KR101238507B1 - 유사연속성과 생태연결성을 구비한 하천구조물 - Google Patents

Abstract

본 발명은 유사연속성과 생태연결성을 구비한 하천구조물에 관한 것이며, 본 발명의 유사연속성과 생태연결성을 구비한 하천구조물은 일부가 절개된 상태에서 하천의 폭방향을 따라 설치되는 위어부; 상기 위어부로부터 유수의 유동방향을 따라 연장되며 경사를 형성하는 연장부; 상기 연장부 상에서 한 쌍이 상호 대향되게 배치되고, 상기 위어부의 절개된 영역으로부터 연장되되, 상기 유수의 유동방향을 따라 돌출패턴과 함몰패턴이 교대로 형성되는 생태연결블럭; 상기 연장부로부터 연장되며, 상기 유수의 유동방향을 따라 높이가 점점 낮아지되 상기 연장부보다 더 큰 경사를 형성하는 가속부;를 포함하며, 상기 한 쌍의 생태연결블럭의 이격공간 사이에는 상기 위어부를 중심으로 하천의 상하류간 생태환경을 연결하는 생태연결통로가 구비되되, 상기 생태연결통로가 구비되는 상기 연장부의 표면에는 상기 유수의 유동방향을 따라 상하로 파형(波形)의 굴곡을 가지는 안내패턴이 형성되는 것을 특징으로 한다.
따라서, 본 발명에 의하면, 하천의 유수력을 감소시키는 기능을 수행하는 동시에, 토사 퇴적으로 인한 육역화 현상을 방지하고, 하천 상하류에 서식하는 생태환경을 상호 연결할 수 있는 친환경의 유사연속성과 생태연결성을 구비한 하천구조물이 제공된다.

Description

유사연속성과 생태연결성을 구비한 하천구조물{RIVER STRUCTURE HAVING FUNCTION OF CONTINUITY FOR SEDIMENT AND ECOLOGICAL LIFE}

본 발명은 유사연속성과 생태연결성을 구비한 하천구조물에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 상하류 간의 유사 연결기능 및 생태연결 기능을 동시에 구현할 수 있는 유사연속성과 생태연결성을 구비한 하천구조물에 관한 것이다.

침식과 퇴적이 반복되는 하천 형상의 자연적 변화 또는 수공구조물의 건설 및 수자원 사용량의 증감에 따른 하천 형상 및 유황의 인위적 변화 과정에서도 하도상 특정 지점에서의 유사이송 양상이 급변할 수 있는데, 부유사의 침강은 촉진되는 반면 소류력은 급감하게 되어 결과적으로 토사의 퇴적이 활발하게 이루어질 경우 해당 지역이 점점 하천으로서의 기능을 상실하게 되는 육역화(陸域化) 현상을 초래할 수도 있다..

특히, 하천의 유수력 감소 효과를 위하여 설치되는 위어를 사용하는 경우에도 토사 퇴적으로 인한 육역화 현상이 빈번하기 일어난다. 이러한 토사 퇴적으로 인한 하천의 육역화에 의하면 하천 통수능의 심각한 저하를 야기할 뿐 아니라, 각종 수생 또는 수변식물의 서식처를 파괴하여 하천 생태환경의 보전 및 친수환경의 조성 측면에서의 수변공간 활용에 있어서도 심각한 문제점을 야기할 수 있다.

이러한 육역화를 억제하기 위하여 인위적인 장비가 도입을 생각해 볼 수 있으나, 이러한 인위적 장비는 전력공급 등의 부가적인 비용이 발생할 뿐만 아니라 그 과정에서 연료사용 등으로부터 발생하는 2차적인 환경오염 등을 야기할 수 있다는 문제가 있었다.

또한, 위어는 하천의 상하류에 서식하고 있는 생태환경이 이동하기 위한 통로를 완전히 차단하고, 특히, 하천 하류측의 식생태가 상류측으로 이동하는데 장애물의 역할을 하는 문제가 있었다.

따라서, 본 발명의 목적은 이와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 하천에서 일반적인 보의 기능인 유수력 감소효과는 유지하는 동시에, 토사 퇴적으로 인한 육역화 현상을 방지하고, 하천 상하류에 서식하는 생태환경을 상호 연결할 수 있는 친환경의 유사연속성과 생태연결성을 구비한 하천구조물을 제공함에 있다.

상기 목적은, 본 발명에 따라, 일부가 절개된 상태에서 하천의 폭방향을 따라 설치되는 위어부; 상기 위어부로부터 유수의 유동방향을 따라 연장되며 경사를 형성하는 연장부; 상기 연장부 상에서 한 쌍이 상호 대향되게 배치되고, 상기 위어부의 절개된 영역으로부터 연장되되, 상기 유수의 유동방향을 따라 돌출패턴과 함몰패턴이 교대로 형성되는 생태연결블럭; 상기 연장부로부터 연장되며, 상기 유수의 유동방향을 따라 높이가 점점 낮아지되 상기 연장부보다 더 큰 경사를 형성하는 가속부;를 포함하며, 상기 한 쌍의 생태연결블럭의 이격공간 사이에는 상기 위어부를 중심으로 하천의 상하류간 생태환경을 연결하는 생태연결통로가 구비되되, 상기 생태연결통로가 구비되는 상기 연장부의 표면에는 상기 유수의 유동방향을 따라 상하로 파형(波形)의 굴곡을 가지는 안내패턴이 형성되는 것을 특징으로 하는 유사연속성과 생태연결성을 구비한 하천구조물에 의해 달성된다.

삭제

삭제

또한, 상기 유수의 유동방향을 따라서 상기 함몰패턴과 상기 돌출패턴의 길이는 서로 상이하게 형성될 수 있다.

또한, 어느 하나의 생태연결블럭에 형성되는 함몰패턴 또는 돌출패턴의 길이는 다른 하나의 생태연결블럭에 형성되는 함몰패턴 또는 돌출패턴의 길이와 서로 상이할 수 있다.

삭제

삭제

또한, 상기 생태연결블럭은 자연재로 구성될 수 있다.

본 발명에 따르면, 하천의 유수력 감소효과 기능을 수행하는 동시에, 토사의 퇴적을 방지할 수 있는 유사연속성과 생태연결성을 구비한 하천구조물이 제공된다.

또한, 생태연결통로에 형성되는 생태환경블럭이 유로의 폭을 반복적으로 조절함으로써, 전체적으로는 소류력(掃流力)이 증가하여 유사배제의 효과가 향상될 수 있다.

또한, 생태연결통로를 형성하여 상하류 간의 식생태가 용이하게 이동할 수 있다.

또한, 생태연결통로를 형성하는 생태환경블럭에 함몰패턴을 형성하여, 유수 가 감속되도록 함으로써 상류측으로 이동하는 생태생물의 휴식처를 마련할 수 있다.

또한, 생태연결통로의 바닥면이 파형으로 형성되며, 바닥면의 함몰되는 영역에서는 유수의 유동으로 인한 영향이 최소화되므로 상류측으로 이동하는 생태생물이 이러한 공간 내에서 휴식을 취할 수 있다.

도 1은 본 발명의 제1실시예에 따른 유사연속성과 생태연결성을 구비한 하천구조물을 개략적으로 도시한 것이고,
도 2는 도 1의 유사연속성과 생태연결성을 구비한 하천구조물의 생태연결블럭의 변형례를 개략적으로 도시한 것이고,
도 3은 도 1의 유사연속성과 생태연결성을 구비한 하천구조물의 개략적인 평면도이고,
도 4는 도 1의 유사연속성과 생태연결성을 구비한 하천구조물의 IV - IV' 선을 따라 절단한 단면을 도시한 것이고,
도 5는 도 1의 유사연속성과 생태연결성을 구비한 하천구조물에서 하천하류의 생태생물이 상류측으로 이동하는 원리를 개략적으로 도시한 것이고,
도 6은 본 발명의 제2실시예에 따른 유사연속성과 생태연결성을 구비한 하천구조물의 생태연결통로를 개략적으로 도시한 것이고,
도 7은 본 발명의 제3실시예에 따른 유사연속성과 생태연결성을 구비한 하천구조물의 생태연결통로를 개략적으로 도시한 것이다.

설명에 앞서, 여러 실시예에 있어서, 동일한 구성을 가지는 구성요소에 대해서는 동일한 부호를 사용하여 대표적으로 제1실시예에서 설명하고, 그 외의 실시예에서는 제1실시예와 다른 구성에 대해서 설명하기로 한다.

이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 제1실시예에 따른 유사연속성과 생태연결성을 구비한 하천구조물(100)에 대하여 상세하게 설명한다.

도 1은 본 발명의 제1실시예에 따른 유사연속성과 생태연결성을 구비한 하천구조물을 개략적으로 도시한 것이고, 도 2는 도 1의 유사연속성과 생태연결성을 구비한 하천구조물의 생태연결블럭의 변형례를 개략적으로 도시한 것이고, 도 3은 도 1의 유사연속성과 생태연결성을 구비한 하천구조물의 개략적인 평면도이고, 도 4는 도 1의 유사연속성과 생태연결성을 구비한 하천구조물의 IV - IV' 선을 따라 절단한 단면을 도시한 것이다.

도 1 내지 도 4를 참조하면, 본 발명의 제1실시예에 따른 유사연속성과 생태연결성을 구비한 하천구조물(100)은 하천에 설치되어 생태환경을 유지하는 기능, 하천의 유수력을 감소시키는 기능 및 토사 퇴적을 방지하는 기능을 동시에 수행하는 구조물로서, 위어부(110)와 연장부(120)와 생태연결블럭(130)과 가속부(140)를 포함한다.

상기 위어부(110)는 하천 내에 설치되어 기본적으로 하천의 유수력 감소 기능을 수행하는 것으로서, 후술하는 연장부(120)에서 하천의 상류측으로 연장되는 면으로부터 상측으로 돌출되게 형성되며, 하천의 폭방향을 따라 길게 시공된다.

위어부(110)에는 일부분이 절개되는 절개부(111)가 형성되고, 절개부(111)는 하천의 상하류 간의 유동, 특히, 하천 상하류의 생태환경을 상호 연결하는 유로로서의 역할을 한다. 본 실시예에서 절개부(111)는 하천에 설치된 위어부(110)를 일부 절개하는 방법으로 시공되나, 이에 제한되지 않고, 절개부(111)가 형성되도록 외부에서 미리 제작된 상태의 위어부(110)를 하천에 설치하는 방법으로 설치될 수도 있다.

한편, 위어부(110)의 높이, 위어부(110)에 형성되는 절개부(111)의 폭, 절개부(111)의 개수는 하천의 전체 폭, 하천의 깊이, 유속 등을 종합적으로 고려하여 결정하는 것이 바람직하다.

상기 연장부(120)는 위어부(110)의 하천 하류 측 단부에서부터 연장되며, 유수의 유동방향(10)을 따라서 높이가 낮아지는 경사를 형성한다. 즉, 연장부(120)는 절개부(111)가 형성되어 하천의 상하류간을 관통하는 면과 동일한 높이를 시작점으로 연장되어, 높이가 점점 낮아지는 구조를 갖는다.

한편, 후술하는 생태연결블럭(130) 간의 이격공간을 생태연결통로(H)라 정의하고, 이러한 생태연결통로(H)가 위치하는 연장부(120)의 상면에는 유수의 유동방향(10)을 따라서 파형(波形)의 굴곡을 가지는 안내패턴(121)이 형성된다.

상기 생태연결블럭(130)은 연장부(120)의 상면에 하천의 폭방향을 따라서 소정간격 이격되게 배치되어 생태연결통로(H)를 형성하는 부재로서, 유수의 유동방향(10)을 따라서 교대로 반복 형성되는 돌출패턴(131)과 함몰패턴(132)을 포함한다.

상기 돌출패턴(131)은 후술하는 함몰패턴(132)과 비교하여 상대적으로 생태연결통로 측으로 돌출되는 형태의 패턴이며, 상기 함몰패턴(132)은 상술한 돌출패턴(131)보다 상대적으로 함몰되는 형태의 패턴으로서, 돌출패턴(131)과 함몰패턴은 교대(132)로 반복 형성된다.

상술한 생태연결블럭(130)은 생태연결통로(H)를 형성하기 위하여 한 쌍이 상호 대향되는 구조로 배치된다. 또한, 본 실시예에서 생태연결블럭(130)은 통나무와 같은 친환경 자연재가 이용되는 것이 바람직하다.

한편, 도 2에 도시된 바와 같이, 본 실시예의 변형례에서는 프리즘 형태로 돌출패턴(131')과 함몰패턴(132')이 반복되는 생태연결블럭(130')이 마련될 수도 있고, 곡률을 가지며 반복되는 돌출패턴(131'')과 함몰패턴(132'')의 생태연결블럭(130'')이 마련될 수 있다.

상기 가속부(140)는 하천 상류의 유수에 포함되는 토사가 퇴적이 방지되도록 유수를 가속하는 경사면으로서, 상술한 연장부(120)의 종단부로부터 유수의 유동방향(10)을 따라서 연장되며 높이가 점점 낮아지는 경사를 형성한다.

한편, 본 실시예에서 가속부(140)는 유수의 가속력을 증가시키기 위하여 유수의 유동방향(10)을 따라서 연장부(120)의 경사보다 더 큰 경사를 갖는다. 즉, 다시 설명하면, 유수의 유동방향(10)을 따라서 가속부(140)의 높이는 연장부(120)의 높이보다 더 큰 비율로 낮아진다.

지금부터는 상술한 유사연속성과 생태연결성을 구비한 하천구조물(100)의 제1실시예의 작동에 대하여 설명한다.

먼저, 상류 하천의 유수는 위어부(110)를 월류하여 하류의 연장부(120) 측으로 이동하고, 이때, 위어부(110)를 넘어가는 과정에서 유수의 운동에너지가 감쇄되어 위어부(110)를 기준으로 유수력이 감소될 수 있다.

한편, 위어부(110)를 넘어온 유수는 연장부(120)의 경사면을 따라 유동하며, 가속부(140)에 최종 도달한다. 이때, 높이가 점점 낮아지는 가속부(140)의 경사에 의하여 유수는 지속적으로 가속되며, 상류로부터 유입된 유수는 속도가 가속되면서 가속부(140)에 토사를 퇴적하지 않은 상태로 지속적으로 유동하여 본 실시예의 하천 구조물(100)을 통과하고, 최종적으로 하천의 최하류에 도달하여 토사를 자연스럽게 퇴적한다.

또한, 하천 상류의 유수가 절개부(111)를 통과하면, 유수는 절개부(111)로부터 연장되는 생태연결통로(H)를 통과한다. 이때, 생태연결통로(H)를 형성하는 생태연결블럭(130)이 돌출패턴(131)과 함몰패턴(132)간의 조합으로 이루어지고, 이러한 패턴의 조합은 유수의 유동폭을 반복하여 확대, 축소하여 더욱 역동적인 유수 유동을 유도한다.

즉, 생태연결블럭(130)의 패턴 조합으로 인하여 유수가 유동하는 유로의 폭의 반복적으로 확대, 축소되고, 이로 인하여 소류력(掃流力)이 증가하여, 유수에 포함되는 토사를 운반하는 힘이 더욱 커지고, 결과적으로는 하천 하류 측으로의 유사배제 효과가 더욱 향상된다.

한편, 상술한 유사배제 효과와 함께, 유수의 유동방향(10)을 따라 위어부(110)를 일부 관통하여 형성되는 절개부(111)는 하천 상하류에서 서식하는 생태환경을 상호 연결하는 기능을 수행하며, 이에 대해서 상세히 설명한다.

도 5는 도 1의 유사연속성과 생태연결성을 구비한 하천구조물에서 하천하류의 생태생물이 상류측으로 이동하는 원리를 개략적으로 도시한 것이다.

특히, 도 5를 참조하여 하천 하류의 생태생물이 유수를 거슬러 상류 측으로 이동하는 경우에 대해서 설명하면, 먼저, 하천 하류의 물고기와 같은 생태생물 들은 가속부(140)의 경사면을 거슬러 올라가 연장부에 도달한다. 이때, 생태 생물들은 위어부(110)를 개방하는 절개부(111)와 동일한 경로 상에 형성되는 생태환경통로(H)를 통하여 이동한다..

이때, 하천 상류로 이동하는 생태생물 들은 생태환경통로(H)의 좌우측에 각각 마련되는 생태환경블럭(130)에 의하여 안내받게 되므로 생태환경통로(H)로부터 이동경로를 이탈하지 않을 수 있다.

또한, 생태환경통로 내를 유동하는 유수는 생태환경블럭(130)의 함몰패턴(132)와 돌출패턴(131)의 반복 구조를 통과하는데, 특히, 함몰패턴(132)을 통과하는 유수는 함몰패턴(132) 내에서 와류를 형성하면서 유속이 감소된다.

따라서, 유수의 유동방향(10)과 반대방향을 따라 이동하는 생태생물 들은 상대적으로 유속이 감소되는 영역인 함몰패턴(132) 내에서 유수의 유속에 의한 저항이 최소화된 상태에서 휴식을 취할 수 있다.

또한, 생태환경통로(H) 상에 형성되는 안내패턴(121)의 함몰되는 영역(S)에서는 하류로 유동하는 유수의 유동에너지로 인한 영향이 최소화됨으로써, 이러한 영역(S)은 하류로부터 상류측으로 이동하는 생태생물이 휴식을 취할 수 있는 공간으로 이용됨으로써, 생태생물의 상류측 이동이 더욱 용이해진다.

생태환경통로(H)를 통과한 생태생물은 전후방이 개방된 상태의 절개부(111)를 통과하여 하천의 상류에 최종 도달함으로써, 하천 하류의 생태생물이 상류측으로 이동할 수 있다. 즉, 본 실시예에 의하면, 하천 상하류 양방향의 생태환경이 상호 연결된다.

따라서, 본 실시예에 의하면, 생태환경블럭(130)이 유수의 유속을 감소시키는 구간을 제공함으로써 하천을 거슬러 올라가는 생태생물은 유수로 인한 저항력을 최소화하여 하천의 하류로부터 하천의 상류에 용이하게 도달할 수 있다.

즉, 본 실시예에 의하면, 하천 상류의 토사를 하류 측으로 운반함으로써, 위어부(110)의 후단에 토사가 적층되는 것을 방지하는 동시에, 하천 상하류 간의 유사 연속성을 확보할 수 있다.

또한, 생태생물이 하천의 상하류 간을 자유롭게 이동할 수 있도록 함으로써, 생태환경을 보전할 수 있다.

이하, 본 발명의 제2실시예에 따른 유사연속성과 생태연결성을 구비한 하천구조물에 대하여 설명한다.

본 발명의 제2실시예에 따른 유사연속성과 생태연결성을 구비한 하천구조물은 하천에 설치되어 생태환경을 유지하는 기능, 하천의 유수력을 감소시키는 기능, 토사 퇴적을 방지하는 기능을 동시에 수행하는 구조물로서, 위어부(110)와 연장부(120)와 생태연결블럭(230)과 가속부(140)를 포함하며, 생태연결블럭(230)을 제외한 구성은 제1실시예에서 설명한 것과 동일한 것이므로 중복설명은 생략한다.

도 6은 본 발명의 제2실시예에 따른 유사연속성과 생태연결성을 구비한 하천구조물의 생태연결통로를 개략적으로 도시한 것이다.

도 6을 참조하면, 상기 생태연결블럭(230)은 유수의 유동방향(10)을 따라서 각 생태연결블럭(230)을 형성하는 돌출패턴(231)과 함몰패턴(232) 각각의 길이, 즉, 패턴의 피치는 서로 상이하게 형성된다.

즉, 본 실시예에서는 하천에 서식하는 생태생물의 평균적인 크기, 유수의 유속, 하천의 깊이 등을 종합적으로 고려하여, 돌출패턴(231)과 함몰패턴(232)의 길이를 상이하게 형성한다.

예를 들어, 하천에 서식하는 생태생물의 크기가 크거나, 평균적인 유속이 빠른 경우에는 함몰패턴(232)의 길이를 돌출패턴(231)보다 길게 형성할 수 있다.

이하, 본 발명의 제3실시예에 따른 유사연속성과 생태연결성을 구비한 하천구조물에 대하여 설명한다.

본 발명의 제3실시예에 따른 유사연속성과 생태연결성을 구비한 하천구조물은 하천에 설치되어 생태환경을 유지하는 기능, 하천의 유수력을 감소시키는 기능, 토사 퇴적을 방지하는 기능을 동시에 수행하는 구조물로서, 위어부(110)와 연장부(120)와 생태연결블럭(330)과 가속부(140)를 포함하며, 생태연결블럭(330)을 제외한 구성은 제1실시예에서 설명한 것과 동일한 것이므로 중복설명은 생략한다.

도 7은 본 발명의 제3실시예에 따른 유사연속성과 생태연결성을 구비한 하천구조물의 생태연결통로를 개략적으로 도시한 것이다.

도 7을 참조하면, 상기 생태연결블럭(330)은 상호 대향되게 배치되는 제1블럭(331)과 제2블럭(332)을 포함한다.

본 실시예에서 제1블럭(331)과 제2블럭(332) 각각은 돌출패턴과 함몰패턴을 포함하며, 제1블럭(331)을 구성하는 돌출패턴(331a) 및 함몰패턴(331b)의 길이와 제2블럭(332)을 구성하는 돌출패턴(332a) 및 함몰패턴(332b)의 길이가 상이한 규격으로 마련된다.

즉, 본 실시예에서는 제블럭(331)과 제2블럭(332)의 크기를 서로 다르게 형성함으로써, 다양한 크기의 생태생물이 서식하는 경우에 적합하게 이용될 수 있다.

본 발명의 권리범위는 상술한 실시예에 한정되는 것이 아니라 첨부된 특허청구범위 내에서 다양한 형태의 실시예로 구현될 수 있다. 특허청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 변형 가능한 다양한 범위까지 본 발명의 청구범위 기재의 범위 내에 있는 것으로 본다.

110 : 위어부 111 : 절개부
120 : 연장부 130 : 생태연결블럭
140 : 가속부

Claims (8)

1. 일부가 절개된 상태에서 하천의 폭방향을 따라 설치되는 위어부;
   상기 위어부로부터 유수의 유동방향을 따라 연장되며 경사를 형성하는 연장부;
   상기 연장부 상에서 한 쌍이 상호 대향되게 배치되고, 상기 위어부의 절개된 영역으로부터 연장되되, 상기 유수의 유동방향을 따라 돌출패턴과 함몰패턴이 교대로 형성되는 생태연결블럭;
   상기 연장부로부터 연장되며, 상기 유수의 유동방향을 따라 높이가 점점 낮아지되 상기 연장부보다 더 큰 경사를 형성하는 가속부;를 포함하며,
   상기 한 쌍의 생태연결블럭의 이격공간 사이에는 상기 위어부를 중심으로 하천의 상하류간 생태환경을 연결하는 생태연결통로가 구비되되, 상기 생태연결통로가 구비되는 상기 연장부의 표면에는 상기 유수의 유동방향을 따라 상하로 파형(波形)의 굴곡을 가지는 안내패턴이 형성되는 것을 특징으로 하는 유사연속성과 생태연결성을 구비한 하천구조물.
2. 제1항에 있어서,
   상기 유수의 유동방향을 따라서 상기 함몰패턴과 상기 돌출패턴의 길이는 서로 상이하게 형성되는 것을 특징으로 하는 유사연속성과 생태연결성을 구비한 하천구조물.
3. 제1항에 있어서,
   어느 하나의 생태연결블럭에 형성되는 함몰패턴 또는 돌출패턴의 길이는 다른 하나의 생태연결블럭에 형성되는 함몰패턴 또는 돌출패턴의 길이와 서로 상이한 것을 특징으로 하는 유사연속성과 생태연결성을 구비한 하천구조물.
4. 제1항에 있어서,
   상기 생태연결블럭은 자연재로 구성되는 것을 특징으로 하는 유사연속성과 생태연결성을 구비한 하천구조물.
5. 삭제
6. 삭제
7. 삭제
8. 삭제

Images