KR102204317B1 - 조립식 다공성 블록을 이용한 생태여울 구조 - Google Patents

조립식 다공성 블록을 이용한 생태여울 구조 Download PDF

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서창용
오병덕
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Abstract

본 발명은 유입되는 하천수로 인한 하천바닥의 쇄굴을 방지하기 위하여 상기 하천바닥 상부에 설치되는 제1세굴방지부(100);
상기 세굴방지부(100) 측면에 인접하여 설치되는 생태블록부(200);
유출되는 하천수로 인한 하천바닥의 쇄굴을 방지하기 위하여 상기 생태블록부(200) 측면에 인접하여 설치되는 제2세굴방지부(300);
를 포함하여 구성되되,
하천 상류에서 하류 방향으로 상기 제1세굴방지부(100), 상기 생태블록부(200) 및 상기 제2세굴방지부(300) 순서로 설치되고,
상기 생태블록부(200)는 내부에 하천수 정화를 위한 필터재가 설치되고 물고기가 이동하는 어도가 설치되는 것을 특징으로 하는 조립식 다공성 블록을 이용한 생태여울 구조를 제공한다.

Description

조립식 다공성 블록을 이용한 생태여울 구조{the river purification dam structure with prefabricated porous block}
본 발명은 하천에 설치되어, 하천수를 정화함과 동시에 물고기 이동이 자유로우며 모든 부재가 조립식 블록으로 이루어져 설치 및 해체가 용이한 조립식 다공성 블록을 이용한 생태여울 구조에 관한 것이다.
종래 하천 정비는 콘크리트 등의 인공재료를 이용한 호안의 정비와 홍수시에 통수능을 향상시키기 위해 하상재료의 준설을 통한 정비를 하였기 때문에 하천 단면의 평탄화를 유발하였다.
이는 여울, 소, 늪 등 다양한 서식환경으로 다양한 종이 함께 서식하던 자연하천이 일률적으로 평평하고 곧게 뻗어 유속이 더욱 빨라지므로 어류의 은신처와 산란장의 부족으로 수많은 어종들이 서식처를 빼앗기고 있는 실정이다.
근래에는 상기와 같은 단점을 감안하여 자연형 수중보 구조물 시공 및 디딤돌 등을 설치하여 인공적으로 여울을 조성하고, 유속저감형 생태블럭 등에 대한 방안이 제시되고 있다.
이러한 방법들을 이용하여 어느 정도의 효과는 얻을 수 있으나, 이는 단순히 어류의 은신처 확보 및 유속을 저감시키는 효과 등 여울의 기능만을 나타내고 있다.
따라서 종래에는 수생식물의 부착성장, 수생동물의 산란장소 확보, 하천오염물질을 정화하는 기능이 마련되어 있지 않기 때문에 쾌적한 환경조성 등 복합적인 효과를 얻지 못하는 등의 제반 문제점이 발생하였다.
이에 본 발명자는 상기와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위하여,
하천에 설치되어 하천수를 정화함과 동시에 물고기 이동이 자유로우며 모든 부재가 조립식 블록으로 이루어져 설치 및 해체가 용이하며,
또한, 조립식 블록 자체가 다공성 구조로 되어있어, 물흐름시 필터역할을 수행함으로써, 수질의 오염원을 정화할 수 있는 기능을 가지고 있으며, 블록 공간 내에 자갈, 모래, 다공성 블록, 정화식물 등 수질정화가 가능한 재료를 넣을 수 있는 공간을 제공하는 조립식 다공성 블록을 이용한 생태여울 구조를 개발하기에 이르렀다.
[문헌 1] 대한민국 등록특허 제10-1236215호 '하천정화장치', 2013년02월18일 [문헌 2] 대한민국 등록특허 제10-1300784호 '하천정화장치', 2013년08월21일
본 발명은 상기한 바와 같은 종래의 제반 문제점을 해소하기 위해서 제시되는 것이다. 그 목적은 하천에 설치되어 하천수를 정화함과 동시에 물고기 이동이 자유로우며 모든 부재가 조립식 블록으로 이루어져 설치 및 해체가 용이하며, 또한, 조립식 블록 자체가 다공성 구조로 되어있어, 물흐름시 필터역할을 수행함으로써, 수질의 오염원을 정화할 수 있는 기능을 가지고 있으며, 블록 공간 내에 자갈, 모래, 다공성 블록, 정화식물 등 수질정화가 가능한 재료를 넣을 수 있는 공간을 제공하는 조립식 다공성 블록을 이용한 생태여울 구조를 제공하고자 한다.
상기한 기술적 과제를 해결하기 위해 본 발명은 유입되는 하천수로 인한 하천바닥의 쇄굴을 방지하기 위하여 상기 하천바닥 상부에 설치되는 제1세굴방지부(100);
상기 세굴방지부(100) 측면에 인접하여 설치되는 생태블록부(200);
유출되는 하천수로 인한 하천바닥의 쇄굴을 방지하기 위하여 상기 생태블록부(200) 측면에 인접하여 설치되는 제2세굴방지부(300);
를 포함하여 구성되되,
하천 상류에서 하류 방향으로 상기 제1세굴방지부(100), 상기 생태블록부(200) 및 상기 제2세굴방지부(300) 순서로 설치되고,
상기 생태블록부(200)는 내부에 하천수 정화를 위한 필터재가 설치되고 물고기가 이동하는 어도가 설치되는 것을 특징으로 하는 조립식 다공성 블록을 이용한 생태여울 구조를 제공한다.
본 발명에 따르면 하천에 설치되어 하천수를 정화함과 동시에 물고기 이동이 자유로우며 모든 부재가 조립식 블록으로 이루어져 설치 및 해체가 용이하며, 또한, 조립식 블록 자체가 다공성 구조로 되어있어, 물흐름시 필터역할을 수행함으로써, 수질의 오염원을 정화할 수 있는 기능을 가지고 있으며, 블록 공간 내에 자갈, 모래, 다공성 블록, 정화식물 등 수질정화가 가능한 재료를 넣을 수 있는 공간을 제공하는 조립식 다공성 블록을 이용한 생태여울 구조를 제공한다.
도 1은 본 발명의 조립식 다공성 블록을 이용한 생태여울 구조의 평면도이다.
도 2는 도 1의 사시도이다.
도 3은 본 발명의 조립식 다공성 블록을 이용한 생태여울 구조의 정면도 및 단면도이다.
도 4는 본 발명의 조립식 다공성 블록을 이용한 생태여울 구조의 측면도 및 단면도이다.
도 5는 본 발명에 사용되는 생태블록의 사시도이다.
도 6은 본 발명에 사용되는 생태블록간의 결합관계를 도시한 것이다.
도 7은 본 발명의 조립식 다공성 블록을 이용한 생태여울 구조의 개념도이다.
도 8은 본 발명의 조립식 다공성 블록을 이용한 생태여울 구조의 시험방법을 도시한 것이다.
도 9는 본 발명의 조립식 다공성 블록을 이용한 생태여울 구조의 시험성적서이다.
도 10은 도 9를 정리한 결과이다.
이하 첨부한 도면과 함께 상기와 같은 본 발명의 개념이 바람직하게 구현된 실시예를 통하여 본 발명을 더욱 상세하게 설명한다.
도 1은 본 발명의 조립식 다공성 블록을 이용한 생태여울 구조의 평면도이고,
도 2는 도 1의 사시도이다.
도시된 바와 같이,
본 발명의 조립식 다공성 블록을 이용한 생태여울 구조는,
유입되는 하천수로 인한 하천바닥의 쇄굴을 방지하기 위하여 상기 하천바닥 상부에 설치되는 제1세굴방지부(100);
상기 세굴방지부(100) 측면에 인접하여 설치되는 생태블록부(200);
유출되는 하천수로 인한 하천바닥의 쇄굴을 방지하기 위하여 상기 생태블록부(200) 측면에 인접하여 설치되는 제2세굴방지부(300);
를 포함하여 구성되되,
하천 상류에서 하류 방향으로 상기 제1세굴방지부(100), 상기 생태블록부(200) 및 상기 제2세굴방지부(300) 순서로 설치되고,
상기 생태블록부(200)는 내부에 하천수 정화를 위한 필터재가 설치되고 물고기가 이동하는 어도가 설치되는 것을 특징으로 한다.
상기 제1세굴방지부(100) 및 상기 제2세굴방지부(300)는,
방형의 호안블록(400) 다수개가 상호간에 인접하여 설치되는 것을 특징으로 한다.
그리고 상기 생태블록부(200)는,
방형의 생태블록(500) 다수개가 상호간에 인접하여 설치되는 것을 특징으로 한다.
또한 상기 생태블록(500)은,
내부에 상기 필터재를 설치할 공간이 확보되고,
상호간에 상기 어도가 연결되는 것을 특징으로 한다.
도 3은 본 발명의 조립식 다공성 블록을 이용한 생태여울 구조의 정면도 및 단면도이다.
구체적으로 도 3(a)는 본 발명의 조립식 다공성 블록을 이용한 생태여울 구조를 하천 하류에서 바라본 정면도이고, 도 3(b)는 상기 생태블록부(200) 부분만의 단면도이다.
도 4는 본 발명의 조립식 다공성 블록을 이용한 생태여울 구조의 측면도 및 단면도이다.
구체적으로 도 4(a)는 본 발명의 조립식 다공성 블록을 이용한 생태여울 구조를 측면에서 바라본 측면도이고, 도 4(b)는 상기 생태블록부(200) 부분의 단면을 주로 도시한 단면도이다.
도시된 바와 같이,
상기 제1세굴방지부(100) 및 상기 제2세굴방지부(300)는 각각 유입수 및 유출수로 인한 하천바닥의 세굴을 방지하는 것을 주 목적으로 한다.
그리고 상기 제1세굴방지부(100) 및 상기 제2세굴방지부(300)는,
방형의 호안블록(400) 다수개가 상호간에 인접하여 설치되게 되며,
상기 호안블록(400)은 돌망태에 골재가 채워져 구성될 수도 있고, 상면에 다수개의 요철이 형성된 콘크리트 구조체로 구성될 수도 있다.
상기 호안블록(400) 상호간에는 위치변동을 방지하기 위하여 결속구(430)로 결속할 수 있다.
상기 제1세굴방지부(100)는,
상부의 요철로 인해 유입수의 유속을 감소시키며 유수에 저항 부하를 발생시켜 물보라를 일으키며 산소를 공급하는 기능이 부가되며,
상기 제2세굴방지부(300)는,
상부의 요철로 인해 유출수에 저항 부하를 발생시켜 물보라를 일으키며 산소를 공급하는 기능이 부가된다.
도 3(b)와 도 4(b)에 도시된 바와 같이,
상기 생태블록부(200)는,
다수개의 생태블록(500)이 다수개의 층으로 적층되어 구성된다.
이때 제일 하층은,
하천바닥면 아래로 매립되어 구성되는 것을 바람직하고 생태블록(500)의 내부 공간에는 골재를 채워 자체 중량을 증가시키며 공극으로 인하여 물고기의 생식공간을 확보하고 물의 흐름을 방해하지 않도록 한다.
상기 생태블록부(200)는,
중력과 유속에 대해 구조물 전체의 안정성을 확보하기 위하여 하층에서 상층으로 올라갈수록 폭이 줄어드는 피라미드 형상으로 상기 생태블록(500)을 적층하는 것이 바람직하다.
그리고 수면으로 노출되는 제일 상층에는 보행자의 이동이 가능한 뚜껑(700)을 덮을 수 있다.
도 5는 본 발명에 사용되는 생태블록의 사시도이고,
도 6은 본 발명에 사용되는 생태블록간의 결합관계를 도시한 것이다.
상기 생태블록(500)은,
시멘트 및 화학제품을 사용하지 않고 황토와 친환경 무기질 결합재를 이용한 다공성 투수성 소재로 제작하는 것이 바람직하며, 투수계수 0.5 mm/sec 이상 및 압축강도 15 MPa 이상이 확보되도록 하며, pH 7~9 정도로 중성을 유지하여 물고기 및 수생식물의 생식에 도움이 되도록 한다.
상기 생태블록(500)은,
전체적으로 4개의 외벽이 감싸는 방형으로
전면과 후면에 상호 대응하는 요철부(510)가 형성되며,
내부에 십자 형상의 격벽(530)이 형성되고,
상기 격벽(530)이 이루는 공간에 상기 필터재가 투입된다.
상기 생태블록(500)은 조립식 블록으로써 다공성 구조로 되어있어, 물흐름시 필터역할을 수행함으로써, 수질의 오염원을 정화할 수 있는 기능을 가지고 있으며, 블록 공간 내에 자갈, 모래, 다공성 블록, 정화식물 등 수질정화가 가능한 재료인 상기 필터재를 넣을 수 있는 공간이 확보되는 것을 특징으로 한다.
상기 외벽 상부면 및 상기 격벽(530) 상부면은 레벨다운되어 어도(물고기 통로)를 형성하며,
상기 외벽 및 상기 격벽(530)에는 어도를 형성하는 관통홀(550)이 형성된다.
도 7은 본 발명의 조립식 다공성 블록을 이용한 생태여울 구조의 개념도이다.
도 7은 도 1에 본 발명의 구체적인 기능을 설명한 것으로,
상기 생태블록부(200)를 구성하는 다수개의 생태블록(200)은 내부의 필터재로써,
상류부터 하류방향 순서로 직경 50mm 이상의 자갈, 직경 20mm 이상의 자갈, 다공성 여과재, 모래를 순서대로 채워 필터링 기능을 배가하며,
곳곳에 어도를 확보하기 위하여 필터재 채움을 생략한다.
그리고 필터재 채움이 생략된 공간에 정수식물을 식생하도록 할 수 있다.
도 8은 본 발명의 조립식 다공성 블록을 이용한 생태여울 구조의 시험방법을 도시한 것이고,
도 9는 본 발명의 조립식 다공성 블록을 이용한 생태여울 구조의 시험성적서이다.
그리고 도 10은 도 9를 정리한 결과이다.
도 8의 A지점이 상류이고 B지점이 하류이며,
도 9에서 상기 'A지점'은 '#1'로 상기 'B지점'은 '#2'로 표기되었다.
도 10에 도시된 바와 같이,
본 시험을 인하여 BOD, COD, T-N, T-P은 60 % 이상, ss 및 탁도는 80 % 이상 결과를 도출하여 유출수질에 대한 오염도 저감효과는 탁월한 것으로 나타났다.
상기 생태블록(500)은,
다공성 투수블록을 구성하는 상기 외벽과 상기 격벽(530)이 하천수를 1차 필터링하며, 내부의 필터재가 2차 필터링하는 기능을 수행하며,
유입수에 비하여 유출수가 적은 여울목(둑) 기능을 수행하므로 상류에 저수량을 원하는 만큼 일정 수위로 유지할 수 있는 장점이 있다.
그리고 상기 생태블록부(200)는,
어도를 확보하여 상류에서 하류방향이든 하류에서 상류방향이든 자유로운 물고기 이동이 가능하며,
상기 어도를 지그재그 형상으로 하거나 곳곳에 상류방향과 하류방향으로 꺽이는 부분을 두어 유입된 하천수가 필터링 되지 않고 바로 유출되는 것을 방지할 수 있다.
본 발명은 상술한 바와 같이 블록 자체의 다공성을 이용하고 필터재를 이용하여 수질 정화 능력을 향상시키며,
전체 구조물의 세굴을 방지하는 기능을 함과 동시에 물속에 공기포를 형성하여 여울을 발생시키는 장점이 있다.
본 발명은 상기 호안블록(400), 상기 생태블록(500), 상기 필터재 등 모든 부재가 유닛화된 조립식으로 구성되므로,
시공시 설치가 용이하고 보수시 부분 해체가 가능하다.
그리고 상기 호안블록(400), 상기 생태블록(500), 상기 필터재 등 모든 부재는 오염물이 부착되더라고 고압의 물분사로 인한 세척이 가능하므로 정기적인 세척만으로 반 영구적으로 사용할 수 있어 경제성이 확보되는 장점이 있다.
본 발명은 상기에서 언급한 바와 같이 바람직한 실시예와 관련하여 설명되었으나, 본 발명의 요지를 벗어남이 없는 범위 내에서 다양한 수정 및 변형이 가능하며, 다양한 분야에서 사용 가능하다.
따라서 본 발명의 청구범위는 이건 발명의 진정한 범위 내에 속하는 수정 및 변형을 포함한다.
100: 제1세굴방지부
200: 생태블록부
300: 제2세굴방지부
400: 호안블록
430: 결속구
500: 생태블록
510: 요철부
530: 격벽
550: 관통홀
700: 뚜껑

Claims (4)

  1. 유입되는 하천수로 인한 하천바닥의 쇄굴을 방지하기 위하여 상기 하천바닥 상부에 설치되는 제1세굴방지부(100);
    상기 제1세굴방지부(100) 측면에 인접하여 설치되는 생태블록부(200);
    유출되는 하천수로 인한 하천바닥의 쇄굴을 방지하기 위하여 상기 생태블록부(200) 측면에 인접하여 설치되는 제2세굴방지부(300);
    를 포함하여 구성되되,
    하천 상류에서 하류 방향으로 상기 제1세굴방지부(100), 상기 생태블록부(200) 및 상기 제2세굴방지부(300) 순서로 설치되고,
    상기 생태블록부(200)는 내부에 하천수 정화를 위한 필터재가 설치되고 물고기가 이동하는 어도가 설치되는 것을 특징으로 하고,
    상기 제1세굴방지부(100) 및 상기 제2세굴방지부(300)는, 방형의 호안블록(400) 다수개가 상호간에 인접하여 설치되는 것을 특징으로 하며,
    상기 생태블록부(200)는, 방형의 생태블록(500) 다수개가 상호간에 인접하여 설치되는 것을 특징으로 하고,
    상기 생태블록(500)은, 내부에 상기 필터재를 설치할 공간이 확보되고, 상호간에 상기 어도가 연결되는 것을 특징으로 하되,
    상기 호안블록(400)은 상면에 다수개의 요철이 형성된 콘크리트 구조체로 구성되어 상호간에는 위치변동을 방지하기 위하여 결속구(430)로 결속되고,
    상기 제1세굴방지부(100)는 상부의 상기 요철로 인해 유입수의 유속을 감소시키며 유수에 저항 부하를 발생시켜 물보라를 일으키며 산소를 공급하는 기능이 부가되며,
    상기 제2세굴방지부(300)는 상부의 요철로 인해 유출수에 저항 부하를 발생시켜 물보라를 일으키며 산소를 공급하는 기능이 부가되고,
    상기 생태블록부(200)는 다수개의 생태블록(500)이 다수개의 층으로 적층되어 구성되며, 중력과 유속에 대해 구조물 전체의 안정성을 확보하기 위하여, 하층에서 상층으로 올라갈수록 폭이 줄어드는 피라미드 형상으로 상기 생태블록(500)을 적층하고 제일 하층은 하천바닥면 아래로 매립되고 상기 생태블록(500)의 내부 공간에는 골재를 채워 자체 중량을 증가시키며 공극으로 인하여 물고기의 생식공간을 확보하고 물의 흐름을 방해하지 않도록 하며, 수면으로 노출되는 제일 상층에는 보행자의 이동이 가능한 뚜껑(700)을 덮는 것을 특징으로 하고,
    상기 생태블록(500)은 황토와 친환경 무기질 결합재를 이용한 다공성 투수성 소재로 제작하여, 투수계수 0.5 mm/sec 이상 및 압축강도 15 MPa 이상이 확보되도록 하며, 물고기 및 수생식물의 생식에 도움을 주는 pH 7~9 정도로 중성을 유지하는 것을 특징으로 하고,
    상기 생태블록(500)은 조립식 블록으로써 다공성 구조로 되어있어, 물흐름시 필터역할을 수행함으로써, 수질의 오염원을 정화할 수 있는 기능을 가지고 있으며, 블록 공간 내에 자갈, 모래, 다공성 블록, 정화식물 등 수질정화가 가능한 재료인 상기 필터재를 넣을 수 있는 공간이 확보되는 것을 특징으로 하는 조립식 다공성 블록을 이용한 생태여울 구조.



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KR102482944B1 (ko) 2022-06-03 2023-01-02 대한민국 여울용 구조물 및 이의 제조방법
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