KR100934092B1 - 하천용댐의 어류이동시스템 건설공법 - Google Patents

Abstract

하천에 댐을 설치하면 물고기류 등의 하천 생물들은 댐의 상류와 하류간의 이동 통로가 단절되어 물과 그 주변에 서식하는 생물들의 생태계에 커다란 문제가 발생한다. 법령에 따라 댐의 주변에 어도를 설치하고 있으나 어도에 대한 지식과 인식이 부족하고 시공상 문제점들을 안고 있어 그리 좋은 효과를 거두지 못하고 이로 인한 환경 생태계의 많은 문제점이 발생되고 있다.

본 발명은, 안전하게 설계된 수위조절을 이용한 자동 어류이송시스템 건설공법으로 위쪽과 아래쪽의 유인통로와 수압개폐용문, 그리고 물고기가 자유로이 헤엄쳐서 상부로 이동하게 하기위한 통로를 밝혀줄 전등시설, 상류측 수위와 하류측 수위를 조절하는 자동제어시스템 등을 구비하고, 어류 통로에서 물고기가 이동을 하지 않고 있을 경우를 대비하여 부구와 사슬로 연결된 이송장치그물망을 상하수위조절방법으로 부구와 이송장치그물망을 이용하여 상하로 이동하는 어류의 강제 이송장치로 구성된 것이 특징이 있다.

본 발명은 상류와 하류간의 높은 수위 차이에 상관없이 어도를 설치할 수 있는 수위조절을 이용한 어류의 자동이송장치 시스템으로 상·하류간의 고도 차이에 상관없고, 수직이나 경사면이 있다 하여도 설치 할 수 있는 아주 획기적인 시스템이다.

하천. 댐. 물고기. 자동이송 장치.

Description

하천용댐의 어류이동시스템 건설공법{The construction method of fishes movement in river dam}

도 1은 수위조절을 이용한 어류의 자동이송장치 시스템의 구조도

도 2는 부구에 사슬로 연결된 이송장치그물망 구조도

도 3은 유인통로의 문 단면도

도 4는 전등을 구비한 어류의 이동통로

도 5는 개폐장치의 또 다른 유형도

도 6은 자동제어시스템 도

〈도면의 주요부분에 대한 부호의 설명〉

1 : 이동통로. 2 : 물고기

3 : 아래쪽 유인 통로 4 : 수압 개폐용 문

5 : 이송장치 그물망 6 : 부구

7 : 사슬 연결장치 8 : 아래쪽 리미트 스위치

9 : 위쪽 리미트 스위치 10 : 위쪽 유인 통로

11 : 개폐문의 이동방향 12 : 압축용 고무

13 : 전등 14 : 개폐장치 틀

15 : 개폐장치 16 : 유인용 통로

17 : 어류 이동경로 18 : 수위

19 : 그물망 로울러 20 : 수위조절 밸브

21 : 수위 조절 수관 22 : 물

본 발명은 하천에 시공된 댐에 있어서 어류의 이동이 원활하게 이루어져 생태계가 파괴되는 것을 방지하도록 한 어류 이동시스템을 이용한 하천용댐의 어류 이동시스템 건설공법에 관한 것이다.

본 발명은 하천에 댐을 설치하면 물고기류 등의 하천 생물들은 댐의 상류와 하류간의 이동 통로가 단절되어 물과 그 주변에 서식하는 생물들의 생태계에 커다란 문제가 발생한다. 댐은 수생동식물의 이동통로까지 방해하여 수생동식물의 서식공간을 침해한다. 또한 댐이나 보를 설치하면 물속에 서식하는 생물들의 이동 통로만 단절되는 것이 아니라 하천을 기반으로 하는 생태계 전체가 교란되어 조류나 육상동물의 이동도 곤란해지며 특히 저수지나 보의 상하 이동은 불가능하게 된다.

현행 수산자원 보호령 12조 2항에 "하천의 전유폭을 차단하는 공작물을 설치하고자 하는 자는 수산청장과 협의해 하천의 일부를 개방하거나 어도를 설치해 소하(遡河)어류의 통로를 확보해야 한다" 라고 되어있지만 이 법령에 따라 댐의 주변에 어도를 설치하고 있으나 어도에 대한 기술부족과 시공상 많은 문제점들을 안고 있어 그리 좋은 효과를 거두지 못하고 있다.

전국에 많은 저수지 및 댐이 설치되어 있으나 어도가 설치된 댐이나 저수지가 많지 않으며 어도에 관한 연구 및 인식도 매우 미흡한 실정으로 많은 환경 생태계의 문제점이 발생하게 된 것이다.

어도를 만드는 공법은 도벽식어도와 계단식어도가 있다. 대개 상류와 하류간의 댐의 격차가 그리 높지 않은 수중 보등에 적용되고 있는 것이 한계이다. 이러한 공법은 대개 현장에서 계단식 수면차를 이용하는 경우이나 이 경우도 대개 시멘트 등이 동절기 파손되어 쉽게 망가지는 사례가 발생하여 그 효과는 매우 미흡하다. 또 다른 공법으로는 아이스하버형(계단식)으로 조립식불럭을 미리 만들어 설치하는 정도이다. 이러한 공법들은 소양강댐이나 다목적댐들 중 상류와 하류간의 수위차가 심한 경우에는 적용할 수 없는 공법이다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해소하기 위해 수위조절을 이용한 어류의 자동이송시스템 공법을 제공하는 데 본 발명의 목적이 있는 것이다. 본 발명은 하류의 물고기나 상류의 물고기가 어떤 영향도 받지 않고 스스로 자기가 이동하고 싶은 곳으로 이동 할 수 있도록 물고기를 유인하고 유인된 물고기가 스스로 헤엄쳐서 상류 쪽으로 이동하기 위한 공간을 만들고 규칙적인 활동 주기를 만들어 상류와 하류간을 자유로이 이동 할 수 있는 통로를 만들어 주는데 있다.

따라서, 어도의 올바른 설치와 안전한 어류의 이동 공간 확보를 위해 본 발명을 적용한다면 기존에 설치된 댐이나 신설하는 댐의 생태계 환경은 좋아 질것이며, 물고기의 자유로운 왕래로 인하여 어종의 멸종을 막을 수 있는 획기적인 발명 이다.

본 발명은 안전하게 설계된 수위조절을 이용한 어류의 이송시스템으로 댐의 수위 조절용 경계부위(18) 상단부와 하단부에 개구부에 수압개폐용문(4)을 설치하고 물고기를 유인할 수 있는 유인통로(3.10)와 그리고 상부와 하부를 연결하는 물고기 이동통로(1)와 이동통로 내에 전등(13)을 설치하고 수위를 조절하기위한 밸브(20)와 물고기를 안전하게 이송할 수 있는 부구(6)에 매달린 이송장치그물망(5)과 일정한 전원이 인가된 타이머와 개폐장치 스위치 리미트스위치(8.9)로 이루어진 시간 조정 시스템(도6)으로 구성되어 있다. 본 발명은 인간이 인위적으로 물고기를 생포하여 상단과 하단으로 이동하는 것과는 달리 댐의 한쪽에 본장치의 시스템을 건설하면 되는 장치이다. 또한, 본 장치는 전기적으로 이용하게 할 수도 있고 물리적으로도 이용 가능한 시스템의 구성이다

위의 구성요소를 부분별로 설명하면 다음과 같다.

이동통로(1)는 댐의 상류와 하류 간에 수위차를 이용하기 위한 구조체로 물고기 유인통로(3.10)와 일체화된 구조체로, 제작에 있어서 일정량의 수압을 이길 수 있어야 한다. 이 통로를 이용하여 물고기가 상·하류로 이동하며, 물고기는 부구와 일체화된 물고기 이송장치그물망(5)을 타고 오르내리게 된다.
상하단의 유인통로(3.10)는 상류의 물고기가 자연히 모일 수 있도록 일정한 크기와 주변의 경관에 따라 제작할 수 있다. 그리고 유인통로(3.10)와 이동통로(1)사이에 수압개폐용문(4)을 달아 수위를 조절하여 물고기를 이송시킨다.
수압개폐용문(4)은 유인통로(3.10)와 이동통로(1)의 사이의 상·하단부에 설치하여 하류의 물고기를 상류로 이동시에는 상단부의 수압개폐용문(4)을 닫아 물이 하류로 이동하는 것을 막고 하단부의 이송장치그물망(5)에 물고기가 차면 하단부의 수압개페용문(4)을 닫고 나서 수위조절용 밸브(20)를 열어 이동통로(1) 내에 물이 차게 한 후 상단부 수압개폐용문(4)을 열어 물고기가 위쪽으로 이동하게 하는 주된 장치이다.
부구에 사슬로 연결된 물고기 이송장치그물망(도2(5))은 본 특허의 가장 중요한 역할을 하는 것으로 부구(6)와 이송장치그물망(5) 사슬연결장치(7) 그물망 로울러(19)로 형성된다. 사용방법은 이동통로 내를 상하로 움직여 물고기(2)를 이동시키기 위한 수단으로 사용된다. 상단부의 수압개폐용문(4)을 닫고 하단부의 수압개폐용문(4)을 열어놓으면 물고기는 유인통로(1)를 거쳐 바닥에 처져있는 이송장치그물망(5) 속으로 들어오게 된다. 일정시간동안 모아진 물고기를 이송하기위해 하단부의 수압개폐용문(4)을 닫고 수위조절용밸브(20)를 열어 물을 이동통로(1)에 채우게 되면 부구(6)는 뜨게 되고 부구에 사슬을 통해 매달린 이송장치그물망(5)은 위로 달려 올라가게 된다. 이때 이송장치그물망(5) 속에 갇힌 물고기는 수위가 차오르는 속도로 상단부의 수압개폐용문(4)까지 자동으로 이송하게 된다. 그리고 상단부의 수압개폐용문(4)를 열게 되면 물고기는 상류 수위(18)를 따라 밖으로 나가게 된다. 이송장치그물망(5)는 다시 상단부에서 일정시간 머물러 물고기를 유인한 후 상단부의 수압개폐용문(4)을 닫고 하단부의 수압개폐용문(4)을 열어 물을 빼면 부구(6)는 아래로 내려오게 되고 부구(6)에 매달린 이송장치그물망(5)도 함께 바닥으로 내려오게 된다. 그러면 물고기는 상단에서 하단으로 이동통로(1)를 따라 내려오게 되는 원리이다.
상·하단부의 수압개폐용문(4)는 이동통로(1)와 상단부유인통로(10) 하단부유인통로(3)의 사이에 설치되며 수압개폐용문(4) 압축용고무(12) 개폐장치틀(도4(14))로 구성된다. 이는 물고기를 이동시키기 위한 상류와 하류간의 수위조절 및 물고기를 이동시키기 위한 주된 장치이다. 이장치는 본 특허 도1. 도3. 도4에 예시되어있다. 본 수압개폐용문은 도면(4)에 예시된 방법 외에 도면(5)의 장치로 현지 시공상의 방법에 의하여 크기와 자동조절 장치 등을 첨가할 수 있다.
전등(13)은 이동통로(1)내를 밝게 해주는 기능으로 하단부나 상단부의 물고기를 유인하기위하여 적당한 위치에 장치할 수 있다. 또한 물고기를 유인하기 위한 기능 외에 장치의 수리 등에도 사용할 수 있도록 비상용으로 사용할 수 있다.
수위조절장치는 수위조절용수관(21)과 수위조절밸브(20)로 구성되며 이는 이동통로(1)에 물고기를 이송하기위해 부구(6)를 띠워 이송장치그물망(5)을 들어올려 물고기를 상류로 보내기위한 이동통로(1)내에 물을 공급하는 장치로 사용된다. 하단부 수압개폐용문(4)이 닫히면 수위조절밸브(20)를 열어 상류의 물을 수압을 이용 상류측 수위(18)와 동일 할 때까지 이동통로(1)내에 물을 채우는 역할을 한다.
자동제어시스템(도6)은 본 발명의 작동을 위하여 일정한 전원이 인가된 타이머와 개폐장치 스위치와 안전한 작동을 위하여 상하수압개폐용문의 종단에 리미트스위치(8.9)로 구성된다.
위의 구성요소를 첨부된 도면에 의해 운용방법을 상세히 설명하면 다음과 같다. 강을 가로 막고 있는 각종 댐의 상류와 하류에 물고기가 자유롭게 이동할 수 있는 이동통로(1) 구조체를 만들어 물고기의 생태가 완전 복원될 수 있도록 하는 것이다. 도1의 수위조절을 이용한 어류의 자동이송장치의 시스템에 대하여 설명하면 상류측과 하류측에 물고기 유인통로(3.10)와 그것을 실어 나르거나 어류가 자위적으로 상·하단부로 이동 할 수 있는 수위조절용 이동통로(1) 터널을 만들어준다. 이 통로(1)는 공사 시공의 형편과 현장의 상태에 따라 수직 또는 사선으로 시공 할 수 있다. 다만 상부와 하부간의 수압차를 이 길수 있는 구조이면 된다.

수위조절용 통로의 상류와 하류 쪽에 어류 유인통로(3.10)를 만들고 그 통로의 끝단에 수압을 이길 수 있는 수압개폐용문(4)을 만든다. 그리고 수압차를 이기는 어류의 이동통로(1)로 물고기가 자유롭게 이동할 수 있도록 물을 채워 준다. 이때 물고기가 원활하게 움직일 수 있도록 수위조절을 이용한 물고기 이동통로(1)의 상부나 중간 하단부분에 전등(13)을 배치하여 물고기가 쉽게 이동할 수 있도록 한다. 하류의 물고기가 상류로 이동하기 위한 강제적인 장치로 수위조절을 이용한 물고기 이동통로(1) 내부에 부구(6)와 사슬연결장치(7)와 이송장치그물망(5)으로 구성된 물고기 강제 이송장치(도5) (도2)를 내부에 둠으로서 상단부와 하단부 간에 물고기를 강제로 옮길 수 있는 것이다.

부구(6)는 하단부의 수면과 수위(18)를 같게 하여 항상 수면에 떠있는 구조로 하고 이송장치그물망(도2(5))은 고기가 쉽게 드나들 수 있도록 한쪽에 개폐장치를 두어 평상시 유인통로로 들어온 고기가 수위조절을 이용한 물고기 이동통로(1)를 벗어나지 않는 구조로 한다. 이 부구는 아래쪽 수위(18)에서부터 상류쪽 댐 수면까지의 물고기를 강제로 이송하는 장치로 일정한 전원이 인가된 타이머와 개폐장치 스위치로 이루어진 시간 조정 시스템(도6)에 의하여 설정된 시간동안 머문 후 작동을 한다. 예를 들면 하류 쪽에 5시간 머물면서 물고기 유인 통로를 통해 들어온 어류를 강제적으로 상류로 운반하게 한다. 이때 수위조절을 이용한 어류의 이동통로(1)로 양 측 단에 장치한 수압개폐용문(4)중 하단부에 장치된 개폐장치문(4)는 닫고 상단부에 장치된 개폐장치문(4)를 열게 되면 수위조절을 이용한 어류의 이동통로(1) 안에 물이 차게 된다. 그러면 부구(6)는 위로 상승하게 되고 부구에 사슬로 연결된 이송장치그물망(5)에 갇힌 물고기는 수위조절을 이용한 물고기 이동통로(1)내에 수면이 상승하는 만큼씩 상부로 이동하는 것이다. 상부로 이동이 되면 이송장치그물망을 열어 이동된 물고기가 상류측의 수면으로 이동하도록 위쪽의 유인통로(10)로 나가게 하면 된다. 그리고 또 일정한 시간동안 상류측의 물고기가 유인될 수 있도록 정지했다가 수위조절을 이용한 어류의 이동통로(1)의 상단부의 수압개폐용문(4)을 닫고 하단부에 장치된 수압개폐용문(4)을 열게 되면 수위조절을 이용한 어류의 이동통로내의 수면은 점점 아래쪽의 수면과 일치 할 때까지 물을 빼면 상류측에 있는 부구(6)와 사슬로 연결된 이송장치그물망(5)은 아래쪽으로 이동하게 된다, 하류쪽으로 다 내려오면 이송장치그물망(5)을 열어 물고기가 하류쪽으로 나가도록 아래쪽유인용통로(3)로 내 보내면 되는 것이다. 이 부구(6)의 사용방식에 있어서 또 하나는 도2의 장치를 사용하지 않고 수위를 조절하는 방식으로만 사용할 수 도 있다. 부구체(도)를 물에 뜨지 못하도록 이동통로(1)의 하단부에 고정시키고 상하수위(18)의 조절하는 방식으로 하여 물고기가 스스로 상·하로 이동하게 할 수 있다. 대부분의 물고기는 자기의 위치보다 상류쪽으로 가려는 습성이 있기 때문에 하단부의 유인통로로 들어온 물고기는 수위조절을 이용한 어류의 이동통로(1)를 거쳐 상류로 스스로 이동을 한다.
또 다른 방법으로는 이 특허의 방식으로 하여 바닥식생 물고기들이 습관을 이용하여 도2의 부구체 틀안 이송장치그물망(5)에 돌등을 이용하여 물고기의 숨을자리를 만들어 유인하여 위쪽으로 이동하게 할 수 있다.

본 시스템의 가장 중요한 것은 상류측과 하류측간의 물의 이동에 있어서 항상 상류측이던 하류측이던 양단에 설치된 수압개폐용문(4)은 상호 반대 작용을 하여야 한다. 상류측으로 이동시에는 하단쪽의 문을 잠그고 수위조절을 이용한 어류 이동통로에 수위조절용 밸브(20)를 열고 수위조절용 수관(21)을 통하여 물(22)을 채우고 물고기를 상류측으로 방생할 때 까지는 하단부의 수압개폐문(4)은 잠겨 있어야 한다. 반대로 상류측의 물고기를 하류측으로 이동시키기 위해서는 하단부의 문을 잠그고 수위조절을 이용한 어류의 이동통로 안에 물을 채운 뒤, 상단부의 문을 잠근 후 하단부의 문을 열어 서서히 물을 빼서 하류쪽의 수위(18)가 맞도록 한 다. 그러면 물고기는 하류에서 상류로 상류에서 하류로 자유롭게 이동을 할 수 있는 것이다.

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본 발명은 또한 높은 수위 차이에 상관없이 어도를 설치할 수 있는 수위조절을 이용한 어류의 자동이송장치 시스템으로 상류와 하류간의 고도 차이에 상관없고, 수직이나 경사면이 있다 하여도 설치 할 수 있는 아주 획기적인 시스템이다.

이상에서 상술한 바와 같이 본 발명은, 댐의 상단과 하단간의 수위조절을 이용한 것으로 현재까지 강에 설치된 댐으로 인하여 상류와 하류간의 물고기의 이동이 원활하지 못해 생태계가 파괴되는 결과를 초래하고 있는데 반하여, 본 장치는 하류에서 상류로 이동하여 산란을 하거나 계절의 바뀜에 의하여 상 하류로 이동하는 물고기에게 새로운 삶의 장소로의 이동을 원활하게 하여 줌으로서 수생 생태환경 보호에 크게 기여하는 장치이다.

본장치의 구성과 시스템은 현재 까지 강을 가로막아 댐을 만들면서 상류와 하류간의 높은 수위차 때문에 물고기의 통로를 만들지 못했던 것을, 본 발명 시스템을 도입함으로서 세계의 어느 댐에도 적용할 수 있는 시스템으로 그것에 대한 부가가치는 매우 큰 아주 유익한 발명이다.

Claims (3)

1. 하천용 댐의 어류이동시스템에 있어서 물고기를 이동시키기 위하여 댐의 수위 조절용 경계부위(18)에 댐의 상류와 하류를 연결하는 이동통로(1)을 설치하고 상기 이동통로의 상부와 하부에 개구부를 형성하여 개구부에 유인통로(3.10)를 각각 연결 설치하고, 상기 유인통로 개구부에는 수압개폐용문을 설치하며, 물고기 이동통로(1)와 이동통로 내에 전등(13)을 설치하고 수위를 조절하기위한 밸브(20)와 수관(21), 물고기를 안전하게 이송할 수 있는 부구(6)에 매달린 이송장치그물망(5)과 일정한 전원이 인가된 타이머와 개폐장치 스위치 리미트스위치(8.9)로 이루어진 자동제어시스템(도6)으로 구성된 것을 특징으로 하는 하천용 댐의 어류이동시스템의 건설공법.
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