제 5 절 가로림 조력발전 후보지에 대한 적용
<그림 3-5-1-2> 가로림만 수심 및 지층단면도
1981년 보고서에서는 가로림 조력발전사업에 대하여 기술적, 경제적 측면에서의 타당성을 검토하여 최적시설용량으로 480MW, 공사기간 약 6년, 건설비 약 633백만 달러(1982년 기준) 를 제시한 바 있으며, 당시의 내부수익률은 11.11%, 그리고 편익비용비는 1.189로 조력발전소 의 건설 타당성이 있는 것으로 평가하였다. 그러나 1981년 이후 지속적으로 유가가 하락하고, 건설비용이 증가함에 따라 1986년 한국전력공사와 해양연구소가 가로림 조력발전에 대한 후 속조사를 실시하였는데, 이때의 결과는 내부수익률이 5~6%로 감소하였으며, 편익비용비 역시 1 미만으로 분석되어 개발이 보류된 바 있다.
그 후 1991년 (주)흥용산업이 중국의 조력발전 실태자료를 분석하고, 동력자원부에서 이를 검토한 후, 중국에 조력발전 실태 조사단을 파견하였는데, 이 때 중국에서 개발된 조력발전 기술과 저렴한 기계설비 제작비와 함께 조력발전을 전력 생산에만 사용하는 것이 아닌 수산 증양식과 같은 다목적 개발을 위하여 활용하는 것이 가능함을 확인함에 따라 1993년 “가로 림 조력개발 타당성 조사”를 재차 수행하게 된다. 그 결과 가로림 조력발전소 (시설용량
480MW) 개발 시 (1) 단일목적으로 개발할 경우 편익비용비가 0.84로 개발경제성이 미흡하며,
(2) 전력생산 외에 만내 수산양식 증대효과, 관광효과, 교통효과, 매립개발효과 등 부수적인 편익을 포함하면 개발경제성이 충분한 것으로 평가할 수 있으며, (3) 조력자원의 확보 차원에 서 가로림만 이외의 조력개발 가능 후보지에 대한 조사 역시 시급히 해결해야 한다고 밝힌 바 있다.
1993년 가로림 조력개발 타당성 조사에서 조력발전소 배치계획을 보면, 조력댐 설치 구간
리쪽에 배치하였다. 한편 수차발전기, 수문, 통선문 등 해상에 설치되는 대형 구조물은 콘크 리트 케이슨 형식을 선정한 바 있다.
<그림 3-5-1-3> 가로림만 배치 계획평면도
또한 수차발전기 및 케이슨의 규모는 20MW급 수차발전기 24대를 설치하며 총 480MW의 발전시설용량을 가지며, 케이슨은 12함을 육상에서 건조하여 설치위치까지 이동 한 후 설치 하도록 하였다. 이는 최근 시화호 조력발전소에서 채택한 가물막이 공법과는 달리 육상의
Dry Dock에서 케이슨을 제작하여, 운반, 거치하는 공법이다. 한편 이 연구에서 중요하게 다
루고 있는 수문 구조물은 벤츄리형을 적용하였고, 12m×12m의 수직인양식 문비를 사용하였 으며, 케이슨의 제원은 B×H×L이 40.0m×27.5m×38.0m와 같다.
수문 케이슨 구조물의 기본단면과 관련하여, 문비의 위치를 살펴보면 다음과 같다. 수로의 표고는 문비의 위치에 따라 결정되는데, 문비의 위치는 발전소 가동시 조위의 변화와 관계없 이 통수단면이 모두 물에 잠길 수 있도록 하여야 하고 이러한 조건에 맞게 다음 그림과 같 이 문비의 위치를 결정하였다.
<그림 3-5-1-4> 문비 위치도
수문 케이슨의 기본단면을 구상하는데 있어 다음의 사항을 고려하였다.
- 수로의 단면곡선은 외해측으로 수로 상 하단에 완화곡선을 두며, 내해측은 수로 하단부로 만 완화곡선을 계획
- 케이슨 수로의 양단은 Stoplog를 설치하여 수문의 설치, 검사 및 보수 시 작업이 가능하도 록 계획
- 준설비용의 절감을 위하여 Dry Dock에서 케이슨 거치 위치까지의 케이슨 항로의 소요 수 심이 최소가 될 수 있도록 1차 콘크리트 양을 최소로 계획
- 케이슨 거치 후 자중을 증가시키기 위하여 케이슨 벽체 및 바닥의 단면을 중공형태로 설 계하여 모래로 채울 수 있도록 계획
- 서해안 해안도로와의 연계를 고려하여 케이슨 상부에 계획되는 도로폭을 4차선 이상이 되 도록 케이슨 폭을 계획
한편 가로림 조력개발 타당성 조사 시 사용된 수문의 유량계수, 즉 통수성능을 살펴보면 1986년 가로림 조력발전 후속조사에서는 벤츄리형 수문구조물에 대하여 1.9를 사용한 바 있 으며, 이는 1993년 타당성 조사에서도 동일하게 사용된 바 있다. 한편 1997년 한국해양연구소 에서 수행한 “조력발전시스템 최적화 연구”에서는 비록 가로림 조력발전소는 아니지만 인천 만, 천수만, 해주만, 옹진만 등의 후보지에 대한 조력 발전량을 예측하면서 벤츄리형 수문구 조물에 대하여 영국 Severn Barrage 사업에서 적용한 값을 그대로 적용하여 1.78을 적용한 바 있다. 따라서 1980년대 이후 조력발전에 의한 발전량 예측시 사용한 유량계수의 값은 벤 츄리형 수문에 대하여 대략 1.78~1.9 사이의 값을 사용하고 있으며, 이는 상당히 보수적인 값 임을 알 수 있다.
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있음을 알 수 있다. 다음 항에서는 이와 같이 이 연구를 통하여 개발된 수문 구조물을 채택 하였을 때와 1993년도의 수문 구조물을 채택하였을 경우의 경제성을 비교하였으며, 경제성 비교에 앞서 고효율 수문형상을 적용한 수문 케이슨의 구조적 안전성, 설계 시공성을 먼저 검토하였다. 그리고 마지막으로 고효율 수문형상의 경우 벽체가 얇기 때문에 지진 발생시 구 조적 안전성에 문제가 발생할 수 있음을 감안하여 별도로 흐름-구조물-지반 상호작용을 고려 한 지진안전성 평가를 수행하였다.