KR100712616B1

KR100712616B1 - 비점오염물질 저감용 식생대

Info

Publication number: KR100712616B1
Application number: KR1020060120015A
Authority: KR
Inventors: 양유옥
Original assignee: 우암종합건설(주)
Priority date: 2006-11-30
Filing date: 2006-11-30
Publication date: 2007-05-02

Abstract

본 발명은 비점오염물질을 효과적으로 차집하고 침전 흡착하며, 여과하도록 이루어짐으로써, 하천의 유입되는 비점오염물질의 양을 대폭 저감시킬 수 있는 비점오염물질 저감용 식생대를 제공하는데 그 목적이 있다.

이를 위해 본 발명에 따른 비점오염물질 저감용 식생대는, 법면의 하부측에 설치되어 기초를 형성하고 비점오염물질을 최종적으로 여과하는 제1자연석여과대, 법면의 상부측에 설치되어 법면의 상부측으로부터 흘러내리는 흙탕물속의 비점오염물질을 일차 여과하는 제2자연석여과대(220), 및 제1자연석여과대(210)와 제2자연석여과대(220) 사이에 형성되고 식생식물이 식재되어 제2자연석여과대(220)를 통과한 물속의 비점오염물질을 재차 여과하는 식생부(230)를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 한다.

제1자연석여과대, 제2자연석여과대, 식생부

Description

비점오염물질 저감용 식생대{Planter for non-point source contaminant decrease}

도 1은 본 발명에 따른 비점오염물질 저감용 식생대 나타낸 계통도.

도 2는 도 1을 입체적으로 나타낸 사시도.

도 3은 도 1 및 도 2에 도시된 제1,2자연석여과대의 확대 단면도.

도 4는 도 1 및 도 2에 도시된 식생부의 구조를 단계적으로 나타낸 사시도.

도 5는 도 1에 도시된 식생부의 흡착용 천연섬유를 시공하는 과정을 나타낸 사시도.

도 6은 도 1에 도시된 식생부의 구조를 확대하여 나타낸 단면도.

<도면의 주요부호에 대한 설명>

200 : 식생대 210 : 제1자연석여과대

220 : 제2자연석여과대 211, 221 : 돌망태

212, 222 : 잡석채움층 213, 223 : 흡착용 천연섬유

214, 224 : 부직포 230 : 식생부

231 : 부직포 232 : 돌망태

233 : 석재 234 : 토양층

235 : 토양 피복제 236 : 고정덮개

237 : 흡착용 천연섬유

본 발명은 비점오염물질의 저감용 식생대에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 오염물질을 효과적으로 차집하고 침전 흡착하며, 여과하도록 된 비점오염물질 저감용 식생대에 관한 것이다.

일반적으로 오염원이라 함은 오염물질을 발생시키는 장소를 말하는 것으로, 유출경로가 명확하여 차집(수집)이 쉽고 계절에 따른 영향이 상대적으로 적으며 연중 방생량이 예측 가능한 점오염원과, 오염물질의 유출 및 배출경로가 명확하지 않아 차집이 어렵고 발생량, 배출량이 강수량 등 기상여건에 따라 좌우되기 때문에 처리시설의 설계 및 유지관리가 어려운 비점오염원으로 구분된다.

즉, 점오염원은 공장, 하수처리장, 건축물, 축사 등과 같이 일정한 시점으로 오염물질을 배출하는 장소이며, 비점오염원은 불특정하게 오염물질을 배출하는 도시, 도로, 농지, 산지 등의 장소를 말한다.

비점오염원으로부터 배출되는 비점오염물질에는 농작물에 흡수되지 않고 표면에 남아 있는 비료나 농약, 퇴비, 목초지에 방목된 가축물의 배설물 등 규제미만 가축사육 농가에서 배출되는 축산폐수, 빗물에 녹아 지표면을 흘러 하천으로 유입되는 오염물질, 합류식 하수관리에서 강우시 설계량을 초과하여 하천으로 흘러드는 오수, 하수와 빗물의 혼합수 등이 있다. 또한 빗물에 흘러내리는 토사도 포함된다.

이러한 비점오염물질은 대부분 강우시 지표를 흘러 하천으로 유입되므로 그 과정에서 강우의 강도와 양, 토질과 같은 자연적인 조건과 토지이용현황, 건기동안 지표에 누적된 오염물질의 종류와 양 등의 인위적인 조건에 큰 영향을 받는다.

하천으로 유입되는 비점오염물질은 호소의 부영양화를 초래하고 토사 등의 미립입자가 하상의 자갈층에 붙어 저서생물의 서식처, 어류의 산란처를 파괴하는 등 수중생태계를 교란시키게 된다.

이에 본 발명은 전술한 바와 같은 종래의 제반 문제점을 해소하기 위하여 안출된 것으로, 비점오염물질을 효과적으로 차집하고 침전 흡착하며, 여과하도록 이루어짐으로써, 하천의 유입되는 비점오염물질의 양을 대폭 저감시킬 수 있는 비점오염물질 저감용 식생대를 제공하는데 그 목적이 있다.

전술한 바와 같은 목적을 달성하기 위해 본 발명에 따른 비점오염물질 저감용 식생대는, 법면의 하부측에 설치되어 기초를 형성하고 비점오염물질을 최종적으로 여과하는 제1자연석여과대, 법면의 상부측에 설치되어 법면의 상부측으로부터 흘러내리는 흙탕물속의 비점오염물질을 일차 여과하는 제2자연석여과대, 및 제1자연석여과대와 제2자연석여과대 사이에 형성되고 식생식물이 식재되어 제2자연석여과대를 통과한 물속의 비점오염물질을 재차 여과하는 식생부를 포함하여 이루어진 것에 기술적 특징이 있다.

전술한 구성에 있어서, 제1,2자연석여과대는, 철망으로 된 사각의 돌망태, 돌망태 내에 잡석들이 복수층으로 적층되어 형성되는 잡석채움층, 잡석채움층 사이에 깔리는 흡착용 천연섬유, 및 돌망태의 저면 및 후면에 설치되는 부직포를 포함하여 이루어진다.

전술한 구성에 있어서, 식생부는, 법면의 바닥면에 설치되는 부직포, 부직포의 상면에 설치되는 돌망태, 돌망태 내에 채워지는 석재, 돌망태 내에서 석재의 상부로 토사가 포설 형성되는 토양층, 토양층의 표면을 덮는 토양 피복제, 토양 피복제의 상면에 설치되는 법면 고정덮개, 및 돌망태 내에서 수직으로 설치되는 흡착용 천연섬유를 포함하여 이루어진다.

전술한 구성에 있어서, 토양 피복제의 소재는 천연섬유이다.

이하, 본 발명에 따른 비점오염물질 저감용 식생대의 바람직한 실시예를 통하여 전술한 바와 같은 구성들의 특징과 그 작용을 보다 상세히 설명하기로 한다.

도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 비점오염물질 저감용 식생대(200)는 하천에 인접되는 법면에 설치되어 우천시 법면의 상부에 위치된 비점오염원으로부터 흘러내리는 흙탕물속의 비점오염물질을 여과한 후 이를 하천으로 흘려보내는 것으로, 하천의 가장자리 즉, 법면의 하부측에 설치되어 기초를 형성하는 제1자연석여과대(210), 법면의 상부측에 설치되는 제2자연석여과대(220), 및 제1자연석여과대(210)와 제2자연석여과대(220) 사이에 형성되는 식생부(230)를 포함하여 이루어진다.

전술한 제1자연석여과대(210)는 식생부(230)의 하측에 설치되고 자연석들로 채워져 식생부(230)를 통과한 물속의 비점오염물질이 최종적으로 여과되는 것으로, 도 3에서 보는 바와 같이 바닥에 설치되며 철망으로 된 사각의 돌망태(211), 돌망태(211) 내에 잡석들이 복수층으로 적층되어 형성되는 잡석채움층(212), 잡석채움층(212) 사이에 깔리는 흡착용 천연섬유(213), 및 돌망태(211)의 저면 및 후면에 설치되는 부직포(214)로 구성된다.

이 때, 돌망태(211)는 바닥에 접면되는 기초부(211a), 기초부(211a)의 가장자리에 수직으로 입설되어 기초부(211a)와 더불어 잡석이 채워지는 공간을 형성하는 측벽부(211b), 및 잡석을 채운 후 개방된 상부를 차폐하는 뚜껑부(211c)로 구성된다.

이러한 제1자연석여과대(210)에 따르면, 식생부(230)로부터 토출되는 물은 돌망태(211)의 상부 또는 배면으로 유입되는데, 유입되는 과정에서 토사를 비롯한 비점오염물질중 입부는 부직포(214)에 의해 걸러지고, 부직포(214)를 통과한 비점오염물질은 물과 함께 제1자연석여과대(210)의 상측 잡석채움층(212)으로부터 하측으로 이동하거나 후방에서 전방으로 이동하면서 최종적으로 하천으로 토출된다.

제2자연석여과대(220)는 법면의 상부측에 설치되어 법면의 상부로부터 유입되는 흙탕물속의 토사를 비롯한 비점오염물질을 일부 여과시킨 후 여과된 물을 하측의 식생부(230)로 토출시키는 것으로, 도 3에서 보는 바와 같이 제1자연석여과대(210)와 동일한 구조를 가진다.

즉, 제2자연석여과대(220)는 바닥에 설치되며 철망으로 된 사각의 돌망 태(221), 돌망태(221) 내에 잡석들이 복수층으로 적층되어 형성되는 잡석채움층(222), 잡석채움층(222) 사이에 깔리는 흡착용 천연섬유(223), 및 돌망태(221)의 저면 및 후면에 설치되는 부직포(224)로 구성된다.

이러한 제2자연석여과대(220)를 구성하는 각 구성요소들에 대한 구체적인 설명은 제1자연석여과대(210)와 동일하므로 생략하기로 한다.

식생부(230)는 제1자연석여과대(210)와 제2자연석여과대(220) 사이에 설치되고 식생식물이 식재되어 제2자연석여과대(220)를 통과한 물속의 비점오염물질이 여과되는 것으로, 도 4 내지 도 6에 도시된 바와 같이 법면의 바닥에 설치되는 부직포(231), 부직포(231) 위에 설치되는 돌망태(232), 돌망태(232) 내에 채워지는 석재(233), 돌망태(232) 내에서 석재(233)의 상부로 토사가 포설되어 형성되는 토양층(234), 토양층(234)의 표면을 덮는 토양 피복제(235), 및 토양 피복제(235)의 상면에 설치되는 고정덮개(236)를 포함하여 이루어진다.

이 때, 부직포(231)는 제1자연석여과대(210)의 설치후 법면의 토사가 유출되는 것을 방지한다.

돌망태(232)는 철망으로 제작되어 그 내부에 채워지는 석재(233) 및 토양층(234)의 설치상태를 유지시켜주는 것으로, 부직포(231)의 상면에 깔리는 기초부(232a), 기초부(232a)의 법면 가장자리에 입설되어 기초부(232a)와 더불어 석재(233)와 토양층(234)이 채워지는 수용공간을 형성하는 측벽부(232b), 기초부(232a)와 측벽부(232b)에 의해 형성되는 수용공간 내에 설치되어 수용공간을 일정간격으로 구획하는 칸막이부(232c)로 구성된다.

이 때, 기초부(232a), 측벽부(232b), 및 칸막이부(232c)는 철사 등의 연결부재를 매개로 상호 결속되며, 칸막이부(232c)에는 고정덮개(236)를 고정하기 위한 덮개 고정철선(232d)이 결속된다. 그리고 도 5에서 보는 바와 같이 칸막이부(232c)의 배면과 상측 측벽부(232b)의 배면, 그리고 하측 측벽부(232b)의 전면에는 상측으로부터 흘러내리는 물을 여과하기 위한 흡착용 천연섬유(237)가 각각 고정된다.

석재(233)는 돌망태(232)에 형성되는 각 수용공간 내에 개별적으로 채워지되, 그 높이가 가급적 동일하게 유지되도록 하며, 법면의 여건에 따라서 적절한 크기의 것을 이용하고, 그 높이는 필요에 따라 다양하게 변경될 수 있다.

이러한 석재(233)는 법면을 눌러주어 법면의 유실을 방지해주며, 그 위에 채워지는 토양이 틈새로 스며듦에 따라 토양의 유실을 방지해주는 역할도 한다. 또한, 식생부(230)의 상측에 설치된 제2자연석여과대(220)로부터 토출되는 물을 하측으로 흘러보내면서 그 속에 남아 있는 오염물질을 여과시키는 역할도 한다.

토양층(234)은 돌망태(232) 내에서 석재(233)가 채워진 후 그 상부에 일정한 두께로 토사가 채워져 형성되는 것으로 식생식물의 종자가 파종되어 자라게 된다.

이 때, 토양층(234)을 이루는 토사는 식물이 잘 자랄 수 있는 영양이 풍부한 지질의 것이 바람직하며, 그 층의 높이는 식물종자가 발아하여 안전하면서도 용이하게 뿌리내릴 수 있을 정도로 한다. 토양층(234)을 형성하기 위해 토사가 돌망태(232) 내에 채워지면 석재(233)들 사이로의 틈새로 토사가 자연스럽게 채워지게 된다.

이 때 식생식물의 종자로는 발아·활착 등의 생장이 우수한 종자나, 혹은 잔 디와 같은 피복성식물의 종자를 이용하게 되는데, 그 예로는 자연에서 흔히 식생하는 초본류(갈대, 부들, 물억새)와 목본류(갯버들, 고리버들 등) 등이 있으며 현장여건에 따라 자유롭게 선택하여 식재한다.

토양 피복제(235)는 토양층(234)에 식물종자가 파종된 상태에서 그 위에 덮혀지는 것으로, 우천시 빗물에 의해 토양층(234)과 식물종자가 쓸려나가는 것을 방지하고, 토양층(234)으로부터의 수분증발을 억제하며, 천연섬유로 제작되어 시간이 경과하면서 분해되어 식물종자의 발아·활착 등의 생장이 촉진되므로 식생대 법면부의 생태복원이 만족스럽게 이루어진다.

토양 피복제(235)의 소재로는 전술한 기능을 갖는 공지의 모든 것들이 이용될 수 있지만 환경을 고려해볼 때 분해가 용이한 재질을 이용하는 것이 바람직하다. 그 일 예로 보수성, 보비성 및 보온효과가 탁월한 코코넛 섬유를 광분해가 용이한 폴리사(Polyment-mesh)를 매개로 하여 신축성있고 질긴 멍석형태로 엮어서 제조한 것을 이용할 수 있다.

이러한 토양 피복제(235)는 식물종자가 발아·활착될 때까지는 분해되지 않기 때문에 토양층(234)과 식물종자의 유실이 방지되며, 식물종자가 발아·활착된 후 자연스럽게 분해되어서 유기질 비료로서 토양층(234)에 흡수된다.

고정덮개(236)는 토양 피복제(235) 설치 후 그 상면에 설치되는 것으로, 철망의 형태로 형성되며 토양 피복제(235)를 뚫고 돌출되는 덮개 고정철선(232d)에 의해 결속된다.

이러한 고정덮개(236)는 토양 피복제(235)가 바람에 날리거나 빗물에 의해 쓸려나가는 것을 방지하며, 또한 외부와의 간섭에 의해 벗겨지는 것을 방지한다.

이하에서는 전술한 바와 같이 구성된 본 발명에 따른 비점오염물질 저감용 식생대의 설치과정과 작용을 상세히 설명하기로 한다.

먼저, 본 발명에 따른 비점오염물질 저감용 식생대를 설치하는 과정을 설명하기로 한다.

본 발명에 따른 비점오염물질 저감용 식생대를 설치하기 위해서는, 법면을 정리하는 법면정리공사를 먼저 시행한다. 그리고 나서, 식생대 법면의 가장자리 즉, 범면의 최하부측에 제1자연석여과대(210) 및 제4차집관로(300)를 설치하기 위한 기초터파기공사를 한다.

기초터파기공사 후에는 바닥에 부직포(214)를 깔고 그 위에 돌망태(211)를 설치한 다음, 돌망태(211) 내에 잡석들을 채워 복수층의 잡석채움층(212)을 형성하되 잡석채움층(212) 사이에 흡착용 천연섬유(213)를 각각 설치하며, 잡석을 모두 채운 후에는 뚜껑부(211c)를 닫고 철사 등의 연결부재를 이용해 측벽부(211b)와 결속함으로써, 기초를 위한 제1자연석여과대(210)의 설치가 완료된다.

제1자연석여과대(210) 설치시 돌망태(211)의 배면에도 부직포(214)를 설치한다.

한편, 제1자연석여과대(210)의 돌망태(211)는 현장에서 조립 설치된다. 즉, 바닥에 망으로 된 기초부(211a)를 깔고, 기초부(211a)의 가장자리에 측벽부(211b)를 수직으로 세운후 철사 등의 연결부재를 이용해 서로 결속시킴으로써, 현장에서 의 조립이 완료된다.

제1자연석여과대(210)의 설치가 완료되면, 그 상측의 법면을 다시 한번 정리하게 되고, 법면을 정리한 후에는 법면에 부직포(231)를 설치하고, 그 위에 식생대(230)의 돌망태(232)를 설치한다.

돌망태(232)를 설치하기 위해서는 먼저 부직포(231) 위에 철망으로된 기초부(232a)를 깔고 그 가장자리에 측벽부(232b)를 수직으로 세워 철사 등의 연결부재로 결속시킨 후, 기초부(232a)와 측벽부(232b)에 의해 형성된 수용공간 내에 칸막이부(232c)를 일정 간격으로 세워 연결부재로 결속시키고 칸막이부(232c)에 덮개 고정철선(232d)을 각각 결속시킴으로써, 설치가 완료된다. 칸막이부(232c)를 설치한 후에는 칸막이부(232c)의 배면과, 상측 측벽부(232b) 및 하측 측벽부(232b)에 흡착용 천연섬유(237)를 각각 고정시킨다.

돌망태(232)가 설치되면, 그 내측에 형성된 각 수용공간 내에 석재(233)를 일정한 높이로 채워넣고, 다시 그 위에 일정한 두께로 토사를 포설하여 토양층(234)을 형성한 다음, 토양층(234)에 있는 잡석을 제거하고 면을 고른 후 그 면에 식생용 식물종자를 골고루 파종한다.

식물종자의 파종이 완료되면, 토양층(234)의 상면에 사면을 보호하기 위한 토양 피복제(235)를 덮는 작업이 진행되며, 그 후에는 토양 피복제(235)의 상면에 철망으로 된 고정덮개(236)를 설치하고 이를 토양 피복제(235)를 뚫고 돌출되는 덮개 고정철선(232d)과 결속함으로써, 식생부(230)의 설치가 모두 완료된다.

식생부(230)의 설치가 완료되면, 식생부(230)의 상측에 제1자연석여과 대(210)와 동일한 과정을 통해 제2자연석여과대(220)를 설치한다. 즉, 식생부(230)의 상측 바닥에 부직포(224)를 깔고 그 위에 돌망태(221)를 설치한 다음, 돌망태(221) 내에 잡석들을 채워 복수층의 잡석채움층(222)을 형성하되 잡석채움층(222) 사이에 흡착용 천연섬유(223)를 각각 설치하며, 잡석을 모두 채운 후에는 뚜껑부를 닫고 철사 등의 연결부재를 이용해 측벽부와 결속함으로써, 제2자연석여과대(220)의 설치가 완료된다.

이 때, 돌망태(221)의 배면에도 부직포(224)가 설치되어 법면의 상부측으로부터 흘러내리는 흙탕물속의 토사를 비롯한 비점오염물질이 유입되는 것을 방지하게 된다.

전술한 과정을 통해 설치된 비점오염물질 저감용 식생대를 통해 비점오염물질이 저감되는 과정을 설명하기로 한다.

먼저, 비가 내리게 되면 법면의 상측 즉, 산이나 농경지 등에서는 토사가 물에 쓸려 흙탕물을 이루면서 하천으로 흘러가게 된다.

이 과정에서 법면의 상부측을 따라 흘러내려가는 흙탕물은 제2자연석여과대(220)의 배면에 설치된 부직포(224)에 의해 토사를 비롯한 비점오염물질의 유입이 일부 방지되며, 부직포(224)를 통과한 물은 제2자연석여과대(220)의 잡석채움층(222)과 흡착용 천연섬유(223)를 거치면서 여과된 후 하측에 설치된 식생부(230)로 흘러내린다.

식생부(230)로 흘러내리는 물은 돌망태(232)에 채워진 석재(233), 흡착용 천연섬유(237), 식생식물을 통과하면서 토사를 비롯한 비점오염물질들이 여과 및 정 화된다.

상측으로부터 흘러내리는 물이 식생부(230)를 통과하는 과정에서 식재된 식생식물에 의해 토사의 유실이 방지된다.

식생부(230)로부터 흘러내리는 물은 제1자연석여과대(210)의 배면에 설치된 부직포(214)를 통과하면서 토사를 비롯한 비점오염물질들이 다시 한번 걸러지며, 부직포(214)를 통과한 물은 제1자연석여과대(210)의 잡석채움층(212) 및 흡착용 천연섬유(213)를 통과하면서 최종적으로 여과된 후 토출되어 제4차집관로(300)로 유입된 후, 하천으로 흘러가게 된다.

이상과 같이 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 비점오염물질 저감용 식생대를 첨부된 도면을 참조로 설명하였으나, 본 발명은 본 명세서에 상세히 설명된 실시예와 도면에 한정되지 아니하며, 발명의 기술사상 범위 내에서 다양한 변형이 이루어질 수 있다.

전술한 바와 같이 구성된 본 발명 비점오염물질 저감용 식생대에 따르면, 비점오염원으로부터 발생되는 비점오염물질을 제1,2자연석여과대 및 식생부를 통해 효과적으로 흡착 여과하도록 이루어짐으로써, 하천의 유입되는 비점오염물질의 양을 대폭 저감시킬 수 있다.

또한, 식생부를 구성하는 과정에서 돌망태의 수용공간 내에 석재를 채워넣고 그 위에 토양을 채워넣은 후 토양에 식물종자를 파종하고 그 위에 토양을 보호하는 토양 피복제를 견고하게 덮어 씌움으로써, 우천시 빗물에 의해 토사 및 식물이 유실되는 것을 방지할 수 있으며, 토양을 보호하는 토양 피복제에 의해 식물종자의 발아 및 활착 등이 촉진되므로 식생대 법면의 생태복원이 만족스럽게 이루어질 수 있다.

Claims

법면의 하부측에 설치되어 기초를 형성하고, 비점오염물질을 최종적으로 여과하는 제1자연석여과대(210);

법면의 상부측에 설치되어 법면의 상부측으로부터 흘러내리는 흙탕물속의 비점오염물질을 일차 여과하는 제2자연석여과대(220); 및

상기 제1자연석여과대(210)와 제2자연석여과대(220) 사이에 형성되고 식생식물이 식재되어, 상기 제2자연석여과대(220)를 통과한 물속의 비점오염물질을 재차 여과하는 식생부(230)를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 비점오염물질 저감용 식생대.
제 1 항에 있어서,

상기 제1,2자연석여과대(210)(220)는,

철망으로 된 사각의 돌망태(211)(221);

상기 돌망태(211)(221) 내에 잡석들이 복수층으로 적층되어 형성되는 잡석채움층(212)(222);

상기 잡석채움층(212)(222) 사이에 깔리는 흡착용 천연섬유(213)(223), 및

상기 돌망태(211)(221)의 저면 및 후면에 설치되는 부직포(214)(224)를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 비점오염물질 저감용 식생대.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,

상기 식생부(230)는,

상기 법면의 바닥면에 설치되는 부직포(231);

상기 부직포(231)의 상면에 설치되는 돌망태(232);

상기 돌망태(232) 내에 채워지는 석재(233);

상기 돌망태(232) 내에서 석재(233)의 상부로 토사가 포설 형성되는 토양층(234);

상기 토양층(234)의 표면을 덮는 토양 피복제(235);

상기 토양 피복제(235)의 상면에 설치되는 법면 고정덮개(236); 및

상기 돌망태(232) 내에서 수직으로 설치되는 흡착용 천연섬유(237)를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 비점오염물질 저감용 식생대.
제 3 항에 있어서,

상기 토양 피복제의 소재는 천연섬유인 것을 특징으로 하는 비점오염물질 저감용 식생대.