KR200236598Y1 - 경사지와 유수지의 식생대 형성촉진가능한 자연부식형식생포대 - Google Patents

Abstract

본 고안은 자연상태에서 일정한 기간의 경과시 자연부식성을 갖는 천연섬유재로 구성한 망체주머니에 각종 토양개량제, 비료, 종자들을 일체로 구성하여 경사지, 나대지, 함몰지등에 적용하여 목적한 토양피복보호작용과 녹지조성등의 기능이 구현토록 한 녹화부재의 제공에 관한 것이다.

경사면이나 일반적인 함몰지, 유수지등에 모래나 다른 토양재를 포대에 담아서 적층하여 주므로서 토양유실을 방지하며, 유수지나 제방, 둑등에 대한 여러 가지 방제기능을 부여하고 있다. 그러나 이들 일반재료로는 함몰지, 유수지에 대한 식생대의 형성이 부족하여 식생대에 의한 근부형성층이 어려워 일정기간경과후에 결국 파손되어버려 본래의 유수지보호기능이 상실되어버린다.

본 고안은 단순한 방제용 포대가 아니라 식생대 형성을 촉진하도록 자연부식성 재질로 포대를 구성하되 내측면에 식생대형성에 적합한 종자, 각종 발아촉진, 비료, 농약등을 천연부식성 재질로 일체화하여 주고, 그 내부 공간부에 토양모재와 중량물을 충진한 자연식생대 형성을 촉진하는 자연부식형 식생포대를 개발하였다. 본 고안은 포대의 기간골격구조물을 유지하는 기간중에는 형태를 유지하고 있다가 내부에 포함된 각종 종자의발아로 충분한 식생이 형성되는 속도에 맞추어 자연분해되도록 하여 포대의 골격구조 기능을 상실하여 감에 따라 식생대를 구성한 식물근부구조에 의하여 각종 제방, 둑, 경사지유실방지등의 기능을 대체토록 하여 궁극에는 자연적인 식생대의 활착에 의한 안정된 자연 구조물을 형성토록 하는 것이다.

Description

경사지와 유수지의 식생대 형성촉진가능한 자연부식형 식생포대{Plant germination bag using naturally decomposing material}

본 고안은 도로절개지 경사면, 하천주변의 유수지, 제방등에 설치하여 초기에는 침식 방지기능, 경사지 유실방지등의 각종 방제기능을 발휘하면서 내장된 각종 식생종자의 발아와 성장에 의한 식생식물의 착근부(着根剖)의 형성에 맞추어 골격을 이루어준 포대구조물이 서서히 자연분해되도록 상호작용이 이루어지도록 구성한 식생대 형성촉진가능한 자연부식형 식생포대에 관한 것이다.

일반적으로 자연재해나 인위적인 훼손을 입은 경사면이나 하천 주변사면, 침식지, 유수지들은 그대로 방치하게 될 경우 침식으로 인한 붕괴의 위험이 따르게 된다. 이러한 위험을 방지하기 위한 방법으로는 콘크리트, PVC, 철망 등을 이용하여 격자형의 틀을 만들어 그 사이에 흙을 채워 초목류나 잔디씨를 파종하는 방법과 잔디를 이식하는 방법, 기타 볏짚에 씨앗을 부착시켜 만든 주머니와 합성섬유에 씨앗을 부착시켜 만든 주머니가 있으며, 천연섬유망체(코이어네트등)를 설치하고 잔디살포(시드-스프레이)를 함으로 그 지면을 녹화시켜 이들 식생이 발아 활착하므로써 근부의 결속력으로 침식, 붕괴를 방지하는 방법등이 있다.

이들의 방법은 모두 식생대를 구성할 흙이나 다른 착근가능한 모재가 존재할 때에 기능이 발휘되며, 암벽, 콘크리트단면부, 유속이 강한 부위등은 이같은 단순한 방식으로는 식생의 활착이 어려워 흙이나 모래 혹은 마사등이 담겨진 포대를 적층하여 소위 제방과 같은 기능을 발휘토록하는 데 머물고 있다. 그러나 이같은 단순 적층구조물로는 초기에는 단단한 구조를 유지할 수 있으나 시간이 경과하면서 포대의 파손이 불가결이므로 결국 최종적으로는 내장된 흙이나 마사등이 유출되면서 구조자체가 붕괴되어버린다.

이같은 문제를 해결하기 위하여 각종 종자를 함유하고 접착기능을 갖는 성분과 토양기능을 발휘하는 재료를 일체로 한 조성물(녹생토라고 명명하고 있음)을 경사면이나 나대지등에 뿜칠처리하여 일정두께를 도포하므로서 자연식생대를 촉진한 것도 있다. 그러나 암벽, 콘크리트에 억지로 접착된 부재가 장시간 경과하면서 여러가지 자연환경(건조와 동하절기 온도의 급격한 변화등)에 의하여 본래의 접착기능을 상실하게 되면 결국 형성된 층이 분리되어버려 재시공이 불가피한 문제가 현재 시공된 구간별로 드러나고 있다.

또다른 개선책으로 볏짚주머니(실1998-019459)를 이용한 것도 있으나 볏짚은 수분에 접촉하면서 단시간안에 부식되는 특성 때문에 식물이 활착되기 이전에 완전히 부식되어 식생대에 의한 활착형성이 되기 전에 유실되어 버리는 것이다.

볏짚의 단점을 개선한 것으로는 폴리프로필렌이나 폴리에틸렌수지류등과 같은 합성섬유를 이용한 포대를 이용하는 방법도 제공되고 있으나, 합성수지가 갖는 한계로 표면부에 전혀 식물체가 성장하지 못하며, 특히 사면부가 합성수지백으로 봉합되어진 것이 외부에 노출된 채 육안으로 식별되므로 미관의 측면에서 전혀 도움이 되지 못하고 있다. 또다른 단점으로는 합성수지재의 포대가 자연계에서 부식이 되지 못하고, 장기간의 광조사와 온도변화에 따른 열화가 되면 부분적인 파손으로 내부의 토사들이 유출되고 붕괴되면서 초기의 상태로 환원되어져 재시공이 불가피한 것이다. 즉, 임시방편적인 효과외에는 전혀 도움이 되지 못하는 것이다.

그외의 방법으로 사면에 망체를 덮고 이 망체 사이에 필요한 종자 혹은 다른 식생식물을 파종처리하는 방법이 있으나, 이역시 밀착이 불완전하고 발아율이 너무나 심한 편차를 보이며, 부분적인 분리현상, 고정팩의 건습변화에 따른 고정상태 해제등의 문제로 재시공이 반복되고 있다.

본 고안은 상기한 단점을 개선하고자 식생식물의 활착과 성장에 필요한 토양모재가 부족한 곳에 식생식물이 활착가능하도록 토양모재를 공급하도록 하며,

토양모재의 공급이 된 다음에는 필요한 영양성분등이 함께 조성된 식생식물조성환경에 최적인 종자류를 토양모재와 함께 공급토록 하며,

이 공급된 토양모재와 식생환경을 환경변화에 의한 파괴가 없이 적절한 형태를 유지하도록 하는 구조적인 형태유지 기능을 갖도록 하며,

단순한 형태유지기능을 벗어나서 공급된 식생식물이 성장하고, 성장과 더불어 서서히 자연부식이 되어 토양의 부식토공급원으로 작용하는 다양한 기능이 함께 완성된 것을 개발하고자 하는 것이다.

본 고안은 이상의 단점을 개선코자 식생식물이 활착생육가능한 기간이 온대지방의 경우 대개 봄철에서 부터 가을까지 약 6내지 8개월정도이며 다년생식물은 적어도 3년정도의 생육기간이 요구된다는 점에 착안하여 이 기간안에 자연부식되면서 식생식물의 발아와 활착을 유도하는 천연재료로서 황마와 코코넛섬유사에 의한 망체를 포대형태로 구성하되 그 내면에 초화류 종자, 발아촉진제, 비료, 농약등을 천연부식성을 갖는 박판층내부에 부착하고 다시 천연부식성의 박판층으로 포괄토록 한 연속적층구조층(A)의 포대를 구성하고, 형성된 공간부내에 토양모재로 가능한 각종 재질을 충진한 자연부식형 식생포대를 개발하였다.

도 1 은 본 고안의 대표적인 자연부식형 식생포대의 단면구조도,

도 2 는 본 고안의 식생포대단위체의 사시도,

도 3 은 본 고안의 식생포대의 상측면의 부분확대 단면도,

도 4 는 본 고안을 경사지에 실제로 적용한 상태를 도시한 사시도임.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

1:외피층, 2:박판층 4:씨앗, 5:비료, 6:토양개량제 7:내측박판층 9:충진수단 A:구조층

본고안은 온대지방의 계절변화하에서 통상적으로 6∼8개월정도 그리고 약 3개년의 시간경과와 함께 서서히 기본골격구조를 상실토록 하는 천연부식성의 황마와 코코넛섬유재를 이용하여 다공성 외피층(1)을 구성하고, 이 외피층(1)의 내측면으로 연질의 다공성 박판층을 일체로 적층하여 공간부를 구성하며, 형성된 공간부에 일정거리를 두고 씨앗, 비료. 토양개량제들을 분포시키되 천연부식성의 접착제로 일체화하여 내부 식생촉진층을 구성한 층상구조물을 일정형태의 크기로 절단하여 사방측단면을 봉합처리하여 내부에 중량물 충진공간부을 구성하고, 이 충진공간부에 토양, 마사토등의 토양구성물과 일정중량물을 배합하여 충진한 충진부로 구성되어진다.

본 고안에서 사용하는 황마는 온대지방에서 봄에서 부터 가을까지의 기간안에 내장된 토양모재를 지탱하는 골격구조를 서서히 상실하는 재질로서 이들 재료외에도 다른 천연재료로서 이와 동일한 효과를 갖는 것이라면 사용가능하다. 그외에 코코넛 섬유재질은 항시 20℃이상을 유지하는 지방에서도 3년이상의 골격구조를 지니는 내식성를 갖고 있도록 야자나무의 과일인 코코넛 열매의 껍질을 분리하여 얻은 코이어사(coir yarn)중 길이 30∼40㎝, 굵기 0.3∼1.0㎜만을 취하여 직경 6∼12㎜가 되도록 합사한 후 10㎝당 10에서 15회 가연(twisting)처리하여 기본로프를 이용하여직조한 것이다.

이하 본고안을 구체적인 도면에 의하여 구체적으로 설명한다.

본 고안의 구체적인 것은 도 1에서 대표적인 자연부식형 식생포대의 단면구조도를 도시하며, 도 2 는 본 고안의 식생포대 1개를 도시한 사시도이며, 도 3 은 본 고안의 완성된 식생포대의 일측면(상면 혹은 하면)의 부분확대 단면도, 도 4 는 본 고안을 경사지에 적츨하여 설치한 실제적인 적용상태를 도시한 사시도이다.

본 고안은 자연부식이 가능한 천연섬유질재료로서 황마섬유사중 길이 90∼110㎝, 굵기 1∼5㎜를 갖는 것만을 취하여 합사한 후 가연처리한 기본 황마로프를 직조하여 구성한 외피층(1), 상기한 외피층에 일체로 적층되는 자연부식성과 수분투과성을 갖는 연질의 박판층(2), 상기한 박판층에 씨앗(4), 비료(5), 토양개량제(6)들을 일정거리로 자연부식성의 접착제로 접착처리하여 배치한 식생대형성층(3), 상기한 식생대 형성층(3)을 하부에서 포괄토록 하는 또다른 자연부식성의 수분투과성을 갖는 연질의 내측박판층(7)을 연속적층구조층(A)을 4각, 3각등의 다각형 혹은 원형, 타원형등의 형태로 재단하여 상부층을 구성하고,

이 상부층과 동일한 형태의 하부층을 그 양측단(8)이 서로 접하도록 하여 재봉, 접착등의 방법으로 밀봉처리하여 포대형태로 구성하며,

형성된 포대형태의 내부에 흙, 마사토, 자갈등의 설치될 장소의 특성에 적합한 충진수단(9)을 충진하여 전체적으로 밀봉처리한 자연부식성과 식생발아성을 갖춘 식생포대이다.

본 고안의 외피층은 단기간의 식생대 형성이 가능한 지경을 위한 황마를 주재로 한것과 달리 다년생 식물들이 어느 정도 활착하기 까지 구조를 유지하기 위해서는 야자나무의 과일인 코코넛 열매의 껍질을 분리하여 얻은 코이어사(coir yarn)중 길이 30∼40㎝, 굵기 0.3∼1.0㎜만을 취하여 직경 6∼12㎜가 되도록 합사한 후 10㎝당 10에서 15회 가연(twisting)처리하여 기본로프를 구성한 다음 이것으로 직조한 것이 사용된다.

본 고안에서 사용되는 외피층(1)에 형성되는 구멍크기는 씨앗의 발아초기에 최소의 장애물의 조건을 주기위해 1 INCH²당 9개의 구멍에서 81개의 구멍이 있는 제품으로하며, 이는 구멍의 갯수가 많을수록 구조의 유지는 용이하나 씨앗의 발아율이 지연되는 효과와 구멍의 갯수가 적을수록 씨앗의 발아율이 높아지나 더욱 클 경우 주머니내의 토사가 강우등에 의하여 유실되므로 발아율을 높이고 토사유실을 최소화하는 특성을 가진 제품을 말한다.

본 고안에서 사용한 연질의 다공성 박판층(2)(3)은 수분과 접하는 경우 수분내에 그 구조를 상실하여 붕괴할 수 있는 펄프를 이용한 박판층으로서, 특히 자연계에서 서서히 분해될수 있는 펄프를 이용한 박판층으로서, 본 박판층은 수분과 접하는 경우 단시간내에 섬유상구조를 상실하면서 중앙에 내장된 각종 씨앗이나 비료성분들이 지표에 노출되도록 하여 즉시 발아, 영양공급, 수분유지, 토양개량등의 작용이 가능하게 하였다.

본 고안에서 종자들은 경사지의 형태, 온도, 강우량, 태양조사량등을 종합적으로 비교하여 최적의 식생식물이 선택되며, 비료나 농약류도 이에 맞추어 선정토록 한다. 씨앗, 비료, 토양개량제등은 일반적인 화학합성계통의 접착제가 아닌 녹말을주재료로 만든 접착제를 사용하여 역시 자연계에서 수개월내에 자연분해되면서 그 자체로서 영양원구실도 가능하게 하였다. 또다른 예로서는 접착제에 소량의 성장촉진제, 착근제, 혹은 살균제등을 혼합하여 사용하므로서 발아와 착근을 돕고 성장을 촉진하는 동시에 외부 세균에 의한 오염을 방지하도록 하였다.

이러한 구성으로 제작된 천연녹화주머니는 현장에서 흙을 담은 상태에서 경사면이나 기타장소에 적층시켜주고 관수를 해주는 것으로 공정이 마무리 된다.

상기 망체주머니(1)는 초기 강우로 인한 사면 침식작용을 억제하여 사면안정이 되며 햇빛의 량을 적당하게 투과하고 보습력이 높아 초기발아율을 높일수 있도록 하는 것이다.

또한 상기 상부 종이와 하부종이 사이에는 초화류 종자나 잔디 씨앗을 첨가물과 함께 배합, 살포하여 설치시 발아, 착근, 생장이 빠르도록 하는 것이다.

본 고안의 제품에 대한 실제 설치후 외피층의 골격구조 유지정도에 대한 시험결과는 다음과 같다.

조 건	COCONUT FABRIC	JUTE(황마)	COTTON
토양중온도82∼86。F습도90%	1년(인장강도 20%보유)	8주후완전히 생분해됨	6주후완전히 생분해됨
수중4000시간	변화가 거의 없음(신장율만 약간감소)	TEST 불가	TEST 불가

주) 독일 INSTITUTE BAM TEST 결과

이상에서 살펴본 바와 같이 본 고안은 도로경사지 절개면 및 하천주변의 사면 보호용 녹화주머니의 구조에 관한 것으로 천연섬유망 아래의 상부 종이와 하부종이 사이에 초화류 종자나 잔디 씨앗을 첨가물과 함께 배합, 살포한 것에 그 특징이 있는 것으로 하여 설치와 동시 추가적인 녹화공정(시드-스프레이)을 없애주고 지면을 안정되게 보호함과 동시에 잔디나 초화류등 지피식물의 발아, 착근, 생장이 빠르게 하도록 한 것이다.

Claims (3)

1. 황마섬유사중 길이 90∼110㎝, 굵기 1∼5㎜를 갖는 섬유사만을 취하여 합사한 후 가연처리하여 기본 황마로프를 직조하여 구성한 외피층(1), 상기한 외피층에 일체로 적층되는 자연부식성과 수분투과성을 갖는 연질의 박판층(2), 상기한 박판층에 씨앗(4), 비료(5), 토양개량제(6)들을 일정거리로 자연부식성의 접착제로 접착처리하여 배치한 식생대형성층(3), 상기한 식생대 형성층(3)을 하부에서 포괄토록 하는 또다른 자연부식성의 수분투과성을 갖는 연질의 내측박판층(7)을 연속적층한 구조층(A)을 다각형의 형태로 재단하여 상부층을 구성하고,

   이 상부층과 동일한 형태의 하부층을 그 양측단(8)이 서로 접하도록 하여 밀봉처리하여 포대형태로 구성하며,

   형성된 포대형태의 내부공간부에 흙, 마사토, 자갈등의 설치될 장소의 특성에 적합한 충진수단(9)을 충진하여 전체적으로 밀봉처리한 자연부식성과 식생발아성을 갖춘 식생포대.
2. 제 1 항에 있어서,

   외피층이 야자나무의 과일인 코코넛 열매의 껍질을 분리하여 얻은 코이어사(coir yarn)중 길이 30∼40㎝, 굵기 0.3∼1.0㎜만을 취하여 직경 6∼12㎜가 되도록 합사한 후 10㎝당 10에서 15회 가연처리하여 기본로프를 구성한 다음 이것으로 직조한 것을 특징으로 하는 자연부식성과 식생발아성을 갖는 식생포대.
3. 제 1 항에 있어서,

   외피층(1)이 9∼81개/INCH²의 구멍이 있는 것을 특징으로 하는 자연부식성과 식생발아성을 갖는 식생포대.