조석 창구 통과 수심 여유 계산기

조석 창구 통과 수심 여유 계산기 사용법

선박이 천해 항로나 천퇴 구역, 수심이 제한된 항만 진입 수로를 통항할 때는 밀물(조석 상승)에 따른 수심 증가를 활용하는 조석 창구(Tidal Window) 계획이 필수적입니다.

본 계산기는 항해 계획 수립 시 특정 예정 통과 시점의 해도 수심, 예측 조위, 선박 최대 흘수, 그리고 규정 안전여유(UKC)를 종합하여 선저 여유 수심(Available UKC)과 최종 안전 마진을 즉시 산정합니다.

1. 해도 수심(Charted Depth): 통항 예정 수로 또는 항로 상 최천소(가장 얕은 지점)의 해도 기재 수심을 입력합니다.
2. 조위(Height of Tide): 조석표나 조위 예측 시스템에서 해당 선박이 최천소 지점을 통과할 예정 시점의 조고를 입력합니다.
3. 선박 흘수(Vessel Draft): 출항 또는 입항 시 트림(Trim)을 감안한 선박의 최대 흘수를 입력합니다.
4. 요구 안전여유(Required UKC): 항만 지침이나 선사 통항 안전 매뉴얼에 명시된 최소 선저 여유 수심을 입력합니다.

계산 원리 및 공식

조석 창구 통과 수심 여유는 아래의 3단계 수식을 통해 산출됩니다.

1. 현장 총 유효 수심 계산

현장에서 선박이 이용 가능한 실제 총 수심($D$)은 해도에 표시된 기본 수심($d_c$)과 조석에 의해 상승한 조위($h_t$)의 합입니다.

2. 확보된 선저여유수심(Available UKC) 계산

확보된 선저여유수심($UKC_{\text{avail}}$)은 총 유효 수심에서 선박의 최대 흘수($T_d$)를 뺀 실제 선저와 해저면 사이의 물리적 간격입니다.

3. 최종 통과 수심 여유(Net Clearance Margin) 계산

확보된 선저여유에서 규정된 최소 안전여유($UKC_{\text{req}}$)를 차감하여 최종 통항 가부를 판정합니다.

• 여유 > 0m: 안전 기준을 충족하여 정상 통항 가능합니다.
• -요구여유 ≤ 여유 < 0m: 수심은 선박 흘수보다 깊으나, 규정된 안전 여유치에 미달하여 통과가 권장되지 않습니다.
• 여유 < -요구여유 ($UKC_{\text{avail}} < 0$): 선박 흘수가 총 수심을 초과하여 좌초 위험이 발생합니다.

계산 예시

케이스 1: 만조 시점 대형선 안전 통항

• 해도 수심: 8.5m
• 예측 조위: +3.2m
• 선박 흘수: 9.8m
• 요구 안전여유: 1.0m

1. 총 유효 수심: $8.5 + 3.2 = 11.7\text{m}$
2. 확보 UKC: $11.7 - 9.8 = 1.9\text{m}$
3. 통과 수심 여유: $1.9 - 1.0 = +0.90\text{m}$

• 결과: 요구 여유 1.0m를 만족하고도 0.90m의 잉여 마진이 확보되어 안전 통과가 가능합니다.

케이스 2: 조위 부족으로 인한 통항 불가

• 해도 수심: 10.0m
• 예측 조위: +2.0m
• 선박 흘수: 11.0m
• 요구 안전여유: 1.5m

1. 총 유효 수심: $10.0 + 2.0 = 12.0\text{m}$
2. 확보 UKC: $12.0 - 11.0 = 1.0\text{m}$
3. 통과 수심 여유: $1.0 - 1.5 = -0.50\text{m}$

• 결과: 물리적으로 해저면에 닿지는 않지만($UKC_{\text{avail}} = 1.0\text{m}$), 규정 요구치(1.5m)에 0.50m 미달하므로 만조 시점까지 대기하거나 감속·경하가 필요합니다.

선저 침하(Squat) 및 동적 여유 고려 팁

실제 항해에서는 정지 상태의 정적 흘수(Static Draft) 외에 다음과 같은 동적 요인을 반드시 요구 안전여유($UKC_{\text{req}}$)에 합산해야 합니다.

1. 선저 침하(Squat): 선박이 천수 해역이나 좁은 수로를 항주할 때 선체 주변 유속 증가로 인해 압력이 떨어져 선체가 가라앉습니다. 일반적으로 선속($V$)의 제곱에 비례하여 커지므로, 수로 통과 시 저속(Dead Slow Ahead 등)을 유지해야 합니다.
2. 동요 여유(Dynamic Motion): 외해에서 유입되는 너울(Swell)이나 파랑에 의해 횡동요(Roll), 종동요(Pitch), 상하동요(Heave)가 발생하면 선체의 실효 흘수가 0.5~1.5m 이상 순간적으로 깊어질 수 있습니다.
3. 선체 횡경사(Heel/List): 선체가 1도만 기울어져도 대형 컨테이너선이나 유조선과 같이 선폭이 넓은 선박은 빌지(Bilge) 외측 흘수가 급격히 증가합니다.
4. 기상 조석 편차: 고기압 형성 또는 강한 육풍이 지속되는 경우 실제 조위가 조석표 상의 예측 조위보다 0.2~0.5m 낮게 형성될 수 있으므로 여유를 보수적으로 배정하십시오.