KR200317824Y1 - 다기능성 고층어초 - Google Patents

Abstract

본 고안은 다수개의 강제빔이 그 골격을 형성하도록 연결 설치되어 육면체의 형상을 이루는 단위 구조체가 수평 또는 수직 방향으로 연속 배열되어 육면체 형상의 프레임 구조체를 이루고, 다수개의 상기 프레임 구조체가 수직 방향으로 올라갈수록 그 폭이 좁아지게 적층되어 다층 구조를 형성하는 고층어초로서, 하층을 형성하는 상기 프레임 구조체에는 강제빔의 연결 부분에 와류형성용 판재가 부착되고; 상기 하층의 위쪽에 설치되어 중간층을 형성하는 상기 프레임 구조체에는 그 내부 중앙에 위치한 단위 구조체에 공간분리용 판재가 부착되며; 상기 중간층의 위쪽에 설치되어 상층을 형성하는 프레임 구조체에는 그 내부 중앙에 위치한 단위 구조체에 공간분리용 판재가 부착되고, 상기 프레임 구조체의 둘레에 음영형성용 판재가 일정 간격으로 프레임 구조체의 측면과 경사지도록 설치되어 지붕 형태를 이루며; 상기 상층의 위쪽에 설치되어 최상층을 이루는 상기 프레임 구조체는 상하로 길게 연장된 탑 형태를 이루고 그 상부에 위집소가 마련된다.

Description

다기능성 고층어초{High-rise artificial reef with various function}

본 고안은 다기능성 고층어초에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 수심이 깊은 해저에 설치될 수 있도록 고층으로 제작된 것으로 여러 개의 층으로 이루어지고 각 층마다 해양 생물의 위집 및 서식을 위한 다양한 기능을 발휘할 수 있도록 고안된 다기능성 고층어초에 관한 것이다.

일반적으로, 인공어초라 함은 연안어장의 수산자원 확보를 목적으로 해양생물의 산란 및 서식공간을 조성하고 치어의 은신처를 제공하기 위하여 연안이나 근해에 설치하는 인공적인 구조물로서, 최초 폐선박을 침몰시키거나 지상 구조물을 바다에 투하하여 서식공간을 조성한 것에서부터 서식공간을 보다 효율적으로 조성하기 위하여 육면체형, 원통형, 요철형 구조물로 설계한 것에 이르기까지 다양한 형태로 변모되어 왔다. 또한, 인공어초를 만드는 재료도 다양하여 콘크리트, 폐타이어, 강제 등을 이용한 것이 있으며, 최근에는 환경 친화적인 황토와 패각을 주원료로 한 세라믹 패널을 이용한 인공어초까지 본 출원인에 의해 개발, 생산되고 있다.

지금까지의 연구 결과에 의하면 연안 정착성 어종은 물론 전갱이, 고등어 등의 회유성 어종을 위집하기 위해서는 인공어초의 높이가 수심의 10% 이상이 되어야 하고, 어류의 체류시간(어류가 어초에 머무는 시간)을 연장시키기 위해서는 시설규모, 넓이, 높이 등이 큰 편이 유리하다고 보고되고 있다. 이에 따라, 최근 일본에서는 수심이 깊은 해저에 설치할 수 있는 높이 10m 이상의 고층어초에 관한 연구, 개발이 활발하게 이루어지고 있다. 우리나라의 경우에도 삼면이 바다로 둘러싸인 지리적 여건과 연안 해양 자원의 고갈 등을 감안해 볼 때 심해의 해양 어장을 개발할 필요가 있으며, 이를 위해서 수심이 깊은 대륙붕 지역에도 설치될 수 있는 인공어초의 개발이 절실히 요구되고 있으나, 현재까지 우리나라에서 개발된 인공어초는 그 최대 높이가 10m 정도에 불과하여 투하 지역이 수심이 얕은 연안에 한정되어 있는 실정이다. 상기 인공어초의 높이가 수심의 10% 이상이 되어야 한다는 것은 공학적인 이론치이며 실제 우리나라에서는 높이 10m 정도의 인공어초가 수심 30∼40m 해저에 시설되고 있다. 그러나, 심해의 해양 자원을 개발하기 위해 수심 50∼70m 해저에도 시설될 수 있는 높이 10m 이상의 인공어초 개발이 요구되고 있다.

한편, 어류는 그 위집하는 특성에 따라 인공어초와의 접촉에 의한 촉각적 자극이나 용승류·와류와 같은 해류에 의한 촉각적 자극에 따라 위집하는 것, 인공어초의 형태, 음영 효과 등에서 오는 시각적 자극에 따라 위집하는 것, 및 음향 발생에 의한 청각적 자극을 따라 위집하는 것 등이 있다. 따라서, 인공어초가 다양한 어류의 위집을 위해서는 복잡한 내부 공간을 제공하여 어류와의 접촉 빈도를 높이고, 용승류·와류 등을 발생시켜 어류의 촉각을 자극하며, 음영 효과 등에 의해 어류의 시각을 자극할 수 있도록 설계되어야 한다. 또한, 해류의 흐름을 방해함으로써 생기는 음향 효과 또한 설계시 고려되어야 한다.

그러나, 종래의 콘크리트 어초의 경우에는 구조적 안정성은 뛰어나나, 중량 등의 측면을 고려해볼 때 고층어초를 제작하는데 부적합하고 그 구조가 반구형, 상자형 등으로 단순하게 제작될 수밖에 없어 복잡한 내부공간, 와류 및 음향의 발생과 같은 상기한 어류 위집 조건을 충족하는데도 미흡할 뿐만 아니라, 백화현상으로 인해 오히려 바다를 오염시키는 원인이 되고 있다. 또한, 폐타이어를 이용한 어초의 경우에도 재활용의 측면만이 고려되었을 뿐 그 형상 자체의 변형이 어려워 상기한 조건을 충족하지 못하는 등 종래의 경우 상기한 위집 조건을 모두 갖춘 다기능성 어초가 거의 없는 실정이다.

따라서, 수심이 깊은 해저에도 설치될 수 있도록 고층으로 제작되고, 어류 위집에 필요한 다양한 기능들을 모두 발휘할 수 있는 다기능성 고층어초에 대한 개발의 필요성이 대두되고 있다.

본 고안은 이러한 필요성을 충족하기 위하여 제안된 것으로, 인공어초의 재료로서 강제를 선택하고 이를 용접 등에 의해 연속적으로 결합시킴으로써 손쉽게 10m 이상의 높이로 제작될 수 있을 뿐만 아니라, 다층 구조의 형태를 가지되 각 층 마다 어류의 위집에 필요한 여러 가지 기능들을 발휘할 수 있도록 설계된 다기능성 고층어초를 마련하는데 그 목적이 있다.

이러한 다기능성 고층어초에 의하면 수심이 깊은 해저에 시설되어 해양 어장 조성이라는 인공어초의 목적을 보다 효과적으로 달성할 수 있다.

도1은 본 고안에 따른 다기능성 고층어초의 사시도.

도2는 본 고안에 따른 다기능성 고층어초의 정면도.

※도면의 주요부분에 대한 부호의 설명※

1: 강제빔 3: 단위 구조체

10: 하층 11,21,31,41: 프레임 구조체

13: 와류생성용 판재 15: 지지판

17: 지지대 19: 콘크리트 블록

20: 중간층 23, 33: 공간분리용 판재

30: 상층 35: 음영형성용 판재

40: 최상층 43: 지지바

45: 위집소 47: 가로 판재

49: 강제 앵글

상기의 목적을 달성하기 위한 본 고안의 특징적인 기술적 구성은 다음과 같다.

다수개의 강제빔이 그 골격을 형성하도록 연결 설치되어 육면체의 형상을 이루는 단위 구조체가 수평 또는 수직 방향으로 연속 배열되어 육면체 형상의 프레임 구조체를 이루고, 다수개의 상기 프레임 구조체가 수직 방향으로 올라갈수록 그 폭이 좁아지게 적층되어 다층 구조를 형성하는 고층어초로서, 하층을 형성하는 상기프레임 구조체에는 강제빔의 연결 부분에 와류형성용 판재가 부착되고; 상기 하층의 위쪽에 설치되어 중간층을 형성하는 상기 프레임 구조체에는 그 내부 중앙에 위치한 단위 구조체에 공간분리용 판재가 부착되며; 상기 중간층의 위쪽에 설치되어 상층을 형성하는 프레임 구조체에는 그 내부 중앙에 위치한 단위 구조체에 공간분리용 판재가 부착되고, 상기 프레임 구조체의 둘레에 음영형성용 판재가 일정 간격으로 프레임 구조체의 측면과 경사지도록 설치되어 지붕 형태를 이루며; 상기 상층의 위쪽에 설치되어 최상층을 이루는 상기 프레임 구조체는 상하로 길게 연장된 탑 형태를 이루고 그 상부에 위집소가 마련된다.

이하에서, 첨부된 도면을 참조로 본 고안에 따른 다기능성 고층어초의 바람직한 일 실시예를 설명한다.

도1 및 도2는 본 고안에 따른 다기능성 고층어초의 사시도 및 정면도이다.

도시된 바와 같이, 본 고안에 따른 인공어초는 강제빔(1)을 이용하여 골격을 형성하고 소정 지점마다 다양한 용도의 판재를 설치하여 어류 위집을 위한 여러 가지 기능을 동시에 발휘할 수 있도록 구성된다. 보다 상세하게 설명하면, 다수개의 강제빔(1)이 그 골격을 형성하도록 연결 설치되어 육면체 형상의 단위 구조체(3)를 이루고, 이 단위 구조체(3)가 수평 또는 수직 방향으로 연속 배열되어 육면체 형상의 프레임 구조체를 구성한다. 이 프레임 구조체는 수직 방향으로 다수개가 적층되는데, 본 실시예에서는 총 4개의 프레임 구조체가 적층되어 각각 하층(10), 중간층(20), 상층(30), 최상층(40)을 이룬다. 상기 프레임 구조체는 수직 방향으로 올라갈수록 그 폭이 좁아지도록 구성되어 전체적으로 피라미드 형태를 이루는데,이러한 상협하광의 구조는 인공어초의 안정성을 향상시킨다. 또한, 본 고안에 따른 프레임 구조체는 용접 등의 방법에 의해 상호간 연결 설치가 용이하기 때문에 그 적층되는 숫자에 따라 인공어초 전체의 높이를 손쉽게 높일 수 있다. 비록 본 실시예에서는 4개의 프레임 구조체만이 적층되었으나 필요에 따라 그 숫자를 늘려 인공어초의 높이를 더 크게 할 수 있음은 당연하다. 따라서, 본 고안의 한가지 목적인 높이 10m 이상의 고층어초는 상기한 방법에 의해 쉽게 달성될 수 있다.

도1 및 도2에 도시된 본 고안에 따른 다기능성 고층어초를 각각 하층, 중간층, 상층, 최상층으로 나누어 각각의 구성 및 이에 따른 기능을 상세히 설명하면 다음과 같다.

먼저, 본 고안에 따른 고층어초의 하층(10)은 해저 지반에 직접 접촉되어 인공어초 전체를 지지함과 동시에 가장 넓은 내부공간을 제공하여 회유성 어종을 위집하는 기능을 한다. 방어, 삼치 등과 같은 회유성 어종은 그 체형이 보통 1ｍ 이상이므로 인공어초는 한 변의 길이가 최소한 2ｍ 이상인 공간을 제공하여야 상기 어종의 안식처 역할을 수행할 수 있는 바, 하층(10)을 이루는 프레임 구조체(11)가 제공하는 넓은 내부공간은 이러한 회유성 어종의 위집에 보다 효과적이다.

또한, 하층(10)을 이루는 프레임 구조체(11)에는 골격을 이루는 강제빔(1)의 연결부분에 와류형성용 판재(13)가 설치된다. 이 와류형성용 판재(13)는 해류의 흐름을 방해하여 와류를 형성시킴으로써 촉각적 자극에 의해 어류를 위집한다. 와류형성용 판재(13)의 형상은 단순히 사각형이어도 무방하나 효과적인 와류 형성을 위해 도시된 바와 같이 사다리꼴 형태를 가지는 것이 더 바람직하다. 왜냐하면, 판재의 모서리가 경사진 것이 수평인 경우보다 해류를 보다 효과적으로 난류(亂流)화시키기 때문이다. 이러한 와류형성용 판재(13)는 상기한 바와 같이 와류 형성을 주목적으로 하지만, 그밖에도 해류의 흐름을 막아 내부에 어류의 휴식공간을 제공하고 골격을 형성하는 강제빔(1)의 연결부분에 설치되어 프레임 구조체(11)의 안정성을 향상시키는 기능도 한다.

본 고안의 또 다른 실시예에 따르면, 하층(10)을 이루는 프레임 구조체(11)의 바닥면에는 강제빔(1)이 교차하는 지점에 지지판(15)이 더 설치될 수도 있다. 강제로 된 인공어초의 경우에 강제빔(1)의 폭이 좁아 콘크리트 인공어초에 비해 해저면과 접촉되는 면이 좁기 때문에 접지압이 증가하여 연약 지반 등에는 설치할 수 없다. 이러한 단점을 보완하기 위해 본 고안에서는 바닥면을 이루는 강제빔(1)의 교차 지점에 지지판(15)을 부착하여 해저면과의 접촉면을 증가시켰으며, 이에 따른 접지압의 감소로 본 고안에 따른 인공어초는 연약지반에 설치되더라도 우수한 내침하성을 나타낸다.

또한, 열악한 해저 환경, 예를 들어, 바닥이 경사지거나 해류의 흐름이 급한 해저에서도 인공어초의 구조적 안정성을 확보하기 위해 하층(10)을 이루는 프레임 구조체(11)의 둘레를 따라 지지대(17)가 설치될 수도 있다. 이 지지대(17)는 다수개의 강제빔이 연결 설치되어 육면체 형상의 골격을 이루고 어초와 연결되는 부분의 반대쪽이 경사지도록 형성된다. 더욱이, 이 지지대(18)의 빈 내부공간에는 도2에서 보는 바와 같이 콘크리트 블록(19)을 거치하여 인공어초의 안정성을 더욱 향상시킬 수 있다.

한편, 상기 하층(10)의 위쪽에 마련된 중간층(20)은 공간분리용 판재(23)에 의해 내부공간을 안쪽의 복잡한 공간과 바깥쪽의 넓은 공간으로 차별화하여 볼락과 같이 판재 등에 접촉하여 생활하는 어류와 돔과 같이 판재 등에 떨어져서 생활하는 어류 모두를 위집하는 기능을 한다. 이를 위해, 중간층(20)을 이루는 프레임 구조체(21)는 그 내부 중앙에 위치하는 단위 구조체(3)에만 공간분리용 판재(23)가 설치된다. 이 공간분리용 판재(23)는 상기 단위 구조체(3)의 4개 측면을 따라 설치되고 삼각형으로 형성되어 보다 복잡한 내부공간을 제공한다.

한편, 상기 중간층(20)의 위쪽에 마련된 상층(30)은 상기 중간층(20)과 같이 내부공간이 공간분리용 판재(33)에 의해 안쪽의 복잡한 공간과 바깥쪽의 넓은 공간으로 분리될 뿐만 아니라, 둘레에 음영형성용 판재(35)가 일정 간격을 두고 경사지게 설치되어 지붕 형태를 이룸으로써 내부 공간에 음영을 형성시켜 시각적 자극에 의해 어류를 위집하는 기능을 한다.

내부 공간의 분리는 도2에서 보는 바와 같이 상층(30)을 이루는 프레임 구조체(31)의 내부 중앙에 위치하는 단위 구조체(3)에 그 측면을 따라 공간분리용 판재(33)가 설치됨으로써 이루어지며, 이는 상기 중간층(20)의 구조와 동일하다. 한편, 음영의 형성은 상기 프레임 구조체(31)의 둘레를 따라 프레임 구조체(31)의 측면과 일정하게 경사지도록 강제틀이 마련되고 이 강제틀에 음영형성용 판재(35)가 일정 간격으로 설치됨으로써 이루어진다. 결국 상기 음영형성용 판재(35) 또한 상기 프레임 구조체(31)의 측면과 일정하게 경사지도록 설치되어 지붕 형태를 가짐으로써 상층(30)의 내부 공간에 음영을 형성시킨다. 이러한 음영이 어류의 시각을자극하여 위집되도록 한다는 것은 이미 상기한 바이다. 본 실시예에서는 상기 음영형성용 판재(35)가 상기 프레임 구조체(31)에 2열로 설치되어 있으나 인공어초의 크기에 따라 그 설치되는 숫자 및 크기는 자유롭게 변경될 수 있다.

마지막으로, 상기 상층(30)의 위쪽에 마련된 최상층(40)은 상하로 길게 연장된 탑 형태로 구성되어 고층어초의 높이를 증가시키는 기능을 한다. 상기한 바와 같이, 인공어초는 그 높이가 투하되는 해양 수심의 10% 이상이 되어야 어초로서의 기능을 효과적으로 수행할 수 있는 바, 상기 최상층(40)의 구조는 적은 재료를 사용하여 보다 효과적으로 어초의 높이를 확보할 수 있도록 해준다. 다만, 이와 같이 상하로만 길게 연장될 경우에는 구조적 안정성이 저하되므로 최상층(40)을 이루는 프레임 구조체(41)의 내부 공간에 다수개의 지지바(43)를 "x"자 형태로 설치하여 안정성을 확보하는 것이 바람직하다.

한편, 최상층(40)을 이루는 상기 프레임 구조체(41)의 상부에는 치어와 같은 소형 어류들을 위집하기 위한 위집소(45)가 마련된다. 이 위집소(45)는 그 골격이 원통, 사각기둥, 육각기둥 등 어떠한 형태를 가지더라도 무방하나 보다 복잡한 형태를 가지는 것이 어류의 시각을 자극하는데 효과적이라는 점에서 본 실시예서와 같이 팔각기둥 형태를 갖는 것이 바람직하다. 이러한 팔각기둥 형태의 위집소(45)에는 그 외면에 가로 판재(47)가 상하로 일정 간격을 두고 설치되어 와류 및 음향 효과를 발생시키고, 그 내부에 강제 앵글(49)이 상호 교차되도록 설치되어 더욱 복잡하고 다양한 형태의 공간을 제공함으로써, 치어와 같은 소형 어류에게 휴식처 및 은신처를 제공한다.

상기 지지바(43)와 강제 앵글(49)은 어초의 골격을 이루는 강제빔(1)과 동일한 것을 사용하여도 무방하나, 좁은 홈 등의 공간을 제공할 수 있는 ㄱ형강 등을 사용하는 것이 더 바람직하다.

참고로, 상기한 와류형성용 판재(13), 공간분리용 판재(23,33), 음영형성용 판재(35) 및 가로 판재(47) 등은 주로 강판으로 만들어지나, 반드시 이에 한정되지 않으며 나무나 플라스틱 등으로 만들어도 무방하고 특히 본 출원인이 개발한 세라믹판을 사용하는 경우에는 원적외선의 발생 등으로 인해 어류 위집의 효과를 더욱 증가시킬 수 있다.

한편, 본 고안은 강제를 사용하여 10m 이상의 높이를 갖는 고증어초를 제작함에 있어서 그 형태를 다층 구조로 구성하되 각 층마다 어류의 위집에 필요한 여러 가지 기능을 수행할 수 있도록 설계한 다기능성 고층어초에 관한 것이나, 다양한 위집 기능을 동시에 수행할 수 있는 본 고안에 따른 다층 구조는 10m 이하의 인공어초에 대해서도 당연히 적용될 수 있다.

상술한 바와 같이 본 고안에 따른 다기능성 고층어초에 의하면, 수심이 깊은 해저에 설치할 수 있을 뿐만 아니라, 위집 기능의 복합적 배치에 의해 다양한 어종을 동시에 위집할 수 있어 인공어초 설치의 궁극적인 목적인 바다 목장화 사업을 더욱 효과적으로 달성할 수 있다.

Claims (6)

1. 다수개의 강제빔(1)이 그 골격을 형성하도록 연결 설치되어 육면체의 형상을 이루는 단위 구조체(3)가 수평 또는 수직 방향으로 연속 배열되어 육면체 형상의 프레임 구조체를 이루고, 다수개의 상기 프레임 구조체가 수직 방향으로 올라갈수록 그 폭이 좁아지게 적층되어 다층 구조를 형성하는 고층어초로서,

   하층(10)을 형성하는 상기 프레임 구조체(11)에는 강제빔의 연결 부분에 와류형성용 판재(13)가 부착되고; 상기 하층의 위쪽에 설치되어 중간층(20)을 형성하는 상기 프레임 구조체(21)에는 그 내부 중앙에 위치한 단위 구조체에 공간분리용 판재(23)가 부착되며; 상기 중간층의 위쪽에 설치되어 상층(30)을 형성하는 프레임 구조체(31)에는 그 내부 중앙에 위치한 단위 구조체(3)에 공간분리용 판재(33)가 부착되고, 상기 프레임 구조체(31)의 둘레에 음영형성용 판재(35)가 일정 간격으로 프레임 구조체(31)의 측면과 경사지도록 설치되어 지붕 형태를 이루며; 상기 상층의 위쪽에 설치되어 최상층(40)을 이루는 상기 프레임 구조체(41)는 상하로 길게 연장된 탑 형태를 이루고 그 상부에 위집소(45)가 마련된 것을 특징으로 하는 다기능성 고층어초.
2. 제1항에 있어서,

   하층을 이루는 상기 프레임 구조체(11)는 바닥면을 이루는 강제빔의 교차 지점에 지지판(15)이 설치되고, 둘레를 따라 지지대(17)가 설치된 것을 특징으로 하는 다기능성 고층어초.
3. 제2항에 있어서,

   상기 지지대(17)는 강제빔에 의해 육면체 형상의 골격을 이루고 그 내부 공간에 콘크리트 블록(19)이 거치된 것을 특징으로 하는 다기능성 고층어초.
4. 제1항에 있어서,

   최상층을 이루는 상기 프레임 구조체(41)는 그 내부 공간에 다수개의 지지바(43)가 "x"자형으로 설치된 것을 특징으로 하는 다기능성 고층어초.
5. 제1항에 있어서,

   상기 위집소(45)는 강제빔에 의해 팔각기둥 형태로 형성되고, 그 외면에는 가로 판재(47)가 상하로 일정 간격을 두고 설치되며, 그 내부에는 강제빔(49)이 상호 교차되도록 설치된 것을 특징으로 하는 다기능성 고층어초.
6. 제1항에 있어서,

   상기 어초의 높이는 10m 이상인 것을 특징으로 하는 다기능성 고층어초.