KR101343978B1 - 생태농업용 방틀둠벙 및 이를 이용한 생태농경지 - Google Patents

Abstract

본 발명의 생태농업용 방틀둠벙과 이를 이용한 생태농경지는 논의 일정 단위면적 안에 방틀둠벙, 태양광 시설 및 에어리프트 장치, 중간 서식지가 고랑을 중심으로 외각에 조성하고, 수심을 확보한 방틀둠벙에서 에어리프트로 일정 유량을 취수하면 고랑의 하상고에 따라 용수는 이송 후 순환하여 다시 방틀둠벙으로 유입되도록 구성함으로써 수생식물의 서식공간을 제공한다. 이와 같이 구성되는 생태농업용 방틀둠벙과 그 시스템에 의하면, 상시 물을 머금고 있는 논과, 수위변동에 자연적으로 대처 가능한 생태구조물인 방틀둠벙의 결합체로써 에어리프트 순환을 가미하여 논의 산화 및 자정작용을 촉진시키며, 생물 다양성을 적극 확보할 수 있는 이점이 있다.

Description

생태농업용 방틀둠벙 및 이를 이용한 생태농경지{ECO-ARTIFICIAL FISH REEF DEVICE AND FARMLAND FOR ECOLOGICAL AGRICULTURE}

본 발명은 생태농업용 방틀둠벙과 이를 이용한 생태농경지에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 방틀둠벙을 활용하여 논의 생태복원을 유도하고, 농업용수를 확보하며, 나아가 무농약 기법으로 친환경 유기농법을 조성할 수 있는 생태농업용 방틀둠벙과 그 생태농경지에 관한 것이다.

최근 우리나라는 안전한 농산물에 대한 요구가 늘어남에 따라서, 화학비료와 농약의 사용을 최대한 자제하는 유기농업이 늘어나고 있는 추세이다. 농약의 과다한 사용은 농산물의 생산량 증가에 기여하지만, 논 생태계에 서식하고 있는 생물에게는 치명적인 영향을 미치게 된다.

논은 농업용 습지로 분류 가능하여 생물다양성이 증가할 수 있는 기본 조건을 갖추고 있지만, 형태적으로 수심이 얕고 구역별로 폐쇄적인 구조이기 때문에 저서 무척추동물 또는 소형어류가 지속적으로 서식하기에 한계가 있다.

그리고, 현재 친환경농법의 일환으로 미꾸라지 및 한국산 논우렁이 등을 활용한 해충 및 잡초제거 기법을 활용한 사례가 늘고 있다. 대표적인 친환경농법 대상 생물인 미꾸라지와 논우렁이는 논에서 벼를 재배함과 동시에 일정 개체의 사육이 가능하지만 그 서식처의 다양성 확보가 미흡하며, 효율적으로 회수할 수 있는 공간 조성에 관한 연구가 부족하다.

그리고, 추수 이후 겨울 갈수기 동안 감소한 개체수의 보충 문제로 지속적인 생물량 확보가 필요하며, 평시에 생물 서식공간의 물리적 한계로 환경 개선이 요구되는 실정이다.

한편, 기존 전통 둠벙은 농업용수 확보를 목적으로 활용되었으나 사람의 실족 사고나 효율적인 물순환 공급과 수질 개선, 생물의 포괄적인 확보 기능 등에 한계가 있었다.

이와 관련된 국내의 관련 종래기술에는 광촉매 분해 정화조, 수변방틀 구조체, 목재방틀 등이 있으며 광촉매 분해 정화조의 경우 물을 순환시키면서 식물의 생육보호가 가능하다는 특징이 있다.

그러나 상기한 바와 같은 종래 기술에 의한 방틀구조는 논과의 상호관계를 고려하지 않고 계절별 온도 차이에 의한 DO농도 조절이 가능하지 않고, 둠벙 내의 수심확보가 불가능한 문제점이 있다.

본 발명은 이와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 본 발명의 목적은 논의 생물 다양성을 확보하고 생태기능이 강화된 자연 공생형 방틀구조 및 이를 이용한 생태 농경지를 제공하는데 있다.

이와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 특징에 의하면, 본 발명의 생태농업용 방틀둠벙을 이용한 생태농경지는 농작물이 경작되는 대상지; 상기 대상지의 둘레에 형성되고, 상기 대상지의 둘레를 따라 물이 흐르도록 형성되는 수로;및 상기 수로와 연결되고, 급수 장치를 이용하여 상기 수로 내의 물을 순환시키고, 내부에 수생물 서식공간이 형성되는 방틀둠벙을 포함하는 것이 바람직하다.

본 발명의 생태농경지는 대상지의 모서리에 각각 구비되고, 수생물의 서식공간을 제공하는 중간서식지를 더 포함하는 것이 바람직하다.

본 발명의 수로는 일방향으로 경사지도록 형성되는 것이 바람직하다.

본 발명의 방틀둠벙은 상기 대상지에 매립설치되고, 상기 수로의 양단과 연결되는 둠벙 본체; 상기 둠벙 본체에 연결되고, 상기 둠벙 본체 내부로 물을 공급하는 급수장치;및 상기 둠벙 본체에 연결되고, 태양광, 풍력,및 지열 중 어느 하나를 이용하여 전력을 생산하는 전력발생장치를 포함하는 것이 바람직하다.

본 발명의 둠벙 본체는 상기 둠벙 본체의 상면에 구비되는 유지 관리 뚜껑; 상기 둠벙 본체의 상면에 형성되고, 수생물의 이동통로로 사용되는 타공;및 상기 둠벙 본체의 상면에 형성되고, 상기 둠벙 본체 내부를 모니터하기 위한 모니터창을 포함하는 것이 바람직하다.

본 발명의 둠벙본체는 상기 둠벙본체에 구비되고, 상기 둠벙본체의 내부를 수생물 서식공간과 급수장치 설치공간으로 구획하는 구획벽을 포함하고, 상기 수생물 서식공간의 바닥면은 상기 급수장치 설치공간 방향으로 하향 경사지도록 형성되는 것이 바람직하다.

본 발명의 둠벙본체는 상기 급수장치 설치공간에 퇴적된 토사를 외부로 배출하기 위한 삽입관을 포함하는 것이 바람직하다.

본 발명의 둠벙본체는 상기 둠벙본체 내부에 구비되는 열선과, 상기 둠벙본체 내부를 촬영하는 촬영장치를 포함하는 것이 바람직하다.

본 발명의 급수장치는 에어리프트 장치인 것이 바람직하다.

본 발명의 생태농업용 방틀둠벙은 상기에서 언급된 방틀둠벙으로 구성되는 것이 바람직하다.

본 발명의 급수장치는 에어리프트 장치인 것이 바람직하다.

이와 같은 본 발명에 의한 생태농업용 방틀둠벙과 이를 이용한 생태농경지에 의하면, 논의 산화 및 자정작용을 촉진함을 통한 건강한 친환경 농산물 생산이 증대되고, 태양광 등 녹색에너지를 이용한 동력 확보 및 흐름발생 및 재폭기로 논에서의 용존산소량이 확보되며, 농약사용의 저감으로 인한 생태계 위해성 감소 및 생물 다양성 증대되고, 미꾸라지, 우렁이 등을 방틀둠벙에 적용시켜 활용한 친환경 농업으로 양식 기능 강화되는 이점이 있다.

도 1은 본 발명에 의한 생태농업용 방틀둠벙과 이를 이용한 생태농경지의 바람직한 실시예를 보인 평면도.
도 2는 도 1의 C-C' 단면을 보인 단면도.
도 3은 도 1의 D-D' 단면을 보인 단면도.
도 4는 도 1의 A-A' 단면을 보인 단면도.
도 5는 도 1의 B-B' 단면을 보인 단면도.
도 6은 본 발명에 의한 생태농업용 방틀둠벙의 바람직한 실시예를 보인 단면도.

이하에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 보다 상세하게 설명한다.

도 1 내지 도 6에는 본 발명에 의한 생태농업용 방틀둠벙과 이를 이용한 생태 농경지의 바람직한 실시예가 도시되어 있다.

본 발명의 생태 농경지는 농작물이 식생되는 대상지(10)를 포함하고, 상기 대상지(10)의 둘레에는 상기 대상지(10) 내의 물이 순환하기 위한 고랑(20)이 형성된다. 상기 대상지(10)와 고랑(20)은 지속적으로 물을 교환하도록 구성된다.

상기 고랑(20)은 상기 고랑(20)의 어느 일측 모서리에 위치되는 방틀둠벙(100)으로부터 타측으로 갈수록 하상레벨이 높아지거나 낮아지도록 형성된다. 도 1에 도시된 바에 의하면, 상기 고랑(20)은 각 레벨에 따라 대략 0.1m 정도의 높이차이를 가지도록 경사지게 형성된다.

즉, 상기 고랑(20)은 상기 방틀둠벙(100)과 접하는 제1 레벨(E.L. 1)로부터 한 바퀴 순환하여 다시 방틀둠벙(100)의 타측과 접하는 제5 레벨(E.L. 5)까지 각 레벨별로 0.1m씩 낮아지도록 경사짐으로써 총 0.4m의 높이 차이를 가진다.

상기 고랑(20)이 각 레벨에 따라 경사지도록 형성됨으로써 상기 고랑(20) 내의 물은 자연유하하여 상기 방틀둠벙(100)으로부터 흘러나가 다시 방틀둠벙(100)으로 회귀하도록 형성된다.

상기 고랑(20)은 현장상황에 맞게 조성하며 오픈수로로 조성될 수 있다. 상기 고랑(20)은 세굴 등의 영향을 최소화하기 위해 다양한 하상재료 및 구조적 지지체의 보완이 가능하며, 현장에서 유량을 조절함으로써 지속적으로 순환될 수 있도록 조정될 수 있다.

또한, 도면에는 도시되지 않았으나 상기 고랑(20)은 상기 대상지(10)의 둘레뿐만 아니라, 상기 대상지(10) 내부를 관통하도록 형성될 수도 있다. 상기 고랑(20)이 대상지(10) 내부를 관통하면서 상기 대상지(10) 내로 보다 원활하게 물을 공급할 수 있다.

그리고, 각 고랑(20)이 서로 접하는 모서리에는 하방으로 더 깊게 굴착되어 형성되는 중간서식지(30)가 형성된다. 상기 중간서식지(30)는 소형 방틀형태로서 목재나 콘크리트 등의 재료로 구성된 구조물로 제작될 수 있고, 가로 0.5m × 세로 0.5m × 수심 0.5m(1EA)를 기준으로 구성될 수 있다. 또는, 상기 중간서식지(30)는 상기 고랑(20)의 단차와 대응되도록 상기 고랑(20)의 단차가 낮아질수록 더 깊은 수심을 가지도록 형성될 수도 있다.

상기 대상지(10), 고랑(20), 및 중간서식지(30)에는 수질정화능력이 있는 침수식물인 미나리와 미꾸라지가 서식될 수 있다. 미꾸라지와 우렁이의 수량은 각각 0.2 kg/m², 0.9~1.2 kg/m²가 적당하며 멸구류나 잡초 등을 섭식하여 병해충 및 잡초 번성 방지용으로 활용될 수 있다. 특히 미꾸라지는 논 주변의 웅덩이나 수로에 주로 서식하는 특성으로, 둠벙의 존재하에 개체군의 안정적 유지가 가능하다.

상기 대상지(10)의 모서리 중 하나에는 방틀둠벙(100)이 구비된다. 상기 방틀둠벙(100)은 사용자의 편의성 등을 고려하여 논의 외각부분에 설치하며 크기는 논의 면적 2,500 m² 기준으로 가로 1.5m × 세로 1.5m × 수심 1.5m 사이즈를 기본으로 하되 현장상황에 따라 조정이 가능하다. 상기 방틀둠벙(100)의 재료는 안정성을 고려하여 콘크리트 및 목재 등의 소재로 구성될 수 있다.

상기 방틀둠벙(100)은 둠벙본체(110)를 포함하고, 상기 둠벙본체(110) 내부에 어류 및 무척추 동물의 서식지가 형성된다. 상기 둠벙본체(110) 내부에는 하상재료, 식생매트, 또는 황마 등이 구비될 수 있다.

상기 둠벙본체(110)의 상면에는 상기 둠벙본체(110)의 내부를 관리하기 위한 유지관리용 뚜껑(120)이 구비된다. 그리고, 상기 유지관리용 뚜껑(120) 및 둠벙본체(110)의 상면에는 다수개의 타공(113)이 형성된다. 상기 타공(113)을 통해 수생물이 상기 둠벙본체(110) 내부로 이동할 수 있다.

그리고, 상기 둠벙본체(110)의 상면에는 상기 둠벙본체(110)의 내부를 모니터하기 위한 모니터창(115)이 형성된다. 상기 모니터창(115)을 통해 상기 둠벙본체(110) 내부의 수생물 생태 현황을 모니터할 수 있다. 다만, 상기 모니터창(115)은 사람이 빠질 수 없는 크기로 개구되는 것이 바람직하다.

상기 둠벙본체(110)에서 상기 고랑(20)과 접하는 부분에는 개구부(117)가 형성되고, 상기 개구부(117)에는 개폐수문(130)이 연결된다. 상기 개폐수문(130)에 의해 상기 개구부(117)의 개폐가 가능하고, 수생물의 회수가 용이해진다.

상기 둠벙본체(110)에는 상기 둠벙본체(110)의 내부공간을 구획하는 구획벽(119)이 구비된다. 상기 구획벽(119)에 의해 내부공간이 수생물의 서식공간과 아래에서 설명할 급수장치(150)의 설치공간으로 구획된다.

상기 둠벙본체(110)에서 수생물 서식공간의 바닥면은 상기 급수장치(150)의 설치공간 방향으로 하방으로 경사지도록 형성된다. 따라서, 상기 둠벙본체(110)의 바닥면에 퇴적된 토사가 상기 급수장치(150) 설치공간의 바닥면에 퇴적된다.

그리고, 상기 급수장치(150)의 설치공간에는 삽입관(140)이 연결되어 상기 삽입관(140)을 통해 상기 급수장치(150) 설치공간에 퇴적된 토사를 외부로 배출할 수 있다.

상기 둠벙본체(110)의 급수장치(150) 설치공간에는 외부의 급수원으로부터 상기 둠벙본체(110) 내부로 산소 및 물을 공급하는 급수장치(150)가 설치된다. 상기 급수장치(150)는 에어리프트 장치로 구성될 수 있고, 상기 에어리프트 장치는 물과 공기의 혼합물 사이에 존재하는 비중차에 의해 하부의 물을 상부로 양수시키는 장치로서, 양수관 내부의 물에 기포가 포함되어 겉보기 비중이 작아지기 때문에 양수관 내부의 물이 비중차에 상당하는 부피만큼 이송되는 장치를 의미한다.

상기 에어리프트 장치는 가동부분이 없기 때문에 고장이 적고, 공기량의 조절에 의해 자유롭게 양수량을 조절할 수 있고, 압축공기를 사용하므로 동력 효율은 통상의 원심펌프에 비해 비교적 낮다. 또한, 양수관 내외의 비중차를 이용하여 양수를 시키므로 생태계 내의 어류와 같은 수생동물도 같이 이동시킬 수 있으므로 친환경적이다.

상기 에어리프트 장치로 구성될 수 있는 급수장치(150)는 둠벙본체(110)의 수심과 깊이에 따라 다단형으로 구성될 수 있다. 상기 급수장치(150)는 PVC 파이프 또는 부식되지 않는 스테인레스로 제작될 수 있고, 상기 급수 장치(150)에 의해 공급되는 유량은 최대 약 7m³/day일 수 있다.

그리고, 상기 급수 장치(150)에는 산기석과 같은 물질을 이용하여 산소를 발생시키는 산소발생장치(160)를 포함할 수 있다. 상기 산소발생장치(160)는 20 L/min 내외로 공기량 조절이 가능하며, 상기 산소발생장치(160)에 의해 한여름이나 겨울철에도 산소를 공급함으로써 용존산소 고갈에 의한 수생물의 폐사를 방지할 수 있다.

상기 급수 장치(150)에 의해 상기 둠벙본체(110) 내부로 지속적으로 물이 유입되어 일정 수위 이상이 되면, 상기 둠벙본체(110)에 형성된 월류공(도시되지 않음)을 통해 물이 외부로 배출될 수 있다. 상기 월류공에는 별도의 메쉬망이 설치됨으로써 상기 둠벙본체(110) 내부의 수생물이 외부로 유출되지 않도록 할 수 있다.

상기 급수 장치(150)는 태양광을 주요 동력으로 사용할 수 있는 전력발생장치(170)에 의해 전력을 공급받는다. 상기 전력발생장치는 태양광 등을 이용하여 전력을 발생할 수 있는 장치로서, 방틀둠벙이 설치되는 주변상황에 맞게 태양광, 풍력, 수력 또는 지열 등을 이용하여 구성될 수 있다.

상기 전력발생장치(170)는 주로 태양광을 동력으로 사용하는데, 태양광 발생장치의 기본적인 구성요소(태양광 패널, 지지체 등)를 모두 포함할 수 있다.

한편, 상기 둠벙본체(110)의 내부 측면에는 다수개의 열선(180)이 구비될 수 있다. 상기 열선(180)은 상기 전력발생장치(170)에 의해 공급되는 전력을 이용하여 난방을 함으로써 동절기에 수생물이 동사하는 것을 방지할 수 있다.

그리고, 상기 둠벙본체(110) 내부에는 상기 둠벙본체(110)의 내부를 모니터할 수 있는 촬영장치(190)가 구비될 수 있다. 상기 촬영장치(190)에 의해 촬영된 영상은 외부의 중앙관리센터로 송신됨으로써 외부에서 상기 둠벙본체(110) 내부상황을 모니터할 수 있도록 구성될 수도 있다.

또한, 상기 둠벙본체(110)에는 미꾸라지 양식 등을 위한 그물이 설치될 수 있다.

이와 같은 본 발명의 기본적인 기술적 사상의 범주 내에서, 당업계의 통상의 지식을 가진 자에게 있어서는 다른 많은 변형이 가능함은 물론이고, 본 발명의 권리범위는 후술하는 특허청구범위에 기초하여 해석되어야 할 것이다.

*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명*
10 : 대상지 20 : 고랑
30 : 중간서식지 100 : 방틀둠벙
150 : 급수 장치 170 : 전력발생장치

Claims (12)

1. 농작물이 경작되는 대상지;
   상기 대상지의 둘레에 형성되고, 상기 대상지의 둘레를 따라 물이 흐르도록 형성되는 수로;및
   상기 수로와 연결되고, 급수 장치를 이용하여 상기 수로 내의 물을 순환시키고, 내부에 수생물 서식공간이 형성되는 방틀둠벙을 포함하고,
   상기 방틀둠벙은 상기 대상지에 매립설치되고, 수로의 양단과 연결되는 둠벙 본체; 상기 둠벙 본체에 연결되고, 상기 둠벙 본체 내부로 물을 공급하는 급수장치; 및 상기 둠벙 본체에 연결되고, 태양광, 풍력,및 지열 중 어느 하나를 이용하여 전력을 생산하는 전력발생장치를 포함하며,
   상기 둠벙본체는 상기 둠벙본체에 구비되고, 상기 둠벙본체의 내부를 수생물 서식공간과 급수장치 설치공간으로 구획하는 구획벽을 포함하고, 상기 수생물 서식공간의 바닥면은 상기 급수장치 설치공간 방향으로 하향 경사지도록 형성되는
   생태농업용 방틀둠벙을 이용한 생태농경지.
   
2. 제1항에 있어서,
   상기 대상지의 모서리에 각각 구비되고, 수생물의 서식공간을 제공하는 중간서식지를 더 포함하는
   생태농업용 방틀둠벙을 이용한 생태농경지.
   
3. 제1항에 있어서,
   상기 수로는
   일방향으로 경사지도록 형성되는
   생태농업용 방틀둠벙을 이용한 생태농경지.
4. 삭제
5. 제1항에 있어서,
   상기 둠벙 본체는
   상기 둠벙 본체의 상면에 구비되는 유지 관리 뚜껑;
   상기 둠벙 본체의 상면에 형성되고, 수생물의 이동통로로 사용되는 타공;및
   상기 둠벙 본체의 상면에 형성되고, 상기 둠벙 본체 내부를 모니터하기 위한 모니터창을 포함하는
   생태농업용 방틀둠벙을 이용한 생태농경지.
   
6. 삭제
7. 제1항에 있어서,
   상기 둠벙본체는
   상기 급수장치 설치공간에 퇴적된 토사를 외부로 배출하기 위한 삽입관을 포함하는
   생태농업용 방틀둠벙을 이용한 생태농경지.
   
8. 제1항에 있어서,
   상기 둠벙본체는
   상기 둠벙본체 내부에 구비되는 열선과,
   상기 둠벙본체 내부를 촬영하는 촬영장치를 포함하는
   생태농업용 방틀둠벙을 이용한 생태농경지.
   
9. 제1항 내지 제3항, 제5항, 제7항 및 제8항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 급수 장치는
   에어리프트 장치인
   생태농업용 방틀둠벙을 이용한 생태농경지.
   
10. 농작물이 경작되는 대상지에 매립 설치되고, 수로의 양단과 연결되는 둠벙 본체;
    상기 둠벙 본체에 연결되고, 상기 둠벙 본체 내부로 물을 공급하는 급수장치; 및
    상기 둠벙 본체에 연결되고, 태양광, 풍력,및 지열 중 어느 하나를 이용하여 전력을 생산하는 전력발생장치를 포함하며,
    상기 둠벙 본체는 상기 둠벙 본체의 상면에 구비되는 유지 관리 뚜껑과, 상기 둠벙 본체의 상면에 형성되고, 수생물의 이동통로로 사용되는 타공과, 상기 둠벙 본체의 상면에 형성되고, 상기 둠벙 본체 내부를 모니터하기 위한 모니터창, 및 상기 둠벙본체에 구비되어 상기 둠벙본체의 내부를 수생물 서식공간과 급수장치 설치공간으로 구획하는 구획벽을 포함하고,
    상기 둠벙 본체는 상기 수생물 서식공간의 바닥면은 상기 급수장치 설치공간 방향으로 하향 경사지도록 형성되는
    생태농업용 방틀둠벙.
    
11. 제10항에 있어서,
    상기 급수장치는 에어리프트 장치이고,
    상기 둠벙본체는 상기 급수장치 설치공간에 퇴적된 토사를 외부로 배출하기 위한 삽입관을 포함하는
    생태농업용 방틀둠벙.
12. 제10항에 있어서,
    상기 둠벙본체는
    상기 둠벙본체 내부에 구비되는 열선과,
    상기 둠벙본체 내부를 촬영하는 촬영장치를 포함하는
    생태농업용 방틀둠벙.

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