KR101065372B1

KR101065372B1 - 물 위에 떠 있는 비오톱

Info

Publication number: KR101065372B1
Application number: KR20100110027A
Authority: KR
Inventors: 조성주; 김흥섭; 권세진
Original assignee: 신강하이텍(주)
Priority date: 2010-11-05
Filing date: 2010-11-05
Publication date: 2011-09-16

Abstract

본 발명은 물 위에 떠 있는 비오톱에 관한 것으로, 다공성 바닥판과 다공성 벽체를 가지는 다공성 함체형 프레임을 골격으로 하여 식생기반재와 부력재를 결합한 인공부체를 구비한 것으로 인공부체를 경량화할 수 있어 작은 크기의 부력재로서도 호소 등의 수면 상에 부상시킬 수 있게 되면서도 수생식물을 포함하는 인공부체의 중량을 다공성 함체형 프레임에 의해 지탱할 수 있게 되어 인공부체의 변형을 방지할 수 있고, 인공부체가 다공성 함체형 프레임을 골격으로 하여 경량으로 제작됨에 따라 인공부체를 복수개의 모듈로 제작하고 이들 복수개의 모듈을 연결하여 설치하였을 경우 풍랑 등에 의하여 인공부체들이 부딪히더라도 그 충격력이 작게 되어 인공부체의 파손을 방지할 수 있으며, 다공성 바닥판과 다공성 벽체를 가지는 다공성 함체형 프레임을 골격으로 구성하는 것으로 골격을 구비하면서도 식생기반재와 판상 부력재를 다공성 함체형 프레임에 수납하는 것에 의하여 시공할 수 있으므로 제작 및 시공이 간편하게 되고 제작 비용이 절감되고, 부력발생수단으로서 다공성 함체형 프레임의 외측 가장자리에 결합되는 부력재 또는 보조 부력재를 채용하고 있으므로 부력재 또는 보조 부력재의 크기를 변경하는 것에 의하여 인공부체를 수면에 부상시키는 데 필요한 부력을 쉽게 조절할 수 있고, 다공성 함체형 프레임의 내부에 설치되는 판상 부력재에 천공된 복수개의 통공에 영양토양을 충전하여 식생기반재에 식재된 수생식물의 생장을 촉진할 수 있으므로 시공 후 수생식물이 왕성하게 생장하여 비오톱을 완성하는 데 소요되는 기간을 단축할 수 있게 된다.

Description

물 위에 떠 있는 비오톱{Biotope capable of floating on the water}

본 발명은 호소, 하천 등에 인공부체를 설치하고, 이에 수초 등의 정수식물을 식재하여 호소수질개선, 친수경관창출, 녹조방지, 어족보호 등의 기능을 하도록 한 물 위에 떠 있는 비오톱(biotope)에 관한 것으로, 더욱 구체적으로는 인공부체를 경량으로 제작이 가능하여 작은 부력재로써도 호소 또는 하천 등에 부유되도록 설치할 수 있으면서도 인공부체의 변형을 방지할 있고, 인공부체가 경량으로 제작되어 풍랑 등에 의하여 인공부체가 서로 부딪히더라도 그 충격력이 작게 되어 인공부체의 파손을 방지할 수 있으며, 골격을 구비하면서도 제작 및 시공이 간편하게 되며, 제작 비용을 절감할 수 있고, 인공부체를 수면에 부상시키는 데 필요한 부력을 쉽게 조절할 수 있으며, 식생기반재에 식재되는 수생식물에 영양분을 제공하기 위한 영양토를 포함하여 수생식물의 생장을 촉진하여 시공 후 비오톱의 완성에 소요되는 기간을 단축할 수 있도록 한 물 위에 떠 있는 비오톱에 관한 것이다.

일반적으로 최근 산업발달 및 생활수준의 향상에 따라 방류 수역의 수질 오염이 심화되고, 그에 따라 용수의 이용에 지장을 줄 정도로 심각한 수질악화를 초래하였다.

종래 오 · 폐수를 처리하는 생물학적 2차 처리는 하수 중에 용존되어 있는 유기물과 1차 처리에서 처리되지 않은 유기성 고형물을 제거하기 위하여 사용되며, 그 방식에 따라 처리효율에 차이가 있지만 대개 80% 이상의 높은 제거율을 나타내고 있다.

그러나 종래의 생물학적 2차 처리는 SS 등의 유기물만을 제거하므로 여전히 영양염류는 처리수에 잔존하게 되며, 이 영양염류에 의하여 조류 및 수서식물의 성장이 촉진되기 때문에 수중의 용존산소(DO)는 고갈되고, 하천의 자정 능력도 저하되는 악순환을 반복하고 있다.

이는 방류수역의 부영양화(Eutrophication) 및 적조현상(Red tide) 등을 유발하는 원인이 된다.

기존의 하수처리장에서는 이에 대비하여 유기물뿐만 아니라 질소나 인 등의 영양염류도 함께 제거할 수 있는 A2O, SBR 및 기타 이를 변형한 여러 생물학적 질소, 인 처리공법을 개방하였고, 모래여과기, 섬유상 여과기 등의 3차 처리공정에 대한 시설을 개선하고 추가하고 있다.

그러나 현재까지 적용되는 생물학적 질소, 인 처리공법은 계절적 요인 및 유입 유량 및 부하의 변동, 유기물과 영양분의 비율 변화 등 여러 가지 요인에 따라 안정적인 처리수질의 유지가 어렵고, 또한 3차 처리공정을 추가할 경우 추가설비 및 유지관리에 많은 비용이 소요되는 문제가 있다. 또한 이러한 설비를 갖춘다고 하더라도 지금까지 하수종말처리시설을 혐오시설로 인식하게 만든 악취나 불결함 등 심미적인 문제를 해결할 수 없다.

더욱이 이러한 종래의 오 · 폐수 처리시설은 자연환경을 파괴하는 또 하나의 요인으로 작용하게 되어 어류의 서식처와 산란처가 파괴되는 등 생태학적 피해가 가중되고 있다.

이러한 제반 문제점을 고려하고 최근에는 수질개선이 요구되는 호소 또는 하천 등에 인공적으로 부유하는 인공 수초 재배섬을 채용하고 있다.

종래의 인공 수초 재배섬은 평철이나 형강 등으로 된 철재 프레임과, 상기 철재 프레임의 상부에 결합되는 부력재와, 상기 부력재의 상부에 결합되는 식생기반재, 상기 부력재와 식생기반재를 프레임에 고정 결합하기 위한 결합부재 등을 포함하여 인공부체를 구성하고, 이 인공부체를 호소 또는 하천 등의 수표면에 부상한 상태로 호소 또는 하천 바닥에 침강된 앵커 블록 등에 앵커 로프로 고정하여 인공부체가 임의로 부유하지 않도록 구성된다.

그러나 종래의 인공 수초 재배섬은 철재 프레임을 기초로 하여 시공되는 것으로서, 철재 프레임의 중량에 비례하여 부력재의 크기가 증대되고 이에 따라 풍랑 등에 의하여 인공 수초 재배섬이 받게 되는 충격력도 커지게 되어 시공된 인공 수초 재배섬이 심하게 유동하면서 서로 충돌하여 파손되기 쉽다고 하는 문제점이 있다.

또한 종래의 인공 수초 재배섬은 형강이나 띠형 강재 등을 용접 또는 볼트, 너트 등에 의하여 조립하여 철재 프레임을 구성하는 것이기 때문에 그 제작이 매우 번거롭게 되는 문제점이 있다.

또한 종래의 인공 수초 재배섬으로서는 대한민국 등록특허 제0478735호와 같이 비골격형 인공 식물섬이 알려져 있다.

상기 종래의 비골격형 인공 식물섬은 수생식물의 뿌리가 수중으로 내리도록 유도하기 위해 다수의 천공이 형성된 올레핀계 발포성형 수지 재질의 판형 부유체와, 수생식물을 활착시키며 부유체 상에 얹혀지는 천연 식물성 재질의 평판 매트형 식생기반재와, 부유체와 식생기반재를 감싸서 고정하고 그 개방부가 봉제되는 합성수지 재질의 그물망에 의하여 인공부체를 구성하고, 복수개의 인공부체를 로프로 연결하는 것이다.

이러한 종래의 비골격형 인공 식물섬에서는 철재 프레임 등의 골격을 생략하고 부유체와 식생기반재를 합성수지 재질의 그물망으로 감싸서 고정한 것으로, 제조 공정이 간편하고, 프레임 제작비가 절감되며, 파손시에도 교체가 간편, 용이하며, 유속이나 파랑 등의 외부 충격에 의한 파손의 위험이 적게 된다는 점을 그 효과로 들고 있다.

그러나 종래의 비골격형 인공 식물섬은 프레임이 없는 관계로 실질적으로 부유체가 하중을 지탱하게 되며, 시공 후 수생식물이 생장함에 따라 부유체에 가해지는 하중이 증가하게 되면, 부유체의 중앙부가 밑으로 처지게 되고, 이에 따라 부유체가 파손되거나 조성된 비골격형 인공 식물섬이 변형을 일으키게 되어 잦은 보수작업이 필요하게 되는 문제점이 있다.

또한 비골격형 인공 식물섬을 복수개의 모듈로 제작하여 서로 연결하여 시공하였을 경우 어느 한 모듈에서 상술한 변형이 일어나게 되면 그 모듈과 연결되어 있는 다른 모듈까지도 변형이 일어나게 되어 비골격형 인공 식물섬 전체가 변형되어 대대적인 보수작업이 필요하게 되는 문제점이 있다.

또한 상기 부유체에는 수생식물의 뿌리가 수중으로 내리도록 유도하기 위한 다수개의 천공이 형성되어 있기 때문에 상술한 변형에 따른 문제점이 더욱 심각한 상태로 나타나게 된다.

또한 인공 식물섬에 식재된 수생식물의 생장을 촉진하기 위하여 수생식물의 뿌리 부분에 생장촉진재 등이 함유된 영양토를 투입하는 것이 바람직한 바, 종래의 비골격형 인공 식물섬은 부유체에 구비된 다수의 천공으로 인하여 생장촉진재 등이 함유된 영양토가 뿌리부분에 영양을 공급하기도 전에 천공을 통해 호소 또는 하천 등의 수중으로 빠져나가게 되는 문제점이 있다.

또한 인공 식물섬을 호소 또는 하천 등의 수면에 부상시키기 위한 부력을 조절하기 위해서는 봉제되어 있는 그물망을 뜯어내고 부유체를 교체 또는 추가한 다음 다시 그물망을 봉제하여야 하므로 그 작업이 번거롭게 되는 문제점이 있다.

본 발명의 목적은 인공부체를 경량으로 제작이 가능하여 작은 부력재로써도 호소 또는 하천 등에 부유되도록 설치할 수 있으면서도 인공부체의 변형을 방지할 있도록 한 물 위에 떠 있는 비오톱을 제공하려는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 인공부체가 경량으로 제작되어 풍랑 등에 의하여 인공부체가 서로 부딪히더라도 그 충격력이 작게 되어 인공부체의 파손을 방지할 수 있도록 한 물 위에 떠 있는 비오톱을 제공하려는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은 골격을 구비하면서도 공장에서 모듈화된 인공부체를 제작하여 현장에서는 복수개의 모듈화된 인공부체를 조립하는 것에 의하여 간편하게 시공할 수 있으며, 제작 비용을 절감할 수 있도록 한 물 위에 떠 있는 비오톱을 제공하려는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은 인공부체를 수면에 부상시키는 데 필요한 부력을 쉽게 조절할 수 있도록 한 물 위에 떠 있는 비오톱을 제공하려는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은 식생기반재에 식재되는 수생식물에 영양분을 제공하기 위한 영양토를 포함하여 수생식물의 생장을 촉진하여 시공 후 비오톱의 완성에 소요되는 기간을 단축할 수 있도록 한 물 위에 떠 있는 비오톱을 제공하려는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 모듈화된 인공부체를 연결하여 설치함과 아울러 그 연결부에 부교를 설치함으로써 관리자나 탐방객들이 보다 안전하게 보행할 수 있도록 한 물 위에 떠 있는 비오톱을 제공하려는 것이다.

본 발명은 상술한 목적을 달성하기 위하여, 상단이 개방되고, 다공성 바닥판과 다공성 벽체를 가지는 다공성 함체형 프레임; 상기 다공성 함체형 프레임의 다공성 바닥판 상에 적층되어 수생식물이 식재되는 식생기반재; 상기 다공성 함체형 프레임에 결합되는 부력발생수단; 및 상기 다공성 함체형 프레임의 상단 개방부를 복개하며 다공성 함체형 프레임에 결속, 고정되는 보호망을 포함하는 인공부체로 구성되는 물 위에 떠 있는 비오톱을 제공한다.

상기 부력발생수단은 상기 다공성 함체형 프레임의 다공성 바닥판의 하면에 결합되는 부력재로 구성하거나, 상기 다공성 함체형 프레임의 다공성 벽체의 외측면에 결합되는 부력재로 구성하거나, 또는 상기 다공성 함체형 프레임의 다공성 벽체의 내측면과 상기 식생기반재의 가장자리 사이에 수납되는 복수개의 부력재로 구성하는 것이 바람직하다.

상기 다공성 함체형 프레임의 다공성 바닥판 가장자리와 상기 다공성 벽체의 하단부 사이에 복수개의 부력재로 구성하고, 상기 식생기반재는 상기 부력재 위에 적층된 상태로 상기 다공성 함체형 프레임에 수납할 수 있다.

상기 부력발생수단은 상기 다공성 함체형 프레임의 다공성 바닥판과 상기 식생기반재 사이에 적층되며, 복수개의 통공을 가지는 판상 부력재로 구성할 수 있다.

상기 다공성 함체형 프레임의 하면에 결속되어 하방으로 현수되는 끈상 미생물 접촉재를 더 포함할 수 있다.

상기 판상 부력재의 통공에 충전되는 영양토양과; 상기 다공성 바닥판과 상기 판상 부력재의 사이에 적층되어 상기 복수개의 통공의 하면을 막는 부직포를 더 포함하여 구성할 수 있다.

상기 영양토양에는 수생식물의 종자가 포함하여 구성할 수 있다.

상기 부력발생수단은 상기 다공성 함체형 프레임의 외측 가장자리에 결합되는 보조 부력재를 더 포함하여 구성할 수 있다.

상기 인공부체는 일정한 크기를 가지는 모듈로 구성하고, 복수개의 모듈을 결합하여 구성하며, 상기 복수개의 모듈의 연결부에 설치되는 부교를 더 포함하여 구성할 수 있다.

본 발명에 의한 물 위에 떠 있는 비오톱은 다공성 바닥판과 다공성 벽체를 가지는 다공성 함체형 프레임을 골격으로 하여 식생기반재와 부력재를 결합한 인공부체를 구비한 것으로 인공부체를 경량화할 수 있으므로 작은 크기의 부력재로서도 호소 또는 하천의 수면 상에 부상시킬 수 있게 되면서도 수생식물을 포함하는 인공부체의 중량을 다공성 함체형 프레임에 의해 지탱할 수 있게 되어 인공부체의 변형을 방지할 수 있게 된다.

또한 본 발명에 의한 물 위에 떠 있는 비오톱은 인공부체가 다공성 함체형 프레임을 골격으로 하여 경량으로 제작됨에 따라 인공부체를 복수개의 모듈로 제작하고 이들 복수개의 모듈을 연결하여 설치하였을 경우 풍랑 등에 의하여 인공부체들이 부딪히더라도 그 충격력이 작게 되어 인공부체의 파손을 방지할 수 있게 된다.

또한 본 발명에 의한 물 위에 떠 있는 비오톱은 다공성 바닥판과 다공성 벽체를 가지는 다공성 함체형 프레임을 골격으로 구성하는 것으로 골격을 구비하면서도 식생기반재와 판상 부력재를 다공성 함체형 프레임에 수납하는 것에 의하여 시공할 수 있으므로 제작 및 시공이 간편하게 되고 제작비용이 절감된다.

또한 본 발명에 의한 물 위에 떠 있는 비오톱은 부력발생수단으로서 다공성 함체형 프레임의 외측 가장자리에 결합되는 부력재 또는 보조 부력재를 채용하고 있으므로 부력재 또는 보조 부력재의 크기를 변경하는 것에 의하여 인공부체를 수면에 부상시키는 데 필요한 부력을 쉽게 조절할 수 있게 된다.

또한 본 발명에 의한 물 위에 떠 있는 비오톱은 다공성 함체형 프레임의 내부에 설치되는 판상 부력재에 천공된 복수개의 통공에 영양토양을 충전하여 식생기반재에 식재된 수생식물의 생장을 촉진할 수 있으므로 시공 후 수생식물이 왕성하게 생장하여 비오톱을 완성하는 데 소요되는 기간을 단축할 수 있게 된다.

또한 본 발명에 의한 물 위에 떠 있는 비오톱은 모듈화된 인공부체의 연결부에 부교를 설치함으로서 관리자나 탐방객들이 안전하게 보행할 수 있게 된다.

도 1 내지 도 4는 본 발명에 의한 물 위에 떠 있는 비오톱의 바람직한 제 1 실시 예를 보인 것으로,
도 1은 본 발명에 의한 물 위에 떠 있는 비오톱을 구성하는 인공부체의 종단면도,
도 2는 본 발명에 의한 물 위에 떠 있는 비오톱을 구성하는 인공부체의 연결 상태를 보인 부분 종단면도,
도 3은 본 발명에 의한 물 위에 떠 있는 비오톱을 구성하는 인공부체의 분해 사시도,
도 4는 본 발명에 의한 물 위에 떠 있는 비오톱의 시공 상태 종단면도,
도 5 내지 도 8은 본 발명에 의한 물 위에 떠 있는 비오톱의 바람직한 제 2 실시 예를 보인 것으로,
도 5는 본 발명에 의한 물 위에 떠 있는 비오톱을 구성하는 인공부체의 종단면도,
도 6은 본 발명에 의한 물 위에 떠 있는 비오톱을 구성하는 인공부체 연결 상태를 보인 부분 종단면도,
도 7은 본 발명에 의한 물 위에 떠 있는 비오톱을 구성하는 인공부체의 분해 사시도,
도 8은 본 발명에 의한 물 위에 떠 있는 비오톱의 시공 상태 종단면도,
도 9 내지 도 12는 본 발명에 의한 물 위에 떠 있는 비오톱의 바람직한 제 3 실시 예를 보인 것으로,
도 9는 본 발명에 의한 물 위에 떠 있는 비오톱을 구성하는 인공부체의 종단면도,
도 10은 본 발명에 의한 물 위에 떠 있는 비오톱을 구성하는 인공부체의 연결 상태를 보인 부분 종단면도,
도 11은 본 발명에 의한 물 위에 떠 있는 비오톱을 구성하는 인공부체의 분해 사시도,
도 12는 본 발명에 의한 물 위에 떠 있는 비오톱의 시공 상태 종단면도,
도 13 내지 도 16은 본 발명에 의한 물 위에 떠 있는 비오톱의 바람직한 제 4 실시 예를 보인 것으로,
도 13은 본 발명에 의한 물 위에 떠 있는 비오톱을 구성하는 인공부체의 종단면도,
도 14는 본 발명에 의한 물 위에 떠 있는 비오톱을 구성하는 인공부체의 연결 상태를 보인 부분 종단면도,
도 15는 본 발명에 의한 물 위에 떠 있는 비오톱을 구성하는 인공부체의 분해 사시도,
도 16은 본 발명에 의한 물 위에 떠 있는 비오톱의 시공 상태 종단면도,
도 17 내지 도 20은 본 발명에 의한 물 위에 떠 있는 비오톱의 바람직한 제 5 실시 예를 보인 것으로,
도 17은 본 발명에 의한 물 위에 떠 있는 비오톱을 구성하는 인공부체의 종단면도,
도 18은 본 발명에 의한 물 위에 떠 있는 비오톱을 구성하는 인공부체의 연결 상태를 보인 부분 종단면도
도 19는 본 발명에 의한 물 위에 떠 있는 비오톱을 구성하는 인공부체의 분해 사시도,
도 20은 본 발명에 의한 물 위에 떠 있는 비오톱의 시공 상태 종단면도,
도 21은 본 발명에 의한 물 위에 떠 있는 비오톱의 바람직한 제 5 실시 예를 보인 식생기반재의 분해 사시도,
도 22는 본 발명에 의한 물 위에 떠 있는 비오톱의 평면 형상을 예시한 도면이다.

이하, 본 발명에 의한 물 위에 떠 있는 비오톱의 바람직한 실시 예를 첨부한 도면을 참조로 하여 상세히 설명한다.

본 발명의 물 위에 떠 있는 비오톱은 달리 말하자면 '부유식 인공습지'라고 할 수도 있다.

[실시 예 1]

도 1 내지 도 4는 본 발명에 의한 물 위에 떠 있는 비오톱의 바람직한 제 1 실시 예를 보인 것이다.

본 실시 예에 따른 물 위에 떠 있는 비오톱은, 호소 등의 수면에 부상한 상태로 설치되어 수생식물이 식재되는 인공부체(1)를 포함한다.

상기 인공부체(1)는 상단이 개방되고 다공성 바닥판(11)과 상기 다공성 바닥판(11)의 가장자리에서 상향 절곡된 다공성 벽체(12)를 가지는 다공성 함체형 프레임(10)과,

상기 다공성 바닥판(11) 상에 적층되는 식생기반재(20)와,

상기 다공성 함체형 프레임(10)의 상단 개방부를 복개하며 다공성 함체형 프레임(10)에 결속, 고정되는 보호망(30)과,

상기 다공성 함체형 프레임(10)에 결합되는 부력발생수단;을 포함하여 구성된다.

상기 다공성 함체형 프레임(10)은 물 위에 떠 있는 비오톱의 외관을 구성하는 요소로서 스테인리스스틸제 메탈라스(metal lath), 스테인리스스틸제 메시(STS mesh), 스테인리스스틸제 타공판 등을 사용할 수 있다.

상기 다공성 함체형 프레임(10)을 제작함에 있어서는 상기 다공성 바닥판(11)보다 넓은 면적을 가지는 소재의 가장자리를 절곡하여 다공성 벽체(12)가 형성되도록 함과 아울러 상기 다공성 벽체(12)를 구성하는 네 부분의 양단부는 서로 용접하거나 결속하여 상기 다공성 바닥판(11)과 다공성 벽체(12)가 하나의 다공성 함체형 프레임(10)을 구성하도록 하는 것이 바람직하다.

상기 다공성 함체형 프레임(10)은 스테인리스스틸제 매탈라스, 스테인리스스틸제 메시, 스테인리스스틸제 타공판 등을 사용하여 공장에서 함체형으로 제작하여 현장에서는 식생기반재(20)를 수납하는 식으로 시공할 수 있으므로 제작 및 시공이 매우 간편하게 된다.

또한 상기 다공성 함체형 프레임(10)은 종래의 철재 프레임에 비하여 경량으로서 공장에서 제작하고 현장으로 운반하여 설치하더라도 운반하는 총중량이 종래 철재 프레임에 비하여 월등히 적게 되어 운반비용을 최소화할 수 있을 뿐만 아니라 현장 시공시 장비이용료가 많이 드는 대형 크레인 등을 사용하지 않고 수면 상에 부상시킨 상태로 이동시켜 시공할 수 있게 되므로 시공비용을 크게 절감할 수 있게 된다.

또한 상기 다공성 함체형 프레임(10)은 종래의 현장에서 용접 등에 의해 조립, 설치되는 철재 프레임에 비하여 경량이면서도 물 위에 떠 있는 비오톱 전체를 지탱하는 데 충분한 구조적 강도를 가지게 된다.

상기 다공성 함체형 프레임(10)을 메탈라스로 구성할 경우 상기 벽체(12)의 망목이 상하방향으로 기다란 마름꼴로 구성되도록 하는 것이 바람직하다. 이는 상기 벽체(12)의 망목이 수평방향으로 기다란 마름모꼴로 구성되는 것보다 수직방향으로 기다란 마름모꼴로 구성되는 것이 다공성 함체형 프레임(10)의 벽체(12)의 구조적 강도 면에서 유리하기 때문이다.

상기 식생기반재(20)는 실질적으로 수생식물 등이 식재되는 요소로서, 폴리에스테르 섬유로 구성된 매트를 사용하는 것이 바람직하나, 이에 대체할 수 있는 다른 재질로 구성할 수도 있다.

상기 상부 보호망(30)은 상기 다공성 함체형 프레임(10)에 수용된 식생기반재(20)가 이탈하는 것을 방지하기 위한 것으로, 상기 다공성 함체형 프레임(10)에 결속, 고정된다.

상기 부력발생수단은 상기 다공성 함체형 프레임(10)의 하면 가장자리에 결합되는 부력재(41)로 구성된다.

상기 부력재(41)는 합성수지 발포체로 구성할 수 있으며, 합성수지 발포체를 그대로 사용할 수도 있으나, 시공 후 시간이 지남에 따라 합성수지 발포체가 부서져서 호소 등의 수중에 떠다니는 것을 방지하기 위하여 커버를 씌워서 보호하는 것이 바람직하다.

상기 부력재(41)를 구성하는 합성수지 발포체로서는 폴리에틸렌 발포체를 사용하는 것이 바람직하나, 이에 대체할 수 있는 다른 재질로 구성할 수도 있다.

상기 커버는 합성수지 시트로 구성할 수 있으며, 폴리에틸렌 수지제로 양단이 막힌 파이프 형태로 구성할 수도 있다.

본 실시 예에 따른 물 위에 떠 있는 비오톱은 도 3에 도시한 바와 같이, 상기 다공성 함체형 프레임(10)의 다공성 바닥판(11) 상에 상기 식생기반재(20)를 수납하고, 상기 다공성 함체형 프레임(10)의 다공성 바닥판(11)에 상기 부력재(41)를 결합함과 아울러 상기 다공성 함체형 프레임(10)의 상단 개구부를 상기 보호망(30)으로 복개하여 보호망(30)을 상기 다공성 함체형 프레임(10)에 결속하여 고정하는 것에 의하여 제작할 수 있다.

이때, 상기 식생기반재(20)는 상기 다공성 함체형 프레임(10)의 내부에 적층되는 것만으로 다공성 함체형 프레임(10)에 의해 지지되는 상태로 되므로 별도의 결속이나 볼트/너트 등에 의한 고정 작업은 필요하지 않게 된다.

상기 보호망(30)을 다공성 함체형 프레임(10)에 고정함에 있어서는 통상적인 결속끈이나 케이블 타이(cable tie) 등을 사용할 수 있다.

상기 부력재(41)는 상기 다공성 함체형 프레임(10)의 다공성 바닥판(11)에 결속끈이나 브래킷과 볼트, 너트 등으로 결합할 수 있다.

상기 다공성 함체형 프레임(10), 식생기반재(20), 보호망(30)과 부력재(41)로 이루어진 본 실시 예에 따른 물 위에 떠 있는 비오톱은 종래의 철재 프레임을 기반으로 제작되는 것에 비하여 경량인 다공성 함체형 프레임(10)을 사용하고 있으므로 대형 크레인을 사용하여 설치하지 않고, 상기 부력재(41)로 구성되는 부력발생수단에 의해 발생되는 부력으로 호소 등의 수표면에 부상시킨 상태에서 이동시켜 원하는 위치에 설치할 수 있다.

상기 다공성 함체형 프레임(10)을 호소 또는 하천 등의 바닥에 침하 고정시킨 앵커블록(B)에 앵커로프(R)로 연결함으로써 본 실시 예에 따른 물 위에 떠 있는 비오톱이 호소 등의 수표면을 떠돌아다니지 않고 정해진 위치에 정지된 상태로 유지될 수 있다.

상기 물 위에 떠 있는 비오톱은 설치 면적에 대응하는 크기로 제작하여 설치할 수도 있으나, 일정 크기, 예컨대 1mㅧ1m 또는 2mㅧ2m 등의 크기를 가지는 모듈로 제작하여 설치 면적에 대응하는 복수개의 모듈을 서로 연결하여 설치할 수 있다.

물 위에 떠 있는 비오톱을 모듈화하여 서로 연결하여 설치할 경우에는 각 모듈의 다공성 함체형 프레임(10)을 서로 결속하여 연결할 수 있다. 각 모듈의 다공성 함체형 프레임(10)을 서로 결속하여 연결하기 위하여 통상적인 결속끈이나 케이블 타이 등을 사용할 수 있다.

또한 도 2에 도시한 바와 같이, 상기 인공부체(1)를 일정한 크기를 가지는 모듈로 구성하고, 복수개의 인공부체(1) 모듈을 연결하여 원하는 크기의 물 위에 떠 있는 비오톱을 구성하는 경우, 상기 인공부체(1) 모듈의 경계부에 부교(50)를 설치하여 관리자들이 안전하게 보행할 수 있도록 함과 아울러 물 위에 떠 있는 비오톱을 생태공원으로 조성하였을 때 생태공원 탐방객들이 안전하게 보행하면서 탐방할 수 있도록 구성할 수도 있다. 상기 부교(50)에는 난간(51)을 설치하여 관리자들과 탐방객들의 안전을 기할 수 있도록 하는 것이 바람직하다.

본 실시 예에 따른 물 위에 떠 있는 비오톱을 호소 또는 하천 등에 설치한 상태에서 상기 식생기반재(20)에는 수생식물(P)을 식재한다.

상기 식생기반재(20)에 식재된 수생식물은 그 뿌리가 식생기반재(20)를 아래로 뚫고 내려가 다공성 함체형 프레임(10)의 다공성 바닥판(11)에 구비된 다수개의 구멍을 통해 호소 또는 하천의 수중에 뿌리를 내리게 되고, 잎이나 줄기가 식생기반재(20)를 위로 뚫고 올라가서 보호망(30)의 망목을 통해 수면 위로 뻗은 상태로 생장하게 된다.

이러한 본 실시 예에 따른 물 위에 떠 있는 비오톱은 다공성 바닥판(11)과 다공성 벽체(12)를 가지는 다공성 함체형 프레임(10)을 골격으로 하여 식생기반재(20)와 부력재(41)를 결합한 인공부체(1)를 구비한 것이므로 인공부체(1)를 경량화할 수 있어 작은 크기의 부력재(41)로서도 호소 또는 하천의 수면 상에 부상시킬 수 있게 되면서도 수생식물(P)을 포함하는 인공부체(1)의 총중량을 다공성 함체형 프레임(10)에 의해 지탱할 수 있게 되어 인공부체의 변형을 방지할 수 있게 된다.

또한 본 실시 예에 따른 물 위에 떠 있는 비오톱을 구성하는 인공부체(1)가 경량으로 제작됨에 따라 인공부체(1)를 복수개의 모듈로 제작하고 이들 복수개의 모듈을 연결하여 설치하였을 경우 풍랑 등에 의하여 인공부체들이 부딪히더라도 그 충격력이 작게 되어 인공부체의 파손을 방지할 수 있게 된다.

또한 본 실시 예에 따른 물 위에 떠 있는 비오톱을 구성하는 인공부체(1)는 다공성 바닥판(11)과 다공성 벽체(12)를 가지는 다공성 함체형 프레임(10)을 골격으로 구성하는 것으로 골격을 구비하면서도 식생기반재(20)를 다공성 함체형 프레임(10)에 수납하는 것에 의하여 시공할 수 있으므로 제작 및 시공이 간편하게 되고 제작 비용이 절감된다.

또한 본 실시 예에 따른 물 위에 떠 있는 비오톱은 부력발생수단으로서 다공성 함체형 프레임(10)의 다공성 바닥판(11)에 결합되는 부력재(41)를 채용하고 있으므로 부력재(41)의 크기를 변경하는 것에 의하여 인공부체(1)를 수면에 부상시키는 데 필요한 부력을 쉽게 조절할 수 있게 된다. 또 상기 인공부체(1)를 수면에 부상시키는 데 필요한 부력을 얻을 수 있도록 하기 위하여 상기 부력재(41)에 보조 부력재(42)를 결합할 수도 있다.

본 실시 예의 도면에서는 상기 부력재(41)와 보조 부력재(42)를 직사각형 단면으로 형성한 예를 들고 있으나, 정사각형 또는 원형이나 타원형 등으로 형성할 수 있다.

한편, 본 실시 예에 따른 물 위에 떠 있는 비오톱은 상기 인공부체(1)의 저면, 즉 상기 다공성 함체형 프레임(10)의 다공성 바닥판(11)에 결속되어 수중에 현수(懸垂)되는 복수개의 끈상 미생물 접촉재(60)를 더 포함할 수 있다.

상기 끈상 미생물 접촉재(60)를 다공성 함체형 프레임(10)의 다공성 바닥판(11)에 결속함에 있어서는 통상적인 결속끈이나 케이블 타이 등을 사용할 수 있다.

상기 끈상 미생물 접촉재(60)는 본 발명에 의한 물 위에 떠 있는 비오톱을 설치하였을 때 수중에 현수(懸垂)되어 미생물에 의한 수질 정화 작용을 하게 되는 것이다.

상기 끈상 미생물 접촉재(60)는 본 출원인의 등록특허 제642143호에 의한 것을 사용할 수 있다. 즉, 모노필라멘트를 일정 방향으로 꼬아서 만든 메디아와 상기 메디아에 그 표면을 따라 결합된 복수개의 멀티필라멘트 고리로 이루어진 것을 사용할 수 있으며, 상기 멀티필라멘트 고리가 나선형으로 결합한 것을 사용함이 바람직하다.

상기 끈상 미생물 접촉재(60)는 미생물이 접촉되어 미생물막이 형성되며, 이러한 미생물에 의하여 수중의 유기물을 분해하고, 동물성 플랑크톤의 서식처를 제공하여 녹조를 방지할 수 있게 되며, 어류의 산란처 및 은신처로서의 기능을 가지게 된다.

상기 끈상 미생물 접촉재(60)는 그 하단에 무게추(61)를 달아 수중에서 현수된 상태를 유지할 수 있도록 하는 것이 바람직하다.

[실시 예 2]

도 5 내지 도 8은 본 발명에 의한 물 위에 떠 있는 비오톱의 바람직한 제 2 실시 예를 보인 것이다.

본 실시 에에 따른 물 위에 떠 있는 비오톱은 상기 부력발생수단을 상기 다공성 함체형 프레임(10)의 다공성 벽체(12)의 외측에 결합되는 부력재(43)로 구성한 것이다.

본 실시 예에서 상기 부력재(43)는 부구를 사용할 수 있으며, 이 경우 합성수지 발포체로 된 부구를 커버로 씌워서 보호할 수도 있다.

본 실시 예에서 상기 부력재(43)의 구성과 상기 다공성 벽체(12)에 대한 결합 방법은 상술한 제 1 실시 예에서와 동일하므로 이에 대한 설명은 생략한다.

또한 본 실시 예에서 여타 구성은 상술한 제 1 실시 예에서와 동일하므로 동일 부분에 대해서는 동일 부호를 부여하고 구체적인 설명은 생략한다.

본 실시 예의 도면에서는 상기 부력재(43)를 원형 단면으로 형성한 예를 들고 있으나 그 단면 형상은 정사각형이나 직사각형 또는 타원형 등으로 형성할 수 있다.

본 실시 예에서는 상기 부력재(43)가 상기 다공성 함체형 프레임(10)의 외측에 결합되어 있는 관계로, 상기 부력재(43) 위에 부교(50)를 설치할 수 있다.

본 실시 예에 따른 물 위에 떠 있는 비오톱의 여타 구성 및 작용은 상술한 제 1 실시 예에서와 동일하므로 동일 부분에 대해서는 동일 부호를 부여하고 구체적인 설명은 생략한다.

[실시 예 3]

도 9 내지 도 12는 본 발명에 의한 물 위에 떠 있는 비오톱의 바람직한 제 3 실시 예를 보인 것이다.

본 실시 예에 따른 물 위에 떠 있는 비오톱은 상기 다공성 함체형 프레임(10)의 다공성 벽체(12)의 내측면과 상기 식생기반재(20)의 가장자리 사이에 복수개(도시 예에서는 4개)의 부력재(44)를 설치하여 구성한 것이다.

상기 식생기반재(20)는 그 평면에서 본 면적이 상기 다공성 함체형 프레임(10)의 다공성 바닥판(11)의 평면에서 본 면적보다 상기 부력재(44)의 두께만큼 작게 형성된다.

본 실시 예에서 상기 부력재(44)는 상기 다공성 함체형 프레임(10)의 내부에 수납되는 것으로서 별도의 결속끈이나 볼트, 너트 등에 의하여 결합하지 않아도 무방하다.

도시 예에서는 상기 부력재(44)가 판상으로 형성되어 있으나, 원형 단면이나 타원형 단면으로 형성할 수도 있다.

또한 도시 예에서는 상기 다공성 함체형 프레임(10)의 평면에서 본 형상이 정사각형이므로 4개의 부력재(44)를 "ㅁ"자형으로 설치하였으나, 상기 다공성 함체형 프레임(10)의 평면에서 본 형상에 따라 삼각형일 경우에는 3개, 오각형일 경우에는 5개, 육각형일 경우에는 6개, 팔각형일 경우에는 8개 등으로 구성할 수도 있으며, 상기 다공성 함체형 프레임(10)의 평면에서 본 형상이 원형일 경우에는 복수개의 부력재를 원형으로 설치할 수 있고, 상기 다공성 함체형 프레임(10)의 평면에서 본 형상이 반원형일 경우에는 직선형 부력재 1개 또는 복수개와 원호형 부력재 1개 또는 복수개를 반원형으로 설치할 수 있는 등 상기 다공성 함체형 프레임(10)의 평면에서 본 형상에 따라 다양한 형태로 설치할 수 있다.

본 실시 예에서 상기 부력재(44)의 재질은 상술한 제 1 및 제 2 실시 예에서와 동일하므로 이에 대한 구체적인 설명은 생략한다.

도시 예에서는 상기 부력재(44)의 높이가 상기 다공성 함체형 프레임(10)의 다공성 벽체(12)의 높이에 대응하는 높이로 구성되어 있으나, 필요에 따라서는 상기 다공성 벽체(12)의 높이보다 낮게 구성할 수도 있다.

[실시 예 4]

도 13 내지 도 16은 본 발명에 의한 물 위에 떠 있는 비오톱의 바람직한 제 4 실시 예를 보인 것이다.

본 실시 예에 따른 물 위에 떠 있는 비오톱은 상기 다공성 함체형 프레임(10)의 다공성 바닥판(11) 가장자리와 상기 다공성 벽체(12)의 하단부 사이에 복수개(도시 예에서는 4개)의 부력재(45)를 설치하고, 상기 부력재(45) 위에 상기 식생기반재(20)를 적층하여 구성한 것이다.

본 실시 예에서 상기 부력재(45)는 상기 다공성 함체형 프레임(10)의 내부에 수납되는 것으로서 별도의 결속끈이나 볼트, 너트 등에 의하여 결합하지 않아도 무방하다.

도시 예에서는 상기 부력재(45)가 판상으로 형성되어 있으나, 원형 단면이나 타원형 단면으로 형성할 수도 있다.

또한 도시 예에서는 상기 다공성 함체형 프레임(10)의 평면에서 본 형상이 정사각형이므로 4개의 부력재(45)를 "ㅁ"자형으로 설치하였으나, 상기 다공성 함체형 프레임(10)의 평면에서 본 형상에 따라 삼각형일 경우에는 3개, 오각형일 경우에는 5개, 육각형일 경우에는 6개, 팔각형일 경우에는 8개 등으로 구성할 수도 있으며, 상기 다공성 함체형 프레임(10)의 평면에서 본 형상이 원형일 경우에는 복수개의 부력재를 원형으로 설치할 수 있고, 상기 다공성 함체형 프레임(10)의 평면에서 본 형상이 반원형일 경우에는 직선형 부력재 1개 또는 복수개와 원호형 부력재 1개 또는 복수개를 반원형으로 설치할 수 있는 등 상기 다공성 함체형 프레임(10)의 평면에서 본 형상에 따라 다양한 형태로 설치할 수 있다.

본 실시 예에서 상기 부력재(45)의 재질은 상술한 제 1 및 제 2 실시 예에서와 동일하므로 이에 대한 구체적인 설명은 생략한다.

상기 부력재(45)는 필요한 부력을 얻을 수 있도록 그 길이와 폭 및 두께를 설계할 수 있다. 다만, 설치 요건 상 그 설치 길이와 폭 및 두께에 제약을 받아 상기 부력재(45)만으로 필요한 부력을 얻는 데 부족할 경우 상기 다공성 함체형 프레임(10)의 외측 가장자리에 보조 부력재(46)를 더 설치할 수도 있다.

상기 보조 부력재(46)는 상술한 제 2 실시 예의 부력재(43)와 대등한 형태로 구성할 수 있다.

상기 보조 부력재(46)를 설치하였을 경우, 상기 부교(50)는 도 14와 같이 구성될 수 있다.

[실시 예 5]

도 17 내지 도 20은 본 발명에 의한 물 위에 떠 있는 비오톱의 바람직한 제 5 실시 예를 보인 것이다.

본 실시 예에서는 상기 부력발생수단이 다수개의 통공(47a)이 천공된 판상 부력재(47)로 구성된다.

상기 판상 부력재(34)는 상술한 제 2 실시 예의 판상 부력재(32)와 마찬가지로 폴리에틸렌 발포체로 구성하는 것이 바람직하나, 이에 대체할 수 있는 다른 재질로 구성할 수도 있다.

본 실시 예에서는 상술한 제 2 실시 예와 마찬가지로 보조 부력재(48)를 더 포함할 수 있다.

본 실시 예에서 상기 식생기반재(20)에 식재된 수생식물(P)은 그 뿌리가 식생기반재(20)를 아래로 뚫고 내려가 상기 판상 부력재(47)의 통공(47a)과 상기 다공성 함체형 프레임(10)의 다공성 바닥판(11)에 구비된 다수개의 구멍을 통해 호소 또는 하천의 수중으로 뻗어나가게 되고, 잎이나 줄기가 상기 식생기반재(20)를 위로 뚫고 올라가서 보호망(30)의 망목을 통해 수면 위로 뻗은 상태로 생장하게 된다.

또한 본 실시 예에서는 상기 판상 부력재(47)의 통공(47a)에 충전되는 영양토양(S)과 상기 통공(47a)의 하단을 막는 부직포(70)를 더 포함한다.

상기 영양토양(S)은 자연 토양이나 인공 토양과 식물생장촉진제 등이 혼합된 것으로 상기 식생기반재(20)에 식재된 수생식물(P)에 영양을 공급하여 수생식물(P)의 생장을 촉진하기 위한 것이다. 상기 식물생장촉진제는 발아촉진제, 발근촉진제, 개화촉진제 등을 포함할 수 있다.

따라서 본 실시 예에 따른 물 위에 떠 있는 비오톱은 시공 후 수생식물이 왕성하게 생장하여 물 위에 떠 있는 비오톱을 완성하는 데 소요되는 기간을 단축할 수 있게 된다.

또한 상기 영양토양(S)에는 수생식물(P)의 종자를 포함시켜 이 종자가 발아, 발근 및 생장할 수 있도록 구성할 수 있다.

상기 부직포(70)는 상기 판상 부력재(47)의 통공(47a)에 충전된 영양토양(S)이 수중으로 빠져나가는 것을 방지하기 위한 것이며, 수생식물(P)이 생장하여 그 뿌리가 뻗어나오는 시점에서는 부식되거나 약화되어 수생식물(P)의 뿌리가 통공(47a)을 통해 수중으로 뻗어나가는 데 지장이 없도록 하는 것이다.

또한 본 실시 예에서도 상술한 제 2 실시 예와 마찬가지로 보조 부력재(48)를 더 포함할 수 있다.

여타 구성은 상술한 제 1 및 제 2 실시 예와 동일하므로 동일 부분에 대해서는 동일 부호를 부여하고 구체적인 설명은 생략한다.

[실시 예 6]

도 21은 본 발명에 의한 물 위에 떠 있는 비오톱의 바람직한 제 6 실시 예를 보인 것이다.

본 실시 예에서는 상기 식생기반재(20)를 합성 섬유로 구성된 합성섬유 매트(21)와 천연재료로 된 천연섬유 매트(22)로 구성된다.

상기 합성섬유 매트(21)를 구성하는 합성섬유로서는 폴리에스테르 섬유를 사용하는 것이 바람직하나, 이에 대체할 수 있는 다른 재질로 구성할 수도 있으며, 상기 천연섬유 매트(22)를 구성하는 천연재료로서는 코이어 펠트(coir felt) 쥬트 펠트(jute felt) 등을 사용할 수 있다.

본 실시 예에 따른 식생기반재(20)는 상술한 제 1 내지 제 3 실시 예에 공통적으로 적용될 수 있다.

상기 식생기반재(20)를 구성하는 천연섬유 매트(22)는 분해되면서 수생식물(P)에 대한 영양분으로 작용할 수 있게 되어 합성섬유 매트(21)만을 사용하는 경우에 비하여 수생식물(P)의 생장이 촉진되어 물 위에 떠 있는 비오톱의 조성에 소요되는 시간을 단축시킬 수 있게 된다.

한편, 이상의 실시 예들에서는 정사각형의 평면 형상을 가지는 예를 들어 설명하였으나, 도 22에 도시한 바와 같이, 직사각형, 직각삼각형, 이등변삼각형, 오각형, 육각형, 팔각형, 원형, 반원형, 1/4원형 등 다양한 형태의 모듈로 구성하고, 이들 모듈을 선택적으로 조합함으로써 다양한 형태의 물 위에 떠 있는 비오톱을 조성할 수 있는 것이다.

이상에서는 본 발명을 바람직한 실시예로서, 예시한 도면을 참조로 하여 설명하였으나, 본 명세서에 제시된 실시 예와 도면에 의해 본 발명이 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 기술적 고유사상의 범위 내에서 해당업자에 의해 다양한 변형이 이루어질 수 있음은 물론이다.

10 : 다공성 함체형 프레임 20 : 식생기반재
21 : 합성섬유 매트 22 : 천연섬유 매트
30 : 보호망 41, 43, 44, 45, 47: 부력재
46, 48 : 보조 부력재 50 : 부교
60 : 끈상 미생물 접촉재 70 : 부직포

Claims

상단이 개방되고, 다공성 바닥판(11)과 다공성 벽체(12)를 가지는 다공성 함체형 프레임(10);
상기 다공성 함체형 프레임(10)의 다공성 바닥판(11) 상에 적층되어 수생식물(P)이 식재되는 식생기반재(20);
상기 다공성 함체형 프레임(10)에 결합되는 부력발생수단; 및
상기 다공성 함체형 프레임(10)의 상단 개방부를 복개하며 다공성 함체형 프레임(10)에 결속, 고정되는 보호망(30)을 포함하는 인공부체(1)로 구성되며,
상기 부력발생수단은 상기 다공성 함체형 프레임(10)의 다공성 바닥판(11)과 상기 식생기반재(20) 사이에 적층되며, 복수개의 통공(47a)을 가지는 판상 부력재(47)로 구성되고,
상기 판상 부력재(47)의 통공(47a)에 충전되는 영양토양(S)과;
상기 다공성 바닥판(11)과 상기 판상 부력재(34)의 사이에 적층되어 상기 복수개의 통공(47a)의 하면을 막는 부직포(70)를 포함하여 구성되는 물 위에 떠 있는 비오톱.
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제 1 항에 있어서,
상기 다공성 함체형 프레임(10)의 하면에 결속되어 하방으로 현수되는 끈상 미생물 접촉재(60)를 더 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 물 위에 떠 있는 비오톱.
삭제
제 1 항에 있어서,
상기 영양토양(S)에는 수생식물(P)의 종자가 포함됨을 특징으로 하는 물 위에 떠 있는 비오톱.
제 1항에 있어서,
상기 부력발생수단은 상기 다공성 함체형 프레임(10)의 외측 가장자리에 결합되는 보조 부력재(46)(48)를 더 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 물 위에 떠 있는 비오톱.
제 1 항에 있어서,
상기 인공부체(1)는 일정한 크기를 가지는 모듈로 구성하고, 복수개의 모듈을 결합하여 구성됨을 특징으로 하는 물 위에 떠 있는 비오톱.
제 12 항에 있어서,
상기 복수개의 모듈의 연결부에 설치되는 부교(50)를 더 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 물 위에 떠 있는 비오톱.