KR20000063599A - 자연형 하천 정화 시설 - Google Patents

Abstract

본 발명은 날로 오염되어 가고 있는 하천의 심각한 수질을 정화하고 개선하여 지방하천을 지역 주민의 문화 생활과 유, 초등 학생들의 자연 학습장으로 활용하므로 자연 생태복원이 우리에게 주는 영향과 가치를 직접 가꾸고 보살피므로 소중한 자연 학습장을 잃어버리는 일을 개선하려는데 있다.

그러므로 본 발명은 자연 환경을 복원시켜 소중한 자연환경을 가꾸는 일이 얼마나 우리에게 큰 영향을 주는지 요약 하고자 한다.

(1)유입수 분리시설

빗물의 유입을 분리하는 시설이다.

하천에 유입되는 우수를 입구에서 분리하여야 한다.

각기 중량이 다른 물질의 비중에 따라 층을 형성하므로 이러한 원리에 따라서 분리하는 방법이다.

(2)돌 보

돌 보를 만들어 흐르는 하천 물에 운동력을 일으킬 수 있는 여건을 조성하여 하천 물이 공기와 접촉 할 수 있는 방안이다.

물방울이 발생하지 않는 하천에는 물 속의 산소부족 현상이 일어난다.

(3) 소. 침전 지

하천 바닥에 깊은 웅덩이를 만들어 물 속에 포함되어 있는 부유 물질을 침전시킬 수 있는 소, 침전 지를 만드는 방법이다.

이렇게 하여 하천 수에 포함되어 있는 여러 가지 형태의 물질을 그 종류에 따라 제거한다.

(4)소나무 보

하천에 생소나무를 이용하여 보를 만들었을 때 생소나무는 잘 썩지 않고 생소나무의 송진은 물 속에서 분해되면서 물에 여러 가지 정화 작용을 한다.

또한 물고기의 산란 처를 제공하기도 하며 어린 물고기의 먹이터가 된 다.

(5)자갈밭,

하천 바닥을 여러 가지 형태로 변형을 시켜 물보라와 물방울이 발생하는 조건을 조성하므로 돌이 유속에 의하여 분해되면서 분해된 돌 분지는 물 속의 유해 물질을 침전시키는 역할도 한다.

(6)수초 재배와 수초 자생 군락 지 조성

하천 수에는 여러 가지 물질이 함유되어 있으므로 수초의 생육에 필요한 요소들이 있으므로 이러한 수초는 물 속에 내포되어 있는 중금속도 함께 흡수하여 제거하는 역할도 한다.

(7)숯 보

앞에서 여러 가지 방법에 의하여 정제된 물을 자연 정화 방법 중에서 우수하고 효과가 큰 숯으로 자연 정화를 마무리한다.

이러한 자연 정화 방법은 저 비용 고 효율의 효과을 얻을 수 있으며 친환경적인 효과도 매우 우수하다.

[색인어]

(1) 우수 유입 분리 시설

콘크리트 구조물로 제작한다.

(2) 돌 보

돌을 쌓아서 물방울 발생과 물에 운동력을 발생시킨다.

(3) 소. 침전지

물가에 물이 일시적으로 돌거나. 멈출수 있는 웅덩이를 만들어 하천 물 속에 있는 무거운 유해 물질을 침전시키는 시설이다.

(4)소나무 보

하천을 가로질러 보를 만들되 이때 보의 소재는 생소나무와 솔잎으로 쓴다.

(5) 돌로 만든 호.

상류의 하천 폭을 좁혔다가 다시 넓혀서 이때 강바닥에 물이 넓은 면적을 차지해 흐르게 하여 하천 가장 자리에 깊은 웅덩이를 파서 호를 만들어 유해 물질을 깊은 곳으로 모이도록 하는 방법

(6)수조 재배, 자생지(군락)

하천에 수초가 성장 할 수 있는 여건을 만들어 수생 식물이 정화 작용을 돕는 방법이다,

(7)숯보 (참나무 숯 .대나무 숯. 소나무 숯)

숯을 이용해 정수작용 돕는다.

Description

자연형 하천 정화 시설{The natural sewage disposal facilities of river}

본 발명은 샛강(하천)의 준설과 둔치 조성으로 인하여 자연형태의 자정능력을 상실하고 있는 하천의 물을 자연형태의 자정능력을 조성하므로 맑고 깨끗한 하천 물을 만들어 도시 하천 근교의 지역 주민이 하천의 물이 썩는데서 풍기는 악취를 제거하고 꽃향기가 가득한 하천을 조성하는데 목적이 있으며 이러한 조성을 일반 조경 공사나 토목 공사와 다른 점은 설치 구조의 연속성과 자생화로 조성하므로 계절의 변화를 실감하여야 한다.

그러므로 이러한 계절의 변화를 초월한 자생화 자연형 하천 조성 방법으로 목적을 이루려고 한다.

우리 나라의 대표적 하천으로 여러번 신문과 방송에 보도된 강남구 양재천을 보아도 하천에 많은 투자를 하였으나 실제로 하천의 물을 맑게 하는 시설은 정수 처리장이지 하천의 물이 흐르는 과정에서 자연 형태로 자정작용에 의하여 맑은 물을 만드는 노력은 공사 구간 어디에도 나타나지 않고 있다.

본 발명은 상류에서 흐르는 물을 맑게 하는 시설도 매우 중요하지만 하류로 흘러 보내는 물도 깨끗이 흘러 보내야 한다.

이렇게 하려면 기술 하는바와 같이 하천에 흐르는 물줄기를 직선형으로 설계하여서는 않된다 하천의 물은 자연 형태대로 구배를 두어 구비 구비 흐르게 하여야 하며 이러한 구비 구비마다 자연 형태의 정화 시설을 설치해야 한다.

빗물이 하천으로 유입되는 입구에는 분리시설을 하고 분리된 물은 나무 보나 물 챙이 시설에서 물에 떠 있는 쓰레기를 제거하는 작업을 하고 하천폭을 최대로 넓혀 하천 물이 가장 낮은 조건으로 흐르게 하고 여기에 많은 물이 빠른 속도로 한쪽 방향으로 흘러보내 이곳으로 온 물길에 깊은 웅덩이를 만든다(호) 이 호는 물 속에 있는 침전물을 침전시키는 시설로 활용한다, 이러한 공간에 물의 흐름의 속도와 변화에 따라 수생 식물은 자생으로든 인공으로든 생육시키고 번식시켜야 한다.

이러한 과정에 따라 돌보, 숯보, 자갈밭으로 구성하여 하천 물이 흐르는 과정에서 여러 가지 운동력에 의하여 자정능력을 회복 시키므로 하천의 물을 맑게 하는 조성방법이다.

강남구 양재천을 보면 양재천은 하천을 조성하면서 하천 물이 흐르는 끝 부분 (수변)을 돌이나 콘크르트로 경계를 확실하게 구분하여 이러한 구조물 때문에 물길의 구배가 형성될 수 없으며 이러한 구조물이 수초의 생육 조건을 저해하는 요소가 되고 있다.

여기에는 하천의 물을 집중적으로 모아 물의 흐름을 쉽게 관리하도록 하는 목적은 이루었으나 자연 형태의 자정작용에 의한 하천 물을 맑게 하는데는 문제가 있다고 본다. 본 발명은 이러한 조건들을 개선하고 지역 여건에 따라 발생하는 오염물질이 다르므로 여기에 적합한 수생 식물과 보와 호를 설치하여 개선하는데 목적이 있으며 많은 예산이 투자되는 하천의 정화 시설에 보다 효율적이고 효과적인 방법으로 만들어야 한다

본 발명은 저비용 고효율을 이루려고 하는데 목적이 있으므로 이러한 목적을 이루려면 처음 설치하는 과정의 여러 가지 검토가 필요하다

(1)빗물이 하천으로 흘러 들어오는 입구에 분리 시설을 설치하여 유입되는 물의 비중에 따라 오염된 물질을 차단하고 분리된 물만 하천으로 유입하는 장치이다 이는 (물과 기름의 비중이 다르다. 그러므로 유입 분리장치를 통과하는 빗물 속에 포함된 기름은 뜨고 물은 분리장치 하단에 설치되어 있는 통수구를 통하여 흐르게 된다. ) 지금 까지는 이러한 분리 시설을 하지 않아서 공장이나 회사 그 밖의 지역에서 작동 부주의로 발생한 경미한 기름유출 사고도 하천으로 방류되어 하천의 심각한 오염을 발생 시켰다.

빗물 유입 분리 장치는 경미한 기름 유출 사고는 물론 도로변에 깔여 있는 여러 가지 형태의 기름도 분리시키므로 하천 오염의 예방 효과도 크다.

이장치는 오염원을 무단 방류하거나 대형사고의 경보 효과도 있다.

(2)돌보는 돌을 쌓아서 만든 보로서 작은 돌을 사용하는 것 보다 직경 30cm이상의 돌을 사용하는 것이 좋다.

또 가급적으로 둥근 돌보다 모난 돌을 사용하며 돌이 물길을 막아 흐르는 물에 운동력을 일으킬 때 물방울이 공기와 접촉하므로 물 속에 산소를 공급하고 물이 돌에 접촉하므로 돌가루가 오염 물질을 흡착 분해시키는 작용을 한다.

이 때 사용되는 돌의 질이 매우 중요한 구성요소가 된다.

(3) 소는 흐르는 하천바닥에 수평식 흐름을 주고 이 물의 흐르는 바닥에 자갈을 갈아 흐르는 물이 자갈에 의한 온도 변화를 일으켜 물의 자정 작용에 효과를 주고 하천 바닥에 기울기를 주어 물이 한곳으로 흐르게 하여 소를 만든다.

소를 만드는 목적은 물이 흐르는 과정에서 일어나는 온도 변화와 물리적 반응에 의한 불순물을 침전시키는 곳으로 이용한다.

(4)소나무보 는 분순물이 함유된 물을 여러 가지 반응을 일으키는 조건으로 소나무보를 통과하는 과정에서 불순물이 제거되며 소나무가 주는 반응은 매우 우수하다, 특히 생소나무나 불에 탄 소나무는 더욱 좋은 것이다.

이는 소나무 송진은 접착력이 있으므로 물 속에 표함 된 여러 가지 불순물을 분해. 침전. 포함시키는 반응을 일으킬 것이다.

그러므로 생소나무와 솔잎을 이용한 보 막이는 하천 물이 가지고 있는 여러 가지 불순물 제거 과정 중에서 매우 큰 반응을 일으킬 것이다.

(5)자갈밭은 하천 바닥을 가장 얕은 층으로 형성하여 물이 자갈을 넘기도 하고 또 자갈이 커서 물이 자갈을 넘지 않는 층을 형성하여 자갈이 외기의 온도 변화에 따라 물에 반응을 주므로 열의 반응에 의하여 물에 포함되어 있는 불순물이 분해. 응집. 휘발되는 반응을 일으키는 방법이다.

(6) 수초와 물가의 여러 가지 식물이 자라는데 필요한 요소 중에 각종 오염물질과 중금속도 포함되어 흡수한다.

이러한 필수 또는 흡수 조건은 식물마다 각기 가지고 있는 특성이 있으므로 지역에 따라 오염 물질을 조사한 후에 심으려는 수종을 선택하여야 한다. 하천 주변에 심은 식물은 하천에 포함되어 있는 오염물질을 흡수하는 작용도 하지만 물가에 그늘을 만들어 물에 직접 온도 변화를 주는 작용도 매우 중요하다.

물의 온도 변화는 앞에서도 설명함과 같이 물 속에 포함 되어있는 오염 물질과 불순 물질을 분해. 응집. 흡착. 휘발 등 여러 가지 변화를 가지고 있으므로 자정 작용의 효과가 매우 크다.

(7) 숯은 우리 생활에 여러 가지로 쓰여지고 있으나 자연 하천 정화에 쓴 기록은 나타나지 않고 있다. 그러나 자연하천 정화에 필수적으로 적용 되어야할 여러 가지 방법 중에서 숯을 이용한 정화 방법은 그 어떠한 방법 보다 효과적하다.

물을 정수 하는 일에 숯의 효능이 얼마나 큰가는 별도의 설명이 필요하다.

(예)수도물 1 L에 100g을 넣으면 납 74% 아연44% 구리 85%를 흡수한다는 연구 발표도 있었다.

이렇게 볼 때 자연 정화 방법에 있어서 필요한 조건들은 기본적으로 설치되어야 한다.

(1) 유입수 분리시설

콘크리트 구조물이다. 하천 물에 포함되어 있는 각종 물질을 그 비중에 따라 분리하는 방법이다.

(2) 돌 보

흐르는 하천 물에 자연석, 경치석을 쌓아 물에 운동력을 일으켜 수질을 개선하기 위한 방안이다.

(3) 소, 침전지

하천 바닥에 깊은 웅덩이를 만들어 물 속에 있는 불순 물을 침전시킨다.

(4) 소나무 보

하천에 소나무 보를 만들어 물위에 떠있는 쓰레기를 수거한다.

생소나무는 정화 작용에 효과적이다.

(5) 자갈 밭

하천의 돌을 여러 가지 방법으로 깔아 물이 돌에 부딪치는 순간에 일어나는 작용으로 정화시킨다.

(6) 수초 재배와 수초 자생 군락지 조성

하천에 여러 가지 수초를 심어 수초의 생육과정에서 필요한 물 속에 있는 유해물질과 중금속을 흡수시키는 방법이다.

(7) 숯 보

앞서 여러 가지 방법으로 정제된 하천 물을 숯으로 정화시키는 방법이다.

도면을 상세히 설명하면 다음과 같다.

빗물이 우수관을 통하여 하천으로 들어오는 입구에 유입 수 분리 시설을 설치하여 유입수 분리 시설에서 3층의 물질을 분리한다.

유입수 분리시설은 도면과 같이 사각형의 콘크리트, 프라스틱으로 만들어 이 시설물의 3/1 지점에 칸막이를 하여 일단 유입된 물은 1차 시설물에(3/2) 들어와 3단계로 분리한다, 이 방법에 의여 분리된 자연원리에 의하여 물보다 가벼운 기름은 상층부에 있고 물보다 무거운 모래나 불순물은 바닥에 가라 안는다. 이 때 3단계로 나누어진 시설물의 3/2 지점에 배출구를 만들어 물만 나가도록 한다. 분리구의 크기와 유입수 크기에 비레 하며 1차 시설물을 통과한 2차 시설물은 2/1 크기로 한다. 이 보다 더 상세한 방법도 있으나 일반 하천에서는 이러한 시설도 매우 중요한 기능을 한다.

이 때 점검구를 만들어 유입구에 자갈층을 두어 일일 유입되는 물의 량과 물질의 종류를 구분 할 수도 있다.

돌을 쌓아서 물의 흐름에 물살을 일으키는 작용을 하며. 이 때 돌을 통과하는 물은 흐름에 따라 물방울과 물살이 일어난다. 이러한 물의 운동력은 자정능력을 가지며 물살의 힘에 의하여 작은 돌 조각이 부스러지면서 물속에 포함되어 있는 오염 물질을 응집 .분해. 흡착 시켜 물을 맑게 한다 이 때 일어나는 물방울과 물살은 물 속에 공기 중에 있는 산소나 다른 분자를 흡수한다. 이러한 운동이 잔잔히 흐르는 물보다 높은 자정 작용과 원활한 산소 공급과 정수 작용을 한다.

이런 원리에서 돌 보의 필요성이 정리된다..

소는 물가에 깊은 웅덩이를 파서 물의 온도 변화와 물 속에 함유되어 있는 물보다 무거운 물질을 침전시키는 작용을 한다. 하천 물에는 여러 가지 물질이 포함되어 있으므로 이러한 물질은 물이 흐르는 과정에서 여러 가지 조건에 의하여 무게가 가중되므로 침전지가 필요하다.

그러므로 여러 형태의 소나 침전지가 요구된다.

침전지는 보나, 수초 재배지 입구에 설치하는 것이 좋다.

하천 물이 흐르는 과정에서 물리적 화학적 반응이 일어나기 전에 침전시키고 보다 좋은 물을 다음 반응에 적응시키는 일이 중요하다.

나무 보는 나무는 물 속에서 빨리 썩는다. 그러므로 이 때 생소나무를 (살아있는 나무) 이용하여 보(물막이)를 만들어야 오래 동안 이용 할 수 있으며 생소나무에 있는 송진이 하천 물을 정화하는 작용도 한다.

또 나무로 보를 만들었을 때 나무와 나무 사이에 여러 가지 형태의 공간이 있으므로 이러한 공간은 물고기 은신처이나 산란을 할 수 있는 곳으로 이용되며 나무나 돌 보를 조사해 보면 자라. 뱀장어. 가재 같은 종류의 어종을 발견 할 수 있다. 보 주변에는 어린 물고기 떼가 놀고 있는 것도 발견된다.

물론 물방울과 물살을 일으키어 하천 물에 포함되어 있는 오염 물질에 물리적 반응을 주기도 한다.

자갈밭은 하천의 크기와 형태에 따라 조성 조건을 달리하여야 하지만 하천에 흐르는 물이 자갈밭을 통과 할 때물의 양이 깔려 있는 자갈의 높이 보다 낮은 수위로 조성한다. 가급적 자갈이 물보다 높아야 자갈이 외부의 온도에 의하여 뜨거워지므로 흐르는 물에 열을 전도할 수 있다.

비록 하천에 있는 자갈도 흐르는 물과 같은 온도를 가지고 있지 않으므로 자갈밭에 이르기 전의 물의 온도와 자갈밭을 지난 물의 온도는 다르다 이러한 변화의 차이는 하천 물의 자정 작용을 진행하는 방법이다.

여건이 조성되면 하천의 물은 가급적으로 가장 낮은 수위에서 흐르게 하여야 한다 이것은 오염된 하천 물에는 태양열에 의하여 휘발 .분해. 응집. 흡착되는 물질이 포함되어 있기 때문이다.

수초 재배는 물 속에 포함되어 있는 여러 가지 오염 물질을 흡수하여 제거하는 역할을 한다. (부레옥잠 .부평초. 갈대.) 이용되고 있으며 이러한 수생식물은 오염원이 발생하는 여건에 따라 조성하되 그 목적을 달성하려면 군식을 하여야 한다. 또한 하천 변에 수양버들. 물프레나무 . 미루나무 등 하천에 직접 뿌리 네리고 그늘을 지우는 나무가 필요하다. 이는 물 속의 오염 물질을 흡수하는 일은 물론 물에 온도 변화를 주는 일도 한다.

숯은 물 속에 있는 다양한 물질을 흡착 분해하며 가루는 응고시키는 작용도 한다. 최근에는 사람이 직접 숯가루를 먹는 효과도 발표되고 있다 이런 가운데 하천 자연 정화에 있어서 숯을 이용하여 맑은 하천 물을 만드는데 필수적 구성 요소다. 하천에 숯이나 가루나 돌가루를 이용한 정수 방법을 쓴다고 많은 비용을 생각할지 모르나 수질 오염과 환경 오염은 지금 우리가 하천 정화에 숯 값으로 투자하는 비용과는 비교도 되지 않는 결과가 나타날 것이다.

기계적인 여러 가지 고도의 하천 정화 방법도 있으나 자연 정화 방법을 이용한 하천 정화는 지역 주민이 관리의 주체이며 이러한 친환경적 생활 습관은 궁극적으로 환경 오염 방지에 가장 큰 효과를 가지고 올 것이다.

본 발명의 목적은 도시를 중심으로 한 하천의 심각한 오염원은 우리 생활에서 일어나는 여러 가지 생활 용수가 오염의 주된 원인이며 이러한 생활용수의 오염원 배출 의식을 개선하는 일은 오염원자 스스로 직접 오염원 제거와 자연환경을 생활 속에서 찾는데 있다.

그러므로 자연과 친숙한 생활 습관은 깨끗한 환경을 가꾸고 아끼려는 마음을 가질 수 밖에 없으며 우리 나라는 여름철에 많은 강수량이 있지 나머지 3계절은 하천에 그렇게 많은 물이 흐르지 않는다. 이렇게 볼 때 하천을 이용하여 체계적으로 가꾸어 도시 주변의 초 중 고등 학생들의 자연 학습장으로 활용하며 지역 주민의 소득 증대에도 큰 효과를 얻을 수 있다.

이러한 조건을 만족시키려면 앞에서 설명한 여러 가지 방법을 적용하여야 하며 하천주변에 자생화를 가꾸어 물과 꽃과 곤충과 새들과 사람이 함께 어우러진 도시 하천을 만들려는데 목적이 있다.

지금 우리는 도시 주변 하천에 둔치를 만들어 주차장으로 활용하고 있으나 이러한 환경은 OECD 회원국인 우리 나라가 언젠가는 망신을 당할 수도 있는 여건을 가지고 있으므로 앞으로 하천 정비는 국가적 표준이 필요하다고 믿고 이러한 기준이 고유 되어서 후손에게 아름다운 환경을 물려주는 어버이가 되려고 본 하천 자연 정화방법을 정리합니다.

Claims (1)

1. (1)유입수 분리 시설은 빗물이 하천으로 들어오는 입구에 설치하므로 오염물질 무단 방류를 차단시키는 조사구가 될 수 있으며 3단계로 나누어진 하천 물의 구분에 따라 주변 생활여건도 측정 할 수 있다.

   하천 오염 방지에 가장 큰 효과가 있다.

   (2)돌보는 보에 쓰여지는 석 질에 따라서 여러 가지 효과가 있다. 가장 좋은 돌은 석회석이다. 그러나 오염 배출 물질에 따라서는 다른 돌도 사용 될 수 있다. 그러나 물의 흐름에 영향을 주는 돌의 종류가 자연정화 방법에 중요한 구성 요소다.

   (3)소, 침전 지는 하천에 흐르는 물 속에 포함되어 있는 불순물을 침전 시켜 제거하지 않는다면 정화는 효과를 얻을 수 없다. 그러므로 소나 침전 지는 자연 정화든 정수에는 꼭 필요한 시설이다.

   (4)콘크리트 구조물에는 형성 될 수 없는 나무와 나무 사이의 공간과 나무가 가지고 있는 송진 피 부패는 물에 미치는 영향도 중요하지만 식물과 어류의 생장에도 좋은 역활을 한다 그러나 콘크리트는 상당기간 동안 독소를 배출한다.

   (5)자갈밭은 물살이 주는 작용도 매우 크지만 그보다 자갈이 태양열에 의하여 물에 온도 변화를 주어 하천 물에 직접 작용하는 일을 한다.

   (6)수초는 하천 물에 포함되어 있는 오염 물질과 불순물을 제거하기도 하지만 어류의 번식과 성장에도 중요한 일을 한다. 동화 작용으로 공기도 맑게 하며 주변의 온도 변화에 큰 역활 한다.

   (7)숯은 정수 장치에 쓰여지기는 하였으나 하천 정화에 쓴 기록은 없다.

   상기의 많은 장치 중에서 숯을 하천 정화의 마지막 마감 자료로 쓰는 이유는 본 류도 깨끗한 물로 정화되어야 한다.