KR20050010402A - 식재용 인공매트 - Google Patents

Abstract

본 발명은 식재용 인공매트에 관한 것으로서, 이는 하천의 침식을 방지하고 수질을 정화하여 하천 호안을 친환경적으로 복원할 수 있도록 하는데 그 목적이 있다.

이러한 본 발명의 식재용 인공매트는 식물재배용 매트에 있어서, 650~850℃의 고온에서 발포 성형한 다공질의 세라믹 경량체를 파쇄하여 이루어진 인공토양; 상기 인공토양을 감싸되 상기 인공토양의 입자가 외부로 토출되지 않으면서 식재되는 식물의 뿌리가 생장하여 관통되도록 형성된 망체로 구성되는 것을 특징으로 한다. 그리고, 상기 망체는 코코넛파이버 또는 폴리에틸렌사로 형성될 수 있으며, 상기 매트의 형상은 카페트형 또는 긴 원통형으로 이루어지는 것을 특징으로 한다.

Description

식재용 인공매트{ARTIFICIAL MAT CULTIVATING PLANT}

본 발명은 수생식물을 식재하여 하천을 자연 녹화하는 식재매트에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 코코넛 섬유와 다공질의 세라믹 경량체인 인공토양으로 구성되어 하천 호안을 보호하는 동시에 수질을 정화하여 친환경적으로 복원할 수 있도록 된 식재용 인공매트에 관한 것이다.

최근 들어, 하천 주변의 토지를 이용한 도시화 개발이 활성화되면서 하천환경 정비방식이 치수(治水) 및 이수(利水) 목적의 토목공사 위주로 진행되었다. 이에 자연 하천의 곡선 선형은 직선으로 바뀌었고 하천의 호안부는 콘크리트화되고 있다. 이러한 하천의 콘크리트 구조물은 하천의 침식을 방지하는 이점이 있으나, 하천의 자연정화능력을 배제한 방법으로 하천의 오염이 점차 증가되는 문제점이 있다. 더욱이 하천이 갖는 고유한 자연환경 기능이 저하되어 식물이 착생하지 못하는 문제점이 있으며, 통상적으로 하천변에는 물살이 빠르고 유수에 따라 토양이 쉽게 패이기 때문에 수생식물의 식재가 어려운 문제점이 있다.

이에 따라, 요즈음에는 생태적으로 훼손된 하천환경을 재생, 복구하고자 하는 목적에서 자연소재를 이용한 하천의 환경정비가 이루어지고 있는데, 이러한 환경정비 중 하나의 대안으로서 코코넛 섬유를 소재로 한 식재매트의 공법들이 제공되고 있다.

이러한 종래의 코코넛 섬유를 이용한 식재매트는 시간이 경과됨에 따라 코코넛 섬유가 분해되어 분해된 코코넛 성분이 식물에 필요한 영양분으로 지속적으로 공급됨으로써 호안을 녹화하는데 기여하고 있으나, 정체수역이나 일부 하천 현장에서는 분해된 코코넛 섬유 부유물질이 하천수질에 부정적인 요소로 작용되고 있는 문제점이 있다. 게다가, 식재된 수생식물이 내부에 채워진 코코넛 섬유로 인해 자생력이 현저히 떨어지게 되는 문제점이 있다.

본 발명은 전술한 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 외부의 코코넛파이버에 인공토양이 충진되어 구성됨으로써 하천의 침식을 방지함과 아울러 수질을 정화하여 하천 호안을 친환경적으로 복원할 수 있도록 된 식재용 인공매트를 제공하는데 그 목적이 있다.

도 1a는 본 발명에 따른 인공매트의 사시도,

도 1b는 도 1a의 A-A'선을 절단한 인공매트의 단면도,

도 2a는 본 발명의 다른 실시예에 따른 인공매트의 사시도,

도 2b는 도 2a의 B-B'선을 절단한 인공매트의 단면도,

도 3a는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 롤형 인공매트의 사시도,

도 3b는 도 3a의 C-C'선을 절단한 인공매트의 단면도,

도 4는 본 발명에 따른 인공매트를 하천변에 설치한 시공예.

** 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 **

1;수생식물 10,20,30;인공매트

11,21,31;망체 12,22,32;인공토양

13,23,33;식재구멍

전술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 식재용 인공매트는 식물재배용 매트에 있어서, 고온에서 발포 성형한 다공질의 세라믹 경량체를 파쇄하여 이루어진 인공토양; 상기 인공토양을 감싸되 상기 인공토양의 입자가 외부로 토출되지 않으면서 식재되는 식물의 뿌리가 생장하여 관통되도록 망 구조로 형성된 식생기반재로 구성되는 것을 특징으로 한다. 이때, 상기 식생기반재는 코코넛파이버 또는 폴리에틸렌사로 형성될 수 있으며, 상기 매트는 카페트 형상 또는 긴 원통형으로 이루어지는 것을 특징으로 한다.

이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 자세히 설명하기로 한다.

도 1a는 본 발명에 따른 인공매트의 사시도이고, 도 1b는 도 1a의 A-A'선을 절단한 인공매트의 단면도이며, 도 2a는 본 발명의 다른 실시예에 따른 인공매트의 사시도, 도 2b는 도 2a의 B-B'선을 절단한 인공매트의 단면도이다.

본 발명에 따른 식재용 인공매트는 전체 모양에 따라 크게 카페트형과 롤형으로 구분될 수 있으며, 각각의 카페트형과 롤형은 다시 그 구성요소에 따라 파이버(fibre)형과 네트(net)형으로 구분될 수 있다. 즉, 인공매트가 코코넛파이버(coconut fibre)로 짜여진 망의 형태이면 인공 식재 기반으로 사용되는 파이버형이고, 폴리에틸렌사 그물모양으로 짜여지면 주로 호안의 보호용이나 수질 정화용으로 사용되는 네트형이다.

이를 토대로 먼저 도 1a 및 도 1b를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 인공매트(10)는 도 1a에 도시된 바와 같이 전체 모양이 사각형으로 기본 매트의 카페트 형태를 이루고 있으며, 외형을 이루는 망체(11)와 채움재인 인공토양(12)으로 구성되어 있다.

즉, 외측에 코코넛파이버를 소재로 한 카페트 모양의 망체(11)가 구성되어 있고, 그 내측에는 다공질의 세라믹 경량체인 인공토양(12)이 채움재로 충진되어 이루어진 구조로, 이러한 인공매트(10)는 카페트형과 파이버형으로 구분될 수 있다.

전술한 코코넛파이버는 코코넛(coconut)의 내용물이 제거된 껍질을 물에 오랜동안 불린 후 탈수시켜서 얻은 섬유 덩어리를 압착함으로써 형성된 것으로, 시간이 경과되면 코코넛 성분이 분해되어 식재된 수생식물(1)의 영양분으로 공급되는 기능을 한다. 이와 같이 장섬유로 구성되는 망체(11)는 내측에 충진되는 인공토양(12)이 틈새 사이로 토출되는 것을 방지하고, 식재되는 수생식물의 뿌리가 망체(11)의 틈새 사이로 관통하여 용이하게 활착할 수 있도록 미세한 망 구조로 형성된다.

그리고, 전술한 인공토양(12)은 고온(650~850℃)에서 발포 성형된 다공질의 세라믹 경량체를 파쇄하여 입자 크기를 조정한 인공경량체로서, 입자크기는 외측에서 이를 감싸는 망체(11)의 틈새 사이로 토출되지 않을 정도의 크기로 통상 2~30mm 범위내이다. 이러한 인공토양(12)은 건조시 0.5㎏/㎤ 의 압력으로 충진하여 측정한 용적밀도가 0.35 g/㎤이고, 수분포화시 용적밀도는 1.13 g/㎤이며, 용적밀도를 측정한 코어(core)를 이용하여 물로 포화시켰을 때의 수분량으로 계산한 공극률은 78.5%, 물로 포화된 것을 48시간 자연배수시켰을 때의 기상률은 66.2%, 투수계수는 0.26 ㎝/sec, 흡수율은 32 중량비인 특징이 있다. 따라서, 인공토양(12)은 보수성이 뛰어나 식물이 필요로 하는 유효수분을 충분히 확보할 수 있고, 다공질 입자에 부착·서식하는 미생물에 의해 수질 정화 능력을 가지고 있으며, 통기성과 배수성이 일정하게 유지되어 식물뿌리의 생장을 촉진시키는 역할을 한다.

이와 같이 구성되는 카페트형의 인공매트(10)는 수생식물을 식재하는 인공 식재 기반재로, 하천·습지·수로 등 흐름이 완만하면서 하상이 주로 자갈 등으로구성되어 식물의 활착이 어려운 곳에 설치되는 것이 바람직하다.

설치시, 망체(11)의 상측면에 소정 간격으로 식재구멍(13)을 다수개 형성하여, 형성된 식재구멍(13)에 수생식물(1)을 식재한다. 따라서, 식재된 수생식물(1)의 뿌리가 내부의 인공토양(12)을 통과하고 망체(11)의 하부를 관통하여 땅속에 착생되도록 한다. 이때, 본 발명에 따른 수생식물(1)은 갈대나 부들, 꽃창포, 줄 등의 지하부가 물에 잠기고 지상부가 물위로 나와 습지환경과 잘 어울리는 정수식물로, 예컨대, 카페트형 인공매트(10)의 가로너비(d)가 1000mm이고 두께(h)가 100~150mm 인 경우 ㎡당 11본 이상 일렬로 또는 지그재그로 엇갈려서 심는 것이 바람직하다.

다음으로 도 2a 및 도 2b를 참조하면, 본 발명의 다른 실시예에 따른 인공매트(20)는 도 2a에 도시된 바와 같이 전체 모양이 사각형으로 기본 매트의 카페트 형태를 이루고 있으며, 외형을 이루는 망체(21)는 폴리에틸렌사(PolyEthylene; 이하 'PE'라 칭함)의 그물모양(21)으로 형성되고, 망체(21) 내측에는 인공토양(22)으로 구성되어 있다.

즉, PE(21)를 소재로 하여 형성된 카페트 모양의 망체(21)에 전술한 바와 같은 다공질의 세라믹 경량체인 인공토양(22)이 충진되어 인공 식재 기반을 이루는 구조로, 이러한 인공매트(20)는 카페트형의 PE 소재로 이루어진 네트형이다. 미설명부호 23은 수생식물(1)을 식재하기 위한 식재구멍이다.

이때, PE 로 형성된 망체(21)는 내부의 인공토양(22)이 틈새 사이로 토출되지 않도록 하고, 식재되는 수생식물(1)이 용이하게 하측의 망체(21)를 관통하여 활착할 수 있도록 하기 위함으로, 짜여진 그물의 크기는 미세하게 형성되는 것이 바람직하다.

더욱 상세히 설명하면, 네트형의 인공매트(20)는 도 2b에 도시된 바와 같이 전체 모양이 카페트 형을 이루고 있으나, 측면이 사각형으로 이루어진 직육면체의 인공매트(20)가 다수개 연이어서 이루어진 구조로, 이는 하나의 그물망으로 형성될 수 있으며, 직육면체를 이룬 그물망을 다수개 묶어 고정시킴으로써 형성될 수도 있다. 이와 같은 형상의 인공매트(20)는 실시예에 불과한 것으로, 이에 한정되지 않고 그 모양을 다양하게 변형하여 실시할 수 있다.

따라서, 이와 같이 구성되는 네트형의 인공매트(20)는 도 1a에 도시된 파이버형의 인공매트(10)보다 유연성 및 피복력이 뛰어나므로 굴곡진 경사면에 설치하여 저수 호안부의 사면보호용이나 녹화용으로 이용하는 것이 바람직하다. 시공 후에는 내부 채움재의 인공토양(22)이 사면부 토양과 용이하게 일체화되어 수생식물의 군락형성을 위한 기반이 조성될 수 있으며, 수생식물이 유수방향으로 도복하여 호안 표면부분의 유속을 완화시킬 수 있다.

도 1a 내지 도 2b에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예들에 따른 카페트형 인공매트(10,20)는 내부에 인공토양(12,22)이 충진되어 있어, 다공질 세라믹 입자에 부착·서식하는 미생물에 의해 하천의 수질을 정화할 수 있고, 식물의 뿌리를 건조와 침식으로부터 보호하는 동시에 식물이 필요로 하는 유효수분과 영양분을 지속적으로 제공하여 수생식물이 서식할 수 있는 환경을 조성할 수 있다. 그리고, 내측의 인공토양(12)을 감싸는 망체(11)가 코코넛파이버로 형성되어 수생식물(1)에필요한 영양분을 공급할 수가 있다.

도 3a는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 롤형 인공매트의 사시도이고, 도 3b는 도 3a의 C-C'선을 절단한 인공매트의 단면도이며, 도 4는 본 발명에 따른 인공매트를 하천변에 설치한 시공예이다.

도 3a 및 도 3b를 참조하면, 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 인공매트(30)는 도 3a에 도시된 바와 같이 전체 모양이 긴 원통형을 이루고 있으며, 원통형을 이루는 외형은 망 구조의 망체(31)로 구비됨과 아울러, 그 내부에는 전술한 다공질의 세라믹 경량체인 인공토양(32)이 구비되어 망체(31)에 충진되어 있다. 그리고, 수생식물(1)을 식재하기 위하여 망체(31)의 상측면에 일정 간격의 식재구멍(23)이 형성되어 있다.

이러한 인공매트(30)는 롤형으로 구분되고, 이는 세부적으로 망체(31)의 구성요소에 따라 파이버형과 네트형으로 구분될 수 있는데, 전술한 바와 같이 코코넛파이버로 구성되는 파이버형과 폴리에틸렌사(PE) 소재로 이루어지는 네트형으로 구분될 수 있다. 롤형 인공매트(30)의 파이버형은 소규모 공원의 계류나 소하천, 호수, 연못, 습지 등에 설치됨으로써 물의 흐름이나 파장에 의한 침식을 방지하여 하천을 보호하고 녹화하며, 롤형 인공매트(30)의 네트형은 호안부의 물가선에 설치됨으로써 호안(護岸)의 녹화는 물론, 수질을 정화하는 정화용으로 사용되고 있다.

이러한 롤형 인공매트(30)는 코코넛의 장섬유 또는 PE 소재로 이루어진 망체(31)와, 다공질 세라믹 경량체인 인공토양(32)으로 이루어진 원통형의 식재 매트로, 주로 수변부에 설치되어 물의 흐름이나 파장에 의한 침식을 방지하고 하상·하안의 변동에 유연하게 대응한다. 또한, 내측에 채움재로 충진된 인공토양(32)으로 인하여 보수력이 뛰어나 식물이 필요로 하는 수분과 영양분을 장시간 충분히 확보함으로써 식물의 뿌리를 건조와 침식으로부터 보호할 수 있다. 또한, 인공토양(32)으로부터 번식하는 미생물에 의해 하천 등의 수질을 용이하게 정화할 수 있다.

도 4를 참조하여 전술한 바와 같은 카페트형 및 롤형 인공매트들(10,20,30)을 하천변에 설치하여 시공한 사례를 살펴보면, 도시된 바와 같이 하천의 경사진 지면에는 유연성이 뛰어난 네트형의 인공매트(20)가 설치되고, 흐름이 완만한 곳으로 편평한 지면에는 파이버형의 인공매트(10)가 설치되는 한편, 하천의 물가선에는 롤형 인공매트(30)가 설치된다.

설치시 인공매트(10,20,30)들은 지면에 용이하게 고정되도록 고정수단(40-1,40-2,40-34,0-4,40-4.40-5,50)이 구비되는데, 인공매트(10,20,30)간에는 외관상 미려하게 하기 위함으로 시야에 보이지 않는 고정핀(40-1,40-2,40-34,0-4,40-4.40-5)을 이용하여 망체를 고정시키고, 설치된 롤형 인공매트(30)의 외측면에 일정 간격으로 다수개의 말뚝(50)을 박아서 고정시킨다.

이때, 말뚝(50)은 충분히 길게 형성하여 지면에 깊숙히 박음으로써 지면에 의해 롤형 인공매트(30)가 견고히 지지되도록 한다. 한편, 로우프나 철사 등을 구비하여 말뚝(50)의 상측으로 연장된 부위와 롤형 인공매트(30)를 묶음으로써 고정할 수도 있다. 이와 같이 인공매트(10,20,30)를 하천변에 시공시에는 전술한 바와같이 하천의 유속이나, 저수로의 사행정도, 하상 경사, 횡/종단면의 유형 등 환경조건에 따라 다양하게 인공매트(10,20,30)를 설치하는 것이 바람직하다.

이상에서 설명한 것은 본 발명의 식재용 인공매트를 설명한 실시예에 불과한 것으로서, 본 발명은 상기한 실시 예에 한정되지 않고, 이하의 특허청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변경 실시가 가능한 범위까지 본 발명의 기술적 사상이 미친다고 할 것이다.

앞서 설명한 바와 같이 본 발명에 따르면, 물의 흐름이나 파장에 의한 침식을 방지하고 수변을 자연 녹화함으로써 콘크리트의 위화감을 줄이고 하천의 자연 경관을 조성할 수 있으며, 나아가 하천생태계를 복원하여 비오톱(Bio-tope)을 조성하고, 하천 정비가 자연형으로 이루어지도록 할 수 있는 효과가 있다.

즉, 내측에 충진되는 다공질의 세라믹 경량체인 인공토양으로 인하여 식물이 필요로 하는 유효수분과 영양분을 충분히 확보하고 식물의 뿌리를 건조와 침식으로부터 보호함으로써, 수생식물이 안정된 상태로 생장할 수 있는 지속 가능한 식재 기반을 조성하여 하천 등의 수변을 녹화할 수 있는 효과가 있다. 더욱이, 인공토양으로부터 번식하는 미생물에 의해 하천의 수질을 정화하여 수생식물을 비록하여 곤충 등 다양한 수변생태계가 복원될 수 있도록 하는 효과가 있다.

Claims (5)

1. 식물재배용 매트에 있어서,

   고온에서 발포 성형한 다공질의 세라믹 경량체를 파쇄하여 이루어진 인공토양; 및

   상기 인공토양을 감싸되 상기 인공토양의 입자가 외부로 토출되지 않으면서 식재되는 식물의 뿌리가 생장하여 관통되도록 형성된 망체로 구성되는 것을 특징으로 하는 식재용 인공매트.
2. 제1항에 있어서, 상기 망체는 코코넛파이버로 형성되는 것을 특징으로 하는 식재용 인공매트.
3. 제1항에 있어서, 상기 망체는 폴리에틸렌사로 형성되는 것을 특징으로 하는 식재용 인공매트.
4. 제2항 또는 제3항에 있어서, 상기 매트는 카페트 형상으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 식재용 인공매트.
5. 제2항 또는 제3항에 있어서, 상기 매트는 롤 구조로 긴 원통형으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 식재용 인공매트.