Corresponding author: Ik-Soon Cho, +82-51-410-5072, 1. 서 론
우리나라는 삼면이 바다로 둘러싸여 선박을 이용한 해상무역이 수출입의 주요한 수단으로 활용된다 (Chough et al., 2000). 해양수산부의 제5차 해운산업 장기발전계획에 따르면, 국내 수출입 화물 물동량의 99.8%가 해상으로 운송되고 있다 (MOF, 2021a). Lee et al. (2019)에 따르면 최근 신재생 에너지 개발의 일환으로 해상풍력 시장이 빠르게 성장하고 있다. 해상풍력발전단지는 선박의 통항에 제약을 주는 요인으로, 해양수산부의 해상교통안전진단 시행지침에 따르면 선박과 해상풍력발전단지 간 안전이격거리는 ‘선박 길이의 6배 + 500m’이다(MOF, 2024a). 이는 선박운항자의 심리요인과 선박의 조종성능, 그리고 유엔해양법협약(UN, 1982)이 정한 인공구조물로부터의 이격거리 기준을 500m를 복합적으로 적용한 값으로, PIANC(2018)에서 해상풍력단지 설계시에 대한 안전기준으로 제시하였다.
Ohn and Namgung(2022)은 유럽 북해 지역에서의 해상풍력단지 계획 및 건설 사례를 검토하였다. 유럽 북해 해역에서 운항하는 최대 선박 제원을 기준으로 PIANC guideline에 따른 이격거리 검토 결과, Burbo Bank 와 Burbo Extension 해역을 제외한 모든 사례에서 기준이 충족되었다. 하지만, 이러한 결과는 선박의 조종 성능 측면에서 검토된 정성적 기준에 불과하며 항로 및 Traffic Seperate Scheme(TSS)와 같은 해역에서 규칙적 통항을 하는 선박을 대상으로 한정된다. 또한 해상풍력단지를 통과할 때 필요한 적절한 이격거리를 설계함에 있어 기준이 되는 선박 제원에 대한 명확한 기준도 없다. 이러한 점을 극복하기 위해 Son and Cho(2024)는 울산 부유식 풍력단지 후보지를 대상으로 충돌확률 관점에서 선박 크기별 안전통항 범위를 신뢰구간 90% 수준으로 제시하였다. 그러나 통항분포를 모델링함에 있어 항로 및 TSS가 아닌 해역에서의 통항범위를 어떻게 설정할 것인가에 대한 한계가 있었다. 현재 국내에 계획 중인 다수의 해상풍력 발전단지는 인근에 형성된 해상교통로와 중첩이 심할 것으로 예측된다(Kang et al., 2024).
해양수산부에서는 해양공간계획을 수립하고 국내 해양공간을 통합관리하여 해양공간정보와 해양에 대한 사회⋅경제적 수요 등에 따른 해양용도와 관리방안을 사전에 정의하여 합리적인 해양공간의 이용, 개발, 보전활동을 배분하고 지속적으로 관리하기 위해 해양공간관리계획을 고시하였다(MOF, 2021b). 그러나 현행법령 및 규정상, 실제 선박의 운항에 따라 관습적으로 형성된 통항밀집해역을 명확하게 나타낼 수 있는 기준이 없고 지자체별 통항밀집해역 선정 기준이 상이하여 해상교통흐름을 효과적으로 반영하는데 한계가 있었다(Kim et al., 2024). 이는 해상교통안전법 및 관련 법령상에도 명확히 정의된 바가 없어 해상풍력발전사업과 같은 해양개발사업과 해상교통분야 간 많은 사회적 비용이 발생되었다(Cho et al., 2023). 이에 따라 해양수산부에서는 이러한 문제점을 보완하고 선박의 통항흐름에 따른 구역을 명확화하여 연안 선박의 항행 안전 및 원활한 통항흐름 확보를 위해 해상교통로 정보를 Fig. 1과 같이 공표하였다(MOF, 2025).
Son et al.(2024)은 Automatic Identification System(AIS) 데이터의 면적대비 실제 점유율을 통해 해상교통 밀집도별 위치정보점유율을 분석하였고, 그 결과 상위 20% 밀집도 해역에서 전체 선박 데이터의 75% 이상이 식별되었으며, 95%의 선박이 한달에 적어도 1회 이상 통항한 것으로 검토되었다. Kim et al.(2024)는 CRiteria Importance Through Intercriteria Correlation(CRITIC) 방법을 활용하여 해상교통 밀집도 추출 결과를 폴리곤화 한 후 이러한 결과를 기반으로 폴리곤의 중심, 형태 지수, 그리고 중첩 면적 비율을 기반으로 형상유사도를 통해 가장 높은 형상유사도를 가진 결과값을 기준으로 95.93%의 선박이 상위 20%에 해당하는 폴리곤을 대표항로로 이용한다고 하였다. 이러한 연구결과를 바탕으로 해상교통로는 제1, 제2 광역교통로 및 지선교통로로 구성되어있으며, 각각 등도수 상위 10%, 20% 교통밀집도 이내의 해역을 대상으로 한다. 이러한 통항밀집해역의 선정은 지자체별 상이한 선정기준의 표준화에 기여할 수 있으며 지정항로가 아닌 해역에서의 관습적 해상교통흐름 식별 및 선박 운항으로 인해 배출되는 배기가스 밀집해역의 추출에 활용할 수 있다(Lee et al., 2023; Akhahenda et al., 2025). 또한, Kim et al.(2025)은 로터세일방식의 풍력보조추진선박의 최적 항로를 도출하여 선박의 운항효율을 극대화하였다. 이를 통해 기존 선박이 로터세일을 탑재하고 최적항로로 운항할 경우, 운항효율 향상의 실제 효과를 정량적으로 분석함으로써 이 기술의 효용성을 입증하였다. 유리한 풍황조건에 따라 항로를 운항할 때에 통항밀집해역을 통해 관습적 해상교통로와의 이로(Deviation) 발생 정도를 비교하는 데 효율적으로 활용할 수 있다.
본 연구에서는 관습적으로 형성된 해상교통흐름에 대해 기존 연구에서의 통항밀집해역 설정 기준을 활용하여 해상교통흐름이 고밀집 형성된 해역을 관습적 해상교통폭(Maritime traffic width)으로 정의하고, 해당해역에서의 해상교통 분포를 통해 선박과 해상풍력발전단지 간의 안전 이격거리 선정에 활용하고자 한다.
2. 연구 방법
2.1 선박 이격거리 관련 문헌 조사
현재, 해상교통안전법에는 해양시설물과 선박 간의 안전이격거리에 대한 명확한 법령은 없으나, 해양시설물에 대한 보호수역 설정에 관한 조항으로써 이를 대신하고 있다. 해상교통안전법 제5조(보호수역의 설정 및 입역허가) 및 해상교통안전법 시행령 제4조(보호수역의 고시 등)에 따라, 해양시설물의 보호수역을 지정할 수 있다(MOF, 2024b; MOF, 2025b). 그 범위는 해양시설 부근해역의 선박 교통량 및 해양법에 관한 국제연합협약인 유엔해양법협약의 기준을 고려하여 따르도록 명시되어있다. 유엔해양법협약의 제60조 제5항에 따르면, 선박은 인공구조물과 최소 500m 이하의 이격거리를 유지하도록 명시하고 있다. 이는 배타적 경제수역에서 해양구조물의 배타적 관활권을 확보하고 항해 및 구조물의 안전을 위해 500m 이하의 권리를 확보할 수 있도록 하는 배타적 경제수역에서의 시설물에 대한 권한에 대해 초점이 맞춰져 있다(UN, 1982). Table 1은 국내법령 및 유엔해양법협약의 관련 조항을 나타낸다.
Table 1
Legal clauses relating to setting ship safety distances
국제수상교통시설협회(PIANC, 2018)는 Fig. 2와 같이 선박과 해상풍력발전단지 간 안전이격거리를 ‘선박 길이의 6배 + 500m’으로 제시하고 있으며 해상풍력발전단지가 선박 진로의 우현 측에 있으면 국제해상충돌예방규칙에 따라 추월선과의 관계를 고려하여 0.3Nautical Miles의 여유 이격거리를 추가로 두도록 하고 있다(UN, 1972). 여기서 지정항로가 아닌 경우, Shipping route width의 끝단에서부터 터빈 중심까지의 거리를 선박과 해상풍력발전단지와의 이격거리로 제시하였으나 그 기준이 모호하여 실제 상황에서 적용하는데 어려움이 있었다.
영국 해사경비청에서는 터빈과 선박간의 적정 이격거리 선정시에는 해역의 교통특성을 고려하여 유연하게 적용하여야 함을 명시하였으며, Shipping Route width 끝단에서부터 터빈까지의 거리와 90%의 신뢰구간 끝단에 따른 거리 2가지 방안을 Fig. 3과 같이 제시하였다(UK MCA, 2024).
미국 해안경비대에서는 지정항로 또는 TSS가 설정된 해역에서의 규칙적인 교통흐름을 대상으로 항해하는 선박의 조종성능에 따른 이격거리를 Fig. 4와 같이 설정하였다(USCG, 2022). 여기서 A는 자연외력 및 선박 상태 등을 고려하여 긴급조종을 통해 피항가능한 범위를 선박길이의 6배로 고려하고 선박의 Trackline Offset을 선박길이의 1.5배로 설정하여 두 값을 더한 값인 선박길이의 7.5배로 적용한다. B는 33 Code of Federal Regulation ¦ 147.15에 따른 안전이격거리로, 유엔해양법협약과 같이 최대 500m의 안전영역이 적용된다(United States Government, 2025). C는 항로 끝단에서부터 풍력기까지의 거리이며, 안전이격거리는 통항분포의 2σ(약 95% 신뢰구간)범위로 지정하여 적용하고 있다.
Son et al.(2020)는 항만횡단 해상교량의 통항분포를 정규분포로 분석하여 95% 신뢰구간에 따른 안전통항폭를 제시하였으며, Son et al.(2022)은 Goodness-of-fit test를 통한 항만횡단 해상교량의 최적 통항분포 검증을 통해 95% 신뢰구간 기준의 통항폭을 산정하였다. 하지만 이러한 연구결과는 규칙적인 통항흐름이 형성된 해역에서의 분석 결과이며 국내 대부분의 해상풍력발전단지는 지정항로가 아닌 자유로운 통항이 이뤄지는 해역에서 관습적으로 흐름이 형성된 해역을 대상으로 하므로 별도의 추가 검증이 필요한 상황이다.
2.2 분석 조건 및 방법
본 연구에서는 전 해역의 해상교통량 중 관습적으로 형성된 주요 통항밀집해역을 대상으로 통항범위를 검토하기 위해 2.1장에서 검토한 선행연구를 참고하여 대한민국 전남 영광해역 인근 통항밀집해역을 대상해역으로 설정하고, 상행(Northbound) 선박과 하행(Southbound) 선박에 대해 통항분포 분석을 수행하였다.
Son et al.(2024)에 따르면 등도수 상위 20% 밀집도 해역에서 전체 AIS 데이터의 75% 이상의 선박이 식별되었으며, 95%의 선박이 한달에 적어도 1회 이상 통항한 것으로 검토되었다. 등도수 상위 10%의 밀집도 해역에서는 60% 가량의 선박이 식별되었으며 90%의 선박이 한달에 적어도 1회 이상 통항한 것으로 검토되었다. 즉, 등도수 상위 밀집도 20% 이내의 범위에서 대상해역의 75%에 해당하는 해상교통 데이터를 통해 95%의 선박의 교통특성을 반영할 수 있으며, 10% 밀집도 범위에서는 90%의 선박에 해당하는 교통특성을 반영할 수 있다. 해양수산부(MOF, 2025)에서 공표한 해상교통로는 등도수를 기준으로 상위 10%, 20% 밀집도 구간을 기준으로 제1, 2 광역교통로를 구분한다. 따라서 본 연구에서는 등도수 상위 10%와 20%의 밀집도 구간에 대해 해상교통 분포를 통한 특성을 분석하였다. 분석 기간은 4계절의 계절차이에 따른 편차를 줄이기 위해 2021년 10월, 2022년 1월, 4월, 8월의 총 4개월 데이터를 활용하였다. 본 연구의 대상해역 및 분석조건은 Table 2 및 Fig. 5와 같다.
Table 2
Analysis conditions of this study
Inoue(1977)는 왕복 항로와 편도 항로에서 통항 분포는 정규분포를 가진다는 것을 검증하였다. 하지만 선박의 통항 분포를 정규분포로 해석하기에 적합하지 않다는 연구결과 또한 다수 발표되었다. Nguyen et al.(2015)은 말라카해협의 교통 분포가 정규분포와 상이하다고 분석하였으며, Yoo(2016)는 인천항 통항로에서는 혼합 확률분포가 더욱 적합하다고 분석하였고, Kim et al.(2017)은 부산 북항과 감천항의 위험물 운반선이 정규분포를 따르지 않는다고 분석하였다.
본 연구에서 검토하고자 하는 영국 해사경비청(UK MCA, 2024)과 미국 해안경비대(USCG, 2022)의 통항거리 설정 기준에 따르면, 통항분포를 정규분포로 고려하여 신뢰구간에 따른 통항폭을 Maritime traffic width를 각각 90% of Traffic level과 2σ로 제시하고 있으므로, 위 기준에 따른 비교를 수행하기 위해 본 연구의 통항분포는 정규분포를 가정하여 적용하였다.
통항분포 신뢰구간에 따른 폭 설정 기준은 영국 해사경비청의 Shipping route width 선정 기준을 참고하여(UK MCA, 2024), 67%(1σ), 75%, 90%, 95%(2σ), 99%에 해당하는 5개의 신뢰구간에 따른 Nearest edge값인 EN과 Further edge 값인 EF까지의 거리를 Eqs. (1) and (2)와 같이 산정하였다.
여기서, μ은 측정점에서부터 선박 중심까지의 거리 분포값에 대한 산술평균을 나타내며 본 연구에서는 이를 통항분포의 평균이라 한다, Z는 편차의 신뢰구간값에 대한 Z- score 값을 나타낸다. σ는 통항분포값에 대한 표준편차값이다. 두 변수 EN과 EF의 차를 통해 구간에 따른 통항폭 TWidth를 Eq. (3)과 같이 구할 수 있다. 본 연구에서는 통항분포의 신뢰구간을 통해 구한 통항폭을 Maritime traffic width이라 한다.
본 연구에서는 각 신뢰구간별 통항폭에 대한 Maritime traffic width을 통항밀집해역에 해당하는 대상해역의 상위 10% 및 상위 20%의 밀집도에 해당하는 통항폭 Shipping route width과 비교분석을 통해 적정 이격거리를 검토하였다. Table 3은 상위 10%, 20%에 해당하는 밀집도에 따라 측정된 Shipping route width을 나타낸다.
3. 연구 결과
3.1 상위 밀집도 10%에 따른 신뢰구간별 통항범위
Table 4는 상위 밀집도 10%에 따른 상행 선박의 계절별 신뢰구간 통항폭을 나타낸다. 이를 Table 3의 Shipping route width 10km와 비교하면 신뢰구간 67%의 경우 평균 51.78% 정도의 통항폭이 형성되었으며, 75%에서는 평균 61.12%, 90%에서는 shipping routh width의 평균 약 84.94%에 해당하는 통항폭이 형성되었다. 95%의 경우에는 평균 101.52%의 통항폭이 형성되었으며, 여름을 제외한 모든 경우에서 shipping routh width와 유사하나 약간 과대하게 통항폭이 형성되었다. 99%의 경우에는 평균 133.11% 정도로 통항폭이 과대하게 형성되었다.
Table 4
Seasonal northbound traffic width based on confidence intervals (upper 10% density)
Table 5는 상위 밀집도 10%에 따른 하행 선박의 계절별 신뢰구간 통항폭을 나타낸다. 하행의 경우, 신뢰구간 67%에서 평균적으로 약 52% 정도의 통항폭이 형성되었다. 75%에서는 평균 약 60%, 90%에서는 shipping routh width의 평균 약 86%에 해당하는 통항폭이 형성되었다. 95%의 경우에는 평균 약 102.79%의 통항폭이 형성되었으며, 특히 가을에 111.49% 수준으로 다른 경우에 비해 과대하게 형성되었다. 99%의 경우에는 평균 134.78% 정도로 통항폭이 과대하게 형성되었다. 종합하면 전반적으로 상행에 비해 하행 통항폭이 더 넓은 수준으로 형성되었다.
Table 5
Seasonal southbound traffic width based on confidence intervals (upper 10% density)
box plot and whisker plot은 데이터의 분포를 동시에 보여주면서 서로 다른 데이터군을 쉽게 비교할 수 있는 데이터 시각화 유형이다(Tukey, 1972). 이는 시각화의 목적에 따라 다양하게 변형이 가능하며 본 연구에서는 계절별 통항분포의 시각적 비교를 위해 whisker의 길이를 Shipping route width로 설정하고, box의 크기를 신뢰구간에 따른 Maritime traffic width로 설정하여 나타내었다. Inoue(1977)는 중앙이 구분되어있지 않은 항로에서 선박은 교행통항시 중심선에서 통항폭의 0.1배만큼 이격거리의 평균값이 우측 편위한다고 분석하였다. 본 연구에서는 지정항로가 아닌 해역에서 선박 통항의 편위량이 어느정도인지 검토하기 위해 box plot 내부에 ○ 표시를 통해 분포의 평균값을 나타내어 box plot 내부의 선에 위치한 중앙값을 기준으로 편위량을 검토하였다.
Figs. 6 and 7은 상위 밀집도 10%에 따른 상⋅하행 선박의 계절별 신뢰구간 90%와 95%에 대한 평균 통항폭을 box plot and whisker plot의 형태로 나타낸 결과이다. 그 결과, 대부분의 경우에서 100m 내외의 편위량을 보이는 것으로 검토되었으며, 최대값은 22년 1월(겨울) 상행통항의 경우에서 약 400m 수준으로 검토되었다. 이는 통항폭의 0.04배수준으로, 기존 항로에서의 편위량에 비해 작은 것으로 검토되었다. 신뢰구간 90%의 상대비율 기준으로는 모든 통항범위가 whisker 내부에 있는 것으로 검토되었다. 신뢰구간 95%의 상대비율 기준으로는 whisker 범위 외부로 벗어나는 것으로 검토되었다.
3.2 상위 밀집도 20%에 따른 신뢰구간별 통항범위
Table 6은 상위 밀집도 20%에 따른 상행 선박의 계절별 신뢰구간 통항폭을 나타낸다. 이를 Table 3의 Shipping route width 15.5km와 비교하면 신뢰구간 67%의 경우 평균 45.95% 정도의 통항폭이 형성되었으며, 75%에서는 평균 54.22%, 90%에서는 평균 약 75.36%에 해당하는 통항폭이 형성되었다. 95%의 경우에는 평균 90.06%의 통항폭이 형성되었으며, 99%의 경우에는 평균 118.09% 정도로 통항폭이 과대하게 형성되었다.
Table 6
Seasonal northbound traffic width based on confidence intervals (upper 20% density)
Table 7은 상위 밀집도 20%에 따른 하행 선박의 계절별 신뢰구간 통항폭을 나타낸다. 하행의 경우, 신뢰구간 67%에서 평균적으로 약 48.04% 정도의 통항폭이 형성되었다. 75%에서는 평균 약 55.24%, 90%에서는 약 78.78%에 해당하는 통항폭이 형성되었다. 95%의 경우에는 평균 약 94.15%의 통항폭이 형성되었다. 99%의 경우에는 평균 123.45% 정도로 통항폭이 과대하게 형성되었다. 종합하면 전반적으로 상행에 비해 하행 통항폭이 더 넓은 수준으로 형성되었다. 상위 밀집도 10%의 경우와 비교했을때는 상대비율이 작게 형성되는 것으로 검토되었다.
Table 7
Seasonal southbound traffic width based on confidence intervals (upper 20% density)
Figs. 8 and 9 는 상위 밀집도 20%에 따른 상⋅하행 선박의 계절별 신뢰구간 90%와 95%에 대한 평균 통항폭을 box plot and whisker plot의 형태로 나타낸 결과이다. 그 결과, 대부분의 경우에서 100m 내외의 편위량을 보이는 것으로 검토되었으며, 하행의 경우에는 가을을 제외한 모든 경우에서 우측편위가 아닌 좌측편위를 하는 것으로 검토되었다. 최대값은 22년 8월(여름) 하행통항의 경우에서 약 300m 수준으로 검토되었다. 이는 통항폭의 0.03배수준으로, 기존 연구에서 제시한 항로에서의 편위량에 비해 작은 것으로 검토되었다. 신뢰구간 90%의 상대비율 기준으로는 78.78%의 통항폭이 형성되고 모든 통항범위가 whisker 내부에 있는 것으로 검토되었다. 신뢰구간 95%의 상대비율 기준으로 평균 94.15%의 통항폭이 형성되었으나 median값을 기준으로 통항범위가 Shipping route width에 비해 다소 우편향되는 경향이 있으며, whisker 범위 외부로 벗어나는 것으로 검토되었다.
3.3 종합 검토 결과
본 연구의 분석 결과를 종합하면, 지정항로를 통항하는 경우에 비해 관습적으로 형성된 통항로를 이용하는 선박의 편위량이 적은 것으로 검토되었다. 이는 항만법 및 통항규정에 의해 관리되는 지정항로를 통항하는 경우에 비해 관습 통항로를 이용하는 선박이 상대적으로 통항방향이 자유롭기 때문으로 판단된다. 관습적으로 형성된 해상교통로에서는 넓은 해역에서 상대적으로 자유로운 통항방향으로 항해하기 때문에 분포의 편차가 크다. 미국 해안경비대의 선행연구를 참고하면(USCG, 2022), 지정항로 및 TSS에서 95%의 신뢰구간에 대해 통항범위로 설정하고 있으나, 관습적으로 형성된 해상교통로의 경우, 95%의 신뢰구간을 넘어서게되면 실제 통항 범위에 비해 과대하게 선정하거나 잘못된 범위를 선정할 수 있어 주의가 필요하다. 따라서, 영국 해사경비청에서 제시한 90%의 신뢰구간에 따라 통항폭을 선정하고 해상풍력발전단지 설계 시 해역의 특성에 맞는 안전이격거리를 확보한다면 해상교통환경에 맞는 적합한 안전 이격거리를 선정할 수 있을 것으로 판단된다. Fig. 10은 통항특성을 반영한 지정 항로 또는 TSS에서의 통항폭과 관습적 해상교통로에서의 통항폭에 대한 차이를 나타내었다.
해상교통안전진단 시행지침에서는 선박 통항폭 이외에 추가로 해상풍력발전단지와의 안전이격거리를 설정하여야 한다(MOF, 2024a). 현행 지침상 해상풍력발전단지와 선박 통항로에 대한 우현과 좌현측의 이격거리를 선박 길이(L) 100m별로 구분하여 나타낸 값은 Table 8과 같다.
Table 8
Required safety distances to passing an Offshore Wind Farms
| Classification | Starboard side | Port side | |
|---|---|---|---|
| Required safety distance L = Length overall | L = 400m | 3,455m | 2,900m |
| L = 300m | 2,855m | 2,300m | |
| L = 200m | 2,255m | 1,700m | |
| L = 100m | 1,655m | 1,100m | |
PIANC(2018)은 대상해역의 연간 교통량에 따라 조종성, 회피 거리 등의 요인을 고려하여 선박 1척당 2L의 여유폭을 두고 통항 최대 크기급 통항선박이 교행통항 할 수 있는 통항범위를 4L에서 8L로 규정하고 있다. 이에 따라 계산된 선박 길이 100m별 필요 수역폭은 Table 9와 같다.
Table 9
Required maritime traffic widths according to annual maritime traffic volume
이러한 지침들에 의거하여 해상풍력발전단지와 선박의 통항에 있어 안전이격거리를 포함한 선박 통항폭 산정 식은 Eq. (4)와 같다.
여기서, Tvolume 해역의 연간 교통량에 따른 필요 수역폭이며, DStbd, DPort 는 각각 선박의 길이에 따른 우현과 좌현측의 안전이격거리를 나타낸다. Table 10은 선박 길이 100m별 필요 통항폭에 대한 산출 결과이다.
Table 10
Required maritime traffic width based on the traffic volume and safety distance
본 연구에서 도출한 신뢰구간 90%에 따른 통항밀집해역(상위 10%, 20% 밀집도)의 통항폭은 Table 11과 같다. 대상해역은 High density 해역이므로 이를 적용하여 Table 10의 결과와 비교하면 상위 밀집도 10%의 경우 최대 통항폭이 8,601m으로 분석되었으며 이는 300m의 선박에 의해 형성되는 통항폭인 7,555m를 포함하는 범위인 것으로 검토되었다. 상위 밀집도 20%의 경우에는 최대 통항폭이 12,210m로 분석되었으며 이는 최대크기 400m의 선박에 의해 형성되는 통항폭인 9,755m를 포함하는 범위인 것으로 검토되었다.
Table 11
Maritime traffic widths in high density areas with 90% confidence interval
| Classification | Northbound | Southbound | ||
|---|---|---|---|---|
| Upper 10% | Upper 20% | Upper 10% | Upper 20% | |
| Maritime traffic width (90% Confidence interval) | 8,494m | 11,680m | 8,601m | 12,210m |
종합하여 정리하면, 통항밀집해역의 해상교통분포 신뢰구간 90%에 해당하는 범위를 Maritime traffic width로 설정하면 해상풍력발전단지 설계 시 고려해야 할 안전이격거리와 최소 수역 기준을 모두 만족할 수 있다. 단, 이는 해상풍력발전단지를 가로지르는 해상교통로를 설정하는 제한적인 경우에 해당하며, 해상풍력발전단지의 해상공사단계에서 교통흐름이 변화할 것으로 예상되므로 지속적인 해상교통관측조사를 통해 적절한 통항폭을 산정할 필요가 있다.
4. 결 론
본 연구는 해상풍력발전단지의 확산과 이에 따른 선박 통항로와의 공간적 충돌 가능성이 증가하는 해양환경 변화 속에서, 지정항로가 아닌 관습적 해상교통로를 대상으로 하여 안전 이격거리 산정을 위한 정량적 기준을 제시하고자 수행되었다. 특히, 통항밀집해역을 상위 10% 및 20%로 구분하여, AIS 데이터를 활용한 계절별 통항분포 분석을 통해 신뢰수준별 통항폭(Maritime Traffic Width)을 정량적으로 도출하였다.
그 결과, 95% 이상의 신뢰구간을 적용할 경우 실제 통항범위를 초과하거나 과대하게 산정되는 경향이 확인되었다. 이는 설계 및 정책 수립 시 불필요하게 넓은 이격거리 확보로 인한 공간 이용 비효율성을 초래할 수 있다. 반면, 90% 신뢰구간은 해상교통의 주요 흐름을 효과적으로 반영하면서도 실제 통항폭과 유사한 수준의 범위를 나타내어, 해상풍력발전단지 설계 및 위치 선정 시 해상교통 안전성과 공간 활용의 균형을 확보할 수 있는 적정 기준으로 판단되었다. 또한, 영국 해사경비청(UK MCA), 국제수상교통시설협회(PIANC), 미국 해안경비대(USCG) 등 주요 국가 및 기관의 사례 비교를 통해, 90% 신뢰수준이 현실적인 기준으로 널리 활용되고 있음을 확인하였다. 특히, 지정항로가 아닌 자유 항해가 이루어지는 관습적 통항로에서는 선박의 경로가 일정하지 않기 때문에, 과도한 신뢰수준을 적용할 경우 실제보다 넓은 영역이 통항구간으로 간주되어 정책적 판단 오류가 발생할 수 있으므로 90%의 신뢰구간 수준을 활용하는 것이 적합할 것으로 판단된다.
따라서 본 연구는 관습적으로 형성된 해상교통로에 적합한 신뢰수준 기반의 안전이격거리 산정 방법론을 제안함으로써, 향후 국내 해상풍력발전단지의 안전설계 및 해양공간관리계획 수립 시 실질적인 기준으로 활용될 수 있을 것으로 기대된다. 또한, 지역별 상이한 통항밀도 분석 결과를 반영하여 지자체 간 기준의 표준화 및 해양공간의 합리적 배분에도 기여할 수 있으리라 기대한다.
본 연구는 관습적 해상교통로에서 선박과 해상풍력단지 간의 안전거리 선정을 위한 통항폭 선정 범위를 정량적으로 평가하고, 실질적 지표를 제시하였다. 특히, 90% 신뢰수준은 설계의 실효성과 공간 활용 측면에서 가장 적절한 기준으로 판단되며, 국제 사례와의 비교를 통해 타당성을 입증하였다. 하지만 본 연구는 아래와 같은 한계점을 지닌다.
첫째, 본 연구는 지정항로가 아닌 자유 항해가 이루어지는 해상교통로를 대상으로 분석이 수행되었다. 또한 분석에 활용된 데이터는 2021년 10월부터 2022년 8월 중 총 4개월에 해당하며, 전남 영광해역에 국한되어 있다. 따라서 다양한 해역에서의 통항특성이나 연중 변화 양상을 반영하기에는 지역적⋅시간적 한계가 존재한다.
둘째, AIS 데이터를 활용하여 선박의 통항분포를 분석하였지만, 선박의 크기, 조종 성능, 용도 등의 제원별 특성을 반영하지 못하으며, 조류, 풍속, 시계, 파고 등과 같은 해양기상 조건은 본 분석에 포함되지 않았기 때문에, 실제 운항 환경을 반영한 통항행태의 정밀한 평가에는 제약이 있다.
셋째, 본 연구에서 통항폭 산정은 통계적 신뢰수준(67%, 75%, 90%, 95%, 99%)에 기반하였으며, 통항 분포를 정규분포로 간주하고 있다. 그러나 실제 통항경로는 비대칭이거나 비정규분포를 보일 수 있어, 특정 구간에서는 분석 결과의 정확성에 한계가 있을 수 있다.
이러한 한계점을 극복하기 위해 향후에는 다양한 해역을 대상으로 선박의 세부 제원 (길이, 조종 성능 등)과 해양기상 데이터 등 외부 요소를 함께 고려한 다변량 분석 기반의 통항 안전성 평가에 대한 연구를 수행할 것이다. 이를 통해 보다 신뢰성 높은 해상교통 안전기준의 마련이 가능할 것으로 기대한다.
PDF Links
PubReader
ePub Link
Full text via DOI
Download Citation
Print
