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가덕신공항과 부산신항 통항선박항행안전의 공생
[568호] 2021년 01월 04일 (월) 13:33:55 박영수 komares@chol.com
   
박영수
한국해양대학교 해사대학 해사수송과학부 교수

서론
우리나라는 삼면이 바다인 나라로, 해외와 교역을 할 때 항공기와 선박을 이용한 항공 및 해상을 통한 수송이 거의 대부분을 차지하고 있다. 그중 부산항은 컨테이너 취급량이 세계에서도 손꼽히는 항만으로 자리하고 있는 반면, 부산항 부근에 대형 공항의 부재로 인하여 부산, 울산, 경남의 물류의 큰 비중을 차지하는 고부가가치 화물이 인천국제공항을 이용하고 있는 실정이다[1].


한편 세계적으로 여러 공항들이 20km 이내에 항만과 공항을 연계하여 24시간 운영할 수 있도록 되어있으며[2], 이 중에는 2020년 컨테이너 항만 물동량 순위 1위가 예상되는 상해항, 2위 예상인 싱가포르항, 9위 예상인 홍콩항이 포함될 정도로 항만과 공항의 지근거리 연계는 물류산업의 기반이 된다. 이런 시점에서 가덕신공항 건설은 경남지역을 포함한 우리나라 최대 항만인 부산항을 더욱 발전시킬 수 있는 초석이 될 것이며, 가덕신공항 건설로 인하여 유라시아 철도 물동량도 대폭 증가될 것이라는 예상도 있다[3].
이러한 순기능이 많은 가덕신공항 건설에 있어 기존공항 확장의 안전상 문제가 핵심 쟁점으로 대두되었다. 가덕신공항 주변에는 우리나라 최대 항만인 부산신항이 위치하고 있어 현재 24,000TEU급 컨테이너 선박의 입출항이 이루어지고 있다. 또한 거제도의 대형 조선소에서 수주되는 선박의 시운전을 위한 통항 항로와 인접하고 있다. 이에 따라 가덕신공항의 건설과 함께 주위를 통항하는 선박의 안전항행에 미치는 영향을 사전에 살펴볼 필요가 있다.


여기에서는 가덕신공항 부근의 해상 특징을 기존 교통흐름 조사를 기반으로 분석하고 세계에서 공항과 그 주위에 인접하여 통항하는 선박이 있는 지역을 살펴본다. 이를 통한 시사점을 도출하고 가덕신공항이 건설될 때 대형 공항 주위에 선박 안전 통항을 위해 미리 검토하여야 할 내용을 식별하여 항공기와 선박이 안전하게 공생하여 항행할 수 있도록 하고자 한다.

 

2. 가덕신공항 부근 해상 특징
2.1 가덕신공항 부근 해상 특성

가덕신공항 부근에는 우리나라 최대 항만인 부산신항, 부산신항과 마산항 입출항을 위한 가덕수도, 가덕도 남동측에 부산신항 정박지가 존재하고 있다. 이중 가덕수도는 가덕도와 거제도 북동부와의 사이에 위치하고 수심이 양호(약 12∼35m)하다. 그리고 부산신항은 우리나라 최대 컨테이너 터미널로서 동북아 해상물류의 전초기지를 담당할 중추 항만으로 수심 17m로 준설하여 24,000TEU급 컨테이너가 상시 출입항이 가능한 항만이다. 한편 부산신항 정박지는 가덕도와 부산다대포 사이에 위치하고 있으며 해양부고시 제2001-135에 의거한 제2차 전국항만기본계획에서 5만톤급 3개소와 3만톤급 5개소로 정박지가 지정고시되어 운영되고 있다[4].

 

   
[그림 1] 가덕수도 통항선박 크기 및 통항척수 현황(2015년)
source: 폴라리스 쉽핑(2015)
   
[그림 2] 가덕신공항 부근 가덕수도의 해상교통흐름도(2015년)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2.2 가덕신공항 부근 해상교통 현황 특성 분석
(1) 부산신항 부근 제5항로 해상교통 현황 특성 분석

[그림 1]은 2015년에 3일간 가덕수도 해역을 대상으로 해상교통량 조사가 진행된 것 중 부산항 제5항로를 통항한 선박의 현황을 조사한 것이며, [그림 2]는 당시의 해상교통흐름도의 일부이다[5]. 이 해상교통량 조사에서 조사된 척수는 총 378척으로 시간당 평균 5.2척의 선박이 통항하고 있는 것으로 조사되었으며, 피크타임시간대는 18시 부근으로 조사되었다. 100톤 미만의 소형선박이 약 38%로 조사되었으며, 2만톤 이상 선박은 3.7%를 차지하고 있었다. 가덕수도 통항형태를 살펴보면 부산항 제5항로인 가덕수도를 따라 부산신항 항내로 진입하는 선박, 가덕수도 주의해역에서 마산항로를 이용하는 선박뿐만 아니라 가덕도 남측 끝단에 가까이 접근하여 가덕수도를 가로질러 마산항로를 이용하는 선박 등의 교통흐름이 파악된다.

 

   
[그림 4] 부산신항 정박지 인근 통항선박 크기별 항적도(2008년)
source: 부산지방해양항만청(2008)
   
[그림 3] 부산신항 정박지 인근 통항선박 크기 및 통항척수 현황(2017년)
source: 경남테크노파크(2020)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

(2) 부산신항 정박지 인근 통항선박 크기 분석
[그림 3]은 부산신항 정박지 부근을 통항한 선박의 크기 및 통항척수 현황을 정리한 것이다. 2017년 8월에 3일간 해상교통량 조사에서 조사된 척수는 총 469척으로 시간당 평균 6.5척의 선박이 통항하고 있는 것으로 조사되었으며, 오전 시간대에 통항하는 선박이 많으며, 길이 50m 미만의 소형선박이 가장 많은 것으로 조사되었다[6]. 또한, 그림 4는 부산신항 정박지 부근의 선박교통흐름을 나타낸다[7].


3. 주요 해상공항과 선박과의 안전통항 공생 사례
3.1 주요한 해상 공항의 사례

지금까지 알려진 해상공항은 해상의 섬에 설치, 섬을 매립하여 설치 또는 해상에 활주로를 건설하는 형태로 공항이 설치되었으며, 몰디브, 일본, 마카오, 홍콩, 우리나라 인천공항 등의 사례가 있다. 대부분의 공항들은 대형 선박 통항과 다소 떨어진 지역에 설치된 것으로 알려져 있다. 하지만 공항의 확장에 의한 활주로 확장 등으로 인하여 선박과의 간섭현상이 발생하는 공항도 생겨나기 시작하고 있다.

 

3.2 일본 하네다 공항의 활주로 높이와 선박 Air Draft 높이 검토 사례
일본 하네다 공항의 재확장과 관련하여 선박 항행과 관련한 확장 활주로의 위치와 높이의 변경에 대한 검토가 수행된 바 있으며, 이중 확장 활주로의 위치부분과 선박 Air Draft가 연관관계가 있을 것으로 사료되어 이 부분에 대한 사례를 살펴보고자 한다.
ICAO OAS는 항공업무방식에서 정하고 있는 항공기의 운항에 있어서 장애물을 평가하기 위한 표면으로, 장애물이 OAS를 넘지 않는 경우는 항공기 및 선박의 운항 안전이 보증된다고 짐작할 수 있다. 하네다 공항의 활주로 높이는 고정 물건의 높이를 제한하기 위한 진입표면(2%)을 기준으로 하였지만, 해상에 위치한 확장활주로는 항공기 운항 기준인 OAS표면(2.85%)을 적용하여 일정한 Air Draft를 전제로 활주로의 높이를 결정하였다.


2004년에 일본 항공국에서는 하네다 확장 활주로(D) 연장선 상에 있는 동경항 제1항로의 끝에서 항공기(낙하경로 3°의 라인으로 항공기 최하부 약 117m 비행)와 선박(마스트 높이 55m)의 이격거리가 약 60m였다고 밝혔다. 또한 실태조사에 의하면 실제 항공기의 운항고도와 낙하경로 3°의 라인에 대한 차이가 어긋난 항공기가 거의 없는 것으로 나타나 항공기와 선박의 이격거리는 상당 부분 확보할 수 있다고 하였으며, 이를 통해 하네다 공항 D활주로의 높이는 기존 높이에서 17.1m로 낮출 수 있을 것이라 하였다. 이에 대해 일본선주협회를 비롯한 선박안전 전문가들은 2004년 전반기에 동경항에서 출항한 컨테이너 선박 중 가장 Air Draft가 높은 선박의 Air Draft는 57.63m, 만조위는 2.4m, 선박항행위치는 2.85m(항로끝단에서 100m 이상 중심 측을 항행하는 것으로 판단. 100m×2.85% =2.85m)로 조사하였다. 따라서 선박항행위치에 있어서 OAS 높이는 57.5m보다 적을 것으로 판단하였으며(57.63m+2.4m-2.85m=57.18m < 57.5m), 실제 선박의 항행위치를 고려한다면 조위와 화물적재율의 변동이 있어도 선박의 마스트 높이가 OAS를 넘을 우려는 없을 것으로 예상한다고 밝혔다. 그럼에도 불구하고 OAS를 넘는 경우에는 공항 측에서의 운용조건을 변경하여 선박의 항행을 제한하지 않도록 해야 한다고 지적하고 있다.


한편 이 해역의 선박통항관리 서비스를 수행하는 Port Radio에 의하면, 안전을 위하여 Air Draft가 높은 선박이 항행할 경우 공항관제실과 지속적으로 연락을 하고 있는 것으로 밝혔다. 특히 항공기와 선박이 마주칠 우려가 있을 경우 선박을 우선 통항하도록 하고 있다[8].

 

3.3 부산신항 출입항 선박의 Air Draft 조사
현재 부산신항 출입항 선박 중 가장 큰 선박은 24,000TEU 컨테이너 선박으로 2020년도에도 수십회 입출항한 실적이 있다. <표 1>는 부산신항을 기항하는 24,000TEU급 컨테이너 선박의 주요 선박 상세를 나타낸 것이다[9].

 

Dimension

Loading Information

 

Freeboard

Draft(Extreme)

LOA

399.9m

Summer(Moulded)

6.798m

16.525m

LBP

383.3m

Summer-now displayed

(Multiple Load Lines)

7.151m

16.172m

Extreme breadth

61.180m

Moulded depth

33.2m

Lightship

18.972m

4.351m

source: 한국선급(2020)

 

24,000TEU급 선박의 안테나 탑까지의 높이가 80.9
8m이며, Tilting은 76m로 Air Draft는 다음과 같이 계산할 수 있다.
Air Draft(Tilting)=76.000   -(dmean - L x t / LBP) (1)

Air Draft(Antenna Top)=80.980-(dmean - L x t / LBP)   (2)
(여기서, L은 67.65m)  
 
통상 이 선박은 평균 흘수 13m∼15m 정도로 항행하고 있어 24,000TEU급 선박의 Air Draft는 약 65m∼67m로 봐야 할 것이다. 따라서 해당 선박의 부산신항 항시 입항을 위하여 활주로 연장선 상의 항로에서의 선박 Air Draft와 항공기 하부 간의 이격거리는 반드시 식별이 필요한 내용으로 판단된다.
한편 <표 2>는 인천대교 설치 시 조사된 선박 Air Draft의 현황 자료를 정리한 것으로[10], 인천대교를 통과할 것으로 예상되는 선박 중 여객선의 Air Draft는 평균 64m까지 예상하였다.

 

 

Type of Ships

Tanker: 120,000DWT

General Cargo: 50,000DWT

Bulk Carrier: 100,000DWT

Container: 70,000GT (6,000TEU)

Passenger: 142,200GT

Expected Mast Height (meters)

Average Ships Passing

48.81

(20.555)

41.22

(28.145)

43.03

(26.335)

51.60

(17.765)

64.42

(4.945)

Maximum Ships in Sample Passing

68.23

(1.135)

50.91

(18.455)

67.94

(1.425)

58.2

(11.165)

65.80

(5.145)

source: KODA development Co., Ltd.(2002). * ( )는 인천대교와 여유 높이

 

4. 가덕신공항의 항공기와 부산신항의 선박과의 안전 공생을 위한 제안
가덕신공항 부근의 해상교통흐름 분석을 기반으로 일본 하네다 공항의 선박과 항공기와의 안전공생 사례를 통하여 아래와 같이 가덕신공항 부근의 해상교통 안전 확보를 위한 우선 검토사항 3가지를 제안하고자 한다.

 

(1) 선박교통흐름과 무관한 활주로 방향 설계 필요
가덕수도의 교통흐름과 조위 변화를 기반으로 현재 및 장래 통항선박의 Air Draft를 고려(현재 24,000TEU 컨테이너 선박 출입항 중)하여 항공기의 안전한 이착륙이 가능한 활주로 방향 및 항로와의 이격거리가 확보될 수 있도록 설계되어야 할 것이다. 또한 안전한 항공기 이착륙과 선박의 통항을 위하여는 항로변경이 필요하며, 부산신항 정박지를 이용하고 있는 선박의 경우에는 부산신항 정박지 변경이 필요하다.

 

(2) 선박통항 우선권 부여
 선박의 통항에 우선권을 부여하여 공항 측에서 조정할 수 있도록 공항운영지침을 마련할 필요가 있으며 이를 위해 항공관제와 해상교통관제가 상호 유기적으로 운영될 필요가 있다. 하지만 이로 인하여 업무가 부가될 수 있다.

 

(3) 통항선박과의 안전항행 공생을 위한 사전 검토
 가덕신공항 건설을 위한 사전 검토를 할 경우 선박통항안전 전문가를 포함시켜 필수 항목들을 검토할 수 있도록 하는 체계 마련이 필요하다. 특히 공사기간 중의 안전확보 등은 중요한 이슈가 될 것이다.
(기고문의 논조는 본지와는 무관합니다) 

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