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HF-radar 관측자료 기반 단기예측기법 연구
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2018년 한국해양과학기술협의회 공동학술대회

Author

권효근,장태현,김영식,권준호,임은표

Publication Date

20180524

HF-radar 관측자료 기반 단기예측기법 연구

권효근1),장태현1),김영식1),권준호1),임은표2),정현정2),유수령2)
1)K-water 시화조력관리단,2)(주)세광종합기술단 환경해양사업본부

국내 최초, 세계최대 시설용량을 자랑하는 시화호 조력발전소는 2011년 상용발전을 시작으로 현재까지 신재생에너지수급에 기여하고 있으며 수차와 수문으로 유·출입하는 통수량이 시화호 체적의 50%(약 1억4천만톤/일)에 달하여 시화호 내측의 수질환경개선 및 생태계 복원효과가 탁월하다는 평가를 받고 있다. 반면, 외해측으로는 조력발전소에서 1.8km 떨어진 제 3항로 기준으로 설계시(1㎧)보다 강한 배수유속(2.4㎧)으로 인해 조력발전소 전면을 통항하는 대형컨테이너선 및 LNG선박의 통항안전성과 국가기반시설(가스공사 LNG기지 , ㈜E1 LPG부두) 주변해역의 침·퇴적에 영향을 미치고 있는 실정이다. 이에 K-water에서는 선박들의 안전확보와 해양환경영향을 최소화하기 위해 시화호 조력발전소 전면 600 m지점에 T.T.P를 쌓아올린 투과성 구조물 형태의 유속저감시설(수중잠제형, 폭 35m, 길이 150m) 1단계를 2016년 8월에 완공하여 2018년 3월 현재까지 최대유속 1.2㎧(제 3항로 기준)를 유지하고 있어 성공적인 유속저감효과를 나타내고 있으며 당초 설계유속인 1㎧이하로 낮추기 위한 2단계 공사가 2018년 7월 준공을 목표로 시행중에 있다. 시화호 조력발전소 가동에 따른 표층해수유동 분석을 위해 2015년부터 전면해역의 시?공간 표층유속을 관측하고 있는 HF-radar를 활용하여 시화호 조력발전소 배수로 인한 유속변화를 단기적으로 예측하는 기법을 연구하였다. 본 연구의 목적은 조력발전소 전면의 제 3항로 통항선박의 증가 및 해양레저활동 증가로 인한 선박사고를 예방하는데 있다. 시화호 조력발전소의 배수유속은 발전소 전면해역의 조류특성과 배수특성(단류식 창조발전)이 혼합되어 나타나며, 배수특성은 시화호 내?외측의 수위차에 따라 변하므로 다양한 해양환경 관측장비가 필요하다. 이에 K-water에서는 2015년부터 시화호 조력발전소 해양환경모니터링시스템(STORMS; Sihwa Tidal power plant Oceanographic Real-time Monitoring System)을 구축하여 멀티플랫폼 해양장비를 관리?제어?운영 중에 있다. 본 연구에는 STORMS의 극초단파조위측정기(Miros type), 해양관측부이, HF-radar(SeaSonde?)를 활용하였으며 이러한 관측자료를 기반으로 CEOF(Complex Empirical Function)와 통계분석을 통해 발전소 전면해역의 유속장을 예측하는 기법을 연구하였으며 검증결과 RMSE가 약 20cm/s로 나타나 일치율이 상당히 높다. 향후 개발된 로직의 최적화와 HF-radar로 생산된 양질의 유속장을 지속적으로 활용하여 발전소 가동으로 인한 전면해역의 시 공간적 위험예보가 시행된다면 국민의 생명과 안전사고 예방에 기여할 것으로 판단된다.