우리나라 주요 항만의 입출항 통항패턴을 연구하기 위한 사전 연구로서, 부산항에 입·출항하는 위험화물운반선의 통항량을 항만운영정보시스템(Port Management Information Systim, Port-MIS) 자료를 이용하여 사전 조사하고, 통항량이 가장 높은 각 계절별 연속 3일을 선별하였다. 해양안전종합정보시스템(General Information Center on Maritime Safety & Security, GICOMS) 자료를 이용하여 선별된 12일간 위험화물운반선의 부산항 주요 통항로의 통항 패턴을 분석하였다. 또한 주요 입출항 지점인 북항 오륙도 방파제와 감천항 동방파제의 위험화물운반선의 통항 이격거리를 분석하였다. 항로 단면에서 선박의 궤적이 정규분포를 이룬다는 가정을 근거로 해상교통안전진단 등에서 정규분포의 누적 확률분포 함수를 이용하여 충돌확률을 추정하여 사용하고 있지만, 오륙도 방파제 입출항 및 감천항 동방파제 입항에서의 선박의 항해 궤적은 KS-test 및 SW-test를 이용한 정규성 검정결과 정규분포를 따르지 않는 것으로 평가되었다. 특히 북항에서는 선박의 우측통항 경향이 두드러지게 나타났다. 일반적인 통항이론의 적용보다는 항만의 특성에 맞는 통항모델을 개발하여, 해상교통안전진단 등에서 적용하는 것이 바람직하여 이에 대한 후속연구가 필요할 것으로 판단된다.

본 연구의 대상해역 부산 감천항은 지형적 특성과 1980년대 이후 항만 개발로 인해 긴 직사각형 모양의 전형적 장방형 항만이다. 외곽시설로는 1985년 및 1989년에 각각 동·서방파제 축조, 최근 남방파제 등 건설계획이 수립되었다. 이에 최근 동 시설 설치를 위해 설계·시공 일괄입찰 방식(Turn key, T/K)으로 4개 참여회사가 감천항의 정부의 평면배치계획을 바탕으로 제각각의 단면으로 수치·수리실험을 수행하여 정온도 향상 방안을 제시하였

감천항은 부산항의 늘어나는 화물 수요에 대처하고 북항의 기능을 보완하기 위해 개발되었다. 일반부두뿐만 아니라 1997년에는 컨테이너 부두가 개장되어 현재 최대 50,000DWT급 컨테이너 선박이 입 출항 하고 있다. 그러나 감천항은 어선, 잡종선 등 소형선박들의 입 출항의 비중이 50%에 가깝고, 동부두 방면에 건설 중인 공영 수산도매시장이 2008년에 개장할 예정이다. 따라서 감천항의 항만관제 운영계획을 설정하기에 앞서 입 출항하는 선박의 장래 연간교통량을 파악하는 것이 필요하다. 또한 감천항은 방파제 입구가 협소하며, 방파제 전방에서 선박이 통항할 때 교차상태가 상존한으로 해상충돌사고의 위험이 높아 이에 대한 교차상태위험 분석이 요구되고 있다. 따라서 본 연구에서는 감천항의 장래 교통량을 추정하고, 시뮬레이션을 통해 통항위험에 대한 정량적인 분석을 수행하였다.

감천항은 수산물, 연안화물 등 산화물 전용부두 처리기능이 복합된 다목적항만으로 개발되었다. 1997년 컨테이너 부두가 개장된 이후로 현지 최대 40,000~50,000DWT급 컨테이너 선박이 입 출항 하고 있다. 그러나 감천항은 방파제 입구가 협소하고, 방파제 전방에서 선박의 통항상충이 상존함으로 해상충돌사고의 위험이 높아 이에 대한 교통특성 파악이 요구되고 있다. 따라서 현재 감천항을 입 출항하는 선박과 감천항 전방해역의 선박에 대한 항적과 시간대별 교통량을 통해 첨두시간대 등의 해상교통특성을 분석하였다.

항만을 출입항하는 선박의 통항 안전을 확보하기 위해서는 방파제와 같은 항만 시설물의 설계 또는 배치시에는 우선적으로 선박의 조종 성능을 감안하여 교통 흐름이 원활하도록 적정한 항로를 지정하여야 한다. 이 연구에서는 부산항 및 감천항 입항을 위해 방파제 인접 항로에서 일정 침로로 접근하는 컨테이너 선박이 외력인 바람, 조류, 파랑에 의해 선체에 발생하는 횡압류 및 회두 현상을 정량적으로 분석하여, 선속에 따라 외력을 상쇄하기 위해 취해야 할 대응타각을 산출한다. 또한 향후 방파제 설계 및 배치시 고려해야 될 외력하의 선박의 조종 성능요소를 제안함과 동시에 방파제의 설계와 항로 배치와의 관계에 대하여 고찰한다.

Gamcheon Bay has complicated and unique flow pattern which is affected by topography characteristics of a semi-closed bay and warm water discharge from the power plant located at the bay. It is very important to consider warm water discharge with tidal period and wind effects, which are mainly acting on the surface flow patterns in Gamcheon Bay. The results of observation show as follows; i) Because Gamcheon bay has much elongated shape to the north-south direction and narrow entrance with two separated breakwaters, the flow is very weak inside the bay. ii) The main flow path is at the west side of the bay. The direction of flood current is northward along the west side of the bay and the direction of ebb current is southward along the west side of the bay. The southward direction of warm water discharge has curved to the west side of the bay. iii)At the period of flood current for neap tide, the flow direction is southward in the bay, which is thought by the effects of warm water discharge. But at the bottom layer, the effects of tidal current reached to the middle of the bay, and showed features like eddy. iv) The wind effect is very strong, especially, prominent in the west and east side of the bay.

Copeland’s(1985) hyperbolic mild-slope equation including diffraction refraction and reflection in the wave field is used as a governing equation in this study. The result of Maruyama & Kajima(1985) is used to calculate wave direction and that of Watanabe & Maruyama(1986) is used as a energy dissipation formula. Numerical solutions are obtained by the Leap-Frog scheme and compared with Watanabe & Maruyama’s (1984) hydraulic experimental results and numerical simulation results for the detached breakwater. This wave model is applied to a detached breakwater and compared with Watanabe and Maruyama’s (1984) hydraulic model results to check the characteristics of reflected wave field around a detached breakwater. The distribution of wave height and we phase in front of a detached breakwater is more accurate than the Watanabe and Maruyama’s numerical results. The results from our wave model show good agreements with the others and also show nonlinear effects around the detached breakwater. This model is applied to the Gamcheon harbor of pusan. the field observations were carried out at Pusan harbor wave station in 1986-1995 and the results were accepted as a design wave condition in this study. The wave height and wave period was measured by Dong-A university at one station in the Gamcheon harbor in 1996-1997 and used as a calibration criterion. The measured data were used as input data for the numerical simulation and also compared with simulated results. The numerical simulation shows a fairly good results which considering the effect of topographic characteristics and effect of narrow entrance due to two separated breakwaters in Gamcheon harbor. The wave distribution characteristics inside Gamcheon harbor is quite different with the offshore wave direction and wave period.