KR101662690B1 - 식물성 폴리우레탄을 이용한 근고공 일체형 친환경 식생호안 및 그 시공방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 무독성 바인딩소재인 식물성 폴리우레탄(polyurethane)을 이용한 다공성 구조를 가지고 있고, 근고공(根固工)과 사면피복체가 분리되지 않는 일체형 구조로 이루어지며, 수생 동물을 위한 어소 및 식물의 식생을 위한 식생홀이 형성되어 있는 구성을 가지고 있어서, 호안침식을 억제하고 토사의 자연스러운 퇴적을 유도하면서도, 하천으로의 독성 유출을 방지하고, 하천 생물의 서식공간(biotope)을 제공하게 되는 "식물성 폴리우레탄을 이용한 근고공 일체형 친환경 식생 호안" 및 "이러한 호안을 조성하는 시공방법"에 관한 것이다.

Description

식물성 폴리우레탄을 이용한 근고공 일체형 친환경 식생호안 및 그 시공방법{River Bank Protection Structure made of Polyurethane having Fish Habitat and Porous Plant Hole without Foot Protection Work, and Constructing Method thereof}

본 발명은 하안 또는 제방을 유수로 인한 파괴와 침식으로부터 직접 보호하기 위하여 비탈면에 설치되는 구조물에 해당하는 호안과, 이러한 호안을 시공하는 방법에 관한 것으로서, 구체적으로는 무독성 바인딩소재인 식물성 폴리우레탄(polyurethane)을 이용한 다공성 구조를 가지고 있고, 근고공(根固工)과 사면피복체가 분리되지 않는 일체형 구조로 이루어지며, 사면토양의 유실을 막기 위하여 두께 방향으로 복수개의 층을 가지는 다층 구조로 이루어지며, 수생 동물을 위한 어소부 및 식물의 식생을 위한 식생부이 형성되어 있는 구성을 가지고 있어서, 호안침식을 억제하고 토사의 자연스러운 퇴적을 유도하면서도, 하천으로의 독성 유출을 방지하고, 하천 생물의 서식공간(biotope)을 제공하게 되는 "식물성 폴리우레탄을 이용한 근고공 일체형 친환경 식생 호안" 및 "이러한 호안을 조성하는 시공방법"에 관한 것이다.

하천의 유속이 3 m/sec 이상이고 비탈 경사가 1:2 이상인 경우에는 하안 또는 제방에는 호안을 전면적으로 설치하도록 의무화하고 있다. 호안을 시공하는 종래의 방법으로는, 유속이 완만한 장소에 설치하는 윗가지덮기공, 섶단공, 나무말뚝공, 돌망태공, 돌바구니공, 야자섬유 두루마리공, 갈대매트공 등이 있으며, 유속이 빠르고 침식이 우려되는 곳에 호안을 설치하는 종래의 방법으로는, 자연소재를 활용한 돌붙임-돌쌓기공, 사석공, 돌망태공, 사각방틀공 등이 있다. 치수적인 안전성을 고려하여 콘크리트 블록을 이용하여 제방을 전면 축조하거나, 또는 콘크리트 블록을 이용하여 호안을 시공하는 방법도 있는데, 예를 들면 환경블록공, 다공질블록공, 황토블록, 다공질 콘크리트를 이용한 방법들이 제시되어 있다. 대한민국 공개특허공보 제10-2002-57735호에는 이러한 호안 블록을 이용한 호안 시공방법의 일예가 개시되어 있다.

호안은 침식을 막기 위하여 수리적으로 안전하며, 콘크리트를 사용함으로 인하여 시멘트 독성이 방출되지 않아 하천 생물들에게 환경적으로 악영향을 주지 않으며, 유수의 흐름을 완화시켜 물이 닿은 곳에서는 어류나 저서동물이 서식하고 육상부에서는 식물이 생육하여 생물의 서식처로 기능할 수 있도록 하는 것이 바람직하다. 그러나 종래기술로서는 이 조건을 모두 만족시킬 수 없을 뿐만 아니라, 오히려 생태 환경을 악화시키는 문제점을 가지고 있다. 예를 들어 호안의 형성에 이용되는 종래의 블록은 시멘트를 100% 사용한 콘크리트 블록이거나, 적어도 시멘트 30%를 사용한 것으로서, 강알카리성(pH 12 이상)을 띄고 있을 뿐만 아니라, 납, 아연, 크롬 등 중금속을 포함한 각종 유해물질을 용출시켜 하천 생태계에 심각한 악영향을 주게 된다.

더욱이, 콘크리트 블록은 유수 에너지를 흡수하는 것이 아니라, 단지 소극적으로 막아내는 기술이므로, 대규모의 홍수 등과 같이 큰 유수 에너지가 작용할 경우, 콘크리트 블록이 파괴되고 이탈되는 현상이 빈번하게 발생하게 되며, 그에 따라 제방 및 하류에 매우 큰 악영향을 주게 된다.

한편, 콘크리트 블록을 이용한 종래 기술에 의해 구축되는 호안은 치수적인 안전성만을 고려하였기 때문에, 호안에는 식물이나 수생 생물이 서식하기 어렵다는 문제점이 있다. 콘크리트 블록 중에는 일부 흙을 담을 수 있는 공간을 확보한 블록을 사용하는 경우가 있지만, 이렇게 흙을 부분적으로 담고 있는 콘크리트 블록의 경우, 유수의 흐름이 없는 장소에서 초본만이 부분적으로 생육하다가 큰 홍수가 발생하였을 시에는 침식되어 떠내려가 버리는 경우가 많다.

더 나아가, 콘크리트 블록에 의해 조성되는 종래의 호안에서는 콘크리트 블록이 경사면에서 하천으로 슬라이딩되어 유실되는 것을 방지하기 위하여 근고공(根固工)을 설치하여야 하는데, 근고공의 설치 작업과 콘크리트 블록의 설치 작업이 분리되어 있어, 2개의 작업을 순차적으로 수행하여야 하며, 그에 따라 시공과정이 복잡해지고 시공기간 및 비용도 크게 증가되는 단점이 있다.

대한민국 공개특허공보 제10-2002-57735호(2002. 07. 12. 공개)

본 발명은 위와 같은 종래 기술의 문제점과 한계를 극복하기 위하여 개발된 것으로서, 구체적으로는 종래의 콘크리트 블록과 같은 개별구조가 아닌, 일체형 구조를 가지고 있어서 분리/이탈이 일어나지 않아서 평수위는 물론이고 홍수 발생시에도 제방 등 하천의 경사면을 치수적으로 안전하게 보호할 수 있는 호안 및 그 시공방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.

특히, 본 발명에서는 하천에 유해한 물질을 용출시키지 않아서 하천 환경에 악영향을 주지 않으며, 다공질 구조에 의하여 하천 유수의 흐름을 약화시켜 호안침식을 억제하고 토사가 자연스럽게 퇴적되도록 유도하며, 호안의 두께 방향으로 골재의 크기가 서로 상이한 복수개의 층을 가지는 구조를 가지고 있어 골재 사이로 사면의 토양유실을 효과적으로 억제하고, 다량의 공극과 어소부 그리고 식재부를 구비하여, 어류의 서식처를 비롯하여 하천 동식물들에서 안정적인 생육환경 및 이동경로를 제공하여 생태적으로 건전하고 경관면에서도 양호한 하천 환경을 이룰 수 있게 하는 호안 및 그 시공방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.

더 나아가 본 발명에서는 근고공과 사면피복체가 분리되지 않는 일체형구조로 연결 구조를 가지고 있어서, 근고공의 설치 작업과 사면피복체의 피복 설치 작업을 동시에 진행할 수 있도록 하며, 그에 따라 시공과정이 단순화되고 시공기간의 단축 및 비용 감축의 효과를 발휘할 수 있는 호안 및 그 시공방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.

위와 같은 과제를 달성하기 위하여 본 발명에서는, 제방 토체의 경사면에 형성되어 경사면을 보호하는 호안으로서, 제방 토체의 경사면을 피복하도록 형성된 사면피복체; 및 제방 토체의 경사면 하단에서 사면피복체와 일체로 연결된 형태로 하상으로부터 지중으로 형성된 근고공을 포함하며; 상기 사면피복체와 상기 근고공은, 식물성 폴리우레탄으로 이루어진 바인더와 골재의 혼합물에 의해 하나의 구조물을 이루도록 일체로 포설되어 다공성 구조를 가지고 있으며; 호안의 유수역에서 사면피복체에는, 통형상의 어소틀에 의해 수생생물의 서식처인 어소부가 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 식생호안이 제공된다.

또한 본 발명에서는 위와 같은 목적을 달성하기 위하여, 제방 토체의 경사면 보호를 위한 호안의 시공방법으로서, 호안이 설치될 제방 토체의 경사면을 평탄하게 만드는 호안 사면 조성단계; 제방 토체의 경사면에서 유수역에는, 어소부의 형성을 위한 통형상의 어소틀을 제방 토체의 경사면에 복수개의 위치에 배치하여 고정시키고, 제방 토체의 경사면에서 유수역보다 더 위쪽의 구역에는 식재부의 형성을 위한 통형상의 식재틀을 제방 토체의 경사면에 복수개의 위치에 배치하여 고정시키는, 어소틀 및 식재틀 설치단계; 골재와 식물성 폴리우레탄의 혼합물을, 제방 토체의 경사면과, 제방 토체 하단의 연직한 부분을 덮도록 피복하여 사면피복체와 근고공이 일체화된 형태의 호안을 형성하는 단계; 및 골재와 식물성 폴리우레탄의 혼합물이 경화되면, 어소틀에 의해 확보된 공간의 내부에는 어소 충진재를 채우고, 식재틀에 의해 확보된 공간의 내부에는 토양충진재를 채워서, 어소부와 식재부를 조성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 식생호안의 시공방법이 제공된다.

이러한 본 발명의 식생호안과 그 시공방법에 있어서, 어소틀을 배치하고 사면피복체를 포설 형성할 때에는, 어소틀 내에 어소틀이 변형되는 것을 방지하도록 어소틀의 지름 방향으로 연장되어 어소틀의 내면을 지지하는 변형방지대가 설치되는데, 상기 변형방지대는, 어소틀의 내면에 밀착하는 밀착판과, 어소틀의 내부 공간에서 지름방향으로 배치되어 양측 밀착판을 지지하는 지지봉으로 이루어질 수도 있다. 특히, 어소틀 내에는 수생 동물이 서식할 수 있도록 공극을 가진 상태로 어소 충진재가 채워질 수 있으며, 상기 어소 충진재는, 식물성 폴리우레탄으로 이루어진 바인더와 골재의 혼합물로 구성될 수 있다.

또한 본 발명의 식생호안과 그 시공방법에 있어서, 호안의 유수역보다 더 높은 부분에서 사면피복체에는, 통형상의 식재틀에 의해 초본 식물 또는 목본 식물들이 활착하여 성장할 수 있는 식재부가 형성될 수 있는데, 식재틀을 배치하고 사면피복체를 포설 형성할 때에는, 식재틀 내에 식재틀이 변형되는 것을 방지하도록 식재틀의 지름 방향으로 연장되어 식재틀의 내면을 지지하는 변형방지대가 설치되는데, 상기 변형방지대는, 식재틀의 내면에 밀착하는 밀착판과, 식재틀의 내부 공간에서 지름방향으로 배치되어 양측 밀착판을 지지하는 지지봉으로 이루어질 수 있다. 특히, 식재틀은, 위로 갈수록 그 단면이 커지는 상향 테이퍼형상의 상단을 가질 수 있고, 고정핀이 식재틀의 상단에 관통하여 사면피복체 위에 덮여 있는 피복토사부에 관입되어 고정될 수 있다. 더 나아가, 식재틀 내에는 부식토와 보습재를 포함하고 있어서 식물의 발아 및 활착을 위한 토양충진재가 채워질 수 있으며, 식재틀에 토양충진재가 채워지기 전에 식재틀 내에는 토양충진재의 유실을 방지하고 식물의 뿌리가 활착하여 제방 토체 내로 계속 뻗어가는 것을 유도하기 위한 유실방지 활착유도막이 포설되고; 상기 유실방지 활착유도막 위로 토양충진재가 채워질 수 있다.

본 발명에 의하면, 유수에 의해 하천의 제방 토체의 침식을 방지할 수 있는 호안으로서, 콘크리트를 사용하지 않고 무독성 바인딩소재인 식물성 폴리우레탄(polyurethane)을 사용함으로써 하천으로의 독성을 유출시키지 않으며, 근고공과 사면피복체가 분리되지 않는 일체형 구조로 이루어져 경사면을 피복하고 있는 구조부재의 이탈 및 파손이 발생하지 않아 치수적으로 안전하며, 다공질 구조에 의하여 하천 유수의 흐름을 약화시켜 제방 토체의 침식을 효과적으로 억제하면서도 토사가 자연스럽게 퇴적되도록 유도할 수 있게 되는 호안을 형성할 수 있게 된다.

특히, 본 발명에 따른 호안의 경우, 수위변동대에서는 다량의 공극을 제공하여 어류의 서식처를 제공하며, 사면피복체의 유수역에서는 별도의 어소부가 존재하여 수행생물에 대해 안전한 서식공간을 제공할 수 있게 되며, 사면피복체의 유수역 위쪽으로는 목본류의 용이한 활착과 식생이 가능한 별도의 식재부가 형성되어 있으므로, 초본류 이외에도 목본류 식물도 사면피복체에 존재하게 되어 경관면에서도 양호한 친환경적인 하천 환경을 이룰 수 있게 되는 효과가 발휘된다.

더 나아가, 본 발명의 호안은, 두께 방향으로 골재의 크기가 서로 상이한 복수개의 층을 가지는 구조를 가질 수 있는데, 이러한 다층 구조를 통해서 골재사이로 사면의 토양이 유실되는 것을 매우 효과적으로 억제할 수 있는 효과가 발휘된다.

도 1은 본 발명에 따른 호안이 하천 제방의 경사면에 시공 설치되어 있는 상태를 보여주는 개략적인 사시도이다.
도 2 및 도 3은 각각 본 발명에 따른 호안의 단면 구성을 보여주는 하천 흐름방향 개략적인 단면도이다.
도 4는 본 발명의 호안에 형성된 어소부를 상세히 보여주는 도 2의 원 C부분의 개략적인 확대도이다.
도 5는 어소부의 구성을 보여주는 개략적인 사시도이다.
도 6은 어소부의 구성을 보여주는 개략적인 평면도이다.
도 7은 본 발명의 호안에 형성된 식재부의 구성을 보여주는 도 3의 원 D 부분의 개략적인 확대도이다.
도 8은 식재부를 이루는 식재틀의 개략적인 사시도이다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 설명한다. 본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 하나의 실시예로서 설명되는 것이며, 이것에 의해 본 발명의 기술적 사상과 그 핵심 구성 및 작용이 제한되지 않는다.

도 1에는 본 발명에 따른 호안(100)이 하천의 양안에 조성되어 있는 제방 토체(30)의 경사면에 시공 설치되어 있는 상태를 보여주는 개략적인 사시도가 도시되어 있다. 도 2 및 도 3에는 각각 본 발명에 따른 호안(100)의 단면 구성을 보여주는 하천 흐름방향(종방향)의 개략적인 단면도가 도시되어 있는데, 도 2에는 어소부(魚巢部)가 존재하는 위치에 해당하는 도 1의 선 A-A에 따른 단면도가 도시되어 있고, 도 3에는 식재부가 존재하는 위치에 해당하는 도 1의 선 B-B에 따른 단면도가 도시되어 있다. 도 1에서 사면피복체(1)의 표면에 조성된 피복토사부(3)에 식재된 초본 식물의 도시는 편의상 생략하였다.

도면에 도시된 것처럼, 본 발명에 따른 호안(100)은 하천의 양안 또는 저수지 등에 형성된 제방 토체(土體)(30)의 경사면에 소정 두께로 피복되는 사면피복체(1)와,제방 토체(30)의 경사면 하단에서 사면피복체(1)와 일체로 연결된 형태로 하상(50)의 소정 깊이까지 형성되어 하천 유수의 흐름에 의해 제방 토체(30)의 하단이 침식되어 유실되는 것을 방지하는 근고공(2)을 포함하여 구성된다.

위에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 호안(100)에서 제방 토체(30)의 경사면을 피복하는 사면피복체(1)와, 경사면 하단에서 수중에 설치되는 근고공(2)은 하나의 부재로서 일체화되어 있다. 이와 같이 본 발명에서는 근고공(2)과 사면피복체(1)가 분리되지 않고 하나의 일체를 이루고 있으므로, 종래 기술에서 근고공과 경사면을 피복하는 부재간의 분리 설치 및 그로 인한 부재의 이탈 및 변형의 발생을 원천적으로 예방할 수 있게 되며, 따라서 하천의 흐름에 대해 매우 안전하며 홍수 발생시에도 호안이 구조적으로 안정한 상태를 지속적으로 유지할 수 있게 되는 장점이 있다.

특히, 본 발명에서 근고공(2)과 사면피복체(1)가 분리되지 않고 하나의 일체를 이루고 있는데, 식물성 폴리우레탄(polyurethane)으로 이루어진 바인더(binder)와 골재의 혼합물로 제방 토체(30)의 경사면과 그 하단부에 소정 두께로 포설하는 작업에 의하여 근고공(2)과 사면피복체(1)를 동시에 형성하게 되어 하나의 일체화된 구조물을 이루며, 이와 같이 근고공(2)과 사면피복체(1)의 동시 시공에 의해 전체적인 호안(100)의 시공과정을 단순화시킬 수 있게 되고, 시공기간을 단축시킬 수 있음은 물론 시공에 소요되는 비용도 감축시킬 수 있게 된다.

위에서 언급한 것처럼, 본 발명에서는 근고공(2)과 사면피복체(1)를 형성하기 위한 소재로서, 자갈 등의 골재를 무독성의 식물성 폴리우레탄으로 이루어진 바인더의 혼합물을 이용하였다. 즉, 무독성의 식물성 폴리우레탄으로 이루어진 바인더를 골재와 혼합함으로써, 골재 사이의 공극이 유지된 상태로 골재가 바인더에 결합되어 경화됨으로써 소정 두께를 가지는 판형상의 피복 구조물 형태로 근고공(2)과 사면피복체(1)가 일체화된 호안(100)을 이루게 되는 것이다. 이와 같이 본 발명에서는 호안(100)이, 바인더에 의해 골재를 결합하여 공극을 가지는 형태의 판형 구조물을 이루되, 바인더로서 콘크리트가 아닌 무독성 바인딩 소재인 식물성 폴리우레탄을 사용하므로, 하천으로의 독성을 유출시키지 않게 되는 장점이 있다. 즉, 본 발명에서는 콘크리트를 전혀 사용하지 않으므로, 종래 기술에서 콘크리트를 사용함에 따라 야기되는 문제점 즉, 강알카리성(pH 12 이상)을 띄게 되고, 납, 아연, 크롬 등 중금속을 포함한 각종 유해물질을 용출시켜 하천 생태계에 심각한 악영향을 주게 되는 문제점이, 본 발명에서는 발생되지 않는 것이다.

본 발명에 따른 호안(100)은 위와 같이 바인더에 의해 골재가 결합되어 많은 공극을 가지게 되며, 이와 같이 공극이 많은 다공질 구조는 하천 유수의 흐름을 약화시켜 호안의 침식을 억제하고 토사가 자연스럽게 퇴적되도록 유도하며, 수위변동대에서는 공극이 어류 등 수생생물의 서식처가 된다. 또한 본 발명에 따른 호안(100)은 이와 같이 다공질 구조를 가지고 있으므로, 흐르는 물이 접하게 되는 유수역에서는 다공질 구조의 내부에서 초기 및 2차 유속 감세가 이루어져 자연스러운 토사퇴적이 유도되며, 물과 접하지 않는 육상부에서는, 발아한 식물의 뿌리가 다공질 구조의 공극 사이로 발근하여 강하게 흡착하여 생육되므로, 식물에 의해 호안(100)이 덮여져서 경관적으로 양호한 환경을 만들 수 있게 되는 장점이 있다.

도면에 도시된 실시예의 경우처럼, 바인더와 혼합되는 골재의 크기를 달리함으로써 사면피복체(1)와 근고공(2)이 각각 두께 방향으로 복수개의 층을 가질 수 있다. 즉, 골재의 크기가 서로 상이한 복수개의 층을 가지도록 사면피복체(1)와 근고공(2)이 형성될 수 있는 것이다. 이 경우 위쪽 층의 골재가 아래 층의 골재보다 더 큰 것이 바람직하다. 그러나 본 발명은 이에 한정되지 않으며, 사면피복체(1)와 근고공(2)은 하나의 층으로 이루어져도 무방하다.

본 발명의 호안(100)에서 만수위와 최저수위 사이의 수위변동대에 위치하는 유수역(H)에는, 어소틀(11)을 이용한 별도의 어소부(10)가 사면피복체(1)에 형성되어 있다. 도 4에는 어소부(10)를 상세히 보여주는 도 2의 원 C부분의 개략적인 확대도가 도시되어 있고, 도 5 및 도 6에는 어소부(10)를 이루는 어소틀(11)과 변형방지대(12)의 구성을 보여주는 개략적인 사시도(도 5) 및 개략적인 평면도(도 6)가 도시되어 있다.

도면에 도시된 것처럼, 어소부(10)는 상하가 개방된 통형상의 어소틀(11)과, 상기 어소틀(11)의 내부에서 어소틀(11)이 변형되는 것을 방지하도록 어소틀(11)의 지름 방향으로 연장되어 어소틀(11)의 내면을 지지하는 변형방지대(12)를 포함하여 구성된다. 도면에 도시된 실시예에서 변형방지대(12)는 어소틀(11)의 내면에 밀착하는 밀착판(120)과, 어소틀(11)의 내부 공간에서 지름방향으로 배치되어 양측 밀착판을 지지하여 어소틀(11)의 형태가 변형되는 것을 방지하는 지지봉(121)으로 이루어져 있다. 어소틀(11)이 설치되고 사면피복체(1)의 피복과 경화가 완료된 후에는, 이러한 변형방지대(12)를 제거하는 것이 바람직하다.

이와 같이 어소틀(11)로 이루어진 어소부(10)는 수위변동대에서 사면피복체(1)에 복수개의 위치에 배치되어 있다. 즉, 사면피복체(1)의 두께 방향으로 통형상의 어소틀(11)이 연직하게 위치하는 형태로 사면피복체(1)에 어소틀(11)이 복수개의 위치에 구비되어 있는 것이다. 이러한 어소틀(11) 내에는 물고기 등의 수생 동물이 서식할 수 있도록 공극을 가진 상태로 어소 충진재(13)가 채워지게 되는데, 어소 충진재(13)로는 해당 하천의 현장재료(예를 들면, 자갈, 바위 등)를 그대로 활용하는 것이 바람직한데, 어소 충진재(13)의 입자크기는 50mm이상의 것이 바람직하다.

그러나 어소 충진재(13)로서 식물성 폴리우레탄으로 이루어진 바인더와 골재가 혼합된 것이 이용될 수도 있다. 즉, 골재를 건조시킨 후 식물성 폴리우레탄과 혼합하여 어소틀(11) 내에 충진할 수 있는 것이다. 골재가 식물성 폴리우레탄으로 이루어진 바인더에 혼합되면, 골재 사이에 많은 공극을 가진 다공성 재질을 이루게 되면서도 골재의 유실을 효율적으로 방지할 수 있게 된다. 따라서 어소 충진재(13)로서 매우 유용하게 이용될 수 있다. 그러나 어소 충진재(13)는 이와 같은 골재가 식물성 폴리우레탄으로 이루어진 바인더에 혼합된 것에 한정되지 아니하며, 앞서 언급한 것처럼 단순히 자갈 등의 골재로만 이루어진 것이어도 무방하다. 어소틀(11)에는 물이 유입/유출될 수 있도록 벽면에 관통공이 형성될 수 있다.

이와 같이 본 발명의 호안(100)은 시공 당시부터 유수역에는 별도의 어소부(10)가 추가적으로 더 형성되어 있으므로, 저서동물 및 어류의 산란 및 은신 등 서식처(biotope)를 제공하게 되며, 그에 따라 호안(100)과 하천을 생태적으로 양호한 환경이 되도록 할 수 있게 된다.

한편, 본 발명의 호안(100)에 있어서, 수위변동대보다 더 높은 위치 즉, 유수역보다 더 높은 부분에는 초본 식물이나 목본 식물들이 활착하여 성장할 수 있는 식재부(20)가 구비된다. 도 7에는 식재부(20)를 상세히 보여주는 도 3의 원 D 부분의 개략적인 확대도가 도시되어 있고, 도 8에는 식재부(20)를 이루는 식재틀(21)의 개략적인 사시도가 도시되어 있다.

도면에 도시된 것처럼 식재부(20)는 상하가 개방된 통형상의 식재틀(21)로 이루어지는데, 상기 식재틀(21)의 상단은 위로 갈수록 그 단면이 커지는 상향 테이퍼형상을 가지는 것이 바람직하다. 유수역보다 더 높은 부분에서 사면피복체(1)의 상면에는 초본 식물들의 식생을 위해 소정 두께의 토사가 덮여서 피복토사부(3)가 형성될 수 있는데, 이 경우, 식재틀(21)은 이러한 피복토사부(3)를 관통하도록 위치한다. 즉, 식재틀(21)의 주위로 피복토사부(3)가 형성되는 것이다.

식재틀(21)을 설치함에 있어서, 필요에 따라서는 식재틀(21)의 유실 방지를 위하여 고정핀(22)을 식재틀(21)의 상단에 관통시킨 후, 사면피복체(1) 위에 덮여 있는 피복토사부(3)에 관입 고정하는 것도 바람직하다. 이 경우, 고정핀(22)은 시간이 경과하면 부패하여 없어지게 되는 생분해성 소재로 제작된 것을 이용하는 것이 바람직하다. 그러나 고정핀(22)의 재질은 이에 한정되지 아니한다.

한편, 어소틀(11)에 의해 형성되는 어소부(10)와 마찬가지로, 사면피복체(1)가 형성되기 전에 식재틀(21)이 제방 토체(30)의 경사면에 배치된 상태에서, 식재틀(21) 주위로 식물성 폴리우레탄으로 이루어진 바인더와 골재의 혼합물이 경사면에 포설되어 사면피복체(1)가 형성됨으로써, 사면피복체(1)의 복수개 위치에 식재틀(21)이 배치되어 식재틀(21)의 내부 공간에 의해 상기 식재부(20)가 형성될 수 있는데, 식재틀(21)이 설치된 상태에서 사면피복체(1)가 포설 형성될 때, 식재틀(21)의 변형을 방지하기 위하여, 식재틀(21)의 내부에도 식재틀(21)의 변형 방지를 위한 변형방지대가 식재틀(21)의 지름 방향으로 연장되어 식재틀(21)의 내면을 지지하도록 설치될 수 있다. 식재틀(21)을 위한 변형방지대도, 앞서 살펴본 어소틀(12)을 위한 변형방지대(12)와 마찬가지로, 식재틀(21)의 내면에 밀착하는 밀착판과, 식재틀(21)의 내부 공간에서 지름방향으로 배치되어 양측 밀착판을 지지하여 식재틀(21)의 형태가 변형되는 것을 방지하는 지지봉으로 이루어질 수 있다. 변형방지대는 사면피복체(1)가 타설되고 경화될 때까지의 동안에 식재틀(21)과 어소틀(12)의 찌그러짐, 뒤틀림 등의 변형을 방지하고 그 형태를 유지하기 위하여 사용되는 것이므로, 사면피복체(1)의 경화가 완료된 후에는 제거되는 것이 바람직하다.

식재틀(21) 내에는 식물의 발아 및 활착을 위한 토양충진재(23)가 채워지는데, 토양충진재(23)로는 부식토와 보습재가 포함되어 있는 것을 이용하는 것이 바람직하다. 식재틀(21)의 측면 벽에는 물이 소통할 수 있는 관통공이 형성될 수 있고, 더 나아가 식재틀(21)은 부패하여 식물의 퇴비로 이용될 수 있는 야자섬유 등의 천연섬유로 이루어져 측면 벽을 통해서 토양충진재(23)가 유실될 수도 있는데, 토양충진재(23)의 유실을 방지하고 식물의 뿌리가 활착하여 제방 토체(30) 내로 계속 뻗어가는 것을 유도하기 위하여, 식재틀(21) 내에 토양충진재(23)를 채우기 전에, 식재틀(21)의 내부에 유실방지 활착유도막(도시를 생략함)을 포설한 후, 유실방지 활착유도막 위로 토양충진재(23)를 채우는 것도 바람직하다.

이와 같이, 본 발명의 호안(100)에는 유수역보다 더 높은 부분에 식재부(20)가 형성되어 있고, 이러한 식재부(20)에는 초본 및 목본 식물들이 용이하게 그리고 빠르게 활착하여 성장하게 되어 호안의 생태 환경 복원에 매우 효과적이며, 이렇게 식재부(20)에서 발아하여 성장한 초본 및 목본 식물들은 하천에 그늘을 제공함으로써, 하천의 수온이 과도하게 높아지지 않고 적정 수준으로 유지되는데 큰 도움을 줄 뿐만 아니라, 경관적으로도 양호한 하천 환경을 만들 수 있다. 특히, 식재부(20)는 제방 토체(30)와 연결되어 있으므로, 식물의 뿌리는 식재부(20)를 통해 제방 토체(30)까지 파고들어 활착할 수 있으며, 따라서 유수에 대해서도 식물들이 이탈하지 않고 안정적으로 성장할 수 있게 된다.

한편, 호안(100)에서 유수역보다 더 높은 부분의 사면피복체(1) 위에는 초본 식물들이 활착하고 성장할 수 있도록 소정 두께로 토사를 덮어서 피복토사부(3)를 형성할 수 있다.

다음에서는 위에서 살펴본 본 발명의 호안(100)을 시공하는 방법에 대해 설명한다. 도 9에는 본 발명에 따른 호안 시공방법의 과정을 보여주는 개략적인 흐름도가 도시되어 있다. 우선 호안(100)을 시공하기 위해서는, 우선 호안(100)이 설치될 제방 토체(30)의 경사면을 평탄하게 만드는 호안 사면 조성단계(단계 S1)를 수행한다.

제방 토체(30)의 경사면 조성 작업이 완료되면, 제방 토체(30)의 경사면에서 유수역에는, 앞서 도 4 내지 도 6을 참조하여 살펴본 바와 같은 어소부(10)의 형성을 위한 어소틀(11)을 제방 토체(30)의 경사면에 복수개의 위치에 배치하여 고정시키고, 제방 토체(30)의 경사면에서 유수역보다 더 위쪽의 구역에는 도 7 및 도 8을 참조하여 살펴본 바와 같은 식재부(20)의 형성을 위한 식재틀(21)을 제방 토체(30)의 경사면에 복수개의 위치에 배치하여 고정시키는, 어소틀 및 식재틀 설치단계(단계 S2)를 수행한다. 필요에 따라서는 경사면 조성 작업이 완료된 후, 토양 유실을 방지하기 위하여 약 3~5mm의 크기를 가지는 골재를 제방 토체(30)의 경사면에 포설할 수도 있다. 이러한 토양 유실 방지를 위한 골재 포설은 어소틀 및 식재틀 설치단계의 이전에 수행된다.

후속하여 골재와 식물성 폴리우레탄의 혼합물을, 제방 토체(30)의 경사면과, 제방 토체(30) 하단의 연직한 부분을 덮도록 소정 두께로 피복하여 사면피복체(1)와 근고공(2)이 일체화된 형태의 호안(100)을 형성하는 단계(단계 S3)를 수행한다. 앞서 설명한 것처럼 어소틀(11)과 식재틀(21)이 미리 제방 토체(30)의 경사면에 고정 설치된 상태에서, 어소틀(11)과 식재틀(21)의 주변으로 소정 두께가 되도록 골재와 식물성 폴리우레탄의 혼합물을 포설하는 것이다.

골재와 식물성 폴리우레탄의 혼합물이 경화되면, 어소틀(11)에 의해 확보된 공간의 내부에는 어소 충진재(13)를 채우고, 식재틀(21)에 의해 확보된 공간의 내부에는 토양충진재(23)를 채워서, 어소부(10)와 식재부(20)를 완성하는 단계(단계 S4)를 수행한다. 골재와 식물성 폴리우레탄의 혼합물이 경화된 후, 어소충진재(13)를 채우기 전에 필요에 따라서는 어소틀(11)을 인발하여 제거한 후, 어소틀(11)이 있던 공간에 어소충진재(13)를 채워서 어소부(10)를 형성할 수도 있다. 식재부(20)에서도 토양충진재(23)를 채운 후, 나중에 식물을 식재할 수도 있지만, 토양충진재(23)를 채우면서 식물의 씨앗이나 묘목 등을 식재하는 작업을 동시에 수행할 수도 있다.

한편, 본 발명에 있어서, 위와 같이 사면피복체(1)를 시공한 후, 토양 유실을 방지할 목적으로 사면피복체(1) 위에 하상에 존재하는 골재의 크기와 유사한 크기의 골재를 더 포설하여 피복할 수도 있다.

이상에서 살펴본 본 발명은, 사면피복체(1)와 근고공(2)이 일체화되어 있는 구조를 가지고 있으므로, 각 구성부재 간의 분리/이탈이 일어나지 않게 되며, 따라서 평수위는 물론이고 홍수 발생시에도 제방 등 하천의 경사면을 치수적으로 안전하게 보호할 수 있게 되는 효과가 발휘된다.

특히, 이와 같이 근고공과 사면피복체가 분리되지 않는 일체형구조로 연결 구조를 가짐으로써, 근고공의 설치 작업과 사면피복체의 피복 설치 작업을 동시에 진행할 수 있게 되며, 따라서 시공과정이 매우 단순하며, 시공기간도 크게 단축되고 시공비용도 크게 줄일 수 있게 되는 효과가 발휘된다.

본 발명에서는, 골재를 결합하는 바인더로서 친환경의 무독성 폴리우레탄을 사용하며, 콘크리트는 전혀 사용하지 않으므로, 하천에 유해한 물질을 용출시키지 않아서 하천 환경에 악영향을 주지 않게 된다.

또한 골재와 바인더의 결합에 의해 호안이 다공질 구조를 가지므로, 이러한 다공질 구조에 의해 하천 유수의 흐름을 효과적으로 약화시켜 호안침식을 억제하고 토사가 자연스럽게 퇴적되도록 유도하는 효과가 발휘된다.

이러한 다공질 구조에 더하여, 유수역에는 별도의 어소부가 형성되어 있어서 어류의 서식처를 비롯하여 하천 생물들에 대해 안정적인 생육환경 및 이동경로를 제공하여 매우 친환경적인 생태를 조성하게 되며, 유수역 보다 위쪽 구간에서는 목본 식물이나 초본 식물들이 활착하여 식생할 수 있는 별도의 식재부가 구비되어 있으므로 초본 및 목본 식물들이 사면피복체에서도 건강하게 성장할 수 있으므로, 나무 그늘에 의한 하천의 과열 방지 효과는 물론이고, 경관면에서도 양호한 하천 환경을 이룰 수 있게 되는 효과가 발휘된다.

1: 사면피복체
2: 근고공
3: 피복토사부
10: 어소부
11: 어소틀
12: 변형방지대
13: 어소 충진재
20: 식재부
21: 식재틀
22: 고정핀
23: 토양충진재
30: 제방 토체
50: 하상
100: 호안

Claims (11)

1. 제방 토체(30)의 경사면에 형성되어 경사면을 보호하는 호안(100)으로서,
   제방 토체(30)의 경사면을 피복하도록 형성된 사면피복체(1); 및 제방 토체(30)의 경사면 하단에서 사면피복체(1)와 일체로 연결되는 형태로 하상(50)으로부터 지중으로 연직 방향으로 연장되도록 형성되어 하천 유수의 흐름에 대해 제방 토체(30)의 하단이 침식되어 유실되는 것을 방지하는 근고공(2)을 포함하며;
   식물성 폴리우레탄으로 이루어진 바인더와 골재의 혼합물에 의해 사면피복체(1)와 근고공(2)이 하나의 일체화된 구조물을 이루도록 동시에 포설 시공되어, 사면피복체(1)와 근고공(2)은 연속되어 있는 일체화된 구조물로서 다공성 구조를 가지고 있으며;
   사면피복체(1)와 근고공(2)은 두께 방향으로 위쪽 층의 골재가 아래 층의 골재보다 더 크도록, 골재의 크기가 서로 상이한 복수개의 층을 가지고 있고;
   호안(100)의 유수역에서 사면피복체(1)가 형성되기 전에, 상하가 개방된 통형상의 어소틀(11)이 제방 토체(30)의 경사면에 배치된 상태에서, 어소틀(11) 주위로 식물성 폴리우레탄으로 이루어진 바인더와 골재의 혼합물이 경사면에 포설되어 사면피복체(1)가 형성됨으로써, 사면피복체(1)의 복수개 위치에 어소틀(11)이 배치되어 어소틀(11)의 내부 공간에 의해 어소부(10)가 형성되어 있는데;
   어소틀(11)을 배치하고 사면피복체(1)를 포설 형성할 때에는, 어소틀(11) 내에 어소틀(11)이 변형되는 것을 방지하도록 어소틀(11)의 지름 방향으로 연장되어 어소틀(11)의 내면을 지지하는 변형방지대(12)가 설치되는데, 상기 변형방지대(12)는, 어소틀(11)의 내면에 밀착하는 밀착판과, 어소틀(11)의 내부 공간에서 지름방향으로 배치되어 양측 밀착판을 지지하는 지지봉으로 이루어지고, 상기 변형방지대(12)는 호안(100) 형성 완료 후 제거되며;
   어소틀(11) 내에는 식물성 폴리우레탄으로 이루어진 바인더와 골재의 혼합물로 이루어져서 수생 동물이 서식할 수 있도록 공극을 가진 상태의 어소 충진재(13)가 채워져 있고;
   호안(100)의 유수역보다 더 높은 부분에서 사면피복체(1)에는, 상하가 개방된 통형상을 가지며 상단은 위로 갈수록 단면이 커지도록 상향 테이퍼진 형상을 가지는 식재틀(21)에 의해 초본 식물 또는 목본 식물들이 활착하여 성장할 수 있는 식재부(20)가 형성되어 있는데;
   사면피복체(1)가 형성되기 전에 식재틀(21)이 제방 토체(30)의 경사면에 배치된 상태에서, 식재틀(21) 주위로 식물성 폴리우레탄으로 이루어진 바인더와 골재의 혼합물이 경사면에 포설되어 사면피복체(1)가 형성되고, 사면피복체(1)의 상면에는 초본식물이 식생할 수 있는 토사가 두께를 가지고 덮혀서 피복토사부(3)가 형성됨으로써, 사면피복체(1)의 복수개 위치에 통형상의 식재틀(21)이 피복토사부(3)를 관통하여 제방 토체(30)와 연결된 형태로 위치하게 되어 식재틀(21)의 내부 공간에 의해 상기 식재부(20)가 형성되어 있고;
   식재틀(21)을 배치하고 사면피복체(1)를 포설 형성할 때에는, 식재틀(21) 내에 식재틀(21)이 변형되는 것을 방지하도록 식재틀(21)의 지름 방향으로 연장되어 식재틀(21)의 내면을 지지하는 변형방지대가 설치되는데, 상기 변형방지대는, 식재틀(21)의 내면에 밀착하는 밀착판과, 식재틀(21)의 내부 공간에서 지름방향으로 배치되어 양측 밀착판을 지지하는 지지봉으로 이루어지며;
   식재부(20)를 이루는 식재틀(21)의 측면 벽에는 물이 소통할 수 있는 관통공이 형성되어 있고, 식재틀(21)의 내부에는 식물의 발아와 활착을 위한 부식토와 보습재가 포함되어 있는 토양충진재(23)가 채워지는데, 식재틀(21)의 내부에 토양충진재(23)가 채워지기 전에, 식재틀(21)의 내부에는 토양충진재(23)의 유실 방지하고 식물의 뿌리가 활착하여 제방 토체(30)로 계속 뻗어가는 것을 유지하기 위한 유실방지 활착유도막이 포설되어, 유실방지 활착유도막 위로 토양충진재(23)가 채워져 있으며;
   식재틀(21)의 상단에는 고정핀(22)이 관통되어 피복 토사부(3)에 관입 고정되어 있는 구성을 가지는 것을 특징으로 하는 식생호안.
   
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10. 제1항에 있어서,
    상기 사면피복체(1)와 상기 근고공(2)은, 두께 방향으로 바인더와 혼합되는 골재의 크기가 상이한 복수개의 층이 형성되어 있는 구성을 가지는 것을 특징으로 하는 식생호안.
    
11. 제방 토체(30)의 경사면 보호를 위한 호안(100)의 시공방법으로서,
    호안(100)이 설치될 제방 토체(30)의 경사면을 평탄하게 만드는 호안 사면 조성단계(단계 S1);
    제방 토체(30)의 경사면에서 유수역에는, 어소부(10)의 형성을 위하여 상하가 개방된 통형상의 어소틀(11)을 제방 토체(30)의 경사면에 복수개의 위치에 배치하여 고정시키고, 제방 토체(30)의 경사면에서 유수역보다 더 위쪽의 구역에는 초본 식물 또는 목본 식물들이 활착하여 성장할 수 있는 식재부(20)의 형성을 위하여 상하가 개방된 통형상을 가지며 상단은 위로 갈수록 단면이 커지도록 상향 테이퍼진 형상을 가지는 식재틀(21)을 제방 토체(30)의 경사면에 복수개의 위치에 배치하여 고정시키는, 어소틀 및 식재틀 설치단계(단계 S2);
    골재와 식물성 폴리우레탄의 혼합물을, 제방 토체(30)의 경사면과, 제방 토체(30) 하단의 연직한 부분을 덮도록 동시에 피복함으로써, 제방 토체(30)의 경사면을 피복하도록 형성된 사면피복체(1)와, 상기 사면피복체(1)와 일체로 연결된 형태로 하상(50)으로부터 지중으로 연직 방향으로 연장되어 하천 유수의 흐름에 대해 제방 토체(30)의 하단이 침식되어 유실되는 것을 방지하는 근고공(2)을 하나의 일체화된 구조물의 형태로 형성하되, 사면피복체(1)와 근고공(2)에서 두께 방향으로 위쪽 층의 골재가 아래 층의 골재보다 더 크도록, 골재의 크기가 서로 상이한 복수개의 층을 가지도록 하며, 사면피복체(1)의 상면에는 초본식물이 식생할 수 있도록 토사를 덮어서 피복토사부(3)를 형성하여, 사면피복체(1)의 복수개 위치에 통형상의 식재틀(21)이 피복토사부(3)를 관통하여 제방 토체(30)와 연결된 형태로 위치하도록 호안(100)을 형성하는 단계(단계 S3); 및
    골재와 식물성 폴리우레탄의 혼합물이 경화되면, 어소틀(11)에 의해 확보된 공간의 내부에는 식물성 폴리우레탄으로 이루어진 바인더와 골재의 혼합물로 이루어져서 수생 동물이 서식할 수 있도록 공극을 가진 상태의 어소 충진재(13)를 채우고, 식재틀(21)에 의해 확보된 공간의 내부에는 토양충진재(23)를 채워서, 어소부(10)와 식재부(20)를 조성하는 단계(단계 S4)를 포함하며;
    어소틀(11)을 배치하고 사면피복체(1)를 포설 형성할 때에는, 어소틀(11) 내에 어소틀(11)이 변형되는 것을 방지하도록 어소틀(11)의 지름 방향으로 연장되어 어소틀(11)의 내면을 지지하는 변형방지대(12)가 설치되는데, 상기 변형방지대(12)는, 어소틀(11)의 내면에 밀착하는 밀착판과, 어소틀(11)의 내부 공간에서 지름방향으로 배치되어 양측 밀착판을 지지하는 지지봉으로 이루어지며;
    호안(100)의 형성이 완료된 후에는, 어소틀(11) 내의 변형방지대(12)를 제거하고;
    식재틀(21)을 배치하고 사면피복체(1)를 포설 형성할 때에는, 식재틀(21) 내에 식재틀(21)이 변형되는 것을 방지하도록 식재틀(21)의 지름 방향으로 연장되어 식재틀(21)의 내면을 지지하는 변형방지대가 설치되는데, 상기 변형방지대는, 식재틀(21)의 내면에 밀착하는 밀착판과, 식재틀(21)의 내부 공간에서 지름방향으로 배치되어 양측 밀착판을 지지하는 지지봉으로 이루어지며;
    식재부(20)를 이루는 식재틀(21)의 측면 벽에는 물이 소통할 수 있는 관통공이 형성되어 있고, 식재틀(21)의 내부에는 식물의 발아와 활착을 위한 부식토와 보습재가 포함되어 있는 토양충진재(23)를 채우는데, 식재틀(21)의 내부에 토양충진재(23)를 채우기 전에, 식재틀(21)의 내부에는 토양충진재(23)의 유실 방지하고 식물의 뿌리가 활착하여 제방 토체(30)로 계속 뻗어가는 것을 유지하기 위한 유실방지 활착유도막을 포설하여, 유실방지 활착유도막 위로 토양충진재(23)를 채우며;
    피복 토사부(3)를 형성한 후, 식재틀(21)의 상단에 고정핀(22)을 관통시켜 피복 토사부(3)에 관입 고정시키는 것을 특징으로 하는 식생호안의 시공방법.

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