KR100899596B1

KR100899596B1 - 나선형 여과탑을 가진 인공수중생태환경조성용 시스템

Info

Publication number: KR100899596B1
Application number: KR1020080033165A
Authority: KR
Inventors: 최현호; 김대진; 정선용
Original assignee: 최현호
Priority date: 2008-04-10
Filing date: 2008-04-10
Publication date: 2009-05-27
Also published as: KR20090037280A

Abstract

본 발명은 나선형 여과탑을 가진 인공수중환경조성용 시스템에 관한 것으로서, 나선형 여과탑을 이용하여 여과기능이 수행되며 다양한 서식조건을 갖는 서식처를 제공할 수 있는 나선형 여과탑을 가진 인공수중환경조성용 시스템을 제공하는 것이다.

본 발명의 나선형 여과탑은 원수공급부가 구비되고, 상층으로 갈수록 그 직경이 작아지며, 최상부에 상기 원수공급부로부터 공급된 물이 최초 공급되는 오목부가 형성되고, 상기 오목부와 연통되어 외측 면을 따라 나선형의 유로를 형성하여 상부에서 하부로 유동함에 따라 여과가 수행되는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 나선형 여과탑을 가진 인공수중생태환경조성용 시스템은 원수가 상기 나선형 여과탑을 통과함에 따라 여과기능이 수행되어 수중 환경을 개선할 수 있는 장점이 있으며, 나선형 여과탑, 연목, 및 완역구간이 형성된 하천구간은 각각의 특징을 가지고 있으며 다양한 생물의 서식처를 제공하여 보다 자연친화적인 인공수중환경을 조성할 수 있는 장점이 있다.

여과, 완역구간, 여울

Description

나선형 여과탑을 가진 인공수중생태환경조성용 시스템{Artificial Underwater Environment Creation System With Spiral Filtration Device}

본 발명은 나선형 여과탑을 가진 인공수중생태환경조성용 시스템에 관한 것으로서, 나선형 여과탑을 이용하여 여과기능이 수행되며 다양한 서식조건을 갖는 서식처를 제공할 수 있는 나선형 여과탑을 가진 인공수중생태환경조성용 시스템을 제공하는 것이다.

문명의 발달 및 산업화에 따라 도시 인구가 점차 증가됨에 따라 자연을 접할 기회가 줄어들게 되어 이에 따라 인공적인 방법으로라도 생물의 서식처를 제공하고 시민들이 자연과 쉽게 접할 수 있도록 하는 방안들이 제안된 바 있다.

한편, 수중환경 내에 유입된 유기물질은 계속적으로 공급되는데 반해 인공적인 방법으로 수중환경을 조성하는 경우에 그 식생이 다양하지 못함에 따라 적절히 정화되지 못하며, 특히, 연못과 같이 수심이 깊으며 흐름이 적어 내부 용존산소(DO)의 양이 적은 인공수중환경의 경우에는 금붕어나 비단잉어의 서식지로 전락하는 경우가 많고, 유기물이 적절히 분해되지 못하고 악취가 발생되는 등의 문제점 이 있으며, 이를 해결하기 위해 별도의 산소공급수단, 또는 여과수단 등이 필요한 문제점이 있다.

상기 문제점을 해결하기 위해 제안된 종래 연못의 정화수단을 도 1에 도시하였다. 상기 도 1에 도시한 바와 같은 연못시스템(10)은 연못(1) 내부의 연못 물이 관(2)을 통해 정화수단(3)으로 이동되어 펌프(6)를 이용하여 정화된 물을 상기 연못(1) 내부로 이동시키는 순환구조를 가지고 있다.

상기 정화수단(3)은 다양한 재료로 이루어진 여과층(4)을 통과하도록 하거나, 정수식물(5)을 통과하도록 하는 방법 등이 이루어지고 있다.

그러나 상기 도 1에 도시된 정화방법은 상기 관을 통해 유입된 유기물이 여과층 아래부터 침전흡착되어 슬러지로 퇴적하게 되고 유기물의 농도가 높아질수록 용존산소량도 더 필요함에도 상기 여과층이 수직구조를 가짐에 따라 대기와의 접촉이 차단되어 분해가 어려운 문제점이 있다.

또한, 상기 여과층은 슬러지 등에 의해 공극이 폐쇄되어 기능이 상실될 수 있으며, 이를 보수 및 관리하기 위해 많은 비용이 소요되는 문제점이 있다.

한편, 콘크리트 등으로 수중 환경의 바닥부를 형성하는 경우에 생물의 서식처로 이용되기 어려우며, 바닥에 일부 모레 또는 자갈층을 형성한다 하더라도 쉽게 유실되어 상기 유실된 바닥부분을 보강하기 위해 매년 막대한 예산이 소요되는 문제점이 있다.

더욱이 상기 콘크리트를 이용한 바닥부는 외부 온도 변화를 흡수하지 못하므 로 겨울에는 수온이 급격히 저하되고 여름에는 수온이 급격히 상승하게 되므로 생물의 서식공간으로 적합하지 않으며, 따라서 생명의 다양성이 존재할 수 없게 되는 문제점이 있다.

또한, 상기 수온의 급격한 변화에 따른 문제는 상기 콘크리트 바닥부를 가진 인공환경뿐만 아니라 유속이 빠르지 않은 정체 연못과 같은 환경에서도 동일한 문제를 가지고 있다.

본 발명은 상술한 바와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로써, 본 발명의 목적은 자연생태계를 파괴하지 않고 다양한 생물의 서식처를 제공하며, 나선형 여과탑을 통해 여과기능이 수행되어 수중 환경을 개선할 수 있고, 물의 흐름을 조절하여 보다 다양한 생물종이 서식할 수 있는 나선형 여과탑을 가진 인공수중생태환경조성용 시스템을 제공하는 것이다.

또한, 상기 나선형 여과탑은 방수층, 상기 방수층 상부에 탑의 최하층을 형성하는 잡석층, 상기 잡석층의 상부에 형성되는 자갈 및 모래층, 상기 잡석층, 자갈 및 모래층에 의해 형성된 둘레를 접착제와 방수막을 이용하여 부착되는 자연석층을 포함하여 형성되고, 상기 잡석층, 모래 및 자갈층, 및 자연석층이 점차 그 직경이 작아지도록 반복 형성되며, 상기 나선형 유로에는 내측으로부터 순차적으로 논흙층과 황토층이 형성되는 것을 특징으로 한다.

또, 상기 나선형 유로는 상기 나선형 여과탑 외측 상부방향으로 15 내지 25 ° 경사각을 갖도록 형성되는 것을 특징으로 한다.

한편, 본 발명의 나선형 여과탑을 가진 인공수중생태환경조성용 시스템은 상술한 바와 같은 특징을 가지는 나선형 여과탑; 상기 나선형 여과탑의 하부와 연통되어 상기 나선형 여과탑을 통과한 물이 유입되는 메인연못; 및 상기 메인연못과 연통되어 일정한 흐름을 따라 물이 이동되는 하천구간; 을 포함하여 형성되며, 상기 나선형 여과탑, 메인연못, 및 하천구간은 다양한 식물이 식재되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 나선형 여과탑, 연못, 및 하천구간을 순차적으로 통과한 물은 상기 나선형 여과탑의 오목부 또는 연못으로 이동되고, 상기 원수공급부는 시스템의 가동 또는 가뭄 기에만 상기 나선형 여과탑의 오목부로 물을 공급하도록 하는 것을 특징으로 한다.

또, 상기 원수공급부는 원수저장탱크, 상기 나선형 여과탑의 상층부로 원수를 이동시키는 제 1 펌프, 및 원수 내부의 철분 또는 유기물을 제거하는 여과필터가 더 구비되는 것을 특징으로 한다.

아울러, 상기 메인연못은 하부로부터 순차적으로 방수층, 흙층, 잡석층, 모래 및 자갈층, 및 혼합층을 포함하여 형성되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 하천구간은 하부로부터 순차적으로 방수층, 흙층, 잡석층, 모래 및 자갈층, 잡석층을 포함하여 형성되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 하천구간의 하부에는 상기 하천구간을 유동하는 일부의 물이 저장되는 저장조 및 폭기조를 설치하여 상기 저장조에 저장된 물은 상기 폭기조를 통 해 펌핑되며, 잡석, 자갈, 또는 자연석을 이용하여 하천구간의 폭을 조절함으로써 하천구간의 흐름이 조절되도록 하는 것을 특징으로 한다.

아울러, 상기 하천구간에는 하천구간 내측부분의 굴곡 경사를 70~95°로 설정하여 완역구간이 형성되도록 하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 인공수중생태환경조성용 시스템은 상기 나선형 여과탑, 연못 및 하천구간에 인접하여 식물들이 식재된 녹지구간이 형성되는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 나선형 여과탑을 가진 인공수중생태환경조성용 시스템은 원수가 상기 나선형 여과탑을 통과함에 따라 여과기능이 수행되어 수중 환경을 개선할 수 있는 장점이 있으며, 나선형 여과탑, 연목, 및 완역구간이 형성된 하천은 각각의 특징을 가지고 있으며 다양한 생물의 서식처를 제공하여 보다 자연친화적인 인공수중환경을 조성할 수 있는 장점이 있다.

이하, 상술한 바와 같은 특징을 가지는 본 발명의 나선형 여과탑(100) 및 상기 나선형 여과탑(100)을 가지는 인공수중생태환경조성용 시스템(1000)을 첨부된 도면을 참조로 상세히 설명한다.

도 2는 본 발명에 따른 나선형 여과탑(100)의 개략도이고, 도 3은 본 발명에 따른 나선형 여과탑(100)의 사시도이며, 도 4는 본 발명에 따른 나선형 여과 탑(100)의 단면도이다.

상기 도 2 내지 도 4에 도시된 바와 같이, 본 발명의 나선형 여과탑(100)은 원수를 공급하는 원수공급부(200)와 나선형 여과탑(100)을 포함하여 형성된다.

상기 나선형 여과탑(100)은 상층으로 갈수록 그 직경이 작아지는 탑형상을 갖도록 형성되며, 최상부에 오목부(110)가 형성되어 물이 최초 공급된다. 또한, 상기 나선형 여과탑(100)은 상기 오목부(110)와 연통되고 외측 면을 따라 나선형의 유로(120)를 형성하여 상부에서 하부로 유동함에 따라 여과가 수행된다.

상기 원수공급부(200)의 원수라 함은 지하수 또는 유수를 의미하며, 상기 나선형 여과탑(100)의 최상부인 오목부(110)에 원수를 공급한다.

상기 나선형 여과탑(100)은 다양한 재질 및 크기를 갖는 층을 갖도록 형성되어 상기 원수공급부(200)를 통해 공급되는 물이 나선형 유로(120)를 따라 흐름에 따라 여과가 진행되어 소독 등의 인공적인 처리 없이 환경친화적인 방법으로 여과가 진행되도록 하는 장점이 있다.

상기 나선형 여과탑(100)은 흙, 자갈, 모래, 자연석 등의 자연적인 재료를 이용하여 형성되는 것이 바람직하며, 여과 성능을 높이고 그 구조적 안전성을 높이기 위해 아래와 같은 구조를 갖도록 형성되는 것이 바람직하다.

상기 도 4에 도시된 바와 같이, 상기 나선형 여과탑(100)은 최하층으로부터 방수층(101), 잡석층(102), 모래 및 자갈층(103)이 형성되고, 상기 잡석층(102)과 모래 및 자갈층(103)에 의해 형성된 둘레에 형성되는 자연석층(104)을 포함하여 형성되며, 상부로 갈수록 그 폭이 작아지도록 상기 잡석층(102), 모래 및 자갈 층(103), 및 자연석층(104)이 반복형성되며, 상기 나선형 유로(120)에는 내측으로부터 순차적으로 논흙층(105)과 황토층(106)이 형성된다.

상기 오목부(110)는 상기 논흙층(105) 또는 황토층(106)이 형성되는 경우에 유실될 가능성이 높아 오목부(110)의 하부는 상기 모래 및 자갈층(103)이 형성된다.

따라서 본 발명의 나선형 여과탑(100)은 원수가 상기 오목부(110) 및 나선형 유로(120)를 유동함에 따라 소독과정과 같은 인공적인 공정이 아니라 자연적인 재료를 이용하고 나선형의 구조를 통해 여과가 용이하게 진행할 수 있도록 하며, 상기 나선형 여과탑(100) 역시 작은 생태계를 형성할 수 있는 장점이 있다.

또한, 본 발명의 나선형 여과탑(100)은 원수를 공급하기 위한 최소한의 전력만이 요구되므로 시스템(1000)의 유지 및 보수가 용이한 장점이 있다.

더욱 상세하게 상기 나선형 여과탑(100)의 형성을 설명하면, 상기 나선형 여과탑(100)은 최하층에 방수층(101)이 형성되고, 그 두께는 20~30Cm 가량 형성되어 누수되는 일이 없이 안전하게 시스템이 유지될 수 있도록 하는 것이 바람직하다.

상기 잡석층(102)은 나선형 여과탑(100)의 기본 골격을 형성하는 것으로 상기 방수층(101)의 상부에 형성된다.

상기 모래 및 자갈층(103)은 상기 잡석층(102)의 사이 및 그 상층부에 형성되어 구조를 치밀화하는 층이며, 상기 모래 및 자갈층(103)이 형성되어 유수의 급격한 유출을 방지하는 역할을 한다.

상기 잡석층(102)과 모래 및 자갈층(103)에 의해 형성된 둘레에 구비되는 자 연석층(104)은 접착제와 방수제를 이용하여 구비되는 것이 바람직하다. 상기 자연석층(104)은 추후 논흙층(105)과 황토층(106)이 구비되는 공간을 마련하고 나선형의 유로(120)를 형성할 수 있도록 형성된다.

상기 잡석층(102)과, 모래 및 자갈층(103), 자연석층(104)은 그 폭이 상부로 갈수록 점차 감소되도록 형성하고, 상기 최상부에는 상기 오목부(110)가 형성되며, 외측 둘레에 나선형 유로(120)를 형성하도록 한다.

상기 잡석층(102)과, 모래 및 자갈층(103), 자연석층(104)의 반복에 의해 나선형 여과탑(100)의 기본 구조인 오목부(110)와 나선형 유로(120)가 형성되면, 상기 나선형 유로(120)에는 내측으로부터 순차적으로 논흙층(105)과 황토층(106)이 형성된다.

이 때, 상기 나선형 유로(120)는 상기 나선형 여과탑(100) 외측 상부방향으로 15 내지 25° 경사각을 갖도록 형성되어 상기 나선형 여과탑(100)의 나선형 유로(120)를 따라 유동하는 물이 외부로 튀거나 유출되는 것을 방지하고, 다양한 생물이 서식할 수 있는 서식처를 제공하는데 용이하도록 한다.

도면에서 상기 황토층(106)은 물에 잠기는 상태로 표현하였으나, 일부 구간은 외부 공기와 접촉되도록 수위를 조절하여 상기 자연석층(104)이 형성된 바로 내측(나선형 유로(120)의 최외측)의 일정부분은 물의 흐름이 없이 수분이 공급되는 공간을 형성하도록 할 수 있다.

상기 경사각을 형성하기 위해 상기 황토층(106)은 논흙층(105)보다 더 두터운 층을 형성하도록 하고, 상기 논흙층(105)과 황토층(106)은 단차지도록 하는 것 보다 상기 도 4에 도시된 바와 같이 곡선면을 형성하도록 한다.

상기 나선형의 유로에는 수변식물을 식재하는 것이 바람직하며, 상기 식재된 식물은 나선형 여과탑(100)의 구조 및 생물상의 안정성을 안전성을 높일 뿐만 아니라 다슬기, 반딧불이 유충 등과 같은 생물의 서식처를 제공하게 된다. 아울러, 상기 공간은 유충이 성충으로 변화하는데 필요한 장소를 제공할 수 있으며, 우기 시 급격히 증가된 유수로부터 생물체가 대피할 수 있는 장소를 제공하게 된다.

본 발명에서 상기 잡석층(102)에 이용되는 잡석은 직경이 100~200mm 인 입자크기를 가지며, 물 저항성을 높여 내부에 풍부한 산소를 만들어내고, 그 자체로 수서곤충 등의 서식처 및 산란의 장소가 되며, 플랑크톤의 형성에 도움이 된다.

상기 모래 및 자갈층(103)에 이용되는 상기 모래는 0.06~2 mm의 입자크기를 갖는 강(江)모래를 의미하는 것으로, 상기 자갈과 함께 모래 및 자갈층(103)을 형성하고 불필요한 수중의 유기물을 흡수하는 장점이 있다. 또한, 상기 자갈은 직경이 약 35~45mm 정도인 입자를 의미하는 것으로, 상기 자갈이 이용됨으로써 식물의 뿌리게 산소공급과 양분의 흡수가 원활하도록 하며, 원생동물의 서식에 도움을 주게 된다.

상기 자연석층(104)에 이용되는 자연석은 가로×세로×높이의 크기가 25~45×45~60×35~55 Cm 정도인 것이 이용될 수 있다. 또한, 구조적 안정성을 높이기 위하 하부에 위치한 자연석은 상부에 위치한 자연석보다 큰 입자를 갖는 것을 이용하는 것이 바람직하며, 이는 본 발명의 나선형 여과탑(100)의 크기 및 용량 등에 따라 다양하게 형성될 수 있다.

상기 논흙층(105) 및 황토층(106)은 0.001~0.005 mm의 입자크기를 갖으며 각각 마사를 섞어 사용할 수 있다. 상기 마사는 식물의 식재를 용이하게 하기 위한 요소로 흙(논흙 또는 황토) : 마사의 비율이 80 : 20으로 형성되는 것이 바람직하다. 상기 논흙층(105)이 형성됨으로써 유수의 유실을 방지함과 동시에 수중의 유기물을 흡착하여 식물에 양분을 공급하도록 하는 역할을 담당하게 된다.

도 5는 본 발명에 따른 나선형 여과탑(100)을 가진 인공수중생태환경조성용 시스템(1000)의 사시도이다.

상기 도 5에 도시한 본 발명의 나선형 여과탑(100)을 가진 인공수중생태환경조성용 시스템(1000)은 상술한 바와 같은 특징을 가지는 나선형 여과탑(100); 상기 나선형 여과탑(100)의 하부와 연통되어 상기 나선형 여과탑(100)을 통과한 물이 유입되는 메인연못(300); 및 상기 메인연못(300)과 연통되어 일정한 흐름을 따라 물이 이동되는 하천구간(400)을 포함하여 형성되며, 상기 나선형 여과탑(100), 메인연못(300), 및 하천구간(400)은 다양한 식물이 식재되는 것을 특징으로 한다.

전체 물의 흐름을 살펴보면 최초 시스템(1000)의 가동 시에 상기 원수공급부(200)를 통해 상기 나선형 여과탑(100)의 오목부(110)로 물이 공급되며, 상기 나선형 유로(120)를 따라 하부로 유동된 물은 메인연못(300)을 거쳐 하천구간(400)을 따라 이동하게 된다.

첫 번째로, 상기 하천구간(400)은 상기 메인연못(300)과 그 시작과 끝이 연통되어 다시 메인연못(300)으로 순환되도록 하거나, 상기 하천구간(400)을 통과한 물이 상기 나선형 여과탑(100)의 오목부(110)로 공급되도록 하여 순환 중에 유입된 유기물 등이 여과되어 흐를 수 있도록 할 수 있다. 이 때, 상기 원수공급부(200)는 최초 시스템(1000)의 가동시 및 가뭄기에 유량이 부족할때만 공급하도록 한다.

상기 도 5에 도시한 도면은 상기 메인연못(300)과 하천구간(400)이 연통되도록 하여, 나선형 여과탑(100), 메인연못(300) 및 하천구간(400)을 통과한 물이 다시 메인연못(300)으로 유입되도록 한 예를 도시하였다.

또한, 두 번째로, 본 발명은 상기 방법 외에도 상기 원수공급부(200)로부터 계속 일정량의 물이 공급되도록 하고, 상기 하천구간(400)을 통과한 물은 배수되도록 할 수 있으며, 세 번째로, 상기 첫 번째와 두 번째 방법이 혼재되어 사용될 수 있다.

상기 세 번째 방법을 더욱 상세히 설명하면, 일부 물은 배수되고, 일부 물은 다시 시스템(1000)을 유동하도록 하는 것으로 상기 배수장치는 공지된 것이므로 그 설명을 생략한다.

상기 원수공급부(200)는 원수가 저장되는 원수저장탱크(210), 상기 나선형 여과탑(100)의 상부로 원수를 이동시키는 제 1 펌프(220)를 포함하여 형성되며, 여과필터(230)가 더 구비될 수 있다.

상기 여과필터(230)는 상기 원수가 지하수인 경우, 철분과 같이 생물의 생존에 유해한 성분들을 여과하기 위한 구성으로 상기 나선형 여과탑(100)을 가진 인공수중생태환경조성용 시스템(1000)이 가동되는 지역적 환경에 따라 다양하게 형성될 수 있다.

도 6은 본 발명에 따른 나선형 여과탑(100)을 가진 인공수중생태환경조성용 시스템(1000)의 부분 개략도로, 상기 원수공급부(200)는 상기 원수저장탱크(210)의 상층부가 지표면과 동일선상에 위치하고, 상층부가 햇빛 등이 통과가능한 철망으로 형성되어 상기 원수저장탱크(210) 내부의 원수에 햇빛이 공급되도록 한다.

상기 메인연못(300)은 하부로부터 순차적으로 방수층, 흙층, 잡석층, 모래 및 자갈층, 및 혼합층을 형성하며, 상기 흙층은 논흙과 황토를 60 대 40으로 배합한 것으로서, 상기 흙층은 유수가 누출됨을 방지하고 식물의 성장에 도움이 되며 수질을 개선하는 효과가 있다. 그러나 상기 흙층은 물에 의해 쉽게 소실될 수 있으므로, 상기 흙층을 형성한 후 상기 흙층의 상부에 잡석층과 모래 및 자갈층을 55 내지 80Cm로 형성하는 것이 바람직하다.

또한, 상기 혼합층은 논흙, 황토, 잡석, 모래, 및 자갈 등이 혼합된 것으로서 다양하게 형성되도록 한다.

상기 흙층, 잡석층, 모래 및 자갈층은 여름과 겨울의 온도변화에도 메인연못(300) 내부의 온도가 적절히 유지되도록 하여 생물종의 서식이 용이하도록 하고, 패각류의 먹이원이 된다.

상기 메인연못(300)을 형성하는 흙(논흙 및 황토), 잡석, 모래, 및 자갈은 상기 나선형 여과탑(100)을 형성하는 재료의 특성과 같으므로 전술한 설명으로 그 특징에 대한 설명은 생략한다.

또한, 상기 도 5에 도시된 바와 같이, 상기 메인연못(300)을 가로지르는 다리를 형성할 수 있으며, 상기 다리를 형성함에 따라 형성되는 그늘에 의해 또 다른 생물의 서식처를 제공되고, 수중생물의 관찰이 더욱 용이해지는 장점이 있다.

도 7은 본 발명에 따른 나선형 여과탑(100)을 가진 인공수중생태환경조성용 시스템(1000)의 하천구간(400) 단면도로, 상기 도 7에 도시된 바와 같이, 본 발명의 나선형 여과탑(100)을 가진 인공수중생태환경조성용 시스템(1000)의 상기 하천구간(400)은 하부로부터 순차적으로 방수층(401), 흙층(402), 잡석층(403), 모래 및 자갈층(404), 잡석층(405)을 포함하여 형성되는 것을 특징으로 한다.

상기 하천구간(400)은 상기 메인연못(300)의 하부 층 형성은 동일하나 최상부의 층이 잡석층(405)으로 형성된다.

상기 하천구간(400)은 상기 방수층(401)의 상부에 상기 하천구간(400)을 유동하는 일부의 물이 저장되는 저장조(410)와 상기 저장조(410)에 저장된 물을 특정방향으로 분사하는 폭기조(420)가 형성되어 그 흐름을 조절하게 되는데, 상기 물의 흐름에 의해 하부 층이 유실되는 것을 방지하기 위해 최상부 층인 잡석층(405)이 형성된다.

또한, 상기 하천구간(400)은 상기 저장조(410) 및 폭기조(420)가 구비될 뿐만 아니라, 상기 잡석층(405)의 상부에 잡석, 자갈, 또는 자연석을 이용하여 상기 하천구간(400)의 폭을 조절하거나 너비를 조절하여 물의 흐름이 빨라지는 여울(Riffles)을 형성하도록 한다.

아울러, 상기 하천구간(400)에는 하천구간(400) 내측부분의 굴곡 경사를 70~95°로 설정하여 완역구간(430)이 형성되도록 한다. 상기 굴곡 경사는 하천구 간(400)을 상부에서 바라본 방향에서의 완역구간(430) 내측을 의미하며, 상기 완역구간(430)은 물을 따라 유동하는 미세한 물질이 퇴적되도록 한다.

상기 완역구간(430)은 물의 흐름에 따라 그 바닥부의 하면은 외측 하부 방향으로 경사를 이루게 되며, 내측은 약 15~25°정도, 외측은 약 25~35°정도의 경사를 이루게 된다. 즉, 내부의 수심이 더 깊게 형성된다.

상기 완역구간(430)은 하천구간(400)의 규모 및 시스템(1000) 환경에 따라 하나 이상 형성될 수 있다.

실제 자연하천구간(400)의 경우에도 50~100m 사이에 일부 생물종의 급격한 차이를 보이는데 이는 유량 및 유속에 따라 서식할 수 있는 생물이 달라지기 때문이다.

본 발명의 나선형 여과탑(100)을 가진 인공수중생태환경조성용 시스템(1000)은 상술한 바와 같은 자연의 효과를 이용하여 물의 흐름을 조절함으로써 다양한 생물이 서식할 수 있도록 하는 장점이 있으며, 상기 하천구간(400)의 흐름을 빠르게 조절하여 물 내부의 산소공급을 원활히 함으로써 유기물 등의 분해가 용이하게 진행되도록 하는 장점이 있다.

도 8은 본 발명에 따른 나선형 여과탑(100)을 가진 인공수중생태환경조성용 시스템(1000)의 평면 구성도로, 상기 도 8에 도시된 바와 같이, 상기 여과탑, 연못 및 하천구간(400)에 인접하여 식물들이 식재된 녹지구간(500)이 형성되도록 하는 것이 바람직하다.

상기 녹지구간(500)을 통해 수상 및 육상 식물과 생물의 관찰이 쉽게 하며 휴식공간을 제공하는 역할을 한다.

하기 표 1은 본 발명에 따른 나선형 여과탑(100)을 가진 인공수중생태환경조성용 시스템(1000)의 상기 나선형 여과탑(100), 메인연못(300), 하천(400), 완역구간(430)에 서식할 수 있는 식물, 수서곤충, 어류, 및 패류를 정리한 표이다.

하기 표 1에서 확인한 바와 같이, 본 발명은 하나의 시스템(1000) 내에 다양한 생물종이 서식가능한 장점이 있다.

본 발명은 상기한 실시예에 한정되지 아니하며, 적용범위가 다양함은 물론이고, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 다양한 변형 실시가 가능한 것은 물론이다.

도 1은 종래의 연못 시스템을 나타낸 개략도.

도 2는 본 발명에 따른 나선형 여과탑의 개략도.

도 3은 본 발명에 따른 나선형 여과탑의 사시도.

도 4는 본 발명에 따른 나선형 여과탑의 단면도.

도 5는 본 발명에 따른 나선형 여과탑을 가진 인공수중생태환경조성용 시스템의 사시도.

도 6은 본 발명에 따른 나선형 여과탑을 가진 인공수중생태환경조성용 시스템의 부분 개략도.

도 7은 본 발명에 따른 나선형 여과탑을 가진 인공수중생태환경조성용 시스템의 연못 단면도.

도 8은 본 발명에 따른 나선형 여과탑을 가진 인공수중생태환경조성용 시스템의 평면 구성도.

**도면의 주요부분에 대한 부호의 설명**

100 : 나선형 여과탑

101 : 방수층 102 : 잡석층

103 : 모래 및 자갈층 104 : 자연석층

105 : 논흙층 106 : 황토층

110 : 오목부 120 : 나선형 유로

200 : 원수공급부

210 : 원수저장탱크 220 : 제 1 펌프

230 : 여과필터

300 : 메인연못

400 : 하천구간

401 : 방수층 402 : 흙층(논흙+황토)

403 : 잡석층 404 : 모래 및 자갈층

405 : 잡석층

410 : 저장조 420 : 폭기조

430 : 완역구간

500 : 녹지구간

1000 : 나선형 여과탑을 가진 인공수중생태환경조성용 시스템

Claims

원수공급부(200)가 구비되고, 상층으로 갈수록 그 직경이 작아지며, 최상부에 상기 원수공급부(200)로부터 공급된 물이 최초 공급되는 오목부(110)가 형성되고, 상기 오목부(110)와 연통되어 외측 면을 따라 나선형의 유로를 형성하여 상부에서 하부로 유동함에 따라 여과가 수행되는 것을 특징으로 하는 나선형 여과탑(100);

상기 나선형 여과탑(100)의 하부와 연통되어 상기 나선형 여과탑(100)을 통과한 물이 유입되는 메인연못(300);

상기 메인연못(300)과 연통되어 일정한 흐름을 따라 물이 이동되는 하천구간(400); 을 포함하여 형성되며, 상기 나선형 여과탑(100), 메인연못(300), 및 하천구간(400)은 다양한 식물이 식재되는 것을 특징으로 하는 나선형 여과탑(100)을 가진 인공수중생태환경조성용 시스템.
제 1 항에 있어서,

상기 나선형 여과탑(100)은 방수층, 상기 방수층 상부에 탑의 최하층을 형성하는 잡석층, 상기 잡석층의 상부에 형성되는 자갈 및 모래층, 상기 잡석층, 자갈 및 모래층에 의해 형성된 둘레를 접착제와 방수막을 이용하여 부착되는 자연석층을 포함하여 형성되고,

상기 잡석층, 모래 및 자갈층, 및 자연석층이 점차 그 직경이 작아지도록 반복 형성되며,

상기 나선형 유로(120)에는 내측으로부터 순차적으로 논흙층과 황토층이 형성되는 것을 특징으로 하는 나선형 여과탑(100)을 가진 인공수중생태환경조성용 시스템.
제 1 항에 있어서,

상기 나선형 여과탑(100), 연못, 및 하천구간(400)을 순차적으로 통과한 물은 상기 나선형 여과탑(100)의 오목부(110) 또는 연못으로 이동되고,

상기 원수공급부(200)는 시스템(1000)의 가동 또는 가뭄 기에만 상기 나선형 여과탑(100)의 오목부(110)로 물을 공급하도록 하는 것을 특징으로 하는 나선형 여과탑(100)을 가진 인공수중생태환경조성용 시스템.
제 3 항에 있어서,

상기 원수공급부(200)는 원수저장탱크(210), 상기 나선형 여과탑(100)의 상층부로 원수를 이동시키는 제 1 펌프(220), 및 원수 내부의 철분 또는 유기물을 제거하는 여과필터(230)가 더 구비되는 것을 특징으로 하는 나선형 여과탑(100)을 가진 인공수중생태환경조성용 시스템.
제 1 항에 있어서,

상기 메인연못(300)은 하부로부터 순차적으로 방수층, 흙층, 잡석층, 모래 및 자갈층, 및 혼합층을 포함하여 형성되는 것을 특징으로 하는 나선형 여과탑(100)을 가진 인공수중생태환경조성용 시스템.
제 1 항에 있어서,

상기 하천구간(400)은 하부로부터 순차적으로 방수층, 흙층, 잡석층, 모래 및 자갈층, 잡석층을 포함하여 형성되는 것을 특징으로 하는 나선형 여과탑(100)을 가진 인공수중생태환경조성용 시스템.
제 6 항에 있어서,

상기 하천구간(400)의 하부에는 상기 하천구간(400)을 유동하는 일부의 물이 저장되는 저장조(410) 및 폭기조(420)를 설치하여 상기 저장조(410)에 저장된(흡수된) 물은 상기 폭기조(420)를 통해 펌핑되며, 잡석, 자갈, 또는 자연석을 이용하여 하천구간(400)의 폭을 조절함으로써 하천구간(400)의 흐름이 조절되도록 하는 것을 특징으로 하는 나선형 여과탑(100)을 가진 인공수중생태환경조성용 시스템.
제 7 항에 있어서,

상기 하천구간(400)에는 하천구간(400) 내측부분의 굴곡 경사를 70~95° 로 설정하여 완역구간(430)이 형성되도록 하는 것을 특징으로 하는 나선형 여과탑(100)을 가진 인공수중생태환경조성용 시스템.
제 1 항에 있어서,

상기 인공수중생태환경조성용 시스템(1000)은 상기 나선형 여과탑(100), 연못 및 하천구간(400)에 인접하여 식물들이 식재된 녹지구간(500)이 형성되는 것을 특징으로 하는 나선형 여과탑(100)을 가진 인공수중생태환경조성용 시스템.