KR100521788B1 - 수질정화 및 생태계 조성용 인공부도 - Google Patents

수질정화 및 생태계 조성용 인공부도 Download PDF

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Abstract

본 발명은 수질정화 및 생태계 조성용 인공부도에 관한 것이고, 더욱상세하게는 수면에 부유하는 단위블럭으로 이루어진 인공부도와 수중에 침설되는 단위블럭으로 이루어진 인공부도를 조합하여 구성하는 인공부도에 관한 것이며, 하천 및 호소 등의 수질정화, 수생태계 복원, 수변공간 창출등의 탁월한 효과가 발생한다.

Description

수질정화 및 생태계 조성용 인공부도 {Artificial island with plant for improving of water quality and making an ecosystem}
본 발명은 수질정화 및 생태계 조성용 인공부도에 관한 것이고, 더욱상세하게는 수면에 부유하는 단위블럭으로 이루어진 인공부도와 수중에 침설되는 단위블럭으로 이루어진 인공부도를 조합하여 구성하는 인공부도에 관한 것이다.
생활하수, 축산폐수, 공장하수 및 비점오염원 등으로 오염된 하천이나 호소의 수질을 정화하고 수변경관을 개선시키며, 다양한 생물의 서식환경을 조성하기 위해서는 가능한 많은 식물이 생육할 수 있는 환경을 조성하여 주어야 한다.
식물은 물 속의 질소와 인을 영양분으로 하여 성장하므로, 물 속의 영양염류를 제거하고 물에 산소를 공급하며 미생물이 부착되어 서식할 수 있는 공간을 확보해 줄 뿐만 아니라 미려한 수변공간을 조성하는 역할을 할 수 있으므로, 식물의 생장공간을 최대한 확보하는 것이 바람직하다.
그러나, 물과 육지가 접하는 수변부에만 식물이 생장할 수 있기 때문에, 식물에 생육공간을 충분히 확보하기 위하여, 물 위에 인공식물섬을 띄우는 방법이 개발되어 왔다.
종래에는 부유체, 식생기반재의 종류에 따라 다양한 형태와 구조로 인공식물섬이 개발되어 왔으며, 수면에 부유하는 형태로 설치하거나 수중에 고정 및 침수시키는 형태로 설치해 왔다.
수면에 부유하는 형태의 인공부도는 하천이나 호소의 수질을 정화하고 다양한 생물의 서식환경을 조성하는 효과가 있으나, 식재되는 식물이 정수식물에 한정되어 침수식물등 다양한 수생식물에 적용할 수 없으며, 수질오염이 심한 경우에 정수식물의 뿌리에 부착 성장하는 미생물에 산소가 부족하여 혐기화가 발생하여 수질정화 효율이 떨어지는 문제가 있었다.
한편, 수중에 침설하여 설치하는 인공부도는 수질정화와 생물의 서식환경을 조성하는 효과가 있으나, 식재되는 식물이 침수식물에 한정되므로 정수식물등 다양한 수생식물에 적용할 수 없으며, 침수되는 인공부도의 상부인 수면부의 인, 질소 제거 효율이 떨어지므로 수면주변의 부영양화 발생 및 수질정화 효율이 떨어지는 문제가 있었다.
본 발명은 상기와 같은 종래기술의 문제점을 해결하기 위해 도출된 것으로써 , 본 발명의 목적은 수생식물에 의한 수질정화 효과를 극대화하고, 영양염류와 함께 유기물 제거능력이 뛰어나고, 다양한 생물이 존재하는 생태계를 구성하고, 경관 개선효과를 향상시킬수 있는 인공부도를 제공하는 데 있다.
본 발명은 수면부유 단위블럭(10)과 수중침설 단위블럭(20) 또는 수면부유 단위블럭과 수중침설되는 그물망(30)을 각각 조합하여 구성하거나, 수면부유 단위블럭(10), 수중침설 단위블럭(20) 및 그물망(30)을 모두 상호 조합하여 구성된다.
또한, 전체 골격을 부유틀(50)을 더 포함하여, 상기 부유틀의 격자공에 식생기반재(12)로 구성된 수면부유 단위블럭(10)과 수중침설 단위블럭(20) 또는 식생기반재(12)로 구성된 수면부유 단위블럭(10)과 그물망(30)을 각각 삽입 조합하여 구성하거나, 수면부유 단위블럭(10), 수중침설 단위블럭(20) 및 그물망(30)을 모두 조합하여 구성할 수 있는 것을 특징으로 한다.
더욱 상세하게는, 수면부유를 위한 부력재(11), 상기 부력재 위에 얹혀지고 수생식물이 활착되는 식생기반재(12)로 구성되는 수면부유 단위블럭(10)과;
상기 수면부유 단위블럭(10)으로 둘러쌓인 개방수면 하부에 설치되고, 침수식물의 식재를 위한 수중 식생기반재(21) 및 상기 식생기반재가 얹혀지는 수중 식재틀(22) 또는 상기 식생기반재를 감싸 고정하는 외부망체(23)로 구성되는 수중침설 단위블럭을 연결부재(40)로 연결하여 상호 조합하여 구성하거나,
상기 수면부유 단위블럭(10)과 수면부유 단위블럭(10)으로 둘러쌓인 개방수면 수중에 침설되는 그물망(30)을 조합하여 구성하거나,
상기 수면부유 단위블럭(10), 수중침설 단위블럭(20) 및 그물망(30)을 모두 상호 조합하여 구성할 수 있다.
또한, 전체 골격을 이루면서 부력부재(60)를 설치하여 자체 부력을 가지고 격자공을 가진 부유틀(50)을 포함하도록 구성할 수 있으며, 상기 부력부재(60)로 인해 전체구조물이 자체부력을 가지므로 수면부유 단위블럭(10)은 부력재(11)가 필요없는 식생기반재(12)만으로 구성할 수 있다.
이때, 상기 부유틀의 격자공에 삽입 설치되는 수면부유 단위블럭(10), 격자공 하부 수중에 연결부재(40)로 연결 설치되는 수중침설 단위블럭(20)을 조합하여 구성하거나,
상기 부유틀(50)의 격자공에 삽입 설치되는 수면부유 단위블럭(10), 격자공 하부 수중에 침설되는 그물망(30)을 조합하여 구성하거나.
상기 수면부유 단위블럭(10), 수중침설 단위블럭(20) 및 그물망(30)을 부유틀(50)의 격자공에 모두 상호 조합하여 구성할 수 있다.
이하, 본 발명의 구성 및 작용에 대하여 도면을 참조하여 자세하게 설명하기로 한다.
상기 수면부유 단위블럭(10)은 수면부유를 위한 부력재(11), 상기 부력재 위에 얹혀지고 수생식물이 활착되는 식생기반재(12)로 구성된다.
도 1은 본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 수면부유 단위블럭(10)을 도시한 사시도로써, 도 1a는 부력재(11)와 식생기반재(12)로 구성된 것을 도시한 사시도이고, 도1b는 부력재(11), 식생기반재(12) 및 식재틀(13)로 구성된 것을 도시한 사시도이고, 도 1c는 부력재(11), 식생기반재(12) 및 망체(14)로 구성된 것을 도시한 사시도이다.
수면부유 단위블럭(10)의 부력재(11)는 발포성 폴리스틸렌 (Expandable Polystyrene) 또는 가교결합 폴리에틸렌폼으로 제작할 수 있으며. 식생기반재(12)는 코코넛 섬유 등의 섬유질 재질을 코이어 섬유, 면사, 황마사 등 천연 섬유사 재질이나 합성섬유 재질의 그물망체에 채운 평판형 매트 또는 코코넛 섬유에 고무를 함침시켜 제조된 고무화된 코코넛 섬유시트(rubberized coconut fiber sheet)로 제작할 수 있다.
또한, 상기 수면부유 단위블럭(10)은 형태의 고정 또는 부력유지를 위해 식재틀(13) 또는 상기 부력재(11)와 식생기반재(12)를 감싸 고정시키는 망체(14)를 포함하여 구성할 수 있다.
상기 식재틀(13)은 내구성이 뛰어난 스텐레스 스틸 재질로, 망체(14)는 합성수지 재질로 제조하는 것이 바람직하다.
상기 수면부유 단위블럭(10)에는 갈대, 창포, 달뿌리풀, 줄, 부들, 털부처꽃 등의 수생식물이 식재된다.
도 2는 본 발명에 따른 수중침설 단위블럭(20)을 도시한 사시도로써, 도 2a는 수중 식생기반재(21)와 수중 식재틀(22)로 구성된 것을 도시한 사시도이고, 도 2b는 수중 식생기반재(21)와 외부망체(23)로 구성된 것을 도시한 사시도이고, 도 2c는 지지틀(24) 또는 부력체(25)를 더 포함하여 구성된 것을 도시한 사시도이다.
상기 수중침설 단위블럭(20)은 상기 수면부유 단위블럭(10)으로 둘러쌓인 개방수면 하부에 설치되고, 침수식물의 식재를 위한 수중 식생기반재(21) 및 상기 식생기반재가 얹혀지는 수중 식재틀(22) 또는 상기 식생기반재를 감싸 고정하는 외부망체(23)로 구성된다.
상기 수중 식생기반재(21)는 수면부유 단위블럭(10)의 식생기반재(12)와 같이 코코넛 섬유 등의 섬유질 재질을 코이어 섬유, 면사, 황마사 등 천연 섬유사 재질 또는 합성수지 재질의 그물망체에 채운 평판형 매트, 코코넛 섬유에 고무를 함침시켜 제조된 고무화된 코코넛 섬유시트, 화학섬유 또는 인공토양으로 제작될 수 있다.
또한, 필요시 형태의 유지 및 부력을 제공하기 위해 합성수지 또는 스테인레스 스틸 재질의 지지틀(24) 또는 부력체(25)를 삽입하여 구성할 수 있다.
상기 부력체(25)은 합성수지 재질로 제작할 수 있으나, 수생 식물의 뿌리가 수중으로 내리도록 유도하기 위해 다수의 천공이 형성된 올레핀계 발포성형 수지 재질로 제작하는 것이 바람직하다.
수중침설 단위블럭(20)의 면적 및 모양은 다양한 형태로 구성될 수 있으나, 개방수면 보다 1.2~1.5배 정도로 크게 설치하는 것이 바람직하다.
수중침설 단위블럭(20)을 개방수면보다 넓게 설치하게 되면 침수식물 또는 부엽식물의 광합성 결과 발생한 산소가 수면부유 단위블럭에 식재된 수생식물의 뿌리에 부착 성장하는 미생물에 전달되는 비율이 높아져 유기물에 의한 오염이 심한 경우에도 수질개선 효과를 높일 수 있으며, 인근에 위치한 수면부유 단위블럭에 의해 생긴 그늘로 인해 다양한 수중생물의 은신처 및 서식처를 제공하게 된다.
미생물에 의한 질소·인 제거 효과를 높이기 위해 인공식물섬의 조합시 개방수면의 면적을 장소에 따라 다르게 적용하여 수면부유 단위블럭의 하단부에 공급되는 산소의 양을 다르게 할 수 있다.
상기 수중침설 단위블럭(20)에는 골재, 세라믹소재, 나뭇가지, 굴패각 등을 포설하여 수질 정화효과를 높일 뿐만아니라 어류 등 수중생물의 은신처, 산란처 및 서식처등을 제공할 수 있다.
도3은 수면부유 단위블럭(10)과 수중침설 단위블럭(20)의 연결관계를 도시한 부분상세도이다.
수면부유 단위블럭과 수중침설 단위블럭의 연결하는 연결부재(40)는 스테인레스 스틸, 합성수지 등의 재질을 사용한 판재, 앵글, 막대, 와이어, 로프등을 사용할 수 있다.
연결부재(40)는 수면부유 단위블럭의 부력재(11), 망체 또는 식재틀을 포함하여 구성할 경우에는 식재틀(13) 또는 망체(14)와 수중침설 단위블럭(20)의 수중 식재틀(22) 또는 외부망체(23)에 연결된다.
여기서, 수면부유 단위블럭의 망체(14)와 수중침설 단위블럭의 외부망체(23)가 연결될 경우에는 스텐레스 와이어를 이용하는 것이 바람직하고, 수면부유 단위블럭의 식재틀(13)과 수중침설 단위블럭의 수중식재틀(22)이 연결될 경우에는 앵글부재를 이용하는 것이 바람직하다.
상기 연결부재(40)는 다양한 접합수단에 의해 고정 접합할 수 있으나 시공성 및 경제성을 고려하여 용접 또는 볼트로 조립하는 것이 바람직하다.
또한, 수면부유 단위블럭(10)간의 연결은 식재틀(13)의 모서리를 와이어나 로프로 연결 고정하고, 수중에서 부식에 강하고 내구성이 우수한 스테인레스 와이어나 합성 수지, 바람직하게는 폴리에틸렌, 폴리프로필렌 소재로 제조된다.
한편, 수면부유 단위블럭(10)이 망체(14)를 포함하도록 구성되는 경우에 망체(14)에 와이어를 연결할 경우 유속, 파랑등의 외부충격에 의해 망체가 파손될 수 있으므로, 와이어를 망체에 둘러 감은후 연결하는 것이 바람직하다.
상기 수중침설 단위블럭(20)에는 연, 수련, 마름등의 부엽식물과 검정말, 나사말, 물쑤세미 등의 침수식물이 식재된다.
도 4는 본 발명의 바람직한 실시예에 따라 수면부유 단위블럭(10)이 둘러쌓인 개방수면 하부 수중에 침설된 그물망(30)을 도시한 사시도이고, 그물망은 합성수지 재질로 제작되고 골재, 세라믹 소재, 나뭇가지, 굴패각 등을 상기 그물망(30)에 포설하거나 부엽식물 또는 침수식물을 고정시키고, 이를 통해 수질개선 및 생물종 다양성 보존효과를 증진시킬 수 있다.
도 5는 본 발명의 바람직한 실시예에 따라 수면부유 단위블럭(10)과 수중침설 단위블럭(20)이 조합구성된 모습을 도시한 부분 사시도이다.
상기 도 5와 같이, 수면부유 단위블럭 격자형태로 개방수면을 포함하도록 연결 구성하고, 상기 개방수면의 하부 수중에 수중침설 단위블럭(20)이 연결부재(40)에 의해 연결 설치된다.
또한, 상기 개방수면의 하단부 수중에 침설되고 골재, 세라믹 소재, 나뭇가지, 굴패각등이 포설된 그물망 형태의 구조물을 포함하여 조합 설치할 수 있다.
도 6은 본 발명의 바람직한 실시예에 따라 전체 골격을 이루는 부유틀(50)에 수면부유 단위블럭(10)과 수중침설 단위블럭(20) 및 그물망(30)이 설치된 모습을 도시한 사시도이다.
본 발명에 따른 인공식물섬은 상기 도 6과 같이 인공식물섬 전체 골격을 이루면서 부력부재(60)를 설치하여 자체적인 부력을 가지는 부유틀(50)의 격자공에 수면부유 단위블럭(10)을 삽입설치하고, 다른 격자공 하부 수중에 수중침설 단위블럭(20)을 연결부재(40)에 의해 연결설치하고, 또 다른 격자공 하부 수중에 그물망(30)을 부유틀에 연결설치하여 구성할 수 있다.
도 7은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따라 수면부유 단위블럭(10)과 수중 침설 그물망(30)으로 구성되는 인공부도를 도시한 사시도이다.
본 발명은 상기 도 7과 같이 수면부유 단위블럭을 연결하여 하나의 거대한 개방수면을 형성하고, 수척의 고기잡이 어선으로 부터 그물이 연결되는 것과 같이 상기 개방수면의 하부 수중에 대형 그물망(30)을 설치하여 인공부도를 구성할 수 있다.
상기에 설명한 바와 같이 수면부유 단위블럭(10)과 수중침설 단위블럭(20) 또는 그물망(30)을 조합 구성함으로써 침수식물에서 발생하는 산소가 정수식물의 뿌리에 부착 성장하는 미생물에 전달되어 수질오염이 심한 경우에도 미생물에 산소를 공급하여 혐기화를 막고 수질정화 효과를 극대화 시킬 수 있다.
또한, 수면부유 단위블럭의 개방수면 구성시 개방수면의 면적을 다양하게 조절하여 호기 및 혐기성 상황에서 발생할 수 있는 수질 정화 효과를 극대화 시킬 수 있다.
상기에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 인공식물섬은 정수식물과 부엽식물 및 침수식물에 의한 수질정화 효과가 있으며, 골재, 세라믹소재, 나뭇가지, 굴패각 등을 포설하여 그 효과를 한층 개선시킬 수 있다.
또한, 단위블럭, 식재되는 식물 및 포설되는 소재들은 어류를 비롯한 수중생물의 산란처 및 서식처로 활용되는 어초효과가 있으며, 수면과 수중에 정수식물 및 침수(부엽)식물에 의한 식물섬 구성으로 더욱 다양한 생물상이 공존하는 생태계를 형성하는 탁월한 효과가 발생하므로 하천 및 호소 등의 수변정화산업, 수변환경 조성산업상 매우 유익한 발명인 것이다.
도 1은 본 발명에 따른 수면부유 단위 블럭(10)을 도시한 사시도로써, 도 1a는 부력재(11)와 식생기반재(12)로 구성된 것을 도시한 사시도이고, 도1b는 부력재(11), 식생기반재(12) 및 식재틀(13)로 구성된 것을 도시한 사시도이고, 도 1c는 부력재(11), 식생기반재(12) 및 망체(14)로 구성된 것을 도시한 사시도이다.
도 2는 본 발명에 따른 수중에 침수하여 설치되는 단위블럭(20)을 도시한 사시도로써, 도 2a는 수중 식생기반재(21)와 수중 식재틀(22)로 구성된 것을 도시한 사시도이고, 도 2b는 수중 식생기반재(21)와 외부망체(23)로 구성된 것을 도시한 사시도이고, 도 2c는 부력체(24)인 지지틀(241) 또는 부력판(242)를 더 포함하여 구성된 것을 도시한 사시도이다.
도 3은 수면부유 단위블럭(10)과 수중침설 단위블럭(20)의 연결관계를 도시한 부분상세도이다.
도 4는 본 발명의 바람직한 실시예에 따라 수중부유 단위블럭(20)이 둘러쌓인 개방수면 하부 수중에 침설된 그물망(30)을 도시한 사시도이다.
도 5는 본 발명의 바람직한 실시예에 따라 수면부유 단위블럭(10)과 수중침설 단위블럭(20)이 조합구성된 것을 도시한 부분 사시도이다.
도 6은 본 발명의 바람직한 실시예에 따라 전체 골격을 이루는 부유틀(50)에 수면부유 단위블럭(10)과 수중침설 단위블럭(20) 및 그물망(30)이 설치된 모습을 도시한 사시도이다.
도 7은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따라 수면부유 단위블럭(10)과 수중 침설 그물망(30)으로 구성되는 인공부도를 도시한 사시도이다.
*도면의 주요부호에 대한 설명*
10: 수면부유 단위블럭
11: 부력재 12: 식생기반재
13: 식재틀 14: 망체
20: 수중침설 단위블럭
21: 수중 식생기반재 22: 수중 식재틀
23: 외부망체 24: 지지틀 25: 부력체
30: 그물망 40: 연결부재
50: 부유틀 60: 부력부재

Claims (11)

  1. 수면부유를 위한 부력재(11), 상기 부력재 위에 얹혀지고 수생식물이 활착되는 식생기반재(12)로 구성되는 수면부유 단위블럭(10)과;
    상기 수면부유 단위블럭으로 둘러쌓인 개방수면 하부에 설치되고, 침수식물의 식재를 위한 수중 식생기반재(21) 및 상기 식생기반재가 얹혀지는 수중 식재틀(22) 또는 상기 식생기반재를 감싸 고정하는 외부망체(23)로 구성되는 수중침설 단위블럭(20) 및;
    상기 수면부유 단위블럭(10)과 수중침설 단위블럭(20)을 연결 고정하는 연결부재(40)로 연결하여 구성되는 것을 특징으로 하는 수질정화 및 생태계 조성용 인공부도.
  2. 삭제
  3. 전체 골격을 이루고 격자공을 가진 부유틀(50)과;
    상기 부유틀 격자공에 삽입 설치되고, 수생식물이 활착되는 식생기반재(12)로 구성되는 수면부유 단위블럭과(10);
    상기 부유틀(50)의 격자공 하부 수중에 설치되고, 침수식물의 식재를 위한 수중 식생기반재(21) 및 상기 식생기반재가 얹혀지는 수중 식재틀(22) 또는 상기 수중 식생기반재(21)를 감싸 고정하는 외부망체(23)로 구성되는 수중침설 단위블럭(20) 및;
    상기 부유틀(50)과 수중침설 단위블럭(20)을 연결 고정하는 연결부재(40)로 연결하여 구성되는 것을 특징으로 하는 수질정화 및 생태계 조성용 인공부도.
  4. 삭제
  5. 제1항 또는 제3항에 있어서, 상기 수면부유 단위블럭은 상기 부력재(11)와 식생기반재(12)를 고정하는 식재틀(13) 또는 상기 부력재(11)와 식생기반재(12)의 외부를 감싸서 고정하는 망체(14)를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 수질정화 및 생태계 조성용 인공부도.
  6. 삭제
  7. 제1항 또는 제3항에 있어서, 상기 수면부유 단위블럭(10)의 식생기반재(12)는 코코넛 섬유를 코코넛 섬유를 코이어 섬유, 면사, 황마사 중 선택된 어느 하나 또는 이들을 혼합한 천연 섬유사 재질 또는 합성섬유 재질의 그물망체에 채운 평판형 매트 또는 코코넛 섬유에 고무를 함침시켜 제조된 고무화된 코코넛 섬유시트(rubberized coconut fiber sheet)로 구성되는 것을 특징으로 하는 수질정화 및 생태계 조성용 인공부도.
  8. 제1항 또는 제3항에 있어서, 상기 수중침설 단위블럭(20)의 수중 식생기반재(21)는 코코넛 섬유를 코코넛 섬유를 코이어 섬유, 면사, 황마사 중 선택된 어느 하나 또는 이들을 혼합한 천연 섬유사 재질 또는 합성섬유 재질의 그물망체에 채운 평판형 매트 또는 코코넛 섬유에 고무를 함침시켜 제조된 고무화된 코코넛 섬유시트(rubberized coconut fiber sheet)로 구성되는 것을 특징으로 하는 수질정화 및 생태계 조성용 인공부도.
  9. 제1항 또는 제3항에 있어서, 상기 수중침설 단위블럭(20)의 수중 식생기반재(21) 하부에 합성수지 또는 스테인레스 스틸 재질의 지지틀(24) 또는 부력체(25)를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 수질정화 및 생태계 조성용 인공부도.
  10. 삭제
  11. 삭제
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