KR101253207B1 - 모래유실방지와 어초 기능을 복합화한 다기능 인공구조물 - Google Patents

Abstract

본 발명은 모래유실방지 기능과 어초 기능을 복합화한 다기능 인공구조물을 개시한다. 본 발명의 적절한 실시 형태에 따른 다기능 인공구조물은, 해안의 바닥면에 그 하단이 고정되는 복수의 지주와, 지주에 서로 간격을 두고 복층 구조로 설치되는 복수의 소파판으로 구성되며, 소파판에는 다수 개의 구멍이 형성되고, 복수의 소파판 중 일부 또는 전체는 해수면 아래에 설치되고 해수면 아래에 설치된 소파판 중 최상단 소파판의 각 구멍에는 제1 소파부재가 설치되며, 제1 소파부재는, 소파판 위로 돌출되게 설치된 상부 소파체, 상부 소파체의 하부에 결합되어 구멍을 관통하는 연결봉, 연결봉의 하단에 결합되어 소파판의 아래에 돌출되게 설치된 하부 소파체, 일단이 소파판의 상면에 고정되고 타단이 상부 소파체에 연결되어 상부 소파체의 위치를 고정시키는 복수의 상부 지지대 및 일단이 소파판의 하면에 고정되고 타단이 하부 소파체에 연결되어 하부 소파체의 위치를 고정시키는 복수의 하부 지지대로 구성된다.

Description

모래유실방지와 어초 기능을 복합화한 다기능 인공구조물{Artificial structures having soil erosion prevention and fish-reef}

본 발명은 해안에 설치되는 인공구조물에 관한 것으로, 보다 상세하게는 모래유실방지 기능과 어초 기능을 복합화한 다기능 인공구조물에 관한 것이다.

해안이나 호수의 연안을 따라 집적된 퇴적 지형인 해빈을 포함하는 연안역은 수리환경특성이 시간과 공간에 따라 급격히 변화하는 곳이다. 연안구조물의 건설로 기존 해안지형의 평행에 혼란이 생길 경우 여러 가지 해양특성이 복잡한 양상으로 변화되지만 이에 반응하여 스스로 새로운 평형상태로 접근해 간다. 또한 해안에서는 에너지의 소멸, 흡수현상이 심하게 일어나므로 미세한 지형변화에도 매우 민감하게 반응하여 예기치 못한 침식 또는 매몰현상이 초래된다.

해안선과 해저지형의 변화를 제어하기 위한 방법은 다양한 형태의 반영구적 구조물을 적절히 배치하여 설치하는 강성공법과 다른 지역의 모래를 인공적으로 공급함으로써 자연상태와 유사한 해안을 만드는 연성공법이 대표적이다.

강성공법의 일종으로 중력식 이안제가 있는데 이는 수역의 경관을 저해하며 해수교환이 충분하지 않고 석산개발의 부담 등으로 인하여 해안 및 해변보호를 위한 고정식 구조물의 효과가 반감되거나 역효과를 발생시키는 단점이 있다. 이러한 기존의 중력식 이안제의 단점을 보완할 수 있는 것으로 철제형 이안제인 대한민국 등록특허 제10-0783781호가 제안되었다.

상기 등록특허는 해안의 바닥면에 소정 간격마다 설치되는 다수개의 지주와, 지주에 복층 구조로 설치되는 제1, 2, 3 평판으로 이루어진 소파부재로 구성되며, 제1 평판은 해수면과 수평으로 설치되고 제2, 3 평판은 제1 평판에 대해 소정 각도로 경사지게 설치되며 소파부재를 이루는 평판들은 사각형상의 금속판으로 구성되고 표면에는 다수개의 타공이 형성되어 있어 파랑에너지를 효과적으로 감쇠시킴으로써 해안이 침식되는 것을 방지할 수 있는 해안 침식 방지 해안구조물 및 시공방법을 제안하고 있다.

그러나 상기 등록특허는 금속판으로 구성되는 소파부재의 설치 수심과 길이, 유공률 및 설치 기울기 등을 성능 요인 인자로 하여 이들을 조절하여 소파제 또는 이완제로서의 성능을 확보하는 것으로, 금속판으로 구성함으로써 부식의 염려가 있고 설치 해역의 파랑에너지의 주파수 특성에 따라 소파부재의 성능 요인들을 고려하여 개별적으로 설계해야 하는 제약이 있다.

본 발명은 기존의 철제형 이안제가 가지는 단점을 고려하여 개발된 것으로 아래와 같은 목적을 가진다.

본 발명은 설치 해역의 수리환경에 특성에 제약을 받지 않고 적용이 가능하며 높은 이안제로서 기능하여 모래유실을 방지할 수 있으며 부식의 우려가 없고 부가적으로 인공 어초로서 역할을 할 수 있는 인공구조물을 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명의 적절한 실시 형태에 따르면, 해안의 바닥면에 그 하단이 고정되는 복수의 지주와, 지주에 서로 간격을 두고 복층 구조로 설치되는 복수의 소파판으로 구성되며, 소파판에는 다수 개의 구멍이 형성되고, 복수의 소파판 중 일부 또는 전체는 해수면 아래에 설치되고 해수면 아래에 설치된 소파판 중 최상단 소파판의 각 구멍에는 제1 소파부재가 설치되며, 제1 소파부재는, 소파판 위로 돌출되게 설치된 상부 소파체, 상부 소파체의 하부에 결합되어 구멍을 관통하는 연결봉, 연결봉의 하단에 결합되어 소파판의 아래에 돌출되게 설치된 하부 소파체, 일단이 소파판의 상면에 고정되고 타단이 상부 소파체에 연결되어 상부 소파체의 위치를 고정시키는 복수의 상부 지지대 및 일단이 소파판의 하면에 고정되고 타단이 하부 소파체에 연결되어 하부 소파체의 위치를 고정시키는 복수의 하부 지지대로 구성된 것을 특징으로 하는 모래유실방지와 어초 기능을 복합화한 다기능 인공구조물이 제공된다.

본 발명의 다른 적절한 실시 형태에 따르면, 소파판은 프리캐스트 콘크리트 또는 섬유강화플라스틱으로 구성된다.

본 발명의 또 다른 적절한 실시 형태에 따르면, 상부 소파체는 종단면이 Y자 형상을 가진다.

본 발명의 또 다른 적절한 실시 형태에 따르면, 제1 소파부재가 설치된 소파판의 하부에는 다수 개의 제2 소파부재가 더 설치되고, 제2 소파부재는, 수직부와, 수직부의 상단에서 일정한 각도로 벌어지는 한 쌍의 경사부를 가지는 Y자형 본체와; Y자형 본체를 소파판의 하부에 고정시키는 복수의 고정봉으로 구성되고, 수직부에는 다수 개의 관통공이 형성된다.

본 발명에 따르면 설치 해역의 수리환경에 특성에 제약을 받지 않고 적용이 가능하며 높은 이안제로서 기능하여 모래유실을 방지할 수 있다. 또한 부가적으로 인공 어초로서 역할을 할 수 있다.

본 명세서에서 첨부되는 다음의 도면들은 본 발명의 바람직한 실시 예를 예시하는 것이며, 발명의 상세한 설명과 함께 본 발명의 기술사상을 더욱 이해시키는 역할을 하는 것이므로, 본 발명은 첨부한 도면에 기재된 사항에만 한정되어서 해석되어서는 아니 된다.
도 1은 본 발명에 따른 모래유실방지와 어초 기능을 복합화한 다기능 인공구조물을 나타낸 사시도이다.
도 2는 본 발명에 따른 모래유실방지와 어초 기능을 복합화한 다기능 인공구조물이 설치된 모습을 나타낸 단면도이다.
도 3은 제1 소파부재를 나타낸 정면도이다.
도 4는 해수면 아래에 설치된 최상단 소파판에 제2 소파부재가 설치된 상태를 나타낸 단면도이다.
도 5는 제2 소파부재를 나타낸 사시도이다.

아래에서 본 발명은 첨부된 도면에 제시된 실시 예를 참조하여 상세하게 설명이 되지만 제시된 실시 예는 본 발명의 명확한 이해를 위한 예시적인 것으로 본 발명은 이에 제한되지 않는다.

도 1은 본 발명에 따른 모래유실방지와 어초 기능을 복합화한 다기능 인공구조물을 나타낸 사시도이고, 도 2는 본 발명에 따른 모래유실방지와 어초 기능을 복합화한 다기능 인공구조물이 설치된 모습을 나타낸 단면도이며, 도 3은 제1 소파부재를 나타낸 정면도이다.

도 1을 참조하면, 본 발명에 따른 다기능 인공구조물은 복수의 지주(10)와, 지주(10)에 복층 구조로 설치되는 복수의 소파판(20)으로 구성된다.

지주(10)는 그 하단이 해안의 바닥면에 고정되어 소파판(20)들을 지지하기 위한 것으로 소파판(20)의 형태에 따라 설치 개수가 결정된다. 도시된 것처럼 소파판(20)이 사각형상이 될 경우 지주(10)는 4곳의 모서리에 결합되도록 4개가 설치된다. 지주(10)는 콘크리트 파일 바람직하게는 PHC 파일로 구성될 수 있다.

소파판(20)은 파랑에너지를 감쇠시키기 위한 것으로 지주(10)의 길이방향을 따라 서로 간격을 두고 복층 구조로 설치된다. 도면에서는 3개의 소파판(20)이 설치된 예를 도시하였으나 소파판(20)의 설치 개수는 적절히 증가될 수 있다. 소파판(20)은 프리캐스트 콘크리트(Precast Concrete) 또는 섬유강화플라스틱(Fiber Reinforced Plastic) 판으로 구성되고 두께방향으로 관통하는 다수 개의 구멍(21)이 형성된다.

도 2에 도시된 것처럼 복수의 소파판(20) 중에서 최상단의 소파판(20a)은 해수면 위로 노출되게 설치되고 그 아래쪽의 소파판(20b,20c)들은 해수면 아래에 잠기게 설치된다. 최상단과 바로 그 아래의 소파판(20a,20b)은 해수면과 평행하게 설치되고 나머지 소파판(20c) 즉, 도면에서는 하나의 소파판이지만 소파판의 개수가 4개 이상일 경우 2개 이상의 소파판은 해수면에 평행하게 또는 해수면에 대해 일정한 각도를 가지도록 경사지게 설치될 수 있다. 해수면으로 노출된 최상단의 소파판(20a)은 해상 높이터나 낙시터로 활용할 수 있다. 대안으로 도시하지는 않았지만 모든 소파판을 해수면 아래에 잠기게 설치하되 최상단의 소파판은 해수면에 평행하게 설치되고 그 아래쪽의 소파판들은 해수면에 평행하게 또는 해수면에 대해 일정한 각도를 가지도록 경사지게 설치될 수 있다.

소파판(20)의 각 모서리에는 연결철물(30)이 설치되어 있고 이 연결철물(30)을 통해 소파판(20)을 지주(10)에 결합시킨다. 연결철물(30)은 지주(10)의 외면에 대응되는 곡률을 가지는 결합면(31)과 소파판(20)의 모서리에서 서로 직교하는 2개의 면에 고정되는 2개의 고정면(32,32)을 가진다. 연결철물(30)의 결합면(31)을 지주(10)에 밀착시킨 상태로 볼트(b)를 지주(10)에 미리 천공된 볼트 체결공(미도시)에 체결하는 것에 의해 소파판(20)을 지주(10)에 고정시킬 수 있다. 이러한 방법으로 소파판(20)을 지주(10)의 길이방향을 따라 간격을 두고 복층 구조로 설치할 수 있다.

도 2에 도시된 것처럼, 해수면 아래에 설치된 소파판들 중에서 가장 위쪽의 소파판에 형성된 각 구멍(21)들에는 제1 소파부재(40)가 결합된다. 해안 침식에 가장 큰 영향을 미치는 파랑은 해수면 표면의 장파장인데 본 발명에서는 해수면 바로 아래의 소파판에 제1 소파부재(40)를 설치함으로써 더욱 효과적으로 파랑에너지를 감쇠시킨다.

도 3을 참조하면, 제1 소파부재(40)는 소파판(20) 위로 돌출되게 설치된 상부 소파체(41), 상부 소파체(41)의 하부에 결합되어 구멍(21)을 관통하는 연결봉(42), 연결봉(42)의 하단에 결합되어 소파판(20)의 아래에 돌출되게 설치된 하부 소파체(43), 일단이 소파판(20)의 상면에 고정되고 타단이 상부 소파체(41)에 연결되어 상부 소파체(41)의 위치를 고정시키는 복수의 상부 지지대(44) 및 일단이 소파판(20)의 하면에 고정되고 타단이 하부 소파체(43)에 연결되어 하부 소파체(43)의 위치를 고정시키는 복수의 하부 지지대(45)로 구성된다.

도시된 것처럼 상부 소파체(41)는 종단면이 Y자 형상을 가지는 것으로 이 분야에서 공지된 임의의 재료로 제조될 수 있지만 바람직하게는 부식의 우려가 없는 섬유강화플라스틱 재질로 구성할 수 있다. 상부 소파체(41)는 상부 지지대(44)에 의해 소파판(20)에 형성된 구멍(21)의 위쪽에 돌출되게 설치되어 1차로 소파판(20)에 형성된 구멍(21)에 의해 감쇠된 파랑에너지를 2차로 감쇠시킨다. 상부 소파체(41)에 의한 파랑에너지의 감쇠는 Y자 형상에 기인하여 소파판(20)을 통과한 파랑을 감쇠시키게 된다. 따라서 본 발명에 따르면 지주(10)에 복층 구조로 설치되는 다수 개의 구멍(21)이 형성된 복수의 소파판(20)과 함께 해안으로 유입되는 파랑에너지를 효과적으로 감쇠시킬 수 있다.

하부 소파체(43)는 원형의 단면을 가지는 것으로서 내부가 빈 중공체로 구성되고 상부 소파체(41)와 마찬가지로 이 분야에서 공지된 임의의 재료로 제조될 수 있지만 부식의 우려가 없는 섬유강화플라스틱 재질로 구성하는 것이 바람직하다. 하부 소파체(43)는 다수 개의 구멍(21)을 가지는 소파판(20)의 기능을 저해하지 않고 즉 소파 기능에 중요한 영향 인자가 되는 구멍을 막지 않으면서 상부 소파체(41)가 유효하게 2차 소파 기능을 수행할 수 있도록 구멍(21)의 크기보다 작은 크기의 구형의 형상을 가진다.

연결봉(42)은 상부 소파체(41)와 하부 소파체(43)가 소파판(20)의 위쪽과 아래쪽에 위치하도록 연결하고 상부 지지대(44)와 하부 지지대(45)는 각각 연결봉(42)에 의해 위치가 결정된 상부 소파체(41)와 하부 소파체(43)를 단단하게 고정시킨다. 연결봉(42)과 상부 지지대(44) 및 하부 지지대(45)는 이 분야에서 공지된 임의의 재료로 제조될 수 있지만 부식의 우려가 없는 섬유강화플라스틱 재질로 구성하는 것이 바람직하다. 상부 지지대(44) 및 하부 지지대(45)는 연결봉(42)과 같이 원형, 다각형 등의 봉상체로 구성될 수 있다.

한편, 도 4에 도시된 것처럼 제1 소파부재(40)가 설치된 소파판(20)의 하부에는 다수 개의 제2 소파부재(50)가 더 설치될 수 있다. 도 5는 제2 소파부재(50)를 나타낸 사시도이다.

도 5를 참조하면, 제2 소파부재(50)는 수직부(511) 및 수직부(511)의 상단에서 일정한 각도로 벌어지는 한 쌍의 경사부(512,512)를 가지는 Y자형 본체(51)와, Y자형 본체(51)를 소파판(20)의 하부에 고정시키는 복수의 고정봉(52)으로 구성된다. Y자형 본체(51)에서 수직부(511)에는 일정한 패턴 또는 불규칙한 패턴으로 다수 개의 관통공(511a)이 형성된다. 고정봉(52)의 일단은 소파판(20)의 하면에 고정되고 타단은 Y자형 본체(51)의 경사부(512)에 연결되어 Y자형 본체(51)를 소파판(20)의 하부에 단단히 고정시킨다. 다수 개의 제2 소파부재(50)는 해수면의 아래에 설치된 소파판 중에서 가장 위쪽의 소파판 즉, 제1 소파부재(40)가 설치된 소파판의 하부에 규칙적인 패턴으로 또는 불규칙한 패턴으로 설치될 수 있다.

제2 소파부재(50)를 구성하는 Y자형 본체(51) 및 복수의 고정봉(52)은 이 분야에서 공지된 임의의 재료로 제조될 수 있지만 부식의 우려가 없는 섬유강화플라스틱 재질로 구성하는 것이 바람직하다.

이처럼 제2 소파부재(50)를 더 설치할 경우 1차로 제2 소파부재(50)에 의해 파랑에너지가 감쇠되고 2차로 소파판(20)에 의해 파랑에너지가 감쇠되고 3차로 제1 소파부재(40)에 의해 파랑에너지가 감쇠됨으로써 보다 확실하게 파랑에너지를 감쇠시킬 수 있다.

한편 본 발명에 따르면 해수면 아래에 설치된 소파판들은 소파제 또는 이안제로서 기능할 뿐만 아니라 바다속에 인공적으로 물고기들이 서식할 수 있는 환경을 제공하는 어초로서도 기능할 수 있다.

지금까지 본 발명은 제시된 실시 예를 참조하여 상세하게 설명이 되었지만 이 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 제시된 실시 예를 참조하여 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위에서 다양한 변형 및 수정 발명을 만들 수 있을 것이다. 본 발명은 이와 같은 변형 및 수정 발명에 의하여 제한되지 않으며 다만 아래에 첨부된 청구범위에 의하여 제한된다.

10: 지주
20: 소파판
30: 연결철물
40: 제1 소파부재
41: 상부 소파체
42: 연결봉
43: 하부 소파체
44: 상부 지지대
45: 하부 지지대
50: 제2 소파부재
51: Y자형 본체
52: 고정봉

Claims (4)

1. 해안의 바닥면에 그 하단이 고정되는 복수의 지주와, 지주에 서로 간격을 두고 복층 구조로 설치되는 복수의 소파판으로 구성되며,
   소파판에는 다수 개의 구멍이 형성되고,
   복수의 소파판 중 일부 또는 전체는 해수면 아래에 설치되고 해수면 아래에 설치된 소파판 중 최상단 소파판의 각 구멍에는 제1 소파부재가 설치되며,
   제1 소파부재는,
   소파판 위로 돌출되게 설치된 상부 소파체, 상부 소파체의 하부에 결합되어 구멍을 관통하는 연결봉, 연결봉의 하단에 결합되어 소파판의 아래에 돌출되게 설치된 하부 소파체, 일단이 소파판의 상면에 고정되고 타단이 상부 소파체에 연결되어 상부 소파체의 위치를 고정시키는 복수의 상부 지지대 및 일단이 소파판의 하면에 고정되고 타단이 하부 소파체에 연결되어 하부 소파체의 위치를 고정시키는 복수의 하부 지지대로 구성된 것을 특징으로 하는 모래유실방지와 어초 기능을 복합화한 다기능 인공구조물.
2. 청구항 1에 있어서,
   소파판은 프리캐스트 콘크리트 또는 섬유강화플라스틱으로 구성되는 것을 특징으로 하는 모래유실방지와 어초 기능을 복합화한 다기능 인공구조물.
3. 청구항 2에 있어서,
   상부 소파체는 종단면이 Y자 형상을 가지는 것을 특징으로 하는 모래유실방지와 어초 기능을 복합화한 다기능 인공구조물.
4. 청구항 1에 있어서,
   제1 소파부재가 설치된 소파판의 하부에는 다수 개의 제2 소파부재가 더 설치되고,
   제2 소파부재는,
   수직부와, 수직부의 상단에서 일정한 각도로 벌어지는 한 쌍의 경사부를 가지는 Y자형 본체와; Y자형 본체를 소파판의 하부에 고정시키는 복수의 고정봉으로 구성되고, 수직부에는 다수 개의 관통공이 형성된 것을 특징으로 하는 모래유실방지와 어초 기능을 복합화한 다기능 인공구조물.

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