서 론

형망어업은 자루그물 입구에 직사각형 틀을 달고, 틀 의 밑변에 여러 개의 갈퀴를 설치한 어구로써 바닥을 긁어 해저에 묻혀 서식하는 조개류를 어획 대상으로 한 다(NIFS, 2018). 우리나라 형망어업에는 근해 형망어업 과 이동성 구획어업의 패류 형망어업이 있는데, 전자는 총톤수 20톤 미만의 어선과 폭 8 m, 높이 1 m 이하의 고정 틀로 된 어구를 사용하고, 후자는 다른 어업들과의 분쟁을 피하면서 자원의 보호와 지속적 이용을 위하여 총톤수 5톤 미만의 어선과 폭 5 m, 높이 1 m 이하의 고정 틀로 된 어구를 통해 일정한 구획 내에서만 조업할 수 있다. 형망어업의 생산량은 2009년도 22,244 M/T으 로 정점을 기록한 후 지속적으로 감소하여 2015년도에 는 927 M/T까지 이르렀다가 2016년도에 일시적으로 반 등하여 5,206 M/T을 기록하였다. 따라서 연근해 전체 패류 생산량 대비 형망어업의 패류 생산량은 2010년도 26.2%에서 2016년도 9.9%로 그 입지가 많이 좁아져 있 다(KOSIS, 2006~2016). 2017년 기준 우리나라 형망어 선의 등록건수는 근해 형망어선 66척, 이동성 구획 패류 형망어선 277척이고, 패류 형망어선 중 78% (217척)가 강원도에 등록되어 있으나 어선 규모가 3톤 미만의 승선 인원이 2명 전후인 소형 어선이 대부분이며, 실제 매년 조업을 하고 있는 어선은 등록척수에 비하여 적다. 전남 지역의 패류 형망어선은 48척이 조업을 하고 있는데, 이들 어선은 대부분 총톤수 4.9톤으로 패류 형망어선 중에서는 비교적 규모도 크고, 패류 선별기가 현측에 부착되어 있는 등 조업 자동화도 어느 정도 되어 있으며, 가장 성황리에 조업을 하고 있다.

지금까지 형망어업에 관한 연구로는 분사식 형망의 개발에 관한 연구(Cho and Ko, 1991a;1991b), 형망어구 의 어획선택성에 관한 연구(NFRDI, 1997; Cho and Kim, 1999;Park and Kim, 2000;Gaspar et al., 2003;Kim et al., 2005;Tanabe et al., 2012), 이매패류의 자원 에 관한 연구(Cha et al., 2012;Lee, 2016), 어획 생물의 종조성 및 군집분석에 관한 연구(An et al., 2014;An et al., 2015;Hong et al., 2016), 전라북도 형망어업에 관한 연구(Choi, 2017) 등이 있고, 연안어선의 개선에 관한 연구로는 어선의 저항성능에 관한 연구(Kim et al., 2004;Kang et al., 2007;Yu et al., 2010;Jeong et al., 2015;Jeong et al., 2017), 다목적 연안어선의 개발에 관한 연구(MOF, 2000;MOF, 2003) 등이 있다. 이와 같 은 연구는 대부분 어구 개량과 어획선택성에 관한 내용 이 주를 이루고 있고, 어선 개발의 경우 저항성능 개선 및 선형개발에 대한 연구가 진행되었으나 패류 형망의 조업실태 및 어로시스템을 고려한 패류 형망어선에 관 한 연구는 전무한 실정이며, 그에 따라 어선들이 노후화 되어 항상 안전에 위협을 받고 있다. 또한, Lee et al. (2013)의 국내 연안어선의 주요 제원 변화에 대한 조사 에 의하면, 소형 어선의 경우 연안어업 허가 톤수에 맞추 어 가능한 어업 경쟁력이 높게 어선을 건조해야 하므로 배의 길이와 폭을 크게 키워 갑판 면적을 넓히는 대신 깊이를 비정상적으로 줄이는 방법을 선택하고 있다. 이 러한 설계는 어선의 안전을 고려하지 않은 것이며, 어선 선형에 대한 근본적인 검토가 필요하다.

따라서 본 연구에서는 전남 고흥 지역의 바지락 형망 어업에 대한 어업인들의 설문조사 및 현장조사를 통하 여 고비용·저효율의 어선 구조 개혁 및 어선원의 안전 및 복지 향상을 위한 개선 방안을 도출하여 이를 적용한 설계도서를 작성하였다. 나아가 개량된 선박의 실증화 및 현장 보급을 위한 기반이 됨에 그 목적이 있다.

재료 및 방법

설문조사

2017년 8월부터 11월까지 패류 형망어선의 조업 실태 와 어로 시스템의 개선점 도출을 위하여 동‧서‧남해 해역 의 패류 형망어업인 연합회 및 어촌계 등 총 5개소를 방문하여 지역별 이동성 구획 패류 형망어선의 기초적 인 현장 조사와 설문조사를 실시하였다.

어업인을 대상으로 한 설문조사에서는 패류 형망어업 에 대한 전반적인 내용들을 파악하기 위하여, 설문지 내용에 어업인의 인적 및 어선의 일반적인 사항, 항해 및 조업 중 안전 확보에 관한 설문, 개선할 사항에 관한 설문 등으로 문항을 나누어 어업인들을 직접 만나 작성 을 권유하였다. 응답자는 총 16명으로, 각 지역별로 살 펴보면 전남 고흥 지역이 7명으로 가장 많고, 다음이 강원도 지역 5명(양양 : 3명, 동해 : 2명), 경북 포항 지역 3명, 경남 고성 지역 1명(양식장 관리선)의 순이었다. 설문지 결과 분석은 경남 고성 지역의 어선은 양식장 관리선으로 실질적으로 형망어선으로 보기 어렵기 때문 에 이것을 제외한 15척을 대상으로 하였다. 이에 설문응 답자 수가 적음에 따라 특정 항목에 대한 응답의 빈도가 50% 이상인 결과에 한하여 분석하였다.

현장조사

Fig. 1에 나타낸 전남 고흥 지역의 패류 형망어선을 개량 대상 어선으로 지정하고, 2017년 11월 12일에 현장 조사를 실시하였다.

해당 어선은 Fig. 2(a)와 같은 4.99톤의 바지락을 목표 종으로 하는 패류 형망어선이다. 사용 어구는 Fig. 2(b) 와 같이 사각 철제 틀에 자루그물이 부착되어 있는 형태 이다. 자루 입구 고정틀은 1,200×800 mm이며, 자루그물 은 망목 자루앞쪽이 70 mm, 끝자루가 50 mm이고 길이 는 7 m이다. 고정틀의 앞쪽 하부에는 두께 32 mm, 길이 310 mm인 갈퀴가 56 mm 간격으로 11개 부착되어 있다. 뿐만 아니라 자루그물 하부에는 Fig. 2(c)와 같이 해저와 의 마찰로부터 그물의 손상을 막기 위해 고무로 된 격자 판이 있으며 “땅까래”로 불린다.

이와 같이 어업인에 대한 설문조사 및 현장조사를 통 해 도출된 문제점들을 해결하기 위하여 2018년 3월 어 업인과 조선소 간의 회의를 거쳐 형망어선 개량에 착수 하였다. 조업 안전성과 효율, 복지 증대를 위해 어선의 길이 증대, 복원성 증대, 각종 어로장비의 적정 배치와 복지 공간 확보 등의 사항에 주안점을 두어 패류 형망어 선의 개량을 위한 일반배치도를 작성 및 채택하였다. 또한 선박의 초기 및 기본 설계에 응용하고 각종 선박 계산 기능을 갖추고 있는 프로그램인 Napa program을 통해 경하상태(Light ship condition), 만재 출항상태 (Full load departure condition), 어장발상태(Departure from fishing ground condition), 만재 입항상태(Full load arrival condition) 및 부분만재 입항상태(Half load arrival condition)의 5가지 재화상태로 나누어 배수량 등 각 표준 재화상태에 대하여 비손상시의 트림 및 초기 복원력 계산을 수행하였다. 선박길이 40미터 미만인 어 선의 복원성은 어선복원성 및 만재흘수선 기준(MOF, 2015) 제3장 어선의 복원성 기준을 따른다.

여기서, D는 형심, α 와 β 는 규정에서 지정한 값이다. 본 연구에서 개발 어선이 복원 성능을 만족하기 위해 서는 초기횡메터센터높이 G 0 M이 0.04B+ α × B/D − β 의 계산치보다 커야 한다.

결과 및 고찰

조업특

전남 고흥 지역에서 현재 바지락을 주 대상으로 조업 하고 있는 패류 형망어선은 규모가 총톤수 4.68~4.99톤 으로 길이가 8~10 m이며, 기관 출력은 253~470 HP이 다. 어선의 형태는 선교가 선미 쪽에 가깝게 위치해 있고 선수에 공간이 많이 있어 이곳에서 여성 작업원 3~4명 이서 패류 선별기를 통해 1차 선별된 바지락을 수작업으 로 최종 선별한다. 선별된 바지락은 선수 앞쪽부터 망태 의 형태로 적재되게 되는데, 1항차에 25 kg의 망태를 300개 정도를 적재하여 선수 흘수가 증가한다. 바지락 은 물살이 빠른 협수로에 주로 서식하므로 어선이 협수 로에서 크게 선회할 경우 어느 한 쪽으로 기울어지면 전복될 우려가 있다. 이 때문에 어업인들은 자체적으로 Fig. 3과 같이 횡동요를 줄이고자 선수 좌‧우측에 부력재 를 부착하고 있다.

조업은 선미 톱 롤러에 끌줄을 넣고 어구를 투망하여 끌줄을 12~18 m(수심의 3배) 정도 풀어준 후, 1 knot 정도의 속력으로 1~2분 예망한다. 예망 시에 자루그물 내에 펄과 바지락 등 4톤 정도의 높은 하중이 걸리는 것으로 추정된다. 따라서 양망 시 어구 고정 틀을 선미에 고정한 후 끝자루와 연결된 줄을 선미 상부 유압 드럼에 연결하여 감고 풀어주는 과정을 거침으로써 그물 내 펄 을 털어내는 일련의 과정을 거친다. 이처럼 예망 시 끌줄 에 장력이 많이 걸림에도 불구하고, 끌줄 윈치가 조타실 앞부분에 설치되어 끌줄이 조타실을 통하여 나가도록 되어 있어 위험하고 어구 조작에 불편을 주고 있다(Fig. 4). 양망은 펄 털기를 마치고 끝자루에 연결된 줄을 계속 감아들이면 채취물들이 선미 고기칸(Fish pond)에 쏟아 지게 된다. 채취물들은 우현에 있는 컨베이어를 타고 패류 선별기에 들어가 기타의 물질 등이 걸러져 선수로 이동하게 되는데, 선수에서 선별작업이 이루어지므로 대부분의 어로장비들과 그물이 협소한 선미에 집중되어 있다(Fig. 5). 하역은 선수에 설치되어있는 유압 컨베이 어를 통하여 이뤄지고, 바지락 망태들은 경남 사천시의 삼천포로 이동되어 판매된다. 조타실의 크기는 길이 방 향 1.2 m, 폭 방향 1.5 m, 높이는 1.7 m로 매우 협소하여 성인 남성이 일어선 상태로 조타를 할 수 없어 반드시 낮은 의자에 앉아 조타를 하여야 한다. 조타실 앞 선원실 의 경우는 높이가 0.75 m로 선원실의 역할을 하지 못하 고 창고로만 사용한다. 이에 기본적인 간단한 식사를 할 복지공간조차 없어 선박 내 기본적인 복지 공간이 필요하였다.

설문조사

패류 형망어업에 대한 설문조사 내용 중 어업인의 인 적 및 어선에 대한 일반적인 사항에 대한 지역별 조사 결과는 Table 1에 나타낸 바와 같다. 선주의 평균 연령은 62세로 고령화로 인하여 비교적 높은 연령값을 나타내 었는데, 그 범위가 최소가 49세, 최대가 78세로 넓게 나 타났다. 보유하고 있는 패류 형망어선의 일반적인 사항 에 대한 평균값을 살펴보면 평균 톤수는 총톤수 3.71톤 이며, 평균 전장은 9.68 m, 평균 선령은 16.5년으로 나타 났다. 총톤수의 경우 최소가 1.2톤, 최대가 4.99톤이고, 기관 출력의 경우 최소가 197 HP, 최대가 480 HP으로 각 값들의 편차는 다소 큰 편이었다. 사용 어구 통수의 경우 전남 고흥 지역의 형망어선을 제외한 다른 지역은 2통의 어구를 사용하고 있으며, 고흥 지역의 경우 1통의 어구만을 사용하였다.

패류 형망어업에 대한 설문조사 내용 중 보유 선박 및 개선할 사항에 대한 설문조사 결과는 Fig. 6에 나타낸 바와 같다. Fig. 6(a)와 같이 응답자의 52.6%가 조업 중 투망과 양망작업에서 어려움을 느낀다고 응답하였고, 어 획물의 분류와 갑판 청소작업에 대해서도 개선이 필요하 다는 응답 결과를 얻었다. 응답 결과에 따라 어로 작업과 어획물 처리 및 어선의 유지ㆍ보수 작업이 용이하도록 개선할 필요가 있는 것으로 판단된다. 따라서 투·양승작 업을 간소화하고 보다 편리하게 운용할 수 있는 어구의 개발 및 어로장비의 재배치가 필요할 것으로 판단되며, 어업자의 인력 의존도가 높은 패류 선별작업에서 노동력 을 절감시킬 수 있는 어로 설비의 개발 등이 요구되는 것으로 판단된다.

다음으로, 어로 작업과 관련된 구조 개선에 대한 응답 결과는 Fig. 6(b)와 같다. 응답자의 58.3%가 투ㆍ양망기 의 구조 및 배치와 관련하여 개선이 필요하다고 느끼고 있는 것으로 나타났다. 전남 지역의 패류 형망어선은 어획한 바지락을 인력으로 최종 선별하고, 이를 망태에 담는 일련의 과정을 선수 작업갑판에서 거치다 보니 유 압 드럼 및 선미 고기칸 등의 각종 어로장비들이 비교적 좁은 선미에 집중되어 있다. 현재 보유 선박의 조타실의 위치는 Fig. 6(c)와 같이 대부분(79%)의 조타실이 선미 에 위치한다고 응답하였으나, 신조선 건조 시 바라는 조타실의 위치 또한 Fig. 6(d)와 같이 71%의 응답률로 선미형을 선택하고 있다. 이는 일정 면적 이상 필요한 선수 작업갑판과 바지락 망태의 적재 공간 등에 따른 응답으로 판단되나, 과도하게 선미에 각종 어로장비들 이 집중된다면 무게중심이 선미에 집중되어 선미 트림 이 심해지게 되고, 그에 따른 조타실 시야 확보 또한 어려워지게 된다. 따라서 선미에 집중된 어로장비들을 적절하게 분배하여 선미 공간을 확보할 필요가 있다고 판단된다.

개선사항

현장조사로 확인된 문제점을 개선하기 위해 어업인‧ 조선소 및 본 연구팀 간의 회의를 통해 Fig. 7과 같은 일반배치도(General Arrangement : GA)를 작성 및 채택 하였으며, 기존선 및 개발선의 주요 요목은 Table 2에 비교하여 나타내었다. 개발선의 총톤수의 경우 9.17톤 으로 2배 정도 증가하였다. 전장(L_oa)은 15.23 m에서 15.75 m로 큰 변동은 없으나, 수선간장(L_BP)의 경우 1.6 m 정도 증가하였다. 또한 형심 및 계획 흘수를 증가시켜 예비 부력을 확보하여 복원성을 향상시켰다. 특이점으 로 개발선의 선질은 Al 합금으로 A5083-H321을 사용하 였다. 이는 Al-Mg계 합금을 가공경화 한 후 안정화 열처 리를 한 것으로 Al 합금제 중에서도 강도가 높고 내식 성, 가공성 및 용접성이 좋아 선박용 판재 및 부재로 가장 많이 사용된다. 강화플라스틱(FRP)이 가진 저비 용, 대량 생산의 장점에 비하여 화재 취약성 및 폐기물 처리와 같은 환경 오염 문제가 대두됨에 따라 내구성 및 내식성이 우수하고, FRP 선박에 비해 경량화가 가능 하며, 인체에 무해하기 때문에 Al 합금을 차기 신조선의 재질로 선택하였다.

기존선의 연료유 탱크(Fuel Oil Tank)는 기관실 (Engine Room) 뒤편, 선미 하부 No. 2-6 Frame에 위치하 였으나, 예망 및 양망 시 과도한 선미 트림을 방지하고자 기관실 좌‧우현 측 No. 7-20 Frame으로 선수 쪽으로 이 동 배치하였다. 바지락 패류 형망어선의 경우 망태를 선수 상갑판 전방부터 적재하므로 어창의 활용도 및 필 요성이 낮기 때문에, No. 28-31 Frame에 폭 방향으로 2개의 구획만을 어창으로 설계하였다. 끌줄 윈치의 경우 끌줄이 조타실의 중앙을 통하여 나가는 점을 개선하고 자 끌줄 윈치를 조타실 좌측 No. 3-5 Frame에 배치하여 조업 안전성을 높였다.

어선원의 복지공간 및 거주설비의 확보를 위해 조타 실의 크기를 길이 방향 1.1 m, 폭 방향 2 m, 높이 1.9 m로 총톤수 10톤 미만 소형 어선의 구조 및 설비기준에 명시되어 있는 조타실 높이 1.8 m 이상의 기준을 맞추었 다. 또한 조타실 앞 선원실의 크기는 길이 방향 1.5 m, 폭 방향 2 m, 높이 1.9 m로 간단한 식사 또는 휴식을 가질 수 있도록 하여 선원 거주 공간을 확대하였다.

조타실 및 선원실의 길이는 기존선이 4.7 m임에 반해 개발 어선은 5 m로, 기존 패류 선별기를 통해 선별된 어획물들이 선수 작업원에게 곧바로 전달되지 않는 점 을 개선하고자 선별기 끝단에 이동식 컨베이어를 추가 적으로 설치하여 작업의 효율성을 높이도록 설계하였 다. 또한, 위생 공간의 배치는 상갑판 상부, 선미부 우현 에 간이식 화장실을 배치하였다.

복원성 검사

개발 어선의 복원성능을 경하상태, 만재 출항상태, 어 장발상태, 만재 입항상태 및 부분만재 입항상태로 총 5가지 상황으로 나누어 평가하였다. 먼저 복원성 판정을 위해서 만재 출항상태의 연료유 상황은 연료유 탱크용 적의 87%인 4.158 M/T으로 가정하였고, 기관부 예비품 및 창고품의 경우 0.070 M/T, 식료품 및 식수의 경우 0.025 M/T으로 가정하였다. 만재 출항상태의 어구 및 각종 장비의 경우 1.350 M/T으로 가정하였고, 어장발 및 만재·부분만재 입항상태 시의 중량은 해수 등의 영향 을 고려하여 기존 중량의 110%인 1.485 M/T으로 가정 하였다. 어장발상태 및 만재 입항상태의 바지락 망태의 중량은 7.004 M/T으로, 25 kg 망태를 약 280개를 선수에 적재하는 것으로 가정하였다. 또한 선원의 영향의 경우 망태 적재공간의 제외한 구역에 영향을 끼치는 것으로 간주하여, 최대승선인원인 8명을 기준으로 하여 0.680 M/T으로 가정하는 것을 전제로 하였다.

Table 3에 각 재화상태에 대한 복원성능을 평가하고 복원성 기준 계산식에 대입하여 계산한 결과를 나타내 었다. Table 3에서 알 수 있는 바와 같이 경하상태, 만재 출항상태, 어장발상태, 만재 입항상태 및 부분만재 입항 상태의 5가지 경우의 G₀M 을 (1)로 나타내었으며, β값 의 경우 어선 복원성 및 만재흘수선 기준 제11조 제1항 의 1에 따른 표에 따른 값으로 그 값의 중간에 있는 경우 에는 보간법에 따라서 β값을 산정하였다. 이후 0.04B + (α ×B/D)-β 의 값을 (2)로 표시하였다. Table 3의 하단에 계산된 (1)-(2)의 값에서 알 수 있듯이 각 재화상태에서 복원성을 비교한 결과 모든 재화상태에서 G₀M 의 값이 0.04B+(α ×B/D)-β 계산결과 보다 크게 나타나므로 복 원성능이 충분하게 만족되는 것으로 평가되었다.

결 론

본 연구에서는 패류 형망어선을 개량하기 위하여 설 문조사 및 조업 실태조사를 통하여 현 패류 형망어선의 문제점을 분석하였고, 조업 안전성과 작업 효율, 복지 증대에 주안점을 두어 추가적인 현장조사 및 회의를 통 해 개량형 패류 형망어선의 일반배치도를 작성 및 채택 하였다. 이후 5가지 재화상태로 나누어 비손상시의 트림 및 초기 복원력 계산을 수행하여 복원성능을 계산하였 다. 본 연구의 중요한 결론은 다음과 같다.

이상과 같은 결과를 토대로 현재 일반배치도에 따른 개량 형망어선을 건조 중에 있으며, 건조가 완료되는 2019년도 초에 시험 어구를 제작하여 기존선 대비 조업 의 효율성, 안전성, 경제성을 평가하여 실증화 단계를 거쳐 개선된 패류 형망어선을 보급할 예정이다. 그러나 개량된 패류 형망어선 보급에 앞서, 현재 수산업법 제41 조에 의하면 이동성 구획어업은 총톤수 5톤 미만으로 설정되어 있으므로, 개선된 형망어선의 상용화를 위해 서는 관련 법령 개정이 필요하다. 또한 패류 형망어업은 채취물이 패류 선별기를 통과하여도 선원들의 추가적인 선별이 필요하므로, 상대적인 인력 의존도가 높다. 따라 서 패류 선별기의 성능을 개선시킬 추가 연구가 필요할 것으로 생각된다.