[칼럼]천연적 약점을 극복한 인천의 항만 건설기술!

천연적 약점을 극복한 인천의 항만 건설기술!

  인천의 앞바다는 대규모 항만시설이 위치하기에는 천연적인 약점이 있습니다. 천연항의 가장 우선 조건은 수심이 깊고 조위변동이 적어야 하는데 인천의 앞바다는 이러한 조건을 모두 충족하지 못합니다.

  

  조석차가 매우 크기에 조류의 흐름이 빠르게 발생되며 이러한 조류속 영향으로 부유토의 퇴적이 많아, 전반적으로 수심이 얕아져 선박이 접안하기에는 많은 제약이 발생되는 것입니다.

  조석현상은 달과 태양의 인력 등에 의해 발생되며, 한반도 주변 지형의 특성으로 우리나라 동해안은 약 1m 이내의 작은 조차를 보이는 반면 남해안은 2~4m, 서해안 4~9m의 큰 조차가 발생되고, 특히 영종도 인근의 인천 앞바다는 최대 약 9m의 가장 큰 조차가 발생되기에 천연적인 항만시설로 활용하기에는 어려움이 많았습니다.

 

<우리나라 동해안과 서해안의 지형특성 비교>

구분	서해안	동해안
조석차	4~9m	1m
조류속	빠름	느림
수심	얕음	깊음
해안선 기울기	완만	급경사

  항만시설을 건설하기에는 이러한 천연적 약점이 있음에도 인천항이 매우 중요한 이유는 바로 지리적 이점 때문입니다. 과거에는 수도 서울(한양)과 가장 근접한 해안이었기에 중요도가 있었으며, 현재에도 가장 큰 교역 상대국인 중국과 근접한 물류 거점기지이며, 또한 향후 북한과의 교류가 활성화 된다면 그 대북사업의 전진기지 역할을 하게 될 것입니다.

  이러한 수도권 인접 등 인천 앞바다의 지리적 중요도가 매우 크기에, 우리나라 전체 국토의 높이 기준이 되는 수준점이 인천 앞바다의 평균해수면(MSL, Mean Sea Level)을 ‘± 0’로 기준하여 관리하는 것이기도 합니다. 즉, 우리 국토에서 적용되는 ‘해발고도(海拔高度, height above sea level)’ 라는 수치는 모두 인천 앞바다의 평균해수면을 기준으로 적용한 높이라는 것입니다.

  비록 항만시설을 건설하기에 천연적인 제약은 있었으나, 지리적인 이점이 매우 크기에 인천 앞바다에 항만시설이 건설된 것이며, 과거에는 큰 조석차의 천연 약점을 극복하기 위하여 당시 항만 건설기술로서는 깊은 수심을 확보할 수 없어서, 항 입구에 갑문시설을 설치하여 이러한 약점을 극복 하였습니다. 

<인천항의 갑문>

 ※출처 : 인천항만공사 홈페이지

  갑문시설의 도입으로 인천 앞바다는 큰 조석차와 얕은수심의 약점에도 항시 선박 접안이 가능하게 되었습니다. 하지만 갑문을 통과하는 절차에 많은 시간이 소요되어 항 입구가 항시 개방되어 있는 천연항에 비해 다소 운영 효율이 저하되는 문제는 어찌할 수 없었습니다.   

 

  이후 시대가 변하면서 공학기술은 많은 발전을 하였고, 항만 및 해안 건설기술 역시 비약적인 발전을 하였습니다. 가장 대표적으로 준설 기술의 변화를 예로 들 수 있겠습니다. 통상 육상에서 지면의 흙을 파내는 것을 ‘굴착’이라 표현하며, 바다나 강 등 물 밑의 지면(해저면)을 파내는 것을 ‘준설’이라 표현합니다. 

<해상 준설작업 사례>

 

  항만 건설기술의 발달로 해저면 깊은 심도까지 준설이 가능해졌기에, 이제는 갑문을 거치지 않고서도 수심이 확보되어 큰 선박의 자유로운 항행이 가능해진 것입니다. 이는 더 많은 물동량 증가로 이어져 인천항이 우리나라 핵심 항만으로 자리매김 하는데 큰 기여를 하였습니다.

  또한 과거에는 케이슨(콘크리트 구조물)을 오직 해상 크레인으로만 운반거치 해야 했기에 케이슨의 중량이 약 3000ton급 이하인 소규격으로만 제작했었는데 반해, 최근에는 부선거(Floating Dock) 및 DCL(Draft Controlled Launcher) 공법 등 신공법이 적용되어 약 8000ton급 이상의 대규격 케이슨을 제작하여 운반거치 할 수 있게 되었습니다. 

<케이슨 진수공법>

‘해상 크레인 공법’	‘부선거(FD) 공법’	‘DCL 공법’

 이러한 케이슨 중량(규격)의 대형화는 파력에 대한 안정성을 더욱 향상시킬 수 있고, 안벽 및 방파제 시설 공사기간을 대폭 단축시킬 수 있는 획기적인 사례라 할 수 있겠습니다.

  이처럼 항만 건설기술 발전은 우리 인천항의 더 큰 성장으로 이어졌고, 현재 인천항만공사에서 주도하는 ‘인천신항’ 및 ‘인천항 국제여객부두’ 건설사업에도 이러한 새로운 항만 건설기술과 신공법 들이 다수 적용되어, 더욱 안전하고 튼튼한 인천항을 만들고 있습니다. 

  저는 인천 토박이 시민이자 항만 및 해안 기술사로서 나날이 성장하는 저희 인천항의 발전에 매우 큰 자부심을 느낍니다. 앞으로도 새로운 항만 및 해안 건설기술의 발전과 함께 더불어 성장해나갈 인천항과 인천항만공사의 미래를 열열히 응원합니다.  끝.