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문제 정의
- 이 연구는 광양만 교통안전특정해역 내에 있는 삼여 암초를 제거 후 3개 항로를 운영한다고 가정했을 때 위험 감소효과에 대한 것으로, 선박운항자 위험도 기반 모델을 이용한 해상교통류 시뮬레이션 결과이다.
제안 방법
- 선박통항량 척수, 선박 속력, 선박크기 등은 교통조사 결과를 기반으로 하여, 교통량은 통항이 가장 많았던 시기(1일 최대 180척)의 피크타임(peak time) 시간대를 설정하여재현하였으며, 선박 크기별 비율은 Table 2와 같이 현재 실정과 동일하게 적용하였다.
- 이 연구는 여수·광양항 특정해역 내 삼여 암초 제거 전·후 항로 안전성과 효과적인 항로 운용 방안에 대한 것으로 환경스트레스 모델(Inoue, 2000)을 이용하여 해상교통류시뮬레이션을 수행하였다. 시뮬레이션 실험을 통해 얻어진 결과를 바탕으로 삼여 암초 제거가 해상교통안전에 미치는 영향을 분석하였고, 이 결과를 바탕으로 효과적인 항로 운영방안을 제시하였다.
- 아울러 장래교통량을 고려해 현재보다 1.5배 교통량이 증가한 경우에 대하여 시뮬레이션을 실시하여 비교 분석하였다. 1.
- 이 연구는 삼여 암초 제거가 항로 안전성에 미치는 영향과 효과적인 항로 운영 방안을 분석하기 위한 것으로 항로 설계는 Fig. 4과 Fig. 5와 같이 2개 항로만을 운용할 때(삼여 암초 존재)와 삼여 암초 제거 후 3개 항로 모두를 운용할 때로 구분하여 간략하게 설계하였다. 항로의 폭은 현재 설정된 항로 폭을 바탕으로 650m로 설계하였다.
- 해상교통류 시뮬레이션을 위한 시나리오는 크게 2가지로 나누어 시행하였다. 첫째, 현재와 같은 교통량에서 2개 항로만을 운영하는 경우와 삼여 암초 제거 후 3개 항로를 이용하는 경우, 둘째, 교통량이 현재보다 1.5배 증가한 상황에서 2개 항로와 3개 항로를 운용하는 경우로 구분하였다. 세부적인 시뮬레이션 시나리오 조건은 Table 3과 같다.
- 해양수산부는 2015년에 위험화물운반선의 출입과 선박통항량이 많은 울산항, 여수·광양항, 인천항의 항로와 정박지에 대해 종합적인 진단평가를 실시하였다.
대상 데이터
- 통항경로대 설정은 소형선박과 중대형선박과의 통항경로 대가 다소 상이하여 각각 설정하였다. Fig. 6와 같이 삼여 제거 후 3개 항로를 모두 사용할 수 있을 때에는 깊은수심항로를 이용할 수 있는 선박을 50,000 DWT 이상 선박으로 설정하였다. 50,000 DWT 선박의 최대 흘수는 선종에 따라 다소 차이가 있으나, 유조선을 기준할 때 12m 정도이다(MOF, 2014b).
이론/모형
- 시뮬레이션은 선박운항자의 선박운항 부담감을 정량화한 환경스트레스 모델(Environmental Stress Model, 이하 ES 모델)을 이용하였다. ES 모델은 선박을 둘러싸고 있는 주변 환경이 선박운항자에게 얼마나 위험감(스트레스)을 주는지를 정량적으로 표현한다.
- 이 연구는 여수·광양항 특정해역 내 삼여 암초 제거 전·후 항로 안전성과 효과적인 항로 운용 방안에 대한 것으로 환경스트레스 모델(Inoue, 2000)을 이용하여 해상교통류시뮬레이션을 수행하였다.
성능/효과
- 5배 증가한다고 가정하여 수행한 시뮬레이션 결과이다. 교통량이 1.5배 증가에도 불구하고 위험도는 4.06 %로, Case 1의 위험도와 비교하여 1.25 % 소폭 증가함을 알 수 있다. 이는 광양항 특정해역의 항로 폭이 넓어(평균 650 m) 통항선박 간의 이격 거리가 충분하기 때문으로 해석된다.
- 교통량이 현재와 같다고 가정했을 때, 3개 항로를 운영하는 것이 2개 항로를 운영할 때보다 위험도를 낮출 수 있었으며 10,000 DWT 이상 선박을 깊은수심항로로 통항하게 하는 것이 어느 특정 항로에 위험이 집중되는 것을 분산시킬 수 있었다. 한편 교통량이 현재보다 1.
- Table 1과 Table 2는 선박의 종류와 크기별로 교통량을 분석한 것으로 72시간 동안 총 494척이 통항하였으며, 1일 최대 180척, 1일 평균 165척이 통항하는 것으로 조사되었다. 선박의 종류별로는 위험물운반선이 46%로 가장 많았으며, 컨테이너선과 같은 일반화물선이 35 %, 예부선 16% 순으로 조사되었다. 선박의 크기별로는 총톤수 500 ~ 3,000톤 선박이 27 %로 가장 많았으며, 100 ~ 500톤 26 %, 3,000 ~ 5,000톤 9 %순이었다.
- 15 %를 보였고 3개 항로 중에서 입항항로에서 다소 높은 위험빈도가 나타났다. 이 결과는 Case 1보다 1.86 % 감소한 수치로, 현재 위험도 즉 Case 1을 100 %로 볼 때 46.4 % 위험 감소 효과가 있는 것을 알 수 있다.
- 교통량이 현재와 같다고 가정했을 때, 3개 항로를 운영하는 것이 2개 항로를 운영할 때보다 위험도를 낮출 수 있었으며 10,000 DWT 이상 선박을 깊은수심항로로 통항하게 하는 것이 어느 특정 항로에 위험이 집중되는 것을 분산시킬 수 있었다. 한편 교통량이 현재보다 1.5배 증가한 상황에서는 50,000 DWT 이상 선박을 깊은수심항로로 통항하게 하는 것이 더 효과적임을 알 수 있었다. 이를 상황별 효과적인 방법을 정리하면 Table 4와 Table 5와 같다.
- 한편 현재 교통량보다 1.5배 증가한 상황에서는 10,000 DWT 이상 선박을 깊은수심항로로 유도하는 것이 위험 분산 측면에서 더 효과적임을 알 수 있었다. 이러한 결과는 광양항을 출입하는 선박들의 크기별 비중으로, 50,000 DWT 이상 선박이 전체의 7 % 수준을 차지하고 있기 때문으로 분석된다.
- 72 %를 보였다. 현재 위험도 즉 Case 1을 100 %로 볼 때 57.1 % 위험 감소 효과가 있는 것을 알 수 있다. Case 1에서 Case 3까지의 결과를 종합하여 항로 운영 측면에서 분석할 때, Case 2보다 Case 3가 안전 측면에서 더 효과적임을 알 수 있다.
- 현재와 같은 교통량에서 2개 항로를 3개 항로로 운영했을 때, 46.4 %(50,000 DWT 이상 선박은 깊은수심항로를 이용)와 57.1 %(10,000 DWT 이상 선박은 깊은수심항로를 이용) 위험 감소 효과가 있는 것으로 나타났다. 어느 특정 항로에 위험도가 집중되는 것을 피하기 위해서는 50,000 DWT 이상 선박을 깊은수심항로로 통항하게 하는 것이 더 효과적이었다.
후속연구
- 이 연구는 선박운항자 위험도 기반 모델에 의한 분석 결과로, 삼여 암초와 인공어초 제거 등에 소요된 비용 대비 효과를 검토한 것이 아님을 밝혀둔다. 본 연구의 결과는 삼여 암초 제거 후 항로 설정과 항로 운영 방안(특히 깊은수심항로 통항선박 제한) 등에 활용이 가능할 것으로 기대된다.
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