하천의어도를비롯한생태통로기술개발 농업기반공사농어촌연구원 김재옥연구원 Ⅰ. 개요 하천에보를설치하면은어, 뱀장어, 참게등의소하성( ) 생물의이동통로 가차단되어서식생물들의멸종을초래한다. 또한내륙에설치되는보는국지회유 ( 局 ) 하는어류, 게, 새우, 양서류등의수서생물의이동통로가차단되어생물 의서식공간의방해를받는다. 우리나라에는보와저수지가각각 18,000개소씩설 치되어있으나어도가설치된보는수백개소에지나지않으며어도에관한연구가 미흡한실정이다. 또한댐이나보를설치하면물속에서식하는어류나게등의이 동통로만단절되는것이아니라하천을기반으로하는생태계가교란되어조류나 육상동물의이동도곤란해지며특히보의좌우이동은불가능하게되므로이에대 한대책도연구해야한다. 현행수산자원보호령 12조 2 항에 하천의전유폭을차단하는공작물을설치하 고자하는자는수산청장과협의하여하천의일부를개방하거나어도를설치하여 소하( ) 어류의통로를확보하여야한다 라고되어있다. 그러나 2000년말어도 설치여건이어려운댐에는어도를설치하지않을수있는예외조항이삽입되었다. 댐이너무높거나회유성어류가현저히적을때는어류산란시설을설치하는것으 로어도를대신하였으나이는댐에어도를설치하지않아도된다는것이아니라여 러환경조건으로인해설치하지못한경우이다. 이런단서조항에의하면댐에는어 도를설치하지않을경우가많아댐에어도를설치토록하는기술개발의필요성이 높다. 또한어도설치로인한생물다양성의제고로농어촌생활환경의질을높아지 고최근에는연안보전네트워크등환경단체에서어도설치운동을전개하는등사 회적요구증대하고있다. Ⅱ. 동향분석 1. 국내기술개발현황 가. 국내어도의역사 우리나라는한일합방이후일본인에의해댐이나보( ) 등의용수원개발이많이 - 1 -
이루어졌다. 바다와근접한하천을중심으로은어나뱀장어를위한어도가있었을 것으로추측되나자료가남아있는것이없고, 1938년낙동강하구김해녹산배수 갑문에처음으로어도를설치( 경남도청방재과자료) 하였으나현재는이용하지않 는다. 현재남아있는것으로는 1966 년경에시공된강릉사천천에시공된도벽식( 導 ) 어도가가장오래된것으로많이파괴되어재시공이불가피한상태이다. 우리나라에서본격적으로어도를시공하기시작한것은 1971년수산자원보호령 12조 2항에어도설치조항이신설되고우리나라의경제수준이높아져생태계보호 의필요성이증가하면서활발해졌다. 초창기에설치된어도는울의계단식어도 (1987) 등이설치되었다. 금강하구둑과낙동강하구언의어도는각각일본과네덜란 드의자문을통하여설계 시공되었다. 그러나하구둑은내외수위차로인해어도설 치가어려워해남지구, 남포지구, 시화지구에는방조제에만어도를설치하였다. 1990 년대부터는영암호, 금호호, 석문호, 우정호, 홍성호, 보령호, 새만금지구의 가력갑문과신시갑문등에통선겸용갑문식어도를설치하고있다. 1998년에는어 도가없는영산호통선문에어도기능을추가하여통선겸용갑문식어도로활용하 고있다. 나. 국내어도설치현황 1) 분포 전국의하구에서조사한어도는 42 개하천, 121개수원공에총 193개소의어도 가설치되었다. 이를도별로보면강원도에 20개하천 81개수원공에 122개의어 도가있어대부분의하천에하구에서첫번째수원공에는어도가설치되었다. 다음 은전남으로 5개하천에 11개수원공에 31개소의어도가설치되어 1개의수원공당 평균 3 개소의어도가설치되어전국에서가장많았다. 1개소의수원공에가장많은 어도를시공한것은탐진강하류에지역에 1개의보에 9 개의어도가설치되었다. 그러나 9개의어도중 8개는원시적인설계의수지형감쇄공을갖는수로식이고 나머지 1개도사람이이용하는계단과흡사한수로식이어서투자에비하여효과는 거의없을것이다. 다음은경북으로 5개수계의 17개수원공에 28개의어도를설 치하였다. 이들 3 도( 道 ) 외에는대부분이하구둑에설치된하구어도이다. 이와같이 주로 3개도에만어도가설치된것은이들 3 개도의하천환경이잘보존되어은어, 뱀장어, 황어등소하성어류가주로소하( ) 하기때문이다. 이와같이 2000년이전에는어도가그리많이건설되어있지않고또한제대로 된어도도많지않은실정이다. 2000년이후에는수산자원보호령의개정이후보 에어도설치가의무화되어각지자체의어도설치가증가되고있다. - 2 -
< 표 1> 도별어도분포 ( 단위 : 개소) 형식 경기 충남 전북 전남 경남 경북 강원 계 계단식 1 2 1 12 2 18 53 88 도벽식 66 66 아이스하버식 2 4 1 7 돌보식 2 2 평면수로식 2 2 돌박은수로식 6 6 수지형수로식 13 13 암거식 4 4 갑문식 1 3 2 4 10 볼랜드식 1 1 수계수 2 5 3 5 2 5 20 42 수원공수 2 5 3 11 2 17 81 121 어도수 2 5 3 31 2 28 122 193 2) 형식 조사된 193 개의어도를형식별로분류해보면계단식, 도벽식, 갑문식등 10가지 의형식으로분류할수있다. 조사된 193개의어도를형식별로분류하면계단식어 도가 87개소로 45% 정도차지하고, 도벽식이 66개소로 34% 를차지하여이들 2형 식의어도가전체의약 80% 를차지하고나머지 20% 가갑문식, 수지형, 감쇄공을 갖은수로식어도등이다. 수원공의높이별로는 1m이하의낮은곳에는도벽식어 도가많고 2m 이상에는계단식어도가많았다. 그러나수원공의높이보다는시공 연도가오래된것은도벽식이많고, 어도이다. 최근에시공하는것은거의대부분이계단식 지방별로형식의차이가많았는데경북은계단식어도가대부분인데모두계단내 에돌망태를넣어일종의여울식어도를만들었으며, 나머지형식은시공한지오래 된어도들이다. 전남강진탐진강에는한개의보에 9개의어도를설치할정도로 어도를많이시공하고있으나 9 개의어도중한개도제대로된것은없다. 9개의 어도중 8개는수지형수로로분류한수지형감쇄공을갖은수로식어도로유량조절 기능도전혀없고기울기가크며, 물이어도로만흐르지않게되어어도의기능이 거의없다( 그림 3). 어도를가장많이시공한강원도에는 90년대이전에시공한도 벽식어도가가장많으며이들도벽식어도는대부분기능을제대로하지못하고 있어 90 년대부터는계단식으로시공하고있다. 강원도의어도들은대부분어도출 구가보보다낮아가물때도어도로물이흐를수있도록하고각낙판으로유량을 조절할수있어비교적잘시공된것이많았다. 경북에시공된계단식어도들은격 벽이있어계단식으로분류하였는데바닥이경사지고, 격벽간의거리가길어아래 격벽에물이차도윗쪽의격벽아래에는물이차지않는특징을보이고있다. 이들 3 개도외에시공된어도는대부분농업기반공사에서하구방조제에설치한계단식 이나통선겸용갑문식어도들이며이들은상태가좋고어도이용효율도좋다. - 3 -
Borland 식어도는양양남대천양수발전소하부댐에현재시공중인것으로본어 도는수위차가 50m, 1일내수위변화가 5m가넘는수리학적으로매우열악한조 건에설치하는어도이다( 그림 4). 90년조사에서는도벽식이 56%, 계단식이 20% 로도벽식이가장많았으며, 암거식, 평면식어도들도다소있었다. 이중에서평면 식, 암거식은 98 년까지그대로남아있었으며추가로더시공하지는않았다. 3) 규모 조사된전체어도의평균폭은 3.2m 이다. 어도의폭별분포는 2-3m가 54개소로 전체의 28% 를차지하고, 다음은 1-2m가 40개소로 21%, 4m 이상이 37 개소(19%) 순이었다. 형식별로는 1.6-7.5m의변이를보이나계단식어도와도벽식어도를제 외하면그수가많지않아계단식괴도벽식어도만을비교하면계단식어도가도벽 식어도에비하여폭이 2 배이상넓었다. 이는도벽식어도는대부분 90년이전에 설치된것이고계단식어도는 커지는것을알수있다. 90년이후에시공된것이어서어도의규모가점차 어도가가장많이시공된강원, 경북, 전남의평균어도폭을보면경북이 5.2m, 전남이 4.8m, 강원이 2.2m 였는데이것도강원도에는 90년이전에시공한도벽식 어도가많기때문이다. 도별로가장폭이넓은어도를시공한곳은전북인데이는 금강하구둑어도(9m), 새만금의신시갑문(16m) 어도의규모가전국에서가장크 기때문이다. 조사된어도의수위차를보면평균수위차는 2.5m로 1.6-2.0m 사이가 55개소 (29%) 로가장많았으며다음은 1-1.5m(47개소 24%), 0.5-1.0(33개소 17%) 순이 었다. 시공된어도의높이는 98년조사당시에는평균 1.3m로낮은보에만어도를 시공하였으나 98년조사에서는 2.5m로 2배가까이높아져점차높은수원공에도 어도를설치하고있음을알수있다. 조사된어도의길이는평균 20.2m 로 90년조사의 13.6m보다 70% 정도더길 어졌다. 이는새로시공하는어도가높은수원공에시공하기도하고기울기를더 낮게하기때문이다. 조사된어도의길이는 10-20m가 86 개소(45%) 로가장많았고 다음은 5-10m가 29 개소(15%), 20-30m가 28 개소(15%) 의순이었으며가장짧은 것은강릉남대천의성상보의보제체내에설치한도벽식비슷한어도이며, 가장 긴어도는양양남대천에시공중인 Borland식어도로 100m 가넘는다. 2. 국외어도개발현황 어도를가장먼저시공한것은 17 세기프랑스에서일종의평면식( ) 어도를 시공한것인데이어도는경사수로에감세공( 減 工 ) 으로돌을군데군데박은간단 한것이었다. 그러나본격적으로어도를설치하기시작한것은 19세기후반에유럽 이나북미에서그들의중요한어업자원의하나인연어가감소하면서이를보호할 - 4 -
목적으로시공되고연구하기시작하였다. 이결과오늘과같은도벽식( 導 ) 어도 나계단식( 階段 ) 어도가개발되었으며, 1910년에는벨기에의데닐이급경사에서 도유속을줄일수있는데닐(Denil) 식어도를개발하고, 1920년대에는갑문식과 엘리베이터(Elevator) 식어도가개발되었다. 가장현대적인어도로 1949년 H.H.T Borland에의해높은댐에설치할수있는 Borland식어도를아일랜드의 Leixlip 댐에처음으로설치하였다. 그후아일랜드와 스코트랜드를중심으로 12개이상의같은형식의어도가설치되었으며댐높이는 61m 까지어도를설치하기에이르렀다(Clay 1995). 이 Borland식어도는 1년에 8,000 마리이상의연어가이용하여매우성공적이었다. 이후이 Borland식어도는 유럽다른나라와미국, 50m 가넘는양양양수발전소하부댐에시공중이다. 소련까지설치하였으며우리나라에서도현재댐높이가 미국에서는 1930년대에 Columbia 강의 Bonnevile dam을비롯한많은댐에연 어를위하여계단식어도를설치하였으며바나빌댐에서는 1938년부터 1998년까지 61년동안어류의이용을조사하여총 3910만여개체의연어류를조사하여연평균 약 63 만개체의이용을조사하였다. 조사된 3910만개체중 Chinook salmon이 2164만으로전체의 55% 를차지하였으며, 다음은 Steelhead salmon이 27%, Sockeye salmon이 13%, Coho salmon이 5% 이고우리나라에많이회유하는연어 인 Chum salmon은 61년동안 38,920 개체만조사되어콜럼비아강에서는희귀종 이다. 콜럼비아강에서는소상과함께치어의강하에관한연구가많이이루어져, 모 든댐에강하용 bypass 가설치되고, 이를모아서트럭이나배로가장하류의바나 빌댐아래로운반하는시스템도운영중이다. 이렇게많은수의연어가어도를이용 하고경제성도매우높으므로이용에관한많은연구가시작되어 트랜드에서열린어도심포지엄에 행되고있다. 1993년미국포 29건의논문이발표될정도로많은연구가진 최근일본에서는보, 하구둑, 댐등수공구조물에풀형식, 수로형식등다양한어 도가설치되고있다. 높이 2m 이하의보에설치되는어도로서기존의계단식어도 를개선한 pool 형태의아이스하버식어도, 버티칼슬롯식어도와데닐식어도를들 수있다. 이들어도는어류의휴식공간을최대한살리고수심에따라변화되는유 속을제공함으로써유영력과도약력이다양한여러어종에적합토록되어있는점이 특색이다. 일본에서는이들최신어도가히로시마를흐르는 수계에많이설치 되어있다. 하구언에설치된어도들은대표적으로유인수로를갖춘계단식어도, 갑문식어 도, 여울식어도등을설치한다. 이들어도중계단식어도들은승강식으로되어있 어수위변화에대처할수있어일정수심을유지함으로써어류소상을용이하게할 수있다. 또한유인수로가설치되어있어어류를어도로유인하고있다. 특히참게 소상을위해계단식어도에줄을설치하고어도를이용하는어류를조사하기위해 어도관찰실을설치하고있다. 여울식어도는바닥에돌을깔고어도가운데에는 - 5 -
어느정도수심을갖추어그늘을조성시켜어류의휴식을도모하고있다. < 그림 1> 일본의어도 Ⅲ. 향후전망 과거우리나라는하천시설물을설계하고설치함에있어서인간중심의치수및이수를목표로하여시행하여왔다. 이는개발위주의성장정책에의한경제력의제한성때문이기도하였으나한편으로는자연생태계의파괴등과같은환경문제에 - 6 -
대한중요성을인식하지못한결과이기도하다. 하지만근래들어환경에대한사 회적관심의증가에따라하천생태계의보전을위하여보나댐등의시설물에어도 를설치하는것이보편화되고있다. 그러나하천및시설물의특징, 서식어종, 하 천유량변화등의제반여건에따라어도의형태, 크기및위치등이적절하게결정 되어야함에도부적절하게설치되는경우가많다. 또한아직까지도어도를횡단구 조물의작은일부로만생각하여규모를가급적최소화하고자하는관점에서설계 시공되는경우가많다. 현재조사된바에의하면어도가정상적으로기능을발휘하는경우가매우적어 서전체조사대상어도의 30% 미만에불과하였으며나머지는부분적으로파손이되 었거나낙차가너무심해어도의기능이제대로발휘되지못하는것으로파악되었 다. 어도내의유속및유황은어도의기능을발휘하는데필수적인사항이나대부분 의기존어도들은물고기의습성및소상조건을제대로고려하지않은채 설계되 어과도한유속발생, 흐름방향의급격한전환및월류수심의부족등으로인하여 그기능을발휘하지못하고있다. 또한어도의규모가작으므로레미콘사용량이적고가체절후물을배제하며콘 크리트공사를해야하는등공사여건이매우불량하여콘크리트의품질관리가어 렵고그로인해품질변동이크게발생하여어도의사용수명이매우단축되는문제점 을내포하고있다. 이러한문제를개선하기위하여공장에서어도를제작한후현 장에서조립설치하는방법을본연구에서개발함으로써공사비의절감과아울러 어도의품질과내구성을향상시킬수있는방법을제시하여야한다. - 7 -
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