KR101023690B1 - 수류의 유속과 침식력을 저감할 수 있는 유속저감형 호안 블록 - Google Patents

Abstract

본 발명은 하천의 제방비탈면에 설치되어 하천의 수류에 의해 제방비탈면이 유실되는 것을 방지하는 호안 블록으로서, 구체적으로는 하천횡단구조물이 연결되는 하천 제방비탈면 등과 같이 수류의 유속과 침식력이 큰 장소에서, 제방비탈면을 타고 흐르는 수류의 유속과 침식력을 줄일 수 있는 유속저감형 호안 블록에 관한 것이다.
본 발명에서는 두께를 가지는 사각판형으로 이루어져 있되, 일측 단부는 중앙부분에서 일측 단부로 갈수록 상면이 오목한 곡면형태로 상승하는 곡선 상승부(230)로 이루어진 형상을 가지고 있으며; 하천의 수류가 곡선 상승부(230)가 형성된 일측 단부와 대향되는 측면의 단부로부터 곡선 상승부(230) 방향으로 흐르면서 수류가 유속저감형 호안 블록(2)의 곡률을 가지고 상승되는 형상의 곡선 상승부(230)를 따라 곡선으로 상승하면서 흐르게 되어 수류의 유속이 줄어들게 되는 것을 특징으로 하는 유속저감형 호안 블록이 제공된다.

Description

수류의 유속과 침식력을 저감할 수 있는 유속저감형 호안 블록{REVETMENT BLOCK HAVING FLOW VELOCITY REDUCTION FUNCTION}

본 발명은 하천의 제방비탈면에 설치되어 하천의 수류에 의해 제방비탈면이 유실되는 것을 방지하는 호안 블록으로서, 구체적으로는 하천횡단구조물이 연결되는 하천 제방비탈면 등과 같이 수류의 유속과 침식력이 큰 장소에서, 제방비탈면을 타고 흐르는 수류의 유속과 침식력을 줄일 수 있는 새로운 구조와 형상을 가지고 있는 유속저감형 호안 블록에 관한 것이다.

도 1에는 보 또는 낙차공과 같은 하천횡단구조물이 하천을 가로질러 설치된 상태를 보여주는 개략도가 도시되어 있다. 도 1에 도시된 것처럼, 하천을 횡단하여 보와 같은 하천횡단구조물(100)이 설치될 때, 하천횡단구조물(100)의 양단부는, 경사면을 가지는 제방(200)과 접속하게 된다. 그런데 제방(200)과 하천횡단구조물(100)의 양단이 접속하게 되는 접속부와 그 하류에서는, 수류가 하천횡단구조물(100)을 월류하면서 유속이 증가하고 3차원적인 거동을 하게 된다. 유속이 증가된 수류는 큰 침식력을 가지게 되고, 이러한 수류가 하천횡단구조물(100)의 하류에 위치하는 제방비탈면 부분(도 1에서 A로 표시된 부분)을 지속적으로 타격함으로 인하여 세굴현상이 발생하게 된다. 비록 제방비탈면에 호안 블록이나 호안 암석 등과 같은 호안 구조물이 설치되더라도, 큰 유속과 침식력을 가진 수류가 지속적으로 호안 구조물을 타격함으로써, 호안 구조물의 세굴에 대한 저항력이 감소된다. 결국 세굴에 대한 저항력을 상실한 호안 구조물의 일부분이 이탈되어, 제방비탈면의 토사가 수류에 직접 노출되고, 제방비탈면의 세굴되는 범위와 깊이가 점차 확장되면서 제방이 붕괴에 이르게 된다.

특히, 최근에는 이상홍수로 인한 수류의 흐름 강도가 강해짐으로써, 국부적인 유속증가를 고려하지 못한 기존의 거의 모든 제방에서 하천횡단구조물과 제방비탈면이 접속되는 접속부의 세굴현상이 발생하고 있고 그로 인하여 제방이 붕괴되는 피해 발생이 보고되고 있다. 즉, 홍수량이 증가할 때 급격하게 증가하는 유속을 제어하지 못해, 이로 인한 세굴 현상이 심하게 발생함에도 불구하고 이러한 유속 제어나 세굴 현상의 방지를 위한 효과적으로 대책을 마련하지 못하여 피해가 발생된 것이다.

하천횡단구조물과 제방비탈면이 연결되는 접속부에서의 수류 흐름양상이 복잡하지만 제방의 세굴 위험성이 높다는 점이 충분히 예측되므로, 이에 대한 대책을 수립하여 제방비탈면의 세굴을 방지함으로써 제방이 완전 붕괴되는 것을 미연에 방지하여 인명 및 재산을 보호할 수 있는 대책이 조속히 수립될 필요가 있다.

세굴로 인한 제방의 붕괴를 방지함에 있어서, 단순히 호안 구조물이 세굴에 대해 가지는 저항능력(세굴 저항력)을 증가시키는 방법으로서, 호안 구조물의 내력 강화시키는 방법이 있는데, 이 경우 제방비탈면을 콘크리트로 이루어진 단순한 호안 블록만으로 덮어씌우게 되어 친환경적인 호안의 형성이 어렵다는 한계가 있다.

따라서 식생 등이 가능한 친환경적인 호안을 형성하기 위해서는 단순히 호안 블록 등을 통한 내력 강화 방법에 더하여, 하천횡단구조물을 월류하는 수체의 유속을 저감시켜 세굴을 일으키는 침식력을 감소시키는, 외력 저감 방법을 동시에 사용하는 것이 바람직하다.

본 발명은 위와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 개발된 것으로서, 구체적으로는 하천횡단구조물을 월류하는 수류의 유속이 증가하고 3차원적인 거동을 하며 큰 침식력을 가지게 되는 제방비탈면과 하천횡단구조물이 접합되는 접합부에서 수류의 유속과 침식력을 저감시키는데 유용하게 사용될 수 있는 호안 블록을 제공하는 것을 목적으로 한다.

위와 같은 과제를 달성하기 위하여 본 발명에서는, 하천의 제방비탈면에 배치되어 제방비탈면을 보호하는 호안 블록으로서, 두께를 가지는 사각판형으로 이루어져 있되, 일측 단부는 중앙부분에서 일측 단부로 갈수록 상면이 완만하고 오목한 곡선형태로 상승하는 곡선 상승부로 이루어진 형상을 가지고 있으며; 하천의 수류가 곡선 상승부가 형성된 일측 단부와 대향되는 측면의 단부로부터 곡선 상승부 방향으로 흐르면서 수류가 유속저감형 호안 블록의 곡면으로 상승되는 형상의 곡선 상승부를 따라 곡선으로 상승하면서 흐르게 되어 수류의 유속이 줄어들게 되는 것을 특징으로 하는 유속저감형 호안 블록이 제공된다.

이러한 본 발명에 있어서, 유속저감형 호안 블록의 표면에는 수류가 흐르는 방향으로 오목부와 볼록부가 길게 연장된 선형의 무늬가 나란하게 복수개 형성되어 수류가 상기 무늬를 따라 흐르도록 구성될 수 있으며, 상기 유속저감형 호안 블록의 수류가 흐르는 방향의 일단부에는 돌출키가 형성되어 있고, 상기 유속저감형 호안 블록의 타단부에는 이웃하는 유속저감형 호안 블록의 돌출키가 끼워지는 끼움부가 형성되어 있어,

유속저감형 호안 블록이 복수개로 연속하여 제방비탈면에 배치될 때, 상기 유속저감형 호안 블록의 돌출키가 이웃하는 유속저감형 호안 블록의 끼움부에 끼워지는 형태로 결합될 수도 있다.

또한 본 발명에 있어서, 상기 유속저감형 호안 블록에는 수류의 흐름방향으로 관통공이 형성될 수도 있다.

본 발명에 의하면, 유속저감형 호안 블록이 제방비탈면 위에서 연속하여 결합 배치된 상태에서 상류로부터 하류로 수류가 흐를 때, 수류가 유속저감형 호안 블록의 곡률을 가지고 상승되는 형상의 곡선 상승부를 따라 곡선으로 상승하면서 흐르게 되므로, 수류의 유속이 줄어들게 되고, 연속 배치되어 있는 후속 유속저감형 호안 블록에서도 위와 같은 현상이 반복하여 일어나면서 수류의 유속과 침식력이 급격하게 줄어들게 된다. 따라서 이와 같은 유속저감형 호안 블록에 후속하여 하류쪽에 일반 호안 블록이 설치되었을 때, 수류에 의해 일반 호안 블록에 가해지는 침식력이 줄어들게 되어 호안 블록의 유실, 그에 따른 제방의 세굴 및 붕괴 위험이 줄어들게 되는 효과가 발휘된다.

또한 이와 같이 수류의 침식력이 줄어들게 되므로, 유속저감형 호안 블록의 하류에서 수류가 닿게 되는 제방비탈면을 피복하는데 사용되는 호안 블록으로서, 상대적으로 강도가 낮지만 식생기능이 우수한 식생 유공 블록을 사용할 수 있으며, 따라서 식생 상태가 우수한 친환경적인 호안의 형성이 가능하게 되는 효과가 발휘된다.

또한 본 발명에 따른 유속저감형 호안 블록을 이용하는 경우, 수류가 가지는 침식력이 감소하므로, 세굴에 대한 제방비탈면의 저항력을 가시키기 위한 추가 비용의 부담을 줄일 수 있는 효과가 있다.

도 1은 보 또는 낙차공과 같은 하천횡단구조물이 하천을 가로질러 설치된 종래의 호안 구조를 보여주는 개략도이다.
도 2 및 도 3은 각각 본 발명에 따른 유속저감형 호안 블록을 보는 각도를 달리하여 도시한 개략적인 사시도이다.
도 4는 도 2 및 도 3에 도시된 본 발명에 따른 유속저감형 호안 블록이 복수개로 연결 결합되는 상태를 보여주는 개략적인 조립 사시도이다.
도 5는 본 발명에 따른 유속저감형 호안 블록이 제방비탈면에 배치되어 있는 상태를 보여주는 제방의 개략적인 사시도이다.
도 6은 하천의 수류가 제방비탈면에 설치된 본 발명의 유속저감형 호안 블록을 따라 흐르는 형상을 보여주는 도 4에 도시된 조립 사시도의 개략적인 정면도이다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 설명한다. 본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 하나의 실시예로서 설명되는 것이며, 이것에 의해 본 발명의 기술적 사상과 그 핵심 구성 및 작용이 제한되지 않는다.

도 2 및 도 3에는 각각 본 발명에 따른 유속저감형 호안 블록(2)을 보는 각도를 달리한 개략적인 사시도가 도시되어 있다. 도 4에는 도 2 및 도 3에 도시된 본 발명에 따른 유속저감형 호안 블록(2)이 복수개로 연결 결합되는 상태를 보여주는 개략적인 조립 사시도가 도시되어 있다. 도 5에는 본 발명에 따른 유속저감형 호안 블록(2)이 제방비탈면에 배치되어 있는 제방의 개략적인 사시도가 도시되어 있고, 도 6에는 하천의 수류가 제방비탈면에 설치된 본 발명의 유속저감형 호안 블록(2)을 따라 흐르는 형상을 보여주는 도 4에 도시된 조립 사시도의 개략적인 정면도가 도시되어 있다.

도면에 도시된 것처럼, 본 발명에 따른 유속저감형 호안 블록(2)은 두께를 가지는 사각판형으로 이루어져 콘크리트나 모르타르 등으로 제작되는데, 형상에 있어서 일측 단부는 중앙부분에서 일측 단부로 갈수록 상면이 완만하고 오목한 곡선형태로 상승하는 곡선 상승부(230)로 이루어진 형상을 가지고 있다. 즉, 곡률을 가지고 곡면으로 상승되는 형상의 곡선 상승부(230)가 일측 단부에 형성되어 있는 것이다. 이러한 유속저감형 호안 블록(2) 상면의 표면에는 볼록부(232)와 오목부(231)로 이루어진 무늬가 길게 연장되어 나란하게 형성될 수 있다. 이와 같은 볼록부(232)와 오목부(231)로 이루어진 무늬를 형성하면, 후술하는 것처럼, 본 발명의 유속저감형 호안 블록(2)이 제방비탈면에 설치되고 수류가 유속저감형 호안 블록(2)의 표면을 따라 흐를 때, 수류가 종방향의 무늬를 따라 흐르도록 유도되고, 수직방향 즉, 제방비탈면의 높이 방향으로의 유동이 줄어들게 되어 와류 등의 발생이 억제되는 효과가 발휘된다.

이러한 본 발명의 유속저감형 호안 블록(2)은 도면에 도시된 것처럼, 하천의 수류 흐름 방향 즉, 종방향(도 4 내지 도 6에서 화살표 A로 표시된 방향)으로 복수개가 연속하여 결합된 형태로 배치될 수 있는데, 이 때 각각의 유속저감형 호안 블록(2)은, 그 곡선 상승부(230)가 종방향으로 하류쪽에 위치하도록 연속 배치된다. 즉, 마치 물결이 이는 형상으로 유속저감형 호안 블록(2)이 연속 배치되는 것이다.

이러한 유속저감형 호안 블록(2)의 종방향 연속 배치를 위하여 유속저감형 호안 블록(2)의 종방향 일안부에는 돌출키(235)가 형성되고, 종방향의 타단부에는 이웃하는 유속저감형 호안 블록(2)의 돌출키(235)가 끼워지는 끼움부(236)가 유속저감형 호안 블록(2)의 바닥면으로부터 오목하게 형성되어 있다.

또한 유속저감형 호안 블록(2)의 내부에는 종방향으로 관통공(237)이 형성될 수 있다. 따라서 복수개의 유속저감형 호안 블록(2)이 연속적으로 배치된 상태에서, 서로 연통하고 있는 관통공(237)에 철근이나 긴장재 등을 삽입하여 복수개의 유속저감형 호안 블록(2) 간의 결합을 더욱 일체화시킬 수도 있다.

이와 같은 구성을 가지는 본 발명의 유속저감형 호안 블록(2)이 제방비탈면 위에서 연속하여 결합 배치된 상태에서 상류로부터 하류로 수류가 흐를 때, 수류가 유속저감형 호안 블록(2)의 곡률을 가지고 상승되는 형상의 곡선 상승부(230)를 따라 곡선으로 상승하면서 흘러 유속이 줄어들게 되고, 연속 배치되어 있는 후속 유속저감형 호안 블록(2)에서도 위와 같은 현상(곡선 상승부(230)를 따라 상승하면서 흘러서 유속이 줄어드는 현상)이 반복하여 일어나면서 수류의 유속과 침식력이 급격하게 줄어들게 된다. 따라서 이와 같은 유속저감형 호안 블록(2)에 후속하여 하류쪽에 일반 호안 블록이 설치되었을 때, 수류에 의해 일반 호안 블록에 가해지는 침식력이 줄어들게 되어, 호안 블록의 유실, 그에 따른 제방의 세굴 및 붕괴 위험이 줄어들게 된다. 또한 이와 같이 수류의 침식력이 줄어들게 되므로, 유속저감형 호안 블록(2)의 하류에서 수류가 닿게 되는 제방비탈면을 피복하는데 사용되는 호안 블록으로서, 상대적으로 강도가 낮지만 식생기능이 우수한 식생 유공 블록을 사용할 수 있으며, 따라서 식생 상태가 우수한 친환경적인 호안의 형성이 가능하게 되는 효과가 발휘된다.

따라서 본 발명에 따른 유속저감형 호안 블록(2)은, 하천을 횡단하여 보와 같은 하천횡단구조물(100)이 설치될 때, 제방(200)과 하천횡단구조물(100)의 양단이 접속하게 되는 접속부와 그 하류에 설치되어 제방비탈면의 세굴을 방지하는데 매우 유용하게 사용할 수 있다.

2: 유속저감형 호안 블록 230: 곡선 상승부

Claims (4)

1. 하천의 제방비탈면에 배치되어 제방비탈면을 보호하는 호안 블록으로서,
   두께를 가지는 사각판형으로 이루어져 있되, 일측 단부는 중앙부분에서 일측 단부로 갈수록 상면이 오목한 곡면형태로 상승하는 곡선 상승부(230)로 이루어진 형상을 가지고 있으며;
   상기 유속저감형 호안 블록(2)의 표면에는 수류가 흐르는 방향으로 오목부(231)와 볼록부(232)가 길게 연장된 선형의 무늬가 나란하게 복수개 형성되어 수류가 상기 무늬를 따라 흐르도록 유도되며;
   상기 유속저감형 호안 블록(2)의 수류가 흐르는 방향의 일단부에는 돌출키(235)가 형성되어 있고,
   상기 유속저감형 호안 블록(2)의 타단부에는 이웃하는 유속저감형 호안 블록(2)의 돌출키(235)가 끼워지는 끼움부(236)가 형성되어 있어,
   유속저감형 호안 블록(2)이 복수개로 연속하여 제방비탈면에 배치될 때, 상기 유속저감형 호안 블록(2)의 돌출키(235)가 이웃하는 유속저감형 호안 블록(2)의 끼움부(236)에 끼워지는 형태로 결합되는 구조를 가지고 있으며;
   하천의 수류가 곡선 상승부(230)가 형성된 일측 단부와 대향되는 측면의 단부로부터 곡선 상승부(230) 방향으로 흐르면서 수류가 유속저감형 호안 블록(2)의 곡률을 가지고 상승되는 형상의 곡선 상승부(230)를 따라 곡선으로 상승하면서 흐르게 되어 수류의 유속이 줄어들게 되는 것을 특징으로 하는 유속저감형 호안 블록.
   
2. 삭제
3. 삭제
4. 제1항에 있어서,
   상기 유속저감형 호안 블록(2)에는 수류의 흐름방향으로 관통공(237)이 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 유속저감형 호안 블록.

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