1. 서 론

기후변화는 전 지구적으로 해수면 상승과 극한기상현상의 발생 빈도 및 강도를 증가시켜 연안지역의 재해위험을 크게 높이고 있다. 기후변화에 관한 정부간 협의체(Intergovernmental Panel on Climate Change, IPCC)의 제5차 및 제6차 평가보고서에 따르면, 인간 활동에 따른 지구온난화로 해수면 상승이 가속화되고 있으며, 이는 연안지역의 침수위험을 증대시키는 주요 요인으로 지적된다. 특히 해수면 상승은 연안 침식과 저지대 침수 등 다양한 문제를 유발하며, 폭풍해일과 결합될 경우 도시와 항만의 안전에 심각한 위협을 초래할 수 있다(KHOA, 2011). 항만은 국가 경제활동의 핵심 인프라이자 물류와 교역의 중심 거점으로서 매우 중요한 기능을 수행하지만, 해양에 인접한 입지적 특성으로 인해 태풍, 폭풍해일, 해수면 상승 등 자연재해에 취약하다(KHOA, 2011). 더욱이 미래 기후변화에 대응할 수 있는 항만 방재 설계기준과 대응체계가 충분히 마련되지 않은 상황에서, 항만의 재해안전성을 강화하는 일은 국가적 차원에서도 중요한 과제라 할 수 있다(NIMS, 2020).

목포항은 우리나라 서남부 연안에 위치하여 조석간만의 차가 크고 태풍 및 폭풍해일의 영향을 받기 쉬운 지리적 특성을 지닌다. 특히 목포내항을 중심으로 저지대가 넓게 분포하고 있어 침수에 취약하며, 과거에도 태풍과 폭풍해일로 인한 침수 피해가 반복적으로 발생한 바 있다. 따라서 목포항은 미래 기후위험에 선제적으로 대응할 수 있는 재해안전항만 구축이 요구되는 대표적인 항만이라 할 수 있다(KEI, 2011). 이에 본 연구는 미래 기후변화에 따른 해수면 상승과 폭풍해일에 의한 침수위험에 대응하여, 목포항의 지리적 특성에 부합하는 맞춤형 재해 대응방안을 제시하는 것을 목적으로 한다.

이를 위해 본 연구에서는 먼저 IPCC 제1차부터 제6차 평가보고서까지의 내용을 바탕으로 기후변화와 해수면 상승에 대한 과학적 근거를 검토하고(IPCC, 1995;IPCC, 2001;IPCC, 2007;IPCC, 2013;IPCC, 2021), 국내외 연안재해 대응시설 사례를 조사·분석하였다. 해외 사례로는 네덜란드의 델타웍스(Delta Works)와 델타 프로그램(Delta Programme), 이탈리아 베네치아의 모세 프로젝트(MOSE Project)를 검토하였으며, 국내 사례로는 삼척항, 마산항, 군산항 등 해역별 특성을 반영한 연안재해 대응시설 사례를 분석하였다. 아울러 목포항의 지리적 특성과 기존 시설의 취약성을 평가하고, 기후변화 시나리오에 따른 해수면 상승량을 반영하여 해수침수실험과 폭풍해일고 실험을 수행함으로써 목포항의 재해 취약성을 검토하였다. 특히 50년 빈도(0.25m)와 100년 빈도(0.85m)의 해수면 상승 조건을 적용한 침수 실험과 과거 태풍 자료 및 가상 시나리오를 활용한 폭풍해일고 실험을 통해 침수 위험을 예측하였다. 이를 바탕으로 기존 시설 증고, 내항 입구 Gate 설치, 고하도 북단 및 남단 Gate 설치, 목포 전면 섬 연결 Gate 설치 등 네 가지 연안재해 대응방안을 설정하고, 각 방안의 장단점을 비교·분석하여 목포항에 적합한 최적의 재해 대응방안을 제시하고자 한다.

2. 연안재해 대응 시설 사례

기후변화와 해수면 상승의 영향으로 전 세계 연안지역의 재해 취약성이 증가함에 따라, 이에 대응하기 위한 효과적인 연안재해 대응시설의 필요성이 더욱 커지고 있다(NIMS, 2020). 특히 지형적·환경적 특성으로 인해 해수면 상승, 홍수, 폭풍해일 등에 취약한 국가와 지역에서는 선제적이고 혁신적인 방재대책이 마련되어 왔다. 대표적인 해외 사례로는 네덜란드의 델타 웍스(Delta Works)와 델타 프로그램(Delta Programme), 그리고 이탈리아 베네치아의 모세 프로젝트(MOSE Project)를 들 수 있다(MOF, 2013). 네덜란드의 경우 국가 차원의 장기적·통합적 수자원 및 연안관리 체계를 기반으로 대규모 방재 인프라를 구축하였으며, 이탈리아는 베네치아라는 특정 도시가 직면한 침수 문제 해결에 초점을 맞추어 가동형 방재시설을 도입하였다. 두 사례는 모두 기술적 혁신과 대규모 재정 투자가 수반되었을 뿐만 아니라, 단순한 물리적 방어시설의 설치를 넘어 환경적·경제적·사회적 요소를 종합적으로 고려한 통합적 접근을 취하였다는 점에서 공통된 의의를 가진다(MLTM, 2010). 이러한 해외 사례는 목포항과 같이 지형적으로 취약한 항만의 재해안전성 강화를 위한 중요한 참고자료가 되며, 지역 특성에 부합하는 맞춤형 대응전략과 장기적 관점의 통합적 계획 수립이 필요함을 시사한다.

국내 사례를 살펴보면, 삼척항은 동해안의 특성상 지진해일에 취약하며, 1983년과 1993년 지진해일로 인한 피해를 경험한 바 있다. 이에 대응하기 위한 방안으로 방호벽과 수직 리프트게이트 설치가 제안되었다. 마산항은 남해안에 위치하여 태풍에 따른 폭풍해일에 취약하며, 특히 2003년 태풍 매미 내습 당시 대규모 침수피해가 발생하였다. 이에 따라 방재언덕 조성, 방호벽 설치, 배수시설 개선, 경보시스템 구축 등의 대응방안이 계획되었다(MOF, 2013). 군산항은 서해안의 큰 조석간만의 차로 인해 고조와 폭풍해일이 중첩될 경우 침수위험이 높으며, 이에 대한 대응방안으로 방호벽 설치, 배수시설 개선, 경보시스템 구축 등이 검토되었다. 이들 사례는 해역별 재해 유형과 지형적 특성에 따라 대응시설의 유형과 구성요소가 달라져야 함을 보여주며, 지역 맞춤형 방재계획 수립의 중요성을 뒷받침한다.

이러한 국내외 사례는 목포항의 재해안전항만 구축에도 중요한 시사점을 제공한다. 목포항 역시 서해안에 위치하여 조석간만의 차가 크고 태풍 및 폭풍해일의 영향을 받을 수 있다는 점에서 군산항과 유사성이 있으나, 내항 중심의 저지대 분포와 주변 지형 여건 등 고유한 특성을 함께 고려한 독자적 재해대응 전략이 요구된다. 또한 기후변화로 인한 해수면 상승과 극한기상현상의 증가를 고려할 때, 기존 설계기준을 보완하거나 상회하는 수준의 재해 대응시설 계획이 필요하다. 이를 위해서는 IPCC의 해수면 상승 전망 등 최신 기후과학 연구성과를 적극 반영해야 하며, 재해 대응방안 또한 단순한 물리적 방어구조물의 설치에 그치지 않고 조기경보시스템, 대피계획, 지역사회 대응역량 강화 등을 포함하는 종합적 재해관리체계의 일부로 구축될 필요가 있다(MLTM, 2010).

3. 연안재해 예측 실험

3.1 해수면 상승고

본 연구에서는 기상청의 RCP 8.5 시나리오를 준용하여 2100년 기준 85cm의 극한 해수면 상승량을 적용하였다. 이는 최근 기후변화에 관한 정부간 협의체(IPCC) 제6차 평가보고서(AR6)에서 제시된 고탄소 배출 시나리오(SSP5-8.5)의 극단적 해수면 상승 전망치와도 같이하는 수치로, 항만 방재 구조물의 보수적인 설계기준 설정을 위해 타당한 값으로 판단된다(KMA, 2012; IPCC, 1995;IPCC, 2001;IPCC, 2007;IPCC, 2013;IPCC, 2021).

해수면 상승량 산정 연구는 조위관측소 및 위성고도계 자료 분석과 IPCC 기후변화 시나리오에 기반한 예측으로 구분된다. 조위관측소 자료 분석 결과, 목포지역의 해수면변동률은 연평균 해수면 기준 1.37mm/yr, 월평균 해수면 기준 1.50mm/yr로 나타났다(MLTM, 2010;KHOA, 2011).

위성고도계 자료를 활용한 분석 결과, 한국 해역의 평균 해수면 상승률은 3.57mm/yr로 지구 평균(3.15mm/yr)보다 높게 나타났고, 해역별로는 동해 3.25mm/yr, 서해 3.79mm/yr, 남해 4.31mm/yr로 남해안의 상승률이 상대적으로 높다.

기후변화 시나리오에 의한 평균해수면 상승 예측 결과, 기상청의 RCP8.5 시나리오 기준으로 서해안 지역의 해수면은 2050년에 25cm, 2100년에 85cm 상승할 것으로 예측되었다. 본 연구에서는 이 수치를 적용하여 50년 빈도 극치해수면 산정 시 2050년 해수면 상승량 25cm를, 100년 빈도 극치해면고 산정 시 2100년 해수면 상승량 85cm를 적용하였다(KMA, 2012; IPCC, 1995;IPCC, 2001;IPCC, 2007;IPCC, 2013;IPCC, 2021).

3.2 해수침수 실험

3.2.1 실험 개요 및 사용 모형

Table 1은 해수침수 실험의 개요에 대하여 나타낸 것이다. 해수면 상승과 극치해면고를 고려한 범람에 의한 침수예상 범위 산정을 위해 MIKE21-HD 모델을 사용하여 수치모형실험을 실시하였다. 해수면 상승량은 50년 빈도와 100년 빈도에 대해 각각 0.25m, 0.85m 적용하였다.

사용된 MIKE21-HD 모델은 해안, 하구, 만 주변의 수위변화와 흐름을 수치적으로 재현하기 위해 설계된 동수역학 모델이다. 이 모델은 수직방향으로 균일한 유체를 가정한 2차원 비정상상태(unsteady) 모델로, 공간 및 시간 영역에서 운동방정식과 연속방정식을 Alternating Direction Implicit(ADI) 기법으로 유한차분하고, Double Sweep Algorithm을 통해 각 격자에서의 해를 구한다. 이 모델은 비압축성 유체의 수심 적분된 연속방정식과 운동방정식에 기반하여 복잡한 해안지형에서의 해수유동을 효과적으로 모의한다(DHI, 2007).

해수침수 실험은 목포항 인근을 포함하는 12.3km × 15.0km 영역에 대해 40m 간격의 정격자로 구성하여 총 115,125개(307×375)의 격자를 사용하고, 이러한 정밀한 격자 설정은 목포항 내항과 주변 지역의 침수 양상을 상세히 분석하기 위함이다.

3.2.2 모델 영역 및 경계 조건

Fig. 1은 모델 영역을 나타낸 것이다. 해수침수 실험을 위해 고하도를 포함한 연구 영역을 동서방향으로 12.3km, 남북방향으로 15.0km로 구성하였으며, 모든 셀을 40m의 정격자로 구성하여 해상도를 최대한 높였다.

Fig. 2는 경계 조건을 나타낸 것으로 해수면 상승과 극치해면고를 고려한 조위 조건을 반영하였다. 50년 빈도와 100년 빈도에 대해 각각 최대 DL(+) 5.66m, DL(+) 6.31m의 최대수위를 설정하였으며, 고조부터 시작하여 24시간 수치모의하였다.

3.2.3 실험 결과

Fig. 3과 Fig. 4는 50년 빈도와 100년 빈도의 해수침수 실험 결과를 나타낸 것이다. 50년 빈도와 100년 빈도의 범람 수치 결과 분석에 따르면, 상승된 해수면에 의해 범람이 8시부터 시작되어 시간 경과에 따라 월류된 해수가 마루를 넘어 배후부지가 침수되는 양상이 관찰되었다. 100년 빈도의 경우 50년 빈도보다 범람 시기가 더 빠르고 침수 범위도 더 넓게 나타났으며, 최대 범람 깊이는 3.0m를 초과하는 구간이 다수 존재하는 것으로 확인되었다.

이러한 결과는 목포항이 해수면 상승과 폭풍해일에 매우 취약하며, 적절한 재해 대응시설 구축이 시급하다는 것을 보여주고 있다.

3.3 폭풍해일고 실험

3.3.1 실험 개요

Table 2는 폭풍해일고 실험의 개요에 대하여 나타낸 것이다. 기존 한반도를 지난 태풍 중 MAEMI(0314)는 그 위력이 상당하여, 많은 피해를 입힌 사례로 뽑힌다. 그러나 강력한 태풍 MAEMI(0314)의 경로가 목포항으로부터 떨어져 있어 실제 해일고가 낮게 나타나므로, 가상 시나리오로 MAEMI(0314)의 경로를 수정하여 목포항에 더 근접하도록 설정하고 최대 해일고를 모의하였다. 수심은 방재공학적 측면을 고려하여 기준해면을 약최고고조위로 보정하였다.

가상 시나리오(Case 2)를 적용한 폭풍해일고 수치모의에 앞서, 본 MIKE21-HD 모형의 신뢰도 확보를 위해 과거 2003년 태풍 ‘매미’ 내습 당시 목포 조위관측소에서 계측된 실제 조위 및 해일고 관측 데이터와 수치모의 결과를 비교·검증하는 과정을 거쳤다. 검증 결과, 모의된 최대 해일고의 위상과 진폭이 실제 관측치와 허용 오차 범위 내에서 일치하는 양상을 보여, 본 수치모형이 목포항 주변의 복잡한 해수 유동 및 천해파 전파 특성을 적절히 재현하고 있음을 확인하였다.

3.3.2 실험 시나리오

가상 시나리오는 두 가지 케이스로 구성되었다. Case 1은 2003년 9월 12일 9시경의 강력한 상태(풍속 41m/s, 중심기압 945hPa)가 지속된다고 가정한 경우이며, Case 2는 12시경의 다소 약한 상태(풍속 39m/s, 중심기압 955hPa)를 적용한 경우니다. Case 1은 경로를 1도 간격으로 이격한 세 가지 시나리오(0도, -1도, +1도)에 대해 수치모의 하였으며, Case 2는 이격되지 않은 경우(0도)에 대해 수치모의 하였다. Fig. 5는 폭풍해일고 실험에서 계산 장소를 나타낸 것이다.

3.3.3 실험 결과

Table 3은 태풍 매미 시나리오에 의한 계산 장소별 폭풍해일고를 나타낸 것이다. 가상 시나리오 태풍 MAEMI의 수정 경로와 강도를 적용한 실험 결과, Case 2(0도 이격)의 평균 폭풍해일고는 1.51m로 나타났다. 이는 기존 연구에서 산정한 목포항 200년 빈도 폭풍해일고(1.58m)와 유사한 수준으로, MAEMI급 태풍이 목포항에 근접할 경우 200년 빈도에 해당하는 극단적 폭풍해일이 발생할 수 있음을 보여준다.

4. 목포항 연안재해 대응방안 실험

4.1 실험 개요

앞선 실험에서 가상 시나리오 MAEMI 태풍(Case 2)의 폭풍해일고가 200년 빈도에 상응하는 것으로 확인되었으므로, 이를 기준으로 다양한 재해 대응시설 적용 시 폭풍해일고 저감 효과를 평가하였다. 동일한 MIKE21-HD 모델과 격자체계를 사용하였으며, Case 2의 풍속 및 기압 자료를 바탕으로 수치모의 하였다.

각 실험안의 내용과 그림은 아래 Table 4, 5와 같다. 평가 대상 시설은 Plan 1(기존시설 증고), Plan 2(내항 입구 Gate 설치), Plan 3(고하도 북단 및 남단 Gate 설치), Plan 4(목포 전면 섬 연결 Gate 4개소 설치)로 4개의 평면에 대해 실험하였다. 이러한 방안들은 선박의 입출항 간섭을 최소화하고, 항만 운영 및 지역주민의 이용성과 경관성을 고려하였으며, 지형적 특성 및 현지 여건에 부합되는 재해 대응방안들이다.

4.2 실험 결과

목포항 연안재해 대응방안 실험안에 대한 위치별 최대 해일고 실험 결과는 아래 Table 6, 7과 같다. 실험 결과, Plan 1은 기존시설 증고 방안으로 해일고 저감 효과가 미미하였다. Plan 2(내항 입구 Gate)는 내항 해일고를 약 1.6m 낮추는 효과를 보였으며, Plan 3(고하도 북단 및 남단 Gate)은 재해 대응방안이 해일고를 1.41~1.68m 감소시켜 최대 0.12m 수준으로 낮추는 가장 효과적인 결과를 나타냈다. Plan 4(목포 전면 섬 연결 Gate)도 해일고를 1.11~1.55m 감소시키는 효과가 있었으나, Plan 3보다는 다소 효과가 낮았다.

이러한 결과는 고하도 북단과 남단에 Gate를 설치하는 Plan 3이 폭풍해일 방어에 가장 효과적인 대응방안임을 시사하며, 목포항 재해안전항만 구축을 위한 최적의 대응방안으로 고려될 수 있다. 이는 해수면 상승과 극단적 기상현상에 대비한 장기적인 재해 대응전략 수립에 중요한 과학적 근거를 제공한다.

4.3 고찰

Plan 1은 목포항의 주요 기존 시설인 북항, 내항, 남항, 대불부두, 신항 등을 증고하는 방안이다. 이 방안은 기존시설을 강화하여 해수면 상승과 폭풍해일에 대응하는 전략을 취한다. 또한 Plan 1은 기존 시설의 증고에만 집중하여 새로운 기술이나 혁신적인 설계를 도입하지 않는다는 점에서 한계가 있다. 이는 기후변화로 인한 해수면 상승과 극단적 기상현상이 더욱 심화될 경우 장기적으로 더 큰 위험에 직면할 수 있음을 의미한다. 따라서 Plan 1은 단기적으로는 경제적이고 효율적인 대응책으로 보일 수 있지만, 장기적인 관점에서 기후변화에 대한 적응성을 높이기 위해서는 보다 혁신적이고 종합적인 접근이 필요하다.

Plan 2는 Plan 1에 내항 입구에 Gate를 설치하는 방안을 추가한 계획이다. 이 계획은 내항 입구에 Flap Gate를 설치하여 폭풍해일의 내습을 방지하고, 내항의 조위를 저하시켜 일부 역류를 방지하는 효과를 기대할 수 있다. 또한 내항 일부 경관 확보가 가능하여 도시 경관적 측면에서도 긍정적인 영향을 미칠 수 있다. 그러나 Plan 2 역시 공사 범위가 넓어 의견 절충이 곤란하고 민원 발생 우려가 크다. 특히 내항 입구에 Gate를 설치하는 것은 내항의 일부 기능을 제한할 수 있으며 이는 항만 운영에 악영향을 미칠 수 있고 Plan 1과 마찬가지로 2차 침수(내수) 피해에 대한 대응이 미흡할 수 있어 내수 배제 능력의 개선이 필요하다. Plan 2는 내항 입구의 Gate 설치로 인해 일부 경관을 확보할 수 있지만 이는 단편적인 개선에 그치며 전체적인 항만의 재해 대응 능력 향상에는 한계가 있다. 따라서 Plan 2는 단기적으로는 일부 개선 효과를 기대할 수 있지만 장기적인 관점에서 보다 종합적이고 혁신적인 접근이 필요하다.

Plan 3은 Plan 1에 고하도 북측 주항로 및 신항교 전면에 Gate를 설치하는 방안을 추가한 방안으로 폭풍해일 내습을 원천적으로 방지할 수 있으며 공사 중 선박 간섭이 미미하여 항만운영에 큰 영향을 미치지 않는다. 또한 수중 구조물로 경관성이 양호하여 플랩 게이트를 통해 랜드마크화가 가능하다. 특히 일반적인 슬라이딩 게이트나 마이터 게이트가 아닌 ‘플랩 게이트’는 수중 설치로 경관 저해 최소화 뿐만아니라 빠른 개폐속도 등으로 목포항의 이용성과 지형 및 조위 특성에 부합되며 아시아 최초의 플랩 게이트 설치라는 지역의 상징적 구조물로 자리잡을 수 있다. Plan 3의 가장 큰 장점은 2차 침수(내수) 피해가 없다는 점이다. 이는 내수 배제 능력이 뛰어나며 내수 배제 시스템의 개선 없이도 효과적으로 내수를 방지할 수 있음을 의미한다. 또한 고하도 북단 및 남단에 Gate를 설치함으로써 내항의 안전성을 크게 향상시킬 수 있으며 이는 장기적으로 항만의 재해 대응 능력을 크게 강화할 수 있다. Plan 3은 기존 시설의 증고와 내항 입구 Gate 설치보다 더 혁신적이고 종합적인 접근을 취하며 장기적인 관점에서 기후변화에 대한 적응성을 높일 수 있는 방안으로 평가된다. 특히 경관적 측면에서도 긍정적인 영향을 미칠 수 있어 도시 계획과 재해 대응을 동시에 고려한 전략으로서의 가치가 크다.

반면, 고하도 북단 및 남단 Gate를 설치하는 Plan 3는 폭풍해일 저감 효과가 가장 뛰어나나, 대규모 수중 구조물이 내항의 해수유수율을 저하시켜 수질 악화 및 해양 생태계 단절을 초래할 우려가 존재한다. 이를 저감하기 위해 평상시에는 해수 소통과 선박 입출항이 자유로운 개방형 플랩 게이트(Flap Gate) 형식을 채택하고, 폭풍해일 경보 시에만 가동하는 운영 최적화가 필수적이다. 특히 해상 구조물 건설 전후의 정밀한 지형 및 수심 변화를 모니터링하기 위해 드론 탑재형 라이다(LiDAR) 및 다중빔 음향측심기 등 최신 정밀 해양 측량 기법의 도입을 적극 검토 할 필요가 있다.

Plan 4는 목포구, 달리도, 율도, 압해도를 연결하는 Gate를 설치하여 폭풍해일 내습을 원천적으로 방지하는 방안이다. 이 계획은 목포항의 전면을 방어하는 가장 포괄적인 접근법으로 폭풍해일의 내습을 완전히 차단할 수 있다. 그러나 이 방안은 철저한 운영 시스템이 필요하며 동시에 4개소의 Gate를 가동해야 하므로 운영비가 최대화될 수 있다. 또한 Plan 4는 대형선박 통항에 간섭을 줄 수 있으며 공사 규모가 크기 때문에 환경 악영향이 우려된다. 특히 공사비가 과다하게 소요될 수 있어 경제적 효율성 측면에서 타방안에 비해 불리할 수 있다. Plan 4는 가장 포괄적인 방어 체계를 구축할 수 있지만 그 대가로 운영비와 환경 악영향, 경제적 비용이 크게 증가할 수 있다. 따라서 Plan 4는 장기적인 관점에서 기후변화에 대한 적응성을 높일 수 있는 방안이지만 그 비용과 운영 복잡성 등을 고려할 때 실현 가능성과 효율성에 대한 심도 있는 평가가 필요하다.

즉, 목포 전면 섬 연결 Gate의 Plan 4는 방어 효과가 포괄적이나, 해상 교량 및 대규모 방조제 건설에 준하는 막대한 초기 투자비용과 다수의 Gate 동시 운영에 따른 유지보수비용이 발생하여, 투입 비용 대비 침수 피해 예방액을 산정하는 비용편익비(B/C Ratio) 측면에서 타 대안 대비 경제적 타당성을 확보하기 어려울 것으로 사료된다. 더불어 이러한 대규모 연안재해 대응시설 계획이 실효성을 갖추기 위해서는 향후 국가 ‘항만기본계획(Port Master Plan)’에 신규 인프라 사업으로 반영될 수 있도록 선제적인 타당성 조사와 조사 자료의 체계적인 구축이 병행되어야 할 것이다.

5. 결 론

본 연구는 기후변화로 인한 해수면 상승과 폭풍해일에 대응하여 목포항의 재해안전항만 구축을 위한 재해 대응방안을 제안하기 위해 수행되었다.

국내 해역별 연안재해 대응시설 사례 검토 결과, 동해안(삼척항)은 지진해일, 남해안(마산항)은 태풍으로 인한 폭풍해일, 서해안(군산항)은 조석간만의 차와 폭풍해일의 결합에 취약한 특성을 보여 주고 있다. 이는 목포항 역시 서해안에 위치한 지리적 특성을 고려한 맞춤형 재해 대응 전략이 필요함을 시사한다.

해수면 상승고는 기상청의 RCP 8.5 시나리오를 적용하여 50년 빈도 극치해수면 산정 시 2050년 해수면 상승량 25cm를, 100년 빈도 극치해면고 산정 시 2100년 해수면 상승량 85cm를 적용하였는데, 해수침수 실험 결과, 50년 빈도와 100년 빈도 모두 목포항의 침수 위험성이 높게 나타났으며, 특히 100년 빈도의 경우 최대 침수 깊이가 3.0m를 초과하는 구간도 확인되었다. 이는 목포항이 해수면 상승과 극단적 기상 현상에 매우 취약함을 명확히 보여주는 결과이다.

폭풍해일고 실험에서는 가상 시나리오 태풍 MAEMI(Case 2)의 폭풍해일고가 1.51m로 200년 빈도에 상응하는 수준으로 나타났으며, 4가지 재해 대응시설 대안 평가 결과, Plan 3(고하도 북단 및 남단 Gate 설치)이 폭풍해일고를 1.41~1.68m 감소시켜 최대 0.12m 수준으로 낮추는 가장 효과적인 대안으로 확인되었다.

본 연구를 통해 기후변화로 인한 해수면 상승과 기상 현상의 증가에 대응하여 목포항의 재해 안전성을 강화하기 위한 체계적인 대응책을 제시하였다. 고하도 북단과 남단에 Gate를 설치하는 Plan 3이 기술적, 경제적, 환경적 측면에서 가장 적합한 대안으로 도출되었으며, 이는 목포항뿐만 아니라 유사한 지리적 특성을 가진 다른 연안 항만의 재해 대응 전략 수립에도 중요한 참고 자료가 될 것으로 사료된다.

본 연구에서 최적 대안으로 제시된 Plan 3의 실무적 적용을 위해서는 항만 본연의 물류 및 통항 기능 유지가 전제되어야 한다. 고하도 북단 주항로는 대형 선박의 입출항이 빈번한 구간이므로, 통항 선박의 최대 흘수 및 선폭을 고려하여 Gate의 유효 통항폭을 충분히 확보하는 세부 설계가 수반되어야 한다. 나아가 구조물적 대책(Hard-engineering)의 방재 효과를 극대화하기 위해서는 비구조물적 대책(Soft-engineering)과의 유기적인 연계가 필수적이다. 기상청 및 국립해양조사원의 실시간 해양관측망 데이터와 연동된 조기경보시스템(Early Warning System)을 고도화하고, 예측 수위가 기설정된 임계치(예: 약최고고조위 이상)에 도달할 것으로 예상될 때 Gate를 적기에 폐쇄하는 폐쇄결정수위(Trigger Level) 결정 등 ‘스마트 재해대응 운영 시나리오’ 구축이 통합적 재해 관리 체계의 핵심이 될 것이다.

향후 연구에서는 기후변화의 불확실성을 고려한 보다 장기적인 관점에서의 적응 전략과 함께, 구조물적 대책 외에도 비구조물적 대책(조기경보시스템, 피난계획 등)을 포함한 종합적인 재해 관리 체계 구축 방안에 대한 연구가 필요할 것으로 판단된다.