KR20140002867A - 살수여상기능 및 정수처리기능을 갖는 자연형 하천 호안 공법 - Google Patents

Abstract

도로 및 농지로부터 유입되는 비점 오염원의 효율적인 처리를 수행할 수 있도록 한 정수처리기능을 갖는 자연형 하천 호안 공법이 개시되어 있다. 본 발명은 배면수의 유출을 막고 토사의 유실을 방지하기 위한 부직포를 하천의 법면에 설치하는 단계; 상기 부직포 위에는 격벽에 의해 다수의 개비온유닛으로 이루어진 개비온을 설치하는 단계; 상기 각각의 개비온유닛의 내부에 차수성 포켓을 설치하는 단계; 상기 차수성 포켓의 내부에 쇄석을 충진하는 단계; 및 상기 개비온과 차수성 포켓의 상부에 식생포대를 설치하는 단계;를 포함하고, 상기 개비온유닛과 그 안에 설치되는 차수성 포켓은 다수 개가 경사면에 계단식으로 설치된 구조를 가지며, 상기 차수성 포켓의 내부에 충진된 쇄석에는 혐기성 또는 호기성 미생물을 증식시키는 것을 특징으로 한다.

Description

정수처리기능을 갖는 자연형 하천 호안 공법{River bank proteciton method having water-purifying function}

본 발명은 정수처리기능을 갖는 자연형 하천 호안 공법에 관한 것으로, 더욱 구체적으로는 살수여상법과 식생처리법을 매트리스 호안공에 적용함으로써, 도로 및 농지로부터 유입되는 비점 오염원의 효율적인 처리를 수행할 수 있도록 한 정수처리기능을 갖는 자연형 하천 호안 공법에 관한 것이다.

일반적으로 호안공사라 함은 하천 등의 경사면에 물의 흐름에 의한 침식을 막기 위해 돌이나 콘크리트를 이용하여 그 경사면을 막는 공사를 말한다.

또한, 비점오염원에 대한 수질환경보전법 제2조 제2호에 따른 정의를 살펴보면, 비점오염원(非點汚染源)이라 함은 도시, 도로, 농지, 산지, 공사장 등으로서 불특정 장소에서 불특정하게 수질오염물질을 배출하는 배출원을 말한다.

비점오염물질은 이와 같은 비점오염원으로부터 발생된 수질오염물질로서, 오염물질의 유출 및 배출 경로가 명확하게 구분되지 않아 수집이 어렵고, 발생량·배출량이 강수량 등의 기상조건에 의해 크게 좌우되기 때문에 처리시설의 설계 및 유지관리가 어렵다는 특징이 있다. 즉, 배출지점의 불특정·불명확, 희석·확산되면서 넓은 지역으로의 배출, 강우 등 자연적 요인에 따른 배출량의 변화에 따라 예측이 곤란하고, 수집이 어려우며, 처리효율이 일정치 않다는 문제가 있다.

결국, 이와 같은 비점오염원으로부터 발생하는 오염물질로부터 상수원수 보호와 수생태계의 건전성 확보를 위해서는 점오염원과 달리 자연적 요인에 의한 배출량 변화에 따른 예측곤란성, 수집의 비용이성, 낮은 처리효율 등의 문제를 갖는 비점오염물질 저감방안이 모든 토지개발 계획수립 단계에서부터 마련되어야 한다.

현재 우리나라 4대강 오염 부하량의 경우, 비점오염물질 부하량이 30% 이상을 차지하고 있고, 점차 그 비율이 증대되고 있으며. 특히, 팔당호 유역은 도로의 면적이 전체 면적 중 0.8%를 차지하나, 비점오염물질 발생비율은 전체의 66%를 차지하고 있어 비점오염물질이 주오염원으로 조사되고 있다.

이와 같은 비점오염물질을 처리하기 위한 저감시설로는 크게 자연형 시설과 장치형 시설로 구분하여 볼 수 있으며, 다시 상기 자연형 시설은 저류시설, 인공습지, 침투시설, 식생형시설로 구분이 가능하고, 상기 장치형 시설은 여과형, 와류형, 스크린형, 하수처리형(응집·침전법), 기타 하수처리형(접촉안정법, 폭기식라군법,회전원판법) 시설로 구분할 수 있다.

상기 자연형 시설인 저류시설, 인공습지, 침투시설, 식생형시설을 순차적으로 살펴보면, 상기 저류시설은 강우 유출수를 저류하여 침전 등에 의해 비점오염물질을 저감하는 시설로 저류지(연못), 저류조 등을 포함하며, 이때 저류지와 저류조의 차이는 저류지(Detention Pond)의 경우, 지반을 자연상태의 바닥과 사면으로 절성토하여 조성한 연못으로 초기 유입수를 저류하는 것인 반면, 저류조(Detention Basin)는 지반을 절·성토한 후 인공적인 시설물을 설치하는 것으로 주로 콘크리트 박스를 지하에 매설하여 초기유입수를 저류한다는 점에 있다.

그리고, 상기 인공습지는 침전·여과·흡착·미생물 분해, 식생 식물에 의한 정화 등 자연상태의 습지가 보유하고 있는 정화능력을 인위적으로 향상시켜 비점오염물질을 저감하는 시설이며, 상기 침투시설은 강우유출수를 지하로 침투시켜 토양의 여과·흡착 작용에 따라 비점오염물질을 저감하는 시설로 유공(有孔)포장, 투수성포장, 침투조, 침투저류지, 침투도랑 등을 포함한다. 또한, 상기 식생형 시설은 토양의 여과·흡착 및 식물의 흡착(吸着)작용으로 비점오염물질을 저감함과 동시에 동·식물 서식공간을 제공하면서 녹지경관으로 기능하는 시설을 말하며, 식생여과대, 식생수로 등이 있다.

그러나, 상기에 언급된 바와 같이, 비점 오염원 처리 기능을 내장한 하천 호안공의 물리적인 처리는 지속적인 관리(예를 들면, 퇴적물의 처리, 필터재의 교체 등)가 필요하다는 단점이 있다.

또한, 지속적인 관리가 이루어지지 않으면 오히려 2차 오염의 피해가 발생할 가능성이 크다는 문제점이 있다.

본 발명의 목적은 상기의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 더욱 구체적으로는 살수여상법과 식생처리법을 매트리스 호안공에 적용하여 도로 및 농지로부터 유입되는 비점 오염원을 효율적으로 처리할 수 있도록 한 정수처리기능을 갖는 자연형 하천 호안 공법을 제공하는 데 있다.

본 발명의 다른 목적은 하천호안공과 비점오염처리시설을 동시에 설치함으로써 예산을 절감할 수 있도록 한 정수처리기능을 갖는 자연형 하천 호안 공법을 제공하는 데 있다.

본 발명의 또 다른 목적은 개비온의 호안법면 경사도를 조절하여, 포켓 내부에서 호기/혐기의 환경을 구현하여 다양한 미생물군의 생장을 도모할 수 있도록 한 정수처리기능을 갖는 자연형 하천 호안 공법을 제공하는 데 있다.

상기의 목적들을 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 정수처리기능을 갖는 자연형 하천 호안 공법은,

배면수의 유출을 막고 토사의 유실을 방지하기 위한 부직포를 하천의 법면에 설치하는 단계; 상기 부직포 위에는 격벽에 의해 다수의 개비온유닛으로 이루어진 개비온을 설치하는 단계; 상기 각각의 개비온유닛의 내부에 차수성 포켓을 설치하는 단계; 상기 차수성 포켓의 내부에 쇄석을 충진하는 단계; 및 상기 개비온과 차수성 포켓의 상부에 식생포대를 설치하는 단계;를 포함하고,

상기 개비온유닛과 그 안에 설치되는 차수성 포켓은 다수 개가 경사면에 계단식으로 설치된 구조를 가지며, 상기 차수성 포켓의 내부에 충진된 쇄석에는 혐기성 또는 호기성 미생물을 증식시키는 것을 특징으로 한다.

상기 다수 개의 차수성 포켓들 사이에는 오염수를 수압에 의해 자연스럽게 살수할 수 있도록 한 쌍의 살수용 파이프를 설치하는 것을 특징으로 한다.

상기 한 쌍의 살수용 파이프에는 오염수의 유입 및 공급을 위한 다수의 홀이 형성되어 있는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 호안 공법에 의하면, 쇄석을 채운 차수성 포켓을 개비온 내부에 장착하고, 이를 살수여상(Trickling filter)으로 활용하여 적극적인 수질 개선을 할 수 있는 효과가 있다.

본 발명에 따른 호안 공법에 의하면, 개비온의 내부를 다수의 포켓을 연계한 시스템으로 구현하여 고도의 다단계 정수처리를 할 수 있는 효과가 있다.

본 발명에 의하면, 개비온의 호안법면 경사도를 조절하여, 포켓 내부에서 호기/혐기의 환경을 구현하여 다양한 미생물군의 생장을 도모하는 효과가 있다.

본 발명에 의하면, 매트리스 표면을 식생포대로 마무리하여, 여재내의 미생물 생존환경(예를들면, 적정 습윤조건)을 조성하고, 식생에 의한 추가적인 수질 개선의 효과를 얻을 수 있다.

도 1은 본 발명의 자연형 하천 호안 공법에 따른 설비의 분해사시도이다.
도 2는 본 발명에 따른 자연형 하천 호안 공법에 따라 설치된 설비의 단면도이다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 정수처리기능을 갖는 자연형 하천 호안 공법 및 설비에 대하여 상세히 설명한다.

도 1은 본 발명의 자연형 하천 호안 공법에 따른 설비의 분해사시도이다.

도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 호안공법 및 그 설비는 다음과 같다.

먼저, 배면수의 유출을 막고 토사의 유실을 방지하기 위한 부직포(1)를 하천의 법면에 설치한다.

하천공사에서 부직포를 사용하는 것은 하천 수위 변화에 따른 토사유출을 방지하기 위한 것입니다. 부직포로는 매트나 필터매트 등을 사용할 수 있다.

상기 부직포 위에는 개비온(11)을 설치한다.

이때, 개비온(11)에는 격벽(15)가 별도로 설치되어 다수의 개비온유닛(11)을 형성하도록 한다.

본 발명에서 사용되는 개비온(gabion)이란 아연도금 철선 등으로 구성된 망상(網狀)의 다면체로서, 제방이나 절개지의 사면에 설치되어 사면을 보호하는 역할을 수행한다.

상기 각각의 개비온유닛(11)에 차수성 포켓(20)을 설치한다.

상기 차수성 포켓(20)은 자갈이나 모래 등의 쇄석을 채울 수 있도록 측면과 저면을 폐쇄되고 상부면을 개방된 형태로 이루어진다.

차수성 포켓(20)을 사용함으로써 오염수의 법면 유출 및 하천으로의 직접 유입을 차단할 수 있고, 또한 혐기 및 호기 조건을 구현하여 미생물을 활용한 적극적인 생물학적 처리를 수행할 수 있다.

상기 차수성 포켓(20)의 내부에 쇄석을 충진한다.

상기 차수성 포켓(20)은 물의 유출을 막아서 그 내부에 충진된 쇄석에 미생물을 증식시킴으로써, 쇄석들을 여상재로 사용할 수 있도록 한다.

상기 개비온유닛(11)과 그 안에 설치되는 차수성 포켓(20)은 다수개가 경사면에 계단식으로 설치된 구조를 가짐으로써, 다단계 정수처리를 가능하게 한 것이다. 즉, 도 2에 도시된 바와 같이, 제 1차수성 포켓(20a)에 수집된 오염수는 그 포켓(20a)에서 혐기성 또는 호기성 미생물에 의해서 최적으로 정수처리되고, 또한 식생식물에 의해서도 추가로 정수처리된다. 그 후에, 오염수가 더 많아지면, 자연스럽게 그 다음 제 2차수성포켓(20b)로 흘러가서 그 포켓(20b)에서 동일한 방식으로 정수처리되며, 제 3차수성 포켓(20c)에서도 동일한 방식이 적용된다.

선택적으로, 제 1차수성 포켓(20a)와 제 2차수성 포켓(20b)의 사이에는 오염수를 수압에 의해 자연스럽게 살수할 수 있도록 한 쌍의 살수용 파이프(30)를 설치할 수 있다.

상기 살수용 파이프(30)는 제 1차수성 포켓(20a)에 설치되는 제 1파이프(31)와 제 2차수성 포켓(20b)에 설치되는 제 2파이프(32)를 구비한다. 상기 제 1파이프(31)에는 다수의 홀이 형성되어 있고, 상기 제 2파이프(32)에도 다수의 홀이 형성되어 있다. 따라서, 제 1차수성 포켓(20a)에 오염수가 많이 채워지면 그 수압에 의해 제 1파이프(31)의 다수의 홀을 통해 물이 살수용 파이프(30)에 들어오게 되고, 그 오염수는 상기 제 2파이프(32)에 형성된 다수의 홀을 통해 살수 형태로 제 2차수성 포켓(20b)에 공급되는 것이다.

물론, 제 2차수성 포켓(20b)와 제 3차수성 포켓(20c)의 사이에도 한 쌍의 살수용 파이프가 설치된다.

개비온(10)과 차수성 포켓(20)의 상부에 식생포대(27)를 설치한다.

상기 식생포대(27)는 갈대와 같은 식생식물의 씨앗을 포함하고 있으며, 그러한 식물들이 자라서 식생에 의한 추가적인 정수처리기능을 할 수 있게 된다.

상기 식생포대(27)의 상부에는 선택적으로 식생포대(27)의 이탈을 방지하기 위한 덮개(29)를 설치할 수 있다. 상기 덮개는 일반적인 철망 형태의 매트일 수 있다.

본 발명에 따른 호안 공법은 호안을 보호하는 기능과, 하천변 도로 및 농지로부터 유입되는 비점오염원을 처리하는 기능을 동시에 할 수 있는 공법으로서, 기존의 방식과는 전혀 다른 새로운 방법을 제시하고 있는 것이다.

특히, 본 발명에서는 개비온에 차수성 포켓을 설치하고 그 내부에 쇄석과 같은 충진재를 채움으로써 그 채움재에 미생물을 증식시켜 살수 여상재로 사용할 수 있다. 또한, 차수성 포켓의 적용을 통해 오염수의 법면 유출 및 하천으로의 직접 유입을 차단하고, 혐기 및 호기 조건을 구현하여 미생물을 활용한 적극적인 생물학적인 처리를 수행할 수 있는 것이다.

한편, 매트리스 표면에는 갈대와 같은 식물을 식생할 수 있는 식생포대로 마무리를 하여, 미생물의 생존 조건을 확보할 수 있고 식생에 의한 추가적인 정수기능을 할 수 있는 특징이 있다.

이상, 본 발명을 바람직한 실시 예를 사용하여 상세히 설명하였으나, 본 발명의 범위는 특정 실시 예에 한정되는 것은 아니며, 첨부된 특허 청구범위에 의하여 해석되어야 할 것이다. 또한, 이 기술분야에서 통상의 지식을 습득한 자라면, 본 발명의 범위에서 벗어나지 않으면서도 많은 수정과 변형이 가능함을 이해하여야 할 것이다.

1: 부직포 10: 개비온
11: 개비온유닛 20: 차수성 포켓
25: 쇄석 27: 식생포대
29: 덮개(29)

Claims (3)

1. 배면수의 유출을 막고 토사의 유실을 방지하기 위한 부직포를 하천의 법면에 설치하는 단계;
   상기 부직포 위에는 격벽에 의해 다수의 개비온유닛으로 이루어진 개비온을 설치하는 단계;
   상기 각각의 개비온유닛의 내부에 차수성 포켓을 설치하는 단계;
   상기 차수성 포켓의 내부에 쇄석을 충진하는 단계; 및
   상기 개비온과 차수성 포켓의 상부에 식생포대를 설치하는 단계;를 포함하고,
   상기 개비온유닛과 그 안에 설치되는 차수성 포켓은 다수 개가 경사면에 계단식으로 설치된 구조를 가지며,
   상기 차수성 포켓의 내부에 충진된 쇄석에는 혐기성 또는 호기성 미생물을 증식시키는 것을 특징으로 하는 정수처리기능을 갖는 자연형 하천 호안 공법.
2. 제 1항에 있어서,
   상기 다수 개의 차수성 포켓들 사이에는 오염수를 수압에 의해 자연스럽게 살수할 수 있도록 한 쌍의 살수용 파이프를 설치하는 것을 특징으로 하는 정수처리기능을 갖는 자연형 하천 호안 공법.
3. 제 2항에 있어서,
   상기 한 쌍의 살수용 파이프에는 오염수의 유입 및 공급을 위한 다수의 홀이 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 정수처리 기능을 갖는 자연형 하천 호안 공법.
   
   

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