바다의 가치와 연안의 역할 해양환경 공학이란? 조선해양공학과 201129166 정재웅.

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1 바다의 가치와 연안의 역할 해양환경 공학이란? 조선해양공학과 정재웅

2 Table of Contents 01 바다의 가치 02 연안의 역할 03 해양환경공학이란? 04 참고문헌

3 PART 1 바다의 가치

4 바다(Sea)란? 바다의 가치 - 지구 위에서 육지를 제외한 부분으로 짠물이 괴어 하나로 이루어진 넓고 큰 부분.
001 바다의 가치 바다(Sea)란? - 지구 위에서 육지를 제외한 부분으로 짠물이 괴어 하나로 이루어진 넓고 큰 부분. - 지구 표면의 약 70.8%를 덮고 있으며 (육지 면적의 2.43배) 바다에는 지구상의 물의 약 97% 이상이 존재한다. - 바닷물에는 지구상에 존재하는 대부분의 자연계 원소 약 90여종이 녹아있다.

5 바다의 가치(분류) 공학적 가치 과학적 가치 세계 정치적 가치 경제적 가치 사회적 가치 바다의 가치 ∙ 자원 수집
001 바다의 가치 바다의 가치(분류) 공학적 가치 과학적 가치 세계 정치적 가치 경제적 가치 사회적 가치 ∙ 자원 수집 (해양 플랜트) ∙ 선박 건조 ∙ 조력 발전 ∙ 코아세르베이트 ∙ 지구 기후 조절 ∙ 항공모함 ∙ 군사적 거점 ∙ 영해 ∙ 망가니즘 단괴 ∙ 하이드레이트 ∙ 해상무역 ∙ 해양 관광 ∙ 바닷가 ∙ 해양레저

6 001 바다의 가치 공학적 가치(자원수집 – 해양플랜트) ∙ 바다 깊숙히 묻혀있는 해양 자원을 탐사, 시추, 발굴, 생산하는 장비로 해양생산설비라고도 부른다. 대표적으로는 심해 원유가스 시추선인 드릴십(Drillship), 부유식 생산저장 하역설비인 FPSO(Floating Production Storage Offloading) 등이 있다.

7 001 바다의 가치 공학적 가치(선박건조)

8 001 바다의 가치 공학적 가치(조력발전) ∙ 조수 간만의 차를 이용하여 전기를 생산하는 ‘조력발전’은 자연에서 생산되는 신재생에너지이자, 환경을 파괴하지 않는 그린 에너지(Green Energy)로 기대되고 있다. ∙ 다른 신재생 에너지와 달리 자원고갈의 걱정이 없고 이산화탄소의 배출도 없으며 발전시간 예측이 용이하고 발전량이 많다. 우리나라의 시화호 조력발전소는 세계최대규모의 설비용량과 청정에너지 생산을 자랑하고 있습니다. 발전이 이루어지는 수차부에는 수차발전기가 설치되어 밀물 때 발전을 담당합니다. 수문부에서는 수문을 열어 시화호의 물을 바다로 배수한다. 조석에 따라 하루 4번 개폐조작을 통해 물을 바다로 방류합니다. 시화호 조력발전소에서는 한 방향 발전인 단류식 발전이 이루어지고 있지만, 신공법을 이용하는 조력발전소는 밀물과 썰물 왕복의 힘을 사용하는 복류식 발전을 통해 두배의 에너지를 내게된다. 세계에서 조력발전소 건설이 가능한 지형을 가진 나라는 21개국 밖에 되지 않는다. 시화호 조력발전소에서는 50만명에게 공급이 가능한 연간 5억 5200만 kW의 전력을 생산한다.

9 공학적 가치(조력발전) ∙ 부유식 발전 바다의 가치 001
과거의 고정식은 조력터빈이 해수면 아래 가라앉은 상태에서 360도 회전하면서 전력을 생산한다. 이런 고정식 조력발전기는 깊은 바다에 설치되어 소음이 없지만 거센 물살을 견디면서 고장이 생기고 직접 수리나 유지하기에 비용이 많이 드는 단점이 있다. 이러한 단점을 보완하기 위해 만든것이 부유식 발전이다.

10 001 바다의 가치 과학적 가치(코아세르베이트) ∙ 복잡한 유기물이 농축된 원시 바다에서 유기물 복합체(코아세르베이트, 마이크로스피어 등)가 형성되었으며, 이 유기물 복합체는 막 구조가 발달하고 유전 물질인 핵산과 물질대사에 필요한 효소가 추가되어 원시 생명체가 되었다. 원시 바다 속에서 유기물이 모여 콜로이드 상태가 되면서 형성된 막으로 둘러싸인 액상의 유기물 복합체이다. 주변 물질 흡수, 성장, 분열, 간단한 대사 작용을 할 수 있다. 코아세르베이트는 인지질 2중층으로 이루어진 세포막이 없어 생명체의 직접적인 기원일 가능성이 매우 낮다. ※ 오파린은 코아세르베이트가 최초의 세포로 진화했다고 주장하였다.

11 001 바다의 가치 과학적 가치(지구 온도 조절) ∙ 지구 기후는 태양에서 오는 태양복사에너지와 지구가 방출하는 지구복사에너지가 서로 균형을 이루며 결정 ∙ 대기운동과 그에 따른 해수의 운동이 에너지 불균형을 해소시킨다. -지금으로부터 약 300만년전, 서로 떨어진채 움직이던 북미대륙과 남미대륙이 파나마지협에서 서로 만나 이어지면서 태평양과 대서양을 분리시키는 장벽을 만들었다. 이로써 적도지방의 따뜻한 해수가 북미대륙의 동쪽연안을 따라 북상하기 시작했고 냉장고 같은 유라시아 대륙이 해빙되면서 오늘날의 따사로운 날씨가 된 것이다. 멕시코 만류 - 멕시코 만의 난류를 북유럽으로 이동시켜 아일랜드 서해안의 레몬 재배를 가능하게 하거나 서안 해양성 기후를 유지시켜 따뜻한 겨울 날씨가 나타나게 한다. 이렇게 바다를 순환시켜 지구 전역으로 태양의 복사열이 고르게 퍼지게 하면서 보다 온화한 지구를 만들어준다.

12 001 바다의 가치 세계 정치적 가치(항공모함) ∙ 군함의 일종으로, 물 위에서 항공기를 전개하고 유지 및 보수를 할 수 있는 일종의 ‘해상항공기지’라 할 수 있다.

13 001 바다의 가치 세계 정치적 가치(군사적 거점)

14 세계 정치적 가치(영해) ∙ 영토에 인접한 해역으로서 그 나라의 통치권이 미치는 바다를 영해라 한다.
001 바다의 가치 세계 정치적 가치(영해) ∙ 영토에 인접한 해역으로서 그 나라의 통치권이 미치는 바다를 영해라 한다. ∙ 최근에는 수산 자원의 확보와 해저의 지하자원 (석유, 가스 등)의 확보에 더 큰 의미를 두어 초기 3해리에서 12해리(약22km)의 범위 안에서 영해의 폭을 결정할 권리를 갖는 데 합의하였다.

15 경제적 가치(망가니즘 단괴) ∙ 바다의 검은 황금
001 바다의 가치 경제적 가치(망가니즘 단괴) ∙ 바다의 검은 황금 ∙ 바닷물에 녹아 있는 금속 성분이 해저면에서 물리적, 화학적 작용으로 형성되는 다금속 산화물로 감자덩어리 형태로 된 검은색 광물 덩어리 성장속도는 1,000년에 0.01~1mm정도 망가니즈 단괴에는 망간(24%), 니켈(14%), 구리(1.3%), 코발트(0.2%)와 같은 산업적 가치가 높은 금속들이 포함 니켈 – 화학 플랜트, 정유시설 코발트 – 항공기 엔진, 의료기기 산업 구리- 전력산업 망간 – 철강산업 ->우리나라는 육지에서 얻는 자원이 한정적이어서 수입에 의존하는 경우가 많다. 우리나라는 1991년부터 추진한 태평양 심해저 광물개발사업으로 2002년 국제해저기구(ISA)로 부터 하와이 동남쪽 2000KM 클라리온-클리퍼톤 해역의 75000km^2 탐사권을 세계 7번째로 확보하였으며, 독점광구에서는 심해저의 3개 광종(망가니즈단괴, 망가니즈각, 해수영수광상)을 채집할 수 있게 되었습니다. 탐사광구에는 연간 300만톤씩 100년 이상 채굴할 수 있는 양이 매장되어 있어 세계 최초로 개발한 채광기술 버퍼 시스템을 적용하면 연간 2조원 이상의 수익 대체 효과 예상 - 버퍼 시스템 : 채광 로봇이 채집한 망간 단괴를 수중에 임시 저장하는 시스템, 양광 펌프를 통해 일정한 속도와 공급량 조절 속에 안전하게 선상으로 나온다.

16 001 바다의 가치 경제적 가치(하이드레이트) ∙ 영구동토나 심해저의 0℃ 이하의 저온 약 30기압 이상의 고압상태에서 물과 결합해 형성된 고체 에너지원 ∙ 모양이 드라이아이스와 비슷하며 불을 붙이면 타는 성질을 가지고 있어 불타는 얼음(Burning Ice)이라고도 불린다. ∙ 전세계 저장량이 석탄과 석유 매장량의 2배가 넘는다. 동해에도 국내 천연가스 소비량 100년분에 해당하는 가스 하이드레이트가 매장되 있는 것으로 알려지고 있다. 연소시 이산화탄소 배출량이 기존 화석연료의 24%에 불과하며 저온 고압하에서 생성된 가스하이드레이트 1ℓ에는 약 200ℓ의 천연가스가 함유돼 있다. 그러나 개발 기술의 부족과 막대한 개발비 때문에 상용화에는 시간이 걸리고 있다. 또한 메탄 하이드레이트에 포함된 메탄가스의 양은 대기권에 존재하는 양의 약 300 배에 이를 것으로 예상되기 때문에 만일 많은 양의 메탄 하이드레이트가 일시에 방출된다면 지구 온난화를 엄청나게 가속화 할 수 있다는 우려도 있다.[네이버 지식백과] 메탄 하이드레이트 [Methane Hydrate] (한경 경제용어사전)

17 001 바다의 가치 경제적 가치(해상무역)

18 001 바다의 가치 사회적 가치(해양관광)

19 001 바다의 가치 사회적 가치(바닷가)

20 001 바다의 가치 사회적 가치(해양레저)

21 PART 2 연안의 역할

22 연안(Coast)이란? ∙ 육지와 바다를 연결하고 있는 곳
002 연안의 역할 연안(Coast)이란? ∙ 육지와 바다를 연결하고 있는 곳 ∙ 일반적으로 해안이라 부르지만, ‘연안’이라는 용어는 이 경계에서 발생하는 여러 작용들에 의해 영향을 받는 지역 연안역의 가치는 해상운송을 위한 뱃길 확보 이외에도, 인류를 풍요롭게 해 줄 각종자원이 대량 인접함에 있다. 예를 들면, 아름다운 경관이외에 공간자원, 해저 광물, 무공해 에너지, 막대한 용존 물질, 우리에게 부족한 물, 그리고 생물을 기반으로 하는 식량 등이 가까이 있다는 것이다. 그러므로, 연안역은 육지와 바다의 완충지로서 해양 재난 방지 등 여러 가지 역할을 열거 할 수 있으나, 바람직한 연안역의 역할은 자기 발전을 위하여 바다의 이런 가치를 충분히 활용 할 뿐 아니라, 궁극적으로 도시와 미개발지역 간의 상호 균형 발전을 유도해야 한다는 것이다.

23 바람직한 연안의 역할 ∙ 일반적 역할 ∙ 궁극적 역할 - 육지와 바다의 완충지로서의 역할 해양재난방지
002 연안의 역할 바람직한 연안의 역할 ∙ 일반적 역할 - 육지와 바다의 완충지로서의 역할 해양재난방지 해양운송을 위한 뱃길 확보 인류를 풍요롭게 해줄 각종 자원 ∙ 궁극적 역할 - 자기 발전을 위하여 바다의 이런 가치를 충분히 활용할 뿐 아니라, 도시와 미개발지역 간의 상호 균형 발전 도모

24 연안역의 발전동력 ∙ 해상 뱃길 ∙ 해양 관광 ∙ 레저 활동 이러한 활동 만으로 연안역의 성장 동력이 충분한가?
002 연안의 역할 연안역의 발전동력 ∙ 해상 뱃길 ∙ 해양 관광 ∙ 레저 활동 이러한 활동 만으로 연안역의 성장 동력이 충분한가? ∙ 전기를 육지로부터 공중이나 해저를 통해 공급이 아닌, 오히려 연안에서 조류나 파랑으로 부터 무공해 에너지를 직접 얻어 이용 물의 경우 역시, 육지에서 부족한 물을 조달받아야 하는 연안이 아니라 오히려 가까운 바다에서 깨끗한 물을 풍부하게 얻어서 육지로 공급 하는, 바다자원의 창출지로서 성장, 발전해야 한다는 것이다. 그렇게 해야 연안역 주민이 기본적으로 안정되어 정착하게 되고, 생명과 문화와 레저가 함께 “살아있는 바다, 숨쉬는 연안”이라는 기반이 마련되면서 결국 연안의 역할인 도시와 미개발지역 간의 상호 균형발전을 이끌 것이라고 생각된다. 연안역의 진정한 성장 동력은, 해상 뱃길이나 해양관광도 중요하지만, 다양한 자원 개발이다.

25 해양환경 공학이란? PART 3

26 해양학(Oceanography) ∙ 바다의 자연현상에 대한 연구분야
003 해양환경공학이란? 해양학(Oceanography) ∙ 바다의 자연현상에 대한 연구분야 ∙ 물리학, 화학, 생물학, 지질학 등 각각의 시각으로 그 대상인 바닷물과 그 속에 포함된 물질이나 생물은 물론이고, 해저나 바다표면을 포함시켜 탐색하는 종합자연과학.

27 해양공학(Ocean Engineering)
003 해양환경공학이란? 해양공학(Ocean Engineering) ∙ 연안과 심해를 포함하는 바다에서 이루어지는 인간의 활동과 관련하여 발생하는 제반 문제를 해결하기 위해 연구하는 공학의 한 분야. ∙ 해양공학에서는 바다의 환경, 자원, 에너지와 관련된 문제, 연안, 음향, 정보 등에 관한 문제, 유체와 구조 등의 제반 문제를 연구한다.

28 해양공학(Ocean Engineering)
003 해양환경공학이란? 해양공학(Ocean Engineering) 해양재료/ 해양구조 해양 음향학/ 해양전자공학 해상 / 해양정보 해양 에너지 / 유체공학 해양토목/ 환경 ∙ 해양공학의 소분야는 연안의 각종 구조물을 주요 관심사로 하는 해양토목(海洋土木)과 인간의 행위 때문에 영향을 받을 수밖에 없는 해양의 환경(環境, environments)적 문제를 다루는 분야, 해저 탐사와 수중 물체의 인식과 관련된 해양음향학(海洋音響學, ocean acoustics) 및 관련 전자공학(電子工學, electronics) 분야, 각종 구조물의 구조와 재료(材料, materials) 분야, 바다에서 얻을 수 있는 각종 형태의 에너지 및 구조물 전반에 대한 해석과 설계에 관련된 유체공학(流體工學, marine hydrodynamics), 그리고 해상 및 해양의 정보를 데이터베이스화하고, 그들의 활용에 대해 연구하는 해상 및 해양정보(海洋情報, marine informatics)의 다섯 분야로 나눌 수 있다.[네이버 지식백과] 해양공학 [Ocean Engineering] (학문명백과 : 공학, 이승준, 대한조선학회)

29 해양환경공학(Marine Environmental Engineering)
003 해양환경공학이란? 해양환경공학(Marine Environmental Engineering) ∙ 해양보전기술 분야 - 바다의 본래 가치와 생태적 기능을 유지 하도록 하기 위한 분야 ∙ 이용기술 분야 - 바다 환경의 유익한 변화와 그 이용적 가치를 창출하기 위한 분야 한국해양환경공단 character >> ‘아리미’

30 003 해양환경공학이란? 해양개발의 잘못된 인식 ∙ 해면 매립 처분 - 경제부흥 정책에 따라 국토를 확장하여 농토로 이용하거나 산업단지를 조성하기 위하여, 바닷가 갯벌을 대상으로 해면 매립을 시행함. -> 사실상 토지개발

31 해양환경을 악화시킨 해양개발 ∙ 항만 공사 ex) 울진 후포 마리나항 해양환경공학이란? 003
정부는 요트 등 해양레저에 대한 국민 관심이 높아지자 2010년 마리나(요트 정박지)를 통한 해양관광'해양레포츠 등 사업에 시동을 걸었다. 당시 1차 마리나항만 기본계획이 수립되고, 2015년에는 마리나항만 기본계획을 수정하면서 전국 58곳 마리나항만 개발 예정지를 선정해 본격적인 사업에 착수했다. 경북에선 '울진 후포 거점형 마리나항만', '포항 두호 리조트형 마리나항만'이 설치된다. 정부는 이곳을 강원도부터 부산까지 동해안 전체를 잇는 국내 요트 항로 중심지로 활용하기로 했다. 또 러시아에서 경북을 거쳐 일본까지 이어지는 환동해권 국제요트 중심 기착지로 성장시킨다는 계획이다.

32 해양환경을 악화시킨 해양개발 ∙ 방파제 축조 ex) 부산 다대포항 외곽 방파제 축조공사 조감도 해양환경공학이란? 003
항구도시나 도서지방에서는 오래 전부터 해상활동을 위하여 석축에 의한 항만공사와 방파제 축조 등이 당연시되어 이루어져 왔따. 그런 연유로 오늘날 대부분의 항만과 부두는 해류소통이 크게 억제되어서 오염현상이 심각한 실정에 이르렀다. 이는 해양개발을 위한 기반시설이기는 하나, 해양환경을 악화시키므로서 결국 개발과 환경보전이 양립하는 모순에 빠져 대립하는 양극화를 초래하고 진정 필요한 해양개발의 발목을 잡는 결과를 낳았다.

33 바람직한 해양개발 ∙ 부류식 파랑발전형 방파제 해양환경공학이란? 003
해류소통을 방해하지 않고 파랑 에너지를 얻으면서 방파제 안쪽 해면을 충분히 안정시켜 항내의 안전을 확보 할 수 있을 것이다

34 ∙ <해양환경공학> 한국해양환경공학회 저, 동화기술, 2008
004 참고문헌 ∙ <해양환경공학> 한국해양환경공학회 저, 동화기술, 2008 ∙ 해양수산부 ∙ 네이버 백과사전 ∙ 해양환경공단 ∙ 방파제 부착형 파력발전시스템의 터빈설치 방법에 따른 출력특성에 관한 연구, 한국해양대학교 수중체특화연구센터, 이헌석, 오진석 ∙ ∙ ∙ 국제재생에너지기구 ∙ 오비털마린 ∙ 시화호조력발전소 ∙ 지구의 기후를 조절하는 북극해, 극지연구소, 남승일 ∙

35 Q & A

36 Thank You!