KR101857602B1 - 다기능 소파블록 구조 - Google Patents

Abstract

본 발명은 다기능 소파블록 구조에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 해안 침식을 억제하고 소파효과를 향상시키며 어장 공간을 확보할 수 있기 위한 다기능 소파블록 구조에 관한 것이다.
본 발명의 일실시 예에 따른 다기능 소파블록 구조는 해안에서 해양방향으로 소정 거리 이격되게 설치되는 전후방이 개방된 박스(box) 형상의 본체블록, 상기 본체블록 중앙을 가로질러 쐐기 모양으로 일체로 결합되되 상기 본체블록의 후면에서 소정 길이 돌출되는 상면이 개방된 삼각 형상의 칸막이블록, 및 상기 칸막이블록에 의해 상기 본체블록 내부가 좌우로 분리된 제1 및 제2 통수부를 포함하고, 상기 제1 통수부는 전후방이 관통되되 상기 칸막이블록의 좌측으로 테이퍼지게 좁아져 좌측이 직각인 사다리꼴의 수평 단면을 가지고, 상기 제2 통수부는 전후방이 관통되되 상기 칸막이블록의 우측으로 테이퍼지게 좁아져 우측이 직각인 사다리꼴의 수평 단면을 가지며, 상기 제1 통수부로 유입되는 해수는 수평을 유지하면서 급격하게 좌측으로 좁아져 상기 본체블록 외곽 좌측으로 직진하는 해수와 충돌하여 파(波) 쳐 오름 운동을 방해하고 상기 제2 통수부로 유입되는 해수는 수평을 유지하면서 급격하게 우측으로 좁아져 상기 본체블록 외곽 우측으로 직진하는 해수와 충돌하여 파(波) 쳐 오름 운동을 방해하여 월파를 억제하며, 사방이 막혀 있고 상면이 개방된 상기 칸막이블록 내로 해수가 정류(停留)하는 것을 특징으로 한다.

Description

다기능 소파블록 구조{Multifunctional wave dissipating block structure}

본 발명은 다기능 소파블록 구조에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 해안 침식을 억제하고 소파효과를 향상시키며 어장 공간을 확보할 수 있기 위한 다기능 소파블록 구조에 관한 것이다.

일반적으로 해안의 침식작용은 계절풍과 지구 온난화로 인해 해수면이 상승하는 국부적인 발생요인과 더불어 연속적으로 파도의 힘에 의한 발생이 진행되고 있으며, 계절에 따라서 해안의 백사장이 침식되기도 하고, 퇴적이 발생하기도 하는 현상이 심각하게 진행되고 있다.

따라서 해안가에는 해안 침식 방지블록이 축조되고 있으며, 축조된 해안 침식 방지블록들은 테트라포드, 콘크리트 블록을 근해의 해저 및 백사장에 설치하여 백사장의 침식을 방지한다.

또한, 종래의 해안 침식 방지블록은 해안가는 파도가 밀려오는 등 해수유통의 특성이 있기 때문에 방파제 역할을 충분히 할 수 있어야 할 뿐만 아니라 물고기의 서식할 수 있는 어소 공간이 필요로 한다.

그러나 종래의 해안 침식 방지블록은 단순한 콘크리트 구조물로 인해 파도의 흡수 및 분산효과가 미흡하고, 파도와 함께 밀려온 모래가 다시 밀려가거나 백사장에 있는 모래가 쓸려 가버리는 것을 방지하지 못하는 것은 물론 어소 공간의 역할도 제대로 수행하지 못하는 문제점이 있었다.

상기한 문제점을 해결하기 위하여, 한국 특허등록번호 제10-1064976호이고 발명의 명칭이 '에코리프블록'인 종래 기술이 개시된 바 있다.

그러나 상기 기술은 조류의 특징을 정확하게 파악하지 못한 부분이 일부 있는 것으로, 파 오름 현상을 충분히 해결할 수 없고 급격한 경사를 형성시켜 수차례 연속으로 파도가 강하게 몰아칠 때 사다리를 타고 오르듯이 파도가 타고 올라 파 에너지를 증가시킬 수 있는 문제점이 있다.

특히, 해안 침식 방지블록 중 항만의 방파제를 건설하기 위하여 개발된 기술로 주로 테트라포드가 설치된다.

테트라포드는 파도를 깨뜨리고 테트라포드 사이 공간을 이용하여 파도를 흡수하여 감쇄시키고자 하는 목적이 있다. 그러나 강력한 태풍으로 생산된 파도는 이런 식의 구조물로는 해수량이 많은 긴 파장에는 월파를 막는데 한계가 있다.

또한, 이런 월파 현상을 저지하기 위해서 수많은 공사비를 투입하여 테트라포드 설치 지역 범위를 30m 이상 설치해야 하든지 마지막 옹벽 높이를 6 ~ 8m 이상 높여야 하는 실정이다.

따라서 공사비용이 적게 들고 월파를 막을 수 있는 기능을 요구하는 새로운 구조물이 절실히 필요하다.

한국 특허 등록번호 제10-1063976호, 발명의 명칭 '에코리프블록' (등록일자 2011.09.02.)

본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 해안 침식을 억제하고 소파효과를 향상시키며 어장 공간을 확보할 수 있는 다기능 소파블록 구조를 제공하는 데 그 목적이 있다.

상기한 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 일실시 예에 따른 다기능 소파블록 구조는 해안에서 해양방향으로 소정 거리 이격되게 설치되는 전후방이 개방된 박스(box) 형상의 본체블록, 상기 본체블록 중앙을 가로질러 쐐기 모양으로 일체로 결합되되 상기 본체블록의 후면에서 소정 길이 돌출되는 상면이 개방된 삼각 형상의 칸막이블록, 및 상기 칸막이블록에 의해 상기 본체블록 내부가 좌우로 분리된 제1 및 제2 통수부를 포함하고, 상기 제1 통수부는 전후방이 관통되되 상기 칸막이블록의 좌측으로 테이퍼지게 좁아져 좌측이 직각인 사다리꼴의 수평 단면을 가지고, 상기 제2 통수부는 전후방이 관통되되 상기 칸막이블록의 우측으로 테이퍼지게 좁아져 우측이 직각인 사다리꼴의 수평 단면을 가지며, 상기 제1 통수부로 유입되는 해수는 수평을 유지하면서 급격하게 좌측으로 좁아져 상기 본체블록 외곽 좌측으로 직진하는 해수와 충돌하여 파(波) 쳐 오름 운동을 방해하고 상기 제2 통수부로 유입되는 해수는 수평을 유지하면서 급격하게 우측으로 좁아져 상기 본체블록 외곽 우측으로 직진하는 해수와 충돌하여 파(波) 쳐 오름 운동을 방해하여 월파를 억제하며, 사방이 막혀 있고 상면이 개방된 상기 칸막이블록 내로 해수가 정류(停留)하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따르면, 파(波) 에너지를 분산 방향 전환시켜 에너지를 약화시키는 이점이 있다.

또한, 파도를 서로 충돌시키고 와류시켜 파(波) 에너지를 감쇄시키는 이점이 있다.

또한, 파도를 통수로블록 내로 유도하여 운동 파형을 바꾸는 이점이 있다.

또한, 옹벽블록 앞 파(波) 쳐 오름 위치에 통수로블록이 설치되어 파(波) 쳐 오름 현상을 방해하는 이점이 있다.

도 1은 조류의 구조를 설명하기 위한 예시적인 도면.
도 2는 수심이 낮은 곳에서 조류의 변화를 도시한 예시적인 도면.
도 3은 파도를 설명하기 위한 예시적인 도면
도 4는 파고에 대한 예시적인 도면.
도 5는 파도의 1단계를 설명하는 예시적인 도면.
도 6 내지 도 9는 파도를 설명하기 위한 예시적인 사진.
도 10은 본 발명의 일실시 예에 따른 다기능 소파블록 구조를 도시한 사시도.
도 11은 본 발명에서 제안하는 통수로블록을 도시한 예시적인 사시도.
도 12는 본 발명에서 제안하는 옹벽블록의 예시적인 단면도.
도 13은 본 발명을 설명하기 위한 예시적인 배치도.
도 14는 파도끼리 충돌하여 에너지가 감쇄되는 현상을 촬영한 사진.
도 15는 본 발명에서 제안하는 통수로블록을 설치하는 예시적인 개념도.
도 16은 본 발명에 적용된 어초를 도시한 개념도.
도 17은 본 발명을 설명하기 위한 예시적인 개념도.

이하, 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시 예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시 예에 한정되지 않는다.

여기서 사용되는 전문용어는 단지 특정 실시 예를 언급하기 위한 것이며, 본 발명을 한정하는 것을 의도하지 않는다. 여기서 사용되는 단수 형태들은 문구들이 이와 명백히 반대의 의미를 나타내지 않는 한 복수 형태들도 포함한다. 명세서에서 사용되는 "포함하는"의 의미는 특정 특성, 영역, 정수, 단계, 동작, 요소 및/또는 성분을 구체화하며, 다른 특정 특성, 영역, 정수, 단계, 동작, 요소, 성분 및/또는 군의 존재나 부가를 제외시키는 것은 아니다.

다르게 정의하지는 않았지만, 여기에 사용되는 기술용어 및 과학용어를 포함하는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 일반적으로 이해하는 의미와 동일한 의미를 가진다. 보통 사용되는 사전에 정의된 용어들은 관련 기술문헌과 현재 개시된 내용에 부합하는 의미를 가지는 것으로 추가 해석되고, 정의되지 않는 한 이상적이거나 매우 공식적인 의미로 해석되지 않는다.

도면을 참조하여 설명된 본 발명의 실시 예는 본 발명의 이상적인 실시 예를 구체적으로 나타낸다. 그 결과, 도해의 다양한 변형이 예상된다. 따라서 실시 예는 도시한 영역의 특정 형태에 국한되지 않는다. 편평하다고 도시되거나 설명된 영역은 일반적으로 걸치거나/거칠고 비선형인 특성을 가질 수 있다.

또한, 날카로운 각도를 가지는 것으로 도시된 부분은 라운드질 수 있다. 따라서 도면에 도시된 영역은 원래 대략적인 것에 불과하며, 이들의 형태는 영역의 정확한 형태를 도시하도록 의도된 것이 아니고, 본 발명의 범위를 좁히려고 의도된 것도 아니다.

도면들은 개략적이고 축적에 맞게 도시되지 않았다는 것을 일러둔다. 도면에 있는 부분들의 상대적인 치수 및 비율은 도면에서의 명확성 및 편의를 위해 그 크기에 있어 과장되거나 감소되어 도시되었으며 임의의 치수는 단지 예시적인 것이지 한정적인 것은 아니다. 그리고 둘 이상의 도면에 나타나는 동일한 구조물, 요소 또는 부품에는 동일한 참조 부호가 다른 실시 예에서 대응하거나 유사한 특징을 나타내기 위해 사용된다.

본 발명을 설명하기 전에 조류의 구조와 성격에 대하여 다음과 같이 기술하고자 한다.

1. 조류(潮流)에 대한 이해

조류(tidal current)는 난류로부터 해와 달의 영향을 받아 육지 쪽으로 기조력(tidal force)이 발생하여 하루에 두 번 해수면이 오르내리는 조석현상이 생기는 데 조석 현상으로 발생한 해수의 흐름을 말한다.

조류는 육지 쪽으로 일정한 방향으로 이동하는 해류로서 모양과 성질이 각각 다른 두 개의 파면으로 되어 있다.

조류의 구조는 해수면과 수평으로 일정하게 이동하는 내부파(internal wave)와 해수면 위에서 불규칙하게 출렁이는 모양으로 시야로 볼 수 있는 표면파(surface wave)로, 두 개의 모양과 성질이 다른 파면이 합쳐진 구조이다.

여기서 해안 침식에 직접 영향을 주는 것은 조류의 표면파로, 파도 또는 파랑이라 부른다.

도 1은 조류의 구조를 설명하기 위한 예시적인 도면이고, 도 2는 수심이 낮은 곳에서 조류의 변화를 도시한 예시적인 도면이다.

도 1 및 도 2를 참조하면, 내부파는 일정하게 흐르지만 표면파는 파군을 이루고 파장도 다르다. 수심이 낮은 곳으로 오게 되면 내부파 에너지는 표면파에 전달되어 표면파의 파형은 거칠어지고 파고는 높아진다.

2. 파도(波濤)라 불리는 표면파의 변화와 현상

도 3은 파도를 설명하기 위한 예시적 도면이고, 도 4는 파고에 대한 예시적 도면이다.

2-1. 먼바다에서는 파장이 길게 진행되지만, 외부영향 즉 수심이나 바람에 따라 파장은 짧아지고 파고는 높게 된다. 초강 태풍속도는 초당 60m이면 파고는 6 ~ 8m 정도되며 조류는 초당 3m 정도로 흐른다.

2-2. 파도는 파동에 의하여 움직이며 에너지는 상하운동을 한다.

해안에 도착한 파도는 파장의 입구 파도가 1단계로 테트라포드를 덮으며 파장의 2단계는 테트라포드 위를 넘으며 파장의 3단계는 최종 치솟는 높이 8 ~ 9m 이상 솟구치면서 낮은 옹벽은 월파하게 된다.

이렇게 파도의 한 파장이 1 내지 3단계의 현상을 거치며 소멸된다.

이러한 현상은 순식간이라 시야로는 정확히 확인할 수 없으며 촬영을 통하여 자세히 알 수 있다.

도 5는 파도의 1단계를 설명하는 예시적인 도면이고, 도 6 내지 도 9는 파도를 설명하기 위한 예시적인 사진들이다.

도 6과 같이 먼저 도착한 파도가 솟구쳐서 테트라포드를 덮는다.

파도의 1단계 현상으로 태풍으로 인한 강력한 파장의 앞부분 파도가 테트라포드에 도착하면 파 쳐 오름과 함께 테트라포드를 덮는다.

도 7과 같이 붉은 점선 부분이 1단계 현상으로 테트라포드를 해수로 채우고 그 위를 파장의 2단계 및 3단계가 연속으로 거의 동시에 뒤따라 덮친다.

도 8은 태풍 차바가 부산 마린시티를 강타하는 장면을 촬영한 사진이다.

2-3. 해안선에서 먼 거리에서 해상지형으로 장애를 받아 솟구치는 파도는 치솟아 쓰러지므로 옹벽과 30m 이상거리에서는 옹벽에 도달하는 시간은 10초 이상 걸린다. 따라서 에너지는 축소되어 옹벽에 부딪쳐도 월파하지는 못한다.

그러나 옹벽 앞 8m 이내 거리에서는 이런 현상은 위험하다. 8m 이내 거리에서 옹벽까지 시간은 2 ~ 3초 사이 파도의 3단계 현상으로 3단계는 8m 이상 솟구쳐 오르면서 월파하기 때문이다.

2-4. 강한 파력으로부터 침식을 막는 방법은 종래 옹벽처럼 우뚝서서 막는 방법과 그 앞에 테트라포드를 설치하여 파도를 부수어 흩어지게 하여 막는 방법 등은 국내 해안가에 흔히 볼 수 있는 광경이다. 그러나 이 방식에는 한계가 있다.

도 9는 파도가 진행하여 월파하는 모습을 촬영한 사진들이다.

도 9의 (a), (b), (c), (d)와 같이 옹벽 앞 8 ~ 9m에서 솟구치는 파도는 상기 설명한 이유 등으로 월파하게 된다. 이러한 현상은 일어나지 않도록 사전에 저지할 필요가 있다.

3. 파도의 압축 현상

태풍으로 긴 파장이 생긴 파도의 변화로 조류의 표면파는 파형이 각각 다르다. 웨이브(wave) 형태로 진행과정에 수심이 깊은 곳에서 바람의 영향으로 진행 장애를 받으면 하얗게 물결이 이는 현상이 있는데, 이게 바람의 장애로 인한 파도의 압축 작용이다.

특히 태풍으로 에너지가 크고 파장이 긴 파도가 육지 해안에 닿으면 파 쳐 오름 현상으로 3단계 압축과정을 걸쳐서 월파한다.

1단계로 한 파장으로 파장이 긴 파도가 먼저 진입하여 파도가 압축이 되면서 테트라포드를 덮치면 뒤이어 진입하는 파도는 2단계 압축되면서 1단계 파도를 타고 오르며 마지막 파도의 에너지가 앞 단계 파도가 사다리 역할을 하여 그 위를 타고 월파한다. 이런 압축단계가 순식간에 일어나므로 시야로 확인은 어렵지만 긴 파장을 가진 파도의 압축 현상으로 해안을 강타하게 된다.

그리고 파도가 높게 치솟는 것은 파도의 에너지가 상하 운동을 하기 때문이고 파장이 길면 에너지가 크기 때문에 압축된 파도의 에너지는 매우 크고 움직임 현상은 더 크고 거칠다.

또한, 쓰나미는 수백미터 정도 긴 파장이 3단계 고정을 거쳐 월파를 하고도 에너지가 남아서 육지 해안 깊숙이 진입한다.

따라서, 본 발명에서 제안하는 통수로 구조는 진행하는 조류를 강제로 방향 전환시키므로 파도의 3단계 현상을 저지하여 파도가 파도를 타고 넘는 현상을 막는다.

이러한 현상을 옹벽 앞 6 ~ 10m 전방에서부터 파의 상하 운동하는 에너지의 파형을 수평파로 변형시키고 파장의 직진 진행 방향을 좌우로 바꾸어 진행을 흩뜨리어 3단계 월파현상을 저지한다.

도 10은 본 발명의 일실시 예에 따른 다기능 소파블록 구조를 도시한 사시도이고, 도 11은 본 발명에서 제안하는 통수로블록을 도시한 예시적인 사시도이며, 도 12는 본 발명에서 제안하는 옹벽블록의 예시적인 단면도이다.

또한, 본 발명을 설명하기 위한 예시적인 배치도이고, 도 14는 파도끼리 충돌하여 에너지가 감쇄되는 현상을 촬영한 사진이며, 도 15는 본 발명에서 제안하는 통수로블록을 설치하는 예시적인 개념도이고, 도 16은 본 발명에 적용된 어초를 도시한 개념도이며, 도 17은 본 발명을 설명하기 위한 예시적인 개념도이다.

그럼, 본 발명의 일실시 예에 따른 다기능 소파블록 구조(100)를 다음과 같이 제안한다.

본 발명이 제안하는 다기능 소파블록 구조(100)는 도 10에 도시된 바와 같이, 해안에서 해양방향으로 소정 거리 이격되게 설치되는 전후방이 개방된 박스(box) 형상의 본체블록(110), 상기 본체블록(110) 중앙을 가로질러 쐐기 모양으로 일체로 결합되되 상기 본체블록(110)의 후면에서 소정 길이 돌출되는 상면이 개방된 삼각 형상의 칸막이블록(120), 및 상기 칸막이블록(120)에 의해 상기 본체블록(110) 내부가 좌우로 분리된 제1 및 제2 통수부(130, 140)를 포함한다.

또한, 제1 통수부(130)는 전후방이 관통되되 상기 칸막이블록(120)의 좌측으로 테이퍼지게 좁아져 좌측이 직각인 사다리꼴의 수평 단면을 가지고, 제2 통수부(140)는 전후방이 관통되되 상기 칸막이블록(120)의 우측으로 테이퍼지게 좁아져 우측이 직각인 사다리꼴의 수평 단면을 가진다.

또한, 제1 통수부(130)로 유입되는 해수는 수평을 유지하면서 급격하게 좌측으로 좁아져 상기 본체블록(110) 외곽 좌측으로 직진하는 해수와 충돌하여 파(波) 쳐 오름 운동을 방해하고 제2 통수부(140)로 유입되는 해수는 수평을 유지하면서 급격하게 우측으로 좁아져 상기 본체블록(110) 외곽 우측으로 직진하는 해수와 충돌하여 파(波) 쳐 오름 운동을 방해하여 월파를 억제한다.

여기서 월파(wave overtopping)는 파(波) 쳐 오름 작용에 의하여 바닷물이 방파제나 방조제의 마루를 넘는 현상을 말한다.

또한, 사방이 막혀 있고 상면이 개방된 상기 칸막이블록(120) 내로 해수가 정류(停留)할 수 있다.

또한, 본 발명에 따르면 해안을 따라 설치되되 상기 본체블록(110) 후방으로 소정 거리 이격되고 단면이 'ㄱ'자 형상의 옹벽블록(160)을 더 포함할 수 있고, 상기 옹벽블록(160)은 상기 본체블록(110) 부근을 통과한 해수의 파(波) 쳐 오름을 막아 낸다.

또한, 제강슬러그를 2/3로 채운 원기둥 형상의 어초를 상기 본체블록(110) 주변에 설치할 수 있다.

또한, 상기 옹벽블록(150)은 상부를 요철(凹凸)구조로 설치할 수 있다.

본 발명의 일실시 예에 따른 다기능 소파블록 구조(100)를 구체적으로 설명하면 다음과 같다.

본 발명이 제안하는 다기능 소파블록 구조(100)는 도 10에 도시된 바와 같이, 소파 기능을 가진 자체 중력식 철근 콘크리트 친환경 프리캐스트 구조물로, 본체블록(110), 칸막이블록(120), 및 제1 및 제2 통수부(130, 140)를 포함하고, 옹벽블록(160)을 더 포함할 수 있다.

여기서 통수로블록(150)은 본체블록(110), 칸막이블록(120), 및 제1 및 제2 통수부(130, 140)를 포함하여 통칭한다.

한편, 본 발명에서 사용되는 자재는 제강슬러그 및 고로시멘트이다.

제강슬러그 및 고로시멘트는 2001년도 일본 가와사끼 제철에서 주성분으로 하여 처음으로 해양블록으로 제조하였으며 비중이 2.9로 일반 콘크리트 블록에 비해 내마모성은 2배 높고 석회성분이나 알카리성분의 용출이 적어 우리나라에서도 친환경자재로 권장되고 있으며 해조류나 패류 부착이 우수하여 바다생물에 적합한 환경조성으로 최근 국내서도 어초 제작에 많이 사용되고 있다.

도 11에 도시된 바와 같이, 본 발명에서 제안하는 본체블록(110)은 해안에서 해양방향으로 소정 거리 이격되게 설치되는 전후방이 개방된 박스(box) 형상으로, 해안에서 소정 거리 이격되게 설치된다.

또한, 본 발명의 일실시 예로 본체블록(110)은 전체 길이가 5m이고, 설치간격, 높이 및 전체 폭은 만조수심에 따라 유동적이다. 다만 본체블록(110)의 전체 길이는 필요에 따라 변경 가능하다.

칸막이블록(120)은 본체블록(110) 중앙을 가로질러 쐐기 모양으로 일체로 결합되되 상기 본체블록(110)의 후면에서 소정 길이(2m) 돌출되고 상면이 개방된 삼각 형상의 수평 단면을 가진다.

특히, 칸막이블록(120)은 본체블록(110)의 후면에서 소정 길이 돌출되는 방향으로 해수의 흐름을 안내하는 기능을 한다.

또한, 칸막이블록(120)은 사방이 막혀 있고 상면이 개방되어 있어 내부로 해수가 정류(停留)할 수 있다.

특히, 칸막이블록(120)은 도 11에 도시된 바와 같이, 통수로블록(150) 중앙에 삼각형 지역이 뚜껑 없이 개방되어 있어 해수로 차있게 된다. 이는 작은 물고기 피난처로 제공되고 파도를 유도하는 벽만 있다. 그 외 공간은 콘크리트로 되어 있다. 자체 중력식으로 파도만 통과시키므로 구조물이 파도로 인한 큰 저항은 받지 않는다. 바닥보만 연결되어 구조물이 파도에 의한 움직임으로부터 더 안전하다.

또한, 제1 통수부(130)는 칸막이블록(120)에 의해 본체블록(110) 내부가 좌우로 분리된 좌측에 해당되고, 전후방이 관통되되 상기 칸막이블록(120)의 좌측으로 테이퍼지게 좁아져 좌측이 직각인 사다리꼴의 수평 단면을 가진다.

또한, 제2 통수부(140)는 칸막이블록(120)에 의해 본체블록(110) 내부가 좌우로 분리된 우측에 해당되고, 전후방이 관통되되 상기 칸막이블록(120)의 우측으로 테이퍼지게 좁아져 우측이 직각인 사다리꼴의 수평 단면을 가진다.

특히 제1 및 제2 통수부(130, 140)의 바닥은 기초 연결보만 있고 바닥면은 콘크리트을 타설하지 않는다. 이는 해초류가 자생할 수 있도록 열어두기 위한 것이다.

제1 및 제2 통수부(130, 140)로 진입한 해수는 유속이 증가 되어 최대한 좌우로 파도가 방향 분산되어 해안이나 직진하는 파도와 충돌하게 하여 파 에너지를 감소시킨다. 이는 태풍으로 파괴력이 커진 해수가 옹벽블록(160)에 부딪쳐 솟구치는 것을 최소화하기 위해서는 각각 다른 방향에서 진입하는 파도를 충돌시켜 파도의 에너지를 분산시켜야 하기 때문이다.

태풍으로 발생한 강력한 파랑에너지를 감쇄하기 위해서 연속으로 순간적이지 만 여러 가지 방법을 동원하여 파 에너지를 감쇄해 나가야 한다. 1차로 파도가 앞뒤로 장애를 받으면 압축되어 파도의 상하운동이 커진다. 이런 운동을 하는 파도를 제1 및 제2 통수부(130, 140)로 유도시켜 일부 파도의 파형을 수평 파형으로 순간 변환시킨다.

파형이 바뀐 에너지는 제1 및 제2 통수부(130, 140) 배출구를 통해 직진파가 좌 또는 우로 파도의 방향이 바뀐다. 이 과정에서 파도의 에너지 방향이 바뀌므로 솟구치는 현상이 급격히 줄어든다.

그 다음 현상은 통수로블록(150) 사이 밖에서 간섭받지 않고 직진하던 파도의 좌측과 우측은 박스형 통수로블록(150)으로 인해 잘린 파도가 되어 에너지가 많이 상실된 채로 옹벽블록(160)에 도달하면 제1 및 제2 통수부(130, 140)를 통과한 해수와 또 여기서 만나게 된다. 서로 다른 방향에서 나온 파도가 만나서 잠깐 동안 와류가 생기지만 옹벽블록(160)으로 솟구치는 에너지가 크게 상실하여 옹벽블록(160)을 넘지 못한다.

본 발명의 일실시 예에 따른 옹벽블록(160)은 해안을 따라 설치되되 본체블록(110) 후방으로 소정 거리 이격되고 도 12에 도시된 바와 같이 단면이 'ㄱ'자 형상이다.

또한, 옹벽블록(150)은 도 10 및 도 13에 도시된 바와 같이 상부를 요철(凹凸)구조로 설치할 수 있다.

즉, 본 발명에서 제안하는 옹벽블록(160)은 자체 중력식이며 프리캐스트 방식으로 제작되어 해상바닥을 준설한 후 해안이나 테트라포드 앞에 설치하며 상단은 파도가 뛰는 것을 저지하기 위해 캐노피(처마) 식으로 일정한 크기로 'ㄱ'자 형상의 단면으로 되었으며 하단에는 받침부(163)가 형성되어 안정감을 준다.

특히, 처마부(161)는 'ㄱ'자 형상으로 돌출되어 상승하는 파도를 막아 낸다.

즉, 옹벽블록(160)의 처마부(161)가 본체블록(110) 부근을 통과한 해수의 파(波) 쳐 오름을 막게 된다.

여기서 옹벽블록(160)은 통수로블록(150)을 통과한 파도의 부딪침을 견디어 낼 수 있는 충분한 강도가 확보되어야 한다.

도시된 바와 같이 옹벽블록(160)을 제작설치하며, 해안선이 곡선일 경우 곡선블록은 현장제작 또는 썰물 때 거푸집으로 유형을 맞추고 현장에서 직접 타설할 수도 있다.

옹벽블록(160) 상부가 요철 형상을 가지게 하는 것은 프리캐스트 블록의 단점인 이음 문제를 커버(cover)하기 위함이다. 즉, 옹벽블록(160) 설치 때 볼록(block) 간에 약간의 틈이 생겨도 구조상 문제는 없다.

한편, 본 발명에서 제안하는 다기능 소파블록 구조(100)는 파도에너지를 감쇄하는 기능을 갖는 것으로, 태풍으로 강력해진 파도가 상하 운동을 크게 하면서 옹벽블록(160)에 접근하여 파(波) 쳐 오름 직전거리인 옹벽블록(160) 앞 6 ~ 10m 지점에 설치되어 파도의 상하 운동에너지를 수평에너지로 전환시킨다.

솟구치는 에너지의 운동 방향을 바꾸어 수평 에너지로 바꾸고 제1 및 제2 통수부(130, 140)를 통과하는 해수(파도)는 사방으로 분산하여 다른 각도로 진행하는 파도들이 서로 부딪치도록 유도하여 파(波) 에너지를 감쇄시키는 소파의 원리를 적용한다.

또한, 통수로블록(150)은 파도의 허리를 잘라 일부는 제1 및 제2 통수부(130, 140) 안으로 일부는 제1 및 제2 통수부(130, 140) 위로 일부는 제1 및 제2 통수부(130, 140) 옆으로 흐름을 강제 유도하여 파(波)를 변형시키고 서로 충돌시켜 파(波) 에너지를 소모시킨다. 이렇게 하므로 상하 운동하는 파(波) 에너지의 균형을 무너뜨린다.

예를 들어 파도는 해안 가까이 설치된 길이 5m의 통수로블록(150)과 옹벽블록(160) 간의 이격 거리 3.5m를 통과하는 동안 2 ~ 2.5초 동안 통수로블록(150)에 의하여 상하 웨이브운동을 하던 파도가 수평에너지로 짧은 순간 동안 전환된다.

파도가 상하로 크게 움직이면서 파도 일부는 제1 및 제2 통수부(130, 140)를 지나면서 에너지의 방향은 수평파로 변형되고 일부는 제1 및 제2 통수부(130, 140) 위로 통과하지만 에너지는 그대로 가지고 있다.

이 에너지를 감쇄시켜야 하므로 통수로는 또 다른 추가기능을 가지고 있어야 한다.

즉, 통수로블록(150)의 또 다른 기능은 통수로블록(150) 위와 옆으로 진입하는 파도와 통수로블록(150) 안으로 진입하는 파도가 서로 충돌하고 간섭현상을 유발시켜 파도의 에너지를 분산시켜야 하는데 이러한 현상을 만들기 위해서 제1 및 제2 통수부(130, 140) 전방(유입구)를 조금 넓히고 후방(배출구)를 조금 좁게 장치하여 통수로블록(150) 내부로 진입한 파도가 해안 또는 옹벽블록(160)에 먼저 도착하여 통수로블록(150) 옆으로 진입하는 즉, 좌우위로 진입하는 파도와 부딪치도록 하기 위함이다. 그리고 이런 현상을 크게 하기 위해 제1 및 제2 통수부(130, 140)로 들어온 파도가 방향전환이 크게 되도록 칸막이블록(120)을 통하여 조금 길고 각도가 있으며 본체블록(110) 외벽의 길이도 조금 짧게 하여 좌우로 흐름을 유도할 수 있게 한다.

또한, 파도의 에너지를 감쇄시키기 위해서 제1 및 제2 통수부(130, 140) 내부 해수의 흐름을 좌우로 유도하여 직진하는 해수(파도)와 간섭현상을 유발시키고 상하 운동에너지를 제1 및 제2 통수부(130, 140)를 통과시켜 수평에너지로 강제 전환시켜 좌우 또는 상승하는 해수(파도)가 서로 다른 방향에서 진입한 해수(파도)와 간섭현상이 유발되어 복잡한 유형으로 바꾸어 파력 에너지를 약화시켜 파도는 높이 솟구치지 못하도록 유도한다. 태풍으로 파력이 클수록 현상은 더 크게 나타난다.

특히, 도 13에 도시된 바와 같이 제1 및 제2 통수부(130, 140)를 나온 파도와 본체블록(110) 옆으로 직진하는 파도를 A 지역에서 서로 충돌시켜 파력을 감쇄시킨다. 제1 및 제2 통수부(130, 140)를 진입한 파도는 파형이 바뀌면서 속도는 증가하고 작은 입구를 통과하면서 파력도 강해진다. 직진파보다 먼저 해안 또는 옹벽블록(110)에 도착하여 뒤따라오는 직진 파도와 서로 충돌하게 되고, 좌우 수평파와 상하 운동을 하는 직진 파도는 서로 뒤엉켜 복잡한 파형을 만들지만 동력이 서로 상실하여 파 쳐 오름 현상이 약화된다.

즉, 본 발명에서 제안하는 다기능 소파블록 구조(100)는 도 14에 도시된 바와 같이 파도끼리 충돌시켜 에너지를 감쇄시키므로 A와 B의 파 쳐 오름 현상 크기를 C이하로 낮추는 기능을 한다.

조류의 속도는 기조력에 발생된 파력에 의하여 이동하며 각각의 해역에 따라 속도는 다르지만 일정하다. 그러나 태풍으로 웨이브가 커진 표면파(파도)가 수심이 낮은 지역으로 접근하면 내부파는 표면파로 변화며 속도는 빨라진다. 파고 6m 정도의 파도가 옹벽블록(160) 근처로 다가오면 대부분 내부파는 소멸되고 표면파로 변하며 복잡한 파형의 파도만 보이지만 파도 에너지는 상하운동을 하면서 크게 움직이고 있다. 상하운동을 하기 때문에 옹벽에 부딪치면 높이 약 8m 이상 솟구친다. 통수로의 기능은 이런 파(波) 쳐 오름 운동을 방해한다.

본 발명이 제안하는 통수로블록(150)은 도 15에 도시된 바와 같이, 여름철 조류방향과 약간 경사지게 설치하여 본체블록(110) 사이로 직진하는 파도가 본체블록(110) 벽에 비스듬하게 스치듯이 충돌시킬 수 있도록 유도한다.

즉, 소파의 원리는 파도의 방향 전환과 충돌을 유도하고 대량의 해수가 옹벽블록(160)과 정면으로 맞서는 것을 피하게 한다.

참고로, 해안 가까이 도착한 파도는 보통 때는 지형이나 바람에 의하여 기파력이 생기지만 이러한 파도는 월파를 하는 위험은 없다.

그러나 본 발명에서 염두에 두는 것은 태풍으로 강력한 기파력이 발생하여 해안을 위협하는 파도의 경우이다.

기조력에 의해 발생한 조류는 발생 단계에서 생기는 기파력으로 육지를 향해 오지만 중간에 여러 가지 충격 지형조건에 의하여 기파력이 추가되고 표면파는 바람. 지진해일, 태풍 등 여러 가지 충격에 의하여 파도의 기파력은 커진다.

육지에 도달한 태풍으로 인한 기파력 증가로 파고가 6m 정도 높아질 수도 있다. 이때는 수심이 3m ~ 4m 정도에서 상하운동의 파워(power)가 커서 옹벽블록(160)에 부딪치면 10m 이상 솟구친다.

이는 높이 솟구치는 가장 큰 원인이 파도의 상하 운동에너지 때문이다.

이것을 파랑에너지(波浪 energy)라 하는데 강력한 태풍일수록 이 에너지의 값이 워낙 크기 때문에 제어하기가 어렵다.

옹벽블록(160) 앞에서 파도의 월파 3단계 현상이 일어나지 않도록 구조를 가져가야 하는데 이 구조가 본 발명자가 제안하는 통수로블록(150)이다.

상하 운동하는 파형을 일단 수평전환 시키고, 수평파가 옹벽에 부딪치게 하여 각각의 통수로블록(150)에서 나오는 직진파를 옹벽블록(160) 앞에서 서로 충돌시켜 와류를 만들어 파랑에너지의 방향이 옹벽블록(160)에 수평충돌에너지로 바꾸어 상승에너지를 약화시켜 억제하므로 효과가 크다. 이로 인해 상승에너지를 억제하고 월파를 저지할 수 있는 유일한 기술이라 판단된다.

도 16은 제강슬러그를 2/3로 채운 원기둥 형상의 어초(170)를 상기 본체블록(110) 주변에 설치한 것을 도시한 것으로, 상기 어초(170)는 하나의 실시 예로 원형 직경 80cm, 높이 80cm로 중앙에 제강슬러그를 채운다.

종래 바다목장 조성시 두께 50cm 이상 골고루 포설하였을 경우, 태풍 등에 강한 조류 발생시 유실되고 수심이 낮은 지역은 더욱 유실이 가속화되는 점을 고려하여 제강슬러그를 사용한 콘크리트원형 구조물을 사용하여 그 안에 제강슬러그를 2/3만 채우고 내부에 채워진 제강슬러그가 유실되지 않도록 원형구조물을 중간 중간에 작은 구멍을 뚫어 해조류가 자라고 원통을 다 채우지 않는 것은 작은 물고기가 살 수 있도록 함이다.

도 17에 도시된 바와 같이, 본 발명이 제안하는 통수로블록(150)은 옹벽블록(160) 앞 6 ~ 10m 지점에 설치한다. 이 지점이 파도가 솟구치기 위한 마지막 포인트기 때문이다.

설치가 끝나면 테트라포드는 매립하여 보통에는 친수공간으로 활용하고 태풍이오면 완충공간으로 활용한다.

또한, 통수로블록(150)은 옹벽블록(160) 앞 6 ~ 10m 거리 바다 속에 설치되어 파 쳐 오름 현상을 막고 상하운동을 하는 파도를 수평운동으로 전환시키고. 파도를 좌우로 분산시켜 파도의 3단계 현상을 방해하여 월파를 막는다. 테트라포드보다 차원 높은 소파원리를 적용하여 기파력을 제압한다.

또한, 도 17과 같이 옹벽블록(160)을 설치한 후 테트라포드는 매립하여 완충지대를 만들어 수변공간으로 활용할 수 있다.

본 발명을 이용하여 강력한 태풍에 의하여 발생되는 파도로부터 해안에 설치된 테트라포드 공간을 매립하여 수변 친수 공간으로 활용할 수 있고 종래 옹벽 높이보다 낮게 설치할 수 있으므로 해안 경관은 복구될 수 있고 종래 옹벽에 올라가 추락하여 발생하는 사고도 예방할 수 있다.

또한, 본 발명에 따르면 토사포락으로 유실된 해안을 포함하여 후퇴된 해안선도 복구하고 예방하는 기능이 포함되어 있다.

또한, 옹벽블록(160)의 처마부(161)는 상승하는 파도를 방해하여 육상으로 파도가 튀는 것을 억제하기 위함이고, 조상대(파도로 인하여 바다물이 튀는 공간)의 범위를 최소화하기 위해 이러한 옹벽구조를 사용한 것이다.

또한, 테트라포드가 설치되지 않은 도심지 외곽 해안지역으로 조간대(밀물과 썰물로 해수가 들어오고 빠지는 공간)가 넓은 지역은 배면토로 채워 마감한다.

따라서, 본 발명에서 제안하는 다기능 소파블록 구조는 다음과 같은 효과를 기대할 수 있다.

파(波) 에너지를 분산 방향 전환시켜 에너지를 약화시키는 이점이 있다.

또한, 파도를 서로 충돌시키고 와류시켜 파(波) 에너지를 감쇄시키는 이점이 있다.

또한, 파도를 통수로블록(150) 내로 유도하여 운동 파형을 바꾸는 이점이 있다.

즉, 파도를 유도하여 에너지를 약하게 만들고 파도의 에너지 방향을 전환시켜 분산시키고 서로 충돌시켜 에너지를 소모시키기는 이점이 있다.

또한, 옹벽블록(160) 앞 파(波) 쳐 오름 위치에 통수로블록(150)이 설치되어 파(波) 쳐 오름 현상을 방해하는 이점이 있다.

또한, 종래의 방식을 벗어나 본 발명이 제안하는 다기능 소파블록 구조(100)를 이용하여 강한 파력을 지닌 에너지가 옹벽블록(160)을 넘지 못하게 하는 이점이 있다.

또한, 본 발명으로 인하여 이전 도심지 해안 옹벽구조와는 분위기가 다르게 이상 너울로 인한 피해도 줄이고 옹벽블록(160)을 설치 후 테트라포드를 메우므로 완충공간이 생겨 수변확보와 친수공간으로 사용할 수 있는 이점이 있다.

또한, 평소에는 시민휴식공간으로 사용되고 바다 생태계도 함께 복원하여 낚시 등 여가를 즐길 수 있어 시민의 안락한 공간을 제공할 수 있는 이점이 있다.

또한. 파도의 움직임과 파도의 성질을 과학적 이론을 근거로 하여 제작 설치되므로, 해안 옹벽블록(160)을 높일 필요도 없으며, 테트라포드에 의한 해안 경관도 상실되지 않는 이점이 있다.

이상의 설명은 본 발명의 기술적 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 수정, 변경 및 치환이 가능할 것이다.

따라서, 본 발명에 개시된 실시예 및 첨부된 도면들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예 및 첨부된 도면에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다.

본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

100 : 본 발명에서 제안하는 소파블록 구조
110 : 본체블록
120 : 칸막이블록
130 : 제1 통수부
140 : 제2 통수부
150 : 통수로블록
160 : 옹벽블록

Claims (4)

1. 해안에서 해양방향으로 소정 거리 이격되게 설치되는 전후방이 개방된 박스(box) 형상의 본체블록,
   상기 본체블록 중앙을 가로질러 쐐기 모양으로 일체로 결합되되 상기 본체블록의 후면에서 소정 길이 돌출되는 상면이 개방된 삼각 형상의 칸막이블록, 및
   상기 칸막이블록에 의해 상기 본체블록 내부가 좌우로 분리된 제1 및 제2 통수부를 포함하고,
   상기 제1 통수부는 전후방이 관통되되 상기 칸막이블록의 좌측으로 테이퍼지게 좁아져 좌측이 직각인 사다리꼴의 수평 단면을 가지고,
   상기 제2 통수부는 전후방이 관통되되 상기 칸막이블록의 우측으로 테이퍼지게 좁아져 우측이 직각인 사다리꼴의 수평 단면을 가지며,
   상기 제1 통수부로 유입되는 해수는 수평을 유지하면서 급격하게 좌측으로 좁아져 상기 본체블록 외곽 좌측으로 직진하는 해수와 충돌하여 파(波) 쳐 오름 운동을 방해하고 상기 제2 통수부로 유입되는 해수는 수평을 유지하면서 급격하게 우측으로 좁아져 상기 본체블록 외곽 우측으로 직진하는 해수와 충돌하여 파(波) 쳐 오름 운동을 방해하여 월파를 억제하며,
   사방이 막혀 있고 상면이 개방된 상기 칸막이블록 내로 해수가 정류(停留)하고,
   제강슬러그를 2/3로 채운 원기둥 형상의 어초를 상기 본체블록 주변에 설치하는 것을 특징으로 하는 다기능 소파블록 구조.
2. 제 1 항에 있어서,
   해안을 따라 설치되되 상기 본체블록 후방으로 소정 거리 이격되고 단면이 'ㄱ'자 형상의 옹벽블록을 더 포함하고,
   상기 옹벽블록은 상기 본체블록 부근을 통과한 해수의 파(波) 쳐 오름을 막아내는 것을 특징으로 하는 다기능 소파블록 구조.
3. 삭제
4. 제 2 항에 있어서,
   상기 옹벽블록은 상부를 요철(凹凸)구조로 설치하는 것을 특징으로 하는 다기능 소파블록 구조.

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