양방향 수문 운용 및 조위차 방식의 배수를 통한 동삼해수천의 유속 증대 및 수질개선 효과

Abstract

동삼해수천 내에서 낮은 유속으로 인한 흐름정체와 토사 퇴적 등으로 인해 발생하는 수질오염 문제에 대응하기 위해 동삼해수천 종합정비사업(2021∼2022)이 시행되었다. 선행연구조사를 통해 제시된 문제해결 방법은 조위차를 이용한 해수교환 증진이었던 만큼 해수천 양단에 전동수문을 포함한 수위 관측센서, 수문제어프로그램 등이 설치되었다. 본 연구에서는 종합정비사업 이후, 양방향 수문운용을 통한 해수천의 유속증가를 정량적으로 파악하기 위해 GPS 부이를 활용한 경로추적 실험과 해수천 중앙부에 설치한 Aquadopp 유속계를 활용하여 장기적인 흐름 측정을 수행하였다. 또한 수문 운용에 따른 수질개선 효과를 파악하기 위해 총 4회에 걸쳐 해수정점, 해수천으로 유입되는 배수관 주변 정점, 해수천내 설치된 교량 부근, 한국해양대학교 측의 대표 정점(해양대 삼거리, 승선생활관, 해수유입 지점) 등을 대상으로 현장 수질모니터링, 샘플수 채취 및 수질분석을 수행하였다. 이 과정에서 수문운용에 따른 유동특성과 수질개선효과를 분석하기 위해 영도구청으로부터 1시간 단위로 양측 수문의 내수위, 외수위, 개도율 정보 등이 기록된 ‘동삼해수천 수문운용일보’를 제공받았고, 이 자료를 통해 수문의 개방시점과 해당 시점에서의 조위차 등을 판단하였다. 연구결과에 따르면 양방향 수문을 이용한 조위차 환경에서의 해수교환을 이용할 경우, 1개의 수문이 운용되며 조위차가 없을때에 비해 해수천 유속이 4∼5배 빨라졌다. 또한 다항목수질측정장비(MDS650)를 이용한 주요 정점에서의 현장 수질측정 결과 용존산소와 산소포화도 등은 증가하고, 샘플수에 대해 수질분석한 결과에서는 COD, TN 등의 수치가 낮아지는 결과를 확인할 수 있었다. 상기 연구결과를 종합적으로 고려할 때 해수천 양방향에 설치한 수문을 활용해 조위차를 이용한 해수교환 방식을 활용한다면 해수교환량이 증대되고, 수질개선에 긍정적으로 작용할 수 있을 것으로 판단된다. 후속연구로는 지속적인 자료 축척을 통해 수문운용 시나리오, 조위차, 해수의 흐름방향과 유속 등의 상관관계를 보다 상세히 정립할 필요가 있다. 하상단면이 해수천내 흐름특성에 영향을 미칠 수 있는 요인인 만큼, 하계 홍수기에 해수천으로 유입되는 유사량과 퇴적량에 대한 연구도 필요할 수 있을 것으로 생각된다.