KR100677939B1 - 생태환경보호 및 수질정화용 수로 - Google Patents

Abstract

본 발명은 생태환경 보호 및 수질정화용 수로에 관한 것으로, 보다 상세하게는 콘크리트로 형성된 바닥부(1)와 측벽부(2)로 이루어지며 양 끝단에 소켓부(3)와 결합부(4)가 구비되는 수로에 있어서, 바닥부(1)에 다수의 홀(11)이 형성되고 상기 홀(11) 아래로 통하는 공간부(10)가 구비되며 상기 공간부(10)에 수생식물(13)의 씨앗이 혼합된 흙(12)이 채워짐으로써, 생태환경이 조성·유지될 수 있고 수생식물에 의한 자연 정화능력으로 질소, 인 및 영양염류가 저감되어 뛰어난 수질정화효과를 발휘할 수 있을 뿐 아니라 수질정화 시설의 유지·관리 면에 경비가 적게 들어 경제적인 이점이 있고 효과가 빠르며 생물농축이나 생태계 파괴와 같은 2차 오염도 없는 장점이 있다.

수로, 수질정화, 생태환경보호

Description

생태환경보호 및 수질정화용 수로{watercourse for preserving ecological environment and purifying quality of water}

도 1은 본 발명에 따른 생태환경 보호 및 수질정화용 수로의 사시도 및 바닥부의 일부분을 확대한 단면도,

도 2는 본 발명에 따른 생태환경 보호 및 수질정화용 수로가 설치된 상태를 보여주는 단면도,

도 3은 본 발명에 따른 생태환경 보호 및 수질정화용 수로의 사용상태를 보여주는 단면도,

도 4는 본 발명의 생태환경 보호 및 수질정화용 수로가 설치되기 전 빗물 등 이물질의 유입을 방지하기 위한 보관상태를 보여주는 단면도,

도 5는 본 발명의 또 다른 실시예를 보여주는 생태환경 보호 및 수질정화용 수로.

〈도면 중 주요 부분에 대한 부호의 설명〉

1 : 바닥부 2 : 측벽부

3 : 소켓부 4 : 결합부

10,20 : 공간부 11,21 : 홀

12 : 흙 13 : 수생식물 씨앗

13′: 수생식물 14 : 방수보호막

100: 수로 W : 물

본 발명은 생태환경 보호 및 수질정화용 수로에 관한 것으로, 보다 상세하게는 수로의 바닥부에 다수의 홀들과 그 홀들 아래로 통하는 공간부를 형성하고 상기 공간부에 수생식물의 씨앗이 혼합된 흙을 채운 수로를 제조함으로써 본 발명의 수로를 통과하는 물을 정화시키고 생태환경을 보호할 수 있는 생태환경 보호 및 수질정화용 수로에 관한 것이다.

일반적으로 수로는 거푸집으로 틀을 형성한 후 그 틀에 콘크리트 몰탈을 타설하여 양생시켜 제조하고 있으며, 이와 같이 제조된 콘크리트 수로는 마찰저항이 작아 물의 흐름을 원활하게 한다. 그러나, 상기한 바와 같이 거푸집으로 형성한 틀에 콘크리트 몰탈을 채운 후 양생시켜 형성되는 종래의 수로는 유속이 빨라 수초와 같은 수생식물은 물론 수생생물이 서식할 수 없는 문제점이 있었다.

한편, 최근 과도한 개발 정책 및 산업화로 인해 1, 2차 처리에서 제거되지 않은 하·폐수 속의 영양염류들이 대부분 제거되지 않고 방류되어 호소(湖沼)의 수질 환경에 문제를 일으키고 있다. 특히 질소와 인이 방류되면서 호소의 부영양화를 야기시키고 있다. 질소와 인은 대표적인 부영양화 물질로 물을 썩게 만드는 수질오염의 주범이다. 우리나라에서는 1996년부터 질소는 60mg/L, 인은 8mg/L로 방류수 수질의 기준을 정하고 질소와 인 제거를 의무화시킴으로써 질소 및 인 처리를 위한 고도처리를 하수처리장에서 도입하게 되었다.

기존의 질소와 인 성분을 제거하기 위한 고도처리 방법으로는 물리·화학적, 미생물적 처리가 사용되고 있으며, 최근에는 이를 보완하고 시설과 유지·관리면에서 경제적인 이점이 있고 생물농축이나 생태계 파괴와 같은 2차 오염의 우려가 적은 수생식물을 이용한 처리가 연구·시도되고 있다.

수생식물은 햇볕을 에너지원으로 하고 무기탄소를 탄소원으로 사용하는 독립 영양자로서 재배가 용이하고 질소와 인을 비롯한 수중의 영양염류를 제거해 수질을 정화시키고 어류와 동물성 플랑크톤 등 각종 수생생물의 산란 및 서식공간을 제공하게 된다.

수생식물에 의한 고도처리는 유기물과 유해물질 처리에 적용되고 있을 뿐만 아니라 수질정화의 친수 공간 확보를 겸한 습지조성 등에 광범위하게 적용되고 있으며, 최근에는 사각형 부상구조물에 수생식물을 식재하여 만든 인공수초섬을 팔당호 등에 설치하여 수소이온농도(pH)를 중화시키고 수질의 등급을 나타내는 화학적산소요구량(COD)과 생물학적산소요구량(BOD)을 저감시켜 상수원의 수질을 개선하는 효과를 보기도 하였다.

본 발명은 상술된 바와 같은 종래 콘크리트 수로의 문제점을 해결하고 수질정화에 우수한 효과를 나타내는 수생식물을 이용하기 위한 것으로, 본 발명의 목적은 콘크리트 수로에 수생식물이 자랄 수 있는 공간을 구비하여 수생식물과 수생생 물이 서식할 수 있도록 함으로써 질소, 인 및 영양염류의 저감 등 뛰어난 수질정화효과를 발휘할 수 있을 뿐 아니라 수질정화 시설의 유지·관리 면에서 경제적으로도 유리한 생태환경보호 및 수질정화용 수로를 제공하는 것이다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 생태환경 보호 및 수질정화용 수로는 콘크리트로 형성된 바닥부와 측벽부로 이루어지며 양 끝단에 소켓부와 결합부가 구비되는 수로에 있어서, 바닥부에 다수의 홀이 형성되고 상기 홀 아래로 통하는 공간부가 구비되며 상기 공간부에 수생식물의 씨앗이 혼합된 흙이 채워져서 이루어진다.

본 발명에 따른 생태환경 보호 및 수질정화용 수로는 수로가 설치되기 전, 바닥부 상면에 방수보호막이 부착되는 것을 특징으로 한다.

또한 본 발명에 따른 생태환경 보호 및 수질정화용 수로는 상기 수로의 측벽부에 다수의 홀이 형성되고 그 내부로 통하는 공간부가 구비되는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 이용되는 수생식물은 통상 물에서 자라고 있는 모든 식물을 말하는 것으로 물이라는 단일 환경 속에서 생육하므로 뿌리, 줄기, 잎, 꽃, 눈 등의 형태가 수중생활에 적응하여 뚜렷히 변형되어 있으며 수질을 정화하는 효과를 갖고 있다. 한국식물연구회에 따르면 국내에서 자생하는 수생식물은 180여종으로, 생활형태에 따라 물속에서만 성장하는 침수식물, 뿌리를 물속 흙에 내리지 않고 수면에 떠다니는 부유식물, 뿌리는 물속에 내리지만 잎과 줄기가 물 위에 떠 있는 부엽식 물, 습지나 물가에 뿌리를 내리고 자라는 정수식물 등으로 분류된다.

침수식물은 수중 생태계를 유지하고 물을 깨끗하게 하는 데 필수적인 기능을 담당한다. 광합성을 통해 대량의 산소를 물속에 방출하고 조류의 번식을 제한하며 물속에 뻗은 가느다란 잎은 어류의 번식처로 활용된다. 붕어마름·말즘·가래·물수세미·나자스말 등이 대표적인 침수식물이다. 부유식물은 조경적 가치가 높고 물속으로 투과하는 빛의 양을 줄임으로써 조류의 발생을 억제한다. 연·수련·가시연꽃·순채·어리연꽃 등이 여기에 속한다. 수면 아래로 수염뿌리가 발달한 부엽식물은 물속의 뿌리로 유기물 등 영양분을 흡수하고 잎은 수중산소를 만드는 역할을 한다. 대표적인 부엽식물로는 부레옥잠·개구리밥 등이 있다. 조경적 가치가 높은 정수식물은 수생곤충의 서식처를 제공하는 등 생태계 유지에 중요한 역할을 한다. 노랑꽃창포·꽃창포·원추리·삼백초·보풀·부들·갈대·올챙이고랭이 등이 주요 정수식물들이다. 이 가운데 수질정화 능력이 탁월하며 겨울철에도 죽지 않고 견디며 높은 생장력과 활용도를 갖춘 수생식물은 10여종에 불과하다.

본 발명에서는 전술된 여러가지 수생식물 중 부레옥잠이나 개구리밥과 같은 부엽식물, 가래나 물수세미와 같은 침수식물 또는 애기부들, 갈대, 줄, 달뿌리풀, 물억새와 같은‘벼과식물’등 수질정화에 특히 효과가 우수하고 쓰임새가 많아 가장 경제적인 식물을 선정하여 그 씨앗을 사용할 수 있다.

이하, 본 발명의 생태환경 보호 및 수질정화용 수로에 대한 기술구성을 첨부도면을 참조하여 상세히 설명한다.

도 1은 본 발명에 따른 생태환경 보호 및 수질정화용 수로의 사시도 및 바닥 부의 일부분을 확대한 단면도이고, 도 2는 본 발명의 생태환경 보호 및 수질정화용 수로가 설치된 상태를 보여주는 단면도이고, 도 3은 본 발명의 사용상태를 보여주는 단면도이고, 도 4는 본 발명의 생태환경 보호 및 수질정화용 수로가 설치되기 전 빗물 등 이물질의 유입을 방지하기 위한 보관상태를 보여주는 단면도이며, 도 5는 본 발명의 또 다른 실시예를 보여주는 생태환경 보호 및 수질정화용 수로이다.

본 발명은 콘크리트로 만든 수로에 생태환경이 조성될 수 있게 한 것으로, 도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 생태환경 보호 및 수질정화용 수로(100)는 물이 흘러가는 길이 되도록 바닥부(1)와 측벽부(2)가 형성되고 양 끝단에 소켓부(3)와 결합부(4)가 형성된다.

상기 소켓부(3)의 내부면은 결합부(4)와 꼭 맞게 결합되어 두 개의 수로(100)가 견고히 연결될 수 있도록 결합부(4)의 외관 모양으로 형성되는 것이 바람직하다. 즉, 본원 수로(100)의 일측 끝단에 형성된 상기 소켓부(3)는 또 다른 수로(100)를 연결할 때, 연결되는 수로(100)의 또 다른 일측 끝단에 형성된 결합부(4)가 끼워져서 기밀하게 연결된다.

본 발명의 생태환경 보호 및 수질정화용 수로(100)는 바닥부(1)에 다수의 홀(11)이 형성된다. 상기 바닥부(1)에 형성된 홀(11)들은 그 아랫부분이 상호 통하게 형성되어 공간부(10)를 이룬다.

상기 홀(11)들과 공간부(10)는 수로 철골의 바닥부(1)에 스티로폼과 같은 열용융성코아를 결속시켜서 거푸집을 조립한 후 콘크리트 몰탈을 타설하고 양생과정에 열을 가하여 상기 열용융성코아를 용융수축시켜 제거함으로써 형성시킬 수 있 다.

상기와 같이 형성되는 수로(100)의 바닥부(1) 하면에 구비된 공간부(10)에는 수생식물(13′)의 씨앗(13)이 혼합된 흙(12)을 채워넣는다. 이렇게 하여 본 발명에 따른 생태환경 보호 및 수질정화용 수로(100)를 완성한다.

본 발명에 사용되는 상기 흙(12)은 적당량의 모래와 점토를 함유하여 토성이 좋고 수생식물에 적합한 양토나 배양토를 사용하는 것이 바람직하다. 양토(壤土)란 모래와 진흙이 적당한 비율로 섞여있는 입자지름 2mm 이하의 세토(細土) 중에 점토가 25∼37.5％ 함유된 토양을 말한다. 배양토(培養土)는 토양의 물리성을 개량하기 위해 양토, 모래, 진흙, 황토, 개흙, 충적토, 부엽토, 퇴비 등 여러가지 종류의 흙을 잘 섞어서 만든 것으로 배수성, 보수성, 통기성이 좋고 무기질과 유기질 비료분과 미량요소, 미생물 등을 골고루 갖추어 식물이 자라는데 꼭 필요하고 좋은 흙을 말한다.

상기와 같이 완성되는 본 발명의 생태환경 보호 및 수질정화용 수로(100)는 설치되기 전, 수로(100)의 바닥부(1) 상면에 방수보호막(14)을 부착하는 것이 바람직한데, 이것은 빗물 등이 바닥부(1)와 홀(11)에 떨어져서 흙(12)이 밖으로 튀어나와 유실되거나, 빗물 등이 바닥부(1)에 형성된 다수의 홀(11)을 통하여 흙(12)이 채워진 공간부(10)로 들어가게 되면 수생식물(13′)의 씨앗(13)이 발아되어 자라나게 되기 때문이다. 따라서, 이를 방지하기 위하여 본 발명의 생태환경 보호 및 수질정화용 수로(100)가 적소에 설치되기 전에는 수로(100)의 바닥부(1) 상면에 방수용 보호막(14)을 반드시 부착시킨다(도 4 참조).

상기 본원의 생태환경 보호 및 수질정화용 수로(100)를 설치하고 그 수로(100)에 물(W)이 흐르게 되면 흙(12)과 함께 공간부(10)에 채워져 있는 수생식물(13′)의 씨앗(13)에 물(W)이 공급되고, 시간이 지남에 따라 도 3에 도시된 바와 같이, 수생식물(13′)이 자라게 되어 수중의 수질을 정화시키게 되는 것이다.

전술된 상기 생태환경보호 및 수질정화용 수로(100)는 수생식물(13′)의 정화능력으로 자연스럽게 수처리가 되어 소요경비가 저렴하고 미생물학적 처리에 비해 가시적인 장점이 있다.

본 발명에 따른 또다른 실시예로써, 도 5를 참조하면, 상기 수로(100)의 측벽부(2)에 다수의 홀(21)을 형성하고 상기 홀(21)들의 내부가 상호 통하는 공간부(20)를 형성한다.

상기 홀(21)들과 공간부(20)는, 바닥부(1)에 홀(11)과 공간부(10)를 형성하는 것과 마찬가지로, 수로 철골의 측벽부(2)에 스티로폼과 같은 열용융성코아를 결속시켜서 거푸집을 조립한 후 콘크리트 몰탈을 타설하고 양생과정에 열을 가하여 상기 열용융성코아를 용융수축시켜 제거함으로써 형성시킬 수 있다.

상기와 같이 측벽부(2)의 내측으로 공간부(20)가 형성된 수로(100)는 물(W)이 흘러가면서 홀(21)들을 통하여 공간부(20)에도 물(W)이 유입되고 그 내부에서도 흐를 수 있어, 물고기가 드나들 수 있음은 물론 수생생물들의 서식과 산란을 위한 공간이 될 수도 있다.

이상에서 설명한 바와 같이 본 발명의 생태환경보호 및 수질정화용 수로는 콘크리트로 만든 수로에 수생식물은 물론 수생생물이 서식 가능한 구조가 제공됨으로써, 생태환경이 조성·유지될 수 있고 수생식물에 의한 자연 정화능력으로 질소, 인 및 영양염류가 저감되어 뛰어난 수질정화효과를 발휘할 수 있을 뿐 아니라 수질정화 시설의 유지·관리 면에 경비가 적게 들어 경제적인 이점이 있고 효과가 빠르며 생물농축이나 생태계 파괴와 같은 2차 오염도 없는 장점이 있다.

Claims (3)

1. 콘크리트로 형성된 바닥부(1)와 측벽부(2)로 이루어지고 양 끝단에 소켓부(3)와 결합부(4)가 구비되며, 상기 바닥부(1)와 측벽부(2)에 다수의 홀(11)(21)이 형성되고 상기 바닥부(1)의 홀(11) 하부에 통하는 공간부(10)가 형성되는 수로에 있어서,

   상기 공간부(10)에 수생식물(13)의 씨앗이 혼합된 흙(12)이 채워지고, 상기 측벽부(2)에 홀(21) 내부로 통하는 공간부(20)를 구비하는 것을 특징으로 하는 생태환경 보호 및 수질정화용 수로.
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