해상풍력단지 수하식양식 적지 타당성 환경조건 연구

Abstract

연안에서 해상풍력발전 단지 확보를 위해서는 수산업에 종사하는 어업인의 협조가 필연적이며, 이를 위해 실질적으로 어업인의 소득증대에 기여하고 공존할 수 있는 어업 방법을 확보하고 제시하는 것이 중요하다. 본 연구는 전라북도 고창군과 부안군 연안에 위치한 서남해 해상풍력단지와 주변에서 함께 공존할 수 있는 생태통합양식과 수산자원조성 실증연구의 일환으로 수하식 실증양식과 함께 수질 및 저질환경 조건 연구를 통해 해상풍력단지의 양식 적지 가능성을 타진하였다. 해상풍력단지의 수하식 양식어장 환경 파악을 위해 수질환경 측정은 CTD(Seabird 19plus v2)로 2020년 12월 64개 정점, 2021년 3월 28개 정점, 8월 45개 정점, 10월 28개 정점을 계절별 조사하였다(Fig. 1). 어장환경은 수심, 수온, 염분, 용존산소, pH, 탁도 등의 수심별 수직분포를 측정하였다. 또한, 2021년 1월과 2022년 8월, 9월에 풍력단지 양식어장 주변에서 부유입자물질, 클로로필, 그리고 2021년 7월과 10월에 영양염류를 조사하였다. 퇴적환경은 2020년 12월 수질환경 정점과 동일한 64개 정점에서 Smith McIntyre grab(0.1㎡)을 이용 퇴적물을 채취하고 조직학적 분석은 64개 정점, 성분은 28개 정점을 분석하였다. 퇴적물은 온도 측정과 함께 10㎝ 깊이의 입도 및 1cm 깊이의 유기물 분석용을 채취하여 해양환경공정시험 기준에 따라 분석하였다. 해상풍력단지 해역 수질은 대체로 1-2등급으로 매우 좋음과 좋음의 수질 상태를 보였으며, 수온은 3.5-28.4℃ 범위로 간혹 겨울철 4.0℃ 이하의 저수온이 나타났다. 염분은 고창 연안에서 4년간(2018-2021) 측정한 결과 29.4-31.9psu, 현장 조사시 30.0-31.7psu 범위로 양식 대상종 20.0-35.0psu 기준을 유지하였다. 고창 연안에서 4년간 측정한 용존산소는 7.6-11.7mg/L, 양식어장 현장 조사시 6.00-10.5mg/L, 여름철 2-6m에서 감소하는 약층현상이 감지되었다. 따라서 굴, 비단가리비, 가리비, 미역 등의 4.3-8.6mg/L의 기준 농도 범위를 유지하였다. 수소이온농도는 고창 연안은 7.84-8.32 범위, 현장 조사시 7.99-8.30으로 양식생물 성장 기준 7.8-8.3의 범위를 유지하였다. 영양염류의 경우 인산염인 (PO4-P)은 0.004-0.025 ㎎/L, 총질소 (TN)는 0.171-0.354 ㎎/L 범위로 양식장 기준 인산염인 0.007-0.032mg/L과 총질소 0.257-0.507mg/L의 농도보다 다소 낮은 분포를 나타냈다. 적조지표생물 Skeletonema costatum, Alexandrium sp. 등이 소량 출현하였으나 유속의 빠름과 과영양 공급원인 연안과의 먼 거리로 적조 발생확률은 낮을 것으로 예상된다. 양식어장의 조류 소통을 제한하는 부착생물과 위해생물은 지중해담치, 따개비류, 관히드라, 이끼벌레, 바다대벌레, 불가사리, 족사부착쇄조개, 석회관갯지렁이 등이 출현하였으나 주기적인 청소로 충분히 극복할 수 있을 것이다. 해상풍력단지 해역의 최대조차는 약 5.4m로 유속은 최대 1.0m/s이며 0-10 cm/s의 출현율 1.8-2.6%, 25-50cm/s의 출현율은 50% 정도로 나타났다. 이 같은 유속은 양식어장 기준 패류 3-10cm/sec, 미역 10cm/sec의 조건보다 다소 강한 유속이다. 따라서 어장의 수하식양식 채롱망 구조변경이나 채롱망 본줄 간격 유지로 겹침을 방지하거나, 조류 흐름을 감안하여 어장을 시설한다면 충분히 어장을 유지할 수 있을 것이다. 양식어장 주변 수심은 8.0-10.0m로 적지 조건 0-40m을 충족하나, 낮은 수심으로 태풍이나 빠른 유속에 취약할 것으로 예상된다. 수심은 조석, 유속, 조사 시간의 차이, 계절적인 퇴적상 변화, 해류이동 방향, 터빈에 의한 세굴현상 등의 여러 조건에 따라 수심 변화를 보일 것으로 판단된다. 양식어장 조성 해역은 육상에서 10km 거리에 위치하여 다량의 저염분 담수유입이나, 부영양화 유발 인근 오염배출원이 없는 적지 조건을 갖추고 있다. 양식어장 인근 기상청 해상파고부이(영광 22475) 측정 최대파고는 3년 동안 0.2-8.1m(평균 1.6m)로 11월-3월 동안 높고, 최대파고 4m 이상 기록일은 3년간 16-35일(총 75일) 발생했으며, 이 시기 높은 파랑과 낮은 수심으로 양식시설물 유실에 대비할 필요가 있다. 양식어장 퇴적상은 사질(sand)과 점토질(clay)을 일부 포함한 실트(silt)질이 우세한 사질성 실트질(sandy Silt, sZ) 퇴적상으로 입도 구성은 Gravel 0.0%, sand 22.1%, Silt 69.2%, Clay 8.7%의 구성비로 조성되었다. 평균입도는 4.5-6.0ø(0.016-0.044mm) 범위, 평균값은 4.9ø(0.033mm)로 세립질인 극조립 실트(very coarse silt)와 조립 실트 (coarse silt) 입도를 보였다. 어장조성 해역 퇴적물의 총유기탄소량(TOC)은 1.03-5.05mg/g(평균 1.97mg/g)으로 수산생물 서식 어장환경 기준 20mg/g보다 낮은 값을 보여 유기물오염 가능성은 없으며, 산휘발성황화물(AVS)은 0.000-0.165mg/g(평균 0.018 mg/g)로 양식장 적지 기준 0.2mg/g 이하로 퇴적물 내 산소고갈이나 결핍이 발생할 가능성은 낮았다. 강열감량(IL)은 0.80-2.07%(평균 1.27%)로 해양환경관리법 부영양화 기준 5%, 일본 저질환경보존대책 기준 15%, 미국 환경보호청 비오염 기준 5% 이하로 나타났으며, 화학적산소요구량(COD)는 3.85-6.88mg/g(평균 5.34 mg/g)로 해양환경관리법 부영양화 기준 농도 13mg/g, 일본 수산자원보호협회와 저질환경 보존대책 조사위원회 기준 및 국내 해수면 양식장 적지 조사 기준 20mg/g보다 낮은 값을 나타냈다. 따라서 조사해역은 수산양식어장 조성과 유지에 양호한 저질상태를 나타냈다. 서남해 해상풍력단지 수하식 양식장 수질 및 퇴적환경은 대체로 양식장 적지 기준을 충족하여 어장으로서 적절한 조건을 갖추고 있었다. 단지, 비교적 강한 유속, 낮은 수심, 간혹 겨울철 저수온 현상 지속, 비교적 낮은 영양염류 등의 상태를 보였다. 따라서 낮은 수심에 따른 높은 파랑, 빠른 유속 등으로 양식시설물 유실에 대비할 필요가 있다.