1. 서 론

석유화학 산업단지와 제철소 등 대규모 국가 기간산업시설 과 각종 항만시설이 설치되어 있는 여수광양항은 연간 약 2억 7천만톤의 물동량을 처리함으로써 국내 2위의 항만 위치를 차 지하고 있다(Yeosu Regional Oceans & Fisheries Administration, 2017). 최근에도 이용율이 낮은 항만시설의 재정비를 통한 용도변경, 여수 신북항 신설, 대형 선박의 통항량 증가추세 를 반영한 정박지 추가지정 등 종합항만으로의 기능수행에 필요한 시설구축에 지속적인 투자가 진행되고 있다(Ministry of Oceans and Fisheries, 2017).

여수광양항의 출입 선박은 매년 증가하는 추세로, 해역관 리청에서는 통항선박의 사고예방을 위해 항만 VTS 운영, 통 항분리수역지정, 항로표지 정비 등 다양한 방안을 시행하고 있다. 그러나 선박 통항량 증가에 비해 해상교통 환경은 과 거와 큰 차이가 없는 실정으로 선박의 통항량 변화추이를 고려한 통항로 여건 개선은 미흡한 실정이기에 사고의 위험 성이 상존한다고 볼 수 있다(Kim and Park, 2016).

여수광양항에 출입항하는 대부분의 선박은 여수 대도 부 근 해상에서 광양항 입구까지 설정된 약 36 km 길이의 특정 해역을 거치고 제1항로에서 제4항로까지 지정된 항로를 따 라 진출입이 이루어지기 때문에 각 항로가 만나는 해역에서 는 선박간의 교차가 빈번히 이루어지고 있다. 또한 광양지 역과 율촌산업단지의 통항로는 수심이 낮은 수역이 존재하 기에 통항에 많은 주의가 요구되는 민감한 해역이다. 더욱 이 여수광양항의 항로 주변은 다수의 어장이 존재하고 있으 며 어군이 형성되는 시기에는 조업어선이 집중되기 때문에 출입항하는 선박의 통항에 큰 지장을 초래하고 있다.

따라서 여수광양항에 출입항하는 선박 통항량, 통항선박 의 종류, 대형 선박의 증가추세 및 항로 이용실태 등을 조사 하여 해상교통 환경을 분석하고 이에 근거한 선박의 안전운 항 방안을 마련할 필요가 있다.

일반적으로 선박의 통항량 조사는 ARPA(Automatic Radar Plotting Aids), ECDIS(Electronic Chart Display and Information System), 선박자동식별장치(AIS) 등을 이용하거나 목시관측 등을 통해 기본자료를 구하고 이를 통해 해당수역의 해상 교통 특성 및 혼잡도 분석, 항행 위험요소 평가 등(Kim and Gug, 2006;Kim et al., 2011;Kwon et al., 2017;Lee, 2017)이 수 행된다. 또한 교차상태가 빈번한 해역이나 충돌위험이 높은 항로에 대해서는 선박 통항량 조사결과를 토대로 교차상태 위험분석, 추천항로 설정 및 장래 교통량 추정 등(Kim, 2016) 이 이루어지고 있다.

본 연구는 Kim(2016)의 논문 자료에 최근 자료와 조사항 목을 추가하여 여수광양항의 해상교통 특성을 보다 구체적 으로 파악하기 위한 것으로, 지난 22년 동안 여수광양항에 출입항하는 선박 통항량 자료를 토대로 해상교통량 변화추 이를 분석하였고, IBS(Integrated Bridge System) 통합항법시스 템을 이용하여 여수광양항 출입항로를 통항하는 모든 선박 을 대상으로 선종별, 톤수별, 시간대별로 통항선박의 실태를 조사하였다. 이를 통해 여수광양항 해상교통량의 장기변동 과 출입항로에 대한 통항특성을 분석하고 해상교통 위험요 소와 그에 따른 대응방안을 고찰하였다.

2. 장치 및 방법

여수광양항의 해상교통 여건을 검토하고자 1996년부터 2017년까지 22년 동안의 여수광양항 입출항 선박자료를 조 사하였다. 조사자료는 해양수산부 선박입출항 통계자료, 국 가통계포털(KOSIS) 및 여수지방해양수산청 항만운영정보시 스템(PORT- MIS)을 이용하여 취득하였으며 통항 선박의 척 수, 선종, 톤수 등의 장기변동 추이를 분석하였다.

또한 여수광양항에 설정되어 있는 출입항로를 대상으로 전남대학교 실습선 동백호(1,057톤)에 장착된 ARPA Radar (JMA-8000, JRC), ECDIS(PM3D, MECys), AIS(SI-30A, Samyung), DGPS(NAVIS 3800D, Samyung) 등을 이용하여 실시간으로 해 상교통량 조사를 실시하였다. 그에 대한 조사는 2015년 8월 12일 08시 ~ 8월 15일 08시, 2016년 10월 13일 08시 ~ 10월 16일 08시, 2017년 10월 17일 09시 ~ 10월 20일 09시까지 등 3년 동 안 매년 72시간씩 연속 실시하였다. 조사장소는 여수광양항 에 출입항하는 모든 선박이 탐지되고 진출입 선박의 항로변 경이 가장 빈번히 이루어지는 Fig. 1의 A 묘박지에 투묘하여 실행하였다. 모든 조사자료는 관측기간 동안 Fig. 1의 A 묘 박지 투묘지점을 중심으로 반경 3 ~ 12마일 레이더 영상과 선박으로부터 수신되는 AIS의 동작정보를 ECDIS 화면에 오 버랩 시켜 출입항하는 모든 선박의 정보를 실시간으로 PC에 자동 저장하도록 하였다(Fig. 2). 또한 AIS가 설치되어 있지 않는 선박이나 식별이 곤란한 경우 레이더의 ARPA 기능을 이용한 레이더 영상과 목측으로 통항자료를 구하였다.

여수광양항 해역에서 3년 동안 매년 72시간씩 실시간으로 조사한 해상교통량 자료는 Kim(2016)에서와 동일하게 각 해 역을 A ~ E구역(Fig. 1)으로 구분하여 각 출입항로별 통항특 성을 분석하였다. 각각의 해역은 다수의 항로(제1항로 ~ 제4 항로)가 만나기에 해상교통이 혼잡한 낙포해역(A해역), 여수 광양항에 입출항하는 대부분의 화물선이 통항하는 특정해 역(B해역), 연안에서 특정해역 사이를 항해하는 연안통항로 (C해역), 대도 북․남단을 중심으로 특정해역까지 접근하는 출입항로(D해역) 및 돌산 연안에서 정치망 어장 사이를 횡 단하여 신강수도까지 이어지는 돌산 연안항로(E해역)로 구 분하였으며, 통항선박의 선종, 톤수 및 통항시간 등을 고려 하여 각 항로별 통항특성을 분석하였다.

3. 결과 및 고찰

3.1 여수광양항 선박 통항량의 장기변동

Fig. 3은 지난 22년 동안 여수광양항에 출입한 선박의 척수 를 외항선과 내항선으로 구분하여 나타낸 것으로, 내항선은 매년 유사하게 소폭의 증가와 감소가 반복적으로 발생하며 연간 평균 32,283척이 통항하는 것으로 나타났다. 그러나 외 항선의 경우에는 1996년도에 9,575척에서 2017년도에 30,050척 이 통항하여 지속적으로 증가하는 형태를 보이고 있다. 또 한 전체적인 통항량도 2000년도 이후 외항선의 증가와 함께 선박 전체 통항량이 꾸준히 증가하는 추이를 보이고 있으 며, 2017년도 기준으로 연간 약 66,000척의 선박이 여수광양 항에 출입항하는 것으로 나타났다.

Fig. 4는 여수광양항 출입항 선박의 연도별 선복량으로, 내항선의 선복량은 매년 비슷한 규모를 보이지만 외항선은 1996년도 137,543천톤에서 2017년도에 741,205천톤으로 대폭 증 가하였으며, 전체적인 선복량도 2017년도 기준으로 804,564천톤 에 달하고 있어 지난 22년 동안 약 420 % 이상 증가한 것으 로 나타났다.

Fig. 5는 여수광양항에 출입항한 위험화물 운반선의 연 도별 물동량으로, 내항선의 위험화물 물동량은 연간 평균 16,465천톤으로 매년 비슷하지만 외항선은 1996년도에 48,078천톤에서 지속적으로 높아져 2017년도에 128,513천톤 으로 약 260 % 이상 증가한 것으로 나타났다. 전체적인 물동 량도 2002년도 이후 외항선의 물동량 증가에 따라 2017년도 기준으로 연간 약 140,000천톤의 위험화물이 처리되고 있는 것을 볼 수 있다.

이와 같이 여수광양항의 출입항 선박은 지난 22년 동안 지속적으로 증가하여 최근에는 연간 66,000척의 선박이 통항 하고 있으며, 내항선보다는 외항선의 꾸준한 증가가 전체 통항량 증가에 기여하고 있음을 알 수 있다. 특히 외항선의 선복량은 지난 22년 동안 약 530 % 이상 대폭 증가하였는데 선박척수의 증가 보다는 과거에 비해 대형선박의 통항량이 크게 증가한 것이 주요 원인으로 볼 수 있다(Yeosu Regional Oceans & Fisheries Administration, 2017).

3.2 여수광양항 통항선박 특성

여수광양항의 통항선박 특성을 파악하고자 2015년부터 2017년까지 3년 동안 매년 72시간씩 Fig. 1의 해역에서 해상교 통량 조사를 실시하였으며 이를 분석한 결과는 다음과 같다.

Table 1과 Fig. 6은 조사기간 내에 여수광양항에 출입한 모 든 선박을 크기와 통항시간대로 구분하여 나타낸 것으로, 조사기간 동안 통항선박은 총 3,211척이며 1일 평균 통항량 은 357척으로 나타났다. 그 중 100톤 이하의 소형 선박은 524척으로 전체의 16.3 %이고 100 ~ 1,000톤 범위의 선박은 994 척(약 31.0 %), 1,000 ~ 3,000톤 범위의 선박은 571척(17.8 %) 등 3,000톤 이하의 선박이 전체의 약 65 %를 차지하며, 10,000톤 이상의 대형 선박은 562척으로 전체의 17.5 %를 차지하는 것 으로 나타났다. 통항선박 중 주로 연안통항로를 이용하는 500톤 이하의 선박은 연근해 어선과 통선, 도선, 급유 및 급 수선 등의 작업선으로 전체 출입항 선박의 약 36.3 %를 차지 하며, 3,000 ~ 5,000톤 규모의 선박은 케미컬선박이 대다수이 고 10,000톤 이상의 대형 선박은 원유선, 컨테이너선, LNG 선, 광탄선 등으로 나타났다.

또한 Fig. 7은 여수광양항에 통항하는 선박수를 시간대별 나타낸 것으로, 선박 통항시간대는 매년 큰 차이가 없으며 전체 선박 통항량은 심야인 00:00 ~ 04:00 시간대에 315척인 반면에 오전인 08:00 ~ 12:00 시간대는 652척으로 약 2배 이상 의 통항량 차이를 보이고, 04:00 ~ 20:00시까지 2,522척의 선박 이 통항하는 것으로 나타나 전체 선박 통항량의 약 79 %가 주간에 이루어지는 것을 알 수 있다.

Fig. 8은 통항선박을 종류별로 분석한 것으로, 케미컬선과 유조선이 1,201척과 372척으로 전체 통항선박의 약 49 %를 차지하고 일반화물선이 761척으로 약 24 %, 기타 작업선(예 인선, 급수선, 도선, 어선, 통선, 관공선 등)이 658척으로 약 20 %, 컨테이너선이 219척으로 약 7 % 비율을 보이고 있다.

또한 Table 2는 선박 종류별 통항자료인 Fig. 8을 시간대별 로 구분한 것으로, 해상교통량 조사기간 내에 여수광양항에 출입한 선박은 그 종류와는 상관없이 대부분 주간시간대인 04:00 ~ 20:00시 사이에 약 75 ~ 83 %가 통항하고 있지만 야간 시간대인 20:00 ~ 04:00시 사이에도 약 20 % 내외가 통항하는 것으로 나타났다. 특히 해상위험물규칙(IMDG Code)에 따라 위험화물 선박으로 관리되고 있으면서 Fig. 8에서와 같이 여 수광양항 전체 통항량의 약 49 %를 차지하고 있는 케미컬선과 유조선도 다른 종류의 선박과 큰 차이 없이 야간에 약 20 % 내외가 통항하고 있는 것을 볼 수 있다.

3.3 여수광양항 진출입 선박의 통항로 이용실태

Fig. 9는 여수광양항 입출항 선박의 항로 이용실태를 파악 하고자 2015년 ~ 2017년까지 3년 동안 매년 72시간씩 Fig. 1의 해역에 입출항한 전체 선박을 5개 구역(A ~ E구역)으로 구분 하여 나타낸 것이다.

A구역은 총 1,823척의 선박이 통항하여 전체 통항량의 약 28.1 %를 차지하고 있으며, 제1항로를 거쳐 제2항로로 통항 하는 선박이 약 11.3 %, 제3항로와 제4항로를 따라 광양지역 으로 통항하는 선박이 약 12.7 %, 제1항로를 거쳐 하동지역 으로 통항하는 선박이 약 4.2 %를 차지하는 것으로 분석되었 다. B구역은 제1항로 ~ 제4항로와 하동지역 진출입 선박들이 통항하는 곳으로 조사기간 동안 원유 및 석유제품선, 컨테 이너선, 일반화물선 등의 대형 선박이 총 2,839척 통항하여 전체 통항량의 약 43.8 %를 차지함으로써 가장 높은 비율을 보이고 있다. C구역은 광양지역에서 여수 돌산 부근까지 연 안통항로를 이용하는 중소형 선박들이 총 439척 통항하여 전체 통항량의 6.8 %를 차지하고 있고, 대도 북․남단에서 특 정해역으로 진출입하는 D구역은 전체 통항량의 4.0 %인 258척 이 통항하여 가장 낮은 비율을 보였다. 또한 여수광양항의 항계 외곽에 해당되는 E구역은 여수 남단과 돌산 연안항로 를 따라 금오도와 소리도 사이의 신강수도로 총 440척의 선 박이 통항하여 전체 통항량의 6.8 %를 차지하고 있는 것으로 나타났다.

한편 조사기간 동안 여수광양항의 6개 지정묘박지(A, B, C, D, K, W)에서 투묘 대기 중인 선박은 전체 통항선박의 10.5 %인 681척으로 대부분 특정해역을 통항하는 화물선들 이며, 조사기간 동안 특정해역(B구역) 통항선박 2,839척을 기준했을 때 여수광양항의 투묘 대기율은 약 24 % 수준인 것으로 추정된다.

Fig. 10은 조사기간 동안 Fig. 1의 5개 구역(A ~ E구역)의 통 항선박을 4시간 간격으로 구분한 것으로 C, D, E구역은 주야 간의 통항량 차이가 매우 작은 것에 비해 여수광양항에서 통항량이 가장 많은 A구역과 B구역에서는 야간보다 주간 시간대에 약 2배 많은 통항량을 보이고 있어 구역별로 차이 가 있는 것을 볼 수 있다.

Fig. 11은 3년간의 조사기간 동안 Fig. 1의 해역에서 통항 한 전체 선박의 항적을 5개 구역(A ~ E구역)에 누적하여 나 타낸 것으로, Kim(2016) 결과와 대체로 유사한 경향을 보이 고 있다.

통항로 A구역은 여수광양항 대형 선박의 주요 통항로인 특정해역 끝단과 제1항로, 제2항로, 제3항로, 제4항로, 연안 통항로 및 하동지역 진출입로가 만나는 곳으로, 통항 선박 간의 병항 및 교차 항행이 빈번하게 발생하는 복잡한 수역 이다(Kim and Park, 2016). 이곳에서는 특정해역을 진출입하 는 대형 선박과 연안통항로를 따라 진입하는 소형 선박이 병합되고 이후 제1항로를 거쳐 제2항로나 제3항로 또는 제4 항로 및 하동지역 항로로 진출입하는 것을 볼 수 있다. B구 역은 여수광양항에 입출항하는 위험화물 선박과 대형 선박 의 항로지정제도가 운영되는 특정해역으로 조사기간 동안 통항량이 가장 많았으며, 연안통항로인 C구역과 E구역에서 선박의 진출입이 다수 이루어지고 있는 것을 볼 수 있다. C 구역은 연안통항로를 따라 여수 돌산 우두리 물량장을 왕래 하거나 엑스포항에서 특정해역으로 횡단하여 진출입이 이 루어지고 있으며 예인선, 유조선, 급수선, 어선 등의 소형 작 업선이 대다수를 차지하였다. 또한 D구역은 경남 해역에서 여수광양항으로 진입하는 선박이 이용하는 항로로, 대도 북․남단에서 특정해역으로 거의 직각 형태로 진출입하고 있는 것을 볼 수 있다. E구역은 돌산 연안항로를 따라 금오 도와 소리도 사이의 신강수도로 통항하는 선박이 주류를 이 루고 주로 중소형 화물선과 어선이 대부분을 차지하였다.

Fig. 12와 Table 3은 여수광양항의 선박 통항관리와 항행중 인 선박간의 운항사항 등을 파악하고자 2017년 10월 17일 08 시부터 3일 동안 Fig. 1의 B구역을 통항하는 모든 선박의 무 선통신(VHF) 교신내용을 조사한 것이다. 조사기간 동안 VHF 교신은 총 2,525건이었고 그 중 선박의 출입항 보고 교신이 1,646건으로 전체의 65.2 %, VTS(Vessel Traffic Service)에서 선 박을 대상으로 안전항행을 위한 정보제공 및 권고사항 교신 이 486건으로 전체의 19.2 %였다. 또한 선박 상호간의 교신은 침로변경 및 유지, 추월 등 선박조종에 관한 협의가 289건으 로 11.4 %였고 무응답이 66건으로 2.6 %, 충돌 및 사고발생 위 험 등에 관한 경고내용이 38건으로 1.5 %를 차지하였다.

VHF 교신시간은 주간인 08:00 ~ 20:00시 사이에 1,589건으 로 전체의 62.9 %였고 야간 시간대인 20:00 ~ 08:00시 사이는 전체의 37.1 %인 936건으로 나타나 주간에 VHF 교신이 많은 것을 볼 수 있다(Table 3). 그러나 주간보다 선박 통항량이 훨 씬 적은 야간에도 선박 상호간의 VHF 교신은 많은 것으로 나타났는데, 침로변경 및 유지 등 선박조종에 관한 협의 교 신은 총 289건 중 야간에 120건으로 전체의 41.5 %를 차지하 고 있고, 위험경고 교신은 총 38건 중 야간에 23건으로 전체 의 60.5 %, 선박 간 호출에 따른 무응답 교신은 총 66건 중 야 간에 27건으로 전체의 40.9 %를 차지하는 것으로 나타났다.

야간에 선박조종과 관련하여 운항선박 상호간의 VHF 교 신이 빈번히 이루어지는 것은 VTS에서 제공되는 선박의 동 태정보가 부족함을 의미할 수 있기에 사고예방 차원에서 보 다 적극적인 통항관리가 필요하다고 사료된다.

여수광양항은 대규모 산업시설이 넓은 지역에 산재되어 있기에 선박 통항로도 복잡한 형태를 띄고 있다. 그중에서 특정해역은 케미컬선, 유조선, LNG선 등의 위험화물선박과 컨테이너선, 광탄선 등의 대형선박이 통항하는 수역으로 해 상교통량이 가장 많고 그에 따라 통항선박간의 조우가 빈번 히 이루어지는 구역이다. 또한 항만 진출입로인 제1항로 ~ 제4항로, 하동지역 진출입 항로는 다수의 통항로가 만나는 수역으로, Fig. 3 및 Fig. 4와 같이 선박 통항량이 매년 증가 하고 있음에도 불구하고 항로 여건은 과거에 비해 크게 나 아지지 않아 선박간의 병행 및 교차항행이 자주 발생할 수 밖에 없는 구조이다. 여기에 대형선의 운항을 지원하는 각 종 작업선과 소형 어선들이 연안통항로에서 수시로 주요 통 항로에 진출입하기 때문에 통항선박 간의 사고위험 요인이 되고 있다.

따라서 여수광양항 통항선박의 안전관리 차원에서 사고 위험성이 높은 제1항로 ~ 제4항로 및 하동지역 진출입 항로 를 대상으로 항로준설을 통한 통항로 확장, 항로부근에 존 재하는 암초 제거 및 저수심 해역 준설, 항로표지 보강 등 항로 여건 개선사업이 보다 적극적으로 수행되어야 한다. 또한 사고 위험성이 높은 항만의 진출입 시간과 위험화물 선박의 통항시간을 주간으로 일부 제한할 수 있도록 항행규 칙을 개정하거나 통항관리 대상 선박을 연안통항로의 소형 선박들까지 확대하여 운영하는 방안을 검토할 필요가 있다.

4. 결 론

본 연구는 여수광양항을 대상으로 지난 22년 동안의 선박 통항자료와 실시간 통항량 조사를 통해 해상교통량의 장기 변동과 출입항로에 대한 통항특성을 분석하고 위험요소에 따른 선박 통항관리의 개선방안에 대해서 고찰하였다.

2017년도 기준으로, 여수광양항의 선박 통항척수는 매년 증가하여 약 66,000척이며, 선복량은 약 804,564천톤으로 1996 년도 189,906천톤에 비해 400 % 이상 증가하였고 위험화물 물동량은 140,000천톤으로 1996년에 비해 250 % 이상 증가한 것으로 나타났다.

2015년부터 2017년까지 3년 동안 매년 72시간씩 여수광양 항의 해상교통량 조사를 실시한 결과, 1일 평균 통항선박은 357척으로 나타났고 전체 통항선박 중 100톤 이하의 소형 선 박이 16.3 %, 100 ~ 1,000톤 선박이 31.0 %, 1,000 ~ 3,000톤 선박 이 17.8 %로 3,000톤 이하의 선박이 전체의 약 65 %를 차지하 였으며, 10,000톤 이상의 대형 선박은 전체의 17.5 %를 차지 하는 것으로 나타났다. 또한 통항선박의 종류는 케미컬선과 유조선이 전체 통항선박의 약 49 %를 차지하고 있으며 일반화 물선이 약 24 %, 급유․급수선, 통선 등의 작업선이 약 20 %, 컨테이너선이 약 7 %를 차지하는 것으로 나타났다.

여수광양항 진출입 선박의 통항로 이용비율은 낙포해역 이 28.1 %, 특정해역이 43.8 %, 연안통항로와 돌산연안 및 금 오도 수역이 동일하게 6.8 %로 나타났으며, 대도 부근 특정 해역 진출입 해역이 4.0 %로 나타났다. 통항선박의 항적 분석 결과 다수의 항로가 만나는 낙포해역은 통항 선박간의 병항 및 교차 항행이 가장 빈번히 이루어졌으며, 대형 선박의 주 요 진출입로인 특정해역도 주변의 연안통항로에서 소형 작 업선 및 어선들이다수 진출입하여 대형 선박과 교차되는 경 우가 자주 발생하였다. 또한 묘박지를 가장 많이 이용하는 특정해역 통항선박을 기준했을 때 여수광양항 진출입 선박 의 묘박지 투묘 대기율은 약 24 % 정도였으며, 케미컬선, 유 조선 등의 위험화물 선박의 야간 통항율은 약 20 %에 달하 였다. 또한 통항선박 상호간의 VHF 교신은 침로변경 및 유 지 등 선박조종에 관한 협의교신이 총 289건 중 야간에 120건 으로 전체의 41.5 %였고, 위험경고 교신은 총 38건 중 야간에 23건으로 전체의 60.5 %, 선박 간 호출에 따른 무응답 교신은 총 66건 중 야간에 27건으로 전체의 40.9 %를 차지하였다.

지금까지 여수광양항의 선박 통항량은 매년 증가하고 있 지만 선박 통항로는 과거와 큰 차이가 없기에 선박 사고의 위험이 상존한다고 볼 수 있다. 따라서 다수의 항로가 중첩 되어 통항 선박간의 병항 및 교차 항행이 빈번한 제1항로 ~ 제4항로 및 하동지역 진출입로의 준설을 통한 항로 확장, 항 로 부근에 존재하는 암초 제거 및 저수심 해역 준설, 등부표 등의 항로표지 보강 등 항로 여건을 우선적으로 개선할 필 요가 있다. 또한 사고 위험성이 높은 항만에 대한 진출입 시 간과 위험화물 선박의 통항시간을 일부 제한할 수 있도록 항행규칙을 개정할 필요가 있으며, 화물선뿐만 아니라 연안 통항로의 소형 선박들도 운항관리를 적극적으로 시행할 수 있도록 VTS체계의 고도화가 요구된다.