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연재_김범철 교수의 호수의 과학 51-저수지의 퇴사 토사가 쌓이면 물고기도 사라진다
2019년 08월 339 12585
김범철 교수의 호수의 과학 51

 

저수지의 퇴사 堆沙
토사가 쌓이면
물고기도 사라진다

 

김범철 강원대학교 환경학부 교수

 

요즘 춘천 의암호의 공지천에 나가 보면 모래가 많이 퇴적돼 얕은 바닥이 드러난 곳을 볼 수 있다. 공지천이 의암댐으로 수몰되면서 호수가 형성된 곳인데 과거에는 수심이 4m에 이르고 겨울이면 스케이트장이 만들어져 대규모 빙상경기가 열리던 곳이었으나 이제는 모래톱으로 변하고 있다. 의암호의 상류부에 해당하는 1㎞ 길이의 만입된 수역이 모두 모래로 채워져 수심이 1m에 불과하다. 수십 년 동안 공지천을 통해 흘러 들어온 토사가 쌓여 호수를 메운 것이다.
수심이 얕아지면서 수질 악화도 나타나고 있다. 수심이 깊을 때에는 만입부로 소양강의 맑은 물이 휘돌아 들어와 공지천의 물을 희석해 주고 확산시켜 주던 곳이다. 그러나 수심이 얕아지면서 소양강 본류의 물이 확산해 들어오지 못하고 따라서 하수의 영향을 받는 공지천 물이 희석되지 못하게 되었다. 수질이 좋지 않은데 수심도 얕아지다 보니 부착조류가 많이 발생하여 조류의 스컴이 둥둥 떠다니고 있어 미관상으로도 좋지 않다. 수변에는 말라붙은 조류들이 널려 있어 불쾌한 냄새도 난다.
저수지에 토사가 쌓이면 저수량이 감소하여, 많은 비용을 들이고 이주민들이 희생을 치르면서 만든 저수지의 기능이 저하되는 손실이 발생한다. 그뿐 아니라 토사는 발생지로부터 저수지에 도달하기까지 하천을 따라 흘러가면서 하천생태계에도 큰 피해를 준다. 하천의 자갈 틈은 수서곤충이 살고 어류가 산란하는 중요한 서식지인데, 모래가 쌓여 돌 틈이 없어지면 수서곤충이 살 수 없고, 따라서 이를 먹고 사는 물고기도 없어진다. 어류의 산란장도 없어지니 모래밭에 산란할 수 있는 종만 살아남는다. 자갈바닥 하천과 모래바닥 하천의 생태계를 비교하면 모래밭의 생물 다양성이 매우 낮은 것을 볼 수 있다. 수질이 좋은 맑은 하천일지라도 모래가 쌓인 하천에서는 물고기의 종과 양이 크게 줄어든 것을 볼 수 있는데 토사가 독성물질은 아니지만 생태계를 파괴하여 간접적으로 물고기를 없애는 것이다.

 

 

의암호의 공지천 유입부(2019년 7월 3일). 과거에 수심이 깊었던 곳이 토사로 메워져 수심이 얕아지고 부착조류가 번성하고 있다.

하상이 모래로 덮여 수서곤충과 어류가 감소한 공지천. 토목공사장에서 유출된 토사가 하천을 따라 흘러가면서 자갈 틈을 메워 하천생태계를 파괴한다.

저수지의 퇴사관리 방법. 홍수기에 수위를 낮추어 깊은 곳에 쌓이게 하고 배사구로 배출한다.

 

토사 쌓이면 저수량 감소로 저수지 기능 저하
퇴적은 모든 호수가 겪어야 하는 공통의 운명이다. 호수란 우묵하게 패어진 지형이고 토사가 퇴적되어 결국은 완전히 메워지고 소멸되어 육지가 되는 운명을 지니고 있다. 그래서 호수의 생애는 그리 길지 않다. 지각변동으로 호수가 생성된 후 소멸할 때까지의 시간은 주변의 산이 형성되었다가 소멸하는 시간보다 훨씬 짧고 대개 수 만년 이내이다. 예를 들면 수심 10m의 호수에 1년에 1mm씩 퇴적물이 쌓인다면 모두 메워지는 데에 1만년이 걸린다. 산이 만들어지는 지질학적 시간에 비하면 매우 짧은 시간이다. 그런데 인공호는 자연호에 비하여 유역면적 대비 저수지의 크기가 작기 때문에 수명이 더욱 짧다. 유역이 크면 유입하는 토사도 많기 때문이다. 더구나 우리나라는 폭우가 내리고 가파른 지형이 많아서 토사가 많이 유입하는 자연조건을 가지고 있다. 게다가 토목공사와 고랭지 채소재배 등으로 토양침식이 더욱 심하고 연간 1cm 이상 토사가 쌓이는 곳이 흔한 실정이다.
그래도 대형 댐은 저수량이 커서 100년 이상의 수명을 가질 수 있지만 작은 저수지는 수 십 년 만에 모래로 채워진다. 그러므로 저수지는 모래를 주기적으로 배출하고, 호수 내에서도 깊은 곳에 퇴적하도록 퇴적수심을 조절하는 퇴사 관리가 필요하다. 대개 댐의 아래 부분에 퇴사를 배출하는 배사구를 만들어 바닥에 쌓인 토사를 주기적으로 배출하도록 한다. 외국의 경우 10년마다 저수지의 물을 빼고 퇴적물을 제거하는 것을 의무화하는 사례도 있다. 그러나 우리나라의 댐에서는 퇴사 관리가 부실하고 방치된 곳이 많다.

 

바닥에 쌓인 토사는 주기적으로 배출해야
배사구가 없는 소형 저수지에서는 물을 빼고 중장비로 흙을 퍼내는 방법을 사용하는데 이것이 가장 경제적인 방법이다. 물이 담겨 있는 상태에서의 준설은 비용이 매우 많이 들기 때문에 부적절하다. 특히 수심이 깊은 호수에서 준설을 한다는 것은 천문학적 비용이 들기 때문에 비용 대비 효과가 매우 작다. 물을 뺄 수 없는 댐에서는 유속이 빠른 홍수 시에 일시적으로 수위를 낮추어 모래를 깊은 곳으로 이동시키는 방법을 주로 사용한다. 하천에서 호수로 유입되는 모래는 유속이 느려지면 곧바로 퇴적되므로 퇴사 문제는 하천 유입부의 얕은 곳에서부터 발생한다. 그러므로 유속이 빠른 홍수 시에 일시적으로 수위를 낮추어 얕은 곳에 모래가 쌓이지 않고 깊은 곳에 쌓이거나 하류로 배출되도록 하는 것이다. 모래가 단단히 다져지거나 암석이 많아서 홍수에 잘 떠내려가지 않는 경우에는 장비로 토사를 움직여 주거나 고압 물펌프로 모래 속에 물을 넣어 유동성을 증가시켜 주기도 한다.
한편 저수지의 퇴사를 줄이기 위해서는 유역의 토지를 잘 관리해 토양침식을 줄이는 노력도 필요하다. 모래는 물과 함께 끊임없이 흘러가므로 하상의 모래를 한 번 퍼낸다고 없어지는 것이 아니다. 큰 비가 한 번 내리면 곧바로 모래가 다시 흘러들어 오기 때문이다. 하천의 토사는 토목공사 현장, 택지 개발, 고령지 농업 등의 원인으로 많이 발생하며 현장에서 모래 유출을 막는 침사지가 제대로 기능을 하지 못해 발생한 것이니 원천적으로 하천에 유입하는 토사를 줄이는 노력도 병행해야 한다.



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