KR200202650Y1 - 하천의 수질 정화용 인공 부도 - Google Patents

Abstract

본 고안은 하천의 수질 정화용 인공 부도를 개시한다. 개시된 본 고안은, 하천의 수면을 따라 부유되는 부유체에 수변식물을 활착시키는 그물망 매트가 얹혀진다. 그물망 매트에는 다수개의 포트가 끼워지고, 각 포트는 수변식물을 식재하기 위한 흙으로 채워진다. 수변식물의 뿌리는 포트와 그물망 매트를 관통하도록 성장하여, 하천에 발생된 영양물질을 흡수할 수 있도록 수중에 위치하게 된다. 부유체의 전체 외곽은 지지틀로 둘러싸여서, 지지틀에 견고히 고정된다. 지지틀의 외측면에는 수 개의 고리가 설치된다. 고리에 와이어 로프의 일단이 연결되고, 와이어 로프의 타단은 앵커 블럭에 연결된다. 앵커 블럭은 하천의 저면내에 박혀 고정된다.

Description

하천의 수질 정화용 인공 부도{FLOATABLELY ARTIFICIAL ISLAND FOR PURIFYING QUALITY OF WATER OF RIVER}

본 고안은 하천의 수질 정화용 인공 부도(浮島)에 관한 것으로서, 보다 구체적으로는 소정 이상의 유속을 갖는 하천의 수질을 정화하는 수변(水邊) 식물을 하천의 일정 위치에서 유동되지 않게 배치시키기 위해 사용되는 인공 부도에 관한 것이다.

자연 환경에 대한 인식이 점차 확산되면서 인간의 생존에 절대적인 요소인 식수원에 대한 오염 문제가 심각한 문제로 대두되고 있다. 식수원인 강이나 하천을 오염시키는 원인은 상류측으로부터 축사의 오염물질과 생활 하수, 잉여분의 비료 및 농약 등으로서, 이로 인하여 하천의 부영양화 현상이 자주 발생된다. 부영양화는 주지된 사실과 같이, 미생물에 의한 유기물의 분해로 인하여 하천에 영양물질이 많아져서, 적조나 플랑크톤 등의 이상 증식이 일어나는 현상을 말한다.

부영양화는 하천의 생태계를 파괴하여 담수내의 모든 생물을 죽게 하므로, 부영양화를 방지하기 위한 여러 방안이 종래에도 시도되었고, 그 중의 하나가 수변식물을 이용해서 영양물질을 흡수,제거하는 방안이다. 즉, 수생식물의 뿌리를 통해 영양물질이 흡수되도록 하여 부영양화를 방지하게 되는데, 이러한 수변식물로는 갈대, 달뿌리풀, 물억새, 꽃창포, 줄, 및 부들 등이 이용된다.

그런데, 수변식물을 수심이 낮은 하천의 최외곽 가장자리에 심는 것은 가능하지만, 최외곽 가장자리보다 수심이 깊은 안쪽 가장자리에 심을 수는 없다. 따라서, 하천의 안쪽 가장자리에 수변식물을 심기 위해서, 부력에 의해 수면상에 뜨는 인공 부도가 필요하게 되었다.

종래에도 여러 가지 인공 부도가 제시되었고, 그 중의 하나를 개략적으로 설명하면 다음과 같다. 수면상에 부유되는 부유체에 수변식물이 활착될 수 있는 섬유 매트가 얹혀지고, 부유체를 일정한 장소에 위치되도록 하기 위해서 앵커가 로프에 의해 부유체에 연결된 구조이다.

그런데, 상기와 같은 종래의 인공 부도는 소정 중량 이상의 앵커, 대부분 하나의 앵커에 의해서만 부유체가 지지를 받도록 되어 있다. 보다 구체적으로 설명하면, 종래에는 앵커가 하천의 저면에 놓여지는 것에 의해서만 부유체가 이동되지 않도록 한 구조이다.

이러한 구조의 인공 부도는 담수호와 같이 물의 흐름이 없거나 또는 유속이 약한 경우에는 별 문제가 없다. 그러나, 하천과 같이 유속이 빠르고, 이 유속이 앵커를 이동시킬 정도가 되면 사정이 달라진다. 특히, 우리나라의 경우에, 장마철에 집중 호우가 내리고, 이로 인하여 하천의 유속이 급격히 상승된다. 이러한 상황에서, 앵커로만 지지를 받는 부유체는 매우 빠른 유속으로 인해 유실되는 사태가 자주 발생되었다.

본 고안은 상기와 같은 사태를 방지하기 위해 안출된 것으로서, 부유체가 급속도의 유속에 의해서도 일정 위치에서 유지되도록 하므로써, 부유체의 유실 사태를 방지할 수 있는 하천의 수질 정화용 인공 부도를 제공하는데 목적이 있다.

도 1 및 도 2는 본 고안에 따른 인공 부도를 나타낸 평면도 및 정면도.

도 3은 도 1에서 지지틀과 부유체만을 확대해서 나타낸 상세 평면도.

도 4는 도 3의 Ⅳ 부위를 확대해서 나타낸 상세도.

도 5a와 도 5b 및 도 6은 지지틀에 고정되는 부유체를 확대해서 나타낸 상세 사시도와 평면도 및 정면도.

도 7은 본 고안의 주요부인 지지틀만을 나타낸 평면도.

도 8은 도 7의 Ⅷ 부위를 확대해서 나타낸 상세도.

도 9 및 도 10은 지지틀의 연결 구조를 확대해서 나타낸 사시도 및 종단면도.

도 11은 지지틀간의 연결 구조를 나타낸 도면.

도 12는 본 고안의 주요부인 앵커 블럭을 나타낸 사시도.

도 13은 부유체를 일정 위치에서 수면을 따라 부유되도록 지지하는 계류 장치를 나타낸 도면.

- 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 -

10 ; 지지틀 13 ; 환형 파이프

14 ; 각형 파이프 15,22 ; 고리

16 ; U자형 밴드 20 ; 앵커 블럭

21 ; 와이어 로프 30 ; 부유체

31 ; 그물망 매트 32 ; 포트

상기와 같은 목적을 달성하기 위해, 본 고안에 따른 인공 부도는 다음과 같은 구성으로 이루어진다.

하천의 수면을 따라 부유되는 부유체에 수변식물을 활착(活着)시키는 그물망 매트가 얹혀진다. 그물망 매트에는 다수개의 포트(pot)가 끼워지고, 각 포트는 수변식물을 식재하기 위한 흙으로 채워진다. 수변식물의 뿌리는 포트와 그물망 매트를 관통하도록 성장하여, 하천에 발생된 영양물질을 흡수할 수 있도록 수중에 위치하게 된다. 부유체의 전체 외곽은 지지틀로 둘러싸여서, 지지틀에 견고히 고정된다. 지지틀의 외측면에는 수 개의 고리가 설치된다. 고리에 와이어 로프의 일단이 연결되고, 와이어 로프의 타단은 앵커 블럭에 연결된다. 앵커 블럭은 하천의 저면내에 박혀 고정된다.

상기된 본 고안의 구성에 의하면, 부유체가 지지틀로 지지되고, 지지틀은 하천의 저면에 박혀 고정된 앵커 블럭으로 지지되므로, 부유체가 빠른 유속에 의해 유실되지 않고 정해진 위치에서 유지될 수가 있다.

이하, 본 고안의 바람직한 실시예를 첨부도면에 의거하여 상세히 설명한다.

도 1 및 도 2는 본 고안에 따른 인공 부도를 나타낸 평면도 및 정면도이고, 도 3은 도 1에서 지지틀과 부유체만을 확대해서 나타낸 상세 평면도이며, 도 4는 도 3의 Ⅳ 부위를 확대해서 나타낸 상세도이고, 도 5a와 도 5b 및 도 6은 지지틀에 고정되는 부유체를 확대해서 나타낸 상세 사시도와 평면도 및 정면도이며, 도 7은 본 고안의 주요부인 지지틀만을 나타낸 평면도이고, 도 8은 도 7의 Ⅷ 부위를 확대해서 나타낸 상세도이며, 도 9 및 도 10은 지지틀의 연결 구조를 확대해서 나타낸 사시도 및 종단면도이고, 도 11은 지지틀간의 연결 구조를 나타낸 도면이며, 도 12는 본 고안의 주요부인 앵커 블럭을 나타낸 사시도이고, 도 13은 부유체를 일정 위치에서 수면을 따라 부유되도록 지지하는 계류 장치를 나타낸 도면이다.

먼저, 도 1 및 도 2를 보면, 직사각틀 형상으로 이루어진 수 개(본 실시예에서는 5개)의 지지틀(10)이 횡으로 배열되어 서로 연결된다. 각 지지틀(10)에는 각 모서리마다 4개의 앵커 블럭(20)이 와이어 로프(21)를 매개로 연결된다. 특히, 양측 외곽의 지지틀(10)에는 지지력 강화를 위해 외측면으로 2개의 앵커 블럭(20)이 추가로 연결된다. 앵커 블럭(20)은 도 2에 상세히 도시된 바와 같이, 하천의 저면에 단순히 놓여지는 것이 아니라 저면내에 박혀 고정된다.

한편, 도 1에서는 도시가 생략되었지만, 각 지지틀(10)내에는 4개의 부유체가 배치되는데, 도 3에 그 배치 구조가 상세히 도시되어 있다. 도시된 바와 같이, 지지틀(10)내는 구획부재(11)가 십자형으로 배치되어, 지지틀(10)내를 4개의 영역으로 구획하게 된다. 4개의 부유체(30)가 각 영역내에 배치되어서, 지지틀(10)과 구획부재(11)에 견고히 고정된다. 구획부재(11)는 2개를 십자형으로 교차해서 구성할 수도 있지만, 본 실시예에서는 도 4에 상세히 도시된 바와 같이, 4개를 교차시키고 서로의 연결점인 정중앙 부분을 조인트(12)를 이용해서 연결할 수도 있다. 즉 4 방향이 개구된 조인트(12)를 이용해서, 조인트(12)의 각 개구부에 4개의 구획부재(11)에 억지끼움식으로 끼워 연결할 수도 있다.

부유체(30)는 도 5a 및 도 5b에 도시된 바와 같이, 수 개의 긴 각형 부재가 일정 간격으로 배열되어, 그의 양단이 2개의 각형 부재에 고정되고, 또한 밑면에는 4개의 각형 부재가 마름모 형상으로 배치된 구조이다. 이러한 형상의 부유체(30)상에는, 도 6에 보다 상세히 도시된 바와 같이, 수변 식물을 활착시키는 그물망 매트(31)가 얹혀져 고정된다. 그물망 매트(31)에 수 개의 포트(32)가 끼워지는데, 각 포트(32)는 부유체(30)의 격자 구조 사이 부분에 위치하게 된다. 따라서, 포트(32)에 채워진 흙에 식재된 수변 식물은 그물망 매트(31)와 부유체(30)를 통과해서 성장할 수가 있게 된다. 본 실시예에서 채용된 부유체(30)의 재질은 경량 플라스틱이다.

한편, 본 실시예에서는 지지틀(10)을 구획부재(11)로 4개의 영역으로 구획하고, 각 영역에 4개의 부유체(30)를 배치한 것을 예로 들었으나, 반드시 본 실시예와 같이 구성할 필요는 없다. 한 예로, 지지틀(10)과 부유체(30)를 거의 대등한 크기로 제작하여 하나씩 구성하여도 되고, 지지틀(10)내에 4개 외에 여러 개의 부유체(30)를 구성할 수 있음은 물론이다.

본 고안의 핵심적인 요소는 부유체(30)가 급속도의 유속에 의해서도 유실되지 않도록 지지하는 지지틀(10)과 앵커 블럭(20)로서, 도 7에는 하나의 지지틀(10)만이 도시되어 있고, 지지틀(10)의 상세한 구조는 도 8 내지 도 10에 도시되어 있다.

도시된 바와 같이, 지지틀(10)은 플라스틱 재질의 환형 파이프(13)와 스테인레스 스틸 재질의 각형 파이프(14)로 구성된다. 환형 파이프(13)는 내측에 배치되고, 각형 파이프(14)는 외측에 배치된다. 따라서, 부유체(30)의 외곽이 환형 파이프(13)에 고정되는데, 고정 방식으로는 볼트 및 너트 체결 방식을 사용하는 것이 바람직하다. 환형 파이프(13)가 부력을 갖도록 하기 위해서, 그의 내부를 발포성 충진물로 채우는 것이 바람직하다.

환형 파이프(13)와 각형 파이프(14)는 U자형 밴드(16)에 의해 연결된다. 도 7에 도시된 바와 같이, 지지틀(10)의 모서리 부분 2개소마다 총 8개소가 U자형 밴드(16)로 연결되는데, 그 상세한 구조가 도 9 및 도 10에 도시되어 있다. 도시된 바와 같이, 각형 파이프(14)의 상하면 각각에 L자형 브래킷(17)의 밑면이 용접되고, 각 브래킷(17)의 측면에는 웰딩 너트(18)가 용접된다. U자형 밴드(16)는 환형 파이프(13)의 내측 외주면 절반을 둘러싸게 되고, 그의 양단에 형성된 볼트(19)가 웰딩 너트(18)에 체결되므로써, 환형 파이프(13)와 각형 파이프(14)를 견고히 고정시키게 된다. 한편, U자형 밴드(16)가 환형 파이프(13)에 마찰접촉되어 마모되는 것을 방지하기 위해, U자형 밴드(16)와 환형 파이프(13)의 접촉면 사이에 완충 러버(16a)가 개재되는 것이 바람직하다.

상기와 같이 구성된 지지틀(10)은 전술된 바와 같이, 와이어 로프(21)를 매개로 앵커 블럭(20)에 연결되는데, 이를 위해 도 8에 도시된 바와 같이, 각형 파이프(14)의 외측면, 보다 구체적으로는 U자형 밴드(16)가 위치한 부분마다 고리(15)가 설치된다. 따라서, 고리(15)는 U자형 밴드(16)와 마찬가지로 하나의 지지틀(10)마다 총 8개가 되는데, 모든 고리(15)에 앵커 블럭(20)이 연결되는 것은 아니다.

즉, 도 3에 도시된 바와 같이, 지지틀(10)은 하나가 아니라 수 개이므로, 도 3을 기준으로 양측면에 배치되어 서로 인접하는 각 지지틀(10)의 고리들은 다른 와이어 로프(21)로 서로 연결되므로써, 각 지지틀(10)이 하나로 이어지게 된다. 따라서, 도 3을 기준으로 전후면에 배치된 나머지 고리들에 앵커 블럭(20)에 이어진 와이어 로프(21)가 연결된다.

앵커 블럭(20)은 전술된 바와 같이, 하천의 저면에 박히게 되는 것으로서, 그의 재질로는 본 실시예에서는 콘크리트가 채용된다. 콘트리트 재질의 앵커 블럭(20) 상부면에는, 도 12에 도시된 바와 같이, 와이어 로프(21)를 연결하기 위한 고리(22)가 설치된다.

상기와 같은 구성으로 이루어진 인공 부도는 급속도의 유속에 의해서도 유실될 염려는 없다. 그런데, 하천의 수위가 항상 일정하지는 않고 계절에 따라 변화가 심하다. 특히, 장마철과 건기에 따라 하천의 수위는 상당한 차이를 보이게 된다.

그러므로, 부유체(30)는 변동이 심한 수면을 따라 부유해야 하는데, 부유체(30)의 상하 이동 범위는 본 고안에 따르면 앵커 블럭(20)에 연결된 와이어 로프(21)의 길이에 의해 정해진다. 따라서, 단순히 와이어 로프(21)의 길이를 충분히 길게 하면 부유체(30)가 수면을 따라 부유하는데는 지장이 없다고 할 수도 있다.

그러나, 본 고안이 해결하고자 하는 과제는 하천 흐름에 의해서 인공 부도가 이동되지 않도록 하는 것이므로, 상기된 바와 같이 와이어 로프(21)의 길이를 너무 길게 하면, 유실되지는 않겠지만 물의 흐름에 따라 인공 부도의 이동 범위가 너무 커지게 된다.

이를 방지하기 위해서, 인공 부도를 설치 위치에서 계류(稽留)되도록 하는 계류 장치가 본 고안에 따른 인공 부도에 구비되는 것이 바람직하고, 도 13에 계류 장치가 도시되어 있다.

먼저, 도 13에 도시된 계류 장치는 본원인이 개발한 것이 아니라 이미 널리 공지된 기술임을 밝혀둔다. 따라서, 개략적으로만 설명하기로 한다.

도시된 바와 같이, 인공 부도의 양측에 하나씩 부유공(24)이 배치된다. 인공 부도에 고정된 와이어 로프(21)가 좌측 부유공(24)에 이동가능하게 연결된다. 와이어 로프(21)는 2가닥으로 갈라져서 하천 저면에 박힌 2개의 앵커 블럭(20) 각각에 고정된다. 한편, 2개로 분기된 와이어 로프(21) 각각에도 부유공(23)이 설치된다. 물론, 와이어 로프(21)가 각 부유공(23)에 이동가능하게 연결된다.

우측 부유공(24)도 좌측과 마찬가지로 와이어 로프(21)가 2가닥으로 분기되어 2개의 앵커 블럭(20)에 연결되지만, 좌측과 같이 고정되는 것이나 각각이 고리에 감겨져서 우측 부유공(24)과 함께 수면을 따라 부유하는 부표(25)에 권취된다.

따라서, 부표(25)에 감져진 와이어 로프(21) 부분이 인공 부도가 수면을 따라 상승함에 따라 풀어지게 되므로써, 인공 부도의 부유를 가능하게 한다. 결과적으로, 도 13에서 좌측 와이어 로프(21)의 전체 길이가 인공 부도의 상하 이동 범위를 한정하게 된다. 즉, 계류 장치는 하천의 수위에 따라 와이어 로프(21)의 길이를 조절하여, 인공 부도가 설치 위치에서 수면을 따라 좌우로 크게 유동되지 않고 상하로만 이동되로록 제한하는 장치이다.

상기된 바와 같이 본 고안에 의하면, 부유체가 지지틀로 지지되고, 지지틀은 하천의 저면에 박혀 고정된 앵커 블럭으로 지지를 받게 되므로써, 급속도의 유속에 의해서 부유체가 유실되는 사태가 방지된다.

한편, 본 고안은 상술한 특정의 바람직한 실시예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 고안의 요지를 벗어남이 없이 당해 고안이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변경 실시가 가능할 것이다.

Claims (5)

1. 하천의 부영양화를 일으키는 영양물질을 뿌리로 흡수하는 수변식물을, 상기 하천의 수면에 부유시키기 위해 사용되는 인공 부도로서,

   상기 하천의 수면을 따라 부유하는 부유체;

   상기 부유체상에 얹혀져 고정된 그물망 매트;

   상기 그물망 매트에 끼워진 다수개로서, 내부에는 상기 수변식물이 식재되는 흙이 채워진 포트;

   상기 부유체의 외곽을 둘러싸는 형상으로 이루어져, 상기 부유체에 고정된 지지틀;

   일단이 상기 지지틀에 고정된 와이어 로프; 및

   상기 와이어 로프의 타단이 고정되어, 상기 하천의 저면에 박혀 고정된 앵커 블럭을 포함하는 것을 특징으로 하는 하천의 수질 정화용 인공 부도.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 지지틀은 부유체가 고정되는 환형 파이프와, 상기 환형 파이프의 외곽을 따라 고정되고 상기 와이어 로프가 연결된 각형 파이프를 포함하는 것을 특징으로 하는 하천의 수질 정화용 인공 부도.
3. 제 2 항에 있어서, 상기 각형 파이프의 상하면에 브래킷이 설치되고, 상기 브래킷 각각에 웰딩 너트가 용접되며, 상기 환형 파이프의 외주 절반을 둘러싸는 U자형 밴드의 양단에 형성된 볼트가 상기 웰딩 너트에 체결되어서, 상기 환형 파이프와 각형 파이프가 고정되는 것을 특징으로 하는 하천의 수질 정화용 인공 부도.
4. 제 3 항에 있어서, 상기 U자형 밴드와 환형 파이프의 접촉면 사이에, 상기 U자형 밴드의 마모 방지를 위한 완충 러버가 개재된 것을 특징으로 하는 하천의 수질 정화용 인공 부도.
5. 제 2 항에 있어서, 상기 부유체와 환형 파이프의 재질은 플라스틱이고, 상기 각형 파이프의 재질은 스테인레스 스틸이며, 상기 앵커 블럭의 재질은 콘트리트인 것을 특징으로 하는 하천의 수질 정화용 인공 부도.