KR20240067802A

KR20240067802A - 내측이 원호 형상의 잠공을 갖춘 잠월류 어도블록 구조체

Info

Publication number: KR20240067802A
Application number: KR1020230141891A
Authority: KR
Inventors: 김인성
Original assignee: 김인성
Priority date: 2022-11-09
Filing date: 2023-10-23
Publication date: 2024-05-17

Abstract

본 발명은 본 발명은 내측이 원호형상의 잠공을 갖춘 잠월류 어도블록 구조체 및 그 시공방법에 관한 것으로, 부유성 어류의 통과율이 우수한 종래의 잠월류 어도의 잠공을 내측이 원호 형상으로 갖춘 잠공으로 개선하여 유속 최대 구간을 짧게하고, 입·출구는 넓게 하여 점차 좁아지는 구조로 갖춤으로써 잠공에서 배출되는 물 흐름을 감지한 어류가 방향을 바꾸어 진입하면 단면이 점차 좁아지며 유속이 빨라지는 구조로서 최대 유속 구간이 짧아 저서성 어류가 순간의 돌진속도로 이동이 가능하고, 잠월류 어도에서 부유성 어류 및 저서성 어류까지 모든 어종들의 통과율이 높아 건강한 하천생태계 복원에 기여함과 아울러 잠월류 어도블록을 구조체로 개선하여 홍수시 유수력에 저항하기 위한 블록간 연결 고리 없이 잠월류 어도블록 바닥을 현장에서 상·하류 어도블록 간 구조적으로 연결되는 구조체로 완성함으로써 구조적 안전성과 시공 중 안전을 확보하여 시공의 편의성과 비용을 절감하는 경제적이고 효율성이 우수하다.

Description

내측이 원호 형상의 잠공을 갖춘 잠월류 어도블록 구조체{FISH LADDER BLOCK STRUCTURE WITH AN ARC-SHAPED HOLE ON THE INSIDE}

본 발명은 내측이 원호 형상의 잠공을 갖춘 잠월류 어도블록 구조체에 관한 것으로 더 상세하게는 더 상세하게는 저서성 어류의 이동통로인 잠공을 구비한 잠월류 어도블록 구조체에 관한 발명이다.

본 출원인이 특허출원한 “하천 보의 유인수로를 갖춘 어도”(특허 10-2301063호)는 보의 담수 구역에서 취수하여 유인수로를 통하여 방류함으로써 하천유량 변화에도 어도의 유량을 일정하게 유지하여 어도 내 이동 어류의 통과율을 향상하고, 유인수로 선단에 석력유입 방지벽을 구비하여 홍수 시 떠내려오는 석력을 유인수로를 통하여 배출함으로써 어도 내 석력이 유입되지 않는 것을 특징으로 어도의 내구성을 향상과 함께 유입된 석력으로 인하여 잠공이 막혀 기능이 마비되는 것을 방지하였다.

또한, 본 출원인이 출원한 “하천 보의 잠월류어도”(특허 10-2228790호)는 일측에 월류격벽이 있고, 다른 측에는 잠월류 격벽 양측으로 비월류격벽을 포함한 잠월류 격벽부가 있으며, 잠월류 격벽부에 잠월류격벽을 중심으로 비월류격벽 끝지점의 상류 측과 이와 대칭이 되는 거리만큼 떨어진 비월류격벽의 하류측 배면에 풀 경계벽이 있으며, 월류격벽과 잠월류격벽부 사이에는 상류 측으로 풀 내의 물이 선회하는 것을 방지하기 위한 유황조절벽이 구비된 잠월류 어도블록을 제안하였다.

“하천 보의 잠월류어도”(특허 10-2228790호)에서 잠월류 어도블록은 서로 대칭되는 구조를 가지며, 잠월류 격벽부를 서로 교합되게 경사진 수로위에 조립,배열하면, 잠월류 격벽이 어도 중앙에 일직선 상으로 배열되면서, 월류격벽의 순 경간과 잠월류 격벽의 순 경간은 일정하게 유지되고, 풀 경계벽이 상.하류로 연결되면서 잠월류 어도블록 개체마다 독립된 풀이 조성되어 수로의 경사로 인하여 월류격벽과 잠월류 격벽의 높이 차이로 나타나고 같은 풀 내로 격벽을 월류하여 유입되는 물은 월류격벽의 수심이 5㎝ 이상 유지하면 잠월류 격벽에 잠수월류가 발생하여 유영력이 부족하거나 치어들이 이동할 수 있는 통로가 조성되고, 아울러 격벽의 높이 차이는 잠공의 유속을 결정하는 중요한 인자로서 잠월류 격벽하단에 갖추어진 잠공의 유속이 월류격벽 잠공의 유속보다 약 30% 느린 유속으로 배출되어 저서성 어류의 통과율은 개선되어야만 하였다.

또한, 과거 현장에서 철근 콘크리트를 이용하여 시공되던 어도를 조립식 블록으로 제작하여 설치하는 목적은 정교한 시공으로 어도의 품질을 향상하기 위함이지만, 종래의 잠월류 어도블록은 바닥이 “L“자 형태로 갖추어진 비대칭 구조물로서 경사진 수로에 조립 시 장비 인양에 따른 무게중심을 유지하기 어려워 정밀시공에 따른 시공 중 안전의 문제로 시공성이 부족한 문제점이 있었다.

또한, 종래의 잠월류 어도블록은 잠공의 형상이 입구와 출구의 크기가 동일한 단면을 가지는 것으로 빠른 유속이 입구부터 출구까지 동일한 최대 유속으로 배출되어 잠공을 통과하는 저서성 어류가 돌진속도로 이동할 수 있는 거리 이상이거나, 또는 이동 어류의 피로도가 높아 저서성 어류가 통과하기 어려운 문제점이 있었다.

또한, 종래의 잠월류 어도블록은 물이 유입되는 잠공의 입구가 90도 각도로 형성되어 유속에 의한 수맥 분리로 기포가 발생하여 이동하는 어류가 방향을 잃고 실패할 확률이 높다.

또한, 종래의 잠월류 어도블록에서 잠공 설치는 월류격벽 측벽에 구멍을 뚫어 노즐과 유사한 형태로서 배출되는 물이 분산되지 않고 하류 격벽까지 도달하는 것을 간주어 볼 때 고속으로 배출되는 이외의 유인수가 없어 잠공 주변을 유영하는 어류가 물 흐름을 감지하지 못하여 입구를 찾지 못하고 또한, 어류가 잠공으로 진입하는데 입구가 매우 협소한 문제점이 있었다.

한국 특허등록 제2228790호 ‘하천 보의 잠월류 어도’ 한국 특허등록 제2301063호, “하천 보의 유인수로를 갖춘 어도”

본 발명의 목적은 내측면이 원호 형상으로 갖춘 잠공으로 개선하여 유속 최대 구간을 짧게하여 유영하는 어류를 잠공 입구로 유인하는 기능을 향상시키고, 유인된 어류가 잠공을 통과할 때 돌진속도로 순간 이동이 가능하도록 한 내측이 원호 형상의 잠공을 갖춘 잠월류 어도블록 구조체 및 그 시공방법을 제공하는 데 있다.

본 발명의 다른 목적은 잠월류 어도블록의 바닥을 대칭 형태의 사각 구조로 개선하여, 조립, 설치 시 균형있는 무게 중심으로 작업자의 안전과 정밀시공이 가능하고, 어도블록 간 철근을 연결하여 어도블록 바닥을 현장콘크리트 타설로 완성함으로써 구조적으로 안전한 잠월류 어도블록 구조체 및 그 시공 방법을 제공하는데 있다.

상기한 본 발명의 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 따른 원호 형상의 잠공을 갖춘 잠월류 어도블록 구조체의 일 실시예는 유인수로와 병행 설치된 잠월류어도에 설치되는 잠월류 어도블록부를 포함하며, 상기 잠월류 어도블록부는 상기 어도의 바닥면에 안착되는 바닥부 상에 세워지고, 전면과 후면을 관통하여 어류가 통과하는 잠공이 형성된 격벽부를 포함하고, 상기 잠공은 내측면이 상기 격벽부의 전면과 후면 사이에서 원호 형상의 곡면으로 형성되는 것을 특징으로 한다.

본 발명에서 상기 잠공은 내측면 중 마주보는 양 측면이 각각 상기 격벽부의 전면과 후면 사이에서 원호 형상의 곡면으로 형성될 수 있다.

본 발명에서 상기 잠공은 내측면 중 마주보는 양 측면 및 상부 측에 위치되는 상부면이 각각 상기 격벽부의 전면과 후면 사이에서 원호 형상의 곡면으로 형성될 수 있다.

본 발명에서 상기 잠공은 내측면 중 상기 바닥부의 상면과 공유되는 하부면을 제외한 부분이 상기 격벽부의 전면과 후면 사이에서 원호 형상의 곡면으로 형성될 수 있다.

하류 측인 상기 격벽부의 전면에는 상기 잠공의 내측면에 형성된 곡면과 원호의 접점으로 연결되는 경사진 배출 유도 경사면부가 위치되고,

상류 측인 상기 격벽부의 후면에는 상기 잠공의 내측면에 형성된 곡면과 원호의 접점으로 연결되는 경사진 유입 유도 경사면부가 위치될 수 있다.

본 발명에서 상기 잠월류 어도블록부는 상기 바닥부의 일측에 세워진 월류격벽, 상기 바닥부의 타측에 세워지며 양측으로 돌출되는 비월류격벽이 구비된 잠월류격벽, 상기 잠월류격벽에 상기 잠월류격벽을 중심으로 상기 비월류격벽 끝지점의 상류 측과 이와 대칭이 되는 거리만큼 떨어진 상기 비월류격벽의 하류측 배면에 구비되는 풀 경계벽, 상기 월류격벽과 상기 잠월류격벽 사이에 상류 측으로 풀 내의 물이 선회하는 것을 방지하기 위해 구비되는 유황조절벽을 포함하고, 상기 바닥부는 평면 상에서 직사각 형상으로 형성되고, 상기 월류격벽의 상류 측 바닥과 하류 측 바닥에 철근을 배근할 수 있는 원추형 철근삽입홈이 구비된 돌출부가 구비될 수 있다.

본 발명에서 상기 원추형 철근삽입홈은 콘크리트 타설 시 삽입 홈에 콘크리트가 충진될 수 있게 입구를 콘크리트 설계기준 최소 철근 간격 이상의 크기로 갖추어져 있으며, 바닥면이 철근의 공칭 치수와 같은 크기로 형성될 수 있다.

본 발명에 따른 원호 형상의 잠공을 갖춘 잠월류 어도블록 구조체의 일 실시예는 어도의 수로에 설치되어 서로 인접한 2개의 어도 블록부를 연결하는 철근을 더 포함하고, 상기 철근은 양 단부측이 꺾여져 상기 원추형 철근삽입홈에 삽입되되, 상기 철근의 꺾여진 부분의 길이는 상기 원추형 철근삽입홈의 깊이보다 더 길게 형성될 수 있다.

본 발명은 내측면이 원호 형상으로 갖춘 잠공으로 개선하여 유속 최대 구간을 짧게하여 유영하는 어류를 잠공 입구로 유인하는 기능을 향상시키고, 유인된 어류가 잠공을 통과할 때 돌진속도로 순간 이동이 가능하며 최대유속이 발생하는 지점에서는 유속에 의해 벽면과 수맥이 분리되어 기포가 발생하는 것을 방지하여 저서성 어류의 통과율을 크게 개선하는 효과가 있다.

본 발명은 저서성 어류의 통과율을 개선하여 부유성, 저서성 어종과 관계없이 모든 어종이 이동 가능한 잠월류 어도를 구축함으로써 하천의 어류 생태계 복원과 수산자원 확보에 따른 주민 소득증대에도 이바지하는 효과가 있다.

또한, 본 발명은 잠월류 어도블록부의 바닥을 대칭 형태의 사각 구조로 개선하여, 조립,설치 시 균형있는 무게 중심으로 작업자의 안전과 정밀시공이 가능하고, 어도블록 간 철근을 연결하여 어도블록 바닥을 현장콘크리트 타설로 완성함으로써 구조적으로 안전하고, 작업자의 안전과 정밀 시공을 가능하게 하여 시공성을 향상하고 공사비를 절감하는 경제적 효과가 있다.

도 1은 본 발명에 따른 내측이 원호형상의 잠공을 갖춘 잠월류 어도블록 구조체의 일 실시예를 예시한 도면.
도 2는 본 발명에 따른 내측이 원호형상의 잠공을 갖춘 잠월류 어도블록 구조체에서 잠월류 어도블록부의 일 실시예를 도시한 사시도.
도 3은 도 2의 잠월류 어도블록부에 대한 평면도.
도 4는 도 3의 A-A' 단면도.
도 5는 도 3의 B-B' 단면도.
도 6은 본 발명에 따른 내측이 원호형상의 잠공을 갖춘 잠월류 어도블록 구조체에서 잠월류 어도블록부의 일 실시예를 도시한 사시도.
도 7은 도 6의 정면도.
도 8은 본 발명에 따른 내측이 원호형상의 잠공을 갖춘 잠월류 어도블록 구조체에서 잠월류 어도블록부의 일실시예에 철근을 배근한 예를 도시한 사시도.
도 9는 도 8의 종단면도.
도 10은 본 발명에 따른 내측이 원호형상의 잠공을 갖춘 잠월류 어도블록 구조체에서 잠월류 어도블록부의 잠공 내 유속을 계산하기 위한 내측이 원호형상의 잠공을 길이로 분할하여 나타낸 평면도.
도 11은 본 발명에 따른 내측이 원호형상의 잠공을 갖춘 잠월류 어도블록 구조체에서 잠월류 어도블록부의 잠공의 길이를 분할한 단면도.
도 12와 도 13은 본 발명에 따른 내측이 원호형상의 잠공을 갖춘 잠월류 어도블록 구조체에서 잠월류 어도블록부의 잠공의 제원을 표시한 평면도와 단면도.
도 14는 표 2에서 확인된 잠공 내 지점별 유속 분포도를 나타낸 그래프.
도 15는 종래 잠월류 어도블록의 말굽형 잠공을 갖춘 사시도.
도 16은 본 발명에 따른 내측이 원호형상의 잠공을 갖춘 잠월류 어도블록 구조체에서 원호 형상을 갖춘 잠공과 종래 잠월류 어도블록의 말굽형 잠공을 비교하기 위한 유속 분포를 나타낸 도면.

본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부된 도면에 의하여 상세히 설명하면 다음과 같다. 본 발명의 상세한 설명에 앞서, 이하에서 설명되는 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니된다. 따라서, 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 실시예에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.

도 1은 본 발명에 따른 내측이 원호형상의 잠공을 갖춘 잠월류 어도블록 구조체의 일 실시예를 예시한 도면이고, 도 1을 참고하면 본 발명에 따른 내측이 원호형상의 잠공을 갖춘 잠월류 어도블록 구조체(10)의 일 실시예는 어도의 폭방향에서 서로 대칭구조를 가지며 어류가 통과할 수 있는 잠공(101)이 구비된 제1잠월류 어도블록부(100a)와 제2잠월류 어도블록부(100b)를 포함한다.

서로 대칭 구조인 제1잠월류 어도블록부(100a)와 제2잠월류 어도블록 부(100b)는 짝을 이루어 좌·우측으로 순차적으로 교차 배열되고, 잠월류 격벽(122)을 중심으로 어도 입구 측에서 출구 측으로 경사진 수로 상면에 순차적으로 교차 조립하면, 풀 경계벽과 이음부는 서로 연결되어 잠월류 어도블록부(100a, 100b)는 개체마다 독립된 풀이 조성되고, 수로 경사에 의해 월류격벽(121)과 잠월류격벽(122)은 격벽 간 서로 다른 높이 차이로 독립된 풀에서 월류하는 물의 수심 차이로 잠입류와 잠수월류가 발생하는 잠월류 어도를 구성한다.

또한, 잠월류 어도블록부(100)의 조립시 어도의 바닥 구조는 제1잠월류 어도블록부(100a)와 제2잠월류 어도블록부(100b)를 좌·우측 배열로 교차하여 조립하면 잠월류 어도블록의 월류격벽(121)은 어도의 바깥 측에 위치되고, 잠월류격벽(122)을 중심으로 풀 경계벽과 이음부는 바닥과 함께 서로 맞닿아 상·하류 측의 인접 잠월류 어도블록부(100)와 연결됨으로써 제1잠월류 어도블록부(100a)와 제2잠월류 어도블록부(100b)가 교차하지 않는 월류격벽(121)의 바닥이 공백으로 남아 현장에서 철근(200) 배근과 콘크리트 타설로 바닥을 완성함으로써 잠월류 어도블록(100) 간 견고하게 연결된 구조체로 어도를 설치한다.

더 상세하게 본 발명에 따른 잠월류 어도블록 구조체는 제1잠월류 어도블록부(100a)와 제2잠월류 어도블록부(100b)가 어도를 따라 교대로 설치되되, 복수의 제1잠월류 어도블록부(100a)가 어도(10)의 일측을 따라 이격되어 일렬로 위치되고, 복수의 제2잠월류 어도블록부(100b)가 어도(10)의 타측을 따라 일렬로 위치되게 설치되되, 제1잠월류 어도블록부(100a)를 철근(200) 배근으로 연결한 후 제1잠월류 어도블록부(100a)의 사이에 콘크리트를 타설하여 바닥을 완성하고, 제2잠월류 어도블록부(100b)를 철근(200) 배근으로 연결한 후 제2잠월류 어도블록부(100b)의 사이에 콘크리트를 타설하여 바닥을 완성한다.

제1잠월류 어도블록부(100a)와 제2잠월류 어도블록부(100b)은 경사진 수로의 바닥에 교차 조립되어 월류격벽(121)의 순경간과 잠월류격벽(122)의 순경간에 차이가 있고, 경사진 수로의 바닥에 의해 높이 차이가 발생한다.

도 2는 본 발명에 따른 내측이 원호형상의 잠공을 갖춘 잠월류 어도블록 구조체에서 잠월류 어도블록부(100)의 일 실시예를 도시한 사시도이고, 도 3은 도 2의 잠월류 어도블록부(100)에 대한 평면도이며, 도 4는 도 3의 A-A' 단면도이고, 도 5는 도 3의 B-B' 단면도이다.

도 1 내지 도 5를 참고하여 본 발명에 따른 내측이 원호형상의 잠공을 갖춘 잠월류 어도블록 구조체에서 잠월류 어도블록부(100)의 일 실시예를 하기에서 상세하게 설명한다.

잠월류 어도블록부(100)는 바닥부(110)와 바닥부(110) 상에 세워지며 전면과 후면을 관통하여 어류가 통과하는 잠공(101)이 형성된 격벽부(120)를 포함하고, 잠공(101)은 내측면이 격벽부(120)의 전면과 후면 사이에서 원호 형상의 곡면으로 형성된다.

더 상세하게 잠월류 어도블록부(100)는 바닥부(110)의 일측에 세워진 월류격벽(121), 바닥부(110)의 일측 다른 측에 세워지며, 양측으로 돌출되는 비월류격벽(123)이 구비된 잠월류격벽(122), 잠월류격벽(122)에 잠월류격벽(122)을 중심으로 비월류격벽(123) 끝지점의 상류 측과 이와 대칭이 되는 거리만큼 떨어진 비월류격벽(123)의 하류측 배면에 구비되는 풀 경계벽(125), 월류격벽(121)과 잠월류격벽(122) 사이에 상류 측으로 풀 내의 물이 선회하는 것을 방지하기 위해 구비되는 유황조절벽(124)을 포함한다.

그리고, 월류격벽(121)과 잠월류격벽(122)에는 각각 잠공(101)이 구비되고, 잠공(101)은 월류격벽(121)의 하단부 측과 잠월류격벽(122)의 하단부 측에 각각 구비되는 것을 일 예로 한다.

또한, 잠월류 어도블록부(100)는 잠월류격벽(122)을 중심으로 대칭이되는 지점에는 하류 측으로 풀 경계벽(125)과 맞물리는 이음벽(126)이 구비된다.

즉, 잠공(101)은 바닥부(110)의 상면이 내측면 중 하부면을 형성하도록 바닥부(110)의 상면 상에 위치되는 것을 일 예로 한다.

또한, 바닥부(110)는 평면 상에서 직사각 형상으로 형성되고, 월류격벽(121)의 상류 측 바닥과 하류 측 바닥에 철근(200)을 배근할 수 있는 원추형 철근삽입홈(128a)이 구비된 돌출부(128)가 구비된다.

또한, 바닥부(110)의 상면을 기준으로 월류격벽(121)과 잠월류격벽(122)은 동일한 높이로 세워지고, 잠월류격벽(122)의 양측에 위치되는 비월류격벽(123)은 잠월류격벽(122)보다 더 높게 돌출되어 위치되는 것을 일 예로 한다.

제1잠월류 어도블록부(100a)와 제2잠월류 어도블록부(100b)은 경사진 수로의 바닥에 교차 조립되어 수로의 길이방향에서 월류격벽(121)의 순경간과 잠월류격벽(122)의 순경간에 차이가 있고, 경사진 수로의 바닥으로 월류격벽(121)과 잠월류격벽(122)에 높이 차이가 발생하여 월류격벽(121)과 잠월류격벽(122)에 구비되는 각 잠공(101)에서 배출되는 유속에 차이가 발생한다.

본 발명의 상기 잠월류 어도블록부(100)에 갖춰진 잠공(101)은 내측면이 원호 형상의 곡면으로 형성되어 잠공(101) 내 흐르는 최대 유속구간이 짧아 이동하는 어류가 순간의 돌진속도로 통과할 수 있고, 잠공(101)의 입구와 출구가 넓어 저서성 어류가 진입하기 쉬운 것을 특징으로 한다.

더 상세하게, 잠공(101)은 내측면 중 마주보는 양 측면이 각각 격벽부(120)의 전면과 후면 사이에서 원호 형상의 곡면으로 형성된다.

또한, 잠공(101)은 내측면 중 상부 측에 위치되는 상부면이 격벽부(120)의 전면과 후면 사이에서 휘어진 곡면으로 형성된다.

또한, 잠공(101)은 내측면 중 마주보는 양 측면 및 상부 측에 위치되는 상부면이 각각 격벽부(120)의 전면과 후면 사이에서 원호 형상의 곡면으로 형성된다.

또는, 잠공(101)은 내측면 중 바닥부(110)의 상면과 공유되는 하부면을 제외한 부분에 격벽부(120)의 전면과 후면 사이에서 원호 형상의 곡면으로 형상된다.

내측면이 원호 형상으로 휘어진 곡면을 가지는 잠공(101)은 최대 유속이 흐르는 구간을 짧게 유도하고, 유속에 의한 잠공(101)의 벽면과 수맥이 분리되어 기포가 발생하는 것을 방지하여 어류 이동에 지장을 초래하지 않는다.

격벽부(120)의 전면은 어류가 들어오는 입구가 위치된 면이고, 후면은 잠공(101)을 통과하는 어류가 나가는 출구가 위치된 면이며, 다른 표현으로 잠공(101)을 통과하는 물이 들어오는 입구 측이 격벽부(120)의 후면이고, 잠공(101)을 통과하는 물이 나가는 출구 측이 격벽부(120)의 전면이다.

정리하면, 격벽부(120)의 전면은 어도에서 상류 측을 향한 면이고, 격벽부(120)의 후면은 어도에서 하류 측을 향한 면이다.

잠공(101)의 내측면에 형성되는 곡면의 원호는 격벽부(120)의 두께보다 작은 직경을 가지는 원호형상을 가진다. 즉, 곡면의 원호 반경은 격벽부(120)의 1/2 두께보다 작은 크기를 가지며 격벽부(120)의 전면과 후면 사이 중심에서 후면 측으로 편심되게 위치된다.

또한, 물의 출구 측인 격벽부(120)의 전면에는 잠공(101)의 내측면에 형성된 곡면과 원호의 접점으로 연결되는 경사진 배출 유도 경사면부(102)가 위치되고, 물의 입구 측인 격벽부(120)의 후면에는 잠공(101)의 내측면에 형성된 곡면과 원호의 접점으로 연결되는 경사진 유입 유도 경사면부(103)가 위치된다.

배출 유도 경사면부(102)는 격벽부(120) 즉, 월류격벽(121)과 잠월류격벽(122)에서 각각 물의 출구 측인 전면에 위치되고, 잠공(101)을 기준으로 벌어지는 형상의 경사면 즉, 물이 확산되는 방향으로 경사면이 형성되어 잠공(101)에서 배출되는 물의 유속을 줄이게 된다.

잠공(101)은 수리적으로 오리피스와 동일한 구조로 "토리체리의 정리"에서 해석될 수 있으며, 유속은 상.하류 수심의 차이로 결정되므로 어도는 상.하류 격벽의 높이 차이로 나타난다. 따라서 잠공(101)의 원호 정점은 최소 단면으로써 상·하류 수심의 차이로 결정된 유속에 의해 잠공의 유량이 결정된다.

유입 유도 경사면부(103)는 격벽부(120) 즉, 월류격벽(121)과 잠월류격벽(122)에서 각각 물의 입구 측인 후면에 위치되고, 잠공(101)을 기준으로 좁혀지는 형상의 경사면 즉, 물이 모이는 방향으로 경사면이 형성되어 잠공(101)으로 유입되는 물의 단면적이 좁아져 유속은 점차 빠르게 증대된다.

또한, 잠공(101)을 통과하는 물의 이동방향을 기준으로 한 배출 잠공 가이드 경사면부(102)의 경사면 각도 즉, 경사면의 벌어지는 각도(α)는 잠공(101)을 통과하는 물의 이동방향을 기준으로 한 유입 잠공 가이드 경사면부(103)의 경사면 각도(β) 즉, 경사면의 좁아지는 각도(β)보다 크게 형성되어 유속의 감속 효과를 증대시킬 수 있다.

배출 유도 경사면부(102)와 유입 유도 경사면부(103)는 잠공(101)의 곡면을 통과한 물이 확산에 의해 유속이 느려짐을 고려한 각도로 정해질 수 있다.

배출 유도 경사면부(102)와 유입 유도 경사면부(103)는 잠공(101) 내에서 잠공(101)을 통과하는 물에 기포의 발생을 방지하며, 기포 발생에 의해 잠공(101)을 통과하는 어류가 방향을 잃고, 하류 측으로 되돌아 가 잠공(101)을 통과하는 것이 실패되는 경우를 방지한다.

또한, 배출 유도 경사면부(102)와 유입 유도 경사면부(103)는 잠공(101)에서 배출되는 물의 유속 조절과 함께, 잠공(101)의 입구에서 배회하는 어류가 잠공(101)에서 배출되는 물 흐름을 감지하고 방향을 바꾸어 잠공(101)으로 유인하고, 잠공(101)으로 진입 시 입구가 넓고 이동 중 점차 좁아지는 구조로 갖춰 진입이 쉽게 하였고, 최대 유속 지점에서는 순간의 돌진속도로 이동할 수 있어 구조적으로 저서성 어류가 이동하기 쉽게 한다.

도 6은 본 발명에 따른 내측이 원호형상의 잠공을 갖춘 잠월류 어도블록 구조체에서 잠월류 어도블록부의 일 실시예를 도시한 사시도이고, 도 7은 도 6의 정면도이다.

도 6 및 도 7을 참고하면 잠월류 어도블록부(100)의 잠공은 입구 측 전면과 출구 측 후면에서 말발굽 형상으로 형성될 수 있다.

또한, 도시되지 않았지만 잠월류 어도블록부(100)의 잠공은 반원형으로 형성될 수도 있다.

잠월류 어도블록부(100)의 전면에 위치되는 배출 유도 경사면부(102)와 잠월류 어도블록부(100)의 후면에 위치되는 유입 유도 경사면부(103)는 외곽 테두리 형상이 각각 반원형으로 형성될 수 있다.

또한, 도시되지 않았지만 잠월류 어도블록부(100)의 전면에 위치되는 배출 유도 경사면부(102)와 잠월류 어도블록부(100)의 후면에 위치되는 유입 유도 경사면부(103)는 외곽 테두리 형상이 각각 말발굽 형상으로 형성될 수도 있다.

또한, 도시되지 않았지만 배출 유도 경사면부(102)의 외곽 테두리와 유입 유도 경사면부(103)의 외곽 테두리 중 어느 하나는 반원형으로 형성되고, 다른 하나는 말발굽형상으로 형성될 수도 있다.

도 8은 본 발명에 따른 내측이 원호형상의 잠공을 갖춘 잠월류 어도블록 구조체에서 잠월류 어도블록부(100)의 일실시예에 철근을 배근한 예를 도시한 사시도이고, 도 9는 도 8의 종단면도이다.

도 8 및 도 9를 참고하면 바닥부(110)에는 월류격벽(121)의 상류 측 바닥과 하류 측 바닥에 철근(200)을 배근할 수 있는 원추형 철근삽입홈(128a)이 구비된 돌출부(128)가 구비되어 서로 마주보는 돌출부(128)에 철근(200)을 배근하여 연결하고, 돌출부(128) 사이에 콘크리트를 타설하여 어도 내 바닥의 시공을 완료할 수 있다.

원추형 철근삽입홈(128a)은 바닥면으로 갈수로 직경이 작아지는 원추형 홈으로 철근(200)의 단부가 안착되는 바닥면의 직경은 배근되는 철근(200)의 직경과 대응되는 직경을가진다.

원추형 철근삽입홈(128a)은 콘크리트 타설 시 삽입 홈에 콘크리트가 충진될 수 있도록 입구의 직경(D1)을 철근의 공칭 치수를 제외한 직경이 콘크리트 설계기준의 최소철근 간격의 2배 시상의 크기로 갖추어져 있으며, 바닥면이 철근(200) 조립 시 철근(200)의 간격을 정확한 간격을 유지할수 있도록 배근되는 철근(200)의 공칭 치수와 같은 크기(D2)로 형성된다.

원추형 철근삽입홈(128a)은 철근(200)의 단부가 안착되는 바닥면에서 상부 측으로 갈수록 직경이 커져 철근(200)의 외측 둘레로 콘크리트가 삽입될 수 있는 여유 공간이 형성되고, 하중을 많이 받는 입구 측으로 갈수록 콘크리트가 삽입되는 여유 공간의 크기가 커지는 구조로 철근(200)의 배근 상태를 콘크리트로 안정적으로 고정시킬 수 있는 구조를 가진다.

원추형 철근삽입홈(128a)에 삽입되는 주철근(200)은 양단부가 각각 일부분씩 꺾여져 “ㄷ”자 형태로 형성되고, 꺾여진 부분이 각각 연결대상인 돌출부(128)의 원추형 철근삽입홈(128a)에 각각 삽입된다.

철근(200)의 꺾여진 부분의 길이는 원추형 철근삽입홈(128a)의 깊이보다 더 길게 형성되고, 바람직하게 4㎝ 이상 길어 도 9와 같이 돌출부(128)의 상면과 주철근(200)이 이격(H)되어 바닥 콘크리트 타설 시 주철근(200)의 피복두께를 충분히 확보한다.

원추형 철근삽입홈(128a)에는 콘크리트 타설 전 (신·구) 콘크리트 접착제를 도포하고, 내측면에 콘트리트 접착제가 도포된 상태에서 내부에 콘크리트를 타설하며, 콘크리트 타설 시 콘크리트의 작은 입자가 원추형 철근삽입홈(128a) 바닥까지 충진되게 진동기를 주철근(200)에 가하여 정착력을 확보한다.

본 발명의 원추형 철근삽입홈(128a)은 잠월류 어도블록부(100) 간을 철근으로 연결하여 현장 콘크리트 타설로 어도블록을 구조체로 완성함으로써, 홍수 시 유수력에 잠월류 어도블록부(100)이 이탈 또는 변형으로 어도의 기능이 떨어지거나 훼손되는 것을 방지한다.

잠월류 어도블록부(100)에 철근(200)을 연결하는 다른 방법으로 앙카 또는 볼트를 블록의 제조 과정에서 어도블록 구체에 설치하여 철근(200)을 배근하는 방법이 있으나, 시공성이 부족하고, 제조 비용이 많이 소요되는 단점이 있다.

본 발명에 따른 내측이 원호 형상의 잠공을 갖춘 잠월류 어도블록 구조체는 돌출부(128)에 형성된 원추형 철근삽입홈(128a)에 철근(200)을 삽입하여 배근함으로써 철근(200) 배근을 위한 연결구조를 단순화하고, 시공 비용이 크게 줄어드는 경제성을 확보할 수 있다.

도 10은 본 발명에 따른 내측이 원호형상의 잠공을 갖춘 잠월류 어도블록 구조체에서 잠월류 어도블록부(100)의 잠공(101) 내 유속을 계산하기 위한 내측이 원호형상의 잠공(101)을 길이로 분할하여 나타낸 평면도이고, 도 11은 본 발명에 따른 내측이 원호형상의 잠공(101)을 갖춘 잠월류 어도블록 구조체에서 잠월류 어도블록부(100)의 잠공(101)의 길이를 분할한 단면도이며, 도 12과 도 13은 본 발명에 따른 내측이 원호형상의 잠공(101)을 갖춘 잠월류 어도블록 구조체에서 수리해석을 위한 잠월류 어도블록부(100)의 잠공(101)의 제원을 표시한 평면도와 단면도이다.

도 10 내지 도 13을 참고하여 잠공(101) 내 유속을 측정하여 잠공(101)의 최소 단면에 대한 수리적 특성을 확인하였다.

잠공(101)의 유속(v)은

로 계산되며, 유량(Q)는

로 계산되어 잠공(101) 내 수리특성을 정리할 수 있다. 여기서 유량계수(c)는 실험값인 0.95를 적용하였으며, 수심(h)는 상·하류 격벽의 높이 차이로서 월류격벽(121)은 10㎝, 잠월류격벽(122)은 5㎝의 차이가 있어, 잠공(101)의 최소 단면의 수리적 특성은 아래 표 1과 같다. 표 1은 잠공의 최소 단면의 수리적 특성이다.

구분	월류격벽				잠월류 격벽
구분	h(cm)	a(m²)	v(m/s)	Q(m³/s)	h(cm)	a(m²)	v(m/s)	Q(m³/s)
결과값	10.0	0.0196	1.33	0.0261	5.0	0.0196	0.94	0.0184

따라서, 상기 표 1에서 계산된 바와 같이 월류격벽(121)에서 잠공(101)의 통과유량이 결정됨에 따라 도 10 및 도 11에 표시된 지점별 유속(v)은 v = Q/a로 정리할 수 있음으로 각 지점의 유적(a)을 구하면 유속(v)은 아래 표 2와 같이 정리되고, 도 14는 아래 표 2에서 확인된 잠공(101) 내 지점별 유속 분포도를 나타낸 그래프이다. 표 2는 잠공의 지점별 유속이다.

지점별	거리(cm)	잠공 규격			v(m/s)
지점별	거리(cm)	B(m)	H(m)	단면적(m²)	월류격벽	잠월류격벽
1	0	0.368	0.254	0.09347	0.279	0.197
2	4.13	0.261	0.200	0.0522	0.499	0.353
3	8.25	0.185	0.162	0.0299	0.870	0.615
4	12.38	0.146	0.145	0.0212	1.231	0.871
5	16.50	0.140	0.140	0.0196	1.330	0.940
6	20.63	0.153	0.146	0.0223	1.167	0.825
7	24.75	0.194	0.167	0.0324	0.805	0.569
8	28.88	0.254	0.198	0.0507	0.514	0.364
9	33.00	0.319	0.229	0.0731	0.357	0.252

상기 표 2는 잠공(101)의 지점별 유속을 나타낸 것이고, 도 14의 그래프는 잠공(101) 내 유속 분포도로서 월류격벽(121)과 잠월류격벽(122)은 격벽 간의 높이 차이로 유속이 약 30%의 차이가 있음을 알 수 있고, 입구의 유속은 0.25~0.36m/s 느린 유속을 조성하고 원호의 정점에서 최대유속 0.94~1.33m/s로 입·출구와 정점 최대 유속간의 변화는 포물선 형태로 완만한 변화로 나타나는 것으로 확인되었다.

어류별 유영능력은 차이가 있으나 돌진속도로 이동하여야 하는 유속이 0.8m/s 이상이라면 돌진속도로 이동하여야 하는 거리는 월류격벽(121)에서 18.3㎝, 잠월류격벽(122)에서 13.3㎝를 이동하면 잠공(101)을 통과할 수 있다. 아울러 종래의 말굽형 잠공(101)과 비교하면 내측이 원호 형상의 잠공(101)은 순간의 거리에 해당한다.

도 15는 종래 잠월류 어도블록의 말굽형 잠공을 갖춘 사시도이고, 도 16은 비교 잠공(101b)인 말굽형 잠공과 내측이 원호 형상을 갖춘 본 발명의 실시 잠공(101a)을 비고하기 위한 유속 분포도를 나타낸 것이다.

더 상세하게 도 16에서 왼쪽에 형성된 실시 잠공(101a)은 원호의 정점에서 최대 유속이 나타나고, 이를 중심으로 입구와 출구 측으로 느려지는데 반하여 도 13의 오른쪽에 도시된 비교 잠공(101b)인 말굽형 잠공은 입구에서 출구까지 잠공 내의 유속이 최대로 유지되어 저서성 어류가 비교 잠공(101b)을 이동할 때 전 구간을 돌진속도로 이동하여야 하고, 어류가 비교 잠공(101b)을 통과할 때 최대유속 거리가 길어 저서성 어류의 이동을 어렵게 하는 것을 알수 있다.

본 발명은 어도에서 저서성 어류의 통과율을 향상함으로써 경제성이 뛰어난 장어의 소상으로 수산자원 확보에 따른 주민 소득증대와 균형 있는 하천의 어류 수생태계 복원에 기여한다.

본 발명은 어도블록의 바닥을 대칭형태의 사각 구조로 개선하여 균형 있는 무게 중심과 경량화로 공사 중에 인양이 쉽고 안전하게 이루어져 정밀 시공이 가능하고, 어도블록 간의 견고한 연결과 수로 바닥을 일체화함으로써 구조적 안정성을 확보할 수 있다.

본 발명은 어도에 설치되는 복수의 어도블록부를 현장에서 철근으로 연결 후 콘크리트 타설로 연결하여 바닥면을 연장 시공함으로써 시공 중 안전을 확보하고, 정밀한 시공과 구조적 안정성을 확보할 수 있고, 시공 시 편의성과 비용을 절감하는 경제적 효과가 있다.

본 발명은 상기한 실시 예에 한정되는 것이 아니라, 본 발명의 요지에 벗어나지 않는 범위에서 다양하게 변경하여 실시할 수 있으며 이는 본 발명의 구성에 포함됨을 밝혀둔다.

10 : 잠월류 어도블록 구조체 100 : 잠월류 어도블록부
100a : 제1잠월류 어도블록부 100b : 제2잠월류 어도블록부
101 : 잠공 101a : 실시 잠공
101b : 비교 잠공 102 : 배출 유도 경사면부
103 : 유입 유도 경사면부 110 : 바닥부
120 : 격벽부 121 : 월류격벽
122 : 잠월류격벽 123 : 비월류격벽
124 : 유황조절벽 125 : 풀 경계벽
126 : 이음벽 127 : 바닥 요철부
128 : 돌출부 128a : 원추형 철근삽입홈
200 : 철근부재

Claims

유인수로와 병행 설치된 잠월류어도에 설치되는 잠월류 어도블록부를 포함하며,
상기 잠월류 어도블록부는 상기 어도의 바닥면에 안착되는 바닥부 상에 세워지고, 전면과 후면을 관통하여 어류가 통과하는 잠공이 형성된 격벽부를 포함하고, 상기 잠공은 내측면이 상기 격벽부의 전면과 후면 사이에서 원호 형상의 곡면으로 형성되는 것을 특징으로 하는 원호 형상의 잠공을 갖춘 잠월류 어도블록 구조체.
청구항 1에 있어서,
상기 잠공은 내측면 중 마주보는 양 측면이 각각 상기 격벽부의 전면과 후면 사이에서 원호 형상의 곡면으로 형성되는 것을 특징으로 하는 원호 형상의 잠공을 갖춘 잠월류 어도블록 구조체.
청구항 1에 있어서,
상기 잠공은 내측면 중 마주보는 양 측면 및 상부 측에 위치되는 상부면이 각각 상기 격벽부의 전면과 후면 사이에서 원호 형상의 곡면으로 형성되는 것을 특징으로 하는 원호 형상의 잠공을 갖춘 잠월류 어도블록 구조체.
청구항 1에 있어서,
상기 잠공은 내측면 중 상기 바닥부의 상면과 공유되는 하부면을 제외한 부분이 상기 격벽부의 전면과 후면 사이에서 원호 형상의 곡면으로 형성되는 것을 특징으로 하는 원호 형상의 잠공을 갖춘 잠월류 어도블록 구조체.
청구항 1에 있어서,
하류 측인 상기 격벽부의 전면에는 상기 잠공의 내측면에 형성된 곡면과 원호의 접점으로 연결되는 경사진 배출 유도 경사면부가 위치되고,
상류 측인 상기 격벽부의 후면에는 상기 잠공의 내측면에 형성된 곡면과 원호의 접점으로 연결되는 경사진 유입 유도 경사면부가 위치되는 것을 특징으로 하는 원호 형상의 잠공을 갖춘 잠월류 어도블록 구조체.
청구항 1에 있어서,
상기 잠월류 어도블록부는 상기 바닥부의 일측에 세워진 월류격벽, 상기 바닥부의 타측에 세워지며 양측으로 돌출되는 비월류격벽이 구비된 잠월류격벽, 상기 잠월류격벽에 상기 잠월류격벽을 중심으로 상기 비월류격벽 끝지점의 상류 측과 이와 대칭이 되는 거리만큼 떨어진 상기 비월류격벽의 하류측 배면에 구비되는 풀 경계벽, 상기 월류격벽과 상기 잠월류격벽 사이에 상류 측으로 풀 내의 물이 선회하는 것을 방지하기 위해 구비되는 유황조절벽을 포함하고,
상기 바닥부는 평면 상에서 직사각 형상으로 형성되고, 상기 월류격벽의 상류 측 바닥과 하류 측 바닥에 철근을 배근할 수 있는 원추형 철근삽입홈이 구비된 돌출부가 구비된 것을 특징으로 하는 원호 형상의 잠공을 갖춘 잠월류 어도블록 구조체.
청구항 6에 있어서,
상기 원추형 철근삽입홈은 콘크리트 타설 시 삽입 홈에 콘크리트가 충진될 수 있게 입구를 콘크리트 설계기준 최소 철근 간격 이상의 크기로 갖추어져 있으며, 바닥면이 철근의 공칭 치수와 같은 크기로 형성되는 것을 특징으로 하는 원호 형상의 잠공을 갖춘 잠월류 어도블록 구조체.
청구항 6에 있어서,
어도의 수로에 설치되어 서로 인접한 2개의 어도 블록부를 연결하는 철근을 더 포함하고,
상기 철근은 양 단부측이 꺾여져 상기 원추형 철근삽입홈에 삽입되되, 상기 철근의 꺾여진 부분의 길이는 상기 원추형 철근삽입홈의 깊이보다 더 길게 형성되는 것을 특징으로 하는 원호 형상의 잠공을 갖춘 잠월류 어도블록 구조체.