수로학

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1. 개요
2. 역사
3. 수로 측량의 특징
- 3.1. 수심 측량 방법
- 3.2. 하천 수로학
4. 관련 조직
- 4.1. 각국 수로 기관
5. 현대 기술
참조

1. 개요

수로학은 항해를 돕기 위해 해도를 제작하는 데서 시작되어, 해양의 물리적 특성을 연구하고 측정하는 학문이다. 초기에는 개인적인 사유 재산으로 여겨졌으나, 대양 횡단 무역과 탐험이 증가하면서 정부와 수로국에 의해 체계적으로 관리되기 시작했다. 영국은 1795년 해군 수로국을 설립하여 해도를 수집, 배포했으며, 미국은 1807년부터 해안조사국에서 수로 해도를 제작했다. 한국은 일제강점기 일본 해군 수로국에 의해 측량이 이루어졌고, 현재는 해양수산부 국립해양조사원에서 수로 업무를 담당한다. 현대에는 음향 측심기, 무인 수상정 등 첨단 기술을 활용하여 수심을 측정하고, 국제수로기구에서 수로 업무를 조정한다.

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수로학
개요
정의	지구상의 물의 분포, 순환, 물리적 및 화학적 속성, 해저 지형, 생물학적 특성 등을 연구하고 지도화하는 학문
관련 분야	지리학 해양학 측지학 지도 제작 지형학 수문학 해양 생물학 해양 화학 해양 물리학
역사
고대	나일강의 범람 주기 예측을 위한 초기 형태의 수로학 연구
기원	대항해시대 동안 안전한 항해를 위한 해안선 및 수심 측정의 필요성 증가
주요 발전	정밀한 측량 장비 개발 전산 기술 발전 인공위성 및 원격 탐사 기술 활용
주요 내용
해양 조사	해저 지형 측량 조류 및 해류 연구 해수 온도 및 염분 측정
하천 조사	하천 유량 측정 하천 지형 및 퇴적물 연구 수질 분석
항만 조사	항만 수심 및 지형 측량 항만 시설물 안전 점검 선박 운항 시뮬레이션
지도 제작	해도 제작 항해 안내서 제작 수심도 제작
활용 분야
항해 안전	선박의 안전한 운항을 위한 해도 및 항해 정보 제공
해양 개발	해양 자원 개발, 해상 구조물 건설, 해안 방재 등에 필요한 정보 제공
환경 보호	해양 오염 방지, 해양 생태계 보전 등에 필요한 정보 제공
기후 변화 연구	해양의 역할 규명 및 예측 모델 개발에 필요한 정보 제공
국방	군사 작전 지원을 위한 해양 정보 제공
한국에서의 수로학
담당 기관	국립해양조사원
주요 업무	해도 제작 및 관리 항해 통보 발행 해양 관측 및 예측 해양 정보 시스템 운영
같이 보기
관련 항목	해양학 지리학 지도 제작 해도 국립해양조사원

2. 역사

수로학의 기원은 개별 선원들이 항해 경험을 바탕으로 해도(Chart)를 제작하던 것에서 시작되었다. 초기에는 이러한 해도 정보가 상업적, 군사적 목적으로 비공개로 유지되었다. 그러나 대양 횡단 무역과 탐험이 증가하면서, 국가 기관, 특히 해군은 수로 측량의 중요성을 인식하고 전담 기관을 설립하여 체계적인 수로 정보 수집, 관리, 배포를 시작했다.

"수로학"이라는 단어는 고대 그리스어 ὕδωρ(''hydor'', "물")과 γράφω(''graphō'', "쓰다")에서 유래되었다.

대규모 수로학은 국가 및 국제 연구 기관이 정확한 조사를 통해 데이터를 수집하고, 항해를 목적으로 한 해도 및 자료 설명을 공개하고 있다. 해양학의 과학은 부분적으로는 고전 수로학의 부산물이다. 중요한 데이터는 호환성이 있지만, 해양 수로학의 데이터는 특히 항해와 항해의 안전에 맞춰져 있다. 해양 자원의 조사 및 개발은 주로 수로학의 응용이며, 특히 탄화수소 연구에 중점을 두고 있다.

최근에는 기술 발전으로 수로 측량 데이터가 해저 지형도 제작에도 활용될 수 있게 되면서, 항해용 해도와 해저 지형도의 차이가 줄어들고 있다.

계류의 수로학은 하상 및 유량, 수질, 주변의 육지 정보를 포함한다. 유역 및 내수면 수로학은 강 및 음용수에 특별한 주의를 기울이고 있다. 수집된 데이터가 항해를 위한 것이 아니라 과학적인 용도로 사용될 경우, 일반적으로 수문학이라고 불린다.

2. 1. 영국

영국 해군성은 1795년에 알렉산더 달림플을 해군 수로국장으로 임명하여 영국 해군 함대에 해도를 수집하고 배포하는 임무를 맡겼다.^[2] 1년 이내에 지난 2세기 동안의 기존 해도가 정리되었고, 첫 번째 목록이 출판되었다. 영국 해군성의 지시하에 제작된 첫 번째 해도는 브리타니의 키베론 만 해도로, 1800년에 등장했다.

토머스 허드 선장의 지휘 하에 이 부서는 최초의 전문 지침을 받았고, 최초의 목록이 출판되어 대중과 다른 국가에도 제공되었다. 1829년, 프랜시스 보퍼트 제독(프랜시스 보퍼트 경)은 수로국장으로서 동명의 보퍼트 풍력계급을 개발했고, 1833년 최초의 공식 조석표와 1834년 최초의 "항해 통보"를 도입했다. 1855년까지 해도의 목록에는 전 세계를 포괄하는 1,981개의 해도가 등재되었고, 연간 13만 개 이상의 해도를 제작했으며, 이 중 약 절반이 판매되었다.^[3]

2. 2. 미국

1807년부터 미국 상무부 산하 미국 해양대기청(NOAA)의 해안조사국과 미국 공병대에서 수로 해도를 제작해 왔다.^[1] 제임스 맥닐 휘슬러는 지도 제작자로서 수로학 연구에 참여하여 예술적 재능을 해도 제작에 기여했다.^[1]

2. 3. 한국

조선 시대에는 전통적인 해도 제작 방식이 있었을 것으로 추정되나, 체계적인 수로 측량은 근대 이후에 시작되었다. 일제강점기에는 일본 해군 수로부에 의해 한반도 연안의 수로 측량이 이루어졌다.^[1] 해방 이후, 대한민국 정부는 해군 내에 수로국을 설치하고 독자적인 수로 측량 및 해도 제작 능력을 갖추기 위해 노력했다. 현재는 해양수산부 국립해양조사원이 이 업무를 담당하고 있다.

3. 수로 측량의 특징

수로 측량은 항해 안전을 최우선 목표로 하기 때문에, 해도에는 최저 수심을 강조하고 실제 해저 지형은 간략하게 표현하는 경향이 있다. 이는 과학적 목적의 지형도와 구별되는 특징이다. 예를 들어, 수로 차트는 항해에 안전한 수심만 표시하고 실제 해저 모양을 정확하게 묘사하지 않을 수 있다. 얕은 물에 둘러싸여 접근할 수 없는 깊은 지역은 표시되지 않을 수 있으며, 얕은 물의 범위를 나타내는 색상은 실제 얕은 수심의 바깥쪽에 그려져 지형도의 등고선과는 다르게 표현된다.

하지만 최근에는 다목적 측량 기술이 발달하면서, 수로 측량 데이터를 해저 지형도 제작에도 활용하는 추세이다. 과거에는 최소 수심을 중시했지만, 현대에는 관측된 수심을 최대한 정확하게 측정하고 항해 안전을 위한 정보는 추후에 적용하는 방식으로 변화하고 있다.

어로 작업의 안전을 위해서도 해저 지형을 파악하는 것은 매우 중요하다.

3. 1. 수심 측량 방법

현대에는 주로 음향 측심기(Echo Sounder)를 사용하여 수심을 측정한다. 과거에는 납줄을 이용한 수동 측량 방식이 사용되었으나, 기술 발전에 따라 다양한 음향 측심기가 활용되고 있다. 주요 측량 방법은 다음과 같다.

단일 빔 음향 측심기: 선박에서 단일 음파 빔을 발사하여 해저까지의 왕복 시간을 측정하여 수심을 계산한다.
멀티빔 음향 측심기: 여러 개의 음파 빔을 동시에 발사하여 넓은 범위의 해저 지형을 정밀하게 측정한다.
사이드 스캔 소나: 선박 측면에 부착된 센서를 이용하여 음파를 발사하고, 해저면에서 반사되는 신호를 분석하여 해저면의 이미지와 형태를 파악한다.

이러한 기술들은 재해 계획, 항만 및 항구 유지 관리, 그리고 다양한 해안 계획 활동에 필요한 정보를 제공한다.

3. 2. 하천 수로학

하천 수로학은 하천 바닥, 환경 흐름, 수질, 주변 토지에 대한 정보를 포함한다. 유역 또는 내부 수로학은 강과 식수에 특별한 주의를 기울이며, 수집된 데이터가 선박 항해 용도가 아니고 과학적 용도로 사용될 의도인 경우, 더 일반적으로 ''수문학'' 또는 ''수리학''이라고 부른다.

강과 하천의 수로학은 수자원 관리의 필수적인 부분이다. 미국의 대부분의 저수지는 전용 하천 계측 및 등급 테이블을 사용하여 저수지로의 유입량과 관개 지구, 물 지자체 및 포획된 물의 다른 사용자로의 유출량을 결정한다. 강/하천 수로학자들은 휴대용 및 둑에 장착된 장치를 사용하여 단면에서 이동하는 물의 흐름 속도 또는 전류를 측정한다.

4. 관련 조직

대부분의 국가에서 수로 업무는 전문 수로국에서 수행한다. 수로 업무의 국제적 조정은 국제수로기구에서 담당한다. 영국 수로국은 가장 오래된 곳 중 하나이다. 미국에서는 1807년부터 미국 상무부 산하 해양대기청의 해안조사국과 미국 공병대에서 수로 해도를 제작해 왔다.^[6]^[7]

4. 1. 각국 수로 기관

영국: 영국 수로국(UKHO)은 세계에서 가장 오래된 수로 기관 중 하나로, 다른 국가, 연합 군사 조직 및 일반 대중에게 전 세계를 포괄하는 광범위한 해도를 제공한다. 1795년 알렉산더 달림플이 해군 수로국장으로 임명되면서 설립되었으며, 1829년 프랜시스 보퍼트 경이 수로국장으로 재임하며 보퍼트 풍력계급을 개발하고, 1833년 최초의 공식 조석표와 1834년 최초의 "항해 통보"를 도입하는 등 발전을 이루었다.^[2]^[3]
미국: 해양대기청(NOAA) 해안조사국과 미국 공병대에서 수로 해도를 제작한다. 1807년부터 미국 상무부 산하에서 수로 해도를 제작해 왔다.^[6]^[7]
일본: 해상보안청 해양정보부(구 해군 수로부)에서 수로 업무를 담당한다.
대한민국: 해양수산부 국립해양조사원에서 수로 업무를 담당한다.

5. 현대 기술

무인 수상정(USV)은 수로 측량에 널리 사용되고 있으며, 종종 일종의 음파 탐지기를 장착한다. 단일 빔 음향 측심기, 멀티빔 음향 측심기, 사이드 스캔 소나는 모두 수로 응용 분야에서 자주 사용된다. 이러한 측량에서 얻은 지식은 재해 계획, 항만 및 항구 유지 관리, 그리고 다양한 기타 해안 계획 활동에 도움이 된다.

참조

_[1] 웹사이트 International Hydrographic Organization http://www.iho.int/s[...] 2013-10-20
_[2] 웹사이트 The United Kingdom Hydrographic Office timeline http://www.ukho.gov.[...] UKHO 2011-01-23
_[3] 웹사이트 Charting the world for over 200 years http://www.ukho.gov.[...] UKHO 2006-11-15
_[4] 웹사이트 Hydrographic Surveying https://oceanservice[...] 2024-01-12
_[5] 웹사이트 A Smooth Operator's Guide to Underwater Sonars and Acoustic Devices https://bluerobotics[...] 2024-01-12
_[6] 웹사이트 About Inland Survey https://navigation.u[...]
_[7] 웹사이트 About Coast Survey http://www.nauticalc[...]

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