KR101633544B1

KR101633544B1 - 수중 담체 장치, 수체 순환 장치, 및 이를 이용한 수생태계 활성화 시스템

Info

Publication number: KR101633544B1
Application number: KR1020140052615A
Authority: KR
Inventors: 이종식; 오광중; 서정호; 허종형; 강대종
Original assignee: 이종식; 오광중; 서정호; 허종형; 강대종
Priority date: 2014-04-30
Filing date: 2014-04-30
Publication date: 2016-06-27
Also published as: WO2015167237A1; KR20150125823A; CN106255668A

Abstract

수중 담체 장치, 수체 순환 장치, 및 이를 이용한 수생태계 활성화 시스템이 개시된다. 본 발명의 일 실시예에 따른 수생태계 활성화 시스템은, 호소 내의 기 설정된 수심에서 부력을 유지하도록 마련되고, 호소 내의 1차 포식 생물의 서식지를 제공하는 수중 담체 장치 및 수중 담체 장치에 인접하여 마련되고, 호소의 상부 수체와 호소의 하부 수체를 순환시키는 수체 순환 장치를 포함한다.

Description

수중 담체 장치, 수체 순환 장치, 및 이를 이용한 수생태계 활성화 시스템{APPARATUS FOR UNDERWATER CARRIER, APPARATUS FOR CIRCULATING WATER BODY, AND SYSTEM FOR VITALIZING WATER ECOSYSTEM USING THE SAME}

본 발명의 실시예는 조류 억제 기술에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 수중 담체 장치, 수체 순환 장치, 및 이를 이용한 수생태계 활성화 시스템에 관한 것이다.

최근, 축산과 내수면 양식 어업 등의 증가로 인해 영양염류의 유입이 증가하여 호소(湖沼)의 부영양화가 증가하고 있는 추세이다. 호소의 부영양화로 인해 조류(藻類)가 이상 증식하게 되면, 수중에 악취가 발생하고 탁도와 색도가 점차 증가하여 결국 물이 부패하게 된다. 또한, 부영양화로 인해 독성 조류가 증식하고 수중의 용존 산소를 감소시켜 다른 생물에게 해를 끼치게 되며, 그로 인해 수중 생태계의 균형을 파괴하기도 한다. 이러한 문제는 호소 상류 지역의 발전 및 개발 욕구 저하, 토지 이용에 대한 민원의 증가, 및 문제 해결을 위한 정책에 대한 대안의 대립 등 사회적 갈등을 유발하게 된다. 호소의 부영양화에 따른 조류 증식의 문제는 산업의 발전과 도시화, 그리고 집약적 농업의 발전 이후 더욱 심화되고 있으며, 이는 전 세계적으로 나타나고 있는 문제로 그 해결 방안이 시급히 요구되고 있는 실정이다.

한국등록특허공보 제10-0800122호(2008.01.25)

본 발명의 실시예는 호소 내에 조류가 증식하는 것을 사전에 방지할 수 있는 수중 담체 장치, 수체 순환 장치, 및 이를 이용한 수생태계 활성화 시스템을 제공하고자 한다.

본 발명의 실시예는 호소 내 조류의 증식을 억제하면서 호소 내 생태계를 유지할 수 있는 수중 담체 장치, 수체 순환 장치, 및 이를 이용한 수생태계 활성화 시스템을 제공하고자 한다.

본 발명의 일 실시예에 따른 수생태계 활성화 시스템은, 호소 내의 기 설정된 수심에서 부력을 유지하도록 마련되고, 상기 호소 내의 1차 포식 생물의 서식지를 제공하는 수중 담체 장치; 및 상기 수중 담체 장치에 인접하여 마련되고, 상기 호소의 상부 수체와 상기 호소의 하부 수체를 순환시키는 수체 순환 장치를 포함한다.

상기 수중 담체 장치는, 상기 호소 내의 수심 3m 이내에서 부력을 유지하도록 마련될 수 있다.

상기 수중 담체 장치는, 상기 호소 내의 수심 1.2m ~ 2m에서 부력을 유지하도록 마련될 수 있다.

상기 수중 담체 장치는, 태양광 에너지를 흡수하면서 태양광이 상기 수중 담체 장치의 하부로 전달되는 것을 차단할 수 있다.

상기 수중 담체 장치는, 상기 호소 내의 2차 포식 생물의 시야를 방해하여 상기 1차 포식 생물에 대한 포식 행위를 억제할 수 있다.

상기 수중 담체 장치는, 상기 호소 내에 설치되는 담체 프레임; 상기 호소 내에서 상기 담체 프레임에 수평하게 연결되는 수평 담체; 및 상기 호소 내에서 상기 수평 담체에 수직하게 연결되고 상호 이격되는 복수 개의 수직 담체를 포함할 수 있다.

상기 수체 순환 장치는, 상기 호소의 수온, pH 농도, 용존 산소량, 주간 및 야간, 및 태양 광량 중 적어도 하나에 따라 상기 호소의 상부 수체와 상기 호소의 하부 수체를 순환시킬 수 있다.

상기 수체 순환 장치는, 상기 호소의 상부 수체를 상기 수체 순환 장치 내로 유입시킨 후 상기 수중 담체 장치의 하부로 배출하거나 상기 호소의 하부 수체를 상기 수체 순환 장치 내로 유입시킨 후 상기 수중 담체 장치의 상부로 배출할 수 있다.

상기 수체 순환 장치는, 상기 호소의 상부 수체의 pH 농도 및 용존 산소량 중 적어도 하나가 기 설정된 상한값 이상이 되는 경우, 상기 호소의 상부 수체를 상기 수중 담체 장치의 하부로 순환시킬 수 있다.

상기 수체 순환 장치는, 상기 호소의 상부 수체의 pH 농도 및 용존 산소량 중 적어도 하나가 기 설정된 하한값 이하가 되는 경우, 상기 호소의 하부 수체를 상기 수중 담체 장치의 상부로 순환시킬 수 있다.

상기 수체 순환 장치는, 상기 호소의 수온 및 계절 중 적어도 하나에 따라 순환 횟수 또는 순환 수체량을 달리할 수 있다.

상기 수체 순환 장치는, 상기 호소의 수면 위에 떠서 상기 수체 순환 장치에 부력을 제공하는 부표부; 상기 부표부의 하부에 상기 호소의 수심 깊이 방향으로 마련되고, 내부에 상기 호소의 수체가 이동할 수 있는 통로가 구비되는 수체 이송부; 상기 수체 이송부의 상측에 마련되고 상기 수체 이송부의 내부와 상기 호소의 내부를 연통시키는 제1 유출입부; 상기 수체 이송부의 하측에 마련되고 상기 수체 이송부의 내부와 상기 호소의 내부를 연통시키는 제2 유출입부; 및 상기 수체 이송부의 내부에 마련되는 펌프부를 포함할 수 있다.

상기 수생태계 활성화 시스템은, 상기 호소의 수온, pH 농도, 용존 산소량, 주간 및 야간, 및 태양 광량 중 적어도 하나에 따라 원격에서 상기 수체 순환 장치를 제어하여 상기 호소의 상부 수체와 상기 호소의 하부 수체를 순환시키도록 하는 제어 장치를 더 포함할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 수중 담체 장치는, 호소 내의 기 설정된 수심에 마련되는 담체 프레임; 상기 담체 프레임에 수평하게 연결되는 수평 담체; 및 상기 수평 담체에 수직하게 연결되고 상호 이격되는 복수 개의 수직 담체를 포함하고, 상기 기 설정된 수심에서 부력을 유지하도록 마련되며, 상기 호소 내의 1차 포식 생물의 서식지를 제공한다.

상기 수중 담체 장치는, 상기 담체 프레임에 연결되고, 상기 호소의 수면 위에 떠서 상기 수중 담체 장치에 부력을 제공하는 부력 부이를 더 포함할 수 있다.

상기 담체 프레임은, 상기 담체 프레임의 중심부에 마련되는 중심 프레임; 상기 중심 프레임의 외측에 소정 간격으로 마련되는 복수 개의 암 프레임; 및 상기 복수 개의 암 프레임들 및 상기 중심 프레임과 상기 복수 개의 암 프레임 중 적어도 하나를 연결하는 와이어를 포함할 수 있다.

상기 암 프레임의 일측은 상기 중심 프레임의 외측에서 접힘 및 펼침이 가능하게 마련될 수 있다.

상기 수평 담체는, 상기 담체 프레임 상에 고정되어 연결되고, 제1 방향으로 복수 개가 마련되는 제1 메쉬부 및 상기 제1 방향과 교차되는 제2 방향으로 복수 개가 마련되는 제2 메쉬부를 포함할 수 있다.

상기 수직 담체는, 일단이 상기 수평 담체에 연결되는 수직 담체 바디; 및 상기 수직 담체 바디의 타단에 마련되고, 상기 호소 내에서 상기 수직 담체 바디가 상기 수평 담체와 수직하도록 부력을 제공하는 부력 부재를 포함할 수 있다.

상기 담체 프레임 및 상기 수평 담체는, 상기 호소 내의 수심 3m 이내에서 부력을 유지하도록 마련될 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 수체 순환 장치는, 호소의 수면 위에 떠서 부력을 제공하는 부표부; 상기 부표부의 하부에 상기 호소의 수심 깊이 방향으로 마련되고, 내부에 상기 호소의 수체가 이동할 수 있는 통로가 구비되는 수체 이송부; 상기 수체 이송부의 상측에 마련되고 상기 수체 이송부의 내부와 상기 호소의 내부를 연통시키는 제1 유출입부; 상기 수체 이송부의 하측에 마련되고 상기 수체 이송부의 내부와 상기 호소의 내부를 연통시키는 제2 유출입부; 및 상기 수체 이송부의 내부에 마련되는 펌프부를 포함하고, 상기 호소의 상부 수체와 상기 호소의 하부 수체를 순환시킬 수 있다.

상기 수체 순환 장치는, 상기 호소 내의 기 설정된 수심에서 부력을 유지하도록 설치되는 수중 담체 장치와 인접하여 마련되고, 상기 상부 수체 및 상기 하부 수체는 상기 수중 담체 장치를 기준으로 구분될 수 있다.

상기 펌프부는, 상기 호소의 상부 수체를 상기 제1 유출입부를 통해 상기 수체 이송부 내부로 유입시킨 후 상기 제2 유출입부를 통해 배출하거나 상기 호소의 하부 수체를 상기 제2 유출입부를 통해 상기 수체 이송부 내부로 유입시킨 후 상기 제1 유출입부를 통해 배출할 수 있다.

상기 수체 순환 장치는, 상기 수체 이송부 내부에 마련되는 적어도 하나의 필터를 더 포함할 수 있다.

상기 수체 순환 장치는, 외부의 제어 장치로부터 상기 펌프부의 운전 모드 제어 신호를 수신하는 통신 수단을 더 포함할 수 있다.

상기 수체 순환 장치는, 상기 호소의 수온, pH 농도, 용존 산소량, 주간 및 야간, 및 태양 광량 중 적어도 하나에 따라 상기 호소의 상부 수체와 상기 호소의 하부 수체가 순환하도록 상기 펌프부를 동작시킬 수 있다.

상기 수체 순환 장치는, 상기 호소의 상부 수체의 pH 농도 및 용존 산소량 중 적어도 하나가 기 설정된 상한값 이상이 되는 경우, 상기 호소의 상부 수체를 상기 제1 유출입부를 통해 상기 수체 이송부 내부로 유입시킨 후 상기 제2 유출입부를 통해 배출하도록 상기 펌프부를 동작시킬 수 있다.

상기 수체 순환 장치는, 상기 호소의 상부 수체의 pH 농도 및 용존 산소량 중 적어도 하나가 기 설정된 하한값 이하가 되는 경우, 상기 호소의 하부 수체를 상기 제2 유출입부를 통해 상기 수체 이송부 내부로 유입시킨 후 상기 제1 유출입부를 통해 배출하도록 상기 펌프부를 동작시킬 수 있다.

본 발명의 실시예에 의하면, 호소 내의 소정 수심에 마련되는 수중 담체 장치가 햇빛이 하부로 전달되는 것을 차단하여 식물성 플라크톤의 광합성을 억제시켜 식물성 플라크톤이 증식하는 것을 방지할 수 있게 된다. 그리고, 수중 담체 장치가 호소 내의 1차 포식 생물의 서식 기질로 활용됨으로써, 호소 내에 새로운 생태계를 조성할 수 있게 된다. 수중 담체 장치는 2차 포식 생물의 시야를 제한하여 2차 포식 생물의 1차 포식 생물에 대한 포식 행위를 억제하므로, 수중 담체 장치 내에서 1차 포식 생물이 증식할 수 있는 환경을 제공해 줄 수 있게 된다. 이때, 수중 담체 장치는 수심 3m 이내에서 부력을 유지하도록 함으로써, 수중 담체 장치의 내부에 서식하는 1차 포식 생물의 광합성에 의한 증식이 활발히 이루어지도록 하면서 수중 담체 장치 하부의 식물성 플라크톤의 광합성을 억제시킬 수 있게 된다. 본 발명의 실시예는, 생물학적으로 식물성 플랑크톤의 증식을 사전에 방지하기 때문에, 조류 억제와 관련하여 2차 오염 문제가 발생하지 않으며 적은 비용으로 조류의 증식을 방지할 수 있게 된다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 수생태계 활성 시스템이 호소 내에 설치된 상태를 개략적으로 나타낸 도면
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 수생태계 활성 시스템에서, 수중 담체 장치를 나타낸 사시도
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 담체 프레임을 나타낸 평면도
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 수중 담체 장치에서, 암 프레임이 접혀지는 상태를 나타낸 도면
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 수중 담체 장치에서, 수평 담체와 담체 프레임이 연결되는 상태를 나타낸 도면
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 수중 담체 장치에서, 수직 담체가 수평 담체에 연결되는 상태를 나타낸 도면
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 수생태계 활성 시스템에서, 호소 내의 수체가 순환되는 상태를 나타낸 도면
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 수중 담체 장치를 여러 개 연결한 상태를 나타낸 도면

이하, 도 1 내지 도 8를 참조하여 본 발명의 수중 담체 장치, 수체 순환 장치, 및 이를 이용한 수생태계 활성화 시스템의 구체적인 실시예를 설명하기로 한다. 그러나 이는 예시적 실시예에 불과하며 본 발명은 이에 제한되지 않는다.

본 발명을 설명함에 있어서, 본 발명과 관련된 공지기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략하기로 한다. 그리고, 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례 등에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 그 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.

본 발명의 기술적 사상은 청구범위에 의해 결정되며, 이하 실시예는 진보적인 본 발명의 기술적 사상을 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진자에게 효율적으로 설명하기 위한 일 수단일 뿐이다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 수생태계 활성 시스템이 호소 내에 설치된 상태를 개략적으로 나타낸 도면이다.

도 1을 참조하면, 수생태계 활성 시스템(100)은 수중 담체 장치(102), 수체 순환 장치(104), 및 제어 장치(106)를 포함한다.

수중 담체 장치(102)는 호소(湖沼)(50) 내의 수중에 설치될 수 있다. 수중 담체 장치(102)는 호소(50)의 표면에 설치된 적어도 하나의 부력 부이(111)와 연결될 수 있다. 부력 부이(111)는 수중 담체 장치(102)에 소정의 부력을 제공하여 수중 담체 장치(102)가 가라앉지 않도록 하는 역할을 한다. 부력 부이(111)에는 위치 고정추(114)가 연결될 수 있다. 수중 담체 장치(102)는 호소(50) 내의 소정 수심에서 부력을 유지할 수 있는 구조로 마련될 수 있다. 예를 들어, 수중 담체 장치(102)는 수심 2 ~ 3m 이내에서 부력을 유지할 수 있도록 마련될 수 있다.

수중 담체 장치(102)는 호소(50)의 테두리에서 소정 거리 이격된 원수대에서 수중에 설치될 수 있다. 이러한 원수대는 식물성 플라크톤을 포식하는 1차 포식 생물이 서식할 수 있는 기질이 없고, 1차 포식 생물은 1차 포식 생물을 포식하는 2차 포식 생물에 의해 포식되어 개체수가 제한되므로, 식물성 플라크톤이 증식할 수 있는 환경이 만들어지게 된다. 여기서, 1차 포식 생물은 예를 들어, 부착 조류(예를 들어, 동물성 플랑크톤 등), 부착 미생물, 및 미소 동물(Microzoon)(예를 들어, 윤충류 등) 등이 될 수 있다. 그리고, 2차 포식 생물은 예를 들어, 물고기와 같은 어류 등이 될 수 있다.

수중 담체 장치(102)는 호소(50) 내에서 1차 포식 생물의 서식지를 제공해주게 된다. 즉, 수중 담체 장치(102)는 호소(50) 내에서 1차 포식 생물의 서식 기질이 된다. 그리고, 수중 담체 장치(102)는 2차 포식 생물의 1차 포식 생물에 대한 포식 행위를 억제하는 역할을 할 수 있다. 수중 담체 장치(102)는 2차 포식 생물의 시야를 방해하는 장애물로 작용하여 2차 포식 생물의 1차 포식 생물에 대한 포식 행위를 억제할 수 있게 된다.

또한, 수중 담체 장치(102)는 태양광 에너지를 흡수하면서 수중 담체 장치(102)의 하부로 햇빛이 전달되는 것을 차단하는 역할을 할 수 있다. 즉, 수중 담체 장치(102)는 태양광 에너지를 흡수하여 1차 포식 생물의 증식을 활발히 유지하는 역할을 할 수 있다. 반면, 수중 담체 장치(102)는 햇빛이 수중 담체 장치(102)의 하부로 전달되는 것을 차단하여 식물성 플라크톤의 광합성을 억제시키는 수역을 확보할 수 있다.

수체 순환 장치(104)는 제어 장치(106)의 제어에 따라 호소(50)의 수체를 순환시키는 역할을 한다. 수체 순환 장치(104)의 상단부는 수면 위로 노출될 수 있다. 그리고, 수체 순환 장치(104)의 상단부 아래의 부분은 호소(50) 내부에 위치할 수 있다. 수체 순환 장치(104)는 호소(50)의 바닥면에 설치된 적어도 하나의 고정부(113)에 연결되어 고정될 수 있다. 수체 순환 장치(104)는 일측이 제어 장치(106)에 연결되고, 타측이 수체 순환 장치(104)에 연결되는 전원 케이블(115)에 의해 전원을 공급받을 수 있다. 여기서는, 전원 케이블(115)의 일측이 제어 장치(106)에 연결되는 것으로 설명하였으나, 이에 한정되는 것은 아니며 전원 케이블(115)의 일측은 그 이외의 다양한 전원 공급 시설물(미도시)에 연결될 수 있다.

수체 순환 장치(104)는 제어 장치(106)의 제어에 따라 호소(50)의 수체를 상하로 순환시킬 수 있다. 예를 들어, 수체 순환 장치(104)는 수중 담체 장치(102)의 상부에 있는 수체를 유입하여 수중 담체 장치(102)의 하부로 배출할 수 있다. 그리고, 수체 순환 장치(104)는 수중 담체 장치(102)의 하부에 있는 수체를 유입하여 수중 담체 장치(102)의 상부로 배출할 수 있다. 여기서, 수중 담체 장치(102)의 상부에 위치하는 수체를 상부 수체라 하고, 수중 담체 장치(102)의 하부에 위치하는 수체를 하부 수체라 한다. 수체 순환 장치(104)에는 제어 장치(106)와의 통신을 위한 제1 통신 수단(117)이 마련될 수 있다.

제어 장치(106)는 호소(50)의 인근에 위치한 지표 상에 마련될 수 있다. 제어 장치(106)는 수체 순환 장치(104)를 원격에서 제어할 수 있다. 제어 장치(106)에는 수체 순환 장치(104)와의 통신을 위한 제2 통신 수단(119)이 마련될 수 있다. 제1 통신 수단(117)과 제2 통신 수단(119)은 무선 통신을 수행하도록 마련될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니며 유선 통신 또는 무선과 유선이 혼합된 형태의 통신을 수행하도록 마련될 수도 있다. 제어 장치(106)는 호소(50)의 환경 변화에 따라 상부 수체와 하부 수체를 순환시키도록 수체 순환 장치(104)를 제어할 수 있다. 제어 장치(106)는 예를 들어, 호소(50)의 수온, pH 농도, 용존 산소량(DO), 풍향, 풍속, 및 태양 광량 중 적어도 하나의 변화에 따라 상부 수체와 하부 수체를 순환시키도록 수체 순환 장치(104)를 제어할 수 있다. 여기서는, 제어 장치(106)가 호소(50)의 인근에 위치한 지표 상에 마련되어 수체 순환 장치(104)를 원격 제어하는 것으로 설명하였으나, 이에 한정되는 것은 아니며 제어 장치(106)는 수체 순환 장치(104)에 마련될 수도 있다.

수생태계 활성 시스템(100)은 호소(50)의 수온을 측정하는 온도 센서(121), 호소(50)의 pH 농도를 측정하는 pH 센서(123), 및 호소(50)의 용존 산소량을 측정하는 DO(Dissolved Oxygen) 센서(125)를 더 포함할 수 있다. 또한, 수생태계 활성 시스템(100)은 호소(50)에 부는 바람의 풍향을 측정하는 풍향 센서(미도시), 호소(50)에 부는 바람의 풍속을 측정하는 풍속 센서(미도시), 및 호소(50)의 태양 광량을 측정하는 광량 센서(미도시) 등을 더 포함할 수 있다. 온도 센서(121), pH 센서(123), DO 센서(125), 풍향 센서(미도시), 풍속 센서(미도시), 및 광량 센서(미도시)는 주기적 또는 실시간으로 측정한 센서 값을 제1 통신 수단(117)에 전달할 수 있다. 이때, 제1 통신 수단(117)은 각 센서들로부터 수신한 센서 값을 제2 통신 수단(119)으로 전송할 수 있다. 그러나, 이에 한정되는 것은 아니며 각 센서들이 센서 값을 제2 통신 수단(119)으로 직접 전송할 수도 있다.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 수생태계 활성 시스템에서, 수중 담체 장치를 나타낸 사시도이다.

도 2를 참조하면, 수중 담체 장치(102)는 담체 프레임(131), 수평 담체(134), 및 수직 담체(137)를 포함할 수 있다. 담체 프레임(131)은 수중 담체 장치(102)를 지지하는 역할을 한다. 담체 프레임(131)의 자세한 구성은 도 3을 참조하여 설명하기로 한다.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 담체 프레임을 나타낸 평면도이다. 도 3을 참조하면, 담체 프레임(131)은 중심 프레임(141), 암(Arm) 프레임(143), 및 와이어(145)를 포함할 수 있다. 중심 프레임(141)은 내부가 비어 있는 원 형태(즉, 링 형태)로 형성될 수 있다. 중심 프레임(141)의 비어 있는 내부로 수체 순환 장치(104)가 삽입된다. 여기서는, 중심 프레임(141)이 원 형태로 형성되는 것으로 설명하였으나, 이에 한정되는 것은 아니며 중심 프레임(141)은 그 이외의 다양한 형태(예를 들어, 타원, 삼각형, 사각형, 오각형, 육각형 등)로 형성될 수 있다.

암 프레임(143)은 중심 프레임(141)의 외면에 소정 간격으로 마련될 수 있다. 예를 들어, 암 프레임(143)은 중심 프레임(141)의 외면에 60°간격으로 마련될 수 있다. 이 경우, 6개의 암 프레임(143)이 중심 프레임(141)의 외면에 60°간격으로 마련되게 된다. 이때, 담체 프레임(131)은 육각형 평면 구조물이 된다. 그러나, 이에 한정되는 것은 아니며 암 프레임(143)은 중심 프레임(141)의 외면에 다양한 간격(예를 들어, 45°, 72°, 90°, 120°등)으로 마련될 수 있다. 각 암 프레임(143)에는 복수 개의 담체 고정 수단(147)이 소정 간격으로 마련될 수 있다. 담체 고정 수단(147)은 수평 담체(134)를 암 프레임(143)에 연결하여 고정하기 위해 마련된다. 담체 고정 수단(147)은 예를 들어, U 볼트로 이루어질 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.

와이어(145)는 암 프레임(143)들 사이에서 암 프레임(143)들을 연결하는 제1 와이어(145-1) 및 중심 프레임(141)과 암 프레임(143)을 연결하는 제2 와이어(145-2)를 포함할 수 있다. 제1 와이어(145-1)는 각 암 프레임(143)의 종단에서 암 프레임(143)들을 1차 연결할 수 있다. 또한, 제1 와이어(145-1)는 각 암 프레임(143)의 종단에 미치지 못하는 위치에서 암 프레임(143)들을 2차 연결할 수 있다. 암 프레임(143)이 중심 프레임(141)의 외면에 60°간격으로 마련된 경우, 제1 와이어(145-1)는 육각형 형태를 이루게 된다. 제2 와이어(145-2)는 중심 프레임(141)의 외면에 마련된 암 프레임(143)들 중 120°간격으로 마련된 암 프레임(143)들과 중심 프레임(141)을 연결할 수 있다. 그러나, 이에 한정되는 것은 아니며 제2 와이어(145-2)는 중심 프레임(141)의 외면에 마련된 모든 암 프레임(143)들과 중심 프레임(141)을 각각 연결할 수도 있다.

담체 프레임(131)은 외형이 육각형 구조물로 이루어지고, 내형이 6개의 삼각형 구조물로 이루어짐으로써, 입체 담체(즉, 수평 담체(134) 및 수직 담체(137))가 안정적으로 연결되어 고정될 수 있고, 입체 담체와 담체 프레임(131) 간에 발생되는 하중을 분산시킬 수 있게 된다.

한편, 암 프레임(143)은 중심 프레임(141)의 외면에서 접힘 및 펼침이 가능하게 마련될 수 있다. 즉, 암 프레임(143)의 일측(중심 프레임(141)과 연결되는 측)은 중심 프레임(141)의 외면에서 상하 방향으로 회전 가능하게 중심 프레임(141)과 연결될 수 있다.

도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 수중 담체 장치에서, 암 프레임이 접혀지는 상태를 나타낸 도면이다. 도 4를 참조하면, 암 프레임(143)이 중심 프레임(141)의 외면에서 펼쳐져 있는 상태에서, 암 프레임(143)의 일측을 하부로 회전시켜 암 프레임(143)을 접을 수 있다. 그리고, 암 프레임(143)이 접혀진 상태에서, 암 프레임(143)의 일측을 상부로 회전시켜 암 프레임(143)을 펼칠 수 있다. 암 프레임(143)의 일측은 중심 프레임(141)에 힌지 결합될 수 있다. 그러나, 이에 한정되는 것은 아니며 암 프레임(143)의 일측은 상하 방향으로 회전 가능한 다양한 방식으로 중심 프레임(141)에 결합될 수 있다. 이와 같이, 암 프레임(143)이 접힘 및 펼침 가능하게 마련되는 경우, 수중 담체 장치(102)의 운반, 설치, 및 보수가 용이해지게 된다.

다시 도 2를 참조하면, 수평 담체(134)는 담체 프레임(131) 상에서 담체 프레임(131)과 연결된다. 수평 담체(134)는 담체 프레임(131)과 수평하게 배치된 상태에서 담체 프레임(131)과 연결될 수 있다. 수평 담체(134)는 담체 프레임(131)과 대응되는 형상으로 마련될 수 있다. 예를 들어, 담체 프레임(131)이 육각형 평면 구조물의 형상을 갖는 경우, 수평 담체(134)도 육각형 평면 구조물의 형상으로 마련될 수 있다.

도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 수중 담체 장치에서, 수평 담체와 담체 프레임이 연결되는 상태를 나타낸 도면이다. 도 5를 참조하면, 담체 프레임(131)의 상부에 수평 담체(134)를 위치시킨 상태에서(도 5의 (a)), 수평 담체(134)를 담체 프레임(131)에 안착시킨 후, 수평 담체(134)를 담체 프레임(131)과 연결시킨다(도 5의 (b)). 이때, 암 프레임(143)에 마련된 담체 고정 수단(147)을 이용하여 수평 담체(134)를 담체 프레임(131)과 연결시킬 수 있다.

수평 담체(134)의 중심부에는 중심 프레임(141)의 내부가 비어 있는 부분과 대응하여 개구부(151)가 마련될 수 있다. 수평 담체(134)는 개구부(151)의 테두리(151a)와 수평 담체(134)의 외곽 테두리(134a) 사이가 메쉬(Mesh) 형태로 이루어질 수 있다. 즉, 수평 담체(134)는 개구부(151)의 테두리(151a)와 수평 담체(134)의 외곽 테두리(134a) 사이에 메쉬부(154)를 포함할 수 있다. 예를 들어, 개구부(151)의 테두리(151a)와 수평 담체(134)의 외곽 테두리(134a) 사이에는 제1 방향으로 제1 메쉬부(154-1)가 배열되고, 제1 방향과 교차되는 제2 방향으로 제2 메쉬부(154-2)가 배열될 수 있다. 제1 메쉬부(154-1) 및 제2 메쉬부(154-2)는 각각 소정 간격으로 복수 개가 배열될 수 있다. 여기서, 6개의 암 프레임(143)이 중심 프레임(141)의 외면에 60°간격으로 마련되는 경우, 담체 프레임(131) 및 수평 담체(134)는 6개의 섹터(Sector)로 구획될 수 있다. 이와 같은 구조로 마련되는 경우, 수중에서도 본래 형태를 잘 유지할 수 있으며, 구조물의 변화나 뒤틀림 등이 발생되는 것을 방지할 수 있게 된다.

다시 도 2를 참조하면, 수직 담체(137)는 복수 개가 수평 담체(134)에 연결될 수 있다. 수직 담체(137)는 수평 담체(134)에 수직하게 연결될 수 있다. 도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 수중 담체 장치에서, 수직 담체가 수평 담체에 연결되는 상태를 나타낸 도면이다. 도 6을 참조하면, 수직 담체(137)는 수직 담체 바디(137-1) 및 부력 부재(137-2)를 포함할 수 있다. 수직 담체 바디(137-1)는 소정 규격의 플레이트 형태로 형성될 수 있다. 수직 담체 바디(137-1)의 일단은 수평 담체(134)에 연결된다. 이때, 수직 담체 바디(137-1)의 일단은 연결 고리(161) 등을 이용하여 수평 담체(134)에 연결될 수 있다.

부력 부재(137-2)는 수직 담체 바디(137-1)의 타단에 마련될 수 있다. 부력 부재(137-2)는 수직 담체(137)에 부력을 제공하여 수직 담체(137)가 호소(50) 내에서 수직하게 서 있도록 하는 역할을 한다. 즉, 수직 담체 바디(137-1)의 일단은 수평 담체(134)에 연결되어 고정된 상태이므로, 부력 부재(137-2)는 수중에서 수직 담체 바디(137-1)가 옆으로 쓰러지지 않고 수직하게 서 있도록 하는 역할을 한다. 수직 담체 바디(137-1)의 타단은 말려 있을 수 있고, 그 내부에 부력 부재(137-2)가 삽입될 수 있다. 그러나, 이에 한정되는 것은 아니며 부력 부재(137-2)가 수직 담체 바디(137-1)의 타단에 접착될 수도 있다.

수직 담체(137)는 수평 담체(134)에 소정 간격을 두고 주기적으로 배열될 수 있다. 예를 들어, 수직 담체(137)는 제1 방향으로 배열되는 제1 메쉬부(154-1)에 소정 간격을 두고 주기적으로 연결될 수 있다. 그리고, 수직 담체(137)는 제1 방향과 교차되는 제2 방향으로 배열되는 제2 메쉬부(154-2)에 소정 간격을 두고 주기적으로 연결될 수 있다.

이와 같이, 수직 담체(137)가 수평 담체(134)에 수직하게 연결되고, 수평 담체(134)에 소정 간격으로 교차하며 연결됨으로써, 햇빛이 수중 담체 장치(102)의 하부로 전달되는 것을 차단하여 식물성 플라크톤의 광합성을 억제시켜 식물성 플라크톤이 증식하는 것을 방지할 수 있게 된다. 그리고, 수중 담체 장치(102)가 호소(50) 내의 1차 포식 생물의 서식 기질로 활용될 수 있게 된다. 즉, 자연 상태에서는 서식 기질이 존재하지 않는 호소(50)의 원수대에 서식 기질을 인공적으로 마련함으로써, 1차 포식 생물이 서식할 수 있는 서식지를 제공해줄 수 있게 된다. 수중 담체 장치(102)로 인해 호소(50) 내에 새로운 생태계가 조성되게 된다. 이때, 수직 담체(137)가 2차 포식 생물의 시야를 제한하여 2차 포식 생물의 1차 포식 생물에 대한 포식 행위를 억제하게 되므로, 수중 담체 장치(102) 내에서 1차 포식 생물이 증식할 수 있는 환경을 제공해 줄 수 있게 된다.

수중 담체 장치(102)는 수심 2 ~ 3m 이내(즉, 호소(50)의 표면에서 2 ~ 3m 이내)에서 부력을 유지하도록 마련됨으로써, 태양광 에너지를 흡수하여 1차 포식 생물의 증식이 활발히 유지되도록 할 수 있다. 즉, 태양빛은 수면에서부터 물의 깊이에 따라 대수적으로 감소하는 경향을 보인다. 이때, 호소(50) 내의 조류에 의한 광합성은 수면으로부터 2 ~ 3m에서 최대를 보인다. 따라서, 본 발명의 실시예에서는 수중 담체 장치(102)가 수심 2 ~ 3m 이내에서 부력을 유지하도록 함으로써, 수중 담체 장치(102)에 서식하는 1차 포식 생물의 광합성에 의한 증식이 활발히 이루어지도록 할 수 있다. 바람직하게는, 수중 담체 장치(102)(보다 자세하게는, 수평 담체(134))의 위치가 수심 1.2 ~ 2m가 되도록 할 수 있다. 보다 바람직하게는, 수중 담체 장치(102)(보다 자세하게는, 수평 담체(134))의 위치가 수심 1.5m가 되도록 할 수 있다. 여기서, 수중 담체 장치(102)는 자체 하중에 의한 부력과 부력 부이(111)에 의해 제공되는 보조 부력에 의해 해당 수심에서 가라앉지 않고 유지될 수 있게 된다.

본 발명의 실시예에 의하면, 수중 담체 장치(102)의 하부로 햇빛이 전달되는 것을 차단하여 식물성 플랑크톤의 증식을 억제할 수 있게 된다. 그리고, 1차 포식 생물의 개체수는 높게 유지함으로써, 1차 포식 생물이 식물성 플랑크톤을 섭식하도록 하여 호소(50) 내에서 식물성 플랑크톤의 증식을 사전에 방지할 수 있게 된다. 즉, 본 발명의 실시예는 수생태계 활성 시스템(100)에 의해 호소(50) 내에서 독성 조류의 발생을 사전에 방지할 수 있게 된다.

수평 담체(134) 및 수직 담체(137)는 친환경 소재로 이루어질 수 있다. 예를 들어, 수평 담체(134) 및 수직 담체(137)는 비중 0.91 ~ 0.93의 저밀도 폴리에틸렌(Low Density PolyEthylene)으로 이루어질 수 있다. 저밀도 폴리에틸렌은 무게가 가벼워 물에 잘 뜨고, - 40℃까지 물성이 변하지 않으며, 내수성, 내약품성, 무미, 무취, 무독성 등의 인체에 무해한 친환경 소재이다. 또한, 부력 부재(137-2) 역시 유해 성분이 함유되지 않은 폴리에틸렌 재질로 이루어질 수 있다. 그러나, 이에 한정되는 것은 아니며 수평 담체(134) 및 수직 담체(137) 등은 그 이외의 폴리올레핀 계열의 재질로 이루어질 수 있다. 또한, 담체 프레임(131)은 친환경 소재로 이루어질 수 있다. 담체 프레임(131)은 스테인리스 스틸(예를 들어, SUS 304 등)로 이루어질 수 있다.

도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 수생태계 활성 시스템에서, 호소 내의 수체가 순환되는 상태를 나타낸 도면이다.

도 7을 참조하면, 수체 순환 장치(104)는 부표부(171), 수체 이송부(173), 제1 유출입부(175), 제2 유출입부(177), 및 펌프부(179)를 포함할 수 있다.

부표부(171)는 수체 순환 장치(104)의 상단에 마련된다. 부표부(171)는 수체 순환 장치(104)에 부력을 제공하여 수체 순환 장치(104)가 가라앉지 않도록 하는 역할을 한다. 부표부(171)는 호소(50)의 수면 위에 떠 있게 된다. 수체 순환 장치(104)는 수중 내의 담체 프레임(131)과 연결될 수 있다. 이 경우, 수체 순환 장치(104)는 부력 부이(111)에 의해 추가적으로 부력을 제공받을 수 있게 된다. 부표부(171) 상에는 제1 통신 수단(117)이 마련될 수 있다.

수체 이송부(173)는 부표부(171)의 하부에 마련된다. 수체 이송부(173)는 호소(50) 내에 위치하게 된다. 수체 이송부(173)는 호소(50)의 수면으로부터 수중 담체 장치(102)의 하부에 이르는 길이를 가지고 호소(50)의 수심 깊이 방향으로 마련될 수 있다. 수체 이송부(173)는 내부에 호소(50)의 수체가 이동할 수 있는 통로가 마련된다. 수체 이송부(173)는 담체 프레임(131)의 중심 프레임(141) 및 수평 담체(134)의 개구부(151)로 삽입되어 호소(50) 내에 위치할 수 있다.

제1 유출입부(175)는 수체 이송부(173)의 상측에 마련될 수 있다. 제1 유출입부(175)는 수체 이송부(173)의 내부와 호소(50)의 내부를 연통시킨다. 제1 유출입부(175)를 통해 수체 이송부(173) 내부의 수체가 호소(50) 측으로 배출될 수 있다. 제1 유출입부(175)를 통해 호소(50) 내의 수체(즉, 상부 수체)가 수체 이송부(173) 내부로 유입될 수 있다.

제2 유출입부(177)는 수체 이송부(173)의 하측에 마련될 수 있다. 제2 유출입부(177)는 수체 이송부(173)의 내부와 호소(50)의 내부를 연통시킨다. 제2 유출입부(177)를 통해 수체 이송부(173) 내부의 수체가 호소(50) 측으로 배출될 수 있다. 제2 유출입부(177)를 통해 호소(50) 내의 수체(즉, 하부 수체)가 수체 이송부(173) 내부로 유입될 수 있다.

펌프부(179)는 수체 이송부(173) 내에 마련될 수 있다. 펌프부(179)는 호소(50) 내의 상부 수체를 제1 유출입부(175)를 통해 수체 이송부(173) 내부로 유입시킨 후, 제2 유출입부(177)를 통해 호소(50) 측으로 배출시킬 수 있다. 즉, 펌프부(179)는 호소(50) 내의 상부 수체를 수체 이송부(173)에 의해 수중 담체 장치(102)의 하부로 보낼 수 있다. 이러한 운전 모드를 정상 운전 모드라 한다. 펌프부(179)는 호소(50) 내의 하부 수체를 제2 유출입부(177)를 통해 수체 이송부(173) 내부로 유입시킨 후, 제1 유출입부(175)를 통해 호소(50) 측으로 배출시킬 수 있다. 즉, 펌프부(179)는 호소(50) 내의 하부 수체를 수체 이송부(173)에 의해 수중 담체 장치(102)의 상부로 보낼 수 있다. 이러한 운전 모드를 역류 운전 모드라 한다. 펌프부(179)의 이러한 작용에 의해 호소(50) 내의 상부 수체와 하부 수체가 순환되게 된다. 펌프부(179)는 예를 들어, 스크류 펌프가 사용될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 수체 순환 장치(104)는 제어 장치(106)의 제어에 따라 펌프부(179)를 정상 운전 모드 또는 역류 운전 모드로 작동시킬 수 있다.

한편, 수체 이송부(173)의 내부 통로에는 적어도 하나의 필터(미도시)가 마련될 수 있다. 이 경우, 호소(50) 내의 상부 수체 및 하부 수체가 수체 이송부(173)의 내부 통로를 이동하면서 순환될 때, 필터(미도시)에 의해 이물질이 걸러지므로 호소(50)의 수체를 점차 정화시킬 수 있게 된다.

여기서, 수중 담체 장치(102)는 수중 담체 장치(102)의 내부에서는 햇빛 에너지의 이용을 극대화하여 1차 포식 생물의 광합성 동화 작용을 극대화 하고, 수중 담체 장치(102)의 하부로 햇빛이 전달되는 것을 차단하여 광 부족으로 식물성 플랑크톤의 증식을 억제하는 구조이다. 그로 인해, 주간과 야간에 호소(50)의 용존 산소량(DO) 수치 및 pH 농도가 달라지는 특성을 보이게 된다. 수중 담체 장치(102)의 내부는 수평 담체(134) 및 수직 담체(137)가 위치하는 공간 영역으로, 1차 포식 생물의 서식 공간을 말한다.

도 7의 (a)를 참조하면, 주간에는 수중 담체 장치(102)의 내부에서 1차 포식 생물의 광합성 동화 작용으로, 호소(50) 내의 상부 수체는 용존 산소량 및 pH 농도가 올라가게 된다. 호소(50) 내의 용존 산소량 및 pH 농도가 올라가는 경우, 수중 담체 장치(102)의 내부에 서식하는 1차 포식 생물의 성장을 방해하게 된다. 그리고, 주간에는 햇빛이 수중 담체 장치(102)의 내부에 집중되어 표층 수온을 상승시키게 된다. 따라서, 주간에는 높은 수온, 높은 용존 산소량, 및 높은 pH 농도를 가지는 상부 수체를 낮은 수온, 낮은 용존 산소량, 및 낮은 pH 농도를 가지는 수중 담체 장치(102)의 하부로 순환시킬 필요가 있다. 즉, 주간에는 수체 순환 장치(104)를 정상 운전 모드로 작동시킴으로써, 호소(50) 내의 수온 및 pH 농도를 조절하고, 과포화된 용존 산소량을 수중 담체 장치(102)의 하부로 공급할 수 있게 된다.

도 7의 (b)를 참조하면, 야간에는 수중 담체 장치(102)의 내부에서 1차 포식 생물의 호흡 이화 작용으로, 호소(50) 내의 상부 수체의 용존 산소량이 감소하게 된다. 이 경우, 수중 담체 장치(102)의 내부에 서식하는 동물계(예를 들어, 미소 동물)의 생육에 문제가 발생하게 된다. 이에, 수체 순환 장치(104)를 역류 운전 모드로 작동시킴으로써, 주간대에 용존 산소량이 저장되어 있는 호소(50) 내의 하부 수체를 수중 담체 장치(102)의 상부로 이동시켜 수생태계를 활성화된 상태로 유지할 수 있게 된다.

한편, 수중 담체 장치(102)의 내부의 생태계는 식물계와 동물계로 구성되는데, 각각 최적의 환경 조건은 다르게 나타난다. 식물계의 생존에는 햇빛, 수온, 및 영양염의 공급이 필수적 요건이고, 동물계의 생존에는 수온과 먹이(즉, 식물성 플랑크톤의 공급)이 필수적 요건이 된다. 그런데, 이들 중 식물계와 동물계에 있어 중요한 환경 조건인 수온은 계절에 따라 격차가 크게 나타나게 된다. 따라서, 계절별 및 주야간별로 수체 순환 장치(104)의 운전 모드를 조절할 필요가 있다.

운전 조건	동절기(수온)		순환기(수온)	하절기(수온)
운전 조건	5℃미만	5℃이상	15℃이하	30℃미만	30℃이상
주간대	하향류 레벨1	상향류 레벨1	상향류 레벨2	하향류 레벨3	상향류 레벨3
야간대	상향류 레벨1		하향류 레벨2	상향류 레벨3	하향류 레벨3

여기서, 상향류는 수중 담체 장치(102)의 하부에 존재하는 수체(즉, 하부 수체)의 상부 순환으로서, 수체 순환 장치(104)의 역류 운전 모드를 의미하고, 하향류는 수중 담체 장치(102)의 상부(보다 자세하게는, 수평 프레임(134)의 상부)에 존재하는 수체(즉, 상부 수체)의 하부 순환으로서, 수체 순환 장치(104)의 정상 운전 모드를 의미한다. 그리고, 레벨 1은 일일 순환 횟수가 1 ~ 2회인 경우를 말하고, 레벨 2는 일일 순환 횟수가 6 ~ 7회인 경우를 말하며, 레벨 3은 일일 순환 횟수가 8 ~ 10회인 경우를 말한다. 여기서는, 레벨 정도를 일일 순환 횟수로 구분하였으나, 이에 한정되는 것은 아니며 일일 순환 수체량으로 구분할 수도 있다. 그리고, 수온은 호소(50)의 수면 온도를 나타낸다.

표 1을 참조하면, 동절기의 경우, 수온이 5℃ 미만이면 주간에는 수체 순환 장치(104)를 하향류 레벨 1으로 운전하고, 야간에는 수체 순환 장치(104)를 상향류 레벨 1으로 운전할 수 있다. 그리고, 수온이 5℃ 이상이면 주간 및 야간 모두 상향류 레벨 1으로 운전할 수 있다. 동절기의 경우, 1차 포식 생물의 생장을 유지하면서 호소(50)의 수면 동결을 최소화하는 형태로 수체 순환 장치(104)를 운전할 수 있다.

순환기(봄과 가을)의 경우, 주간에는 수체 순환 장치(104)를 상향류 레벨2로 운전하고, 야간에는 수체 순환 장치(104)를 하향류 레벨2로 운전할 수 있다. 순환기의 경우, 호수(50) 내의 수체의 영양염의 농도가 높아지는 시기이기 때문에, 수중 담체 장치(102) 내의 1차 포식 생물의 활성도를 높이기 위해 주간에는 수체 순환 장치(104)를 역류 운전 모드로 작동시켜 호소(50)의 하부 수체를 상부로 순환시킬 수 있다. 이 경우, 호소(50)의 하부 수체의 영양염이 수중 담체 장치(102) 내의 1차 포식 생물로 공급되므로, 호소(50) 내의 영양염을 효과적으로 제거할 수 있게 된다. 그리고, 야간에는 수체 순환 장치(104)를 정상 운전 모드로 작동시켜 주변의 조류(즉, 식물성 플랑크톤)를 수중 담체 장치(102) 내로 유입시키며, 그로 인해 동물성 플랑크톤의 조류 섭식이 활발히 이루어지도록 할 수 있다.

하절기의 경우, 수온이 30℃ 미만이면 주간에는 수체 순환 장치(104)를 하향류 레벨 3으로 운전하고, 야간에는 수체 순환 장치(104)를 상향류 레벨 3으로 운전할 수 있다. 그리고, 수온이 30℃ 이상이면 주간에는 수체 순환 장치(104)를 상향류 레벨 3으로 운전하고, 야간에는 수체 순환 장치(104)를 하향류 레벨 3으로 운전할 수 있다. 표층수의 수온이 30℃ 이상인 경우, 표층수에 나타나는 부유 조류가 수중 담체 장치(102) 내의 부착 조류보다 광(光) 경쟁에서 우위를 나타내어 부착 조류의 성장을 방해하게 된다. 이에, 표층수의 수온이 30℃ 이상인 경우, 주간에는 낮은 온도 및 조류 농도의 하부 수체를 상부로 순환시켜 수중 담체 장치(102) 내의 부착 조류의 광합성 경쟁력이 유지되도록 할 수 있다.

또한, 수체 순환 장치(104)는 호소(50) 내의 상부 수체의 용존 산소량 수치에 따라 그 운전 모드를 조절할 수 있다. 예를 들어, 상부 수체의 용존 산소량(DO)이 10이하인 경우, 수체 순환 장치(104)를 역류 운전 모드로 운전하고, 상부 수체의 용존 산소량(DO)이 7이하인 경우, 수체 순환 장치(104)를 정상 운전 모드로 운전할 수 있다.

제어 장치(106)는 온도 센서(121), pH 센서(123), 및 DO 센서(125) 등을 통해 호소(50)의 수온, pH 농도, 및 용존 산소량의 변화를 모니터링하고, 그에 따라 수체 순환 장치(104)의 운전 모드를 제어할 수 있다. 제어 장치(106)는 호소(50)의 수온, pH 농도, 및 용존 산소량을 데이터베이스에 축적하여 그 변화 상태를 예측할 수도 있다.

본 발명의 실시예에 의하면, 호소(50) 내에 1차 포식 생물의 서식지를 마련하고, 수중 담체 장치(102) 하부의 광이용 환경을 변화시켜 식물성 플랑크톤의 증식을 억제하게 된다. 즉, 수중 담체 장치(102)로 인한 생태적 환경 조성에 의해 생물학적으로 식물성 플랑크톤의 증식을 방지할 수 있게 된다. 이와 같이, 생물학적으로 식물성 플랑크톤의 증식을 사전에 방지하기 때문에, 조류 억제와 관련하여 2차 오염 문제가 발생하지 않으며 적은 비용으로 조류의 증식을 방지할 수 있게 된다. 즉, 종래에는 조류가 발생한 이후에 사후 처리 방식으로 약품 등을 사용하였는데, 약품의 대부분이 수입에 의존하여 비용이 상당히 많이 들게 되고, 약품 사용으로 인한 2차 오염 문제가 발생하게 되는 반면, 본 발명의 실시예는 식물성 플랑크톤의 증식을 생물학적(생태학적)으로 방지하기 때문에, 2차 오염 문제가 발생하지 않고, 설치 후 유지 보수비가 적게 들어 적은 비용으로 조류의 증식을 효율적으로 제어할 수 있게 된다.

도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 수중 담체 장치를 여러 개 연결한 상태를 나타낸 도면이다.

도 8을 참조하면, 수중 담체 장치(102)는 복수 개가 연결될 수 있다. 도 8에서는 19개의 수중 담체 장치(102)가 연결된 상태를 나타내었다. 이와 같이, 수중 담체 장치(102)를 복수 개 연결하면, 수중 담체 장치(102)에 의한 1차 포식 생물의 서식지를 넓은 면적에 걸쳐 확보할 수 있게 되고, 수중 담체 장치(102) 하부의 광합성 차단 영역을 넓게 확보할 수 있게 된다. 수체 순환 장치(104)는 각 수중 담체 장치(102)마다 설치될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니며 복수 개의 수중 담체 장치(102) 마다 하나씩 설치될 수도 있다.

이상에서 대표적인 실시예를 통하여 본 발명에 대하여 상세하게 설명하였으나, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 상술한 실시예에 대하여 본 발명의 범주에서 벗어나지 않는 한도 내에서 다양한 변형이 가능함을 이해할 것이다. 그러므로 본 발명의 권리범위는 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 안 되며, 후술하는 특허청구범위뿐만 아니라 이 특허청구범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.

100 : 수생태계 활성화 시스템
102 : 수중 담체 장치
104 : 수체 순환 장치
106 : 제어 장치
111 : 부력 부이
113 : 고정부
114 : 위치 고정추
115 : 전원 케이블
117 : 제1 통신 수단
119 : 제2 통신 수단
121 : 온도 센서
123 : pH 센서
125 : DO 센서
131 : 담체 프레임
134 : 수평 담체
137 : 수직 담체
137-1 : 수직 담체 바디
137-2 : 부력 부재
141 : 중심 프레임
143 : 암 프레임
145 : 와이어
145-1 : 제1 와이어
145-2 : 제2 와이어
147 : 담체 고정 수단
151 : 개구부
154 : 메쉬부
154-1 : 제1 메쉬부
154-2 : 제2 메쉬부
161 : 연결 고리
171 : 부표부
173 : 수체 이송부
175 : 제1 유출입부
177 : 제2 유출입부
179 : 펌프부

Claims

호소의 테두리에서 이격된 원수대에서 수중에 설치되고, 상기 호소 내의 수심 1.2m ~ 2m에서 부력을 유지하도록 마련되어 상기 호소 내의 1차 포식 생물은 증식시키고, 상기 호소 내의 조류의 증식은 억제시키는 환경을 제공하는 수중 담체 장치; 및
상기 수중 담체 장치에 인접하여 마련되고, 상기 호소의 상부 수체와 상기 호소의 하부 수체를 순환시키는 수체 순환 장치를 포함하고,
상기 수중 담체 장치는,
상기 수중 담체 장치의 중심부에 마련되고 내부가 비어있는 중심 프레임, 상기 중심 프레임의 외면에서 소정 간격 이격되며 상기 중심 프레임의 외측 방향으로 형성되는 복수 개의 암 프레임, 이웃하는 상기 복수 개의 암 프레임들을 상호 연결하는 제1 와이어, 및 상기 복수 개의 암 프레임과 상기 중심 프레임을 연결하는 제2 와이어를 포함하는 담체 프레임;
상기 담체 프레임에 수평하게 연결되는 수평 담체; 및
상기 수평 담체에서 상부 방향으로 수직하게 연결되고, 상기 수평 담체에 소정 간격으로 교차하여 배열되어 태양광이 하부로 전달되는 것을 차단하며, 부력 부재가 구비되어 상기 수직한 상태가 지지되는 수직 담체를 포함하며,
상기 수체 순환 장치는, 상기 중심 프레임의 비어있는 내부로 삽입되어 마련되고,
상기 호소의 수면 위에 떠서 상기 수체 순환 장치에 부력을 제공하는 부표부;
상기 부표부의 하부에 상기 호소의 수심 깊이 방향으로 마련되고, 내부에 상기 호소의 수체가 이동할 수 있는 통로가 구비되는 수체 이송부;
상기 수체 이송부의 상측에 마련되고 상기 수체 이송부의 내부와 상기 호소의 내부를 연통시키는 제1 유출입부;
상기 수체 이송부의 하측에 마련되고 상기 수체 이송부의 내부와 상기 호소의 내부를 연통시키는 제2 유출입부; 및
상기 수체 이송부의 내부에 마련되는 펌프부를 포함하며,
상기 수체 순환 장치는, 하기의 표 2에 따라 계절별 및 주야간 별로 운전 모드를 조절하는, 수생태계 활성화 시스템. 운전 조건
동절기(수온) 순환기(수온) 하절기(수온) 5℃미만 5℃이상 15℃이하 30℃미만 30℃이상 주간대 하향류 레벨1 상향류 레벨1 상향류 레벨2 하향류 레벨3 상향류 레벨3 야간대 상향류 레벨1 하향류 레벨2 상향류 레벨3 하향류 레벨3

상향류 : 수중 담체 장치의 하부에 존재하는 수체의 상부 순환으로 수체 순환 장치의 역류 운전 모드
하향류 : 수중 담체 장치의 상부에 존재하는 수체의 하부 순환으로 수체 순환 장치의 정상 운전 모드
레벨 1 : 일일 순환 횟수 또는 일일 순환 수체량이 기 설정된 기본 레벨임을 의미
레벨 2 : 일일 순환 횟수 또는 일일 순환 수체량이 레벨 1보다 높은 레벨임을 의미
레벨 3 : 일일 순환 횟수 또는 일일 순환 수체량이 레벨 2보다 높은 레벨임을 의미
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청구항 1에 있어서,
상기 수생태계 활성화 시스템은,
상기 호소의 수온, pH 농도, 용존 산소량, 주간 및 야간, 및 태양 광량 중 적어도 하나에 따라 원격에서 상기 수체 순환 장치를 제어하여 상기 호소의 상부 수체와 상기 호소의 하부 수체를 순환시키도록 하는 제어 장치를 더 포함하는, 수생태계 활성화 시스템.
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호소의 테두리에서 이격된 원수대에서 수중에 설치되고, 상기 호소 내의 수심 1.2m ~ 2m에서 부력을 유지하도록 마련되어 상기 호소 내의 1차 포식 생물은 증식시키고, 상기 호소 내의 조류의 증식은 억제시키는 환경을 제공하는 수중 담체 장치에 인접하여 마련되고, 상기 호소의 상부 수체와 상기 호소의 하부 수체를 순환시키는 수체 순환 장치로서,
상기 수중 담체 장치는,
상기 수중 담체 장치의 중심부에 마련되고 내부가 비어있는 중심 프레임, 상기 중심 프레임의 외면에서 소정 간격 이격되며 상기 중심 프레임의 외측 방향으로 형성되는 복수 개의 암 프레임, 이웃하는 상기 복수 개의 암 프레임들을 상호 연결하는 제1 와이어, 및 상기 복수 개의 암 프레임과 상기 중심 프레임을 연결하는 제2 와이어를 포함하는 담체 프레임;
상기 담체 프레임에 수평하게 연결되는 수평 담체; 및
상기 수평 담체에서 상부 방향으로 수직하게 연결되고, 상기 수평 담체에 소정 간격으로 교차하여 배열되어 태양광이 하부로 전달되는 것을 차단하며, 부력 부재가 구비되어 상기 수직한 상태가 지지되는 수직 담체를 포함하며,
상기 수체 순환 장치는,
호소의 수면 위에 떠서 부력을 제공하는 부표부;
상기 중심 프레임의 비어있는 내부로 삽입되고, 상기 부표부의 하부에 상기 호소의 수심 깊이 방향으로 마련되고, 내부에 상기 호소의 수체가 이동할 수 있는 통로가 구비되는 수체 이송부;
상기 수체 이송부의 상측에 마련되고 상기 수체 이송부의 내부와 상기 호소의 내부를 연통시키는 제1 유출입부;
상기 수체 이송부의 하측에 마련되고 상기 수체 이송부의 내부와 상기 호소의 내부를 연통시키는 제2 유출입부; 및
상기 수체 이송부의 내부에 마련되는 펌프부를 포함하고,
상기 호소의 상부 수체와 상기 호소의 하부 수체를 순환시키되,
하기의 표 3에 따라 계절별 및 주야간 별로 운전 모드를 조절하는, 수체 순환 장치. 운전 조건
동절기(수온) 순환기(수온) 하절기(수온) 5℃미만 5℃이상 15℃이하 30℃미만 30℃이상 주간대 하향류 레벨1 상향류 레벨1 상향류 레벨2 하향류 레벨3 상향류 레벨3 야간대 상향류 레벨1 하향류 레벨2 상향류 레벨3 하향류 레벨3

상향류 : 수중 담체 장치의 하부에 존재하는 수체의 상부 순환으로 수체 순환 장치의 역류 운전 모드
하향류 : 수중 담체 장치의 상부에 존재하는 수체의 하부 순환으로 수체 순환 장치의 정상 운전 모드
레벨 1 : 일일 순환 횟수 또는 일일 순환 수체량이 기 설정된 기본 레벨임을 의미
레벨 2 : 일일 순환 횟수 또는 일일 순환 수체량이 레벨 1보다 높은 레벨임을 의미
레벨 3 : 일일 순환 횟수 또는 일일 순환 수체량이 레벨 2보다 높은 레벨임을 의미
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청구항 21에 있어서,
상기 수체 순환 장치는,
상기 수체 이송부 내부에 마련되고 상기 수체 이송부 내부를 통과하는 이물질을 걸러내는 적어도 하나의 필터를 더 포함하는, 수체 순환 장치.
청구항 21에 있어서,
상기 수체 순환 장치는,
외부의 제어 장치로부터 상기 펌프부의 운전 모드 제어 신호를 수신하는 통신 수단을 더 포함하는, 수체 순환 장치.
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청구항 21에 있어서,
상기 수체 순환 장치는,
상기 호소의 상부 수체의 pH 농도 및 용존 산소량 중 적어도 하나가 기 설정된 상한값 이상이 되는 경우, 상기 호소의 상부 수체를 상기 제1 유출입부를 통해 상기 수체 이송부 내부로 유입시킨 후 상기 제2 유출입부를 통해 배출하도록 상기 펌프부를 동작시키는, 수체 순환 장치.
청구항 21에 있어서,
상기 수체 순환 장치는,
상기 호소의 상부 수체의 pH 농도 및 용존 산소량 중 적어도 하나가 기 설정된 하한값 이하가 되는 경우, 상기 호소의 하부 수체를 상기 제2 유출입부를 통해 상기 수체 이송부 내부로 유입시킨 후 상기 제1 유출입부를 통해 배출하도록 상기 펌프부를 동작시키는, 수체 순환 장치.
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