서 론

다랑어 선망어업은 매우 적극적인 방법으로, 규모가 큰 어구를 사용하여 강도 높게 집어된 어군을 둘러싸서 포획하는 두릿그물 중 가장 현대화된 어법이다. 다랑어 선망선의 특징은 유영 속도가 빠른 다랑어류를 어획하 기 위해 선체의 길이가 길고, 너비는 좁은 홀쭉한 선형 으로 설계되어 있으며, 양망 시에 파워 블록에 걸리는 그물의 하중에 의한 선박의 큰 횡경사를 탁월한 복원력 으로 극복하며 조업하고 있다. 다랑어 선망어업은 주 포획 대상 어종이 대양을 회유하는 다랑어류이고, 어장 도 육지로부터 수백 마일 떨어진 대양에서 이루어지며, 1 항차에 1~2개월 소요되므로 어선은 항속 거리가 길 어야 하고, 거친 해황에서도 오랜 시간을 견디어내야 하므로 감항성이 우수해야 한다 (Hong et al., 2010).

다랑어 선망선의 투망에 소요되는 시간은 약 10분 정 도이며, 그물의 아랫자락을 조이는 pursing 작업에 30~40분, 이후 양망작업이 종료될 때까지는 약 3시간 정도가 소요된다. 선박의 성능이 어획에 영향을 미치는 요소는 주로 투망 시간이며, 이때 대상 어류의 유영속 도와 관련하여 어군의 도피를 신속히 차단하기 위한 선 속의 빠르기가 매우 중요한 요소가 된다 (Hong, 2012).

다랑어 선망어업은 조업 중 조류에 의해 어구의 형상 이 크게 바뀌는 경향이 있고, 또한 바람에 의해 선박과 그물과의 상대적인 위치가 달라지므로 조업 시간 경과 에 따른 이들의 변화가 어획 성능에 큰 영향을 끼친다 (Kim et al., 2002).

현재 운용중인 다랑어 선망선들은 내․외부적으로 다 양하게 변화된 조업환경에도 불구하고, 조업을 위해 필 수적인 장비의 보수와 교체에는 비용을 들여왔지만, 많 은 수리비와 오랜 기간이 요구되는 선형개량에는 매우 소극적이었다. 이런 요인으로 인하여 많은 선망선들이 유류소모가 많으며, 조업경비가 높은 비효율적, 비생산 적인 상태로 운용되고 있다. 그러나 국제유가의 급등이 라는 외부적인 충격이 조업경비를 낮추지 않으면 생존 하기 어렵다는 위기의식을 원양 업계에 불어 넣었다. 이로 인해 투자비용이 요구되더라도 선체를 개선하여 저항성능이 우수한 선형으로 변화시켜 조금이라도 조 업경비를 절감하여 어획생산성 향상에 보탬이 되고자 하는 노력을 하게 되었다 (Hong et al., 2011; Hong et al., 2015).

본 연구에서는 원양 선망선의 선형개선이 조업 성능 향상과 유류소모량 감소에 기여한 정도를 판단하기 위 해 대상선의 개조 전·후의 시운전 자료, 항해일지, 기관 일지 등을 이용하여 조사하고 그 결과를 고찰하였다. 이를 통해 본 연구의 결과가 현재 운용중인 다랑어 선 망선의 조업 성능 향상에 크게 기여할 수 있음을 보였 으며, 또한 향후 신조선의 선형개발에 필요한 기초 자 료로써 활용될 수 있도록 하였다.

재료 및 방법

본 연구에 사용된 선박은 동원산업에서 운용하고 있 는 700톤급의 다랑어 선망선 Oriental Kim, Cosmos Kim호와 600톤급 Deolinda호 3척이다 (이하 차례로 A 선, B선 그리고 C선이라고 한다). 이들 선박은 남태평 양에서 조업을 하고 있으며, 선체의 개선 전후를 비교 할 수 있는 자료를 조업을 하며 축적하였다

본 연구에서 조업 성능 개선의 지표는 단위노력당 어 획량 (Catch-per-unit-effort: CPUE)으로 하였다. 따라서 대상 선망선의 조업회수와 어획량을 기초로 CPUE를 계산하여 개조 전·후의 조업 성능 변화 정도를 비교하 였다. 이들 선박의 개조 전·후의 조업 환경과 승선하고 있는 선원 구성의 변화, 어구의 크기와 선속도 대상선 박에 따라 약간의 차이가 발생하지만, 선망어업에 있어 서 CPUE는 조업회수와 어획량을 알고 있다면 쉽게 계 산할 수 있다. 대상선들의 CPUE를 도출하기 위하여 개 조 전·후의 선박에 대하여 다음과 같은 가정을 하도록 한다.

선망어업에 있어서 일반적인 어로작업 절차는 다음 과 같은 9단계로 나눌 수 있다. 즉, 투망 → 선수 삼각 판 받기 (skiff 상봉) → 퍼싱 시작 → 선미 삼각판 받기 → 퍼싱 종료 및 양망시작 → 양망종료 → 자루그물 만 들기 → 어획물 입고 → 조업 종료이다. 이 과정 중에 서 가장 중요한 것이 pursing (죔줄죄기)인데, 소요 시 간은 조류와 바람의 영향 등에 따라 다르기는 하지만, 40~60분 정도가 걸린다. 또한 투망으로부터 조업 완료 까지의 전체 어로작업 시간은 숙련된 선원들로 이루어 진 선박의 경우 통상적으로 약 3시간이 소요된다.

어구의 규격과 조업시간

대상선의 선형개선에 따라 선속과 선박의 조종성능 이 향상되었다고 판단하여 어구의 크기를 변경하였다. Table 1은 대상선의 선체 개조 전·후 조업에 사용된 어 구의 규격을 나타낸 것이다. Table 1에 나타난 것과 같 이 대상선에 따라 뜸줄의 길이는 약 2,300~2,400 m인것을 2,400~2,500 m로 약 100 m 연장하고, 어구의 설 계 깊이는 기존 어구의 약 310~320 m에서 347 m로 10~30 m 깊게 제작된 어구를 사용하였다. Fig. 1에는 대상선 A와 B의 선체 개조 전 조업에 사용된 어구의 도면을 나타내었고, Fig. 2에는 대상선 A와 B의 선체 개조 후 조업에 사용된 어구의 도면을 나타내었다.

Table 2는 조업 현장에서 얻어진 조업일지를 근거로 하여 작업 시간을 나타낸 것으로써, 기존선은 2008년 1 월 중의 3회 조업 시간을, 개조선은 2010년 1월 중의 3 회 조업 시간을 각각 평균하여 비교한 것이다.

이 표에서 알 수 있듯이 대상선 모두 그물이 약간씩 커짐에 따라 조업시간이 길어졌다. 즉, 조임줄 조임부 터 이후 양망이 완료될 때 까지 약 10분 정도 연장되었 고, 1회 조업 시간은 평균적으로 3시간 13분으로 증대 되었다.

어획자료

대상 선박의 어획량은 각 선박의 개조 전·후인 2008 년과 2010년의 연간 조업한 것으로 작성하되, 성공한 조업의 어획량 자료만 집계하였다.

Table 3은 A 선박의 2008년과 2010년의 연간 어획 자료이다. Table 3에 노란색으로 표시한 어획량은 추후 CPUE 계산에 있어서 제외하기 위한 최고와 최저 어획 량을 나타낸 것이다. 개조 전 A선은 연간 조업 일수 349일에, 성공 조업은 280회였으며, 총어획량은 8,895 톤이었고, 개조 후에는 연간 조업 일수 351일에, 성공 조업 304회, 총어획량은 8,905톤이었다. 성공 조업회수 가 28회나 늘어났음에도 어획량은 개조 전·후의 차이는 거의 없었다.

Table 4는 B 선박의 2008년과 2010년의 연간 어획 자 료이다. 개조 전 B선은 연간 조업 일수 340일에, 성공 조업은 268회였으며, 총어획량은 10,127톤이었고, 개조 후에는 연간 조업 일수 344일에, 성공 조업 275회, 총어 획량은 11,295톤이었다. B선은 연간 성공조업 회수가 7 회 늘어남에 따라 어획량도 1,168톤 증가하였다.

Table 5는 C 선박의 2008년과 2010년의 연간 어획 자료이다. 개조 전 C선은 연간 조업 일수 342일에, 성 공 조업은 320회였으며, 총어획량은 11,465톤이었고, 개조 후에는 연간 조업 일수 325일에, 성공 조업 218 회, 총어획량은 8,240톤이었다. C선은 연간 조업 회수 가 약 100회나 줄어들었고, 그에 따라 어획량도 3,225 톤 감소하였다.

결과 및 고찰

CPUE 계산

CPUE가 실질적인 조업 성능을 표현하기 위해서는 어선 조업의 특성을 고려할 필요가 있다. 즉, 어선의 조 업에서는 때에 따라 어획이 현저하게 떨어지는 경우가 있고, 또는 과도하게 어획되는 때도 있기 때문에 여기 서는 Table 3~Table 5의 각 선박의 연간 어획 자료에 서 과대하게 어획된 최상위 2개월과 과소하게 어획된 최하위 2개월을 뺀 나머지 8개월에 대한 어획량과 조업 회수로써 아래의 식으로 CPUE를 구하도록 하였다. 또 한 각 선박의 그물의 크기는 CPUE 계산에 고려하지 않기로 하였다.

CPUE = 어획량 (ton)/조업회수

Table 6은 대상선의 최상위 어획 2개월과 최하위 어 획 2개월을 뺀 나머지 8개월의 CPUE를 나타낸 것이다.

A선의 경우, 기존선의 CPUE는 27.0이었으나, 개조 선에서는 27.3으로써, 약간 증가되었고, B선의 경우에 는 35.8에서 40.1으로 크게 향상되었으며, C선에서는 35.9에서 36.8로써 소폭 증가하였다. 이와 같이 대상 선 박의 CPUE는 평균 1.8 증가하였고, 특히 B선은 대폭 증가하였다.

대상선의 개조 전·후의 CPUE를 비교하기 위해서는 같은 어장에서 같은 시기에 개조 전·후의 선박이 조업 하여 어획한 자료가 뒷받침되어야 하나, 실제로는 그렇 지 못하기 때문에 이것으로 엄밀하게 비교할 수는 없 다. 특히 C선의 경우는 조업회수가 매우 적어 비교하는 것 자체에 무리가 있다.

그러나 대상선과 같은 유사선이 개조하지 않은 상태 로 동일 년도 (2008년과 2010년), 동일 해역 (남서태평 양)과 동일한 크기의 그물로써 조업한 자료를 가지고 CPUE를 계산하여 본 연구 대상선의 CPUE와 서로 비 교해 보면 선형 개선이 조업 성능 향상에 기여한 정도 를 간접적으로 파악할 수 있을 것으로 생각한다.

Table 7은 동일 년도, 동일 해역에서 조업한 유사선 6척 (개조하지 않은 선박)의 CPUE를 나타낸 것으로, CPUE 계산은 유사선의 조업일지를 자료로 하되 본 연 구의 대상 선박들의 계산 방법을 그대로 따랐다.

여기서 유사선의 선명은 편의상 숫자로 표시하였다.

①선은 A선과 B선의 총톤수와 비슷하고, ③선은 C 선의 총톤수와 비슷하며, 다른 유사선들은 톤수가 대 상선들 보다 약간 크다. 그러나 마력은 전부 같고, 사 용하는 그물의 크기도 거의 같으므로 서로 비교해 볼 수 있다.

이 표에 나타난 바와 같이 유사선 ①~⑤의 2010년 의 CPUE는 모두 2008년보다 감소하였고, ⑥선만 증가 하였다. 유사선의 CPUE는 평균적으로 1.8 감소하였다. 그러나 본 연구의 대상선 3 척의 CPUE는 평균적으로 1.8 증가하였으므로 선형개선의 효과는 분명히 크다고 볼 수 있다.

그러나 여기서 비교한 CPUE 값은 어획량과 조업회 수 만을 가지고 도출한 값이므로 이것을 전적으로 조업성능 향상의 의미로 해석하는 데는 무리가 있으나, 선 망의 CPUE에 있어서 어선 마력과 어구의 크기가 유사 하면 조업회수와 어획량이 가장 중요한 요소이므로 이 것은 큰 의미가 있다고 판단된다.

파망 사고의 경감

선형개선의 효과 중 무시할 수 없는 것이 그물 파망 사고의 경감이다. 그것은 일단 파망사고가 발생하면 대 파망의 경우 2~3일의 수리 기간이 필요하고, 소파망의 경우에도 1일 정도가 소요되기 때문이다. 따라서 파망 사고가 발생하면 조업 손실과 어구 경비의 추가 발생은 물론 무리한 작업에 따른 해양사고 발생의 개연성과 선 원의 피로 등이 추가되어 그 손해가 막대하다.

Table 8은 개조 전·후의 각 선의 파망 횟수와 그 정 도를 나타낸 것으로써, 대상선의 조업 일지와 선장들의 설문을 바탕으로 하였다.

A선은 개조 전, 연간 12회의 파망 (소파망 7회, 대파 망 5회)이 발생했으나, 개조 후에는 5회로 줄었으며, 특 히 대파망의 경우는 전혀 발생하지 않았다

B선은 개조 전, 연간 6회의 파망 (소파망)이 발생했으 며, 개조 후에도 6회 발생하여 회수에는 변함이 없었으 나, 그 중에 대파망이 1회 포함되었다. B선은 선형개조 시 조파저항의 감소에만 초점을 맞추어 선수 bulb만 설 치하였고, 선미 연장과 타면적 증대는 이루어지지 않은 선박으로써, 다른 두 선박과 달리 선형상의 문제가 크지 않았고, 파망 사고도 원래부터 많이 발생하지 않았다.

C선은 개조 전, 년간 12회의 파망 (소파망 9회, 대파 망 3회)이 발생했으나, 개조 후에는 5회로 줄었으며, 이 중에서 대파망의 경우는 1회만 발생하였다

이와 같이 선형 개선은 파망의 횟수를 크게 감소시킴 으로써 이에 따른 직접적인 어로 경비의 경감과 조업 회수 증대 등 부수적인 효과는 매우 큰 것으로 판단되 므로 선망선의 조업능률 향상에 크게 기여한다고 생각 한다.

유류 소모량

선형개선이 조업 성능 향상에 기여한 정도를 선속의 증대와 유류 소모량의 절감의 측면에서 고찰하였다. 대 상선이 조업 중 사용하는 유류소모량의 계산은 개조전․후의 상황이 서로 많이 다를 수 있으므로 정확한 비 교는 어려운 일이다. 이를 극복하기 위하여 각 대상선 이 선체의 개조작업 전·후에 행해진 공시 항해 시운전 결과와 모항에서 어장까지의 항해자료를 근거로 하여 서로 비교하여 분석하였다.

시운전 결과

다랑어 선망선의 유류소모량은 조업의 횟수 (조업의 강도), 묘박의 유무, 항해와 해황 등 다양한 요인에 지 배되기 때문에 선형 개선 전·후의 유류소모량을 정확히 비교하는 것은 매우 어렵다. 따라서 본 연구에서는 기 존선은 상가 수리 후 시운전을 수행한 자료를 이용했 고, 개조선은 선형의 개조 작업이 종료 된 후 실시된 항 해 시운전 결과를 통해 서로 비교하였다.

대상선 3척이 사용하는 유류는 M.G.O. (Marine Gas Oil)이며, 주기관의 회전수는 800 RPM과 850 RPM의두 가지의 출력에 대해 유류소모량을 파악하였다. 유류 소모량의 측정을 위해 시운전에서 계측된 항목은 각각의 RPM 기준으로 GOV' RACK (가버너 랙 포지션), BHP (제동마력), 시간당 마력대비 연료소비율 (LB/HP-HR) 이다.

Table 9는 A선의 개조 후 시운전 자료이다. 이 시운 전 자료에는 해상·기상 상태와 RPM을 기준으로 선박의 속도 및 저항 성능을 나타낼 수 있는 지수와 함께 엔진 의 상태까지도 동시에 나타내 줌으로써 편리하게 이용 할 수 있다.

Table 10은 시운전 자료를 이용하여 계산한 A선의 개조 전·후의 연료소모량을 비교한 것이다.

A선의 선형 개선 후 시간당 마력대비 연료소비율이 800 RPM에서는 2.06%, 850 RPM에서는 1.96% 감소하 였고, 이것은 하루에 각각 0.11 ㎘씩의 유류를 절약하 는 효과가 있는 것으로 나타났다.

Table 11은 B선의 개조 전·후의 연료소모 감소량을 비교한 것이다.

B선의 선형 개선 후 시간당 마력대비 연료소비율이 800 RPM에서는 2.33%, 850 RPM에서는 2.17% 감소하 였고, 이것은 하루에 각각 0.18 ㎘과 0.17 ㎘의 유류를 절약하는 효과가 있는 것으로 나타났다.

Table 12는 C선의 개조 전·후의 연료소모 감소량을 비교한 것이다.

C선의 선형 개선 후 시간당 마력대비 연료소비율이 800 RPM에서는 4.44%, 850 RPM에서는 6.38% 감소하 였고, 이것은 하루에 각각 0.25 ㎘ 0.33 ㎘의 유류를 절 약하는 효과가 있는 것으로 나타났다.

위에서 나타낸 바와 같이 각 대상선의 유류소모량은 엔진 회전수에 따라 다소 차이가 있지만, 하루에 최소 0.11 ㎘에서 최대 0.33 ㎘까지 절감 효과를 나타내었다.

이상의 유류소모량의 절감 효과는 시운전 자료에 의 한 것이므로 엄밀한 검정을 거치지 않은 것이나, 변동 요인이 비교적 적은 어장과 모항으로 왕복하는 항해시 간과 장거리 어장 이동 시간에 따른 유류소모량을 통계 적으로 장기간에 걸쳐 누적한다면 보다 정확히 정량화 된 결과가 도출될 것으로 본다.

유류 소모량의 비교

Table 13는 대상선 3척의 선형 개선 후의 성능 향상 효과를 선속의 증대와 연간 유류 소모량 감소로 나타낸 것이다.

선속과 유류소모량의 계산은 기존선과 개조선의 정 기 수리 후 시운전 결과를 우선적으로 사용하였다. 그 러나 시운전 자료는 대체로 짧은 시간 간격에서 얻어진 것이므로 자료의 신빙성이 낮을 것으로 판단하였다. 따 라서 조업 중의 자료 중 변동 요인이 많은 조업 중 것 을 제외하고, 장기간 항해시간과 거리를 확실히 파악할 수 있는 모항과 어장의 왕복 기간만의 선속과 유류소모 량 자료를 이용하였다. 여기에는 항해일지와 기관일지 의 자료가 주로 사용되었다.

이 선박들의 항해 시 주기관의 RPM은 800이고, 유 류소모량 감소의 금액 환산에는 2009년도의 평균 유가 를 기준으로 하였다.

이 표에 나타낸 것과 같이 개조 후의 유류 절감효과 를 연 단위로 계산했을 때 배에 따라 36.8 ㎘~81.3 ㎘ 절감되는 것으로 파악되었다. 또한, 선속은 배에 따라 0.4 kt~1.0 kt 향상되었다. 변수가 있긴 하지만, 이들 선 박이 평균적으로 일일 50 마일을 이동한다고 가정했을 때, A선, B선, 그리고 C선은 속력 향상에 따라 총 이동 시간은 1일 각각 0.3시간, 0.2시간 그리고 0.15시간을 절약하는 효과가 있다.

그리고 연료소모량으로 계산하면 각선의 1일 평균 운항시간은 A선은 7.2시간, B선은 6.8시간, C선은 8.1 시간이다.

1회 조업이 평균적으로 3시간 소요된다고 보고, 이때 의 주기관 RPM을 850으로 한다면, 항해 시간을 제외 하고 각 선박의 연간 조업 중 절감되는 유류의 양은 Table 14와 같다.

이 표에 나타난 바와 같이 A선은 8.9 (㎘), B선은 8.1 (㎘), C선은 18.1 (㎘)의 연료유를 연간 절감할 수 있는 것으로 보인다.

Table 15는 기존선의 경우 주기관 RPM 800에서 연 간 조업과 항해에 소요되는 시간을 나타낸 것이다. 이 표에 의하면, 각 선의 조업률은 A선이 80%, B선 79%, C선 94%이다.

이상과 같이 선형개선에 따른 조업 성능 향상 효과는 선속의 증대, 연료비 같은 직접 경비의 절감뿐만 아니 라 간접적인 효과도 상당히 클 것으로 볼 수 있다. 즉, 선속 증대에 따른 어탐기회의 증대, 선미 와류경감으로 인한 어망사고의 경감, 어망사고에 따른 수리비 및 조 업일수 손실 보전, 선박의 안전성 향상 등이 그것이다.

결 론

본 연구는 조업 중인 다랑어 선망선 3척을 대상으로 새로운 구상선수의 설치, 선미의 연장, 그리고 타면적 의 증대를 통한 선형 개선이 조업성능의 향상에 어느 정도 기여하는지를 대상선의 개조 전인 2008년과 개조 후인 2010년에 행한 1년간의 조업 자료를 토대로 단위 노력당어획량 (CPUE)을 계산하여 고찰하였다.

해당 연도의 절대적인 어획량은 모든 선박에서 개조 후 증가하였고, CPUE 계산 결과 역시 모든 선박에서 증가하였다. 그러나 CPUE로 조업 성능의 향상을 설명 하기 위해서는 기존선과 개조선이 모두 같은 어장, 같 은 시기에 어획한 자료를 바탕으로 하여 분석되어야 하 나 기존선은 이미 존재하지 않기 때문에 조업 선박의 상이와 조업 자료의 시기가 일치하지 않아 CPUE 계산 에 오류가 포함되어 있다고 봐야한다. 이를 보완하기 위하여 간접적인 비교 방법으로 동일한 어장과 시기, 같은 크기의 그물로 조업한 톤수가 거의 같은 유사선 6척의 CPUE를 계산하여 비교하였다. 그 결과 유사선 6척의 CPUE는 2008년에 비해 2010년에 모두 감소하 였으나, 본 연구의 대상선은 모두 증가하였으므로 선형 개선이 조업 성능 향상에 기여하였다고 판단할 수 있 다.

선형개선에 따른 조업 성능 향상에 기여한 또 다른 부분은 유류 소모량의 절감과 파망 사고 감소로 볼 수 있다. 대상선 모두 동일한 종류의 연료유를 사용했기 때문에 이를 기준으로 하고, 주기관의 회전수를 두 단 계로 나누어 해석한 결과, 개선 전․후의 유류소모량은 선박에 따라 약간의 차이가 있지만, 연간 31~81 ㎘가 감소하여 조업경비의 절감에 크게 기여하는 것으로 나 타났다. 또한 파망 사고에서 B선은 큰 차이를 보이지 않았으나, A선과 C선은 거의 60% 이상 감소하여 선형 개선에 따른 조업 성능 향상은 매우 크다고 말할 수 있 다. 파망사고의 경감은 직접적인 어로 경비의 절감뿐만 아니라 조업 회수 증대 등 부수적인 효과가 매우 큰 것 으로 판단된다.

결론적으로 다랑어 선망선의 부분적인 선형 개선은 여러 가지 실험과 장기간에 걸친 현장 조업자료를 토대 로 분석한 결과 효과가 매우 큰 것으로 확인되었다. 따 라서 본 연구 결과는 우리나라 원양어선의 신조와 구조 개선에 적절하게 활용할 수 있을 것으로 판단되며, 향 후 우리나라 원양어선뿐만 아니라 연근해 어선에서도 유류소모량의 감소와 조업 능률 향상을 통해 해당 어업 의 경쟁력 강화를 도모하는데 큰 도움이 될 것으로 사 료된다.

단지, 대상 선박에 대한 수조시험과 실선 시험이 일 괄되게 수행되지 못해 보다 많은 자료의 축적이 이루어 지지 못한 것이 아쉬운 점이며, 앞으로 이에 대한 연구 가 계속되어야할 것으로 사료된다.