KR100753658B1 - 인공습지 조성 방법 및 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 인공습지 조성 방법 및 장치에 관한 것으로, 본 발명에 따른 인공습지 조성 장치는 투수관과 상기 투수관을 감싸는 충진재와 상기 충진재를 감싸는 투수시트를 포함하여 구성되는 침투트렌치 다수 개가 상기 투수관들이 연통되도록 지표면 아래에 망형으로 배치되어 구성되는 망형 트렌치부와, 상기 망형 트렌치부의 투수관과 연통되는 물 공급관을 포함하여 구성되는 물 공급부 및 상기 투수관과 연통되도록 매설되는 방류조절조와 상기 방류조절조로부터 방류지점으로 배출되는 물의 통로가 되도록 상기 방류조절조와 방류지역 사이에 연결되는 방류관 및 상기 방류관에 설치되어 방류량을 조절하기 위한 방류량조절수단을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.

습지, 침투트렌치, 유공관, 수위조절, 밸브

Description

인공습지 조성 방법 및 장치 {METHOD AND DEVICE FOR COMPOSING ARTIFICIAL WET LANDS}

도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 인공습지 조성 장치를 나타낸 평면도.

도 2는 도 1의 A-A'선 또는 B-B'선을 따라 자른 단면도.

도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 수위조절수단을 나타낸 사시도.

도 4는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 인공습지 조성 장치를 나타낸 평면도.

※도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

100: 망형 트렌치부 100a: 침투트렌치

110: 투수관 120: 충진재

130: 투수시트 200: 물 공급부

210: 물 공급관 220: 여과장치

230: 밸브 300: 수위 조절수단

310: 방류 조절조 320: 방류관

330: 방류량 조절밸브 400: 맨홀

410: 맨홀 뚜껑 900: 하천

본 발명은 인공습지 조성 방법 및 장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 물을 지중으로 침투시키는 데 사용되는 침투트렌치를 이용하여 인공습지를 조성하는 방법 및 장치에 관한 것이다.

인공습지는 늪, 소택지, 습윤초지, 조수 습지와 하천을 따라 형성된 습지 등 광범위하게 형성된 습윤환경을 의미하며, 자연·인공, 담수·염수습지 구분없이 공통된 특징을 가지고 있다.

이는 물, 토양, 미생물, 식물, 동물들이 유기적으로 상호 반응하는 생태 순환시스템을 형성함으로써 생물학적 균형을 이루는 것을 의미한다.

습지는 오수의 자연정화, 유독물질의 경감, 부영양화의 조절 등 수질을 정화하고, 생태적 생산과 분해, 먹이사슬의 유지, 영양물질의 순환기능을 도우며, 정수식물 군락 발생을 유도하고, 생물종의 서식처를 제공하며 홍수를 방지하는 등의 다양한 기능을 가진다.

근래에 들어 상기한 바와 같은 습지가 가진 가치를 인위적으로 창출할 수 있는 인공습지에 대한 관심이 증폭되고 있다.

인공습지는 주로 사각형 형태로서 바닥에 모래, 자갈 등을 30~60cm 정도 포설하고 그 상부에 수심을 10~30cm 정도 유지하면서 정수식물을 재배하도록 설비된 것이다.

그러나 종래의 인공습지는 이를 조성하기 위하여 습지로 조성하고자 하는 넓 은 지역의 땅을 모두 파내고 방수시트 등을 깔아 불투수층을 형성하여 습지조를 만든 다음 모래, 자갈 등을 그 안에 채워넣는 방식으로서 공사 규모가 커서 설비 비용과 기간이 많이 소요된다는 문제점이 있다.

또한, 종래의 인공습지는 처리효율이 낮고, 유지관리에 어려움이 있으며, 수량 또는 수위의 변동폭이 큰 하천 수변이나 수로 등에서는 장치를 용이하고 안정적으로 유지하기 어려운 문제점이 있다.

본 발명은 이러한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위해서 안출된 것으로서, 본 발명은 대표적인 침투시설인 침투트렌치를 이용하여 인공습지를 조성함으로써 인공습지의 조성 방법이 용이하고 설비 비용 및 기간이 절약되며, 공급유량과 침투 및 확산속도가 큰 침투트렌치를 이용함으로써 습지 조성이 효율적으로 이루어지며, 방류조절수단이 구비되어 수위를 알맞게 조절할 수 있고, 유지 및 관리가 용이한 인공습지 조성 방법 및 장치를 제공하는 데 그 목적이 있다.

이와 같은 상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 인공습지 조성 방법은 투수관과, 상기 투수관을 감싸는 충진재와, 상기 충진재를 감싸는 투수시트를 포함하여 구성되는 침투트렌치 다수 개를 상기 투수관들이 연통되도록 망형으로 매설하고 상기 투수관과 연통되는 물 공급부에 의하여 상기 투수관에 물을 흐르게 함으로써 습지를 조성하는 것이다.

또한, 상기 투수관이 매설된 부위 위쪽의 지면의 높이를 상기 투수관들에 의 하여 둘러싸인 지면의 높이보다 높게 할 수 있다.

한편, 상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 인공습지 조성 장치는 투수관과 상기 투수관을 감싸는 충진재와 상기 충진재를 감싸는 투수시트를 포함하여 구성되는 침투트렌치 다수 개가 상기 투수관들이 연통되도록 지표면 아래에 망형으로 배치되어 구성되는 망형 트렌치부와, 상기 망형 트렌치부의 투수관과 연통되는 물 공급관을 포함하여 구성되는 물 공급부 및 상기 투수관과 연통되도록 매설되는 방류조절조와 상기 방류조절조로부터 방류지점으로 배출되는 물의 통로가 되도록 상기 방류조절조와 방류지역 사이에 연결되는 방류관 및 상기 방류관에 설치되어 방류량을 조절하기 위한 방류량조절수단을 포함하여 구성된다.

또한, 상기 수위조절수단의 방류조절조 위에는 개폐 가능한 뚜껑으로 덮이는 맨홀이 형성되는 것이 바람직하다.

또한, 상기 망형 트렌치부가 다수 개 형성되고, 상기 각 망형 트렌치부는 상기 물 공급부의 물 공급관에 의해서만 연통 가능하게 설치되며, 상기 물 공급관과 각각의 망형 트렌치부 사이에는 개별적으로 밸브가 설치되어 있어 상기 각 망형 트렌치부에 선택적으로 물 공급을 할 수 있도록 구성될 수 있다.

또한, 상기 투수관은 유공관인 것이 바람직하다.

또한, 상기 물 공급관의 도중에는 오염물을 거르기 위한 여과장치가 설치되는 것이 바람직하다.

또한, 상기 충진재는 투수성이 좋은 입자성 물질인 것이 바람직하다.

이하, 본 발명의 구체적인 실시 예를 첨부된 도면을 참고하여 상세하게 설명 한다.

도 1은 본 발명의 일 실시 예를 따른 인공습지 조성 장치의 평면도이고, 도 2는 도 1의 A-A'선 또는 B-B'선을 따라 자른 단면도이다.

본 발명에 따른 인공습지 조성 장치는 하천(900) 수변에 설비된 것으로서, 그 구성은 망형 트렌치부(100), 물 공급부(200) 및 수위조절수단(300)을 포함하여 구성된다.

망형 트렌치부(100)는 침투 트렌치들이 망형을 이루며 연통되도록 연결되어 이루어진다.

침투트렌치는 도 2에 도시된 바와 같이, 투수관(110), 투수관(110)을 감싸는 충진재(120) 및 투수시트(130)로 이루어진다. 투수관(110)의 단면 형상은 원형 또는 계란형이고, 투수관(110)의 재질은 콘크리트 또는 염화비닐을 표준으로 한다. 본 실시 예에서의 투수관(110)은 군데군데 구멍이 뚫린 유공관이며, 유공경은 충진재의 입도를 고려하여 20mm 이하로 하고, 개공률은 장기적으로 투수를 저해하지 못하도록 0.5% 이상을 표준으로 한다. 충진재(120)는 자갈이나 모래 등 투수성이 좋은 입자성 물질을 재료로 하며, 충진재의 폭은 소형 굴착기의 버켓 폭을 고려하여 600mm 정도를 표준으로 하고 부지가 좁은 경우와 같이 제약이 있는 경우에는 300mm 정도를 최소 치수로 한다. 충진 높이는 설계수두에 의해 결정하며 500~1000mm를 표준으로 한다. 투수시트(130)는 부직포로서, 투수시트(130)가 쇄석을 감싸서 침투트렌치를 둘러싸고 있는 토사가 충진재(120)로 유입되는 것을 방지함으로써 충진재(120)에 충분한 공극이 있도록 한다. 침투트렌치 하나의 길이는 청소 등의 유지 관리를 고려하여 관경의 120배 이하를 표준으로 한다.

상기한 것과 같이 구성된 다수 개의 침투트렌치를 도 1에 도시된 것과 같이 투수관(110)이 서로 통하도록 망형으로 연결하면서 지면 밑에 매설함으로써 망형 트렌치부(100)가 구성된다. 침투트렌치를 매설할 때에는 습지화하려는 땅 전체를 파내지 않고 침투트렌치가 매설될 부위의 땅만 파내고 침투 트렌치를 매설한 다음 다시 덮으면 된다. 망형 트렌치부(100)의 망 형태는 도 1에 도시된 것과 같은 격자형 이외에 다양한 형태로 구성될 수 있다.

망형 트렌치부(100)의 투수관(110)은 물 공급관(210)에 의하여 물 공급부(200)와 연결된다. 자연적으로 물이 공급되지 않는 경우 물 공급부(200)에는 인공적으로 물을 공급하기 위한 펌프가 구비될 수 있다. 물 공급부(200)로부터 공급되는 물의 통로인 물 공급관(210)의 도중에는 여과장치(220)가 설치되어 있으며, 이 여과장치(220)는 물 공급부로부터 공급되는 물에 포함되어 있는 현탁물질(SS)이 망형 트렌치부(100)에 유입되는 것을 방지하기 위함이다. 이와 같은 여과장치(220)는 침투트렌치에 현탁물질이 유입되면 침투 효율이 떨어지기 때문에 필요하다.

망형 트렌치부(100) 중에서 방류지역인 하천(900)과 가까운 쪽의 가장자리로서 침투트렌치들이 교차되는 부분들 중 적어도 한 군데에는 수위조절수단(300)이 구비된다. 수위조절수단(300)은 방류지역으로의 방류량을 조절함으로써 습지의 수위를 조절할 수 있도록 구비된다. 수위조절수단(300)은 방류조절조(310)와 방류관(320) 및 방류량 조절밸브(330)로 구성된다. 방류조절조(310)는 도 3에 도시된 것과 같이, 상면이 개방된 원통 형태의 집수통으로서 방류조절조(310)와 연결된 침 투트렌치의 투수관(110)으로부터 유입되는 물이 저장될 수 있도록 설치되며, 방류조절조(310)에 저장된 물은 일정량 이상이 방류조절조(310)에 채워지면 방류관(320)을 통해 하천(900)으로 빠져나간다. 방류관(320)의 입구에는 방류량 조절밸브(330)가 구비되어 있고, 방류량 조절밸브(330)의 개폐 정도를 조절함으로써 방류량을 조절할 수 있다. 방류량 조절밸브(330)는 본 발명의 방류량 조절수단의 한 가지 예로서 방류량 조절수단으로는 밸브 외에도 월류벽이 이용될 수 있다.

또한, 도 3에 도시된 것과 같이 습지 조성 장치의 보수 및 유지관리와 밸브 조작 등을 하는 데 있어서의 편의성을 위하여 침투트렌치(100a)들의 교차지점, 방류조절조(310) 및 물 공급부(200) 위에는 작업자가 드나들 수 있도록 맨홀(400)이 형성되고, 맨홀(400) 위의 지면에는 맨홀 뚜껑(410)이 개폐 가능하게 설치된다.

한편, 지하에 매설된 습지 조성 장치의 위에 있는 지면의 형상은 도 2에 도시된 바와 같이 나란히 매설된 침투트렌치(100a)와 침투트렌치(100a) 사이, 즉 침투트렌치(100a)들로 둘러싸인 부분의 위에 있는 지표면이 침투트렌치(100a)들이 매설된 부분의 위에 있는 지표면보다 낮게 되도록 함으로써 침투 트렌치(100a)와 침투트렌치(100a) 사이 부분에 웅덩이가 형성되고 여기에 물이 고이도록 할 수 있다. 또는, 위와 같이 지표면의 높이차를 두지 않고 습지 전체의 지표면을 평평하게 할 수도 있으며, 이는 습지의 용도와 주변 환경을 고려하여 결정한다.

상기와 같이 구성된 본 발명의 실시 예에 따른 습지 조성 장치의 작용을 설명하면 다음과 같다.

물 공급부(200)로부터 하천, 저수지, 수로 등에 있는 물을 물 공급관(210)을 통하여 침투트렌치의 투수관(110)에 물이 공급된다. 이 때 공급되는 물에 포함된 부유물질은 물 공급관(210)에 설치된 여과장치(220)에 의하여 걸러진다. 망형 트렌치부(100)를 이루고 있는 침투트렌치들은 투수관(110)끼리 연통되어 있으므로 물 공급관(210)을 통해 유입된 물이 모든 침투트렌치의 투수관(110) 내부를 흐르게 된다. 유공관인 투수관(110)을 흐르는 물의 일부는 투수관의 구멍들을 통해 충진재(120) 및 투수시트(130)를 거쳐 침투트렌치 주변의 토사로 흘러들어감에 따라 일정 영역의 토지가 물로 포화됨으로써 습지가 조성된다.

이때 나란히 배치되는 침투트렌치(100a)와 침투트렌치(100a) 사이의 거리를 너무 멀게 할 경우에는 침투트렌치(100a)들로 둘러싸인 부분이라도 물이 침투되지 못하는 부분이 생길 수 있으므로 침투트렌치(100a)들을 망형으로 구성하는 데 있어 침투트렌치(100a)들을 적당히 조밀하게 배치할 필요가 있다. 이러한 방식은 종전의 경우와 같이 침투트렌치를 침투시설로 사용하는 데 있어서는 물을 건조한 토양으로 침투시킴으로써 방류량을 줄이는 데 그 목적이 있기 때문에 다수 개의 침투트렌치를 단순히 종단으로 이어붙이는 등 침투트렌치들을 배치하는 데 있어 가급적 서로에 의한 간섭을 덜 받도록 매설하는 방식과는 상반된 것이라 하겠다.

투수관(110)을 흐르는 물은 방류조절조(310)에 모여들어서 저장되거나 방류조절조(310)의 방류관(320)을 통해 하천에 방류된다. 습지 상의 수위는 방류조절조(310)에 저장된 물의 방류량을 조절함으로써 조절할 수 있다. 습지 상의 수위를 높일 필요가 있을 때에는 수위조절수단의 방류량 조절밸브(330)를 더 적게 개방하거나 닫음으로써 수위를 높이고, 수위를 낮출 필요가 있을 때에는 수위조절수단의 밸브(330)를 더 많이 개방하여 하천에의 방류량을 증가시킨다.

도 4는 본 발명의 다른 실시 예를 나타낸 것으로서, 두 개의 망형 트렌치부(100)를 구성한 다음 두 개의 망형 트렌치부(100) 모두와 연결되는 물 공급관(210)을 설치하고 물 공급관(210)과 각 망형 트렌치부(210) 사이에 개별적으로 밸브(230)를 설치한 것이다. 상기 물 공급관(210)과 각 망형 트렌치부(210) 사이의 밸브들은 자동제어장치에 의해 번갈아가며 개폐되도록 설치될 수 있다. 이때 두 개의 망형 트렌치부(210)는 물 공급관(210)을 통해서가 아니고는 서로에 대해 단절된다. 물 공급관(210)과 어느 하나의 망형 트렌치부(100) 사이의 밸브(230)를 폐쇄하면 해당 망형 트렌치부(100)로는 물이 공급되지 않으므로 해당 망형 트렌치부(100) 주위의 토지는 습지로 조성되지 않으며, 물 공급관(210)과 또 다른 하나의 망형 트렌치부(100) 사이의 밸브(230)를 개방하면 해당 망형 트렌치부(100)로는 물이 공급되므로 해당 망형 트렌치부(100) 주위의 토지는 습지로 조성된다. 즉, 이러한 구성에 의하여 필요한 시점에 필요한 영역만을 습지로 조성할 수 있다는 장점이 있고, 땅을 건조시켰다가 젖게 했다가를 반복하는 경우 땅의 침투 능력 및 정화 능력이 향상되는 효과가 있다.

이상의 설명에서와 같이 본 발명은 바람직한 구체적인 예들에 대해서만 기술하였으나, 상기의 구체적인 예들을 바탕으로 한 본 발명의 기술사상 범위 내에서의 다양한 변형 및 수정이 가능함은 당업자에게 있어서 명백한 것이며, 또한, 이러한 변형 및 수정이 첨부된 특허청구범위에 속함은 당연한 것이다.

이상에서와 같이, 본 발명에 의한 습지 조성 방법 및 장치에 의하면 유량공급량이 크고 침투속도 및 확산속도가 큼으로 인하여 종전에는 침투 시설로 이용되어왔던 침투트렌치를 습지 조성 수단으로 사용함으로써 필요한 시기에 넓은 면적의 땅을 신속하게 습지로 조성할 수 있다는 장점이 있다. 또한, 종래의 습지 조성 방법처럼 습지를 조성하고자 하는 땅을 전부 파낼 필요가 없고 침투트렌치를 매설할 부분만 파내면 되고 침투트렌치 이외에 별다른 복잡한 구성이 필요하지 않아 습지 조성에 필요한 비용, 인력 및 기간이 대폭 절감된다는 장점이 있다. 또한, 처리효율이 높고, 작업자 통로가 구비되어 유지관리가 용이하며, 수위 조절을 간편하고 신속하게 할 수 있도록 구성되어 수량 또는 수위의 변동 폭이 큰 지역에서도 용이하고 안정적으로 사용할 수 있다는 장점이 있다.

Claims (8)

1. 투수관과, 상기 투수관을 감싸는 충진재와, 상기 충진재를 감싸는 투수시트를 포함하여 구성되는 침투트렌치 다수 개를 상기 투수관들이 연통되도록 망형으로 매설하고 상기 투수관과 연통되는 물 공급부에 의하여 상기 투수관에 물을 흐르게 함으로써 습지를 조성하는 것을 특징으로 하는 인공습지 조성 방법.
2. 제1항에 있어서,

   상기 투수관이 매설된 부위 위쪽의 지면의 높이를 상기 투수관들에 의하여 둘러싸인 지면의 높이보다 높게 하는 것을 특징으로 하는 인공습지 조성 방법.
3. 투수관과, 상기 투수관을 감싸는 충진재와, 상기 충진재를 감싸는 투수시트를 포함하여 구성되는 침투트렌치 다수 개가 상기 투수관들이 연통되도록 지표면 아래에 망형으로 배치되어 구성되는 망형 트렌치부;

   상기 망형 트렌치부의 투수관과 연통되는 물 공급관을 포함하여 구성되는 물 공급부; 및

   상기 투수관과 연통되도록 매설되는 방류조절조와, 상기 방류조절조로부터 방류지점으로 배출되는 물의 통로가 되도록 상기 방류조절조와 방류지역 사이에 연결되는 방류관 및 상기 방류관에 설치되어 방류량을 조절하기 위한 방류량조절수단을 포함하여 구성되는 수위조절수단을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 인공 습지 조성 장치.
4. 제3항에 있어서,

   상기 망형 트렌치부의 침투 트렌치들이 교차되는 부분, 상기 물 공급부 및 상기 수위조절수단의 방류조절조 위에는 유지관리용 맨홀이 형성되는 것을 특징으로 하는 인공습지 조성 장치.
5. 제3항 또는 제4항에 있어서,

   상기 망형 트렌치부가 다수 개 형성되고, 상기 각 망형 트렌치부는 상기 물 공급부의 물 공급관에 의해서만 연통 가능하게 설치되며, 상기 물 공급관과 각각의 망형 트렌치부 사이에는 개별적으로 밸브가 설치되어 있어 상기 각 망형 트렌치부에 선택적으로 물 공급을 할 수 있도록 구성되는 것을 특징으로 하는 인공습지 조성 장치.
6. 제3항 또는 제4항에 있어서,

   상기 투수관은 유공관인 것을 특징으로 하는 인공습지 조성 장치.
7. 제3항 또는 제4항에 있어서,

   상기 물 공급관의 도중에는 오염물을 거르기 위한 여과장치가 설치되는 것을 특징으로 하는 인공습지 조성 장치.
8. 제3항 또는 제4항에 있어서,

   상기 충진재는 투수성이 좋은 입자성 물질인 것을 특징으로 하는 인공습지 조성 장치.

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