Temporal and Spatial Distributions of Basic Water Quality in the Upper Regions of Brackish Lake Sihwa with a Limited Water Exchange

Temporal and spatial distributions of salinity, temperature, dissolved oxygen (DO), and turbidity were investigated at seven sites in the upper regions of brackish Lake Sihwa with a limited water exchange, from March to October 2005. During the study period, salinity and temperature varied $0.1{\sim}29.9\;psu$ and $4.7{\sim}28.1^{\circ}C$, respectively, depending on seasons and sites sampled. A distinct halocline profile showing the maximum density gradient (difference over $20\;psu\;m^{-1}$ between surface and bottom layers) was observed during the rainy season, due to the decrease of salinity in surface layers by freshwater inflow. This result implies that rainfall event is the important factor forming the halocline. On the other hand, the depth and location of haloeline varied with the amount of seawater through the sluice gates and the operation systems (inflow or outflow). High DO (over 300% saturation) was observed at surface layer above the halocline in April when red tide occurred, whereas low DO (below 20% saturation) was at the bottom layer below the halocline in the rainy season. Turbidity ranged $1.5{\sim}80.3\;NTU$ showing the maximum turbidity at the layers above or upper the halocline. As a result, the distributions of DO and turbidity in the upper regions of brackish Lake Sihwa were largely affected by the variation of salinity. Also, when the halocline was formed, the water quality between upper and lower water layers may be expected completely different. This study suggests that the physicochemical characteristics of water in the brackish regions are closely associated with the causes of eutrophication such as red tide and DO deficit.

물 교환이 제한적인 시화호 상류 기수역에서 기초수질의 시공간적 분포특성

본 연구는 방조제 조성 이후 물 교환이 제한적인 시화호의 기수역에서 염분도, 수온, DO, 탁도의 시공간적 분포특성을 분석하여 기수역의 수질오염 원인을 해석하고 개선방안을 수립하기 위한 기초자료를 활용하고자 하였다. 시화호 기수역에서 염분도는 $0.1{\sim}29.9\;psu$ 그리고 수온은 $4.7{\sim}28.1^{\circ}C$의 범위로 변동이 매우 컸으며, 담수유 입량과 해수의 유입/유출 여부 및 유통량에 의해 영향을 받은 것으로 나타났다. 그리고 기수역 내 염분약층의 형성과정에는 담수유입이 주된 요인인 반면, 염분약층이 형성되는 구간은 배수갑문을 통한 해수의 유입 및 유출여부와 유통량에 의해 영향을 받는 것으로 나타났다. 기수역에서 수온과 염분도의 시공간적 분포는 DO농도와 탁도 분포에 영향을 미치는 것으로 나타났다. DO는 수온이 상승하는 4월에 기수역 중류부의 표층에서 최대 $26.5\;mg\;L^{-1}$(포화도 315%)의 농도를 보였는데, 이는 이 시기 대량 증식한 식물플랑크톤의 광합성에 의한 것으로 사료된다. 반면, 염분약층이 강하게 형성된 지점의 심층에서는 저산소층이 형성되었고, 여름으로 갈수록 확대되어 수온이 가장 높았던 7월에 가장 넓게 형성되는 것으로 나타났다. 한편 탁도는 $1.5{\sim}86.3\;NTU$의 범위로 하류에 비해 중류와 상류부에서 높은 값을 보였고, 염분약층이 형성된 구간에서 높은 경향을 보였다. 본 연구로부터 담수와 해수가 공존하는 시화호 상류 기수역에서 염분도 차이에 의해 형성되는 염분약층은 수체의 공간적인 혼합을 제한시키는 결과를 가져오고, 결국 심층의 산소고갈, 퇴적물의 증가, 식물플랑크톤의 대량증식에 의한 수체의 유기물 증가 등의 수질문제를 유발시킬 수 있는 원인으로 판단된다.