Environmental variables showing significant differences among the sites in Lake Paldang (St. 1), Namhan River (St. 2, 3), Bukhan River (St. 4, 5) and Gyeongan stream (St. 6, 7) from March to November 2015.

    KSL-54-4-315_F4.gif

    Relationship between phytoplankton taxa and Cladocera among the sites in Lake Paldang (St. 1), Namhan River (St. 2, 3), Bukhan River (St. 4, 5) and Gyeongan stream (St. 6, 7) from March to November 2015.

    Table

    Correlation matrix showing coefficients between factors affecting the clear water phase in Lake Paldang.

    Data for paired t-test on variable factors before and after the clear water phase in lake Paldang.

    Dominant and subdominant cladocera species at different study sites in Lake Paldang from March to November 2015.

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