참조기 유자망 어구에 있어서 어구자동식별장치의 적용 가능성에 대한 기초적인 연구

Ⅰ. 서 론

참조기는 우리나라에서 대표적인 고급 어종의 하나로 남서해안과 동중국해역에서 주로 유자망, 안강망, 저인망 등의 어구에 의해 어획된다. 이중 근해 자망 어업의 총 생산량은 2016년부터 2020년까지 약 182,985톤의 어획량을 나타내었으며, 이 가운데 참조기 유자망이 82,474톤으로 총 생산량의 약 45.1%를 차지하고 있다(KOSIS., 2021).

참조기 유자망 어업의 주 조업 시기는 참조기 금어기(04.22∼08.10)가 종료되는 시점부터 이듬해 1월까지 약 6개월간 집중적으로 조업이 이루어지며, 이 시기에 가장 많이 어획된다. 이외에 기간에는 옥돔, 눈볼대, 오징어, 갈치, 기타 잡어류 등을 대상으로 조업한다. 타 어업에 비해 어선의 규모는 작지만 어획량과 어획고는 상위 수준이며, 어획물의 선도가 좋고, 경쟁력 있는 어업으로 평가받고 있다. 참조기 유자망 어구는 수산업법시행령 별표 1의 2에 규정에 의하면 40톤 이상 어선은 길이가 1만 6천미터 까지 사용할 수 있으며, 5천미터 이내의 어구를 따로 실을 수 있는 자망 어업중 가장 규모가 큰 어구이다. 유자망 어선(29t) 1척에 700폭(폭당 약 25m)을 싣고 출어하며 200폭은 예비로 적재한다.

해양수산부의 제1차 해양폐기물 및 해양오염퇴적물 관리 기본계획(2020.12)에 의하면 해양쓰레기 발생량은 총 약 9,195 톤에 달하고 이 중 초목류를 제외한 48.3%가 폐어구이며, 약 58.9%가 자망어업, 약 34%가 통발 어업에서 발생하고 있다. 자망어업의 경우 어구 적정사용량은 27,000 톤이나 실제 사용량은 약 81,000 톤에 이르고 있으며 이 중 약 32%인 약 26,000 톤이 해양에 버려지는 것으로 추정하고 있다(MOF., 2021).

어구 유실과 관련된 연구로는 명태와 참조기 어장에서 유실된 어구의 분포 현황을 조사 보고한 Ahn et al.(2001)과 Kim et al.(2010)의 연구가 있으며, 여기에서는 자망류가 가장 많이 유실되는 것으로 나타났다. 이러한 폐어구 발생에 따른 심각성을 인식하고 폐어구 발생 저감과 어구의 체계적 관리를 위해서는 우선 어구를 식별할 수 있는 전자부이 개발, 전자부이와 수중 어구와의 송수신 기술개발, 원거리의 어구를 탐지하고 관리할 수 있는 관제시스템 개발 등의 기술개발 연구가 수행되어야 하며, 이와 더불어 어업인들의 인식 개선이 시급하다. 어구자동식별장치는 불법어업을 방지하고 유실어구 저감을 통한 해양 생태계 보호를 위해 어구 위치를 자동식별하고 모니터링 할 수 있는 시스템 및 기술개발을 목적으로 다양한 어구에 있어서 어구자동식별장치를 부착하는 적정한 위치 및 수량을 검토하기 위해 연구가 필요한 실정이다. 또한 현재 개발하고 있는 어구자동식별장치를 참조기유자망 어구에 부착할 경우에 투망과 양망과정에서 발생할 수 있는 문제점에 대하여 사전 검토가 필요하다.

따라서, 이 연구는 어구 규모가 크고, 유실 및 손상되어 폐어구 발생이 우려되는 참조기 유자망어구를 대상으로 어구자동식별장치 개발을 추진 및 적용하기 위한 기초적 연구를 수행했다. 근해 참조기 유자망 어업과 관련된 연구로는 유자망 어구의 망목 크기의 변화에 따른 망목선택성 구명과 적정 망목 크기를 산정하여 합리적인 자원관리를 목적으로 연구한 Kim at al.(2009)의 연구와 유자망어업의 설의 높이에 따른 어획특성을 파악한 Oh at al.(2014) 등 참조기 유자망어업과 관련된 다수의 연구사례가 있으며, Kang at al.(2018)와 Heo at al.(2019)이 서해안에서 사용되는 안강망 어구와 제주도 연안해역에서 사용되는 고정자망 어구를 대상으로 어구의 유실실태와 원인 규명, 어구자동식별장치의 설치방안을 분석하여 보고하였다.

본 연구에서는 참조기 유자망 어구의 수중전개현상, 부착위치 및 적정 수량에 대한 의견 수렴을 위해 설문조사를 실시하였으며, 그 다음으로 의견 수렴 결과를 반영하여 규모를 축소한 모형 유자망 어구를 활용해 현장의 참조기유자망 어구에 어구자동식별장치를 부착할 경우 투망과 양망 조업 과정에서 발생할 수 있는 문제점을 검토하고 기초자료획득을 목적으로 해상시험을 실시하였는데, 그 결과를 보고하고자 한다.

Ⅱ. 재료 및 방법

2. 해상시험

어구자동식별장치를 참조기 유자망 어구에 설치하는 방안에 대한 현장 적용성 검토를 위하여 제주대학교 조사선 제라호(G/T 161)를 활용하여 [Fig. 1]과 같이 제주시 북서부 연안 222-8 해구(33°33′00″N ~ 126°17′00″E)주변 해역에서 모형 유자망 어구로 해상시험을 실시하였다. 해상시험 기간은 6월 14일(4물)과 6월 21일(11물)에 1일 2회 총 4회 수행하였다.

[Fig. 1]

Location for field experiment (1), (2), (3), (4) coastal point north and west jeju-si, Jeju-do. Republic of Korea.

해상시험에 사용한 모형 유자망 어구의 모식도와 명세를 [Fig. 2]와 <Table 1>에 나타냈다.

[Fig. 2]

Schematic of model drift gill net used in the field tests at sea. ① GPS ② Buoy ③ Buoy line ④ Depth meter ⑤ Float line ⑥ Float ⑦ Guarding net ⑧ Main net ⑨ Sinker line ⑩ Sinker(lead) ⑪ Sinker(cement).

<Table 1>

Principal particulars of model drift gill net.

모형 유자망 어구의 재질은 나일론 모노필라멘트3호이고 망목은 68 mm이며 그물감 1폭은 72코 × 550코로 설의 깊이는 약 3 m였다. 뜸줄의 길이는 24 m 성형률은 64% 이며, 발줄의 길이는 24.5 m 성형율은 65%이다. 뜸줄은 PP로프 직경 16.5 mm에 부력 140 g의 플라스틱 뜸을 1폭당 0.85 m 간격으로 28개씩 부착하였다.

침자의 재질은 납이고 공기중 무게는 60g으로 1폭당 0.3 m 간격 85개를 부착하였으며 총 8폭의 그물을 사용하였다. 모형 유자망 어구의 이동 궤적은 어구의 양 끝단의 부표기 상부에 GPS 장치(SPT1310, Asen, Korea)를 방수용 커버에 넣고 부착하여 약 2초 간격으로 기록했다. 부설된 모형 유자망 어구의 전개상태는 수심측정계(DST milli-TD, Staroddi)를 그물의 시작 부분과 끝부분에 위치한 뜸줄과 발줄 양쪽 끝에 부착하여 약 5초 간격으로 기록했다. 실험 해역의 수심은 1~2회의 경우 약 90~100 m, 3~4회의 경우 약 50~60 m였다. 투망과 양망은 조사선의 선미의 슬립웨이에서 실시하였으며, 투망 소요시간은 평균 4~5분, 양망 소요시간은 9~10분이었다(<Table 2>).

<Table 2>

Depth of the test sea and time required.

실험 소요 시간은 60분을 기준으로 실시하였다. 또한, 저자들이 연구한 “제주 북서부 연안해역에서의 참조기 유자망 어구에 대한 자동식별모니터링시스템의 현장 적용성 검토”(GIST, 2019)의 내용을 일부 인용하여 검토 분석하였다.

Ⅲ. 결과 및 고찰

1. 설문조사

설문조사 결과 근해 참조기 유자망 어선 14척의 척당 평균 선원수는 13.4명이었으며, 내국인 선원은 선장, 기관장, 갑판장을 포함하여 평균 3.5명이었다. 근해 유자망 어선의 규모는 29~46 톤이며, 평균 톤수는 35.78 톤이었다. 마력은 560 ~ 1217 hp로 평균 마력수는 784.64 hp이었다. 해역별 조업 구역은 남해근해28.6%, 서해근해28.6%, 제주근해22.9%, 동중국해20% 순으로 나타났다. 근해 참조기 유자망 어선의 출어 횟수는 월 2회 미만이 80.8%를 차지하였다 그 다음으로 월 3회 15.4%, 월 4회 3.8%순으로 나타났다. 출어기간은 7일이 57.7%를 차지하였고, 그 다음으로 8일 이상이 42.3% 순으로 나타났는데, 이는 조업 시 기상악화와 유자망 어업 특성상 매월 조류가 강해지는 물때(사리)에는 투망 후 수중에서 강한 조류에 의하여 그물이 누워버리기 때문에 조업 실패와 연결되며, 어구의 손상방지를 위하여 조업을 기피 하는 것으로 보여진다.

1회 조업 시 소요 시간은 [Fig. 3]과 같이 12시간 미만이 42.3%를 차지하였고, 그 다음으로 약 13시간 미만이 26.9%, 14 ~ 15시간이 각각 11.5% 순으로 나타났다.

[Fig. 3]

Time required during one fishery on site.

1회 조업 시 어구의 투입량에 대한 응답은 [Fig. 4]와 같이 700폭이 76.9%를 차지하였고, 그 다음으로는 600폭이 11.5%, 800폭이 7.7% 순으로 나타났다.

[Fig. 4]

The amount of fishing gear put in during the first fishery operation.

근해 참조기유자망 어구의 1폭당 길이에 대한 응답은 [Fig. 5]와 같이 뜸줄 23m와 발줄 28m가 76.9%를 차지하였고, 그 다음으로는 뜸줄 24m와 발줄 29m가 19.2% 순으로 나타났다. 이와 관련해 청취조사를 실시한 결과 각 어선에서 사용하는 어구는 동일한 어획 어종이라도, 어선별로 선호하는 어구 설계에 따라 그물 재료 및 부력재, 침강재, 망목 선택에 따른 어구의 규모에 대한 약간에 차이가 있는 것으로 파악되었다.

[Fig. 5]

The length of one width of a small yellow croaker drift gill net in use at the fishing site.

1회 조업 시 그물 파망(그물의 찢어짐)폭수는 [Fig. 6]과 같이 40~50폭이 73.1%를 차지하였고, 그 다음으로는 30~40폭 및 50~60폭이 각각 11.5% 순으로 나타났으며, 어구의 파망 위치는 대부분 원살 그물에서 주로 일어나는 것으로 조사되었다.

[Fig. 6]

The amount width damage to the drift gill net during one fishing operation.

1회 조업 시 어구 수리와 교체량은 [Fig. 7]과 같이 250~300폭이 69.2%를 차지하였고, 그 다음으로는 300~350폭이 19.2% 순으로 나타났다. 대부분의 어선들에서 투망과 양망 과정 중 원살 그물이 자연스럽게 파망되는 것으로 조사되었다. 이 경우 그물 파망 시 어구에 대한 직접적인 수리보다는주로 예비그물을 이용한 교체작업을 실시하는 것으로 파악되었다.

[Fig. 7]

Amount of word repair and replacement amount during the first fishing operation.

현장에서 선호하는 어구자동식별장치의 수중발신기 부착개수는 [Fig. 8]과 같이 1~3개가 76.9%를 차지하였고, 다음으로 3~5개, 5~7개가 각각 7.7%, 7~10개, 기타(10개 이상)가 각각 3.8% 순으로 나타났다.

[Fig. 8]

Number of attached underwater transmitter on automatic fishing gear identification system preferred in the field.

어구자동식별장치의 수중발신기 부착 위치는 [Fig. 9]와 같이 뜸줄이 76.9%로 가장 높았고, 뜸줄과 발줄이 19.2% 및 기타(부표)가 3.8% 순으로 나타났다.

[Fig. 9]

Location of attached underwater transmitter on automatic fishing gear identification system.

2. 해상시험 결과

모형 유자망 어구를 이용한 해상시험의 결과를 <Table 3>에 나타냈다. 어구의 양끝단에 부착한 GPS 측정 장치에 기록된 모형 유자망 어구의 이동 거리는 1차 및 2차 시험의 경우 평균 약 1478 m 이동하였으며, 3차 및 4차 시험의 경우 평균 약 539 m 이동하였다. 실험 횟수별 평균 이동속도는 1회차 및 2회차 시험의 경우 2.08 m/s(GPS-1), 2.08 m/s(GPS-2)로 나타났다. 3회차 및 4회차 시험의 경우 0.23 m/s(GPS-1), 0.24 m/s(GPS-2)로 나타났다. 각 실험별 GPS-1과 GPS-2의 평균 이동속도는 대체적으로 비슷하게 나타났으며 이동속도가 증가할수록 이동 거리 또한 증가하는 경향을 보였다. GPS 측정 결과에 있어서 [Fig. 10]과 같이 모형 유자망 어구의 이동 궤적에 따라 모형유자망 어구의 최대길이(196 m) 기준 약 19.6(5%∼10%) 범위로 양쪽 간격이 매우 좁아지는 현상이 나타났다. 이는 실험에 사용한 모형유자망 어구는 8폭으로 현장의 유자망 어구보다 규모면에서 매우 작은 규모로 사용하였으며, 유자망 어구의 설(높이)은 약 3 m 정도로 실제로 사용하는 어구의 22% 정도로 조류에 영향을 적게 받는 것으로 생각되나, 고정 자망 어구와는 달리 흐름의 영향을 많이 받기 때문에 이로 인한 어구의 날림현상으로 인하여 양쪽 간격이 줄어든 것으로 생각된다.

<Table 3>

Results of field experiment.

[Fig. 10]

Moving track measurement of drift gill net fishing gear with GPS attached.

각 회차별로 실시한 GPS 측정결과에서 2차 및 3차 시험의 경우 GPS 위치 오차가 다소 크게 나타났는데, 이는 어구의 투망 방향과 바람의 방향이 맞지 않아서 생긴 것으로 보여진다. 어구의 이동 궤적 측정에 있어서 어구의 규모에 따라 GPS 장비의 부착 갯수가 증가하면 증가할수록 어구의 이동 궤적에 따른 전개 현상을 보다 정확하게 파악할 수 있을 것으로 생각되나, 이번 실험에 사용한 모형유자망 어구는 현장의 참조기유자망 어구보다 규모면에서 많은 차이가 있으며, 이를 측정하기 위한 실험 장비 및 실험 횟수가 다소 부족한 환경에서 모형 유자망 어구의 궤적에 따른 거동 특성 결과를 도출하는데 다소 미흡한점이 있다. 이에 대한 측정 장비 수량을 보완하고 다양한 어장 환경에서의 추가 실험을 통한 데이터 확보가 필요하다고 생각된다.

수심 측정계 분석 결과는 [Fig. 11]에 나타냈다. 수심 측정은 모형유자망 어구의 뜸줄과 발줄 양끝 부분에 각각 수심계를 1개씩 부착하여 기록했다. 부착 시간은 80분 정도였으며, 최고수심까지 도달하는데 평균 40분 정도 소요되었다. 1회 실험의 경우 그물의 첫 번째 뜸줄과 발줄 부분의 수심측정계(D-1, D-2) 및 끝 부분에 부착한 뜸줄과 발줄 부분의 수심측정계(D-3, D-4)와 수심 차이가 모형 유자망 어구의 설 높이(약 3m)보다 크게 나타냈는데, 이는 투망 과정에서 뜸줄과 발줄이 서로 엉켰다가 시간이 경과함에 따라 수중에서 서서히 풀린 것으로 보여진다. 1회 실험을 제외한 나머지 실험은 대체적으로 수중에서 그물의 깊이가 안정적으로 전개된 것으로 판단되나, 실험 횟수가 한정되어 측정한 실험 데이터 수집량이 부족하였기 때문에 이번 해상시험에 있어서 모형 유자망 어구의 수중 전개현상 결과를 뒷받침 하기에는 비교적 부족한 면이 있었다. 이를 보완하기 위해서는 다양한 어장 환경에서의 추가 실험을 통하여, 모형유자망 어구의 전개상태를 더욱 면밀히 파악할 필요가 있다고 생각된다. 현장에서 선호하는 어구자동식별장치의 수중발신기 부착개수와 부착 위치에 대한 설문조사 결과를 토대로 현장의 참조기 유자망 어구의 최대길이에 따라 어구자동식별장치 시제품의 송수신 범위를 파악하여 수신기는 근해 참조기 유자망 어구의 양쪽 끝부분에 위치한 부이나 깃대에 설치하고 발신기는 뜸줄과 발줄에 각각 부착하면 근해 참조기 유자망 어구와 어구자동식별장치 시제품과의 송수신이 가능할 것으로 판단된다. 이러한 결과를 바탕으로, 강한 조류 및 악천후 등 다양한 외적인 요소가 내재된 실해역 어장에서 현재 개발중인 어구자동식별장치의 시제품을 이용한 실제 근해 참조기 유자망 어구의 현장 적용성에 대한 추가 검증 실험이 필요하다.

[Fig. 11]

Water depth of model trial drift gill net for according to immersion time.

Ⅳ. 결 론

본 연구는 유실 및 손상되어 폐어구 발생이 우려되는 현장의 참조기 유자망을 대상으로 어구자동식별장치를 적용하는데 있어서 우선적으로 참조기 유자망 어구의 전개상태에 관한 기초자료수집, 어구자동식별장치의 부착 위치 및 적정 수량을 파악하기 위하여 설문조사를 실시하였다. 그리고 모형 유자망 어구에 대한 수중 전개현상과 어구 자동식별장치의 부착 위치 및 적정량 파악 등의 현장 적용성 검토에 대한 기초적 연구를 수행하고 분석했다. 근해 참조기 유자망 어선의 출어 횟수에 대한 설문결과에서 월 2회 미만이 80.8%로 가장 높게 나타났다. 출어기간은 7일이 57.7%로 가장 높게 나타났고, 1회 조업 소요시간은 12시간 미만이 42.3%로 가장 높게 나타났다. 1회 조업 시 어구의 투입량에 대한 응답은 700폭이 76.9%로 가장 높았고, 참조기 유자망 어구의 1폭당 길이에 대한 응답은 뜸줄 23m와 발줄 28m가 76.9%로 가장 높았다. 1회 조업시 그물 파망(그물의 찢어짐)폭수는 40∼50폭이 73.1%로 가장 높았고, 1회 조업 시 어구 수리와 교체량에 대한 응답은 250∼300폭이 69.2%로 가장 높았다. 현장에서 선호하는 어구자동식별장치의 수중발신기 부착개수에 대한 응답은 1∼3개가 76.9%로 가장 높게 나타났고, 어구자동식별장치의 수중발신기 부착 위치에 관한 응답은 뜸줄이 76.9%로 가장 높게 나타났다. 4차례의 해상 시험에서 모형 유자망 어구의 이동 거리는 1차 및 2차 시험에서 평균 약 1478 m 이동하였다. 3차 및 4차 시험에서는 평균 약 539 m 이동하였다. 평균 이동속도는 1차 및 2차 시험에서 2.08 m/s(GPS-1), 2.08 m/s(GPS-2)로 나타났다. 3차 및 4차 시험에서는 0.23 m/s(GPS-1), 0.24 m/s(GPS-2)로 나타났다. 대부분의 모형 유자망 어구의 뜸줄 양 끝단 부분의 궤적은 모형 유자망 어구의 최대길이(196m) 기준으로 약 19.6m(5%~10%) 범위로 양쪽 간격이 매우 좁아지는 현상이 나타났다. 모형 유자망 어구의 각 실험별 최고수심까지 도달하는데 평균 40분 정도 소요되었으며, 1회 실험을 제외한 나머지 실험은 수중에서 대체적으로 그물의 깊이가 안정적으로 전개된 것을 파악할 수 있었으며, 향후 연구과제로는 참조기 유자망 어구와 현재 개발된 어구자동식별장치의 시제품을 통한 현장 적용성 시험을 실시하여 수중에 설치된 어구와 어선과의 통신, 관제시스템과의 연계등에 대한 체계적인 통합관리시스템 구축에 따른 기초자료 확보에 대한 연구가 요구된다.

Acknowledgments

이 논문은 2021학년도 제주대학교 교원성과 지원사업에 의해 연구되었음.

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