KR20130110276A - 갯벌의 패류 양식장 조성방법 - Google Patents

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Abstract

패류 양식장이 되는 갯벌을 일정 면적의 구획을 정하여 경계석을 쌓아 둑을 만들어 양식장에 살포된 종패의 유실을 막아 생산성을 증대 시킬 수 있도록 한 갯벌의 패류 양식장 조성방법을 제공한다. 본 발명에 따른 갯벌의 패류양식장의 조성방법은 기존의 구획을 정하지 않은 자연 살포식 패류어장에 비해 해수의 유동으로 인해 손실되는 종묘의 양이 적어 생산성이 향상되는 효과가 있고 밀물과 썰물의 변화에 따라 수로를 통해 해수가 빠져나가고 들어오게 되어 자연환경 상태의 갯벌을 유지함으로서 친환경적인 패류양식장 조성이 가능하다.

Description

갯벌의 패류 양식장 조성방법 {Method of composition for shellfish farm}
우리나라의 패류양식장은 효율적인 설계기준이 없는 상태로서 밀식에 의해 어장황폐화 및 생산성이 감소되고 있다. 이와 같은 종래의 갯벌 양식장으로부터 탈피하여 본 발명은 패류 양식장이 되는 갯벌을 일정 면적으로 구획하여 일정 높이의 경계석을 쌓아 둑을 만들어, 양식장에 살포된 종패의 유실을 막아 생산성을 증대시킬 수 있도록 한 갯벌의 패류양식장 조성방법에 관한 것이다.
국내의 패류 양식장의 총 면적은 45,352ha이며 2009년 기준으로 패류의 총생산량은 4만톤 정도이다. 패류는 갯벌에서 생산되는 특징으로 인해 생산량의 증대에는 한계를 갖고 있음에도 불구하고 패류에 대한 수요는 지속적으로 증가하고 있다.
그러나 지난 40년 동안 패류양식장에서는 종패유실, 밀식, 어장의 노후화, 생산성 감소, 종패부족, 집단폐사 등 다양한 문제들이 매년 발생하고 있는데도 불구하고, 아직까지 적절한 대책을 수립하지 못하고 있다. 또한 우리나라의 패류 양식장은 효율적인 설계기준이 없는 상태로, 종패의 대량 살포 등의 밀식에 의해 어장이 황폐화되어 생산성이 감소하고 있다.
따라서 갯벌의 고유 기능 중 하나인 패류생산을 활성화시키기 위해서는 무엇보다도 현재 패류양식장의 문제점을 정확히 파악하고, 기존의 패류양식장 구조를 개선하는 것이 필요하다.
기존 패류양식장의 구조와 방법은 단순히 경계부에 말뚝만 박고, 종패를 살포한 다음 자연에 의존하여 성패크기로 양성한 다음 채취하고 있다.
도 1은 국립수산과학원이 제시하는 꼬막의 표준설계도를 나타내고, 도 2는 국립수산과학원이 제시하는 바지락의 표준설계도를 나타낸다. 상기의 도 1과 2에서와 같이 국립수산과학원에서 제시하고 있는 꼬막 및 바지락양식장의 표준설계도 (http://portal.nfrdi.re.kr 참조)를 살펴보면, 갯벌에 일정 면적을 확보하고 가장자리 모서리부분에 지주를 세워 표식을 만들고, 표식의 범위 안에 패류 종묘를 살포하여 생산하는 방식으로 이루어지고 있다. 이와 같은 패류양식장의 운영 방법은 종패유실, 밀식, 어장의 노후화, 생산성 감소, 종패부족, 집단폐사 등 다양한 문제를 발생시키는 주요 원인으로 연결되므로, 기존의 패류양식장을 개선하고 정형화된 틀로 디자인하여 각종 패류를 지속적으로 대량 생산할 수 있는 방법을 제시하고 종패입식에서 성패 수확에 이르기까지 전 과정은 상세히 기록하여 패류양식장 운영에 관한 관리지침서도 개발하여 어업인에게 보급하여 갯벌의 보전 및 생산성 향상에 기여할 필요가 있다.
특히 갯벌에 설치되는 바지락양식장의 표준설계도의 경우는 갯벌에 4개의 지주로 사각형을 만들어 표시한 것이 전부이고, 꼬막의 표준설계도의 경우는 바지락의 경우에 비해 중간 중간에 지주 막대보다 얇은 굵기의 막대를 복수개 심어 패류 양식범위를 좀더 명확히 한 점에서 특징이 있을 뿐 뿌려진 패류의 유실을 방지하기위한 개선이 전혀 이루어지지 않고 있다. 이러한 종래의 표준양식장 1ha에 소요되는 패류 종묘의 양은 살포식의 경우 3.5∼7톤 (각장 1∼1.5㎝)이 소요되어 1ha당 생산 예상량은 약 15톤 (각장 3㎝, 전중량 22∼25g)이 생산되는 것으로 표준설계도에 기재되어 있다.
이와 같이 현재의 패류 양식장은 갯벌에 종묘를 살포하기 위한 위치만을 획정하고 있을 뿐 뿌려진 종묘가 해수의 유동에 의해 살포된 범위 밖으로 유실되는 점에 대한 개선은 전혀 이루어지고 있지 않은 실정이다.
본 출원의 발명자들에 의해 출원 공개된 국내 공개 특허공보 제10-2011- 0108531호에는 물막이 영역의 둘레를 따라 수개가 일정한 간격으로 배열되어 세워지되, 각각 기둥부의 사면에 상하방향으로 길게 삽입홈이 형성되고 기둥부의 하단에 원추형으로 뾰족하게 삽입부가 형성되어 원추부 및 기둥부의 하부가 갯벌에 삽입되어 기둥부의 상부가 갯벌 위로 노출되게 세워진 복수개의 지주와 이웃하는 지주 사이에서 폭방향으로 양측 가장자리 각각이 상기 지주의 삽입홈에 삽입되어 그 지주에 결합되고, 하부는 갯벌에 삽입되어 상부가 갯벌 위로 노출되게 세워진 물막이판이 구비된 갯벌 양식장용 물막이 펜스가 개시되고 있다. 상기 선행기술은 간조시에 노출되는 갯벌에 해수를 저장함으로써 갯벌의 노출시간을 단축시킴으로써 갯벌에서 서식하는 패류 등의 증식 및 성장을 향상을 목적으로 한 것으로, 본 발명에서와 같이 패류 양식장이 되는 갯벌을 일정 면적의 구획을 정하여 일정 높이의 경계석을 쌓아 둑을 만들어 양식장에 살포된 종패의 유실을 막아 생산성을 증대시킬 수 있도록 하기 위한 목적과는 차이가 있고, 본 발명에서와 같이 경계석으로 쌓은 둑의 구조가 일정의 공극을 가지고 있어 해수의 유동에 따른 영양물질의 교류가 일어나 갯벌에 영양을 공급할 수 있는 등의 기술적 구성과는 차이를 보인다. 또한, 국내등록특허공보 제10-0960103호에는 길이방향을 따라 일정 간격으로 수직 관통홀이 다수개 형성된 판형태의 지지부와 상기 지지부의 단부로부터 외부로 연장 절곡되는 "ㄷ" 자 형태의 연결 조립부가 구비되는 전,후방 지지판과, 내부에 패류 증식공간이 형성되도록 상기 전,후방 지지판의 양측에 각각 결합되며 상기 전,후방 지지판의 수직관통홀에 상응하는 수직관통홀이 다수개 형성되어 있는 양측 지지판과, 상기 수직관통홀에 삽입되어 갯벌에 고정되는 고정대로 이루어지는 해수를 저장하기 위한 갯벌두렁이 개시되어있다. 상기 선행기술 역시 갯벌에서 밀물 때 들어온 해수를 빠져나가지 못하게 하여 해수 중의 식물성플랑크톤이나 유기물이 갯벌에 계속 갇혀 있도록 해수를 저장하기 위한 것으로 본원발명이 목적으로 하는 생산성 높은 패류양식장 조성 및 자연 생태환경을 고려한 패류 종묘의 손실방지에 관한 기술구성과는 차이를 보인다. 본 발명에서 제시되는 경계석과 관련한 선행문헌으로 국내 실용신안 등록공보 제20-02694260호에는 적절한 공극률을 유지하면서도 일정 압축강도 및 휨강도 이상을 가지도록 설계되어 파손의 우려가 적고, 어패류의 출입이 용이하며, 표면적이 넓어 음영효과, 사료효과, 소용돌이 효과, 도피처 효과 등을 크게 얻을 수 있는 다공성 투수성 콘크리트 인공어초를 개시하고 있다. 그러나 상기 선행기술들은 본 발명에서와 같이 갯벌어장의 경계를 만들기 위하여 제작되는 것이 아닌 연근해 어장에 투하하여 인공적으로 어초 어장을 조성하여 어군 등을 유집하기 위한 목적이라는 점에서 본원 발명과는 차이를 보인다.
국립수산과학원에서 운영하는 해양수산연구정보 포털(http://portal.nfrdi .re.kr)에는 꼬막 및 바지락 등의 양식장의 표준설계도를 제시하고 있으나, 상기 발명의 배경이되는 기술에서 살펴본 바와 같이 단순히 갯벌을 구획한 표시로서 막대지주를 심어 놓은 것에 불과하고, 본 발명에서와 같이 갯벌양식장을 구획하여 경계석을 쌓고, 구획 내에 뿌려진 종패가 유실되지 않도록 한 본 발명의 구성과는 차이가 있다.
우리나라의 패류양식장은 효율적인 설계기준이 없는 상태로서 밀식에 의해 어장황폐화 및 생산성이 감소되고 있다. 이에 따라 패류양식장이 되는 갯벌을 일정 면적으로 구획하여, 정형화된 틀로 디자인함으로서 구획된 면적의 가장자리에 일정 높이의 경계석을 쌓아 둑을 만들어 구획된 면적 내부의 양식장에 살포된 종패의 유실을 막아 생산성을 증대시킬 수 있도록 한 갯벌의 패류양식장 조성방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
또한 둑을 쌓기 위한 경계석으로, 그물망에 패각 껍질 또는 사석을 담아 만든 망태를 쌓아 올린 형태의 것 또는 일정한 형상을 갖는 거푸집에 사석과 폴리우레탄 접착제를 혼합하여 접착 제작한 형태의 경계석이 제공된다.
본 발명에 따른 갯벌의 패류 양식장 조성방법은 양식대상이 되는 갯벌지역을 선정하고 선정된 갯벌에 일정 면적의 구획을 정하고, 정해진 구획의 가장 자리의 둘레를 일정 높이의 경계석으로 쌓아 둑을 만들며, 경계석을 쌓은 둑과 인접하는 구획과의 사이에는 수로 공간을 형성하고 수로에 인접한 다른 구획에도 일정한 높이의 경계석을 쌓아 갯벌의 패류 양식장을 조성하는 방법을 구성의 특징으로 한다.
또한 일정높이의 경계석은 그물망에 패각 껍질 또는 사석을 담아 만든 망태를 쌓아 올린 형태의 것 또는 일정한 형상을 갖는 거푸집에 사석과 폴리우레탄 접착제를 혼합하여 접착 제작한 형태의 것 중에서 선택되는 것으로 이루어질 수 있고, 사석과 폴리우레탄 접착제를 혼합하여 접착 제작한 경계석의 형상은 해수유동에 대해 안정성을 갖을 수 있도록 상협하광의 육면체 형상을 갖는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 갯벌의 패류양식장의 조성방법에 따라 조성된 갯벌양식장은 기존의 구획없이 표식만을 설치하여 조성된 표준설계도에 의한 패류양식장에 비해 해수의 유동으로 인해 손실되는 종묘의 양이 적어 생산성이 향상되는 효과가 있다. 또한 밀물과 썰물이 경계석으로 조성된 수로를 통해 자연스럽게 빠져나가고 들어오게 되어 자연환경 상태의 갯벌을 유지함으로서 친환경적인 패류양식장의 조성이 가능하다.
도 1은 국립수산과학원이 제시하는 꼬막의 표준설계도를 나타낸다.
도 2는 국립수산과학원이 제시하는 바지락의 표준설계도를 나타낸다.
도 3은 우리나라의 갯벌양식장의 전형적 구조에서 양식을 실시하는 모습을 나타낸 사진이다.
도 4는 구획된 갯벌양식장의 가장자리에 쌓은 일정높이의 경계석의 종류를 나타낸 사진이다
도 5는 거푸집에 의해 경계석을 제작하는 모습을 나타낸 사진이다.
도 6는 경계석 블록의 설치모습을 나타낸다.
도 7은 구획된 갯벌양식장의 사이에 형성된 수로를 나타낸 사진이다.
도 8은 갯벌에 조성된 패류양식장 전경을 나타낸다.
도 9은 갯벌에 조성된 패류양식장이 만조가 되어 바다물로 덮힌 상태를 나타낸 사진이다.
본 발명에 따른 갯벌의 패류 양식장 조성방법은 갯벌에 일정 면적의 구획을 정하는 단계; 정해진 구획의 가장 자리에 일정 높이의 경계석을 쌓아 둑을 만드는 단계; 상기 단계에서 만들어진 경계석을 쌓은 둑과 인접하는 구획의 사이에는 수로 공간을 형성하고 수로에 인접한 상대쪽 구획에 다시 일정한 높이의 경계석을 쌓아 갯벌을 구획하여 조성되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 일정높이의 경계석은 그물망에 패각 껍질 또는 사석을 담아 만든 망태를 쌓아 올린 형태의 것 또는 일정한 형상을 갖는 거푸집에 사석과 폴리우레탄 접착제를 혼합하여 접착 제작한 형태의 것 중에서 어느 하나 이상을 선택하여 사용할 수 있다. 사석과 폴리우레탄 접착제를 혼합하여 접착 제작한 경계석은 상협하광의 육면체 형상으로 만들어지며 경계석이 쌓여 만들어진 둑의 높이는 45-55cm인 것을 특징으로 한다.
또한, 사석과 폴리우레탄 접착제를 혼합하여 제작되는 경계석의 제작방법은 일정 높이의 거푸집 두장을 상협하광이 되도록 마주 보게 하여 직선형으로 배치하는 단계; 직선형으로 배치된 거푸집의 내부를 일정간격으로 나누어 구획판으로 구획하는 단계; 구획된 거푸집에 사석과 폴리우레탄 접착제를 혼합한 재료를 채워넣고 굳히는 단계; 및 하루이상 경화한 후 거푸집을 제거하여 일정높이와 길이를 갖는 경계석을 얻는 방법으로 제작될 수 있다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 설명하면 다음과 같다.
1. 갯벌에 일정 면적으로 구획을 획정하는 단계
도 3은 우리나라의 갯벌양식장의 전형적 구조에서 패류 양식을 실시하는 모습을 나타낸 사진이다. 우리나라의 통상적인 바지락 양식장의 경우, 상기의 도 3과 같이 말뚝으로 경계를 표시하고 어떠한 구조물 없이 갯벌의 자연상태를 유지하면서 꼬막, 바지락 등의 패류 양식을 수행하고 있다. 따라서 종패를 살포할 때 자연적인 유실율을 고려하여 1ha당 20톤의 종패를 살포하여, 종패를 살포하기 위한 비용이 많이 필요하다. 이와 같은 갯벌의 패류 양식장을 생산성이 높은 양식장으로 조성하기 위해서는 갯벌양식장으로 조성될 수 있는 적지 선정 또는 통상적으로 어떠한 구조 없이 관리되는 갯벌 양식장을 선정하여 일정한 면적으로 구획할 필요가 있다.
구획되는 단위면적의 크기는 종패가 유실되지 않고 관리가 용이한 면적을 고려하여 구획하는 것이 좋다. 국립수산과학원에서 제시하는 표준설계에 의하면 100m X 100m의 면적을 제시하고 있으나, 상기 면적은 양식어민 1-2인이 관리 및 경계석을 쌓아 둑으로 조성하기에는 넓은 면적이 되므로 이보다 작은 1000-1500m2정도의 면적으로 구획하는 것이 적절하다. 다만 구획면적을 어촌계에서 공동관리하거나 복수의 어가가 함께운영한다면 이보다 더 넓은 면적으로 구획할 수도 있을 것이다.
2. 정해진 구획의 면적 가장 자리에 일정한 높이의 경계석을 쌓아 둑을 만드는 단계
갯벌 양식장에 일정한 면적으로 구획이 정해지면, 구획을 기준으로 가장자리에 일정한 높이의 경계석을 쌓는다. 도 4는 구획된 갯벌양식장에 쌓은 일정높이의 경계석을 나타낸 사진이다. 상기 일정높이의 경계석은 그물망에 패각 껍질을 담아 만든 망태를 쌓아 올린 것이 될 수 있고, 또는 일정한 형상을 갖는 거푸집에 사석과 폴리우레탄 접착제를 혼합하여 사석이 일정한 공극을 갖도록 접착 제작한 형태의 것으로 이루어질 수 있다. 패각껍질이 많이 배출되는 지역과 인접한 갯벌 양식장에서는 주로 패각을 이용하여 경계석을 만들어 둑을 쌓을 수 있고, 그렇지 않는 지역에서는 사석으로 경계석을 제작하여 사용가능하다. 둑의 위치에 따라 사용되는 경계석 역시 한가지 종류, 또는 두종류의 경계석을 혼합하여 경계둑을 형성할 수 있다.
사석과 폴리우레탄 접착제를 혼합하여 접착 제작한 경계석은 해수유동에 따른 안정성을 고려하여 상협하광 형상의 육면체로 제작되는 것이 적절하고 바다물이 만조가 되었을 때 사석의 공극에 의한 해수, 영양염등의 유통을 위해 공극을 형성하는 것이 좋다. 공극률이 크면 사석의 접착강도가 약해져서 바람직하지 않다.
본 발명에서 사용된 경계석의 매질은 총 3종류로, 모래, 사석, 현장에서 채취된 굴패각이다 각 매질을 투수계수 실험장치에 설치하여 일정한 유량이 통과한 시간을 측정하였으며, 빈관의 조건에서 유량이 통과한 시간과 비교하여 투수비를 계산한 결과를 다음의 표 1에 나타내었다. 본 발명에서 사용된 투수계수 실험장치는 양쪽 높이가 각각 2.0 m, 0.8 m인 정수두 실험장치로 수두가 높은 부분으로부터 낮은 부분으로 일정한 흐름을 가진다.
실험결과 투수계수 장치에 설치된 각 매질을 통과한 시간은 빈관, 굴패각, 자갈, 모래의 순으로 빠르게 나타났으며, 빈관에 대한 투수비는 모래의 경우 12.8 %, 자갈의 경우 24.8 %, 굴패각의 경우 37.3 %의 값을 나타내었다.
이러한 결과는 갯벌두렁의 설계시 현장 구조물 전후의 침·퇴적 및 간출시 수위유지를 위한 필수적인 검토요소가 된다. 굴패각 자체의 경우 투수성이 크므로 수위유지에는 한계가 있는 재료로 보이나 다공질 블록 혹은 경계구조물과 조합하여 시설할 경우 저질개선을 위한 굴패각의 역할은 확보할 수 있을 것으로 판단되었다.
또한, 사석과 폴리우레탄을 접착제를 혼합하여 접착 제작하는 경계석의 제작방법은 일정 높이의 거푸집 두장을 상협하광이 되도록 마주 보게 하여 직선으로 배치하는 단계; 직선으로 배치된 거푸집의 내부를 경계석의 길이에 맞게 구획판으로 구획하는 단계; 구획된 거푸집에 사석과 폴리우레탄 접착제를 혼합하여 섞은 재료를 거푸집에 채워넣고 굳히는 단계; 및 거푸집을 제거하여 일정높이와 길이를 갖는 경계석을 얻는 단계의 방법으로 제작될 수 있다. 도 5는 거푸집에 의해 경계석이 제작되는 모습을 나타낸 사진이다.
시험포에서 경계석을 쉽게 운반하기 위하여 경계석 바닥에 두꺼운 천을 감싸고 로프로 경계석을 묶어 철제봉으로 사람들이 운반하기 좋게 만들었다. 경계석을 바지락 양식장 시험포까지 운반하기 위하여, 만조시 배를 이용하여 시험포까지 운반하였으며, 저조시 깃발달린 대나무로 경계석 투하지점을 표시하여 경계석을 투하하였다.
저질 매질의 투수 실험결과
매질 통과시간(sec) 유량(m3/sec) 유속비(/빈관)
빈관 2.5 0.00760 1.00000
모래 19.5 0.00097 0.12821
자갈 10.1 0.00188 0.24752
굴패각 6.7 0.00284 0.37313
경계석의 설치는 만조시 시험포에 운반된 경계석을 저조시 경계석에 묶인 로프에 철제봉을 넣어, 사람들이 경계석을 운반하여 시험포를 설치하였다. 시험포의 조성은 구조물 안전평가 후 경계석 높이를 45-55㎝로 만들어 경계석을 설치하여 시험포를 완공하였다.
경계석을 쌓은 둑의 높이는 경계가 되는 둑의 일부분에 수로를 만들지 않는 경우, 간조시에 30cm 내외의 수심을 유지시켜, 광합성에 의한 식물플랑크톤의 생산을 유도시킴으로서 저질의 패류가 먹이활동이 가능한 정도의 높이를 고려하면 45 - 55cm 정도가 적당하다. 따라서 그물망에 패각 껍질을 담아 만든 망태를 쌓아 올리는 경우 2-5개의 망태를 쌓아올려 높이를 맞추거나 상기 사석과 폴리우레탄을 접착제를 혼합하여 접착 제작하는 경계석의 경우, 제작되는 설계 높이를 45-55cm로 설정하여 제작함으로서 둑의 높이를 형성시킬 수 있다.
3. 경계석의 수리모형실험
경계석의 수리모형실험은 부경대학교 해양수리실험소에 위치한 2차원 조파수로에서 수행하였고, 단면실험은 폭 1.0 m, 높이 1.0 m, 길이 35 m의 수로에서 수행되었다. 단면수로에는 전기 서보 피스톤식 조파기가 설치되어 있으며, 규칙파 및 불규칙파를 조파할 수 있다
수로 내에서 구조물설치로 인한 반사파와 조파판에서 발생하는 재반사를 효과적으로 제어하기 위해 단면수로는 수로 폭 1.0 m를 폭 0.5 m와 폭 0.5 m로 분할하였다. 분할된 수로에서 단면모형은 전면 폭 0.5 m의 수로에 설치하여 제반 자료를 취득하고, 후면 폭 0.5 m의 수로에서는 입사파의 설정 및 보정을 수행하였다. 단면수로는 주기와 파고를 연속적으로 변화시킬 수 있게 설치되어 있으며, 전면 중앙 25 m구간을 강화유리로 처리하여 실험장면 관찰이 용이하도록 되어있다.
또한, 조파판 전면에 용량식 파고계가 부착되어 있어 파고계에서 독취 된 자료를 바탕으로 반사파 흡수식 제어가 가능하고, 수로 양쪽 끝 부분에는 여러 겹의 다공성 구조로 형성된 소파장치가 설치되어 있다.
본 발명의 실험에 사용된 조파기는 스펙트럼 함수에 의한 불규칙파와 각각의 성분파에 대해 임의의 스펙트럼 값을 입력하여 조파할 수 있으며, 파고계, 파압계 및 유속계 등을 연결하여 동시에 32채널의 데이터를 얻을 수 있다.
수로내에 제체를 설치할 경우, 월파 및 투과파 등에 의해 제체 전·후 수면의 차이가 순간적으로 발생할 수 있으며, 이러한 수위차이는 수로 양 끝단으로 연결된 파이프와 폭 0.5 m의 후면 수로를 통하여 제체 전·후면의 수위가 동일하게 유지된다. 본 단면 수리모형실험에 사용된 단면수로의 제원 및 기능을 요약하면 표 2와 같다.
단면수로 및 조파기 특성
구 분 실 험 시 설 및 장 비 비 고
수 로 제 원 35m(L)ㅧ1.0m(W)ㅧ1.0m(H)
조파기
성 능		 조파판 크기 1.0m(W)ㅧ1.0m(H)
최대파고 0.25
재현주기 0.5 sec ∼ 2.5 sec
최대수심 0.8 m
구동방법 전기서보피스톤식
1) 모형의 축척과 제작
수조의 바닥에는 현지의 해저대표경사를 고려하여 모레를 이용하여 저면을 설치하였다. 조파판 전면에서 모형수심이 시작되는 곳까지 수평 약 8 m 이상의 일정수심 구간을 두었으며, 이는 조파기에 의해서 발생된 파가 일정수심을 전파하며 발달할 수 있는 거리를 두기 위한 것이다. 모형 제작 시 현 실정을 감안하고, 가능한 한 상사 재현성을 고려하여 정교한 작업을 수행하였다.
2) 축척 및 상사율
모형의 축척과 제작은 실험의 목적, 실험수조, 실험시설 및 실험장비 등의 규모와 성능을 종합적으로 고려하여 선택되지만 가장 중요한 것은 실험의 목적에 따라 원형에서의 수리현상이 모형에서 가장 잘 재현될 수 있어야 한다.
본 발명의 실험에서는 수심, 조위, 해저경사, 설계파, 구조물의 마루높이, 모형제작 영역, 실험수조의 크기 등을 종합적으로 고려하여 연직 및 수평방향의 축척을 1:10으로 한 정상모형을 사용하였다. 모형은 Froude 상사법칙을 적용하여 원형을 축소하여 제작하였다.
모형실험의 결과를 원형에 적용하려면 모형과 원형 사이에는 수리학적 상사가 성립되어야 하며, 수리학적 상사법칙은 모형실험에서 측정된 여러 물리량을 원형에 적용할 때의 환산율을 규정한 것이다.
원형과 모형에서 완전상사를 이룬다는 것은 실질적으로 불가능하다 할 수 있으며, 실제의 수리현상에서 하나 혹은 몇 개의 성분력이 작용하지 않거나 혹은 무시할 정도로 작은 경우가 대부분이므로 지배적인 힘 하나만을 고려하는 것이 일반적이다.
유체가 받는 외력으로는 압력, 중력, 점성력, 표면장력, 탄성력 등이 있으며, 유체에 작용하는 주요 외력이 중력인 경우에는 Froude 상사법칙이 적용되고, 점성력이 흐름을 지배하는 경우에는 Reynolds 상사법칙이 적용된다.
해양구조물과 관련된 수리모형실험은 자유수면을 갖는 파랑실험이므로 중력이 유체의 운동을 지배한다. 따라서, 모형과 원형 사이의 상사관계는 Froude 상사율에 의해 지배되며, 제반 인자는 Froude 상사율에 의거 축소하였다.
모형 블록은 현장의 구조물을 재현하기 위하여 사석 입자를 이용하여 공극률 0.5인 조건으로 제작하였고, 수리모형실험에 적용한 실험조위는 0.3 m ∼ 4.4 m의 범위의 수심을 적용하였으며,
본 실험에 사용된 상협하광 형상의 다공질 블록은 1:10으로 축척한 하부폭이 3.0 cm 상부폭이 2.0 cm이며 높이가 5.0 cm인 사다리꼴 형태이다. 구조물의 폭은 5.0 cm이다. 또한 개선된 다공질 블록으로 1:10축척의 하부폭이 5.0 cm 상부폭이 3.0 cm이며 높이가 5.0 cm인 사다리꼴 형태를 사용하였다. 기존 다공질 블록과 달리 구조물 상부에서 상부로 홈이 있고 구조물의 폭은 5.0 cm이다.
실험파랑조건은 평상파 6 sec, 심해설계파 3.5 sec의 주기를 같는 파랑에 대한 실험을 수행하였다. 실험에 사용된 파랑조건은 다음과 같다.
실험파랑제원
실험파

단면		 파랑조건 파랑조건
h
(m)		 T1/3
(sec)		 H1/3
(m)		 h
(cm)		 T1/3
(sec)		 H1/3
(cm)
다공질 블록 0.3 3.5 0.12 3.0 1.11 1.2
0.13 1.3
0.14 1.4
0.15 1.5
0.16 1.6
0.17 1.7
6.0 0.14 1.90 1.4
0.15 1.5
0.17 1.7
0.18 1.8
0.19 1.9
0.23 2.3
1.8 3.5 0.1 18.0 1.11 1
0.2 2
0.31 3.1
0.42 4.2
0.52 5.2
0.63 6.3
6.0 0.22 1.90 2.2
0.3 3
0.39 3.9
0.48 4.8
0.57 5.7
0.66 6.6
실험파랑제원
실험파

단면		 파랑조건 파랑조건
h
(m)		 T1/3
(sec)		 H1/3
(m)		 h
(cm)		 T1/3
(sec)		 H1/3
(cm)
다공질 블록 3.33 3.5 0.25 33.3 1.11 2.5
0.37 3.7
0.47 4.7
0.62 6.2
0.71 7.1
0.77 7.7
6.0 0.38 1.90 3.8
0.47 4.7
0.54 5.4
0.65 6.5
0.75 7.5
0.95 9.5
4.8 3.5 0.28 48.0 1.11 2.8
0.37 3.7
0.51 5.1
0.62 6.2
0.7 7
0.78 7.8
6.0 0.35 1.90 3.5
0.45 4.5
0.55 5.5
0.66 6.6
0.77 7.7
0.96 9.6
3) 실험결과
가) 상협하광형 다공질 블록의 실험결과
상협하광형 다공질 블록의 실험결과 안정성은 수심이 0.3m인 조건에서 주기가 3.5 sec인 경우 파고가 0.12 m ∼ 0.17 m인 범위에서 안정한 것으로 나타났고, 주기가 6.0 sec인 경우 파고가 0.14 m ∼ 0.19 m인 범위에서 안정한 것으로 나타났으며 파고가 0.23 m인 조건에서 불안정하였다
수심이 1.8 m인 조건에서 주기가 3.5 sec인 경우 파고가 0.1 m ∼ 0.42 m인 범위에서 안정한 것으로 나타났고 파고가 0.52 m 이상인 조건에서 불안정하였다. 또한 주기가 6.0 sec인 경우 파고가 0.22 m ∼ 0.39 m인 범위에서 안정한 것으로 나타났으며 파고가 0.48 m 이상인 조건에서 불안정하였다.
수심이 3.33 m인 조건에서 주기가 3.5 sec인 경우 파고가 0.25 m ∼ 0.62 m인 범위에서 안정한 것으로 나타났고, 파고가 0.71 m인 조건에서 동요가 발생하였으며, 파고가 0.77 m 이상인 조건에서 불안정하였다. 주기가 6.0 sec인 경우 파고가 0.38 m ∼ 0.54 m인 범위에서 안정한 것으로 나타났고, 파고가 0.65 m인 조건에서 동요가 발생하였으며, 파고가 0.75 m 이상인 조건에서 불안정하였다.
수심이 4.8 m인 조건에서 주기가 3.5 sec인 경우 파고가 0.28 m ∼ 0.62 m인 범위에서 안정한 것으로 나타났고, 파고가 0.70 m인 조건에서 동요가 발생하였으며, 파고가 0.78 m 이상인 조건에서 불안정하였다. 주기가 6.0 sec인 경우 파고가 0.35 m ∼ 0.55 m인 범위에서 안정한 것으로 나타났고, 파고가 0.66 m인 조건에서 동요가 발생하였으며, 파고가 0.77 m 이상인 조건에서 불안정하였다. 이상의 결과를 표로 나타내면 다음과 같다.
상협하광 형상의 다공질 블록 실험결과
실험파

단면		 파랑조건 실험결과
h
(m)		 T1/3
(sec)		 H1/3
(m)		 안정성 저면변화
기존
다공질 블록		 0.3 3.5 0.12 안정
0.13 안정
0.14 안정
0.15 안정
0.16 안정
0.17 안정
6.0 0.14 안정
0.15 안정
0.17 안정
0.18 안정
0.19 안정
0.23 불안정(전도)
1.8 3.5 0.1 안정
0.2 안정
0.31 안정
0.42 안정
0.52 불안정(전도)
0.63 불안정(전도)
6.0 0.22 안정
0.3 안정
0.39 안정
0.48 불안정(전도)
0.57 불안정(전도)
0.66 불안정(전도)
상협하광 형상의 다공질 블록 실험결과
실험파

단면		 파랑조건 실험결과
h
(m)		 T1/3
(sec)		 H1/3
(m)		 안정성 저면변화
기존
다공질 블록		 3.33 3.5 0.25 안정
0.37 안정
0.47 안정
0.62 안정
0.71 불안정(동요)
0.77 불안정(전도)
6.0 0.38 안정
0.47 안정
0.54 안정
0.65 불안정(동요)
0.75 불안정(전도)
0.95 불안정(전도)
4.8 3.5 0.28 안정
0.37 안정
0.51 안정
0.62 안정
0.7 불안정(동요)
0.78 불안정(전도)
6.0 0.35 안정
0.45 안정
0.55 안정
0.66 불안정(동요)
0.77 불안정(전도)
0.96 불안정(전도)
나) 개선된 다공질 블록의 실험결과
개선된 다공질 블록의 실험결과 안정성은 수심이 0.3 m ∼ 4.8 m인 조건에서 주기가 3.5 sec인 경우와 주기가 6.0 sec인 경우 모든 실험범위에서 안정하게 나타났다.
개선 다공질 블록 실험결과
실험파

단면		 파랑조건 실험결과
h
(m)		 T1/3
(sec)		 H1/3
(m)		 안정성
개선
다공질 블록		 0.3 3.5 0.12 안정
0.13 안정
0.14 안정
0.15 안정
0.16 안정
0.17 안정
6.0 0.14 안정
0.15 안정
0.17 안정
0.18 안정
0.19 안정
0.23 안정
1.8 3.5 0.1 안정
0.2 안정
0.31 안정
0.42 안정
0.52 -
0.63 -
6.0 0.22 안정
0.3 안정
0.39 안정
0.48 안정
0.57 -
0.66 -
개선 다공질 블록 실험결과
실험파

단면		 파랑조건 실험결과
h
(m)		 T1/3
(sec)		 H1/3
(m)		 안정성
기존
다공질 블록		 3.33 3.5 0.25 안정
0.37 안정
0.47 안정
0.62 안정
0.71 안정
0.77 안정
6.0 0.38 안정
0.47 안정
0.54 안정
0.65 안정
0.75 안정
0.95 안정
4.8 3.5 0.28 안정
0.37 안정
0.51 안정
0.62 안정
0.7 안정
0.78 안정
6.0 0.35 안정
0.45 안정
0.55 안정
0.66 안정
0.77 안정
0.96 안정
4. 경계석을 쌓은 둑과 인접하는 구획의 사이에 수로 공간을 형성하여 인접한 구획에 일정한 높이의 경계석을 쌓아 갯벌을 구획하는 단계
갯벌 양식장에 구획을 정하고 구획의 가장 자리에 일정 높이의 경계석을 쌓아 둑을 형성하게 되면 양식장의 내부에 살포된 종패는 바다물이 들어와 양식장에 차더라도 경계석 둑이 장해물이 되어 이동이 거의 불가능하므로 종패를 양식장에 살포하여 수확시까지 유실되는 종패는 거의 없다.
다만, 해수의 유동을 구획을 정하지 않은 자연상태의 갯벌과 같은 환경으로 조성하기 위해서는 바다물이 들고날 때 원활하게 빠져나갈 수 있도록 경계석 주변에 수로를 만들어 줄 필요가 있다. 도 7는 구획된 갯벌양식장의 사이에 형성된 수로를 나타낸 사진이다. 경계석 주변의 수로는 바다물이 빠진 후 양식어민이 작업을 위해 자신의 갯벌 양식장까지 왕래하기 위한 통로로의 역할을 대신할 수 있다. 구획되어진 갯벌 양식장 내부에는 종패가 자라고 있기 때문에 양식어민이 작업을 위해 양식장 내부를 왕래하는 것은 갯벌에서 서식하는 종패를 밟아 폐사시킬 수 있어 바람직하지 않으므로 수로의 설치는 매우 중요하다.
수로는 경계석을 쌓은 둑과 인접하는 일면의 구획 사이에 형성할 수 있으며, 또한 일정면적으로 형성된 영역의 갯벌양식장의 구획 전 주변에 수로 공간을 형성하는 것도 가능하다. 수로를 설치하는 경우 고려해야할 조건으로는 해수의 유동을 고려하여 바다에서 육지방향으로 일직선으로 인접한 경계부분에 수로를 형성할 수도 있고, 수로와 인접되는 경계석으로 이루어진 둑의 일부분에는 해수의 유동을 원활하게 하기 위해 해수통로를 설치하는 것도 가능하다. 도 8은 갯벌에 조성된 패류양식장 전경을 나타내고, 도 9은 갯벌에 조성된 패류양식장이 만조가 되어 바다물로 덮힌 상태를 나타낸 사진이다.
본 발명에 따른 갯벌의 패류양식장의 조성방법에 따라 조성된 갯벌양식장은 기존의 살포식에 따른 패류양식장에 비해 해수의 유동으로 인해 손실되는 종묘의 양이 적어 생산성이 향상되며, 밀물과 썰물의 변화에 따라 수로를 통해 해수의 유동이 자연스럽게 이루어져 자연환경 상태의 갯벌조건을 유지할 수 있어 친환경적인 패류양식장 조성 및 유지가 가능하다.

Claims (5)

  1. A) 갯벌에 일정 면적의 구획을 획정하는 단계;
    B) 정해진 구획의 면적 가장자리에 일정 높이의 경계석을 쌓아 둑을 만드는 단계;
    C) 경계석을 쌓은 둑과 인접하는 하나 이상의 구획의 사이에 수로 공간을 형성하는 단계;
    D) 수로와 인접한 구획에 접하는 다른 구획에 일정한 높이의 경계석을 쌓아 둑으로 만들어 갯벌을 구획하는 단계로 이루어진 것을 특징으로 하는 갯벌의 패류 양식장 조성방법
  2. 제1항에 있어서 일정높이의 경계석은 그물망에 패각 껍질 또는 사석을 담아 만든 망태를 쌓아 올린 것 또는 일정한 형상을 갖는 거푸집에 사석과 폴리우레탄 접착제를 혼합하여 접착 제작한 것 중 선택되는 하나 이상인 것을 특징으로 하는 갯벌의 패류 양식장 조성방법
  3. 제2항에 있어서 사석과 폴리우레탄 접착제를 혼합하여 접착 제작한 경계석은 높이 45-55cm의 상협하광의 사다리꼴 또는 상협하광의 구조물로 단면이 "U" 형태의 형상을 갖는 사다리꼴이고, 둑과 수로가 만나는 어느 한 곳에는 해수 배수 통로가 형성된 것을 특징으로 하는 갯벌의 패류 양식장 조성방법
  4. 제3항에 있어서 사석과 폴리우레탄 접착제를 혼합하여 접착 제작한 경계석은
    가) 일정 높이의 거푸집을 상협하광이 되도록 마주 보게 하여 배치하는 단계;
    나) 배치된 거푸집의 내부를 구획판으로 구획하는 단계;
    다) 구획된 거푸집에 사석과 폴리우레탄 접착제를 혼합한 재료를 채워넣고 굳히는 단계;
    라) 거푸집을 제거하여 일정높이와 길이를 갖는 경계석을 얻는 방법으로 이루어진 것을 특징으로 하는 갯벌의 패류 양식장 조성방법
  5. 청구항 1 내지 4 항 중의 어느 하나의 방법으로 조성된 갯벌의 패류 양식장
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