KR100713613B1 - 활엽수칩을 이용한 채석장 식생복원방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 활엽수칩을 이용한 채석장 식생복원방법에 관한 것으로, 채석 후 남은 폐석으로 계단 되메우는 단계와, 상기 되메워진 계단 사면을 정리하고 복토를 하는 단계와, 상기 사면에 식수 또는 식물종자를 파종하는 단계를 포함하여 이루어진 채석장 식생복원방법에 있어서, 상기 식물종자를 파종한 사면에 2~5cm 길이의 참나무 수피(나무껍데기)로 구성된 활엽수칩을 2~5cm 두께로 펴는 단계가 더 포함되고, 상기 식물종자를 파종하는 단계는 식물종자를 소정의 흙덩이로 뭉쳐 파종하는 것을 특징으로 하여, 종래보다 8~14배 저렴하게 식생복원공사를 할 수 있고, 식생복원되는 효과도 탁월하여 종래 방식보다 적어도 3년 이상 빠르게 식생을 복원할 수 있으며, 특히 종래 방식으로 불가능했던 급경사지에도 본 발명에 의하여 경제적이면서 효과적으로 식생을 복원할 수 있다.

활엽수칩, 참나무, 채석장, 식생복원

Description

활엽수칩을 이용한 채석장 식생복원방법{Forest Restoration Method for Quarry by Board-leaved tree chips}

도 1은 계단식으로 채석이 되고 있는 채석장의 일 예를 보여주는 단면도이고,

도 2는 도 1에서 보여준 채석장을 복원하는 종래의 방법을 설명하기 위한 단면도이고,

도 3은 종래 복토 흙 덮기로 형성된 표토층이 시간이 지남에 따라 폐석 사이 공극으로 사라진 모습을 보여주는 단면도이고,

도 4는 종래 방식에 따라 식재한 수목이 말라 고사 되고 있는 상태를 보여주는 사진이고,

도 5는 채석장 개발 전의 표토층 상태를 보여주는 단면 사진이고,

도 6a 내지 도 6c는 종래 채석장 식생복원방법에 따라 식수 및 식물종자를 파종 한지 2년째 되는 해의 상황을 보여주는 사진들이고,

도 7a 및 도 7b는 본 발명에 따라 폐석이 드러난 사면에 식물종자를 흙덩이로 뭉쳐서 파종한 상태와 식물종자를 파종한 사면에 참나무 수피로 된 활엽수칩을 편 상태를 각각 보여주는 사진들이고,

도 8a 내지 도 8e는 본 발명에 따른 실시예 1에서 30일, 56일, 63일, 73일, 83일이 각각 경과한 후의 식생복원 상태를 보여주는 사진들이고,

도 9는 본 발명에 따라 활엽수칩 상부에 거적 망(코아네트)을 씌우는 작업을 보여주는 사진이고,

도 10a 내지 도 10f는 본 발명에 따른 실시예 2에서 30일, 37일, 53일, 63일, 73일, 83일이 각각 경과한 후의 식생복원 상태를 보여주는 사진들이고,

도 11은 종래 방식대로 복토 흙을 덮어 복구한 후 2년째 되는 시기의 식생 상태와 본 발명에 따른 실시예 2에 의하여 복구한 후 83일이 경과한 식생 상태를 대비하여 보여주는 사진이다.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

10 : 계단 20 : 폐석

30 : 복토 흙 덮기로 형성된 표토층

본 발명은 채석장의 식생복원방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 채석장을 복원시키기 위하여 많은 양의 복토를 하지 않더라도 저렴하게 활엽수칩을 이용하여 효과적으로 식생을 복원시키기 위한 방법에 관한 것이다.

여기서, 채석장이란 토목건축용 석재나 골재를 채굴하는 장소로, 넓게는 콘크리트 골재가 되는 쇄석(碎石), 석회암, 돌로마이트, 사철(沙鐵), 산성백토, 도 토(陶土) 또는 규조토 등 비금속 광산자원을 채취하는 곳을 말하고, 좁게는 석회암 채취와 관련하여 석회석 광산이라고도 불리 운다. 채굴은 주로 노천에서 드릴로 구멍을 뚫은 다음 화약폭파 등으로 암반을 분쇄하며 이루어진다.

따라서, 종래 채석장의 개발은, 도 1과 같이, 채석 광산(1)에서 암반 위의 10~30cm되는 표토층을 걷어내고 채석 차량이 이동 가능하도록 계단(10)식으로 개발하고, 복원시에는, 도 2와 같이, 채석 후 남은 폐석(20)으로 계단(10)을 되메우고 복토를 하여 표토층(30)을 형성시킨 후 상기 표토층(30)에 식수 및 초류종자를 파종하여 식생을 복원시키는 방식으로 행해지고 있었다.

그런데, 종래의 식생 복원 방식에 따르면, 채석장 개발 후 형성된 계단(10)에 먼저 폐석(20)으로 메우고 그 상부에 복토를 함에 따라, 상기 폐석(20) 사이의 공극으로 복토시 많은 양의 흙이 필요하게 되어 개발시 걷어 놓은 표토층의 흙으로는 이를 충족시키기에 절대적으로 부족하여 외부에서 많은 양의 복토 흙을 별도로 공급받아 복토가 행해지고 있으며, 설령 복토가 잘 되었더라도 비가 오거나 시간이 지남에 따라 상기 공극 속으로 다시 흙이 유실되어, 도 3과 같이, 복원시킨 표토층은 사라지고 폐석(20)이 그대로 표면에 노출되어 복토 후 식생한 나무는 물론 초류도 고사하게 되는 문제점이 있어왔다.

상기와 같은 문제점을 극복하기 위한 방법으로 지금까진 폐석 사이의 공극으로 유실될 흙을 감안하여 많은 양의 복토를 하는 수 밖에 없었다. 이러기 위해서는 많은 양의 흙을 외부에서 공급받아야 하므로 복구비용이 많이 들게 되고, 설령 많은 복토로 일시 표토층을 형성해 주더라도 하부에는 폐석이 쌓여 있어 바로 배수가 됨으로써 적정한 수분을 유지하지 못하게 되어, 도 4와 같이, 결국 식생한 나무 등은 뿌리를 내리기도 전에 말라죽게 되는 문제점이 있어왔다.

또한, 경사가 급한 복구지에는 흙의 흘러내림으로 인하여 복토로 표토층을 아예 형성할 수도 없는 문제점이 있는데, 이를 해결하기 위하여 도로 법면의 녹화공법으로 쓰고 있는 녹생토를 씨드 스프레이 등 고압 스프레이로 도포할 수도 있으나, 광활한 채석장 복원사업에 이를 적용하기에는 너무 많은 비용이 드는 문제점이 있다.

본 발명자는 채석장 개발 전후의 표토층 상태를 분석한 결과, 개발 전에는 도 5와 같이 표토층은 얕지만 표토층 아래 있는 암반층에 의하여 온도 및 습도가 적절히 유지되고, 낙엽 등에 의한 양분이 충분히 공급되는 반면, 개발 후의 종래 복구지에는 다음과 같은 문제점이 있음을 알게 되었다.

첫째, 복구지에 표토층을 형성하더라도 하층의 폐석 공극으로 유실되어 복구지 표면은 폐석이 그대로 노출됨으로써, 노출된 폐석으로 온도 및 습도 변화가 심하여 열악한 식생조건이 조성되는 문제점이 있고,

둘째, 복구지에 단순히 복토를 하여 표토층을 형성한 다음 식수 등을 하여, 나무 등이 충분히 자랄 수 있도록 적절한 양분 공급이 되지 못하여 얼마되지 않아 고사되는 문제점이 있으며,

셋째, 급경사지에는 복토로 표토층을 아예 형성할 수도 없다는 문제점과,

마지막으로, 상기 문제점들을 해결하기 위하여, 유실될 흙을 감안하여 충분한 복토를 하거나, 식수나 파종시 비료를 뿌리거나, 급경사지에 도로 법면 녹화 공법을 적용할 수도 있으나, 이는 일시적인 성과만 있거나 많은 비용이 들게 되어 비효율적이라는 문제점이 있다.

따라서, 상기와 같은 문제점들을 해결하기 위하여 본 발명자가 직접 발명하여 특허를 받은바 있는 한국 특허등록번호 제494567호를 응용하여 종래의 복원 방식보다 적게 복토 흙을 사용하며 급경사지에도 효과적으로 식생 복원이 가능한 활엽수칩을 이용한 채석장 식생복원방법을 제공하는데 그 목적이 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 활엽수칩을 이용한 채석장 식생복원방법은 채석 후 남은 폐석으로 계단 되메우는 단계와, 상기 되메워진 계단 사면을 정리하고 복토를 하는 단계와, 상기 사면에 식수 또는 식물종자를 파종하는 단계를 포함하여 이루어진 채석장 식생복원방법에 있어서, 기본적으로 상기 식물종자를 파종한 사면에 2~5cm 길이의 참나무 수피(나무껍데기)로 구성된 활엽수칩을 2~5cm 두께로 펴는 단계가 더 포함되고, 상기 식물종자를 파종하는 단계는 식물종자를 소정의 흙덩이로 뭉쳐 파종하는 것을 특징으로 한다.

그리고, 상기 활엽수칩 상부에 상기 흙덩이로 뭉쳐진 식물종자를 사람의 손으로 한번 더 파종하는 것을 본 발명의 또 다른 특징으로 한다.

그리고, 상기 활엽수칩 상부에 소정의 거적 망을 씌우는 단계가 더 포함된 것을 본 발명의 또 다른 특징으로 한다.

여기서, 상기 거적 망은 코아네트 또는 지오네트인 것이 바람직하다.

그리고, 상기 흙덩이는 90000~180000cm³ 흙에 1150~2300g의 식물종자를 섞어서 0.2~0.4cm의 직경을 갖는 것을 본 발명의 또 다른 특징으로 한다.

여기서, 상기 흙은 50중량%의 부식토와 50중량%의 진흙으로 하고, 상기 식물종자는 새 400~800g, 참싸리 400~800g, 강송 150~300g, 아카시아 200~400g인 것으로 하는 것이 바람직하다.

이하, 첨부된 도면을 참조하며 본 발명의 활엽수칩을 이용한 채석장 식생복원방법이 보다 명확하게 전달되도록 종래 식생복원방법과 대비한 실시예를 통하여 상세히 설명한다.

[종래의 식생복원방법에 따른 실시예]

도 6a 내지 도 6c는 종래 채석장 식생복원방법에 따라 식수 및 식물종자를 파종 한지 2년째 되는 해의 상황을 보여주는 사진들이다.

종래의 채석장 식생복원방법은, 도 6a와 같이, 계단식 사면을 정리한 다음, 계단식 사면 아랫부분에 큰 돌(폐석) 쌓기를 하고, 사면에 복토 흙을 덮은 다음, 씨드 기계장비 등을 이용하여 초류종자 및 관목류 종자를 파종하고, 사면에 나무심기(잣나무, 강송, 자작나무 등)를 한다. 이때, 복토는 채석시 걷어 놓은 흙을 사용 하지만 절반 이상은 외부에서 공급받은 흙으로 하게 된다.

그런데, 식생복원 후 시간이 지남에 따라 복토한 사면에는, 도 6b 및 도 6c와 같이, 마사토와 폐석이 사면 표면으로 드러나게 됨으로써, 식생복원 후 2년이 다 되었음에도 식생복원은 커녕 식수한 나무는 말라죽고, 초본류의 생장도 아주 저조하였다.

상기 식생복원 결과는 채석 전에는 표토층 아래 암반층에 의하여 표토의 온도 및 습도를 유지시켜 줌으로써 식물이 잘 자랄 수 있었는데, 채석 후 식생 복원을 위하여 복토 흙 덮은 사면의 아래에는 깬돌 등 폐석으로 채워져 있어 공극이 많으므로 온도 및 습도가 잘 유지되지 않고, 시간이 지남에 따라 표토로 비열이 작은 마사토와 폐석이 드러나게 되어 태양열을 받을 경우 쉽게 온도 및 습도가 크게 변동하게 되어 식생이 고사되거나 초본류의 생장이 저조하게 나타났다.

결국, 종래 방식대로 식생을 복원하게 되면, 외부에서 자연 식물종자의 유입을 전제로, 완전히 식생이 복원되는 대는 평균 5년 이상의 기간이 소요하게 된다.

또한, 종래의 채석장 식생복원방법은 상기와 같이 식생복원 결과가 좋지 않을 뿐만 아니라 1헥타르(ha) 면적에 25cm 두께로 복토 흙을 덮을 경우 단순계산을 하여도 소요비용이 약 1억8천만원 정도로 많은 비용이 들게 되는 문제도 있다(구체적인 비용 계산은 하기 표 1 참조요).

[본 발명의 식생복원방법에 따른 실시예 1]

본 발명에 의하면, 종래 방식대로 우선, 채석 후 남은 폐석으로 계단 되메우 기를 한 다음, 상기 되메워진 계단 사면을 정리하고 복토를 하게 되는데, 이때 복토는 종래와 달리 채석시 걷어 놓은 흙만을 사용하고, 나무 심기 등을 별도로 하지 않고 상기 사면에 식물종자를 파종한 다음, 상기 사면에 식생복원을 위한 활엽수칩을 2~5cm 두께로 펴주는 것으로 충분하다.

여기서, 식물종자 파종은 식물종자를 소정의 흙덩이로 뭉쳐서 파종하는 것이 바람직한데, 본 실시예 1에서는 상기 흙덩이를 하기와 같이 만들었다.

가로 및 세로의 길이가 각각 약 3m인 면적에 부식토와 진흙을 각각 50중량%가 되도록 섞어서 1~2cm 두께로 편 다음, 식물종자로 새(안고초, 리핑) 400~800g, 참싸리 400~800g, 강송 150~300g, 아카시아 200~400g을 뿌리고, 그 위에 다시 상기 부식토와 진흙을 1~2cm 두께로 펴고, 상기 식물종자를 같은 양을 뿌리면서, 상기 과정을 약 8~10회 반복하여 실시한 다음, 이를 괭이로 섞으며, 직경이 0.2~0.4cm인 흙덩이로 만들었다.

상기와 같이 식물종자를 흙덩이로 뭉쳐서 파종함으로써, 폐석이 드러난 사면에 파종하더라도 발아율을 높일 수 있었고, 파종에 용이하였으며, 식물종자 비율을 맞추며 파종할 수 있는 장점이 있었다.

상기 흙덩이 산파는 씨드 스프레이와 같은 기계장비를 이용할 수도 있으나, 사람의 손으로 뿌리는 것이 바람직하다.

도 7a는 폐석이 드러난 사면에 식물종자를 흙덩이로 뭉쳐서 파종한 상태를 보여주고 있다.

다음, 상기와 같이 식물종자를 파종한 사면에 식생복원을 위한 활엽수칩 펴 기는 펄프 생산시 버려지는 참나무 수피(나무껍데기)를 2~5cm 파쇄시킨 것을 상기 사면에 2~5cm 두께로 펴주었다.

파종한 식물종자의 발아에 가장 중요한 습도 유지를 위해서는 수분 흡수력이 상대적으로 좋지 못한 침엽수칩은 사용될 수 없으며, 활엽수칩 중에서도 산도(pH)가 약 7.2로 중성인 참나무 수피를 이용하는 것이 보다 바람직하다.

또한, 식물종자의 발아 및 성장조건으로 중요한 것이 온도 및 필요한 양분 공급이므로, 상기 참나무 수피로 된 활엽수칩을 2~5cm 두께로 깔아주어 사면에 드러난 마사토나 폐석이 묻히도록 하는 것이 바람직하다. 이렇게 함으로써, 직사광선으로부터 지표면이 갑자기 온도 상승 되는 것을 막고, 참나무 수피가 약 6~7년에 걸쳐 썩으므로 발아된 식물이 성장하는데 충분한 양분을 공급하게 된다.

참나무 수피가 썩게 되면, 소택지 늪에 매장되어 있는 이끼, 갈대나무의 부식물인 토탄 이상의 효과가 있음은 주지의 사실이다.

도 7b는 식물종자를 파종한 사면에 참나무 수피로 된 활엽수칩을 편 상태를 보여주고 있다. 큰 폐석을 제외하고 전면이 덮이도록 2~5cm 두께로 깔아주었다.

도 8a는 본 실시예 1로 30일이 경과한 후의 식생복원 상태를 보여주는 사진이다.

도 8b는 본 실시예 1로 56일이 경과한 후의 식생복원 상태를 보여주는 사진이다.

도 8c는 본 실시예 1로 63일이 경과한 후의 식생복원 상태를 보여주는 사진이다.

도 8d는 본 실시예 1로 73일이 경과한 후의 식생복원 상태를 보여주는 사진이다.

도 8e는 본 실시예 1로 83일이 경과한 후의 식생복원 상태를 보여주는 사진이다.

[본 발명의 식생복원방법에 따른 실시예 2]

본 발명에 따라 45°이상 급경사지를 복원할 경우에는 상기 실시예 1과 동일하게 시행한 다음, 상기 활엽수칩 상부에 흙덩이로 뭉쳐진 식물종자를 사람의 손으로 한번 더 파종하고, 상기 활엽수칩 상부에 소정의 거적 망을 씌우게 된다.

소정의 활엽수칩을 펴고 그 상부에 흙덩이로 뭉쳐진 식물종자를 한번 더 파종함으로써, 1차 파종시 급경사로 흙덩이가 흘러내린 곳에도 활엽수칩에 의하여 흙덩이가 고정될 수 있어 골고루 파종하게 되는 효과가 있었다.

또한, 급경사지라도 2~5cm 정도로 파쇄시킨 활엽수칩(참나무 수피)은 잘 흘러내리지 않으나 활엽수칩 하단에 있는 복토 흙은 흘러내기 쉬워 이를 방지하기 위하여 상기 활엽수칩 상부에 소정의 거적 망을 씌우는 것이 바람직하다. 이렇게 함으로써, 상기 거적 망이 활엽수칩을 누르게 되고, 활엽수칩은 다시 복토 흙을 고정시키게 되는 효과가 있다.

여기서, 상기 거적 망은 코아네트 또는 지오네트 등 일정 기간이 지나면 부식될 수 있는 것을 사용하는 것이 바람직하다.

도 9는 활엽수칩 상부에 거적 망(코아네트)을 씌우는 작업을 보여주는 사진 이다. 상기 거적 망을 위 아래만 고정구 등으로 고정할 수도 있으나, 중간 중간에 고정구 등으로 고정하는 것이 활엽수칩 아래에 있는 복토 흙을 고정하는데 보다 효과적이다.

도 10a는 본 실시예 2로 30일이 경과한 후의 식생복원 상태를 보여주는 사진이다.

도 10b는 본 실시예 2로 37일이 경과한 후의 식생복원 상태를 보여주는 사진이다.

도 10c는 본 실시예 2로 53일이 경과한 후의 식생복원 상태를 보여주는 사진이다.

도 10d는 본 실시예 2로 63일이 경과한 후의 식생복원 상태를 보여주는 사진이다.

도 10e는 본 실시예 2로 73일이 경과한 후의 식생복원 상태를 보여주는 사진이다.

도 10f는 본 실시예 2로 83일이 경과한 후의 식생복원 상태를 보여주는 사진이다.

도 11은 종래 방식대로 복토 흙을 덮어 복구한 후 2년째 되는 시기의 식생 상태(100)와 본 실시예 2에 의하여 복구한 후 83일이 경과한 식생 상태(200)를 대비하여 보여주는 사진이다.

도 11에서 명확히 보여주는 바와 같이, 종래 방식에 따르면, 복구 한지 1년이 넘어 2년째가 되지만 식재목은 고사하여 죽어가고, 초본류 마저 활착이 되지 않 은 반면, 본 발명에 따른 실시예 2에 의하면 복구한 지 83일밖에 지나지 않았음에도 불구하고 초본류(풀, 새)는 물론이고, 관목류인 참싸리, 산지 사방용인 아카시아, 식재 수종인 강송도 모두 발아되어 활착 되었음을 확인할 수 있다(도 10f 참조요).

결국, 본 발명에 의하면, 종래 복토 흙덮기로 복구하는 것보다 약 3년 이상 빠르게 식생을 복원할 수 있는 효과가 있다.

또한, 채석장 1 헥타르(ha)를 복원하는데 소요되는 비용도 하기 표 1에서와 같이 많은 차이가 남을 알 수 있다.

구 분	종래 방식 (복토흙 덮기)	본 발명 (활엽수칩 펴기)	비 고
복토흙 또는 활엽수칩 소요량	2,500m3	114톤(152.7m3)
복토흙 또는 활엽수칩등 구입비	없음	4,521,000원
운반경비 (차량)	16,302,500원	2,850,000원
운반경비 (사람)	154,360,000원	1,000,000원
복토흙 또는 활엽수칩 펴기	9,070,000원	4,284,000원	기계장비 및 노무비
복구지 사면 거적 덮기	없음	10,013,450원	자재비 및 노무비 (실시예 2)
총 계	179,732,500원	22,668,450원	공사원가를 적용하지 않은 실공사비용임

표 1에서의 종래 방식에 따른 비용에는 식재목 구입비가 별도로 더 들어가나 이를 제외하더라도, 본 발명에 따른 실시예 1의 비용은 종래보다 14배 저렴하고, 본 발명에 따른 실시예 2의 비용은 종래보다 8배 저렴함을 알 수 있다.

본 발명에 따른 실시예 1 및 실시예 2는 발명자가 강릉시 강동면 언별리 소재 국유림에서 2006. 3. 28.부터 2006. 7. 8.까지 실제 시험 시행한 것이고, 표 1 또한 상기 실시예 1, 2를 시행하면서 들어간 소요비용을 종래 비용과 대비한 것이다.

본 발명에 따른 활엽수칩을 이용한 채석장 식생복원방법에 의하면, 종래보다 8~14배 저렴하게 식생복원공사를 할 수 있고, 식생복원되는 효과도 탁월하여 종래 방식보다 적어도 3년 이상 빠르게 식생을 복원할 수 있는 효과가 있다.

또한, 급경사지에는 종래의 복토 흙 덮기 방식으로 불가능했던 것을 본 발명에 의하여 경제적이면서 효과적으로 식생을 복원할 수 있게 된 효과도 있다.

Claims (6)

1. 채석 후 남은 폐석으로 계단 되메우는 단계와, 상기 되메워진 계단 사면을 정리하고 복토를 하는 단계와, 상기 사면에 식수 또는 식물종자를 파종하는 단계를 포함하여 이루어진 채석장 식생복원방법에 있어서,

   상기 식물종자를 파종한 사면에 2~5cm 길이의 참나무 수피(나무껍데기)로 구성된 활엽수칩을 2~5cm 두께로 펴는 단계가 더 포함되고,

   상기 식물종자를 파종하는 단계는 식물종자를 소정의 흙덩이로 뭉쳐 파종하는 것을 특징으로 하는 활엽수칩을 이용한 채석장 식생복원방법.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 활엽수칩 상부에 상기 흙덩이로 뭉쳐진 식물종자를 사람의 손으로 한번 더 파종하는 것을 특징으로 하는 활엽수칩을 이용한 채석장 식생복원방법.
3. 제 2 항에 있어서,

   상기 활엽수칩 상부에 소정의 거적 망을 씌우는 단계가 더 포함된 것을 특징으로 하는 활엽수칩을 이용한 채석장 식생복원방법.
4. 제 3 항에 있어서,

   상기 거적 망은 코아네트 또는 지오네트인 것을 특징으로 하는 활엽수칩을 이용한 채석장 식생복원방법.
5. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,

   상기 흙덩이는 90000~180000cm³ 흙에 1150~2300g의 식물종자를 섞어서 0.2~0.4cm의 직경을 갖는 것을 특징으로 하는 활엽수칩을 이용한 채석장 식생복원방법.
6. 제 5 항에 있어서,

   상기 흙은 50중량%의 부식토와 50중량%의 진흙으로 되어 있고,

   상기 식물종자는 새 400~800g, 참싸리 400~800g, 강송 150~300g, 아카시아 200~400g인 것을 특징으로 하는 활엽수칩을 이용한 채석장 식생복원방법.

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