KR20190016386A - 다기능 부유생태섬 - Google Patents

Abstract

본 발명은 다기능 부유생태섬에 관한 것으로서, 둘 이상의 단위셀이 결합되어 형성되며, 상기 단위셀은, 사각형 모양으로 형성되는 외곽프레임과; 상기 외곽프레임 내부에 삽입되며 부력을 형성하는 부력체와; 상기 외곽프레임의 내부에 결합되며, 수면 아래에 위치되는 메쉬소재의 메쉬프레임을 포함하되, 상기 외곽프레임에는 외주면으로부터 돌출되게 형성되는 결합돌기와, 상기 결합돌기에 대응되는 형상으로 외주면으로부터 함몰형성된 결합홈이 형성되며, 이웃하는 두 개의 단위생태섬은 서로 접하는 영역의 결합돌기와 결합홈이 서로 결합되어 조립되는 것을 특징으로 한다.

Description

다기능 부유생태섬{MULTI-FUNCTION FLOATING ECO-ISLAND}

본 발명은 부유생태섬에 관한 것으로서, 보다 자세히는 정체수역의 수질개선 및 수생태 복원을 위해 수면 위에 다양한 크기로 설치가 가능하며, 다양한 형태로 형성될 수 있는 다기능 부유생태섬에 관한 것이다.

인공식물섬은 훼손된 호소 연안의 식생대를 호소 중앙의 수면에서 이루어질 수 있도록 구현된 기술로 부력재, 식생기반재와 수생식물로 구성되어 수면에 부유하여 부유습지를 조성한다.

인공식물섬은 차광효과, 수생식물의 영양염류 흡수, 공생미생물에 의한 오염물질 제거 등의 기작으로 정체수역의 녹조현상을 제어하는 효과가 있다. 아울러 조성된 부유습지는 수생 비오톱으로서 수생태 복원에 큰 역할을 하여 곤충류, 양서류, 파충류 등의 주요한 서식처가 되며, 수중의 수생식물 뿌리는 어류에 은신처, 산란처를 제공하며, 천적과 격리되는 특성에 따라 새들의 서식처가 된다.

또한, 종래 인공식물섬은 다양한 형태로 연출이 가능하여 경관창출의 목적으로도 이용된다. 이에 인공식물섬은 정체수역의 수질개선, 녹조제어, 수생태 서식처제공, 어류산란장, 경관창출 등의 다양한 용도로 활발하게 적용되고 있다.

종래 인공식물섬의 일례가 공개특허 제2003-0017074호 "수질정화용 부유생태섬"에 개시된 바 있다.

개시된 종래 인공식물섬은 적용 식물이 수생식물이라는 제한적 적용성에 의해 수질개선 효과가 제한적이며, 수작업에 의한 제작으로 제작기간이 길고, 단가가 고가인 문제점을 안고 있어 보급에 제한요소로 작용하고 있다.

생태공학적 수질정화 및 수생태 복원기술로서, 효과성 발현을 위해서는 적정 조성 면적이 매우 중요한 요소인데, 제작기간이 길게 소요되고, 제작단가가 고가이며, 코코넛 파이버와 같은 주요 자재가 수입품인 관계로 효과성이 떨어지게 된다.

또한, 종래 인공식물섬은 하부 전면 부력형으로 식생상황에 따라 부력이 확보되지 못해 처짐현상이 발생되는 문제가 있다.

본 발명의 목적은 상술한 문제를 해결하기 위한 것으로, 단위셀로 제작하여 목적에 따라 적용면적을 간편하게 가감할 수 있는 다기능 부유생태섬을 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 각 단위셀을 수생식물, 부착조류, 부착 미생물 등 다양한 형태로 적용하여 수질개선 및 수생태 복원에 활용할 수 있는 다기능 부유생태섬을 제공하는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은 단위셀을 폐자재를 재활용하여 생산하므로 제작기간 및 제작단가를 개선한 다기능 부유생태섬을 제공하는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은 안정적인 부력이 형성되어 처짐이 발생되지 않는 다기능 부유생태섬을 제공하는 것이다.

본 발명의 상기 목적과 여러 가지 장점은 이 기술분야에 숙련된 사람들에 의해 본 발명의 바람직한 실시예로부터 더욱 명확하게 될 것이다.

본 발명의 목적은 다기능 부유생태섬에 의해 달성될 수 있다. 본 발명의 다기능 부유생태섬은, 둘 이상의 단위셀이 결합되어 형성되며, 상기 단위셀은, 사각형 모양으로 형성되는 외곽프레임과; 상기 외곽프레임 내부에 삽입되며 부력을 형성하는 부력체와; 상기 외곽프레임의 내부에 결합되며, 수면 아래에 위치되는 메쉬소재의 메쉬프레임을 포함하되, 상기 외곽프레임에는 외주면으로부터 돌출되게 형성되는 결합돌기와, 상기 결합돌기에 대응되는 형상으로 외주면으로부터 함몰형성된 결합홈이 형성되며, 이웃하는 두 개의 단위생태섬은 서로 접하는 영역의 결합돌기와 결합홈이 서로 결합되어 조립되는 것을 특징으로 한다.

일 실시예에 따르면, 상기 외곽프레임은 폐비닐과 폐스티로폼을 재활용하여 형성된다.

일 실시예에 따르면, 상기 메쉬프레임은 부착조류서식부로 활용될 수 있다.

일 실시예에 따르면, 상기 메쉬프레임에는 자갈, 쇄석, 다공질 여재, 난석, 야자섬유, 황마섬유, 솜 중 어느 하나의 식생기반재가 구비되어 수생식물 식재부로 활용될 수 있다.

일 실시예에 따르면, 상기 메쉬프레임은 미생물접촉메디아가 부착될 수 있다.

본 발명에 따른 부유생태섬은 표준화된 크기의 단위셀을 금형을 통해 대량 생산하고, 간편하게 조립 설치가 가능하여, 생산 및 설치 기간을 현저히 단축시키고, 대량생산을 통하여 설치단가를 절감할 수 있다.

특히, 각각의 단위셀을 수생식물 식재부 뿐만 아니라 부착조류 생장부 및 미생물 접촉 여재부로 자유롭게 형성할 수 있어 수직 상황 및 개선 목적에 따라 효과적으로 다양하게 구성할 수 있는 장점이 있다.

이에 의해 정체수역의 수질개선 및 수생태 복원에 효과적일 수 있다.

또한, 본 발명에 따른 부유생태섬은 복수개의 단위셀이 연결된 형태로 제작되므로, 단위셀 부력 방식으로 부력형성이 안정적으로 이루어질 수 있는 장점이 있다.

또한, 본 발명에 따른 부유생태섬은 제조시에 폐비닐, 폐스티로폼을 재활용하여 사용하여 자원재활용에 효과가 있으며, 종래 식생 기반재로 사용되는 코코넛파이버 대신 쇄석, 자갈, 난석, 식생여재, 솜, 활성탄 등을 목적에 따라 다양하게 적용하여 자재를 국산화하여 비용 절감효과를 나타낼 수 있다.

도 1은 본 발명에 따른 부유생태섬이 호소에 설치된 일례를 도시한 예시도,
도 2는 본 발명에 따른 부유생태섬을 형성하는 단위식물섬의 조립과정을 도시한 예시도,
도 3은 단위식물섬의 단면구성을 도시한 단면도,
도 4는 본 발명에 따른 부유생태섬의 평면구성을 도시한 평면도,
도 5는 본 발명에 따른 부유생태섬이 종래 다른 형태의 부유생태섬에 비해 안정적인 부력을 형성하는 과정을 도시한 예시도이다.

본 발명을 충분히 이해하기 위해서 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부 도면을 참조하여 설명한다. 본 발명의 실시예는 여러 가지 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 아래에서 상세히 설명하는 실시예로 한정되는 것으로 해석되어서는 안 된다. 본 실시예는 당업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 보다 완전하게 설명하기 위해서 제공되어지는 것이다. 따라서 도면에서의 요소의 형상 등은 보다 명확한 설명을 강조하기 위해서 과장되어 표현될 수 있다. 각 도면에서 동일한 부재는 동일한 참조부호로 도시한 경우가 있음을 유의하여야 한다. 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 공지 기능 및 구성에 대한 상세한 기술은 생략된다.

도 1은 본 발명의 부유생태섬(100)이 호소(S)에 설치된 일례를 도시한 예시도이다. 도시된 바와 같이 본 발명의 부유생태섬(100)은 복수개의 단위셀(100a,100b,100c)이 서로 조합되어 형성되고, 각각의 단위셀(100a,100b,100c)은 서로 다른 형태로 구현될 수 있다.

제1단위셀(100a)은 수생식물 식재부로 기능하고, 제2단위셀(100b)은 부착조류서식부와 미생물접촉 메디아(200)가 부착되는 공간으로 활용되고, 제3단위셀(100c)은 수생식물 식재부로 기능된다

이와 같이 본 발명의 부유생태섬(100)은 수생식물, 부착조류, 부착 미생물이 각각 단위셀에 구현되고, 이러한 단위셀을 조합하여 형성된다. 이러한 다양한 적용성의 부유생태섬(100)에 의해 호소(S)의 수질개선 효과를 증진시킬 수 있는 장점이 있다.

도 2는 이웃하는 제1단위셀(100a)과 제2단위셀(100b)의 결합구조를 도시한 예시도이고, 도 3은 제1단위셀(100a)의 단면구성을 도시한 단면도이다.

각 단위셀(100a,100b,100c)의 구성을 모두 동일하므로 제1단위셀(100a)에 대해서만 자세히 설명한다. 도면에 도시된 바와 같이 제1단위셀(100a)은 사각형 형상을 갖는 제1외곽프레임(110a)과, 제1외곽프레임(110a)의 내부에 수용되어 부력을 형성하는 제1부력체(120a)와, 제1외곽프레임(110a)의 내부에 구비된 제1메쉬프레임(130a)을 포함한다.

제1외곽프레임(110a)은 직사각 또는 정사각형으로 형성된다. 제1외곽프레임(110a)은 도 3에 도시된 바와 같이 단면형상이 상부를 향해 "ㄷ"자 형태로 형성된다. 제1외곽프레임(110a)의 절곡된 단면 내부에는 제1부력체(120a)가 수용된다.

제1외곽프레임(110a)은 내구성을 갖는 경질 재질로 형성된다. 제1외곽프레임(110a)은 PE, PP, 비닐 등의 플라스틱 재질을 이용하여 성형제작될 수 있다. 이에 의해 대량생산이 가능하므로 제작단가를 현저히 절감 할 수 있는 효과가 있다.

제1외곽프레임(110a)의 외주면에는 제1결합돌기(111a)와 제1결합홈(113a)이 구비된다. 제1결합돌기(111a)는 서로 마주보는 사각형의 양변에 돌출되게 구비되고, 제1결합홈(113a)은 제1결합돌기(111a)에 수직한 방향의 양변에 함몰되게 구비된다.

이 때, 제1결합돌기(111a)와 제1결합홈(113a)은 서로 대응되는 형상으로 형성된다. 결합구속력을 향상시키기 위해 제1결합돌기(111a)와 제1결합홈(113a)은 "T"자 형태로 형성되는 것이 바람직하다.

도 2에 도시된 바와 같이 제1단위셀(100a)이 제2단위셀(100b)과 결합될 때, 제1단위셀(100a)의 제1결합돌기(111a)가 제2단위셀(100b)의 제2결합홈(113b)에 결합되어 서로 간의 위치가 구속되게 된다.

이러한 방식으로 제1단위셀(100a)의 네 방향으로 복수개의 단위셀(100a,100b,100c)들이 결합될 수 있다. 이에 의해 희망하는 면적만큼 부유생태섬(100)의 면적을 확장 또는 축소할 수 있다.

도 4는 복수개의 단위셀이 결합되어 형성된 부유생태섬(100)의 평면구성을 도시한 평면도이다. 도시된 바와 같이 복수개의 단위셀(100a,100b,100c)이 복수개의 열과 행으로 조립되어 넓은 면적을 갖게 형성될 수 있다.

이 때, 부유생태섬(100)은 이웃하는 단위셀(100a,100b,100c)들이 결합돌기와 결합홈이 맞물리게 결합되어 있어 구속력이 향상되게 된다. 이에 의해 안정적인 결합력이 유지될 수 있다.

제1부력체(120a)는 제1외곽프레임(110a)의 내부에 수용되어 부력을 형성한다. 제1부력체(120a)는 발포우레탄, 발포폴리에틸렌, 스티로폼 등의 부력재를 구성하여 형성된다.

제1부력체(120a)는 전체 높이의 절반 정도가 수면 아래에 잠기게 형성된다. 이에 의해 상부로부터 인가되는 하중에 변화가 있을 경우 수면 아래로 잠기는 깊이가 깊어지면서 부력을 안정적으로 유지하게 된다.

제1메쉬프레임(130a)은 제1외곽프레임(110a)의 내부 바닥에 일체형으로 구성된다. 제1메쉬프레임(130a)은 제1외각프레임(110a)와 함께 일체형으로 성형제작된다. 제1메쉬프레임(130a)은 메쉬형태의 구조로 부유생태섬(100) 형성시 수면 아래 5~10cm 내외로 잠겨서 형성된다.

제1메쉬프레임(130a)은 폐비밀를 재활용하여 형성될 수 있다. 제1메쉬프레임(130a)은 망체 구조의 특성에 의해 조개와 같은 부착조류 서식부로 활용될 수 있다. 또한, 도 1에 도시된 바와 같이 제1메쉬프레임(130a)의 상부에 수생식물(A)을 형성하면 수생식물 식재부가 조성될 수 있다. 수생식물(A)의 뿌리(B)가 격자 사이를 통하여 자연스럽게 수면 아래로 뻗어나가게 된다.

여기서, 제1메쉬프레임(130a)이 수생식물 식재부로 활용될 때, 수생식물(A)의 안정적인 활착을 위하여 제1메쉬프레임(130a)에는 자갈, 쇄석, 다공질 여재, 난석, 야자섬유, 황마섬유, 솜 등의 다양한 식생기반재를 용도에 따라 구현할 수 있다.

한편, 제1메쉬프레임(130a)은 하부에 미생물접촉 메디아(200)를 용이하게 부착할 수 있다. 도 1에 도시된 바와 같이 부유생태섬(100)의 하부에 미생물접촉 메디아(200)를 부착한 경우, 부착미생물을 다량 보유하므로서 수중의 오염물질을 산화 분해할 수 있다.

여기서, 부유생태섬(100)의 하부에 미생물접촉 메디아(200)를 구현할 때, 수생식물(A)의 뿌리(B)와 엉켜 하자의 원인이되는데, 본 발명에서는 수생식물 식재부와 미생물 접촉메디아 형성부가 서로 다른 단위셀(100a)로 분리되어 있어 하자의 문제가 발생되지 않는다.

이러한 구성을 갖는 본 발명에 따른 부유생태섬(100)의 조성과정과 사용예를 도 1 내지 도 4를 참조하여 설명한다.

부유생태섬(100)이 형성될 호소의 수질과 생태환경을 판단하여 부유생태섬(100)에 설치될 수생식물 식재부, 부착조류 생장부, 미생물 접촉 여재부 등의 형성면적을 설계한다. 그리고, 수생식물 식재부로 활용된 단위셀, 부착조류 생장부로 활용될 단위셀, 미생물 접촉 여재부로 활용된 단위셀의 개수를 각각 설정하고, 도 2에 도시된 바와 같이 복수개의 단위셀(100a,100b,100c)을 서로 결합돌기와 결합홈을 이용해 조립한다.

도 4에 도시된 바와 같이 부유생태섬(100)의 조립이 완료되면, 각 단위셀(100a,100b,100c)의 설계목적에 맞게 수생식물을 식재하거나, 부착조류가 생장될 수 있는 환경을 형성하거나, 미생물이 부착될 수 있도록 미생물접촉 메디아(200)를 부착한다.

도 1에 도시된 바와 같이 제1단위셀(100a)은 수생식물 식재부로 활용되기 위해 수생식물(A)이 식재된다. 제2단위셀(100b)은 부착조류생장부로 활용되고, 하부에 미생물접촉 메디아(200)를 부착한다. 제3단위셀(100c)은 수생식물 식재부로 활용된다.

여기서, 식생기반재는 쇄석, 자갈, 난석, 식생여재, 솜, 활성탄 등 국산재질로 사용되어 종래 사용되는 수입재료인 코코넛파이버를 대체할 수 있는 효과가 있다.

이렇게 본 발명의 부유생태섬(100)은 수생식물 식재부 뿐만 아니라 부착조류생장부, 미생물 접촉 여재부를 다양한 형태로 자유롭게 형성할 수 있어 수질상황 및 개선 목적에 따라 효과적으로 구성할 수 있다. 특히, 부착조류는 부유성 조류와 경쟁적으로 영양염류를 흡수하면서 물의 탁도를 증가시키기 않으며, 부착 미생물은 유기물 제거에 효과적이다.

한편, 도 5는 본 발명의 부유생태섬(100)이 안정적인 부력을 형성하는 과정을 종래 부유생태섬(100)들과 비교한 예시도이다.

도 5의 (a)는 양측의 외곽틀(20)의 양측에만 부력체(10)가 형성된 종래 부유생태섬의 부력형성과정을 도시한 예시도이다. 도시된 바와 같이 이 경우 부력(F)이 양측에만 작용하게 되므로 외곽틀(20)의 중앙부에 하중(P)이 인가되면 처짐이 발생되어 기반재 및 식재 식물이 이탈되는 문제가 있다.

도 5의 (b)는 부력체(30)가 외곽틀(40)의 하부 전면을 지지하는 종래 부유생태섬의 부력형성과정을 도시한 예시도이다. 이 경우는 수생식물의 생장을 위해서 최소한이 부력을 형성하며, 부력체(30)는 전체적으로 수중에 존재하여 상부에 위치된 외곽틀(400의 하중이 증가할 경우 전체적인 침하 현상이 발생되는 문제가 있다.

반면, 도 5의 (c)에 도시된 본 발명이 부유생태섬(100)은 복수개의 단위셀(100a,100b,100c)들이 1m 내외로 배치되어 있고, 이들 각각에 부력체가 배치된다. 그리고, 부력체의 50% 정도가 물에 잠긴 채 형성되므로, 상부의 하중 증가 요인이 발생하더라도 부력체가 잠기면서 부력이 증가되는 관계로 안정적인 부력(F)을 유지할 수 있다.

이상에서 살펴본 바와 같이 본 발명에 따른 부유생태섬은 표준화된 크기의 단위셀을 금형을 통해 대량 생산하고, 간편하게 조립 설치가 가능하여, 생산 및 설치 기간을 현저히 단축시키고, 대량생산을 통하여 설치단가를 절감할 수 있다.

특히, 각각의 단위셀을 수생식물 식재부 뿐만 아니라 부착조류 생장부 및 미생물 접촉 여재부로 자유롭게 형성할 수 있어 수직 상황 및 개선 목적에 따라 효과적으로 다양하게 구성할 수 있는 장점이 있다.

이에 의해 정체수역의 수질개선 및 수생태 복원에 효과적일 수 있다.

또한, 본 발명에 따른 부유생태섬은 복수개의 단위셀이 연결된 형태로 제작되므로, 단위셀 부력 방식으로 부력형성이 안정적으로 이루어질 수 있는 장점이 있다.

또한, 본 발명에 따른 부유생태섬은 제조시에 폐비닐, 폐스티로폼을 재활용하여 사용하여 자원재활용에 효과가 있으며, 종래 식생 기반재로 사용되는 코코넛파이버 대신 쇄석, 자갈, 난석, 식생여재, 솜, 활성탄 등을 목적에 따라 다양하게 적용하여 자재를 국산화하여 비용 절감효과를 나타낼 수 있다.

이상에서 설명된 본 발명의 다기능 부유생태섬의 실시예는 예시적인 것에 불과하며, 본 발명이 속한 기술분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 잘 알 수 있을 것이다. 그러므로 본 발명은 상기의 상세한 설명에서 언급되는 형태로만 한정되는 것은 아님을 잘 이해할 수 있을 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다. 또한, 본 발명은 첨부된 청구범위에 의해 정의되는 본 발명의 정신과 그 범위 내에 있는 모든 변형물과 균등물 및 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.

100 : 부유생태섬 100a : 제1단위셀
100b : 제2단위셀 100c : 제3단위셀
110a : 제1외곽프레임 111a : 제1결합돌기
113a : 제1결합홈 120a : 제1부력체
130a : 제1메쉬프레임 200 : 미생물접촉메디아

Claims (5)

1. 둘 이상의 단위셀이 결합되어 형성되며,
   상기 단위셀은,
   사각형 모양으로 형성되는 외곽프레임과;
   상기 외곽프레임 내부에 삽입되며 부력을 형성하는 부력체와;
   상기 외곽프레임의 내부에 결합되며, 수면 아래에 위치되는 메쉬소재의 메쉬프레임을 포함하되,
   상기 외곽프레임에는 외주면으로부터 돌출되게 형성되는 결합돌기와, 상기 결합돌기에 대응되는 형상으로 외주면으로부터 함몰형성된 결합홈이 형성되며,
   이웃하는 두 개의 단위생태섬은 서로 접하는 영역의 결합돌기와 결합홈이 서로 결합되어 조립되는 것을 특징으로 하는 부유생태섬.
   
2. 제1항에 있어서,
   상기 외곽프레임은 폐비닐과 폐스티로폼을 재활용하여 형성되는 것을 특징으로 하는 부유생태섬.
   
3. 제2항에 있어서,
   상기 메쉬프레임은 부착조류서식부로 활용되는 것을 특징으로 하는 부유생태섬.
   
4. 제2항에 있어서,
   상기 메쉬프레임에는 자갈, 쇄석, 다공질 여재, 난석, 야자섬유, 황마섬유, 솜 중 어느 하나의 식생기반재가 구비되어 수생식물 식재부로 활용되는 것을 특징으로 하는 부유생태섬.
   
5. 제2항에 있어서,
   상기 메쉬프레임은 미생물접촉메디아가 부착되는 것을 특징으로 하는 부유생태섬.
   

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