굴 양식수역의 환경용량 산정 -I. 생태계 모델을 이용한 거제 · 한산만 굴 먹이 공급량 추정

Abstract

거제 <TEX>$\cdot$</TEX> 한산만 굴 양식어장의 수용력 산정에 가장 중요한 요소인 월별 먹이량 변동을 생태-유체역학 모델을 이용하여 산정한 결과는 다음과 같다. 비양식시기인 5월의 거제 <TEX>$\cdot$</TEX> 한산만의 chlorophyll <TEX>$\alpha$</TEX> 농도는 <TEX>$0.29\~4.72$</TEX> (평균 <TEX>$1.73{\mu}g/L$</TEX>)로 낮은 농도를 나타내었고, 수평분포 특성은 화도 주변 수역에서 <TEX>$2.0{\mu}$</TEX>g/L 이상의 높은 농도 분포를 보인 반면, 만의 중앙부에 해당하는 산달도에서 봉암도 및 율포에 이르는 수역에서 1.4<TEX>$\mu$</TEX>g/L 이하의 낮은 농도 분포를 보였다. 거제 <TEX>$\cdot$</TEX>한산만의 잔차류는 표층의 경우 외양과 접한 남쪽의 협수로에서는 10 cm/sec의 유속으로 남쪽 방향으로 유출하고, 송도와 비산도 부근에서는 5cm/sec 내외의 유속으로 북서 방향으로 흐름이 진행되었으며, 만 중앙부에서는 내측에서 외측으로 유출하는 형태였으나 유속의 크기는 3cm/sec 이하로 작게 나타났다. 중층은 전반적으로 유속의 크기가 감소하였고, 만 중앙부근에서는 표층의 흐름과는 반대로 만 내측으로의 흐름이 뚜렷하였으며, 저층에서는 수로를 중심으로 흐름이 나타났다. 생태계 모델에 의해 비 양식시기로 가정한 5월의 식물플랑크톤 분포를 재현한 결과 실측치와 계산치의 적합성의 정도를 나타내는 <TEX>$R^{2}$</TEX>값은 0.70, 상대오차는 <TEX>$10.3\%$</TEX>이었고, 재현된 분포 특성은 화도와 거제시 둔덕면 사이의 수로 부근 수역과 하천의 영향을 많이 받는 만 내측 수역에서 높은 농도분포를 나타내었고, 외해 방향으로 갈수록 점차 낮아지는 경향을 보였다. 이것은 만내로 유입하는 유입부하에 직접적으로 영향을 받고 비교적 정체수역인 만 내측에서 기초생산력이 높다는 것을 나타내었다. 생태계 모델을 이용하여 9월부터 다음해 5월까지 월별 먹이 공급량을 추정한 결과 <TEX>$0.19\~l.27gC/m^{2}/day$</TEX> 범위에 평균 <TEX>$0.62gC/m^{2}/day$</TEX>로 나타났다 9월에 <TEX>1.12gC/m^{2}/day$</TEX>의 높은 값을 나타낸 이후 점차 감소하기 시작하여 2월에<TEX> 0.19gC/m^{2}/day$</TEX>의 최소 값을 나타내었으며, 봄철로 접어들면서 점차 증가하는 양상을 보였고, 5월에 <TEX>$1.27gC/m^{2}/day$</TEX>의 최대 값을 나타내었다. A 3D hydrodynamic-ecological coupled model was applied to estimate a food supply to oysters in Geoje-Hansan Bay where is one of the oyster culturing sites in Korea, In this study, the primary productivity (PP) was adopted as an index of food supply, and the spatial patterns of average chlorophyll a concentration during a culturing seasons from September to May of the following year were simulated by the model, The numerical result showed that PP was high in the inner part of the bay and the adjacent areas of Hwado island, but low in the outer. This result indicates that PP is essentially influenced by anthropogenic nutrient loadings in the system. The model was calibrated using the field data in May which is non culturing season of oysters and a simulated phytoplankton biomass agreed fairly well with the observed data (<TEX>$R^{2}=0.70$</TEX>, <TEX>$RE=10.3\%$</TEX>). The computed food supply varied from 0.19 to <TEX>$1.27\;gC/m^{2}/day$</TEX> with a mean value of <TEX>$0.62 gC/m^{2}/day$</TEX> from September to May. The highest value was showed in May (<TEX>$1.27 gC/m^{2}/day$</TEX>) and the lowest was in February (<TEX>$0.19 gC/m^{2}/day$</TEX>).