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제안 방법
- 따라서 본 논문에서는 해안에 인접한 발파작업으로 인해 발생되는 수중소음을 실측하여, 이를 바탕으로 미계측된 발파작업에 대한 수중소음도를 사용된 장약량(Gross weight)과 천공 깊이(Boring depth)에 따라 예측하였다. 그리고 예측된 수중소음도에 의해 해양생물에 피해를 줄 수 있는 영향범위를 거리감쇠 특성식(윤종락 등, 2006)을 이용하여 예측하는 방법을 기술하고, 적용된 사례에 대해 논의한다.
- 따라서 본 논문에서는 해안에 인접한 발파작업으로 인해 발생되는 수중소음을 실측하여, 이를 바탕으로 미계측된 발파작업에 대한 수중소음도를 사용된 장약량(Gross weight)과 천공 깊이(Boring depth)에 따라 예측하였다. 그리고 예측된 수중소음도에 의해 해양생물에 피해를 줄 수 있는 영향범위를 거리감쇠 특성식(윤종락 등, 2006)을 이용하여 예측하는 방법을 기술하고, 적용된 사례에 대해 논의한다.
- 발파, 소음, 진동 등으로 인한 어류의 피해영향범위를 결정하기 위하여 미발파시의 수중 환경소음을 측정하여 대상해안의 암소음에 대한 특성을 파악하고, 발파 시 수중으로 전달되는 소음을 측정하여 암소음 측정 결과와 비교 분석하였다. 그리고 주파수 스펙트럼은 1/3 Octave band로 16 Hz ~ 20 kHz(가청주파수범위), Data는 약 60분 정도로 저장(Recording)하였고, 하이드로폰(Hydrophone)을 설치하여 수중소음을 측정하였다.
- 발파, 소음, 진동 등으로 인한 어류의 피해영향범위를 결정하기 위하여 미발파시의 수중 환경소음을 측정하여 대상해안의 암소음에 대한 특성을 파악하고, 발파 시 수중으로 전달되는 소음을 측정하여 암소음 측정 결과와 비교 분석하였다. 그리고 주파수 스펙트럼은 1/3 Octave band로 16 Hz ~ 20 kHz(가청주파수범위), Data는 약 60분 정도로 저장(Recording)하였고, 하이드로폰(Hydrophone)을 설치하여 수중소음을 측정하였다. 수중소음은 수심 2m로 고정하여 측정하였고, 하이드로폰의 신뢰도를 확보하기 위해 측정 시 2개의 센서를 사용하였다.
- 수중소음은 2개의 센서를 통해 총 12회에 걸쳐 측정되었으며, 발파 시간을 중심으로 측정하였다. 날씨는 대체로 맑았으며, 파고는 낮았다.
- 이는 발파 순간의 해수 유속, 풍속 등의 환경조건에 의해 발생되는 것으로 사료된다. 또한 동일한 조건이나 측정값이 서로 다르기 때문에 피해영향범위 예측 과정에서 두 값에 대한 피해 영향범위를 모두 산출하였다.
- TL(Transmission loss : 전달손실)은 음원으로부터 대상 어류까지 전달하는 동안 손실되는 양으로 확산손실과 흡수손실로 구성되며 거리 및 해양환경에 좌우된다. 본 논문에서는 측정 및 조사해역의 수심이 15～20m 전후의 천해이고, 음원으로부터 1km까지는 구면확산을 그 이상의 해역에 대해서는 원통확산 특성을 띄고 있다. 아래의 식(3)에서 구한 전달손실은 오로지 음원준위를 예측하기 위해서만 사용하였다.
- 식(3)에서 α는 유효감쇠계수, r은 측정지점으로부터 해안선까지 거리를 나타낸다. 천해에서 음파의 전반손실은 해면, 해수매질 및 해저와 주파수 특성에 의존하며 전반손실을 구하는 방법도 다양하지만 본 논문에서는 어류에게 가장 민감한 주파수 대역(100~300Hz)만을 고려하였으며 유효감쇠계수로 0.18을 사용하였다(Rozenfeld, I. etc., 2001). 또한 음원의 음압예측을 위해서 거리, 측정값, 배경소음을 사용하여 음원준위(Source level, SL)를 식 (4)에서와 같이 계산할 수 있다.
- 발파 시 폭약의 중량이 동일할 때 천공 깊이에 따라서 소음, 진동에 의한 소음도가 다르게 나타나므로 총12회에 걸쳐 측정된 값을 천공 깊이(5m, 6m, 8m, 9m, 10m, 11m, 12m)별로 분류하였다. 또한 피해영향범위를 산출함에 있어서 신뢰도를 높이기 위하여 7개월간 작업장에서 실시된 약 100여회의 발파일지를 바탕으로 모든 발파 작업을 천공 깊이별로 분류하여 피해영향 범위 예측에 적용하였다.
- 발파 소음으로 인한 주변해역의 해양생물에 대한 피해영향 범위를 예측하기 위하여, 미발파 시의 수중소음(암소음)을 조사(측정)하고, 발파 시 발생되는 수중소음을 측정하였다. 측정된 두 조건에 대한 수중소음을 비교한 결과, 발파 시는 배경소음(미발파)과 최대 60dB 차로 증가됨을 알 수 있었고, 100~300Hz(어류의 청각 주파수 범위)(윤종락 등, 2006)대역에서 소음이 급격히 증가하는 것을 알 수 있었다.
- 측정된 수중소음을 토대로 하여, 피해영향 범위를 예측하기 위해 음원준위 예측식과 거리감쇠식을 사용하였으며, 음원레벨 예측식은 측정된 소음준위와 음원과의 거리를 통해 계산되며, 계산된 음원준위를 거리감쇠 식에 대입하여 피해영향 범위를 예측하였다. 또한 발파 작업의 조건에 대해 천공 깊이 및 장약량에 대한 조건을 고려하기 위해, 12회에 걸쳐 측정된 수중소음을 천공 깊이 별로 분류하고, 각 천공 깊이에 대한 피해영향 범위로 예측하였다.
- 측정된 수중소음을 토대로 하여, 피해영향 범위를 예측하기 위해 음원준위 예측식과 거리감쇠식을 사용하였으며, 음원레벨 예측식은 측정된 소음준위와 음원과의 거리를 통해 계산되며, 계산된 음원준위를 거리감쇠 식에 대입하여 피해영향 범위를 예측하였다. 또한 발파 작업의 조건에 대해 천공 깊이 및 장약량에 대한 조건을 고려하기 위해, 12회에 걸쳐 측정된 수중소음을 천공 깊이 별로 분류하고, 각 천공 깊이에 대한 피해영향 범위로 예측하였다. 이는 천공 깊이 및 장약량에 따라서 피해영향범위가 다르게 예측되기 때문이며, 피해영향범위의 신뢰도를 높이기 위하여 실측되지 못한 약 100여회의 발파작업을 천공 깊이 별로 정리하고, 장약량의 차를 고려하기 위해 측정된 작업의 장약량을 기준으로 측정되지 못한 작업에 대한 장약량을 증가배수에 따라 음원준위 및 피해범위를 예측 방정식을 이용해 산출하였다.
- 또한 발파 작업의 조건에 대해 천공 깊이 및 장약량에 대한 조건을 고려하기 위해, 12회에 걸쳐 측정된 수중소음을 천공 깊이 별로 분류하고, 각 천공 깊이에 대한 피해영향 범위로 예측하였다. 이는 천공 깊이 및 장약량에 따라서 피해영향범위가 다르게 예측되기 때문이며, 피해영향범위의 신뢰도를 높이기 위하여 실측되지 못한 약 100여회의 발파작업을 천공 깊이 별로 정리하고, 장약량의 차를 고려하기 위해 측정된 작업의 장약량을 기준으로 측정되지 못한 작업에 대한 장약량을 증가배수에 따라 음원준위 및 피해범위를 예측 방정식을 이용해 산출하였다. 또한 현재 어류에 대한 소음기준이 설정되어있지 않기 때문에 기준 음압 설정(140dB ~ 160dB)을 달리하여 동일한 방식으로 피해영향 범위를 예측하였다.
- 이는 천공 깊이 및 장약량에 따라서 피해영향범위가 다르게 예측되기 때문이며, 피해영향범위의 신뢰도를 높이기 위하여 실측되지 못한 약 100여회의 발파작업을 천공 깊이 별로 정리하고, 장약량의 차를 고려하기 위해 측정된 작업의 장약량을 기준으로 측정되지 못한 작업에 대한 장약량을 증가배수에 따라 음원준위 및 피해범위를 예측 방정식을 이용해 산출하였다. 또한 현재 어류에 대한 소음기준이 설정되어있지 않기 때문에 기준 음압 설정(140dB ~ 160dB)을 달리하여 동일한 방식으로 피해영향 범위를 예측하였다. 140dB 기준에 대한 전체 평균 피해영향 범위는 4.
- 발파 시 폭약의 중량이 동일할 때 천공 깊이에 따라서 소음, 진동에 의한 소음도가 다르게 나타나므로 총12회에 걸쳐 측정된 값을 천공 깊이(5m, 6m, 8m, 9m, 10m, 11m, 12m)별로 분류하였다. 또한 피해영향범위를 산출함에 있어서 신뢰도를 높이기 위하여 7개월간 작업장에서 실시된 약 100여회의 발파일지를 바탕으로 모든 발파 작업을 천공 깊이별로 분류하여 피해영향 범위 예측에 적용하였다. 그중 천공 깊이가 5m인 발파작업에 대해 사용된 장약량을 조사하여, 사용된 장약량의 증가에 따른 예측 소음도(P)를 천공 깊이 5m의 측정값을 토대로 산출된 피해영향범위는 Table 3에 나타내었으며, Fig.
- Table 4에 나타낸 예측 결과는 어류가 반응하는 기준음압(음압준위)을 140dB로 가정한 예측된 결과이며, 서론에서 기술된 바와 같이 어류에 대한 소음기준이 현재까지 명확히 설정되어 있지 않기 때문에 기준음압을 네 가지로 구분하여(140dB, 145dB, 150dB, 160dB) 각각에 대한 피해거리를 산출하였다. 이는 상기의 방법과 동일하게 계산하되 식(5)에서 기준음압을 145dB로 변경하여 산출할 수 있으며, 그에 대한 전체 평균 피해영향범위는 2.
대상 데이터
- 식 (5)의 모든 변수는 dB로 주어지며 SL-(NL+RT)는 FOM(Figure of merit)으로 정의되며 SL, NL 및 RT로 부터 FOM을 추정하면 이에 상당하는 음파전달손실(전반손실)에 일치하는 거리가 수중소음의 피해 영향거리가 된다. 본 논문에서는 음파전달손실로 수심 20~40m인 천해에서 어류의 청각주파수범위 대역(100 ~ 300Hz)을 고려하여 실제 실험을 통해 만든 실험식 17log(r) (윤종락 등, 2006)을 사용하였다.
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