제주해군기지건설에 관한 정부와 해군의 거짓말 시리즈
⑤ 치명적 설계오류 - 크루즈만 문제? 대형군함의 입출항도 어렵다

1. 부적합한 입지조건과 설계상 단점

● 강정 해안은 서귀포와 화순사이 중 가장 돌출된 지역으로 항만의 입지조건인 만(灣)이 아니고 타지역보다 파랑의 영향이 크고 바람도 거센 곳임.

● 선박이 항구로 진입할 때 속도를 줄여야 하며, 속도를 줄일수록 선박은 조류와 바람의 영향을 많이 받음. 조류와 바람의 영향을 많이 받을수록 항구 입구에 충돌할 가능성이 높아짐. 이를 방지하기 위해 항구 입구를 크게 만든다면 항구 안으로 파도가 들이닥쳐 정박 중인 선박들끼리 충돌할 가능성이 높아짐. 즉 강정 앞바다의 환경적 특성상 항구로써 적합하지 않음.

● 2009년 1월 해군본부 기본계획 보고서 평면배치별 검토에 따르면, 지금 건설 중인 해군기지는 각종 보호구역과 다소 인접하다고 되어 있으며, 항로와 범섬 천연보호구역과의 590m밖에 떨어져 있지 않다고 기술되어 있음.

● 또한 항로와 저수심대와의 거리가 300m에 불과해 기상 악화시 좌초가 우려되며 강정천 범람시 토사유입이 발생해 지속적인 준설이 필요하다는 등의 단점이 지적되어 있음.

2. 풍속값 관련 거짓말 : 26.2m/sec이 아닌 낮은 풍속값 적용

(1) 설계상 풍속값 26.2m/sec는 왜 중요한가
● 서귀포 지역의 10분간 최대 풍속 평균값은 26.2m/sec임. (항구를 건설할 경우 지난 20년간 기상자료를 바탕으로 10분간 최대 풍속 평균값 적용해야 함.) 세계기상기구(WMO) 기준에 따르면 이는 강한 열대폭풍에 해당함. (태풍 33m/sec, 열대폭퐁 25~32m/sec)]

 

<그림1. 월별풍속. 출처:2009.1 해군기지 기본계획 보고서 중 서귀포기상대 기상연보>

● 위 표에 따르면, 순간최대풍속 26.2m/sec가 되지 않는 달은 2, 4, 6, 10, 12월 뿐임.

 

● 그러나 해군측은 2011년 국회 예결위에서 풍속 20m/sec 이상은 태풍상황이라며 26.2m/sec를 설계심의기준에 넣지 않았음.

● 순간 최대 풍속값을 기준으로 태풍을 따지는데, 해군측의 풍속 20m/sec을 기준으로 삼으면, 서귀포지역은 1년 내내 태풍이 부는 지역인 셈임.

(2) 풍속값 26.2m/sec 제시하고도 시뮬레이션에는 미적용
● 2008년 12월 제주해군기지 설계시공을 위한 일괄입찰안내서에는 풍속값 26.2m/sec을 제시함. 입찰 1개월만에 시공업체들은 시뮬레이션과 기본설계를 완료함.

● 2009년 1월 제주해군기지 기본계획보고서에 따르면, 시뮬레이션은 입찰조건인 26.2m/sec가 아닌 20.5m/sec을 적용함.

● 2010년 1월 ‘08-301-2 시설공사 조사 및 실험보고서(제6권 : 선박운속 및 계류안정해석, 이하 2010년 1월 조사 및 실험보고서)에서는 ▷잠수함과 대형수송함에는 풍속 15.4m/sec 적용, ▷항로 진입부터가 아닌 항 입구 근처에서만 시뮬레이션 실시, ▷충돌 가능성이 있었던 교행상태 시뮬레이션 생략, ▷잠수함 경우 1000마력 예인선 1척, 대형함, 대형수송함 경우 3000마력 예인석 2척으로 예인하여 입출항 하는 경우만 시뮬레이션을 실시함.

3. 낮은 풍속 적용 불구, 대형군함 입출항 불가능

(1) 2009년 1월 해군본부 발간 제주해군기지 기본계획서
● 2009년 1월 해군본부 발간 제주해군기지 기본계획서에 따르면 기준보다 낮은 풍속 적용(20.5m/sec)에도 불구하고 시뮬레이션 결과 입출항이 거의 불가능한 수준으로 드러남. 대형수송함 입출항 자체가 불가능한 상태임. 대형함 입출항시에도 항로법선을 이탈하여 마주 오는 배와 충돌 가능성이 높음.

― 대형수송함 시뮬레이션 : 입항 시 선체가 외측경계를 넘어섰다고 표현함. 외측경계를 넘어섰다는 것은 항로를 이탈했다는 것임. 출항 시 바람의 압력에 지나치게 밀려 선체가 남방파제에 접근하는 현상이 발생했다고 함. 위 상황은 항행의 안전성이 크게 위협받았다는 것인데 이를 기술하지 않음.

― 대형함정 시뮬레이션 : 마주 오는 배와 교행 할 시 운항자의 심리적 부담감이 크게 나타나니 가급적 타함과 마주치지 않도록 통제하라고 기술함. 즉 입출항 시 항로법선(중앙선)을 이탈하여 마주 오는 배와 충돌할 가능성이 높다는 것임. 이 또한 항행의 안전성이 담보되지 않는 상황인데 이에 대한 설명이 명확히 되어 있지 않음.

― 선회수역에서 적정수준의 전진속도를 유지할 것을 주문함. 선회수역이란 배를 90〬~180〬 회두하거나 그 이상 각도로 배를 돌리는 구역임. 즉 전진속도를 유지하며 배를 돌리라는 주문은 바람에 배가 심하게 밀릴 수 있으니 추진력을 일정이상 유지하라는 의미이고, 이 항만을 이용하는 각개함정에게 곡예수준의 조함능력을 요구하는 것임.

 

<그림3. 대형수송함 입항 시뮬레이션. 출처: 2009.1 해군본부 발간 제주해군기지 기본계획서 p.329~330>

(2) 2010년 1월 조사 및 실험보고서
● 2010년 1월 조사 및 실험보고서에 따르면 대형함정 주관적 난이도가 6(다소 어려움), 7(매우 어려움), 대형수송함과 잠수함은 4(보통), 5(다소 어려움)임. 그러나 이 보고서는 앞서 지적한대로 낮은 풍속값을 적용하는 등 의도적으로 유리한 결과를 도출하려는 시도 끝에 나온 결과임. 원래값을 적용한다면 운항 난이도는 이 수치보다 더 높은 난이도가 나올 것임.

 

 

<그림8. 주관적 운항 난이도 결과. 출처: 해군본부 2010. 1 조사 및 실험보고서 제6권 p. 22>

● 보고서는 ▷대형함정은 가급적 숙련된 운항자가 함정을 조함하거나 아예 다른 부두에 대형함정을 정박시킬 것을, ▷기상이 양호할 때만 입출항해야 하며 왕복교행은 불가능하다고 말하고 있음.

 

 

<그림9. 입출항에 대한 보고서 결론. 출처: 해군본부 2010. 1 조사 및 실험보고서 p.38>

⇒ 2009년 기본계획서, 2010년 조사 및 실험보고서 모두 강정에 건설 중인 해군기지가 군항으로써 제대로 구실하기 어렵다는 점을 시뮬레이션을 통해 보여주고 있음.

 

4. 견강부회하는 해군 : 안전 확보 위한 기준, 자의적으로 완화시킴

(1) 풍향을 충분히 고려하지 않은 시뮬레이션
● 항입구의 조류가 밀물, 썰물 모두 항로와 직각에 가깝게 흐름. 항입구에 접근할 때 속도를 줄여야 하는 동시에 조류에 배가 쓸리지 않도록 하기 위해 속도를 내야하는 모순적 상황이 발생함.

 

<그림12. 조류분석도 출처: 2010. 1 해군본부 조사 및 실험보고서 제6권 P. 08>

● 서귀포지역은 항입구와 직각에 가까운 북동풍이 연중 계속 발생하고(출현율 26.54%), 남서풍 계열은 봄, 여름에 집중되어 있음(출현율 16.89%). 운항에 큰 영향을 미치는 바람이 부는 날이 43.43%로 거의 일 년 중 절반은 이러한 바람의 영향권에 있다는 것임. 바람이 전혀 불지 않는 날은 1.93%에 불과함.

 

● 특히 제주도 특성상 남서풍 계열 바람은 높은 파도를 야기하는데 해군이 실험한 20.5m/sec 풍속일 경우 4~6m의 파도가 발생함. 풍속 15.4m/sec라 해도 파고가 3~4.5m 정도임.

● 시뮬레이션에 적용된 풍속값이 설계풍속값 26.2%보다 낮은 것도 문제지만, 시뮬레이션에 풍향을 충분히 고려하지 않은 것 또한 운항의 안전성에 대한 의구심을 야기함. 모든 선박에 대해 남서풍계열일 때 파고까지 고려한 시물레이션을 재실시해야 함.

● 일반적으로 대형함선이 입항할 때는 수킬로미터 전방에서부터 엔진을 끄고 전진하던 관성만으로 접근, 속도가 0이 되면 예선을 이용, 접안하는 것이 일반적임. 그러나 2010년 1월 조사 및 실험보고서 6권(p.23)에 따르면 구축함의 진입속도가 12.5노트, 시속 23km가 넘는 상황임. 이는 구축함 순항속도 23노트의 절반이 넘는 것으로 상당히 빠르게 입항하는 것임. 이렇게 할 수밖에 없는 것은 바람 때문에 추진력을 확보해야 배가 항로를 유지할 수 있기 때문임. 엔진 역회전, 가변피치 프로펠러 등을 이용한다 해도 선체와 엔진에 무리를 가할 것임. 이는 또다시 안전성을 위협함.

(2) 대형 군함(8,000톤급 KDX-Ⅲ 이지스함)에 대한 횡풍압 시뮬레이션 미실시 의혹
● 횡풍압은 바람이 직각으로 불 경우 얼마나 배 측면에 압력이 발생하여 배를 옆으로 밀어내는지를 보여주는 수치로 입출항에 있어 매우 중요함. 배 측면에 작용하는 힘은 선박의 무게와 속도가 커질수록 증가함.

● 시뮬레이션에 포함된 군함의 경우 구체적 제원은 비공개 사항임. 다만 대상선박 3차원 모델링을 보면 4,000톤급 KDX-Ⅱ 구축함으로 추정됨. 더 무겁고, 더 큰 함정일수록 횡풍압이 더 커짐으로 8,000톤급 KDX-Ⅲ 이지스함에 대한 시뮬레이션이 반드시 실시되어야 함. 시뮬레이션을 실시하지 않은 이유가 혹 안전을 보장할 수 없기 때문은 아니었는지 의구심을 갖게 됨.

(3) 항입구 급커브로 인한 사고 가능성 높고, 주변 천연보호구역 침해 가능성 높음
● 자동차처럼 선박도 급격하게 커브를 돌면 원심력이 발생하여 바깥쪽으로 기울어지거나 전복될 수 있음. 그래서 급격하게 방향을 바꾸지 않도록 곡률반경이라는 것을 두도록 되어 있음. 특히 선박은 원심력과 횡풍에 취약하기 때문에 선박의 안정성을 위해 중요한 요인임. 즉 커브길에는 좀 더 충분한 공간을 두어 급커브가 되지 않도록 하는 것임.

● 규정에 따르면 곡률반경은 대상선박 길이의 4배로 해야 함. 그리고 당연히 항만에 들어올 가장 큰 선박을 기준으로 고려해야 하는 것은 당연함. 이는 트럭이 승용차보다 커브길에서 좀 더 크게 돌아야 하는 것과 비슷함.

● 제주해군기지 설계도를 보면 335.6m의 항공모함, 345m의 크루즈 여객선 입항을 전제로 설계되어 있음. 따라서 최대 곡률반경은 1,380m이어야함. 그러나 제주해군기지 항로법선을 보면 커브길이 2번 있는데 곡률반경은 직선과 마찬가지로 125m임. 이는 곡률반경이 없는 것과 다름없거나 선체길이 31.25m인 선박만 항해가 가능하다는 것임.

 

<그림18. 항로법선의 문제점>

● 2009년 1월 기본계획서(p213~214)에 따르면 “대상해역 주변여건의 제약으로 인해 항로법선 계획시 통상적인 설계기준을 만족하기 어려움.”이라고 분명히 명시되어 있음.

 

● 만약 대형함정 최소크기인 KDX-Ⅱ의 최소곡률반경 560m를 적용할 경우 서귀포해양공원 구역을 완전히 침해할 수밖에 없고 특히 항입구에서는 남방파제에 충돌할 수밖에 없음. 만약 15만톤급 크루즈를 상정한다면 천연보호구역을 침범하는 범위는 더욱 커질 것이며 그 환경적 피해는 상당할 것임.

 

<그림20. 서귀포해양공원 항로 침범 출처: 해군본부 2009. 1 기본계획보고서 p.55>

● 커브길이 바로 꺾이는 것이 아니라 곡선으로 커브길을 만들도록 하듯이, 변침각이 높을수록 급커브 길임. 2009년 1월 기본계획보고서(p213~214)에 따르면 “최대풍속 40knots, 최강 조류속 0.5kts의 조건하에서 입출항이 가능한 항로법선의 최대 허용 변침각은 40도로 평가되었음”이라고 명시되어 있음. 하지만 국토해양부 규정에 따른 허용 변침각은 30도로 이는 국토부 규정을 위반한 것임.

 

● 뿐만 아니라 항로상 2번의 커브가 근접해 있어 실질적으로 77도의 급커브를 항해하는 상황까지 야기됨. 국무총리실 검증위에서도 이를 인정하여 30도로 완화할 것을 권고하기도 했음.

● 결국 불충분한 커브길 공간과 급커브는 앞서 지적한 파고, 풍속값 등과 더불어 제주해군기지 입출항이 고난이도의 항행 기술을 요한다는 것을 의미함. 다시 말해 안전성이 충분히 확보되지 않는다는 것이 해군 측 시뮬레이션 보고서에서도 드러나고 있는 것임.

(4) 안전성 위협하는 좁은 선회장
● 선회수역은 항구 안에서 배를 돌릴 수 있는 공간임. 국토해양부는 선회장 규모를 대형선박일 경우 선박 길이의 최소 2배, 여유 있게 3배 길이의 선회장 지름을 갖출 것을 권고함.

● 제주해군기지 선회장 지름은 540m로 항공모함 길이의 1.5배에 불과한 것임. 그러나 해군은 항공모함의 경우 측면 추진장치 등 첨단장치가 있어 1.5배면 충분하다고 주장함. 첨단기술을 보유한 항모는 그렇다 쳐도 항모보다 더 길고 횡풍압면적이 더 큰 크루즈를 생각한다면 선박 길이 1.5배밖에 되지 않는 선회장은 선박의 안전을 장담할 수 없게 함.

(5) 정박 중인 선박의 안전도 장담 못해
● 계류안정성이란 항구에 배가 안정적으로 있을 수 있는지 나타내는 지표임. 항내정온도란 항구 내 파도의 정도를 나타내는 지표임. 바람이 미치는 영향을 나타낸 지표가 계류한계 풍속임. 이는 배가 안정적으로 접안하기 위해 중요한 요소들임.

● 해군은 첨단공법에 의한 기지건설로 파랑에 대한 대비가 충분하다고 하나, 방파제만으로는 바람을 막을 수 없기 때문에 바람에 의한 선박의 계류안정성이 문제가 될 수밖에 없음.

● 아래 표를 보면 항구 내 파도(항내정온도)가 2.0m 이상이면 바람이 전혀 불지 않아도 계류할 수 없다(0m/s)고 나오며, 항구 내 파도가 0.5m일 때조차도 바람이 20m/sec 이상이면 계류할 수 없다고 나와 있음.

 

<그림24. 통합계류한계 풍속. 출처: 해군본부 2010. 1 조사 및 실험보고서 6권 p. 95>

● 설계기준 시에는 항내정온도를 소형선 0.3m, 중형선 0.5m, 대형선 0.7m로 제시했으나, 실제로는 그 기준을 소형선과 중형선을 0.5m, 대형선 1.0m로 상향조정함.

 

● 2009년 해군의 기본계획보고서(p237)에 따르면 “해군기지의 정온도 미확보에 따른 운영시 효율성 저하 등을 종합적으로 고려하여 금회 과업에서는 항내정온도 기준을 상향 조정하여 적용하였음”이라고 명시되어 있음. 이는 애초에 해군이 입찰시 요구하는 정온도를 기준으로 설계하면 제주도 남쪽해역의 지리적 여건상 해군이 요구하는 항구가동률에 맞출 수 없기 때문임.

 

<그림31. 정온도실험결론. 출처: 해군본부 2009.1 기본계획보고서 p.313>

5. 국무총리실도 15만톤 크루즈 입출항 어렵다는 점 인정, 군함 입출항에 대한 검증도 필요

 

(1) 국무총리실 ‘크루즈선박 입출항 기술검증위원회’도 설계오류 인정
● 현재의 민군복합항설계의 풍속값이 부적절함 : 15만t급 크루즈선(퀸메리 2호 기준) 입·출항 설계풍속은 해상교통 안전진단 시행지침에 따라 초속 14ｍ를 적용해야 하는데도, 해군은 초속 7.7ｍ를 적용해 모의실험(시뮬레이션)을 했음.

● 크루즈선 횡풍압면적 시뮬레이션도 실제 횡풍압면적에 맞게 다시 해야 함 : 크루즈선 횡풍압(측면에서 받는 바람의 압력) 면적도 1만3223.8㎡를 적용해야 하는데, 8584.8㎡로 작게 잡은 것으로 추정했음.

● 항로의 안전거리 확보를 위한 ‘항로법선’도 적정하지 않아 자유 입·출항이 어렵다고 판단했음.

● 현재의 설계 조건에서 선박조종 시뮬레이션의 운항난도를 검토한 결과 15만t급 크루즈 여객선이 서방파제를 입·출항할 때의 운항난도(기준 1~7등급)가 각각 7, 6등급으로 최고 난도에 해당된다고 결론지었음. 여객선이 자유롭게 입·출항하기 어렵다는 것임.

● 방파제 변경을 좌우할 핵심 사안인 선회장(선박이 회전하는 장소)의 적정성 문제에 대해 해군은 크루즈선 길이(345ｍ)의 1.5배인 520ｍ를 주장했고 제주도는 2배인 690ｍ가 돼야 한다고 맞서 결론이 나지 않았음.

● 2012년 2월 14일 크루즈 기술검증위는 위와 같은 문제점들을 확인했음에도 불구하고 결론은 ‘항만설계를 크게 변경하지 않는 범위 내에서 선박 시뮬레이션을 하라’는 보고서를 채택함.

(2) 총리실 검증 결과 왜곡하고, 공동검증은 외면하는 국방부
● 2012년 2월 19일 국방부는,
- "일부 언론보도처럼 크루즈항의 설계에 오류가 있다거나 입출항이 불가능하다는 보도는 기술검증위원회의 검증 취지와 다르며 과도하게 확대 해석한 측면이 있다"고 주장하며,

- "2009년 7월 시뮬레이션실시 당시에 적용한 풍속 7.7m/sec(15노트)는 그 당시의 기준인 항만 및 어항 설계기준을 준용해 사용한 것"이라며 "검증보고서상에도 오류를 지적한 부분이 전혀 없다"고 주장함.

- "현재의 설계로도 크루즈 선박 운영이 가능하다"며 "단 기술검증위 건의를 수용해 보다 안전하고 원활한 입출항을 위해 4가지 항목(풍속, 횡풍앞, 항로법선 변경, 예인선 배치)을 달리해 시뮬레이션을 실시 중에 있다"고 밝힘.

● 2012년 2월 29일 국방부는 총리실 주관 기술검증위원회의 건의를 받아들여 실시한 추가 시뮬레이션 결과를 최근 총리실에 통보함. 그러나 국방부가 국무총리실에 제출한 시뮬레이션 결과는 정작 검증위가 구성되기도 전인 12월 12일 한국해양대학을 통해 재시뮬레이션을 실시한 것임. 이는 검증위의 권고사항을 수용한 시뮬레이션 결과라고 보기 어려움.

⇒ 총리실 검증위 결과보고서 채택과정에서 드러난 외압설, 검증위 권고 훨씬 이전에 시작된 국방부의 재시뮬레이션 실시 등은 군항의 역할조차 어려운 제주해군기지 설계오류 문제를 덮고 가기 위한 의도라고 밖에 볼 수 없음.

⇒ 총리실 검증위는 15만톤급 크루즈 문제만 다루었음. 그렇다고 설계오류 문제점들이 비단 크루즈 입출항에만 해당된다는 것을 의미하는 것이 아님. 위에서 보듯이 군함의 입출항이 어렵다는 것이 확인된 만큼 전면적인 재검증이 이루어져야 함.

6. 결언 : 군항 기능조차 하기 힘든 제주해군기지
● 강정마을은 조류, 풍속 등이 강하고, 천연보호구역과 인접하여 애당초 항구를 만들기에 적합하기 않은 제반 조건을 갖춘 곳임. 그러나 무리하게 기지건설을 추진하기 위해 설계풍속값, 풍향과 조류의 관계, 최소곡률반경과 변침각, 선회장, 계류안정성 등 항구로써의 안전성을 확보하기 위한 여러 요건들을 자의적으로 그 기준을 완화시킴으로써 마치 안전성을 확보한 것처럼 국민을 속이고 있음.

● 제주해군기지의 안전성이 확보되지 못하면, 정부와 해군이 주장하는 유사시 신속 대응을 위한 출항은 물론 고가의 첨단 군함과 군장병의 생명까지 위협할 수 있는 상황이 초래될 수도 있음. 따라서 제주해군기지 설계는 제주도를 포함한 이해당사자들과 공신력 있는 제3자에 의한 재검증 작업이 반드시 이뤄져야 함.

※이 글은 <제주해군기지 설계, 군항으로는 안전한가? - 해군이 밝힌 보고서를 기준으로> (강정마을회)을 재구성한 것입니다.

<제주해군기지건설 저지를 위한 전국대책회의>