KR101053880B1 - 토목섬유를 이용한 낙차공 또는 보의 개량구조 및 그 시공방법 - Google Patents

토목섬유를 이용한 낙차공 또는 보의 개량구조 및 그 시공방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 보나 낙차공으로 인하여 생물의 이동통로가 차단되는 곳에서 기존 구조물을 철거하지 않고 부분적인 개량을 통하여 어류 등이 자유롭게 거슬러 올라가게 하며, 낮고 계단형식의 여울을 조성함으로써 생태환경이 악화된 하천의 수질을 개선하며, 친환경적인 경관을 조성하고 생태계의 연속성을 유지시키는 토목섬유를 이용한 계단형 낙차공 또는 보의 개량시스템 및 그 시공방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
본 발명에 따른 토목섬유를 이용한 계단형 낙차공 또는 보의 개량시스템은 기존의 낙차공 또는 보에 낮고 완만한 형태로 형성되며 잡석이나 자갈 등으로 이루어지는 계단식 사면; 상기 계단식 사면의 상측에 구비되어 상기 계단식 사면이 유수에 의하여 유실되는 것을 방지하는 필터매트: 상기 필터매트 및 기존의 낙차공 또는 보에 설치되어 상기 계단식 사면의 침식을 방지하도록 토목섬유대로 채워 이루어진 낙차공 또는 보 개량사면; 및 상기 낙차공 또는 보 개량사면의 상부를 잡석이나 사석으로 덮는 커버재를 포함하고, 상기 낙차공 또는 보 개량사면의 상류에는 소류지가 형성되고; 상기 소류지의 물이 낙차공 또는 보 개량사면으로 흘러서 여울이 형성되고; 상기 낙차공 또는 보 개량사면으로부터 소정 거리 떨어진 하류에 웅덩이가 형성되고; 상기 웅덩이에서 소정 거리 떨어진 하류에 언덕 형태의 퇴적층이 형성된다.
또한, 본 발명에 따른 계단형 낙차공 또는 보의 개량시스템의 시공방법은 기존의 낙차공 또는 보가 위치하는 하천의 형상과 물의 유수현황 등을 종합적으로 검토하여 상기 낙차공 또는 보의 낙차를 완화시키기 위하여 잡석이나 막자갈을 이용하여 낙차를 조성하는 계단식 사면 조성단계; 상기 계단식 사면 내의 낙차 완화용 충전재의 유출을 방지하기 위하여 필터매트를 설치하는 고정단계; 상기 고정된 계단식 사면에 두겹의 토목섬유대로 직조된 섬유포를 포설하고 상류를 고정한 후, 상기 토목섬유대 내부에 콘크리트, 모르터 또는 자연환경생태주입재를 주입하여 낙차공 또는 보의 사면을 형성하는 낙차공 또는 보 개량사면 조성단계; 상기 낙차공 또는 보 개량사면의 구조적 안정성을 보강하기 위하여 기존의 낙차공 또는 보와 토목섬유대의 연결을 위한 연결단계; 상기 계단식 사면과 토목섬유대로 이루어진 낙차공 또는 보 개량사면의 이탈을 막기 위하여 말뚝을 박는 말뚝 보강단계; 상기 낙차공 또는 보 개량사면의 상부에 잡석을 골고루 배치하여 산소발생을 유도하기 위한 커버재 배치단계; 및 상기 커버재가 유수에 의하여 유실되는 것을 막기 위하여 설치하는 통나무각재 설치단계를 포함한다.
토목섬유대, 계단형, 낙차공 또는 보 개량사면, 각재

Description

토목섬유를 이용한 낙차공 또는 보의 개량구조 및 그 시공방법{IMPROVING SYSTEM OF DROP-STRUCTURE/WEIR USING FABRIC FORM AND METHOD}
본 발명은 계단형 낙차공 또는 보의 개량시스템 및 그 시공방법에 관한 것으로서, 구체적으로 보(洑)나 낙차공으로 인하여 생물의 이동통로가 차단되는 곳에서 기존 구조물을 철거하지 않고 부분적인 개량을 통하여 어류 등이 자유롭게 거슬러 올라가게 하며, 낮고 계단형식의 여울을 조성함으로써 생태환경이 악화된 하천의 수질을 개선하며, 친환경적인 경관을 조성하고 생태계의 연속성 향상을 위한 토목섬유를 이용한 계단형 낙차공 또는 보의 개량시스템 및 그 시공방법에 관한 것이다.
일반적으로, 하천 상황을 개선하고 복원하기 위해서는 낙차공 또는 보와 같은 하천횡단구조물을 시공하는데, 이는 횡단구조물이 가지는 기본적인 기능인 담수의 기능을 만족하면서 하천생물이 자유롭게 이동할 수 있도록 이러한 조건을 만족하도록 시설을 시공하는 것이 바람직하다.
그러나, 종래 기술로서는 상기와 같은 두 조건을 모두 만족시킬 수 없을 뿐 만 아니라, 오히려 생태 환경을 악화시키는 시설들이 대부분이었다. 그 예로서, 기존의 보(洑)나 낙차공 시설은 농업용수를 확보하고, 하천의 종단 구배가 급하거나 급류 하천수로 인한 하상세굴이 일어나는 것을 방지하기 위한 목적으로 시공되지만, 주로 콘크리트 둑 형태나 옹벽 형태로 설치되어 있어 상 하류간의 물의 흐름이 단절되고 폭포형의 낙차가 되어 어류 등 수중 생물의 이동을 억제하고 서식 환경을 파괴하는 시설이었다.
이와 같은 기존의 콘크리트 보에서의 생물이동통로를 확보하기 위한 종래 기술에 따른 공법으로는 어류 등이 다닐 수 있는 조립식 블록형 어도, 아이스하버식 어도나 데닐식 어도와 같은 콘크리트 구조물로 조성된 어도, 사석 여울어도 조성공, 나무말뚝 여울공, 수문을 만들어 일시적으로 어류의 이동이 가능한 가동식보 조성공 등이 있다.
그러나, 상기와 같은 기존의 공법은 기존의 낙차공 또는 보 시설의 개량이 아니라 낙차공 또는 보 시설 주변부에 하류방향으로 가늘고 긴 구조물을 새로이 조성하는 형태이다. 또한, 사석 여울어도 조성공이나 나무말뚝 여울공의 경우는 횡단구조물로서 담수의 기능을 하지 못하고, 유수의 흐름에 따라 그 형태가 유실되거나 변형되기 쉬워서, 장기간 후에는 그 기능을 상실할 수 있기 때문에, 이러한 방법으로는 지속적이며 연속적으로 하천생물들의 이동통로를 확보할 수는 없는 실정이다.
더욱이, 최근 어도의 조성 기준이 낙차공 또는 보 높이의 20 ~ 40배의 길이로 하류쪽으로 완만하도록 조성하고 있어 낙차공 또는 보의 높이가 높으면 높을수록 그 구조물은 더욱 커질 수밖에 없게 된다.
국내의 하천에 조성된 기존의 낙차공 또는 보는 전국적으로 34,000여개에 이르고 있으며, 상기 보의 구조적 안전을 위하여 그 중 매년 상당수를 보완 및 보강하고 있고 또한 하천생태계의 중요성을 고려하여 보에 어도를 신설하고 있는 실정이다.
일반적으로, 하천 생태환경이 양호하며 그러한 환경이 보전되는 자연적인 하천에는 낙차공 또는 보와 같은 인위적인 횡단구조물이 없어 어류가 자유로이 이동할 수 있는 통로가 구비되고, 또한 이러한 하천에는 여울과 깊고 얕은 물웅덩이 및 모래섬과 둔덕 또는 모래 백사장 등의 요소가 존재하며 이는 생태계 보호를 위한 필수적인 요소이다. 따라서, 인공적으로 하천을 시공하더라도 이러한 요소들을 만족시킬 필요가 있다.
종래의 낙차공 또는 보와 같은 높은 횡단구조물에서는 근본적으로 어류의 이동을 차단할 수밖에 없기 때문에 이러한 문제점을 해소하기 위하여 콘크리트 제품의 어도가 인위적으로 조성된다. 또한, 홍수에 의한 유량의 감소나 유로의 변경 등으로 인하여 어도가 제 기능을 발휘하지 못할 뿐 아니라, 홍수 시 훼손된 보 시설의 복구를 위하여 보 시설을 지속적으로 보강하고 있는 것이 현실이다.
또한, 하천에는 자연적으로 조성되는 여울과 물 웅덩이가 존재해야 하나 종래의 낙차공 또는 보와 같은 높은 횡단구조물에서는 높은 단차로 인하여 여울이 조성되지 못하고 있으며, 이는 동식물의 생태계를 해치는 주요 요인이 된다.
또한, 종래의 낙차공 또는 보와 같은 높은 횡단구조물은 콘크리트 블록이나 콘크리트 기초공 등으로 조성되는 경우가 많기 때문에 경관을 해치는 비 환경적인 요소가 있다.
따라서, 구조적인 안정성을 겸비하면서 어류 등이 손쉽게 하천상류로 거슬러 올라갈 수 있는 생태적 건전성을 확보하고, 시공이 간편하여 경제적이며, 경관적으로도 양호한 친환경적인 낙차공 또는 보의 개량 및 그 시공방법의 보급과 활용이 요구되고 있다.
따라서, 본 발명은 전술한 문제점을 고려하여, 보나 낙차공으로 인하여 생물의 이동통로가 차단되는 곳에서 기존 구조물을 철거하지 않고 부분적인 개량을 통하여 어류 등이 자유롭게 거슬러 올라가게 하며, 낮고 계단형식의 여울을 조성함으로써 생태환경이 악화된 하천의 수질을 개선하며, 친환경적인 경관을 조성하고 생태계의 연속성을 유지시키는 토목섬유를 이용한 계단형 낙차공 또는 보의 개량시스템 및 그 시공방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
본 발명에 따른 토목섬유를 이용한 계단형 낙차공 또는 보의 개량시스템은 기존의 낙차공 또는 보에 낮고 완만한 형태로 형성되며 잡석이나 자갈 등으로 이루어지는 계단식 사면; 상기 계단식 사면의 상측에 구비되어 상기 계단식 사면이 유수에 의하여 유실되는 것을 방지하는 필터매트: 상기 필터매트 및 기존의 낙차공 또는 보에 설치되어 상기 계단식 사면의 침식을 방지하도록 토목섬유대로 채워 이루어진 낙차공 또는 보 개량사면; 및 상기 낙차공 또는 보 개량사면의 상부를 잡석이나 사석으로 덮는 커버재를 포함하고, 상기 낙차공 또는 보 개량사면의 상류에는 소류지가 형성되고; 상기 소류지의 물이 낙차공 또는 보 개량사면으로 흘러서 여울이 형성되고; 상기 낙차공 또는 보 개량사면으로부터 소정 거리 떨어진 하류에 웅덩이가 형성되고; 상기 웅덩이에서 소정 거리 떨어진 하류에 언덕 형태의 퇴적층이 형성된다.
본 발명에 따른 토목섬유를 이용한 계단형 낙차공 또는 보의 개량시스템은 상기 커버재가 유수에 의하여 유실되는 것을 막기 위하여 소정 간격으로 설치되는 복수의 통나무각재를 더 포함하는 것이 바람직하다. 이때, 상기 통나무각재는 원형, 삼각형 또는 사각형 각재 중 어느 하나로 이루어질 수 있다.
상기 통나무각재의 내측은 계단식 사면의 내부에 모르타르를 이용하여 고정됨으로써 상기 낙차공 또는 보 개량사면이 이탈되는 것을 방지한다.
또한, 상기 낙차공 또는 보의 개량시스템은 상기 낙차공 또는 보 개량사면의 안정성 보강과 기존의 낙차공 또는 보를 연결하기 위하여 모르타르가 충전된 토목섬유대의 높이보다 높은 나사형 앵커볼트와 이탈방지판을 더 포함하는 것이 바람직하다.
상기 낙차공 또는 보의 개량시스템은 상기 토목섬유대를 이용한 낙차공 또는 보 개량사면과 계단식 사면 사이의 안정성 보강을 위하여 하천바닥으로부터 낙차공 또는 보 개량사면까지의 높이보다 조금 높은 말뚝을 더 포함하는 것이 바람직하다.
여기에서, 상기 말뚝은 천연재료인 나무말뚝으로 이루어지는 것이 바람직하다.
또한, 본 발명에 따른 토목섬유를 이용한 계단형 낙차공 또는 보의 개량시스템은 상기 소류지에서 낙차공 또는 보 개량사면으로 물이 흘러가는 상기 낙차공 또는 보 개량사면의 최상단부에 다리를 더 포함하는 것이 바람직하다. 이때, 상기 다리는 사석이나 성형된 석재일 수 있다.
여기에서, 상기 계단식 사면은 직선 또는 곡선형으로 이루어질 수 있고, 이에 따라 하천경관을 양호하게 조성할 수 있으며, 상기 낙차공 또는 보 개량사면의 높이는 어류 등이 거슬러 올라갈 수 있도록 50cm를 넘지 않는 것이 바람직하다.
또한, 상기 토목섬유대는 폴리에스테르 섬유로 이루어지는 것이 바람직하고, 상기 토목섬유대는 방틀형 토목섬유대, 바둑판형 토목섬유대 또는 지그재그형 토목섬유대 중 어느 하나로 이루어질 수 있다.
상기 낙차공 또는 보 개량사면은 20cm 이상의 두께로 이루어지는 것이 바람직하고, 상기 필터매트는 폴리프로필렌으로 이루어질 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 계단형 낙차공 또는 보의 개량시스템의 시공방법은 기존의 낙차공 또는 보가 위치하는 하천의 형상과 물의 유수현황 등을 종합적으로 검토하여 상기 낙차공 또는 보의 낙차를 완화시키기 위하여 잡석이나 막자갈을 이용하여 낙차를 조성하는 계단식 사면 조성단계; 상기 계단식 사면 내의 낙차 완화용 내부충전재의 유출을 방지하기 위하여 필터매트를 설치하는 고정단계; 상기 고정된 계단식 사면에 두겹의 토목섬유대로 직조된 섬유포를 포설하고 상류를 고정한 후, 상기 토목섬유대 내부에 콘크리트, 모르터 또는 자연환경생태주입재를 주입하여 낙차공 또는 보의 사면을 형성하는 낙차공 또는 보 개량사면 조성단계; 상기 낙차공 또는 보 개량사면의 구조적 안정성을 보강하기 위하여 기존의 낙차공 또는 보와 토목섬유대의 연결을 위한 연결단계; 상기 계단식 사면과 토목섬유대로 이루어진 낙차공 또는 보 개량사면의 이탈을 막기 위하여 말뚝을 박는 말뚝 보강단계; 상기 낙차공 또는 보 개량사면의 상부에 잡석을 골고루 배치하여 산소발생을 유도하기 위한 커버재 배치단계; 및 상기 커버재가 유수에 의하여 유실되는 것을 막기 위하여 설치하는 통나무각재 설치단계를 포함한다.
전술한 바와 같이, 본 발명은 기존의 낙차공 또는 보의 담수기능을 유지하면서 높은 단 차이로 인하여 생물이동통로가 저해되어 생태계가 파괴되는 것과 같은 부작용을 제거하고 간편하면서도 환경친화적으로 낙차공 또는 보를 개량할 수 있는 효과가 있다.
또한, 본 발명의 토목섬유를 이용한 계단형 낙차공 또는 보의 개량시스템에 의하면 하천의 유속이나 유량의 변화 및 수위 변화 등 하천의 변화에 간편하게 대처할 수 있고, 기존 낙차공이나 보와의 연결이 용이하여 구조적인 안정성을 도모할 수 효과도 있다.
또한, 본 발명은 시공이 간편하여 시공성이 우수하고 경제적으로 염가이기 때문에 생산성을 높일 수 있는 또 다른 효과도 있다.
전술한 목적, 특징들 및 장점은 첨부된 도면과 관련한 다음의 실시예를 통하여 보다 분명해질 것이다. 이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 구체적인 실시예를 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명에 따른 계단형 낙차공 또는 보의 개량시스템을 상방향에서 본 구성도이고, 도 2는 도 1에 나타낸 계단형 낙차공 또는 보의 개량시스템의 측단면도이고, 도 3a 및 도 3b는 본 발명에 따른 낙차공 또는 보 개량사면과 기존의 낙차공 또는 보를 연결하기 위한 앵커볼트와 이탈방지판을 나타낸 평면도 및 측단면도이다.
도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 본 실시예에 따른 토목섬유를 이용한 계단형 낙차공 또는 보의 개량시스템은 기존의 낙차공 또는 보(100)에 낮고 완만한 형태로 형성되며 잡석이나 자갈 등(즉, 내부충전재(123))으로 이루어지는 계단식 사면(120); 상기 계단식 사면(120)의 상측에 구비되어 상기 계단식 사면(즉, 계단식 사면의 내부충전재)이 유수에 의하여 유실되는 것을 방지하는 필터매트(121): 상기 필터매트(121) 및 기존의 낙차공 또는 보(100)에 설치되어 상기 계단식 사면의 침식을 방지하도록 토목섬유대(111)로 채워 이루어진 낙차공 또는 보 개량사면(110); 및 상기 낙차공 또는 보 개량사면(110)의 상부를 잡석이나 사석으로 덮는 커버재(130)를 포함하고, 상기 낙차공 또는 보 개량사면(110)의 상류에는 소류지(10)가 형성되고; 상기 소류지(10)의 물이 낙차공 또는 보 개량사면(110)으로 흘러서 여울(20)이 형성되고; 상기 낙차공 또는 보 개량사면(110)으로부터 소정 거리 떨어진 하류에 웅덩이(30)가 형성되고; 상기 웅덩이에서 소정 거리 떨어진 하류에 언덕 형태의 퇴적층(모래톱)(40)이 형성된다.
또한, 상기 소류지(10)에서 낙차공 또는 보 개량사면(110)으로 물이 흘러가는 둑의 최상단부에는 사석이나 성형된 석재로 이루어진 다리(징검다리)(170)를 놓아 인공적인 다리를 시공하면, 친환경적인 가교 역할을 하게 되며, 유수의 분사효과를 통해 여울을 형성시키게 되며 이로 인하여 유속을 증대시켜 퇴적토를 유하시키는 등 수리적으로 유리한 시설이 된다.
상기 토목섬유대(111)를 이용한 낙차공 또는 보 개량사면(110)에는 안정성 보강 및 기존 낙차공 또는 보(100)를 연결하기 위하여 모르타르가 충전된 토목섬유대(111)의 높이보다 높은 나사형 앵커볼트(140)와 상기 볼트의 이탈을 방지하기 위한 이탈방지판(141)으로 보강하여 기존 낙차공 또는 보(100)와 개량사면(110)의 변형 및 이탈을 방지한다.
상기 토목섬유대(111)를 이용한 낙차공 또는 보 개량사면(100)과 상기 계단식 사면(120)의 내부충전재(123) 사이에는 안정성 보강을 위하여 하천바닥으로부터 낙차공 또는 보 개량사면(110)까지의 높이보다 조금 높은 통나무 나무말뚝(150)을 보강하여 낙차공 또는 보 개량사면(110)과 내부충진재(123) 및 하천바닥 토체(300)를 고정하여 상기 낙차공 또는 보 개량사면(110)의 변형 및 이탈을 방지한다. 여기에서, 상기 말뚝(150)은 천연재료인 나무말뚝으로 이루어지는 것이 바람직하다.
상기 커버재(130)가 유수에 의하여 유실되는 것을 막기 위하여 통나무각재(160)로 보강하며, 상기 통나무각재(160)는 계단식 사면의 내부충전재(123) 속에 모르타르를 이용하여 고정시킴으로써(도 2에 나타낸 도면부호 161 참조) 상기 낙차공 또는 보 개량사면(110)과 이탈되는 것을 방지한다. 상기 통나무각재(160)는 원형, 삼각형 또는 사각형 각재 중 어느 하나로 이루어질 수 있다.
상기 낙차공 또는 보 개량사면(110)에는 경사가 원만하여 어류가 거슬러 올라갈 수 있도록 어도가 형성된다. 또한, 상기 계단식 사면(120)은 직선 또는 곡선형으로 이루어질 수 있고, 이에 따라 하천경관을 양호하게 조성할 수 있으며, 상기 낙차공 또는 보 개량사면(110)의 높이는 어류 등이 거슬러 올라갈 수 있도록 50cm를 넘지 않는 것이 바람직하다.
상기 낙차공 또는 보 개량사면(110)은 20cm 이상의 두께로 이루어지는 것이 바람직하고, 상기 필터매트(121)는 폴리프로필렌으로 이루어질 수 있다.
상기 낙차공 또는 보 개량사면(110)을 이루는 토목섬유대(111)의 예(111a, 111b, 111c)를 도 3a 내지 도 6b에 나타낸다. 도 4a 및 도 4b는 본 발명에 따른 낙차공 또는 보 개량사면을 구성하기 위한 토목섬유대의 제1예인 방틀형 토목섬유대를 시공한 상태를 나타낸 평면도 및 단면도이고, 도 5a 및 도 5b는 본 발명에 따른 낙차공 또는 보 개량사면을 구성하기 위한 토목섬유대의 제2예인 바둑판형 토목섬유대를 시공한 상태를 나타낸 평면도 및 단면도이고, 도 6a 및 도 6b는 본 발명에 따른 낙차공 또는 보 개량사면을 구성하기 위한 토목섬유대의 제3예인 지그재그형 토목섬유대를 시공한 상태를 나타낸 평면도 및 단면도이다.
상기와 같은 토목섬유대(111) 내부에는 콘크리트, 모르타르 또는 자연환경생태주입재가 충전되지만, 외부 섬유 표면에 조류가 부착되어 서식할 수 있기 때문에 친환경적이다. 특히 수중 시공의 경우에는 섬유대 내에 자연생태주입재료를 사용하여 환경오염을 막을 수 있다. 이러한 토목섬유대(111)는 폴리에스테르 섬유로 이루어진다. 도 4a 내지 도 6b에 나타낸 바와 같이, 상기 토목섬유대(111)는 방틀형 토목섬유대(111a), 바둑판형 토목섬유대(111b) 또는 지그재그형 토목섬유대(111c) 중 어느 하나로 이루어질 수 있다.
이하, 본 발명에 따른 토목섬유대를 이용한 계단형 낙차공 또는 보 개량시스템의 시공방법을 설명한다.
본 실시예는 기존의 낙차공 또는 보(100)가 위치하는 하천의 형상과 물의 유수현황 등을 종합적으로 검토하여 상기 낙차공 또는 보(100)의 낙차를 완화시키기 위하여 잡석이나 막자갈 등을 이용하여 계단식의 완경사를 조성하는 계단식 사면(120) 조성단계; 상기 계단식 사면(120) 내의 낙차 완화용 내부충전재(123)의 유출을 방지하는 필터매트를 설치하는 고정단계; 상기 고정된 계단식 사면(120)에 두겹의 토목섬유대(111)로 직조된 섬유포를 포설하고 상류를 고정한 후, 상기 토목섬유대(111) 내부에 콘크리트, 모르타르 또는 자연환경 생태주입재를 주입하여 낙차공 또는 보의 사면을 형성하는 낙차공 또는 보 개량사면(110) 조성단계; 상기 낙차공 또는 보 개량사면의 구조적 안정성을 보강하기 위하여 기존 낙차공 또는 보(100)와 토목섬유대(111)의 연결을 위한 연결단계; 상기 계단식 사면의 내부충전재(123)와 토목섬유대(111)로 이루어진 낙차공 또는 보 개량사면(110)의 이탈을 막기 위하여 말뚝(150)을 박는 말뚝 보강단계; 상기 낙차공 또는 보 개량사면(110)의 상부에 잡석 등을 골고루 배치하여 산소발생을 유도하기 위한 커버재(130) 배치단계: 및 상기 커버재(130)가 유수에 의하여 유실되는 것을 막기 위하여 설치하는 통나무각재(160) 설치단계를 포함하는 토목섬유를 이용한 계단형 낙차공 또는 보 개량시스템의 시공방법을 제공한다.
상기와 같은 공법으로 하천을 시공하면, 기존의 소류지(10)와 더불어 자연적으로 물 웅덩이(30)가 형성되고 시간이 흐름에 따라 웅덩이 하류에 퇴적되는 퇴적물에 의해 모래톱 또는 모래섬(40)이 형성되며, 상기 웅덩이(30)는 가뭄 시 동식물의 용수 수원이 된다.
상기 계단형 낙차공 또는 보 개량사면(110)은 직선 또는 곡선형으로 자유롭게 조성할 수 있으며, 주변경관을 고려하여 그 형태를 조성하면 된다. 또한, 상기 계단형 낙차공 또는 보 개량사면(110)의 높이는 어류가 거슬러 올라갈 수 있도록 50cm 넘지 않는 것이 적당하다. 상기 낙차공 또는 보 개량사면(110)에서 토목섬유대를 이용한 사면은 그 두께가 20cm 정도 이상인 것이 적당하다.
이하, 상기와 같은 토목섬유대를 이용한 계단형 낙차공 또는 보 개량시스템의 작용효과를 설명한다.
본 발명에 따르면, 기존 콘크리트 낙차공 또는 보(100)와 같은 횡단구조물에 토목섬유대(111)를 이용하여 그 내부에 콘크리트, 모르타르 또는 기타 충전 물질을 충전하여 계단형 낙차공 또는 보 개량사면(110)을 시공하기 때문에, 그 내부의 충전 물질의 침식을 방지할 수 있으며, 구조적 안정성을 확보할 수 있다.
또한, 이러한 토목섬유대(111)는 그 표면이 거칠기 때문에 의해 유수가 지나가면, 폭기 현상에 의해 산소 발생을 유도하여 수질을 정화시킬 수 있다. 또한, 산소가 풍부해지면서 동식물이 서식하기에 좋은 환경을 만들 수 있다.
상기 토목섬유대(111)의 표면은 조류가 부착하여 서식하기 쉽기 때문에 친 환경적이다. 또한, 상기 커버재(130)는 수생 동식물의 서식지로 이용될 수 있고 유수에 의한 폭기 현상에 의해 산소 발생을 유도하는 작용을 할 수 있다.
또한, 상기 토목섬유대(111)가 계단형 낙차공 또는 보 개량사면(110)을 일체로 덮어 제품의 유실, 침하 및 형태의 변형이 없어 반영구적으로 활용할 수가 있다.
여기에서, 하류측의 웅덩이에서 계단형 낙차공 또는 보 개량사면(110)의 상류측으로는 완경사의 여울이 형성되기 때문에, 어류의 소상(遡上)이 가능하기 때문에 어도가 형성된다.
또한, 본 발명에 따르면, 기존에 이미 낙차공 또는 보(100)가 형성되어 있더라도 토목섬유대(111)를 이용하여 기존의 낙차공 또는 보를 철거하지 않고 계단형 낙차공 또는 보 개량사면(110)을 조성할 수 있으며, 특히, 이러한 계단형 낙차공 또는 보 개량사면(110)을 조성한 후, 소정시간이 지나면, 자연적으로 웅덩이(30)와 모래톱(모래섬)(40)이 형성될 수 있으며 이러한 모래톱은 조류 등의 휴식처가 될 수 있어 생태 환경 복원에 큰 효과를 가져올 수 있다.
또한, 징검다리 사석 및 가공석재는 하천 양안 간의 통행을 자유롭게 함은 물론 인간과 자연의 친수적 접근시설이 되며, 유수의 분사효과를 통해 유속을 증대시켜 퇴적토를 유하시키는 등 수리적으로 유리한 시설이 된다.
이상에서 설명한 본 발명은 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것은 아니고, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능함은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어 명백할 것이다.
도 1은 본 발명에 따른 계단형 낙차공 또는 보의 개량시스템을 상방향에서 본 구성도이다.
도 2는 도 1에 나타낸 계단형 낙차공 또는 보의 개량시스템의 측단면도이다.
도 3a 및 도 3b는 본 발명에 따른 낙차공 또는 보 개량사면과 기존의 낙차공 또는 보를 연결하기 위한 앵커볼트와 이탈방지판을 나타낸 평면도 및 측단면도이다.
도 4a 및 도 4b는 본 발명에 따른 낙차공 또는 보 개량사면을 구성하기 위한 토목섬유대의 제1예인 방틀형 토목섬유대를 시공한 상태를 나타낸 평면도 및 단면도이다.
도 5a 및 도 5b는 본 발명에 따른 낙차공 또는 보 개량사면을 구성하기 위한 토목섬유대의 제2예인 바둑판형 토목섬유대를 시공한 상태를 나타낸 평면도 및 단면도이다.
도 6a 및 도 6b는 본 발명에 따른 낙차공 또는 보 개량사면을 구성하기 위한 토목섬유대의 제3예인 지그재그형 토목섬유대를 시공한 상태를 나타낸 평면도 및 단면도이다.
*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명*
10: 소류지 20: 여울
30: 웅덩이 40: 퇴적층(모래톱)
100: 기존 낙차공 또는 보 110: 낙차공 또는 보 개량사면
111(111a, 111b, 111c): 토목섬유대 120: 계단식 사면
121: 필터매트 123: 내부충전재
130: 커버재 140: 앵커볼트
141 : 이탈방지판 150: 말뚝
160: 통나무각재 170: 다리
200: 제방 300: 하천바닥 토체

Claims (16)

  1. 기존에 하천에 시공되어 있는 하천횡단구조물로서의 낙차공 또는 보를 개량하기 위한 개량구조로서,
    상기 기존의 낙차공 또는 보에 낮고 완만한 형태로 형성되며 잡석이나 자갈로 계단식으로 이루어지는 계단식 사면;
    상기 계단식 사면의 상측에 구비되어 상기 계단식 사면이 유수에 의하여 유실되는 것을 방지하는 필터매트:
    상기 필터매트 및 기존의 낙차공 또는 보에 설치되어 상기 계단식 사면의 침식을 방지하도록 토목섬유대로 채워 이루어진 낙차공 또는 보 개량사면;
    상기 낙차공 또는 보 개량사면의 상부를 잡석이나 사석으로 덮는 커버재;
    상기 커버재가 유수에 의하여 유실되는 것을 막기 위하여 소정 간격으로 설치되는 복수의 통나무각재; 및
    상기 토목섬유대를 이용한 낙차공 또는 보 개량사면과 계단식 사면 사이의 안정성 보강을 위하여 하천바닥으로부터 낙차공 또는 보 개량사면까지의 높이보다 높은 말뚝
    을 포함하고,
    상기 낙차공 또는 보 개량사면의 상류에는 소류지가 형성되고;
    상기 소류지의 물이 낙차공 또는 보 개량사면으로 흘러서 여울이 형성되고;
    상기 낙차공 또는 보 개량사면으로부터 소정 거리 떨어진 하류에 웅덩이가 형성되고;
    상기 웅덩이에서 소정 거리 떨어진 하류에 언덕 형태의 퇴적층이 형성되는
    낙차공 또는 보의 개량구조.
  2. 삭제
  3. 제1항에 있어서,
    상기 통나무각재는 원형, 삼각형 또는 사각형 각재 중 어느 하나로 이루어지는
    낙차공 또는 보의 개량구조.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 통나무각재의 내측은 계단식 사면의 내부에 모르타르를 이용하여 고정됨으로써 상기 낙차공 또는 보 개량사면이 이탈되는 것을 방지하는
    낙차공 또는 보의 개량구조.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 낙차공 또는 보 개량사면의 안정성 보강과 기존의 낙차공 또는 보를 연결하기 위하여 모르타르가 충전된 토목섬유대의 높이보다 높은 나사형 앵커볼트와 이탈방지판을 더 포함하는
    낙차공 또는 보의 개량구조.
  6. 삭제
  7. 제1항에 있어서,
    상기 말뚝은 천연재료인 나무말뚝으로 이루어진
    낙차공 또는 보의 개량구조.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 소류지에서 낙차공 또는 보 개량사면으로 물이 흘러가는 상기 낙차공 또는 보 개량사면의 최상단부에 다리를 더 포함하는
    낙차공 또는 보의 개량구조.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 다리는 사석이나 성형된 석재인
    낙차공 또는 보의 개량구조.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 계단식 사면은 하천경관을 양호하게 조성하기 위하여 직선 또는 곡선형으로 이루어지고;
    상기 낙차공 또는 보 개량사면의 높이는 50cm 이하로 이루어지는
    낙차공 또는 보의 개량구조.
  11. 제1항에 있어서,
    상기 토목섬유대는 폴리에스테르 섬유로 이루어지는
    낙차공 또는 보의 개량구조.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 토목섬유대는 방틀형 토목섬유대, 바둑판형 토목섬유대 또는 지그재그형 토목섬유대 중 어느 하나로 이루어지는
    낙차공 또는 보의 개량구조.
  13. 제1항에 있어서,
    상기 낙차공 또는 보 개량사면은 20cm 이상의 두께로 이루어지는
    낙차공 또는 보의 개량구조.
  14. 제1항에 있어서,
    상기 필터매트는 폴리프로필렌으로 이루어지는
    낙차공 또는 보의 개량구조.
  15. 기존의 하천횡단구조물로서의 낙차공 또는 보가 위치하는 하천의 형상과 물의 유수현황을 종합적으로 검토하여 상기 낙차공 또는 보의 낙차를 완화시키기 위하여 기존의 낙차공 또는 보의 구조를 개량하기 위한 시공 방법으로서,
    상기 기존의 낙차공 또는 보에 잡석이나 막자갈을 이용하여 낙차를 조성하도록 계단식의 사면을 조성하는 계단식 사면 조성단계;
    상기 계단식 사면 내의 낙차 완화용 내부충전재의 유출을 방지하기 위하여 필터매트를 설치하는 고정단계;
    상기 고정된 계단식 사면에 두겹의 토목섬유대로 직조된 섬유포를 포설하고 상류를 고정한 후, 상기 토목섬유대 내부에 콘크리트, 모르터 또는 자연환경생태주입재를 주입하여 낙차공 또는 보의 사면을 형성하는 낙차공 또는 보 개량사면 조성단계;
    상기 낙차공 또는 보 개량사면의 구조적 안정성을 보강하기 위하여 기존의 낙차공 또는 보와 토목섬유대의 연결을 위한 연결단계;
    상기 계단식 사면과 토목섬유대로 이루어진 낙차공 또는 보 개량사면의 이탈을 막기 위하여 말뚝을 박는 말뚝 보강단계;
    상기 낙차공 또는 보 개량사면의 상부에 잡석을 골고루 배치하여 산소발생을 유도하기 위한 커버재 배치단계; 및
    상기 커버재가 유수에 의하여 유실되는 것을 막기 위하여 설치하는 통나무각재 설치단계
    를 포함하는 낙차공 또는 보의 개량구조의 시공방법.
  16. 제15항에 있어서,
    상기 통나무각재의 내측은 계단식 사면의 내부에 모르타르를 이용하여 고정됨으로써 상기 낙차공 또는 보 개량사면이 이탈되는 것을 방지하고;
    상기 토목섬유대는 폴리에스테르 섬유로 이루어지며, 상기 토목섬유대는 방틀형 토목섬유대, 바둑판형 토목섬유대 또는 지그재그형 토목섬유대 중 어느 하나로 이루어지고;
    상기 낙차공 또는 보 개량사면은 20cm 이상의 두께로 이루어지며, 상기 낙차공 또는 보 개량사면의 높이는 50cm 이하로 이루어지는
    낙차공 또는 보의 개량구조의 시공방법.
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