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파도ㆍ연안지형 등 축소 재현
독도방파제 등 안전성 검증
침식ㆍ지진해일 실험도 가능
독도 방파제, 새만금 신항만 방파제, 울릉항 2단계 동방파제, 울산신항 북항 방파호안, 평택·당진항, 어청도항, 홍도항, 포항신항···.
한국의 양대 포트 중 하나로 꼽히는 여수·광양항 인근 둔덕동의 전남대학교 여수캠퍼스에 자리잡은 해안항만실험센터에서 수리모형 등 실험을 거친 후에야 비로소 안전을 검증받은 항만시설들이다. 독도방파제만 해도 센터가 2011년 9월 2차원 중형 조파수로에 방파제 모형을 설치한 후 한 달간에 걸쳐 반사파, 안정성, 월파량 등을 다양하게 실험한 후에야 안정성을 인정받았다.
2000t급 선박의 접안을 가능하게 하는 독도 방파제는 연간 20만명의 독도 방문객들을 드높은 파도로부터 보호할 핵심시설이다. 비록 예산 확보 문제로 착공이 지연되고 있지만 센터의 실험기록은 향후 방파제 시공과정에서 다양한 시행착오를 최소화하는 데 큰 도움이 될 것이란 게 센터의 기대다.
삼면이 바다로 둘러싸인 우리나라에서 조류, 파도 등 해양환경 영향은 건설산업계가 반드시 고려해야 할 요소다. 특히 ‘세월호 참사’와 이상기후로 인해 잦아진 지진해일 등으로부터 국민들의 안전을 지키기 위한 필수 과제다.
다양한 인공파도를 자유자재로 만들어 방파제, 호안, 부두 등 항만구조물의 안전성은 물론 환경단체들이 우려하는 해안침식, 어민들의 관심사인 수산양식시설 안전, 나아가 조류·파력 등을 활용한 신성장동력인 해양에너지 관련 신기술까지 다양하게 실험해 국민, 기업의 기대에 부응하는 거점이 바로 해안항만실험센터다.
2차원 조파수로 등 국내 최대 실험시설
정부와 여수시의 지원금과 전남대 자체 재원을 합쳐 총 110억여원을 들여 2010년 지하 1층, 지상 2층의 연면적 8115㎡ 규모로 설립된 센터는 파도, 조류, 연안지형 등을 축소 재현해 인공바다 환경을 조성함으로써 방파제, 호안, 해안도로, 간척사업 등
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각종 해양시설 시공 과정에서 직면할 수 있는 위험요소, 환경파괴 요소들을 사전에 검증하는 곳이다.
센터의 가장 큰 자랑거리는 국내 최대 규모의 인공파도 실험장이다.
가로 50ｍ, 세로 50ｍ, 깊이 1.5ｍ의 국내 최대 규모의 조파수조 2기에 더해 중규모급 조파수로 2기(길이 50㎡, 폭 1ｍ, 깊이 1.3ｍ 1기, 길이 40ｍ, 폭 1.4ｍ, 깊이 1.5ｍ), 그리고 100ｍ 길이의 국내 최장인 2차원 조파수로까지 보유했다.
국내 최대 규모의 조파수조에 최신 계측장비가 가세하면서 연안·항만·해양구조물의 안정성 실험, 표사실험(해빈변형, 침식대책 등), 확산실험(오염물질 등), 파랑실험(항내정온도 등)은 물론 지진해일 실험까지 가능하다.
이종인 센터장은 “국내 최대 규모일 뿐 아니라 선진 외국의 대표적 실험시설들과 비교해도 손색이 없는 규모이며, 해안항만 분야의 연구활동은 물론 교육에도 기여하고 있다”고 설명했다.
신재생에너지 메카 역할도
최근 기후변화로 인해 해수면이 상승하고 해양외력이 증대됨에 따라 해안구조물의 안전 확보와 재해예방을 위한 선제적
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대응이 중요해졌다.
센터는 이런 본연의 실험과제들을 정부로부터 수탁해 수행하는 한편 기후변화에 대응하기 위한 항만설계기준 개선 방안,
해수면 상승 및 이상기후 적응형 연안구축 기술 등과 같은 국가 R&D 과제에서도 선도적 역할을 수행하고 있다.
센터가 주목하는 차세대 성장동력은 신재생 해양에너지다. 최근 급증하는 조력발전, 파력발전, 해상풍력발전 등의 신수요를 충족하기 위해 바람·파도·조류를 복합적으로 발생시킬 수 있는 실험시설의 성능개선 작업도 벌이고 있다. 작업이 마무리되면 해상풍력발전시설의 검증 및 개선을 위한 실험연구, 복합발전(풍력·파력·조류발전) 관련 실험연구, 파력·풍력을 연계한 해상풍력 지지구조물 안정성 실험연구, 새롭게 개발되는 해양에너지 장치의 성능검증 등의 다양한 실험이 가능할 것이란 게 센터의 기대다.
이종인 센터장은 “해안·항만 분야에서 우수한 연구성과를 도출하는 동시에 바람·파도·조류를 연계한 복합해양에너지 실험환경을 새로이 구축함으로써 센터의 지속적 발전과 세계 최고 실험센터로의 도약을 위해 더욱 노력하겠다”고 말했다.
김국진 기자
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센터소개를 부탁한다.
우리 센터는 해안항만 분야 수리모형실험을 수행할 수 있는 국내 최대 규모의 실험시설이다. 수리모형은 축척을 적용해 실제 크기가 아니라 축소모형으로 재현한 후 다양한 현상을 관찰하고 결과를 예측하는 일이다. 따라서 파고, 주기 등의 해양외력을 얼마나 실제와 가깝게 재현할 수 있느냐가 실험실의 역량을 좌우한다. 그런 측면에서 보면 국내 최대 규모의 조파수로 및 수조에 더해 최첨단 계측장비들을 갖춘 우리 센터는 세계 유수의 실험실들과 버금가는 수준이다. 센터의 출범은 국토교통부의 ‘분산공유형 건설연구인프라 구축사업’의 일환이다. 그리고 이런 설립 취지에 맞춰 경제적이고 친환경적인 차세대 해안공간 확보기술을 선도하고 해안·항만공학과 관련한 현장성 있는 실험교육을 통해 국제적 경쟁력을 갖춘 차세대 기술자·설계자를 양성하는 한편 지역산업 발전과 지속가능한 해역환경 창조에도 기여하고 있다.
주요 연구 및 실험분야는.
센터의 연구 및 실험 분야는 크게 해안항만 분야와 해양에너지 분야로 나뉜다. 해
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안항만 분야에서는 항만 및 어항설계기준, 재해예방을 위한 기존 구조물의 성능보강, 국가항만 및 어항개발 용역, 연안침식 원인 분석 및 대책수립, 신기술 실증, 파동역학 분야의 기초연구 등과 관련한 실험을 주로 맡고 있다. 해양에너지 쪽에서는 파력·조류·해상풍력에너지 기술개발과 관련한 연구 및 실험에 더해 이들 요소가 2개 이상 합쳐진 복합 해양에너지기술의 연구, 나아가 이를 담당할 전문엔지니어와 기술자의 양성까지 병행하고 있다.
앞으로의 운영 방향은.
2010년 설립 후 해안항만 분야의 수리모형 실험 분야에서 독보적인 실험영역을 구축해왔지만 이것만으로는 부족하다. 앞으로는 복합 해양에너지 실험을 적극 육성해 센터의 지속발전 토대를 만들 계획이다. 새롭게 조성 중인 실험시설은 해상풍력, 조류 및 파력발전 기술개발을 위한 실험 및 연구인프라 확보, 해양에너지 개발을 위한 설계기준 제정 및 구조물 통합 설계, 유지관리 기술 확보, 경제적이고 효율적인 새 해양에너지 개발 등에 걸쳐 광범위하게 활용될 것이다. 또한 해상풍력, 조류 및 파력발전 장치 등의 성능 검증과 인증 등을 통해 해양에너지 관련 산업의 활성화와 국내외 시장 진출 및 선점에 기여할 수 있다고 믿는다. 동시에 기존의 해안항만 분야 수리모형 실험영역과 능력도 고도화함으로써 센터를 국내는 물론 세계에서 으뜸가는 연구기관이자, 최첨단 연구기술을 선도하는 구심점으로 키워나가겠다.
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원과 연계한 그리드(Grid)시스템을 이용한 원격실험 환경도 초고속 통신망(KREONET)을 통해 내실화함으로써 건설재료 관련 자료수집 및 데이터베이스 확보, 포탈 서비스 등으로 혁신적 건설기술 교육환경을 구축해 특화된 교육서비스를 제공할 계획이다. 건설재료 관련 전문 인력 양성과 관련 실무자에 대한 지속적 교육 및 지원체계도 구축함으로써 실험거점인 동시에 혁신적 교육의 거점으로서의 역할을 다할 수 있도록 노력하겠다.
센터의 과제와 애로점은.
한국을 대표하는 수리모형 실험거점인 센터는 앞으로 사용자들의 편의를 증진하기 위해 지속적으로 노력할 계획이다. 사용자들의 편의란 실험시설의 환경적 요소의 향상을 뛰어넘어 다양한 기업들이 연구개발 비용에 대한 부담을 줄이면서 시험할 수 있는 비용 혜택, 그리고 다양한 요구 조건을 만족시킬 장비성능까지 갖춰야 충족할 수 있다. 그러나 이런 사용자 편의의 가장 중요한 전제조건은 센터의 운영 안정화다. 운영이 안정화되지 않은 상황에서는 세계 최고 수준의 장비가 노후화돼도 적기에 유지관리하기 어렵고 급속한 기술발전에 대응한 성능향상 작업도 적기에 시행하기 어렵다. 이런 현실을 감안한 정부와 관계기관들의 협조와 관심을 부탁드리고 싶다.
김국진 기자
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