KR20100019299A - 담수능력이 있는 적층식 제방블록 - Google Patents

Abstract

본 발명은 담수가 가능한 적층식 제방블록에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 둘 이상의 물유입구와 둘 이상의 조립홈이 형성된 뚜껑부와, 상기 물유입구와 조립홈에 대응되는 위치에 물유출구와 조립돌기가 형성된, 유입된 물이 일시 체류하는 용기부를 포함하는 담수능력을 갖는 적층식 제방블록에 있어서, 상기 물유입구 및 물유출구로 상하이동 가능한 지름의 중공관과, 상기 중공관의 상부외면에 결합된 부력체로 이루어진 상하이동수단과; 일단이 상기 용기부의 내측에 고정되고, 타단이 상기 중공관을 관통하여 상기 물유입구 및 물유출구에 대하여 수직으로 형성되어 있는 지지수단;을 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 담수능력이 있는 적층식 제방블록에 관한 것이다.

본 발명에 의한 제방블록은 물 저장효과가 매우 우수하므로 과도한 강우 또는 가뭄에 시에 물을 보관하거나 방출하는 완충기능을 가진 제방이 가능하게 된다.

제방블록, 담수, 조립, 수해

Description

담수능력이 있는 적층식 제방블록{Pre-Fabricated Levee Block Having Capability to Contain Water in It}

본 발명은 담수가 가능한 적층식 제방블록에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 강우시에 일정량의 빗물을 담수하고 있다가, 서서히 침투수로 흘려보낼 수 있도록 함과 동시에, 물유출입구의 막힘을 방지할 수 있는 구조의 적층식 제방블록에 관한 것이다.

종래의 토지의 유실 및 수자원의 낭비를 방지하기 위하여, 농수로나 하천 등(이하 단순히 '하천'이라 함)의 측면에 흙, 자연석 또는 콘크리트 등으로 제작된 블록을 이용하여 제방을 쌓고 있다. 그러나 재료공급의 편의성과 시공의 간편성 때문에 주로 콘크리트로 제작된 제방블록이 많이 이용되고 있다. 일정한 두께와 크기를 갖는 제방블록은 경사면 작업이 완료된 제방의 표면에 연속 적층되는 형태로 시공된다. 이렇게, 시공이 완료된 종래의 제방블록들 사이에 작은 틈이 있게 되는데, 우천시 상기 블록의 틈새를 통하여 극히 적은 양의 빗물이 하부의 지반 토 양으로 침수되고, 대부분의 빗물이 블록의 표면을 따라서 흘러내려 하천으로 유입된다.

따라서 장마철과 같이 집중호우가 있는 경우 갑자기 유입된 빗물에 의해 하천이 범람하거나 제방이 붕괴되는 재해가 발생할 가능성이 높다.

이러한 재해를 방지하기 위하여 본 발명자에 의해 내부에 물을 저장하는 공간이 형성된 "수해방지용 적층식 제방블록"(특허등록 10-745795)이 개발된 바 있다. 이에 의해 집중 호우시 하천의 범람이나 제방의 유실을 방지할 수 있게 되었다. 그러나 상기 종래기술에 의하면 적층된 제방블록 중에서 제일 상층의 블록에서는 외부의 물이 충분히 빠른 속도로 유입되어 담수(물 저장)효과가 있지만 아래층의 블록에서는 물의 유입속도가 제한적이라는 단점이 있다. 또한 제방블록 내부에 물이 체류되는 시간이 물의 유입속도와 무관하게 일정하게 되어 갈수기에 효과적으로 물을 저장하는 효과가 다소 미흡하게 된다.

더욱, 종래 기술에 의한 제방블록은 물과 함께 유입되는 부유물 등에 의해 서서히 물유입구와 물유출구가 막히게 되어 시공 후 어느 정도의 시간이 경과되면 담수능력이 거의 상실되는 치명적인 약점이 있다.

본 발명은 적층된 모든 제방블록의 물 저장효과가 발휘될 수 있는 적층식 제 방블록을 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명은 물과 함께 유입되는 부유물 등에 의해 물유출구가 폐쇄되는 것을 방지할 수 있는 구조의 적층식 제방블록을 제공하는 것을 또 다른 목적으로 한다.

본 발명은 내부에 저장되는 물의 양이 조절되는 구조의 적층식 제방블록을 제공하는 것을 또 다른 목적으로 한다.

본 발명은 제방블록의 조립을 위한 홈과 돌기를 일정한 간격으로 형성해 다양한 방식의 적층과 조립이 가능한 적층식 제방블록을 제공하는 것을 또 다른 목적으로 한다.

전술한 과제를 해결하기 위한 본 발명은, 둘 이상의 물유입구와 둘 이상의 조립홈(11)이 형성된 뚜껑부(10)와, 상기 물유입구와 조립홈(11)에 대응되는 수직 하방의 위치에 물유출구와 조립돌기(21)가 형성된, 유입된 물이 일시 체류하는 용기부(20)를 포함하는 담수능력을 갖는 적층식 제방블록에 있어서, ① 상기 물유입구 및 물유출구로 상하이동 가능한 지름의 중공관(31)과, 상기 중공관(31)의 상부외면에 결합된 부력체(32)로 이루어진 상하이동수단(30)과; ② 최소한 일단이 상기 용기부(20)에 고정되고, 타단이 상기 중공관(31)을 관통하여 상기 물유입구 및 물유출구에 대하여 수직으로 형성되어 있는 지지수단(40);을 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 담수량 조절이 가능한 적층식 제방블록에 관한 것이다. 이러한 구성에 의해, 하기 첨부된 도면에서도 볼 수 있듯이, 본 발명에 의한 제방블록의 물 유입구로 물이 유입되면 부력체(32)의 부력에 의해 상하이동수단(30)이 지지수단(40)을 따라 위로 올라가면서 물유출구가 개방되고, 물이 모두 유출되면 다시 상하이동수단(30)이 아래로 내려오면서 물유출구가 폐쇄(물론 완벽한 폐쇄를 의도하는 것은 아님)된다. 이 과정에서 물과 함께 유입된 부유물 등에 의해 물유출구가 막히더라도 상하이동수단(30)의 중공관(31)이 상하로 이동하므로 다시 뚫어지게 된다.

본 발명에서 상기 중공관(31)은 하부로 갈수록 가늘게 되도록 하는 것이 바람직하다. 이에 의해 물이 많이 유입되면 상하이동수단(30)이 상승하고, 이에 따라 중공관(31)의 하부와 물유출구 사이의 공간이 넓어져서 물이 더 빠르게 유출되고, 물이 적게 유입되면 상하이동수단(30)이 조금 상승하고, 이에 따라 중공관(31)의 중간부와 물유출구 사이의 공간이 좁아져서 물이 더 천천히 유출되게 된다. 이러한 기작에 의해 본 발명에 의한 제방블록은 물의 유입량에 따라 물 유출량이 조절되는, 즉 담수량 조절이 가능한 제방블록이 된다.

본 발명에서 상기 조립돌기(21)의 설치 간격은 조립홈(11)의 설치 간격과 동일하고, 위치 역시 수직으로 평면도 상으로 동일한 위치에 형성되도록 하는 것이 좋다. 이때 상기 조립돌기(21)와 조립홈(11)은, 예를 들면 2×4의 배열로, 가로, 세로 모두 일정한 간격으로 형성하는 것이 블록의 배열과 적층에 바람직하다. 이에 의해 적층된 상하 제방블록의 하판 조립돌기(21)와 뚜껑 조립홈(11)이 맞물려 결합된다. 한편, 제방블록 제조의 편의성을 증대시키고, 블록 내부로의 불순물 유입을 최대한 방지하기 위하여, 상기 물유입구는 조립홈(11)에 형성되고, 물배출구는 조립돌기(21)에 형성되는 것이 바람직하다.

하천 제방의 경우 상류로부터 갑자기 물이 많이 내려와 수위가 높아지는 상황 또는 제방블록에 의해 하천 반대편의 토양으로부터 하천 쪽으로의 물방출이 방해되는 상황이 발생할 수 있다. 이러한 경우를 대비하여 상기 제방블록의 측판에 측면물통과구(23)가 형성되도록 하는 것이 바람직하다. 이에 의해 하천의 수위가 높아지는 경우 측면물통과구(23)를 통해 물이 제방블록의 내부와 제방블록 반대편의 토양으로 침투되어 완충작용을 하며, 토양측에 수분이 과도한 경우 역으로 제방블록 내부를 통해 하천쪽으로 물이 방출되므로 과도한 수분함유에 의한 제방붕괴를 방지하는 효과를 얻을 수 있다.

본 발명에서 상기 제방블록의 외형은 특별한 제한이 없으나, 소정 규격의 육면체 형태인 것이 바람직하다. 한편, 제방블록을 교차적층할 때 외관상의 아름다움을 부여하기 위해 예를 들면, 상기 측판의 일측이 외부로 돌출된 라운딩 형상이 되도록 할 수도 있다.

본 발명에서 상기 제방블록의 각 구성부는 콘크리트, 철근 콘크리트, 플라스틱 등 다양한 재질의 것이 적용될 수 있다. 그러나 제작과 설치/관리의 편의성, 환경오염 방지 등의 측면에서 내부용기는 플라스틱 재질로, 나머지는 콘크리트 재질로 하는 것이 바람직하다.

또한 상기 제방블록은 상당히 크고 무겁기 때문에 제작/운송/시공 과정에서 중장비에 의존하는 것이 좋다. 이를 위하여 상기 제방블록의 용기부(20) 외측에, 바람직하게는 상호대칭되는 4곳에 이동용고리(도시 생략)를 설치하는 것이 바람직하다.

또한 용기부(20)의 측면과 뚜껑부(10)를 관통하는 구멍을 형성하고 고정용막대를 박아 넣어 뚜껑부(10)가 비관계자에 의해 임의로 개방되는 것을 방지하는 것이 좋다.

한편, 본 발명에 의한 상기 제방블록을 이용하여 제방을 형성한 후 최상층 내부에 불순물이 들어간 경우 이를 청소하기 위해서 최상층의 뚜껑부(10)에는 개폐용 손잡이가 형성되도록 하는 것도 좋다. 이 경우 최상층 블록의 뚜껑부(10)에는 물유입구가 더 많은 특수구조가 되도록 할 수도 있을 것이다.

본 발명에 의한 제방블록은 물 저장효과가 매우 우수하므로 과도한 강우 또는 가뭄 시에 물을 보관하거나 방출하는 완충기능을 가진 제방이 가능하게 된다.

또한 제방블록의 강도를 충분히 높일 수 있을 뿐만 아니라, 다양한 적층과 조립이 가능하여 안전하고 미적인 적층식 제방을 설치할 수 있게 된다.

또한 본 발명에 의하면, 물유입구와 물유출구가 항상 상하이동수단에 의해 청소되므로 막히지 않아 장기간 담수능력을 유지할 수 있게 된다.

또한 본 발명에 의한 제방블록은 종래의 자연석에 의한 제방처럼 상황에 따라 물이 하천에서 토양쪽으로, 토양에서 하천쪽으로 자연스럽게 유동할 수 있는 통로를 제공하는 장점이 있다.

또한 본 발명에 의한 담수능력을 갖는 적층식 제방블록에 의하면, 집중호우로 인한 하천의 범람이나 침수피해를 방지할 수 있고, 가뭄이 지속되는 경우 하천으로의 물공급원이 될 수 있다. 또한 하천 제방의 침하나 붕괴도 방지하는 효과가 있다.

이하에서는 첨부도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 담수능력을 갖는 적층식 제방블록을 설명한다. 그러나 이러한 도면과 실시예는 본 발명의 기술적 사상의 내용과 범위를 쉽게 설명하기 위한 예시일 뿐, 이에 의해 본 발명의 기술적 범위가 한정되거나 변경되는 것은 아니다. 또한 이러한 예시에 기초하여 본 발명의 기술적 사상의 범위 안에서 다양한 변형과 변경이 가능함은 당업자에게는 당연할 것이다.

참고로, 예시된 도면에서는 상부에 적층된 제방블록의 물유출구가 하부에 적층된 제방블록의 물유입구 기능을 하는 것으로 도시하였으나, 이는 변형이 가능하다.

도 1은 본 발명의 일예에 의한 적층식 제방블록의 뚜껑부(10)와 용기부(20) 및 조립 상태를 나타낸 사시도이다. 상하이동수단과 지지수단은 생략된 상태이다. 도 1에는 용기부(20) 내부가 하나의 공간을 이루는 것이 도시되어 있지만, 제방블록의 강도를 증대시키고, 뚜껑부(10)를 지지할 수 있도록 격벽이나 지지다리, 지지판, 걸림턱 등 다양한 형태의 부가적인 구조가 추가될 수 있을 것이다.

도 1에서 볼 수 있듯이, 뚜껑부(10)의 하부에는 용기부(20)에 장착시 움직이지 않도록 용기부(20)의 내벽에 맞닿도록 양측에 고정용턱(12)이 있다. 그러나 뚜껑부(10)가 고정장착될 수 있도록 여러가지 다른 방식을 선택할 수 있음은 당연하다.

본 발명에 의한 제방블록이 적층조립될 때, 뚜껑부(10)의 조립홈(11)과 용기부(20) 외부바닥에 형성된 조립돌기(21)가 서로 맞물리도록 하는 것이 좋다. 필요한 경우 조립홈(11)과 조립돌기(21)가 일정한 간격으로 형성되어 한 칸씩 엇갈려 조립되도록 한다. 이러한 방식에 의해, 빠른 물저장 및 느린 물배출 효과를 얻을 수 있을 뿐만 아니라, 블록에 의해 적층/조립된 제방이 수평방향의 수압 또는 토압에 충분한 저항력을 부여할 수 있게 된다.

도 2a~2c는 본 발명에 적층식 제방블록이 조립된 상태에서 물의 유출입에 따른 상하이동수단(30)의 상태를 보여주는 개념적 단면도이다.

본 발명에서 상기 상하이동수단(30)은 내부의 물의 양 변화에 따라 상승하강해야 하므로, 상하이동수단(30) 전체의 밀도는 당연히 1g/㎤ 미만이 되어야 한다.

중공관(31)은 상하 지름이 동일할 수도 있고(도 2a, 2c) 상부가 지름이 크고 하부가 지름이 작은 테이퍼 형태의 구조(도 2b)일 수도 있다. 용기부(20) 내부로 유입된 물은 중공관(31)의 외면과 물유출관(22)의 내면에 의해 이루어지는 공간('물유출공간'이라 함)을 통해 하부로 유출된다. 따라서 중공관(31)이 테이퍼 형태인 경우에 용기부(20) 내부에 유입된 물이 많은 경우 상하이동수단(30)이 상승하므로 물유출공간이 넓어져서 물이 보다 빠르게 유출되며, 물이 적은 경우 상하이동수단(30)이 하강하므르 물유출공간이 좁아져서 물이 서서히 유출된다. 즉, 담수량에 따른 물유출속도가 조절된다. 또한 물 유입량에 따라 상하이동수단(30)이 물유출관(22)을 관통하여 상하이동하므로 물유출관(22)이 막히는 현상을 방지할 수 있는 효과가 있다.

지지수단(40)은 상기 상하이동수단(30)을 수직으로 유지시키면서 상승하강하는 루트를 만들어주기만 하면 어떠한 구조라도 무방하다. 예컨대 지지수단(40)의 일측 이상의 말단을 용기부(20)의 측면에 형성된 홈에 끼움고정시킬 수도 있고(도 2a, 2b), 일측이 용기부(20)의 바닥에 형성된 홈에 끼움고정되도록(도 2c) 할 수도 있을 것이다.

본 발명에서 상기 상하이동수단(30)은 합성수지 재질이고, 지지수단(40)은 녹슬지 않는 금속재질인 것이 바람직하다.

상하이동수단(30)과 지지수단(40)의 설치위치 및 설치갯수는 뚜껑부(10) 및 용기부(20)의 물유출공의 위치 및 개수, 제방블록의 강도를 증대시키고, 뚜껑부(10)를 지지할 수 있도록 격벽이나 지지다리, 지지판, 걸림턱 등 부가적인 구조 물의 유무 및 종류, 제방블록이 적층되는 형태 등을 고려하여 적절하게 선택할 수 있음은 당연할 것이다.

도 2a~2c를 참조하면서 본 발명에 의한 담수능력을 갖는 적층식 제방블록이 조립된 상태에서 제방블록을 매개로 한 물의 흐름을 개념적으로 설명한다.

강수량이 많아지면 최상층 블록의 모든 물유입구와 아래층 블록의 노출된 앞부분 물유입구로 비교적 다량의 물이 유입된다. 그러면 최상층 블록의 용기부(20) 내부에 물이 점점 차면서 상하이동수단(30)이 그에 비례하여 상승한다. 그러나 어느 정도 이상 상승할 때까지는 중공관(31)이 물유출관(22)을 막고 있으므로 소량의 물만이 물유출공간을 통해 아래층 블록의 용기부(20)로 이동한다. 이어서 최상층 블록의 용기부(20)에 물이 다 차면 중공관(31)이 물유출관(22)에서 완전히 이탈되므로 물유출공간이 넓어져서 물이 유입되는 속도와 같은 빠른 속도로 바로 아래층 블록의 용기부(20)로 이동한다. 이러한 방식으로 최상층 블록에서부터 아래층 블록으로 순차적으로 용기부(20)에 물이 차게 된다. 물론 이때 각 층의 블록의 물 중 일부가 토양과 접한 물유출구를 통해 토양으로 전달될 수도 있다. 상황에 따라서는 토양과 접하는 물유출구를 형성하지 않음으로써 측면 토양으로의 물전달을 방지할 수도 있을 것이다.

반대로 각 층 블록의 용기부(20)에 담긴 물은 추가적인 물의 유입이 없더라도 어느 정도 수위가 낮아지면 상하이동수단(30)이 하강하면서 중공관(31)이 물유출구를 막게 되므로 매우 서서히 아래층으로 이동한다. 따라서 제방블록에 물이 저장된 상태에서 천천히 배수되는 효과가 나타난다.

한편, 도시하지는 않았지만, 본 발명에 의한 적층식 제방블록에 측면물통과구(23)를 일측 또는 필요에 따라 양측에 형성할 수도 있다. 제방의 토양쪽에 형성되는 측면물통과구(23)는 토양의 유입이 방지되고 물만 유입될 수 있도록 미세구조(예컨대, 미세망 구조)가 되도록 하는 것이 바람직하다.

측면물통과구(23)가 제방의 하천쪽과 토양쪽에 모두 형성된 경우를 설명한다. 상류층의 집중호우 등으로 인해 하천의 수위가 높아지는 경우 측면물통과구(23)를 통해 물이 제방블록의 내부와 제방블록 반대편의 토양으로 침투되어 완충작용을 하며, 토양측에 수분이 과도한 경우 역으로 제방블록 내부를 통해 하천쪽으로 물이 방출되므로 하천수 보충효과와 더불어 과도한 수분함유에 의한 제방붕괴를 방지하는 효과를 얻을 수 있다.

도 3은 본 발명에 의한 적층식 제방블록이 계단형으로 조립된 상태를 보여주는 단면도이다. 블록층 사이의 수평간격은 조립홈(11)과 조립돌기(21)의 개수와 위치를 조정함으로써 적절하게 결정할 수 있음은 당연하다.

본 발명에 의한 적층식 제방블록이 적층되었을 때, 외부로 노출되는 조립홈(11)을 통해 비교적 큰 부유물(나뭇가지, 자갈, 모래 등)이 제방블록의 내부로 흘러들어와 물유출구를 막을 수가 있다. 이를 방지하기 위하여, 노출되는 조립홈(11)에 망구조의 표면홈커버(13)를 덮어두는 것이 바람직하다. 도 4a에 조립홈(11)을 덮는 표면홈커버(13)의 일예를, 도 4b에 적층된 제방블록에서 노출된 조 립홈(11)에 표면홈커버(13)가 장착된 예를 각각 도시하였다. 망구조는 지역적 특성(나뭇가지가 많은지, 모래가 많은지 등)에 따라 다양하게 선택할 수 있을 것이다.

따로 도시하지는 않았지만, 물유입구와 물유출구의 크기, 위치 및 개수, 앞부분 물유입구 또는 뒷부분 물유출구의 밀봉여부, 조립홈(11)과 조립돌기(21)의 크기, 형상, 위치 및 개수 등은 제방이 설치되는 하천의 특성에 따라 변형하여 정할 수 있을 것이다.

도 1은 본 발명의 일예에 의한 적층식 제방블록의 뚜껑부와 용기부 및 조립 상태를 나타낸 사시도.

도 2a~2c는 본 발명에 적층식 제방블록이 조립된 상태에서 물의 유출입에 따른 상하이동수단의 상태를 보여주는 개념적 단면도.

도 3은 본 발명에 의한 적층식 제방블록이 계단형으로 조립된 상태를 보여주는 단면도.

도 4a는 조립홈을 덮는 표면홈커버의 일예를, 도 4b는 적층된 제방블록에서 노출된 조립홈에 표면홈커버가 장착된 예를 각각 도시한 예시도.

<도면 중 주요부분에 대한 부호의 설명>

10. 뚜껑부

11. 조립홈 12. 고정용턱 13. 표면홈커버

20. 용기부

21. 조립돌기 22. 물유출관 23. 측면물통과구

30. 상하이동수단

31. 중공관 32. 부력체

40. 지지수단

Claims (5)

1. 둘 이상의 물유입구와 둘 이상의 조립홈이 형성된 뚜껑부와, 상기 물유입구와 조립홈에 대응되는 위치에 물유출구와 조립돌기가 형성된, 유입된 물이 일시 체류하는 용기부를 포함하는 담수능력을 갖는 적층식 제방블록에 있어서,

   상기 물유입구 및 물유출구로 상하이동 가능한 지름의 중공관과, 상기 중공관의 상부외면에 결합된 부력체로 이루어진 상하이동수단과;

   일단이 상기 용기부의 내측에 고정되고, 타단이 상기 중공관을 관통하여 상기 물유입구 및 물유출구에 대하여 수직으로 형성되어 있는 지지수단;을 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 담수능력이 있는 적층식 제방블록.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 중공관은 하부로 갈수록 가늘게 되어 있는 것을 특징으로 하는 담수능력이 있는 적층식 제방블록.
3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,

   상기 물유입구는 조립홈에 형성되어 있고, 물유출구는 조립돌기에 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 담수능력이 있는 적층식 제방블록.
4. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,

   상기 용기부의 측면에 측면물통과구가 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 담수능력이 있는 적층식 제방블록.
5. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,

   상기 용기부의 일측면이 외부로 돌출된 라운딩 형상인 것을 특징으로 하는 담수능력이 있는 적층식 제방블록.

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