KR20100116894A - 해빈 침식 방지를 위한 연성 식생 모형과 그 연성 식생 모형의 배치 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 해조류(Seaweed, Kelp, Seagrasses)의 형상으로 이루어진 연성 식생 모형을 이용하여 파랑 에너지 및 파랑의 흐름을 적절히 제어할 수 있도록 함에 의해, 해빈의 침식과 표사의 외해 이동을 방지할 수 있도록 하는 해빈 침식 방지를 위한 연성 식생 모형과 그 연성 식생 모형의 배치 방법을 제공한다.

이를 위해 본 발명은 연성 식생(Flexible Vegitation)을 특정의 식생 밀도로 다수개 고정 배치하기 위한 매트와, 연성의 해양 식물을 인공적으로 모형화하여 형성하고서, 상기 매트의 전면에 고정 배치되는 연성 식생 및, 상기 연성 식생이 고정 배치된 매트를 해저 바닥면에 대해 고정시키는 고정 부재를 포함하여 구성되고, 상기 연성 식생 모형을 해빈의 쇄파대(碎波帶, Surfpoint) 내측의 해저 바닥면에 고정 배치하는 과정을 포함하여 이루어진 것을 특징으로 한다.

Description

해빈 침식 방지를 위한 연성 식생 모형과 그 연성 식생 모형의 배치 방법{Flexible Vegitation Model for Preventing Beach Erosion and Method for Arrangement of Flexible Vegitation Model}

본 발명은 연안 해역에서의 해빈 침식과 그로 인한 표사의 이동을 방지하기 위한 해빈 침식 방지를 위한 연성 식생 모형과 그 연성 식생 모형의 배치 방법에 관한 것이다.

일반적으로, 연안 해역에서는 해저의 지형이 변동되거나 시간의 경과에 따라 해빈이 침식되면서 연안의 토사가 외해쪽으로 점차적으로 이동되는 한편, 해저로부터의 토사의 공급이 차단됨에 따라, 해빈 침식이 가속화되는 경향이 나타나고 있다.

이러한 해빈 침식이 발생하게 되면, 항구의 항만 시설이 노후화되어 잦은 보수와 복구를 반복해야 하고, 연안에서 행해지는 해산물 양식의 경우에는 토사의 이동에 따라 해조류의 생존 환경이 사라지게 되어 동물성, 식물성 플랑크폰이 감소되고, 이로 인해 양식장의 황폐화가 불가피하게 될 뿐만 아니라, 해수욕장이 있는 해안의 경우에는 토사의 이동으로 백사장이 점차적으로 감소되는 한편, 해빈의 침식 으로 인해 바다의 깊이가 깊어지게 되어 해수욕이 어려워지는 상황까지 발생할 수 있다.

한편, 이러한 해빈의 침식을 방지하기 위해, 최근에는 돌제나 이안제 등과 같은 인공적인 강성 구조물을 해안이나 연안 해역에 설치할 수 있도록 하여 연안 토사가 외해쪽으로 이동되는 것이 방지되도록 하고 있는 바, 인공적인 강성 구조물을 설치하게 되면 일정 기간 동안은 해빈의 침식 방지가 가능하게 되지만, 강성 구조물이 점차적으로 인근 해역에 기존의 파랑 및 바다 흐름의 양상을 변화시키는 역할을 하게 되면서, 토사 분포 유형 및 표사의 이동 특성이 변화하게 됨에 따라 연안 토사가 재이동하는 결과가 발생되고, 이러한 결과로 주변의 새로운 해역에 침식 및 퇴석 현상이 유발될 수 있게 된다.

더욱이, 돌제와 같이 해안에 수직으로 설치되는 해안 구조물의 경우에는, 파랑 및 해수의 유동 변화와 연안 토사 수송의 상호 연관성에 기인하여 입사파의 반사를 유발함에 의해, 파랑 에너지의 감쇄를 저해함과 더불어 난류 에너지를 증대시키게 되고, 이로 인해 외해쪽으로 표사이동을 증대시키게 되며 연안에서의 표사 총량을 감소시키는 요인으로 작용하게 된다.

이에, 해안의 인공적인 강성 구조물에 의해 발생되는 표사 이동 및 해빈 침식을 방지하기 위해 추가적인 강성 구조물을 새롭게 설치해야 하고, 새로운 강성 구조물을 설치했다고 하더라도 이를 해소하기 위한 자연의 평형 작용으로 또다른 토사 분포 유형 및 표사이동 특성이 나타나게 됨에 따라, 해빈 침식의 악순환이 반복될 수 밖에 없다는 심각한 문제점이 있다.

따라서, 본 발명은 상기한 종래의 문제점을 해결하기 위해 이루어진 것으로서, 그 목적은 해조류(Seaweed, Kelp, Seagrasses)의 형상으로 이루어진 연성 식생 모형을 이용하여 파랑 에너지 및 파랑의 흐름을 적절히 제어할 수 있도록 함에 의해, 해빈의 침식과 표사의 외해 이동을 방지할 수 있도록 하는 해빈 침식 방지를 위한 연성 식생 모형과 그 연성 식생 모형의 배치 방법을 제공하는 것이다.

상기한 목적을 달성하기 위해 본 발명의 연성 식생 모형에 따르면, 연성 식생(Flexible Vegitation)을 특정의 식생 밀도로 다수개 고정 배치하기 위한 매트와, 연성의 해양 식물을 인공적으로 모형화하여 형성하고서, 상기 매트의 전면에 고정 배치되는 연성 식생 및, 상기 연성 식생이 고정 배치된 매트를 해저 바닥면에 대해 고정시키는 고정 부재를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 해빈 침식 방지를 위한 연성 식생 모형을 제공한다.

상기한 목적을 달성하기 위해 본 발명의 방법에 따르면, 연성의 해양 식물을 인공적으로 모형화하여 형성한 연성 식생이 특정 식생 밀도로 다수개가 매트에 고정 배치되어 있는 연성 식생 모형을 해빈에 배치하기 위한 방법에 있어서, 상기 연성 식생 모형을 해빈의 쇄파대(碎波帶, Surfpoint) 내측의 해저 바닥면에 고정 배치하는 과정을 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 연성 식생 모형의 배치 방법을 제공한다.

이상과 같이 본 발명에 따르면, 해조류와 같은 연성의 식생 형태를 갖는 인공적인 해양 해조류 식물을 일정 길이 및 면적을 갖는 매트에 고정하여 인공적 식생군으로 이루어진 연성 식생 모형을 형성하고, 그 연성 식생 모형을 연안 해역의 쇄파대 내측에 배치할 수 있도록 함에 따라, 연성 식생 모형에 의한 차폐 효과로 인해 입사파고 및 해양 반류의 크기를 감소시켜서 해빈의 침식이 방지됨과 더불어, 표사의 이동이 완화될 수 있게 되어 해안선 부근과 저빈역에서의 표사 퇴적을 유발할 수 있다는 효과를 갖게 되고, 육지로부터 유입되는 오염원을 걸러주는 역할을 수행하게 되어 수질을 정화하는 것이 가능함과 더불어 각종 어패류의 생존 공간을 제공할 수 있다는 효과를 갖게 된다.

이하, 상기한 바와 같이 구성된 본 발명에 대해 첨부도면을 참조하여 상세히 설명한다.

즉, 도 1은 본 발명에 따른 해빈 침식 방지를 위한 연성 식생 모형의 전체 구조를 나타낸 도면이다.

도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 연성 식생 모형(100)은, 일정 길이 및 면적을 갖추고서 그 전면에 다수의 네트(Net)가 형성되어 있는 매트(10)와, 상기 매트(10)를 해저의 바닥면에 고정시키기 위한 고정 부재(20), 해양의 해조류(Seaweed, Kelp, Seagrasses)와 동일한 형상을 갖춘 연성(Flexible) 재질로 이루어져서 상기 매트(10)의 전면에 형성된 네트에 고정적으로 설치되는 연성 식 생(Flexible Vegitation)(30)으로 구성된다.

상기 매트(10)는 상기 연성 식생(30)을 그 전면에 형성된 네트에 각각 삽입하여 배치할 수 있도록 되어 있는데, 네트가 형성된 전면에 고른 밀도로 촘촘하게 고정 배치할 수 있도록 하고, 상기 연성 식생(30)의 고정은 고온 압착이나 접착제를 이용한 접착으로 고정할수도 있으며, 별도의 클립(Clip)이나 파스너(Fastener) 등과 같은 접속 부재를 이용하여 고정할수도 있다.

상기 매트(10)는 해수에서의 부식이 발생하지 않으면서 비중이 높은 재질로서, 스테인레스나 강화 플라스틱 등의 재질로 형성하는 것이 바람직하다.

상기 고정 부재(20)는 상기 매트(10) 하부의 각 측면에 고정적으로 배치되고서, 상기 매트(10)의 해저 설치시 해당 고정 부재(20)가 각각 해저의 바닥면으로부터 지중으로 삽입되어 의도하는 설치 위치에 고정될 수 있도록 함에 의해, 상기 매트(10)가 해류에 의해 초기 설치 위치로부터 이탈하는 것을 방지하게 된다.

상기 고정 부재(20)는 도 1에 예시된 바에 따라 끝이 뾰족한 말뚝 형상을 일예로 하여 설명하고 있지만, 본 발명은 이에 한정되지는 않는 것으로서 해저에서 사용이 가능한 어떠한 고정 수단이라도 모두 적용이 가능하도록 되어 있다.

상기 연성 식생(30)은 해조류 등의 연성 해양 식물을 모형화하여 구현한 인공 식생 형태로 제작된 것으로서, 수중에서 해조류와 유사한 활동성을 위해 비중이 1.0보다 작은 폴리 프로필렌(Polypropylene) 섬유 등과 같은 난분해성 연성 합성수지 계열의 재질로 형성하도록 한다.

한편, 상기 연성 식생(30)은 자연 친화적으로 일정 기간 경과 후에 수중에서 분해되어 소멸될 수 있는 생분해성을 가진 것으로서, 지방족 폴리에스테르 등과 같은 생분해성 합성수지 또는 곡물류 등의 천연 재료를 식생 재질로 형성하는 것도 얼마든지 가능하다.

그 다음에, 도 2는 본 발명에 따른 연성 식생 모형의 해역 배치에 따라 해빈 토사의 침식이 방지되고 퇴적이 이루어지는 상태를 설명하는 도면이다.

해안선(Shoreline)에 근접하는 바다에서는 해안으로부터 수직되게 흐르는 물의 흐름으로서 해향반류인 이안류(離岸流, Rip Current)가 발생되는데, 이러한 이안류는 해안선으로부터 외해 방향으로 흐르는 특성을 가지는 것으로서 1m/sec의 빠른 속도로 연해쪽으로 흐르도록 되어 있기 때문에, 해안 표시나 수중 부유 모래들을 외해쪽으로 보내는 역할을 하게 되며, 외해쪽으로부터 해안선 방향으로 흐르는 향안류(向岸流, Onshore Current)와 만나서 쇄파대(碎波帶, Surfpoint) 즉, 해안선으로부터 일정 거리 떨어진 해역에서 파도가 깨어지는 대역을 형성하게 된다.

도 2에 도시된 바와 같이, 해안선과 인접하는 전체 해역 중에서 본 발명에 따른 연성 식생 모형(100)은 상기 쇄파대의 내측에 배치되도록 하게 되는 바, 상기 연성 식생 모형(100)이 쇄파대 내측에 배치됨에 따라 연성 식생 모형(100)이 입사 파고 및 해향 반류의 크기를 감소시킬 수 있게 되면서 해안선 부근에서 표사의 전진에 의한 퇴적이 발생하고, 전체적인 해빈 영역에서도 전반적인 표사의 퇴적이 일어나게 된다.

한편, 도 2에 도시된 연성 식생 모형(100)의 쇄파대 내측 배치에 따른 실험은, 연성 식생 모형(100)의 쇄파대 내측 배치에 따른 해빈단면의 변형 특성을 알아 보기 위한 것으로서, 실험 조건으로서 초기 수심을 0.65m로 고정하였고, 초기의 해빈 경사가 1/20이 되도록 하였으며, 입사 파랑의 조건은 "Sunamura and Horikawa"가 1974년에 제안한 하기한 수학식 1을 통하여 실험을 위한 침식형 파랑을 선정하여 실험에 사요한 입사파 조건인 파고 12.0 및 13.0㎝, 주기 1.65sec을 추출하였으며, 규칙파와 불규칙파를 각각 적용하여 실험하였다.

즉, 상기 연성 식생 모형(100)은 도 3에 도시된 바와 같이, 쇄파대가 형성되는 해역을 따라서 각 쇄파대의 내측에 일렬로 배치할 수 있도록 함에 의해, 해안선으로부터 외해쪽으로 흐르는 이안류에 의해 수중에 발생되는 되돌림류의 흐름을 감쇄시킬 수 있도록 한다.

한편, 상기 쇄파대 내측에 배치되는 연성 식생 모형(100)은, 도 4에 도시된 바와 같이 해당 쇄파대 내측 해역의 수심 거리(d)에 대한 해당 연성 식생(30)의 길이(H)가 0.5 ∼ 1.2배가 되도록 하는 것(즉, d/H = 0.5 ∼ 1.2)이 바람직하다. 여기서, 상기 연성 식생(30)의 길이(H)가 수심 거리(d)보다 긴 경우(즉, 1.0 ∼ 1.2)에는 식생의 비중이 1.0보다 작기 때문에, 연성 식생(30)이 수면 위로 돌출하지 않고 수중에 잠겨져 있는 상태를 유지하기 때문에 해당 식생의 길이만큼 식생 밀도가 증가될 수 있어서 강한 입사 파고 및 해향반류의 크기를 감소시킬 수 있다.

그 다음에, 도 5에 도시된 바와 같이 해안선을 따라 쇄파대 내측에 연성 식 생 모형(100)이 설치된 상태에서는, 이안류에 의해 유발되는 수중에서의 되돌림류 및 해향반류(Undertow)를 연성 식생(30)에 의해 감소시켜서 되돌림류 및 해향반류를 통해서 표사가 외해쪽으로 빠져 나가는 것을 막아줄 수 있게 되고, 일정 식생 밀도를 갖는 연성 식생(30)을 통해서 각종 어패류의 서식 환경을 제공할 수 있게 된다.

상기에서 본 발명의 특정한 실시예가 설명 및 도시되었지만, 본 발명이 당업자에 의해 다양하게 변형되어 실시될 가능성이 있는 것은 자명한 일이다. 이와 같은 변형된 실시예들은 본 발명의 기술적 사상이나 전망으로부터 개별적으로 이해되어져서는 안되며, 본 발명에 첨부된 청구범위 안에 속한다고 해야 할 것이다.

도 1은 본 발명에 따른 해빈 침식 방지를 위한 연성 식생 모형의 전체 구조를 나타낸 도면,

도 2는 본 발명에 따른 연성 식생 모형의 해역 배치에 따라 해빈 토사의 침식이 방지되고 퇴적이 이루어지는 상태를 설명하는 도면,

도 3은 본 발명에 따른 연성 식생 모형의 해역 배치 위치를 나타낸 도면,

도 4는 본 발명에 따른 연성 식생 모형의 배치 형태를 나타낸 도면,

도 5는 본 발명의 바람직한 실시예에 따라 연성 식생 모형에 의해 되돌림류가 감쇄되는 상태를 예시적으로 나타낸 도면이다.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

10:매트, 20:고정 부재,

30:연성 식생 100:연성 식생 모형,

Claims (5)

1. 연성 식생(Flexible Vegitation)을 특정의 식생 밀도로 다수개 고정 배치하기 위한 매트와;

   연성의 해양 식물을 인공적으로 모형화하여 형성하고서, 상기 매트의 전면에 고정 배치되는 연성 식생; 및

   상기 연성 식생이 고정 배치된 매트를 해저 바닥면에 대해 고정시키는 고정 부재를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 해빈 침식 방지를 위한 연성 식생 모형.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 매트는 상기 연성 식생을 각각 삽입하여 고정시키기 위한 네트(Net)가 그 전면에 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 해빈 침식 방지를 위한 연성 식생 모형.
3. 제 1 항에 있어서,

   상기 연성 식생은 비중이 1.0보다 작은 재질로서, 난분해성 재질과 생분해성 재질 중에서 어느 하나의 재질로 형성되는 것을 특징으로 하는 해빈 침식 방지를 위한 연성 식생 모형.
4. 연성의 해양 식물을 인공적으로 모형화하여 형성한 연성 식생이 특정 식생 밀도로 다수개가 매트에 고정 배치되어 있는 연성 식생 모형을 해빈에 배치하기 위한 방법에 있어서,

   상기 연성 식생 모형을 해빈의 쇄파대(碎波帶, Surfpoint) 내측의 해저 바닥면에 고정 배치하는 과정을 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 연성 식생 모형의 배치 방법.
5. 제 4 항에 있어서,

   상기 과정에서, 상기 연성 식생 모형은 상기 연성 식생이 쇄파대 내측 수심의 0.5 ∼ 1.2배 범위의 길이를 갖도록 배치되는 것을 특징으로 하는 연성 식생 모형의 배치 방법.

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