KR101635966B1 - 수질정화 기능을 갖는 생태수로 - Google Patents

Abstract

본 발명의 수질정화 기능을 갖는 생태수로는 보가 설치된 하천에서 분기되어 우회되는 둔치에 설치되는 생태수로를 마련하되, 상기 생태수로는 내부에 수로공간을 갖는 수로블럭을 복수개 연이어 이음되게 형성하여 하천에 설치된 보의 상류와 하류를 우회시켜 흐름되도록 하고, 상기 수로블럭의 상부에는 식생매트을 설치하여 식물을 식생시킬 수 있도록 포함한다.

Description

수질정화 기능을 갖는 생태수로{River with clean water for ecological function}

본 발명은 수질정화 기능을 갖는 생태수로에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 하천에 설치되어 있는 보를 기준으로 우회된 수로를 통해 물고기 이동을 위한 어도, 어류서식 및 산란처 제공 등의 생태적 기능과 식물에 의한 수질정화기능 및 천변 친수공간 기능을 갖도록 하는 수질정화 기능을 갖는 생태수로에 관한 것이다.

일반적으로 오염물질은 생활하수, 산업폐수 및 축산폐수 등과 같이 배출지점이 뚜렷하고 한정된 점오염원(點汚染源)으로 부터 배출되는 점오염물질과, 농경지, 목초지, 산림지, 건축현장, 광산, 벌채지, 폐기물처리장, 쓰레기매립장, 도심지, 도로 및 산업현장 등과 같이 배출지역이 광범위한 비점오염원(非點汚染源)으로부터 배출되는 비점오염물질로 나눌 수 있다.

상기와 같은 오염원으로부터 배출되는 오염물질로는 중금속, 병원성 미생물, 유기화합물, 방사성물질, 유독물질 및 기타 염류 등 매우 다양한 형태로 분포되어 있다.

이러한 오염물질들은 통상 강우시에 빗물에 쓸려 빗물과 함께 하천, 내만, 호소 등의 공공수역이나 지하수로 흘러 들어가게 되어 수질오염을 야기 시킴은 물론, 이로 인한 생태계의 파괴와 함께 최종적으로는 인간에게까지 매우 큰 폐해를 주게 된다.

한편, 상기 오염물질 가운데 배출지점이 뚜렷하고 한정된 점오염물질의 경우에는 가정이나 공장, 축산농가 등에 별도의 정화장치나 폐수처리시설이 설치되어 오염물질의 정화가 어느 정도 이루어지고 있으나, 비점오염물질의 경우에는 배출지역이 광범위할 뿐만 아니라 대부분 지표면에 잔존해 있다가 강우시 빗물과 함께 하천, 내만, 호소 등의 공공수역이나 지하수로 유입되어 수질오염을 야기 시키는 주원인이 되고 있다.

상기의 오염물질과 비점오염물질은 하천, 내만, 호수 바닥에 침전되어 슬러지화되면서 오염도를 더욱 가속시키는 문제점이 있었다.

이를 보완하고자, 기존에는 하천 바닥에 미생물접촉재를 포설하거나, 하천둔치 지하에 대규모 콘크리트 구조물의 어도를 설치하여 하천수를 유입처리하였으나, 하천에 포설하는 방식은 홍수시 토사 퇴적, 쓰레기 혼입 등으로 유지관리가 불가능하고, 둔치 지하에 대형 구조물을 설치하는 방법은 부지확보가 어렵고, 시공비용이 과다하게 필요하여 경제적이지 못한 문제점이 있다.

또한, 기존의 어도는 콘크리트 타설 또는 콘크리트 블록을 설치시 콘크리트 구조물에 의한 친수 경관적인 단점과, 친자연성 환경을 확보하기 곤란한 단점 및 콘크리트의 시멘트 성분에 의한 하천 오염 더욱 유발시키는 문제점이 있었다.

또한, 종래에는 일부 정화시설을 하천변에 설치하여 수처리할 수 있도록 하천변의 표면을 걷어내고 그 곳에 정화기능을 하도록 자갈층, 모래층 등을 적층시켜 여과 기능을 수행토록 하나, 다양한 오염원에 대하여 이용될 수 없는 제한성을 지니고 있을 뿐만 아니라, 홍수시 처리시설이 침수되거나 접촉여재(자갈층, 모래층) 등이 토사에 의해 폐쇄되는 문제점이 있다.

또한, 상부에 복토 후 대부분 잔디 등의 단일 식생으로 단일 생태계를 조성하기 때문에 하천 생태계와 조화를 이루지 못하고, 육상 생태계와의 단절을 초래하고 있다. 이렇게 단일 생태계로 조성된 지역은 홍수시 과다한 침식이 발생하고 토양 침식물에 의한 퇴적, 세굴 등이 발생하여 구간별 보수가 필요한 실정이다.

즉, 종래의 어도는 하천의 한가운데 콘크리트 구조물로 건설되어 하천의 미관을 저해함은 물론, 어류 보호용 생태하천의 취지에도 맞지 않고, 하류부 세굴로 인한 기능저하 등의 문제점이 있었다.

그래서 종래에는 강우유출수에 포함된 오염물질을 정화처리하기 위해 장치형 설비나 단순 저류형 시설을 이용하고 있으나, 그 처리비용에 비해 처리효율이 떨어지고, 정기적인 시스템의 교체를 필요로 하는 등 추가적인 비용이 소모되는 단점이 있었다. 또한, 종래의 설비는 그 시설에 비하여 처리의 안정성과 효율성에 한계를 대부분 가지고 있어, 주로 대형건축물, 도로, 주차장 등의 매우 한정된 장소에서 시범적으로 운영되어 아직까지 그 효용성이 미미하고, 하천으로 유입되는 다양한 오염원을 지닌 강우유출수를 처리하기에는 한계를 지니고 있다.

등록특허 제10-1060739호(2011.08.24) 공개특허 제10-2009-0037092호(2009.04.15)

상기와 같은 문제점을 해소하기 위한 본 발명의 수질정화 기능을 갖는 생태수로는 하천에 설치된 보를 기준으로 우회시키는 생태수로를 설치하여 상기 생태수로를 통해 친수공간, 학습공간, 어류 보호공간 기능을 갖도록 하는 데 있다.

또한, 본 발명의 목적은 생태수로를 통해 침전, 여과, 흡착, 산화 등 화학적 방법을 통해 오염물질을 정화시키도록 하는 데 있다.

또한, 본 발명의 목적은 생태수로에서 흐름되는 오염물질이 미생물 접촉재를 통해 흡착, 분해, 산화 등의 생물학적 방법으로 오염물질을 정화시키도록 하는 데 있다.

또한, 본 발명의 목적은 미생물 접촉재와 식생시킨 식물뿌리를 통해 생물학적 정화 기능을 더욱 상승시키도록 하는 데 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 수질정화 기능을 갖는 생태수로는 보가 설치된 하천에서 분기되어 우회되는 둔치에 설치되는 생태수로를 마련하되, 상기 생태수로는 내부에 수로공간을 갖는 수로블럭을 복수개 연이어 이음되게 형성하여 하천에 설치된 보의 상류와 하류를 우회시켜 흐름되도록 하고, 상기 수로블럭의 상부에는 식생매트을 설치하여 식물을 식생시킬 수 있도록 포함한다.

본 발명에 따르면, 상기 생태수로는 하나 이상의 수로블럭 중 어느 하나 이상의 개소에 토사배출수단을 설치하되, 상기 토사배출수단은 수로블럭의 수로공간과 연통되어 하천에 섞여 흐름되는 토사가 토사블럭 내부로 유입되도록 하며, 상기 토사블럭에는 배출파이프를 수직으로 설치하여 펌프를 통해 토사블럭에 유입된 침전물을 외부로 배출시키도록 구성한다.

본 발명에 따르면, 상기 생태수로는 복수개의 수로블럭 중 어느 하나 이상의 수로블럭에 연접되게 토사배출수단을 설치하되, 상기 토사배출수단은 수로블럭의 측면에 연접되게 토사블럭을 설치하고, 상기 토사블럭과 수로블럭은 측면에 각각 형성된 이음공을 통해 상호 연통시켜 수로블럭에서 하천에 섞여 흐름되는 토사가 토사블럭 내부로 유입되도록 하며, 상기 토사블럭에는 배출파이프를 수직으로 설치하여 펌프를 통해 토사블럭에 유입된 침전물을 외부로 배출시키도록 구성한다.

본 발명에 따르면, 상기 생태수로는 복수개의 수로블럭 중 어느 하나 이상의 수로블럭에 연접되게 토사배출수단을 설치하되, 상기 토사배출수단은 수로블럭의 측면에 연접되게 토사블럭을 설치하고, 상기 수로블럭의 수로공간 수로바닥과 토사블럭의 내부공간 바닥이 경사진 상태가 연이어 이음되고 상기 수로블럭과 토사블럭은 이음공을 통해 연통되도록 한 다음 상기 토사블럭에는 배출파이프를 수직으로 설치하여 펌프를 통해 토사블럭에 유입된 침전물을 외부로 배출시키도록 구성한다.

본 발명에 따르면, 상기 생태수로에는 지하습지를 조성하여 수생식물을 관찰할 수 있도록 하되, 상기 지하습지는 상기 생태수로에서 어느 한 공간에 지면을 터파기 한 지하공간을 형성하여 상기 지하습지가 생태수로와 이음되어 하천의 물이 보 상류에서 하류로 흐름되도록 하고, 상기 지하공간에 유입된 하천에는 수생식물을 식생시키며, 상기 지하공간 상부의 입구측에 투명한 덮개를 설치하되, 상기 덮개의 하부면에는 조명수단을 장착하도록 구성한다.

본 발명에 따르면, 상기 생태수로에는 둠벙을 조성하여 수생식물을 관찰할 수 있도록 하되, 상기 둠벙은 지면에 터파기 한 웅덩이를 형성하되, 상기 웅덩이는 생태수로와 다른 공간에 형성되고, 상기 웅덩이와 생태수로가 이음수로를 통해 상기 생태수로의 하천 물이 웅덩이로 유입되어 생태수로로 흐름되도록 하고, 상기 웅덩이에는 식물을 식생시키도록 구성한다.

본 발명에 따르면, 상기 보가 설치된 하천 상류와 연결되는 생태수로 입구 공간에는 하천 및 생태수로의 수위를 감지하는 수위조절수단이 설치되고, 하천과 생태수로가 연결되는 공간과 상기 연결공간 후방의 생태수로에 제1수문과 제2수문을 각각 설치하여 갈수기 또는 홍수기에 의해 하천 수위의 변화에 맞추어 제1수문과 제2수문을 개폐시켜 생태수로의 수위를 조절할 수 있도록 구성한다.

본 발명에 따르면, 상기 수로블럭은 상부와 양측이 개구된 수로공간을 내부에 갖는 본체와, 상기 수로공간 양측 벽면에 이음부재를 통해 이격되게 수직으로 설치되어 상기 본체 양측에 어도공간을 형성하는 어도부재와, 상기 수로공간의 바닥에는 홈을 형성시켜 고압의 유체를 분출하는 호스를 장착하도록 구성한다.

본 발명에 따르면, 상기 식생매트은 상부가 개구된 망체와, 상기 망체에 수납되어 식물이 식모되도록 자갈 및 식생토가 혼합되어 이루어진 식생기반재와, 상기 망체의 상부를 밀폐시키는 덮개로 구성한다.

본 발명에 따르면, 상기 하천에 연결된 생태수로 입구측에 전처리수단을 설치하되, 상기 전처리수단은 복수의 스크린이 중첩되게 설치되어 하천의 유입수에 함유된 미세입자를 응집시키도록 구성한다.

본 발명에 따르면, 상기 하천에 연결된 생태수로 출구측에 여과조를 설치하되, 상기 여과조는 상기 생태수로의 수로공간과 연통되는 결합수단과, 상기 결합수단에 결합되고 틀 형태의 프레임에 복수의 미생물 접촉재를 가로질러 설치한 여과수단으로 구성되어, 상기 여과수단을 복수로 마련되어 결합수단에 순차적으로 설치된다.

본 발명에 따르면, 상기 하천에 연결된 생태수로 출구측에 여과조를 설치하되, 상기 여과조는 상기 생태수로의 수로공간과 연통되는 원형 형태의 결합수단과, 상기 결합수단에 결합되고 원형 틀 형태의 프레임에 복수의 미생물 접촉재를 길이방향으로 설치한 여과수단으로 구성되어, 상기 여과수단을 복수로 마련되어 결합수단에 순차적으로 설치된다.

본 발명에 따르면, 상기 토사배출수단은 생태수로에서 일정 구간마다 간격을 두고 설치된다.

본 발명에 따르면, 상기 수위조절수단은 제1수문과 제2수문 사이공간의 집수정에 수중펌프를 장착하고, 상기 생태수로에 설치된 수위센서가 수위를 감지하여 수중펌프를 통해 집수정내에 집수된 물을 수로블록의 보조수로로 공급하도록 구성한다.

본 발명에 따르면, 상기 어도부재는 복수개의 통공을 형성한다.

본 발명에 따르면, 상기 어도부재는 이음부재와 연결된 부위가 상부로 길이를 연장한 단턱를 형성시켜 본체의 수로공간 양측 벽면과 단턱 사이에 보조수로가 형성되고, 상기 단턱는 본체의 상단부 높이 보다 낮은 높이의 단차를 갖는 단턱을 형성한다.

본 발명에 따르면, 상기 호스는 압축 공기가 제공되어 외부로 분사될 수 있도록 구성한다.

본 발명에 따르면, 상기 호스에는 수직으로 분기관을 더 설치한다.

본 발명에 따르면, 상기 전처리수단에는 공기방울을 분사시킬 수 있도록 한다.

상술한 바와 같은 본 발명의 수질정화 기능을 갖는 생태수로는 보가 설치된 하천에서 분기되어 우회되는 둔치에 설치되는 생태수로를 마련하되, 상기 생태수로는 내부에 수로공간을 갖는 수로블럭을 복수개 연이어 이음되게 설치하여 하천에 설치된 보의 상류와 하류를 우회시켜 흐름되도록 하고, 상기 수로블럭의 상부에는 식생매트을 설치하여 식물을 식생시킬 수 있도록 구성하여 하천의 둔치에 친수공간을 마련한다.

이를 통해 생태수로를 통해 친수공간, 학습공간, 어류 보호공간 기능을 갖도록 하는 효과가 있다.

또한, 본 발명의 수질정화 기능을 갖는 생태수로는 생태수로를 거친 유수의 토구 오염물질을 정화하고, 어류의 서식 및 은신처를 마련하여 어류 보호를 꾀할 수 있는 효과가 있다.

또한, 본 발명의 수질정화 기능을 갖는 생태수로는 식물 식생을 기반으로 하는 생태수로를 조성함으로써, 홍수시에도 수로 내부로 토사가 유입되지 않고, 만약의 경우에는 탈착하여 내부 청소 등 유지관리를 할수 있는 효과가 있다.

또한, 본 발명의 수질정화 기능을 갖는 생태수로는 생태수로를 통해 침전, 여과, 흡착, 산화 등 화학적 방법을 통해 오염물질을 정화시키도록 하는 효과가 있다.

또한, 본 발명의 수질정화 기능을 갖는 생태수로는 생태수로에서 흐름되는 오염물질이 미생물 접촉재를 통해 흡착, 분해, 산화 등의 생물학적 방법으로 오염물질을 정화시키도록 하는 효과가 있다.

또한, 본 발명의 수질정화 기능을 갖는 생태수로는 미생물 접촉재와 식생시킨 식물뿌리를 통해 생물학적 정화 기능을 더욱 상승시키도록 하는 효과가 있다.

이를 통해 하천의 토구, 하수처리장, 분료처리장, 폐수 처리장, 마을 하수처리장 등의 방류구에 연결하여 자연친화적으로 수질을 정화하는 정화수단 기능을 갖도록 하는 효과가 있다.

도 1은 본 발명의 수질정화 기능을 갖는 생태수로를 나타낸 개념도.
도 2는 본 발명의 수질정화 기능을 갖는 생태수로에 수위조절수단이 적용된 상태를 나타낸 개념도.
도 3은 본 발명의 수질정화 기능을 갖는 생태수로에 전처리수단을 적용한 상태를 나타낸 개념도.
도 4는 본 발명의 수질정화 기능을 갖는 생태수로의 수로블럭을 나타낸 분해사시도.
도 5는 본 발명의 수질정화 기능을 갖는 생태수로의 수로블럭을 나타낸 결합사시도.
도 6은 본 발명의 수질정화 기능을 갖는 생태수로의 수로블럭을 나타낸 정단면도.
도 7a,b는 본 발명의 수질정화 기능을 갖는 생태수로의 적용되는 제1 및 제2 실시예의 토출배출수단을 나타낸 정단면도.
도 8은 본 발명의 수질정화 기능을 갖는 생태수로의 지하습지를 나타낸 단면도.
도 9는 본 발명의 수질정화 기능을 갖는 생태수로의 여과조에 대한 제1실시예를 나타낸 사시도.
도 10은 본 발명의 수질정화 기능을 갖는 생태수로의 여과조에 대한 제2실시예를 나타낸 사시도.
도 11은 본 발명의 수질정화 기능을 갖는 생태수로의 전처리수단에 대한 다른 실시예를 나타낸 단면도.

이하, 본 발명에 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 일실시 예를 상세히 설명하기로 한다.

우선, 도면들 중, 동일한 구성요소 또는 부품들은 가능한 한 동일한 참조부호를 나타내고 있음에 유의하여야 한다. 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명은 본 발명의 요지를 모호하지 않게 하기 위하여 생략한다.

도 1은 본 발명의 수질정화 기능을 갖는 생태수로를 나타낸 개념도이고, 도 2는 본 발명의 수질정화 기능을 갖는 생태수로에 수위조절수단이 적용된 상태를 나타낸 개념도이며, 도 3은 본 발명의 수질정화 기능을 갖는 생태수로에 전처리수단을 적용한 상태를 나타낸 개념도이고, 도 4는 본 발명의 수질정화 기능을 갖는 생태수로의 수로블럭을 나타낸 분해사시도이며, 도 5는 본 발명의 수질정화 기능을 갖는 생태수로의 수로블럭을 나타낸 결합사시도이고, 도 6은 본 발명의 수질정화 기능을 갖는 생태수로의 수로블럭을 나타낸 정단면도이며, 도 7a,b는 본 발명의 수질정화 기능을 갖는 생태수로의 적용되는 제1 및 제2 실시예의 토출배출수단을 나타낸 정단면도이고, 도 8은 본 발명의 수질정화 기능을 갖는 생태수로의 지하습지를 나타낸 단면도이며, 도 9는 본 발명의 수질정화 기능을 갖는 생태수로의 여과조에 대한 제1실시예를 나타낸 사시도이고, 도 10은 본 발명의 수질정화 기능을 갖는 생태수로의 여과조에 대한 제2실시예를 나타낸 사시도이며, 도 11은 본 발명의 수질정화 기능을 갖는 생태수로의 전처리수단에 대한 다른 실시예를 나타낸 단면도이다.

먼저, 도 1 내지 도 11에서 도시한 바와 같은 본 발명의 수질정화 기능을 갖는 생태수로 100는 보 11가 설치된 하천 10에서 분기되어 우회되는 둔치에 설치되는 생태수로 100를 마련한다.

즉, 상기 생태수로 100는 일측이 하천 10에 설치된 보 11를 기준으로 하천 10 상류에 연결되고, 타측은 하류에 연결되어 보 11가 설치된 하천 10 상류측의 생태수로 100로 하천 10의 유수가 유입되어 보 11가 설치된 하천 10의 하류측으로 하천 10의 유수를 흐름시킨다.

또는, 상기 생태수로 100는 하천의 보를 우회하는 둔치에 설치, 저수지, 호수 등의 유입부에 설치, 하천의 토구에 설치 및 습지, 침강지, 하수처리장 등의 방류구 등에 설치될 수 있다.

상기 생태수로 100는 복수개의 수로블럭 110이 연이어 이음되어 완성된다.

상기 수로블럭 110은 상부와 양측이 개구된 수로공간 111을 내부에 갖는 본체 110a와, 상기 수로공간 111 양측 벽면에 이음부재 115a를 통해 이격되게 수직으로 설치되어 상기 본체 110a 양측에 어도공간 116을 형성하는 어도부재 115와, 상기 수로공간 111의 바닥에는 홈 113을 형성시켜 고압의 유체를 분출하는 호스 114를 장착하도록 구성한다.

상기 수로블럭 110은 "U"자 형상으로 형성되어 복수개의 수로블럭 110이 연이어 설치될 경우 보 11의 상부에서 하부로 연결되고 굴곡을 갖는 자유로운 형상으로 설치된다.

상기 어도부재 115에는 복수개의 연통공 117을 형성하여 어도공간 116으로 유수의 원활한 순환을 돕고, 상기 어도공간 116을 통해 어류의 은신을 가능하도록 한다.

그리고, 상기 어도공간 116 내부 표면에는 미생물접촉재(Media)를 장착시켜 미생물을 부착 및 성장시키므로서 오염물질을 분해 산화시키고 여과작용을 통해 수질정화 효율을 향상시키도록 하여 물고기 은신처 기능 이외에도 수처리시설의 기능을 병행하도록 한다.

또는, 미생물접촉재는 상기 수로공간 하부에 설치될 수 있도록 하여 식생매트에 식모된 식물의 뿌리가 수로공간에서 미생물접촉재와의 밀생을 가능하도록 하여 생태수로의 여과 및 생물학적 접촉산화 기능을 동시에 갖도록 한다.

또한, 상기 어도부재 115는 이음부재 115a와 연결된 부위가 상부로 길이를 연장한 단턱 112를 형성시켜 본체의 수로공간 111 양측 벽면과 단턱 112 사이에 보조수로 118가 형성되고, 상기 단턱 112은 본체 110a의 상단부 높이 보다 낮은 높이의 단차를 갖도록 하여 상기 식생매트 120을 안착시킨다.

상기 보조수로 118는 갈수기시 수로공간 11 내부로 물이 유입되지 않을 경우, 상부 식물의 고사되는 것을 방지하기 위하여, 보조수로 118로 물을 공급하는 수로이다.

즉, 식생매트 120의 삼투압 등의 흡착기능을 이용해 상시 식물이 이용할 수 있는 축축한 상태를 유지하도록 하기 위한 것이다. 상기 보조수로 118에 물을 공급하는 방법은 수위조절수단 160과 연동하는 펌프를 통해 하천의 우수를 보조수로 118 공급한다.

상기 상기 식생매트 120는 상부가 개구된 망체 121와, 상기 망체 121에 수납되어 식물이 식모되도록 자갈 및 식생토가 혼합되어 이루어진 식생기반재 122와, 상기 망체 121의 상부를 밀폐시키는 덮개 123로 구성한다.

결국, 수로블럭 110을 연이어 설치함으로써 복수의 수로공간 111이 이음되어 유수의 흐름을 유도하고, 상기 어도공간 116을 통해 어류의 은신처로 제공한다.

또한, 상기 식생매트 120의 식생기반재 122에 갈대, 부채꽃, 달뿌리풀 등의 식생식물을 식모시키되, 상기 덮개 123에 형성된 복수의 구멍을 통해 지상으로 식물을 식생시킨다.

그리고, 상기 수로공간 111의 바닥 중앙에는 길이방향으로 홈 113을 형성시켜 고압으로 공기 또는 유체를 분출시키는 호스 114를 설치한다.

상기 호스 114를 통해 분출되는 고압의 공기 또는 유체를 통해 토사에 의해 수로공간 111 내부 벽면에 부착된 침전물을 제거할 수도 있고, 상기 수로공간 111 바닥에 침전된 토사의 침전물을 흐름되는 유수로 띄워 후술 될 토사배출수단 130으로 토사를 유입시킬 수 있도록 한다.

또한, 상기 호스 114에는 수직으로 분기관 114a을 더 설치하여 수로공간 111의 양측면 전체에 압력을 갖는 유체 또는 공기를 분사시켜 보다 효과적으로 침전물을 부유시키거나 떼어낼 수 있도록 한다.

또한, 상기 호스 114를 통해 수중에 산소 공급으로 오염물질을 산화분해시켜 수질을 정화하는 기능을 갖는다.

결국, 하천 10에 설치된 보 11를 기준으로 우회시키는 생태수로 100를 통해 상기 생태수로 100를 친수 공간 기능을 갖도록 하는 효과가 있다.

또한, 상기 식생매트 120에 식모된 식물의 뿌리는 식생기반재 122를 기반으로 식생되어 수로공간 111 내부까지 위치됨으로써, 어류 은신, 수질개선을 꾀할 수 있다.

또한, 상기 식생매트 120에 식모된 식물의 뿌리를 통해 토구 오염물질 및 하천 10수를 정화하는 기능을 갖는다.

여기서, 상기 생태수로 100의 양측 지면에는 산책로 또는 자전거로 등이 설치될 수 있다.

이와 같이, 상기 생태수로 100는 내부에 수로공간 111을 갖는 수로블럭 110을 복수개 연이어 이음되게 설치하여 하천 10에 설치된 보 11의 상류와 하류를 우회시켜 흐름되도록 하고, 상기 수로블럭 110의 상부에는 식생매트을 설치하여 식물을 식생시킬 수 있도록 하여 생태수로 100를 거친 유수의 토구 오염물질을 정화하고, 어류의 서식 및 은신처를 마련하여 어류 보호를 꾀할 수 있다.

그리고,식물 식생을 기반으로 하는 생태수로 100를 조성함으로써, 홍수시에도 수로 내부로 토사가 유입되지 않고, 만약의 경우에는 탈착하여 내부 청소 등 유지관리를 할 수 있다.

결국, 하천의 토구, 하수처리장, 분료처리장, 폐수 처리장, 마을 하수처리장 등의 방류구에 연결하여 자연친화적으로 수질을 정화하는 정화수단 기능을 갖는다.

여기서, 생태수로 100에는 토사배출수단 130, 지하습지 140 및 둠벙 150이 설치된다.

상기 토사배출수단 130, 지하습지 140 및 둠벙 150은 생태수로 100에서 하나 또는 하나 이상으로 설치될 수 있으며, 그 설치 개수는 국한하지 않는다.

도 7a 및 도7b에서 도시한 바와 같이, 상기 토사배출수단 130은 상기 복수개의 수로블럭 110 중 어느 하나 이상의 수로블럭 110에 연접되게 토사배출수단 130을 설치하되, 상기 토사배출수단 130은 수로블럭 110의 측면에 연접되게 토사블럭 131을 설치한다.

또는, 상기 토사배출수단 130은 생태수로 100에 연이어 설치되거나, 일정 간격을 두고 순차되게 설치되어 생태수로 100 유수와 함께 유입된 토사를 토사배출수단 130으로 배출시킨다.

즉, 상기 토사배출수단은 수로블럭의 수로공간과 연통되어 하천에 섞여 흐름되는 토사가 토사블럭 내부로 유입되도록 하며, 상기 토사블럭에는 배출파이프를 수직으로 설치하여 펌프를 통해 토사블럭에 유입된 침전물을 외부로 배출시키도록한다.

여기서, 상기 토사블럭 131과 수로블럭 110은 측면에 각각 형성된 이음공 134을 통해 상호 연통시켜 수로블럭 110에서 하천 10에 섞여 흐름되는 토사가 토사블럭 131 내부로 유입되도록 한다.

아울러, 상기 토사블럭 131에는 배출파이프 132를 수직으로 설치하여 펌프 133를 통해 토사블럭 131에 유입된 침전물을 외부로 배출시킨다.

또는, 상기 수로블럭 110의 수로공간 111 수로바닥 119과 토사블럭 131의 내부공간 바닥이 경사진 상태가 연이어 이음되고 상기 수로블럭 110과 토사블럭 131은 이음공 134을 통해 연통되도록 한 다음 상기 토사블럭 131에는 배출파이프 132를 수직으로 설치하여 펌프 133를 통해 토사블럭 131에 유입된 침전물을 외부로 배출시키도록 한다.

상기와 같이 구성된 상기 토사배출수단 130은 상기 생태수로 100로 유입된 토사는 유수의 흐름 유속에 의해 이음공 134으로 토사가 토사블럭 131 내부로 유입된다.

이때, 토사블럭 131 내부로 토사의 유입을 더욱 가속시킬 수 있도록 생태수로 100 의 내부에 설치된 호스 114에 의해 공기를 토출시켜 토사가 생태수로 100 바닥으로 침전되는 것을 방지하여 유수의 유속으로 이음공 134측을 통해 토사블럭 131측에 배출시킨다.

또는, 상기 수로블럭 110의 수로공간 111 수로바닥 119과 토사블럭 131의 내부공간 바닥이 경사진 상태가 연이어 이음되고 상기 수로블럭 110과 토사블럭 131은 이음공 134을 통해 연통되도록 한 다음 상기 토사블럭 131에는 배출파이프 132를 수직으로 설치하여 펌프 133를 통해 토사블럭 131에 유입된 침전물을 외부로 배출시키도록 한다.

상기와 같이 구성된 상기 토사배출수단 130은 상기 생태수로 100로 유입된 토사는 유수의 흐름 유속 및 경사진 수로블럭과 토사블럭의 경사져 상호 연통된 바닥에 형성된 이음공 134을 통해 토사가 토사블럭 131 내부로 유입된다.

이때, 토사블럭 131 내부로 토사의 유입을 더욱 가속시킬 수 있도록 생태수로 100 의 내부에 설치된 호스 114에 의해 공기를 토출시켜 토사가 생태수로 100 바닥으로 침전되는 것을 방지하여 유수의 유속으로 이음공 134측을 통해 토사블럭 131측에 배출시킨다.

그리고, 상기 지하습지 140는 상기 생태수로 100에 설치되어 상기 지하습지 140에 식생된 수생식물을 관찰할 수 있도록 한다.

이를 가능하도록, 상기 지하습지 140는 상기 생태수로 100에서 어느 한 공간에 지면을 터파기 한 지하공간 141을 형성하여 상기 지하습지 140가 생태수로 100로와 이음되어 하천 10의 물이 보 11 상류에서 하류로 흐름되도록 하고, 상기 지하공간 141에 유입된 하천 10에는 수생식물을 식생시킨다.

아울러, 상기 지하공간 141 상부의 입구측에 투명한 덮개 142를 설치하되, 상기 덮개 142의 하부면에는 조명수단 143을 장착한다.

이와 같이, 상기 지하습지 140는 어도수도 중 어느 한 공간에 설치되되, 상기 수로블럭 110과 이음되도록 하여 하천 10의 유수가 생태수로 100를 거쳐 지하습지 140의 지하공간 141으로 유입되어 유수가 임시저장되고, 상기 지하공간 141을 통해 생태수로 100로 유수가 흐름되는 구조이다.

여기서, 지하공간 141에 유입된 유수에는 수생식물인 부레옥잠을 식생시킨다.

이를 통해, 투명재질의 덮개 142 및 조명수단 143을 통해 수생식물의 관찰을 가능하게 한다.

또한, 상기 둠벙 150은 상기 생태수로 100에는 둠벙 150을 조성하여 지면 위로 식생시킨 수생식물을 관찰할 수 있다.

즉, 상기 둠벙 150은 지면에 터파기 한 웅덩이 151를 형성하되, 상기 웅덩이 151는 생태수로 100와 다른 공간에 형성되고, 상기 웅덩이 151와 생태수로 100가 이음수로 152를 통해 상기 생태수로 100의 하천 10 물이 웅덩이 151로 유입되어 생태수로 100로 흐름되도록 하며, 상기 웅덩이 151에는 식물을 식생시키도록 한다.

상기 둠벙 150은 생태수로 100와 별도의 공간에 구획되게 설치되되, 상기 이음수로 152를 통해 하천 10의 유수가 웅덩이 151로 유입되어 다시 생태수로 100로 흐름될 수 있도록 한다.

상기 둠벙 150은 갈수기에도 하천을 담수하여 어류의 생존 가능성 향상 및 산란 기능을 갖는다.

여기서, 상기 웅덩이 151는 지하구조물 형태로 이루어지고, 상기 웅덩이 151 내부에는 물고기 서식, 산란처 조성, 유지관리를 위한 진입로 등 부대시설이 설치된다.

또한, 상기 웅덩이 151에는 토사배출수단 130이 설치될 수 있다.

아울러, 상기 웅덩이 151의 내부 구조를 육안으로 확인할 수 있도록 카메라, 잠망경 등이 설치되어 생태학습에 활용될 수 있다.

또한, 상기와 같이 구성되는 생태수로 100의 입구측에는 수위조절수단 160과 제1수문 161 및 제2수문 162이 설치되어 생태수로 100의 수위를 조절할 수 있도록 한다.

즉, 상기 보 11가 설치된 하천 10 상류와 연결되는 생태수로 100 입구 공간에는 하천 10 및 생태수로 100의 수위를 감지하는 수위조절수단 160이 설치된다.

그리고, 하천 10과 생태수로 100가 연결되는 공간과 상기 연결공간 후방의 생태수로 100에 제1수문 161과 제2수문 162을 각각 설치하여 갈수기 또는 홍수기에 의해 하천 10 수위의 변화에 맞추어 제1수문 161과 제2수문 162을 개폐시켜 생태수로 100의 수위를 조절할 수 있도록 한다.

이를 통해 갈수기 또는 홍수기에 맞추어 변화하는 하천 10의 수위에 따라 생태수로 100의 수위를 조절할 수 있다.

여기서, 제1수문 161과 제2수문 162 사이공간은 집수정 163를 갖고, 수중펌프 164를 장착하여 생태수로 100에 설치된 수위센서 165에 의해 일정 수위 이하를 감지하는 경우 집수정 163에 집수된 물을 수로공간 111의 보조수로 118로 흘려 보내도록 함으로서, 갈수기시 수로내로 하천수가 유입되지 않아 식물이 고사되는 것을 방지한다.

또한, 상기 생태수로 100에는 전처리수단 170과 여과조 180가 설치된다.

즉, 상기 전처리 수단 170은 상기 하천에 연결된 생태수로 100 입구측에 설치된다.

상기 전처리수단 170은 복수의 스크린(미도시)이 중첩되게 설치되어 하천의 유입수에 함유된 미세입자를 응집시키도록 한다.

이는, 하천에서 유입되는 우수에 미립자 또는 부피를 갖는 불순물을 1차로 걸러 주는 기능을 갖는다. 즉, 상기 전처리수단 170으로 유입된 초기우수에 포함되어 있는 협잡물을 제거하는 유수분리 기능을 갖는다.

결국, 전처리 수단 170은 유입되는 하천수의 용존산소 농도를 증가시켜, 오염된 물속 유기물의 산화촉진 및 부패방지를 위해 공기방울을 분사시킬 수 있도록 한다.

여기서, 공기방울은 마이크로버블 또는 나노버블 형태의 에어미스트 형태로 분사되어 주입된 공기가 상승하면서 물속의 용존 산소량을 극대화시켜 미생물 생존률을 높여 정화 기능을 더욱 향상시킬 수 있도록 한다.

도 11에서 도시한 바와 같이, 상기 전처리수단 170의 다른 실시예는 상기 하천에 연결된 생태수로 100 입구측에 전처리수단 170을 더 포함하되, 하천이 유입되는 제1공간 173과, 상기 제1공간 173 하부에 형성되어 하천의 침전물이 쌓이도록 하는 호퍼 172와, 상기 제1공간 173 상부에 형성시킨 제2공간 174에 충진되어 하천의 유입 흐름에 의해 유동되는 복수의 여과제 175와, 상기 제2공간 174 상부에 형성시킨 제3공간 176에 절곡된 판 형상을 갖는 복수의 굴곡판 177으로 구성하여 상기 여과제 175를 통과한 입자성 물질이 생태수로 100로 곧바로 유입되지 않고 굴곡판 177 사이에서 지체하도록 한다.

즉, 생태수로 100 입구측에 전처리수단 170을 설치하여 하천이 생태수로 100 전에 최초로 전처리수단 170으로 유입된다.

상기 전처리수단 170에 유입되는 하천은 제1공간 173으로 유입된다.

여기서, 하천에 함유된 침전물을 제1공간 173 하부에 형성된 호퍼 172로 침전되어 쌓이면 외부로 추출할 수 있도록 한다.

그리고, 제1공간 173으로 유입된 하천은 제1공간 173과 메쉬로 공간이 구획된 제2공간 174으로 흐름된다.

상기 제2공간 174 내부에는 복수개의 여과재 175가 충진된다. 상기 여과재 175는 유동성을 갖는 것으로 하천의 흐름에 의해 불규칙적으로 이동하면서 큰 입자의 부유물 또는 슬러지를 잘게 부수어주며 흡착 여과하는 기능을 갖는다.

그리고, 상기 제2공간 174과 메쉬로 공간이 구획된 제3공간 176에는 복수의 굴곡판 177이 수평으로 중첩되게 설치된다.

상기 굴곡판 177은 제2공간 174을 거친 하천이 유입되면서 입자성 물질이 절곡된 형상을 갖는 굴곡판 177을 거치면서 하천 흐름을 지체 또는 정체시켜 입자성 물질이 생태수로 100측에 곧바로 유입되는 것을 방지한다.

그리고, 여과조 180는 상기 하천에 연결된 생태수로 100 입구 또는 출구 또는 생태수로 100 전체 또는 생태수로에 등간격으로 설치될 수 있다.

상기 여과조 180는 크게 형상에 따라 두 가지로 구분된다.

제1실시예의 여과조 180는 도 9에서 도시한 바와 같이, 상기 생태수로 100의 수로공간 111과 연통되는 결합수단 181과, 상기 결합수단 181에 결합되고 틀 형태의 프레임 183에 복수의 미생물 접촉재 184를 가로질러 설치한 여과수단 182으로 구성되어 상기 여과수단 182을 복수로 마련되어 결합수단 181에 순차적으로 설치된다.

제2실시예의 상기 여과조 180는 도 10에서 도시한 바와 같이, 상기 생태수로 100의 수로공간 111과 연통되는 원형 형태의 결합수단 181과, 상기 결합수단 181에 결합되고 원형 틀 형태의 프레임 183에 복수의 미생물 접촉재를 길이방향으로 설치한 여과수단 182으로 구성되어 상기 여과수단 182을 복수로 마련되어 결합수단 181에 순차적으로 설치된다.

상기와 같이, 상기 여과조 180는 형상에 따라 구분되며, 제1실시예의 여과조180는 사각형 형태의 판 형상으로 형성되어 여과수단 182을 결합수단 181의 상부에서 분리 결합되도록 하는 구조이다.

또한, 제2실시예의 여과조 180는 원통형 형태로 형성되어 여과수단 182을 결합수단 181의 측면에서 분리 결합되도록 하는 구조이다.

이와 같이, 상기 여과조 180는 흐름되는 우수를 생물학적으로 반응시켜 유기물, 질소 및 인을 효율적으로 제거할 수 있다.

이는 물리화학적으로 안전하며 하천 우수중에 부유하는 입자를 신속하게 부착시키는 동시에 탈락 현상을 방지한다.

이상에서 설명한 본 발명은 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능함은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어서 명백할 것이다.

10 : 하천 11 : 보
100 : 생태수로 110 : 수로블럭
110a : 본체 111 : 수로공간
112 : 단턱 113 : 홈
114 : 호스 114a : 분기관
115 : 어도부재 115a : 이음부재
116 : 어도공간 117 : 연통공
118 : 보조수로 119 : 수로바닥
120 : 식생매트 121 : 망체
122 : 식생기반재 123 : 덮개
130 : 토사배출수단 131 : 토사블럭
132 : 배출파이프 133 : 펌프
134 : 이음공 140 : 지하습지
141 : 지하공간 142 : 덮개
143 : 조명수단 150 : 둠벙
151 : 웅덩이 152 : 이음수로
160 : 수위조절수단 161 : 제1수문
162 : 제2수문 163 : 집수정
164 : 수중펌프 165 : 수위센서
170 : 전처리수단 172 : 호퍼
173 : 제1공간 174 : 제2공간
175 : 여과제 176 : 제3공간
177 : 굴곡판 180 : 여과조
181 : 결합수단 182 : 여과수단
183 : 프레임 184 : 미생물 접촉재

Claims (13)

1. 하천에 설치된 보의 상류와 하류를 우회시켜 흐름되도록 하여 둔치에 설치되는 수질정화 기능을 갖는 생태수로에 있어서,
   상기 생태수로는 내부에 수로공간을 갖는 수로블럭을 복수개 연이어 이음되게 형성하되,
   상기 수로블럭은,
   상부와 양측이 개구된 수로공간을 내부에 갖는 본체와,
   상기 수로공간 양측 벽면에 이격되게 수직으로 형성시킨 이음부재 상부에 식생매트를 설치하고 상기 본체 양측에 어도공간을 형성하며 상기 이음부재와 연결된 부위에 상부로 길이를 연장한 단턱를 형성시켜 본체의 수로공간 양측 벽면과 단턱 사이에 보조수로를 형성하면서 상기 단턱은 본체의 상단부 높이 보다 낮은 높이의 단차를 갖도록 하는 어도부재와,
   상기 수로공간의 바닥에는 홈을 형성시켜 분기관을 수직으로 설치하여 고압의 유체 또는 공기를 분출하는 호스를 장착한 것으로 이루어지고,
   상기 보가 설치된 하천 상류와 연결되는 생태수로 입구 공간에 제1수문과 제2수문을 설치하고 하천 및 생태수로의 수위를 감지하는 수위센서를 통해 상기 제1수문과 제2수문 사이 공간의 집수정에 설치된 수중펌프를 작동시켜 집수정내에 집수된 물을 수로블럭의 보조수로에 공급하여 갈수기 또는 홍수기의 수위의 변화에 맞추어 생태수로의 수위를 조절할 수 있도록 구성한 것을 특징으로 하는 수질정화 기능을 갖는 생태수로.
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