KR101621680B1 - 용승작용을 유도하는 강제어초구조체 - Google Patents

Abstract

본 발명은 강제어초구조체에 관한 것으로서, H빔으로 형성된 복수개의 수평프레임과 복수개의 수직프레임이 서로 격자형태로 수평 및 수직방향으로 다단 배치되어 형성되는 다층의 프레임부와; 상기 프레임부의 하부 테두리영역에는 수직하게 배치된 복수개의 수직레그와; 프레임부의 하부영역에 결합되며, 지반의 형태에 따라 높이조절이 가능하게 구비되는 높이조절레그와; 프레임부의 외곽영역에 상기 프레임부의 내측을 향해 상향 경사지게 배치되어 해저하부로부터 용승작용을 유도하는 복수개의 경사판을 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

용승작용을 유도하는 강제어초구조체{STEEL FISH REEF INDUCED UPWELLING}

본 발명은 강제어초구조체에 관한 것으로서, 보다 자세히는 해저에서 용승류를 발생시키고 용승작용을 유도할 수 있는 강제어초구조체에 관한 것이다.

일반적으로 인공어초는 황폐화된 어장을 효과적으로 회복시키고 수중에 인위적 구조물을 설치하여 수산자원의 서식장, 산란장 및 치어 성육장을 제공함으로써 어장의 생산성 제고 및 자원 증강의 중요한 역할을 하였다.

인공어초는 대부분 철근 콘크리트로 제작되었으나, 연안어장의 확대를 위해 시설수심의 확대가 불가피하여 철근콘크리트 단일 재료에서 탈피하여 단위면적당 강도가 콘크리트 보다 강한 강제를 이용한 강제어초가 제작되고 있다.

종래 강제어초의 일례가 대한민국 등록실용신안 제20-0427779호 “어폐류 성장형 강제어초”에 개시된 바 있다.

개시된 종래 강제어초는 통상 직사각형 또는 정사각형의 각형을 이루고 상부 모서리가 예리한 각을 갖도록 형성되어 그물을 사용하는 환경에서는 그물에 손상을 주는 등의 문제점이 있었다.

이러한 강제어초는 단순한 사각형 형태로 다단으로 형성하여 해저에 배치된다. 이 경우, 해저에서 발생되는 조류나 파도의 영향으로 처음 시설 당시 2~3단의 다층구조를 갖는 강제어초가 구조적 안정성을 갖지 못하고 각각 흩어져 제 기능을 다하지 못하는 문제가 있었다.

그리고 해저에 배치된 강제어초가 시간이 경과되면서 부착생물로 인하여 수중에서의 부력이 작용하여, 자중을 잃고 조류에 의해 해안가로 떠밀려들면서 2차 오염을 발생시키고, 설치물을 회수해야 하는 경제적인 부담을 야기하기도 한다.

또한, 종래 강제어초는 공간면적에 비해 중량이 무겁다. 이러한 강제어초가 해저에 설치되면, 사질이나 니질, 사니질 등과 같이 해저저질이 무른 곳의 경우 유속의 변화나 시간의 경과에 따라 강제어초가 바닥면 속으로 점점 파묻혀 부등침하되면서 고유기능을 상실하게 되는 문제가 있었다.

대한민국 등록특허공보 등록번호 10-0464669호에는 “피라미드식 강제어초”에 관한 출원이 있다. 다수개의 H빔과 ‘ㄷ’자형상의 식재부재, 침하저지판, 빛을 차단하는 차단판 등으로 구성됨을 알 수 있다. 이는 어초 일부에 차단판을 설치하여 정착성 생물의 도피 및 휴식장을 제공하고자 하고 있으나, 어초 구조물의 설치 수심이 최소 20~40m이상이고, 수심 10m 이상에서 광합성 작용이 이루어지지 않은 점을 감안하면 그에 대한 효과를 기대하기 어렵고, 일부 침강을 막는 침하 방지판을 포함하고 있으나, 해저지반의 전속 및 경사를 고려하지 않고 있는 것이어서, 강제어초가 해저 바닥에 설치되면 사질, 니질, 사니질 등과 같이 해저 지반이 약하거나 유속이 변화나 시간의 경과에 따라 강제어초가 바닥면 속으로 점점 파묻혀 부등침하하면서 전도되어 어초 기능을 상실하게 되는 문제점이 발생된다.

또한, 해저지반의 표층부분은 대부분 강에서 유입된 흙으로 퇴적되고, 그 입경은 작은 미립자들로 이루어지는 데 “피라미드식 강제어초”등 일반 어초들의 구조로써는 시설초기 해저지반에 안정화를 갖기는 어려운 문제점이 있다.

한편, 바다의 해저면은 해수면보다 유속이 낮고 비교적 찬 해수가 흐르게 된다. 특히 수온이 낮은 하층수는 밀도가 높으며, 영양염이 풍부하고 용존산소량이 많을 뿐 아니라, 표층수의 많은 유기물이 가라앉으면서 분해되어 생성된 질산염과 인산염이 풍부하여 식물성 플랑크톤의 영양분이 된다. 그러나 이러한 유속이 낮은 하층수가 상층으로 올라올 수 있는 수단이 없어 어류의 서식환경을 개선하고 생산성 제고 및 자원 증강의 중요한 바다 생태계를 효과적으로 복원하는데 한계가 있다.

본 발명의 목적은 상술한 문제를 해결하기 위한 것으로서, 하층수를 상층으로 이동시킬 수 있도록 용승류의 용승작용을 유도하여 어류의 서식환경을 개선할 수 있는 강제어초구조체를 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 어초구조체의 구조적 안정성을 꾀하여 조류나 파도에도 전도되지 않고 안정적으로 위치를 유지할 수 있는 강제어초구조체를 제공하는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은 어민의 그물을 손상시키지 않는 강제어초구조체를 제공하는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은 해저지반과의 접촉면적을 증가시켜 해저지반으로 침하되는 것을 방지할 수 있는 강제어초구조체를 제공하는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은 경사져 있는 해저지반의 형상에 대응되게 높이조절이 가능한 강제어초구조체를 제공하는 것이다.

본 발명의 상기 목적과 여러 가지 장점은 이 기술분야에 숙련된 사람들에 의해 본 발명의 바람직한 실시예로부터 더욱 명확하게 될 것이다.

본 발명의 목적은 강제어초구조체에 의해 달성될 수 있다. 본 발명의 강제어초구조체는, H빔으로 형성된 복수개의 수평프레임과 복수개의 수직프레임이 서로 격자형태로 수평 및 수직방향으로 다단 배치되어 형성되는 다층의 프레임부와; 상기 프레임부의 외곽영역에 상기 프레임부의 내측을 향해 상향 경사지게 배치되어 해저하부로부터 용승작용을 유도하는 복수개의 경사판을 포함하는 것을 특징으로 한다.

실시예, 상기 프레임부는 하부에서 상부방향으로 갈수록 수평방향 면적이 좁아지게 형태가 구성되고, 해저지반의 표층부분과 접하는 프레임부의 하부 테두리영역에는 수직하게 형성된 복수개의 수직레그를 포함할 수 있다.

실시예, 상기 프레임부의 상부 외곽영역을 감싸도록 일정면적 결합되어 구조적 안정성을 유도하는 보강밴드를 더 포함할 수 있다.

실시예, 상기 프레임부의 하부영역에 결합되며, 지반의 형태에 따라 높이조절이 가능하게 구비되는 높이조절레그를 더 포함하되, 상기 높이조절레그는, 일정길이를 갖는 레그본체와; 상기 레그본체의 상면에 수평하게 결합되는 본체결합판과; 상기 프레임이 하부에 결합되어 상기 본체결합판과 고정되는 프레임결합판과; 상기 레그본체에 나사결합되어 높이조절이 가능한 높이조절봉과; 상기 높이조절봉의 하부에 결합되며 지반에 접촉지지되는 지면접촉판을 포함할 수 있다.

실시예, 상기 프레임부의 하부에 일정면적 결합되어 상기 프레임부가 해저지반에 침하되는 것을 방지하는 침하방지판을 더 포함할 수 있다.

본 발명에 따른 강제어초구조체는 작은 치어 또는 유어 및 성어가 동시에 성육할 수 있는 공간을 확보할 수 있다. 그리고, 복수개의 경사판이 하층류가 상방향으로 이동되는 용승작용을 유도하게 된다. 용승작용에 의해 어류의 생활환경 중 매우 중요한 부분인 용존산소를 충족시킬 수 있으며, 해저 밑바닥에 다량 분포하고 있는 영양염류를 부유생물을 활성화하여 어류의 서식환경을 개선하고 생산성 제고 및 자원 증강의 중요한 바다 생태계를 효과적으로 복원하는 큰 효과가 있다.

본 발명의 강제어초구조체는 비교적 작은 크기의 블록의 형태를 제작하여 조립하는 철근콘크리트에 비해 생산단가가 H빔을 이용하므로 비교적 간단하게 제작할 수 있고, 제작시간이나 제작비를 절감할 수 있는 효과가 있다.

특히, 단위프레임의 작은 크기 블록이 형성되도록 강제어초구조체의 구조를 하나의 구조체를 제작함으로써, 구조의 증축 및 축소가 용이하고, 특히 상부로 갈수록 면적이 좁게 형성되고, 보강밴드에 의해 구조적 안정성이 높아 조류나 파도의 영향에도 위치를 안정적으로 유지할 수 있으며, 그물을 손상시키지 않는 효과 뿐 아니라, 해저지반의 표층부분과 접하는 프레임부의 하부 테두리영역에 수직하게 배치된 복수개의 수직레그가 형성되어 시설초기 해저지반의 표층부분에 안정화하는 효과도 있다.

아울러, 본 발명의 강제어초구조체는 복수개의 침하방지판이 해저지반과 면접촉하게 되므로 해저지반으로 침하되는 것을 방지 할 수 있고, 복수개개의 높이조절레그가 개별적으로 높이 조절이 가능하므로 경사진 해저지반에서 경사도에 맞게 각 높이조절레그의 높이를 상이하게 조절하여 강제어초구조체의 수평하게 위치될 수 있어 조류나 해저지반에 맞게 안정적으로 유지할 수 있는 효과가 있다.

도 1은 본 발명에 따른 강제어초구조체의 구성을 도시한 사시도,
도 2는 본 발명에 따른 강제어초구조체의 구성을 도시한 분해사시도,
도 3은 본 발명에 따른 강제어초구조체의 높이조절레그의 결합과정을 도시한 분해사시도,
도 4는 본 발명에 따른 강제어초구조체의 바닥면을 도시한 저면도,
도 5는 본 발명에 따른 강제어초구조체을 통해 용승작용을 유도하는 과정을 도시한 예시도이다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 의한 용승류의 용승작용을 유도하는 강제어초구조체에 대하여 실시예로써 상세히 설명한다. 본 발명의 실시예는 여러 가지 형태로 변형될 수 있다.

도 1은 본 발명에 따른 강제어초구조체(1)의 조립된 상태를 도시한 사시도이고, 도 2는 강제어초구조체(1)의 구성을 분해하여 도시한 분해사시도이다.

도시된 바와 같이 본 발명에 따른 강제어초구조체(1)는 정글짐과 같이 다층구조를 갖도록 형성된 프레임부(100)와, 프레임부(100)의 상부영역의 테두리영역을 감싸도록 결합되어 구조적 안정성을 꾀하는 보강밴드(200)와, 프레임부(100)의 외곽영역에 경사지게 배치되어 용승작용을 유도하는 복수개의 경사판(300)과, 프레임부(100)의 바닥면에 결합되어 해저지반으로의 침하를 방지하는 복수개의 침하방지판(400)과, 프레임부(100)의 하부에 결합되어 프레임부(100)가 경사진 지반에 수평하게 위치되도록 수평위치를 조절하는 복수개의 높이조절레그(500)를 포함한다.

프레임부(100)는 수평프레임(110)과 수직프레임(120)이 서로 격자형태로 수평방향 및 수직방향으로 배치되어 다단 다층구조를 형성한다. 프레임부(100)는 파도 및 조류 등에 견딜 수 있도록 강성과 내구성을 갖는 H빔으로 형성된다. H빔은 설치되는 해저의 유속을 고려하여 다양한 규격으로 설치될 수 있다. 일례로, H빔은 125mm*125mm 규격과 100mm*100mm가 혼용되어 사용된다.

프레임부(100)는 도 3에 도시된 바와 같이 수평프레임(110)과 수직프레임(120)이 직육면체 형태로 결합되어 구성된 단위프레임(A)이 수평방향 및 수직방향으로 적층된 형태로 구조가 형성된다. 단위프레임(A)은 이웃하는 단위프레임(A)과 서로 용접에 의해 위치가 고정된다. 이렇게 단위프레임(A)을 서로 수평방향 및 수직방향으로 결합하여 전체 프레임부(100)를 형성하게 되므로 구조적 확장 및 축소가 용이하게 이루어진다.

프레임부(100)는 하층에서 상층으로 갈수록 해당 층을 형성하는 단위프레임(A)의 개수가 줄어들게 형성된다. 이에 의해 프레임부(100)는 하부에서 상부로 갈수록 점차 면적이 줄어들게 형성된다.

도 1에 도시된 바와 같이 프레임부(100)의 1층은 6개의 단위프레임(A)이 결합되어 형성된 제1길이(L1)로 형성되고, 2층에서 4층까지는 4개의 단위프레임(A)이 결합되어 형성된 제2길이(L2)로 형성되고, 5층은 2개의 단위프레임(A)이 결합되어 형성된 제3길이(L3)로 형성된다. 특히, 5층은 양측이 경사진 형태의 지붕형상을 갖게 된다(L1>L2>L3).

또한, 단위프레임(A)의 폭과 높이도 하층에서 상층으로 갈수록 작아지게 형성될 수 있다. 5층 구조의 단위프레임(A)의 경우 해저면과 접하는 1층은 2.5m*2.5m*2.5m의 정육면체 형상으로 형성되고, 나머지 2~5층은 2m*2m*2m의 정육면체 구조를 갖는다. 다만, 정육면체구조는 직육면체 또는 다른 형상으로 구성될 수 있다.

최상층 프레임부(100)의 면적은 상부로 갈수록 점차 좁아지게 형성된다. 이것은 구조적 안정성을 꾀하기 위함이다. 즉, 하층에서 상층으로 갈수록 점차 면적이 좁아지게 형성되는 것에 의해, 조류 및 파랑의 영향에 의한 프레임부(100)의 전도를 방지할 수 있다.

그리고, 프레임부(100)의 상층이 지붕형태로 경사지게 형성되는 것은 어민들의 그물이 손상을 입는 것을 방지하기 위함이다. 즉, 종래 강제어초의 모서리가 각지게 형성되어, 강제어초의 모서리에 그물이 걸려 찢어지던 것을 방지하여 어민의 경제적 손실을 방지한다.

한편, 프레임부(100)의 하부 테두리영역에는 수직하게 형성된 복수개의 수직레그(130)가 형성된다. 일반적으로 해저지반의 표층부분은 대부분의 경우 흙의 입경이 작은 미립자들이 퇴적되어 이루어진다. 이에 수직레그(130)는 후술할 높이조절레그(500)와 별도로 강제어초구조체(1)가 시공초기에 해저지반에 구조적 안정화를 이룰 수 있게 된다.

본 발명의 바람직한 실시예에 따른 프레임부(100)는 5층 구조를 갖도록 형성되었으나, 이는 일례이며 3~5층의 구조를 갖도록 다양하게 구성될 수 있다.

보강밴드(200)는 프레임부(100)의 상층의 둘레영역을 감싸 프레임부(100)의 구조적 안정성을 유지시킨다. 보강밴드(200)는 금속판 형태로 형성된다. 일례로, 보강밴드(200)는 높이 30cm, 두께 6mm의 철판을 도 2에 도시된 바와 같이 프레임부(100)의 5층 상부 외곽을 덮어 형성될 수 있다.

이렇게 보강밴드(200)를 프레임부(100)의 최상층의 외곽을 감싸면, 구조적 안정성이 향상되어 조류나 파도 등의 충격에 의해 서로 결합된 복수개의 단위프레임(A)이 분해되어 흩어지거나 파도에 휩쓸려 해안가로 떠밀려 가던 문제를 해결할 수 있다.

여기서, 프레임부(100)의 구조적 안정성을 보다 향상시키기 위해 중간보강밴드(210)를 추가로 더 결합시킬 수 있다. 도 2에 도시된 바와 같이 지붕을 형성하는 상부 프레임부(100)에 중간보강밴드(210)를 감싸 강도를 더욱 향상시킬 수 있다.

경사판(300)은 프레임부(100)의 외곽영역에 경사지게 결합되어 용승작용을 유도한다. 경사판(300)은 다층을 형성하는 프레임부(100)의 각층의 외곽영역에 전후좌우 4방향의 각각 내측방향을 향해 상향 경사지게 배치되고 중앙에 설치되는 것이 바람직하다.

도 3에 도시된 바와 같이 경사판(300)은 프레임부(100)에 결합된 경사판 결합바(310)에 용접 등의 방식에 의해 결합된다. 경사판(300)은 조류의 흐름을 방해하지 않도록 단위프레임(A)의 면적 보다 작은 면적을 갖도록 형성된다. 경사판(300)의 폭은 50㎝ 내지 90㎝ 크기로 형성하고, 바람직하게는 70㎝ 정도 크기가 조류의 흐름을 최소화하고 용승효과를 극대화하며 해저면과 접하는 하층 단위프레임(A)와 결합된 경사판(300)은 용승류의 용승작용과 저주파음의 발생에 의해 집어 효과가 크게 향상된다.

앞서 본 바와 같이, 본 발명의 경사판(300)은 용승효과를 갖도록 구성되어 있다. 프레임부(100)는 수평프레임(110)과 수직프레임(120)이 서로 격자형태로 수평방향 및 수직방향으로 배치되어 다단 다층구조를 형성된 경사판결합바(310)는 한 쌍의 수직프레임(120)과 한 쌍의 수평프레임(110) 사이에 결합되어 경사판(300)이 결합될 수 있게 한다. 경사판결합바(310)는 경사판(300)의 결합각도를 고려하여 프레임부(100)에 결합된다. 경사판결합바(310)는 단면이 65mm*65mm인 앵글로 형성될 수 있다.

도 5에 도시된 바와 같이 복수개의 경사판(300)이 프레임부(100)의 외곽영역에 배치되면서 해저부의 하층수(F)가 상층으로 올라오는 용승작용을 유도하게 된다.

이와 관련하여 한국학술진흥재단번역서 211“해양목장”한국수산학회 변재형 외 공저 587P~601P.에 의하면 “일본 이바라끼현 가와시리 앞바다의 수심 130m와 구지 앞바다 수심40m의 저층류의 유속을 측정하기 위하여, 바닥으로부터 2m되는 곳에 유속계를 설치하여 5분 간격으로 측정한 결과 최대유속은 가와시리에서 53cm/sec, 구지에서 46cm/sec 였다”고 한다.

이러한 연구결과는 본 발명의 강제어초구조체(1)가 설치되는 수심 20~50m 지점의 해저지반에서도 약 40~50cm/sec의 유속의 흐름이 존재한다는 근거가 된다.

강제어초구조체(1)와 같이 해저에 설치된 구조물의 후류역에 밀집된 플랑크톤역이 발견된 것과 같이 흐름 중에 놓인 구조물 뒤에는 물질이 집적되기 쉽다는 것은 경험적으로 알려져 있는 사실이다.

본 발명의 강제어초구조체(1)에 경사판(300)을 구비하여 용승작용을 유도하는 것을 아래 두 가지 사실에 기초한다. 즉, 설치 후류역에 집적되는 메커니즘은 주류역과 후류역사이의 해수교환에 의해 바닥으로부터 떨어져 떠내려 가버리던 유생이 바닥에 남을 확률이 높아진다는 연구결과와, 후류역은 유속이 느리고 정체하는 경향이 있으므로 그곳으로 들어온 유생의 체류시간이 늘어남과 함께 상대적으로 유생의 선택행동 능력이 좋아져서 바닥에 붙을 기회가 증가한다는 사실에 기초한다.

앞서 본 바와 같이, 본 발명은 경사판(300)을 이용한 용승효과를 보다 향상시킬 수 있도록 제작되었다. 이를 위해 경사판(300)을 각 프레임부(100)를 형성하는 각층의 테두리영역에 전후좌우 방향으로 모두 설치한다.

본 발명을 위해 스킨스쿠버들과 함께 본 발명의 강제어초구조체를 해저에 설치한 후 용승효과와 부착생물의 부착정도를 관찰한 결과, 경사판(300)이 30~60°경사각도로 결합되는 경우에 용승효과가 발생되는 것을 알 수 있었다.

경사판(300)의 경사각도가 30°보다 낮을 경우 용승효과 발생이 거의 없었고, 경사판(300)의 경사각도가 60°를 초과하면 경사판(300)이 수류흐름을 차단하는 차단효과가 발생되어 오히려 용승효과를 저해하였다.

해당 각도 범위 중에서 경사판(300)이 40°~50°의 각도범위를 가질 때 용승효과가 가장 많이 발생되는 것을 알 수 있었으며, 바람직하게는 경사판(300)의 경사 각도가 45°범위에서 용승효과가 크게 나타났다.

이러한 경사판(300)의 용승효과는 강제어초구조체(1)가 설치된 해저지역의 유속에 따라 상이하게 나타날 수 있다.

경사판(300)에 의해 용승효과가 발생되면, 해저지역의 비교적 찬 하층수(F)가 아래에서 위로 경사판(300)을 타고 이동하게 된다. 하층수(F)는 수온이 낮고 밀도가 높으며, 영양염이 풍부하고 용존산소량이 많을 뿐 아니라, 표층수의 많은 유기물이 가라앉으면서 분해되어 생성된 질산염과 인산염이 풍부하여 식물성플랑크톤의 영양분이 된다.

이렇게 하층수(F)가 상부로 올라오면 어패류의 서식환경을 개선하여 강제어초구조체(1)의 표면에 어패류의 부착이 증가하게 된다. 또한, 용승류의 상승에 의해 용존산소(DO)가 증가하게 되므로 어류의 서식환경도 개선하고 생산성 제고 및 자원 증강 즉, 중요한 바다 생태계가 효과적으로 복원되는 효과를 가져 온다.

침하방지판(400)은 프레임부(100)의 바닥면에 결합되어 강제어초구조체(1)가 해저지반 내부로 침하되는 것을 방지한다. 침하방지판(400)은 일정 면적을 갖는 판 형태로 형성된다. 일례로, 단위프레임(A)이 100*100mm H빔으로 1980*1980의 가로 세로 면적을 갖게 형성될 때, 침하방지판(400)은 700mm*1908mm 면적을 갖는 6mm 두께의 철판으로 형성된다.

도 4는 프레임부(100)의 바닥면에 침하방지판(400)이 결합된 상태를 도시한 저면도이다. 도시된 바와 같이 침하방지판(400)은 단위프레임(A)의 면적 보다 작게 형성되어 수류의 흐름에 방해를 주지 않는다.

침하방지판(400)은 일정 면적을 갖는 판형태로 형성되므로 해저지반에 강제어초구조체(1)가 설치되는 경우 해저지반에 접촉하게 된다. 연약지반의 경우 프레임부(100)의 하부가 지반내부로 침하될 수 있다. 이 경우, 본 발명의 침하방지판(400)은 넓은 면적에서 해저지반과 접촉하게 되고, 하부로 침하되려는 힘에 반발하는 저항력을 형성하게 된다.

여기서, 침하방지판(400)에서 발생되는 저항력을 보다 향상시키기 위해 도 4에 도시된 바와 같이 이웃하는 침하방지판(400)은 수평방향과 수직방향으로 교차되는 방향으로 조립되는 것이 바람직하다.

이에 따라 장시간 강제어초구조체(1)가 해저지반에 설치되더라도 침하되지 않고 안정적인 기립상태가 유지될 수 있다.

도 4에 도시된 본 발명의 강제어초구조체(1)는 침하방지판(400)이 중심영역을 제외한 테두리영역에만 설치되어 있으나, 이는 일례일 뿐이며 설치되는 해저지반의 상태에 따라 침하방지판(400)의 결합개수를 가감할 수 있다. 연약지반일 경우, 보다 많은 개수의 침하방지판(400)이 결합되는 것이 바람직하다.

높이조절레그(500)는 프레임부(100)의 하부에 결합되어 해저지면의 경사도에 따라 높이가 조절되어 강제어초구조체(1)의 수평상태를 맞춘다.

높이조절레그(500)는 도 3에 도시된 바와 같이 일정길이를 갖는 레그본체(510)와, 레그본체(510)와, 레그본체(510)의 상부에 결합된 본체결합판(520)과, 레그본체(510)와 나사결합되어 높이가 조절되는 높이조절봉(530)과, 높이조절봉(530)의 하부에 결합되어 해저지반에 접촉지지되는 지면접촉판(540)과, 단위프레임(A)에 고정되는 프레임결합판(550)을 포함한다.

프레임결합판(550)은 본체결합판(520)의 안정적인 결합을 위해 단위프레임(A)의 하부에 결합된다. 프레임결합판(550)은 수직프레임(120)과 수평프레임(110)에 용접되어 위치가 고정된다. 프레임결합판(550)의 판면에는 복수개의 체결공삽입공(551)이 관통형성된다.

레그본체(510)는 중공형상을 갖게 형성되고, 내부에 높이조절봉(530)이 수용된다. 레그본체(510)의 내벽면과 높이조절봉(530)의 외주면은 각각 대응되는 나사산이 형성되어 나사결합된다.

레그본체(510)의 상부는 본체결합판(520)에 고정되고, 높이조절봉(530)은 지면접촉판(540)에 고정된다. 지면접촉판(540)은 해저지반에 안정적으로 접촉될 수 있도록 일정 면적을 갖는 판상재질로 형성된다.

본체결합판(520)은 프레임결합판(550)의 하면에 나란하게 배치되고, 체결부재(560)를 체결하여 위치가 고정된다.

높이조절레그(500)는 강제어초구조체(1)를 해저지반에 설치할 때, 스킨스쿠버 작업자에 의해 해저지반의 경사도에 맞게 높이가 조절된다. 즉, 지면접촉판(540)을 작업자가 회전시키면, 레그본체(510)와 나사결합된 높이조절봉(530)이 레그본체(510) 외부로 돌출되거나 삽입되면서 높이가 조절되게 된다.

높이조절레그(500)는 전체 프레임부(100)의 크기를 고려하여 일정 간격으로 복수개가 설치된다.

이러한 구성을 갖는 본 발명에 따른 강제어초구조체(1)의 조립 및 설치과정을 도 1 내지 도 5를 참조하여 설명한다.

본 발명에 따른 강제어초구조체(1)는 육지에서 조립이 완료된 상태로 제작되고, 크레인 등을 이용하여 해저지반으로 투입된다.

강제어초구조체(1)는 복수개의 수평프레임(110)과 수직프레임(120)을 서로 격자형태로 조립하여 형성된다. 강제어초구조체(1)는 긴 길이를 갖는 수평프레임(110)과 수직프레임(120)을 격자형태로 조립하여 형성되거나, 도 3에 도시된 바와 같은 단위프레임(A)을 복수개 제작한 후 서로 수평방향 및 수직방향으로 결합하여 형성될 수 있다.

또한, 프레임부(100)의 하부 테두리영역에는 수직하게 형성된 복수개의 수직레그(130)가 형성된다.

프레임부(100)는 3~5층 구조를 갖는 형태로 형성되고, 하부에서 상부로 갈수록 점차 수평방향 면적이 좁아지는 형태로 형성된다(3~4 층 구조는 미도시).

프레임부(100)의 조립이 완료되면, 프레임부(100)의 상층부에 보강밴드(200)와 중간보강밴드(210)를 결합시킨다. 보강밴드(200)와 중간보강밴드(210)는 용접 또는 체결부재를 이용하여 프레임부(100)의 외곽을 감싸게 결합된다.

그리고, 프레임부(100)의 각 층의 테두리영역에 경사판결합바(310)를 결합시키고, 경사판(300)을 용접하여 결합한다. 이 때, 경사판(300)의 크기와 결합각도는 설치되는 해저지역의 해류의 유속을 고려하여 결정될 수 있다.

경사판(300)의 결합이 완료되면, 프레임부(100)를 뒤집어 침하방지판(400)과 높이조절레그(500)를 결합시킨다. 침하방지판(400)은 프레임부(100)의 바닥면을 형성하는 수평프레임(110)과 수직프레임(120)에 용접되어 고정된다.

높이조절레그(500)의 조립을 위해 프레임부(100)에 프레임결합판(550)이 먼저 고정된다. 그리고, 프레임결합판(550)에 본체결합판(520)이 체결부재(560)에 의해 체결된다. 이 때, 결합 안정성을 위해 체결부재(560)에 의해 체결된 후 프레임결합판(550)과 본체결합판(520)을 다시 용접할 수 있다.

이렇게 조립이 완료된 강제어초구조체(1)가 해양크레인(미도시) 등을 이용해 해저지반에 설치된다. 도 5에 도시된 바와 같이 해저지반(G)에 설치될 때, 작업자는 해저지반(G)의 경사도에 따라 복수개의 높이조절레그(500)의 높이를 상이하게 조절한다.

즉, 작업자는 지면접촉판(540)을 회전시켜 높이조절레그(500)의 높이(h1)와 제2높이조절레그(500)의 높이(h2)를 상이하게 조절한다. 이에 의해 경사진 해저지반(G)에서도 강제어초구조체(1)가 수평상태를 유지하게 된다.

설치가 완료된 강제어초구조체(1)는 작은 치어(穉魚) 또는 유어(幼魚) 및 성어가 동시에 성육할 수 있는 공간을 확보할 수 있다. 또한, 철근콘크리트에 비해 H빔의 생산단가가 저렴하므로 비교적 저렴하게 제작할 수 있는 장점이 있다. 또한, 단위프레임을 결합하는 것에 의해 증축이 용이할 수 있다.

본 발명의 강제어초구조체는 상부로 갈수록 면적이 좁게 형성되므로 구조적 안정성이 높아 조류나 파도의 영향에도 위치를 안정적으로 유지할 수 있다. 특히, 보강밴드(200)가 위치를 잡아주므로 구조적 안정성이 보다 향상될 수 있다.

또한, 복수개의 경사판(300)이 하층류(F)가 상방향으로 이동되는 용승작용을 유도하게 된다. 용승작용에 의해 어류의 생활환경 중 매우 중요한 부분인 용존산소(D0)를 충족시킬 수 있으며, 해저 밑바닥에 대량 분포하고 있는 영양염류를 부유시켜 어류의 서식환경을 개선시킬 수 있다.

또한, 복수개의 침하방지판(400)이 해저지반과 면접촉하게 되므로 해저지반으로 침하되는 것이 방지될 수 있다.

이상에서 설명한 본 발명은 실시예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 기술 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 치환, 변형 및 변경이 가능한 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진자에게 명백할 것이다.

1 : 강제어초 구조체 100 : 프레임부
110 : 수평프레임 120 : 수직프레임
200 : 보강밴드 210 : 중간보강밴드
300 : 경사판 310 : 경사판결합바
400 : 침하방지판 500 : 높이조절레그
510 : 레그본체 520 : 본체결합판
530 : 높이조절봉 540 : 지면접촉판
550 : 프레임결합판 560 : 체결부재
A : 단위프레임 F : 하층류

Claims (5)

1. 프레임부와 경사판을 포함하는 강제어초구조체에 있어서,
   H빔으로 형성된 복수개의 수평프레임과 수직프레임이 서로 격자형태로 수평 및 수직방향으로 다단 배치되어 형성되는 다층의 프레임부;
   상기 프레임부의 외곽영역에 프레임부의 내측을 향해 상향 경사지게 배치되는 복수개의 경사판;
   프레임부의 상부 외곽영역을 감싸도록 일정면적 결합되어 구조적 안정성을 유도하는 보강밴드;
   프레임부 하부에 결합되는 프레임 결합판;
   레그본체, 상기 레그본체에 나사결합되어 높이조절이 가능한 높이조절봉, 상기 레그본체의 상면에 수평하게 결합되는 본체결합판, 상기 높이조절봉의 하부에 결합되며 지반에 접촉지지되는 지면접촉판을 포함하는 높이조절레그; 및
   상기 프레임부가 해저지반에 침하되는 것을 방지하도록 수평방향과 수직방향으로 조립되는 침하방지판;
   을 포함하는 것을 특징으로 하는 강제어초구조체.
   
2. 제1항에 있어서, 상기 프레임부는 하부에서 상부방향으로 갈수록 수평방향 면적이 좁아지는 구조로 형성되고, 해저지반의 표층부분과 접하는 프레임부의 하부 테두리영역에는 수직하게 배치된 복수개의 수직레그가 형성되는 것을 특징으로 하는 강제어초구조체.
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