| 초록 |
□ 연구개요 최근 육상양식업이 많은 부작용으로 인해 한계에 부딪혀 해상양식업으로 전환이 진행되고 있으나 고파랑, 태풍 등의 자연재해로 인해 피해가 계속되어 피해 저감 방안에 대한 필요성이 대두되고 있으며, 이에 대한 대응책으로 주요 선진국에서는 부유식방파제를 적극적으로 활용하고 있다. 부유식방파제는 경제적이고 해수소통이 원활하여 친환경적인 장점이 있으나, 주기가 긴 장주기파에 대한 소파 및 방파 효과가 현저히 떨어져 비효율적이다. 자연재해로부터 해상양식장을 보호하기 위해서는 장주기파 대응능력이 개선된 신형식 부유식방파제 개발이 필요하며, 이와 더불어 해양의 잠재적인 에너지를 활용할 수 있는 실효성 있는 다목적 에너지 보급체계 구축이 필요하다. □ 연구 목표대비 연구결과 파랑에너지 흡수를 통한 파력발전형 다목적 부유식방파제 개발을 목표로 부유식구조체 파력발전 사례 및 현장조사, 다목적 부유식방파제 수리모형(시제품) 제작, 부유식방파제 파랑 대응성 및 최대와류 발생지점 선정, 3차원 수치모델링을 통한 부유식방파제 파력발전 가능성 검증을 순차적으로 수행하였다. 국내·외 부유식방파제 및 파력발전체 관련 논문, 특허, 업무협의, 현장답사 등을 통해 자료를 수집·분석하였으며, 흘수심 조절이 가능한 Air Chamber 형상의 하부 Slit형 부유식방파제 수리모형을 설계·제작하였다. 수리모형실험을 통해 계류시스템, 하부 Slit의 유공율 변화에 따른 파랑에너지 전달율·반사율을 분석하여 파랑 대응성을 검토하였으며, 실험 Case별 단위시간당 발생 장력을 측정하여 최대장력 분석에 따른 Tension-leg형(장력계류) 적용 가능성을 검토하였다. 부유식방파제에 파력발전 가능성 검증을 위해 파력에 의한 부유식방파제 거동 해석 모델과 내외부 흐름 3차원 정밀해석 모델을 개발하였으며, 흘수심 구간 최대와류 발생지점을 선정하기 위해 수행한 PIV(Particle Image Velocimetry)실험결과와 비교 및 분석하여 수치모델 검증하고 보완·개선하는 연구를 수행하였다. □ 연구개발성과의 활용 계획 및 기대효과(연구개발결과의 중요성) 1976∼1999년(24년) 동안 37개 항만에서 59건(연간 1.6건)의 피해사례가 발생하였으며, 피해사례 중 모든 항만시설은 수중에 안착하여 시공한 중력식 시공기법을 사용하여 막대한 추가 공사비용이 발생한다. 중력식 방파제는 유지관리에 드는 비용 또한 천문학적인 금액으로 막대한 경제적 손실을 초래할 수 있다. 부유식 방파제는 시공단가가 저렴하며, 폭풍 및 지진해일 등에 피해가 없다는 강점을 지니고 있으며, 기존 어장 및 양식장 보호를 위해 방파성능이 개선된 부유식 방파제를 활용할 수 있다면 2009년 항만 건설비용(19,990억원) 중 1.0% 이상인 약 200억원의 공사비용 절감 효과를 기대할 수 있을 것으로 판단된다. 우리나라 대상해역별 특성을 고려한 실용화가 이루어진다면 그 파급효과는 점차적으로 증가할 것이다. (출처 : 연구결과 요약문 2p) |
