KR100424282B1 - 수중보 내측 침전물 자동배출 시스템 - Google Patents

수중보 내측 침전물 자동배출 시스템 Download PDF

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Abstract

본 발명은 수중보의 내측 하부에 쌓이는 침전물이 물의 흐름에 따라 자동적으로 배출되는 수중보 내측 침전물 자동 배출 시스템에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 수중보 상부 외형과 동일한 형상으로 덮개부를 형성하고, 이 덮개부를 수중보의 상부 외주면과 일정한 간격을 두고 이격 설치함으로써 덮개부와 수중보사이의 일정한 간격을 따라 배수로가 형성되고, 이 배수로를 통해 침전물이 포함된 하층수가 강이나 하천(상류)쪽과 하류(바다)쪽의 수압차이에 의한 사이펀(siphon)의 원리에 의해 하류(바다)쪽으로 자동적으로 배출되어 수중보 내측 하부에 침전물이 퇴적되어 부패됨으로써 발생하는 수질오염이나 환경생태계 파괴를 방지하고 수중보의 본래 기능인 수량 유지 및 조절기능이 뛰어난 내측 침전물 자동 배출 시스템에 관한 것이다.

Description

수중보 내측 침전물 자동배출 시스템{The automatic system for elimination of material desposited inside a underwater beam}
본 발명은 수중보의 내측 하부에 쌓이는 침전물이 물의 흐름에 따라 자동적으로 배출되는 수중보 내측 침전물 자동 배출 시스템에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 수중보 상부 외형과 동일한 형상으로 덮개부를 형성하고, 이 덮개부를 수중보의 상부 외주면과 일정한 간격을 두고 이격 설치함으로써 덮개부와 수중보사이의 일정한 간격을 따라 배수로가 형성되고, 이 배수로를 통해 침전물이 포함된 하층수가 강이나 하천(상류)쪽과 하류(바다)쪽의 수압차이에 의한 사이펀(siphon)의 원리에 의해 하류(바다)쪽으로 자동적으로 배출되어 수중보 내측 하부에 침전물이 퇴적되어 부패됨으로써 발생하는 수질오염이나 환경생태계 파괴를 방지하고 수중보의 본래 기능인 수량 유지 및 조절기능이 뛰어난 내측 침전물 자동 배출 시스템에 관한 것이다.
수중보는 물의 흐름을 막아 일정량의 수량을 유지 및 조절하기 위한 것으로 상류에서 흘러오는 물을 일시적으로 저장하는 기능을 가지고 있으며, 강 또는 하천의 하구에 설치된 경우에는 해수가 육지로 들어오지 않도록 막아 주는 기능도 가지고 있다. 이 수중보의 가장 문제되는 점은 도 2에 도시된 바와 같이 종래수중보(1)에 의해 막혀진 부분의 내측 하부에 상류로부터 유입된 토사 또는 쓰레기와 같은 다량의 침전물(2)이 쌓이게 되어 하류(바다)쪽으로 유출되지 아니하고 썩게 됨으로써 강이나 하천의 수질오염 및 환경 생태계의 파괴를 유발시킨다는 점이다.
종래에도 이러한 문제점을 해결하기 위하여 유도관이 설치된 수중보(한국공개특허 공개번호 제 94 - 18527호)나 퇴적물이 안쌓이는 수중보(한국공개실용신안 공개번호 제 95 - 33385호)등의 다양한 수중보가 고안되었으나, 유도관이 설치된 수중보의 경우에는 유도관과 유도관 사이에 침전물이 쌓여 하류로 배출되지 않고, 또 침전물에 의해 유도관이 막혀 제기능을 발휘하지 못하는 문제점이 있으며, 퇴적물이 안쌓이는 수중보의 경우에는 수중보 하단부에 다수의 구멍을 천공하여 물이 흐를수 있도록 하였는데, 이 경우 침전물은 구멍을 통해서 배출되지만 수중보의 본래 기능인 수량유지나 해수의 역류 방지를 제대로 할 수 없는 문제점이 있다.
그 밖에 다양한 수중보가 시도된 바 있으나 상기 종래 기술의 범주를 벗어나지 못하여 그 실용성이나 효과면에서 많은 문제점들이 발생하였다.
본 발명은 이와 같은 다양한 문제점들을 해결하기 위한 것으로 상류로부터 유입되는 물을 일시적으로 저장하여 일정량의 수량을 유지 및 조절함과 동시에 수중보 내측 하부에 쌓이는 다량의 침전물을 수중보와 덮개부 사이에 형성된 배수로를 통해 물과 함께 자연적으로 흘려 보냄으로써 침전물 퇴적으로 인한 환경 생태계의 오염을 방지하고 홍수나 장마시에도 배수로를 통해 계속적으로 침전물이 포함된 하층수를 배출하고 가뭄시에는 일정 수위가 되면 더 이상 물이 배출되지 않도록 하여 수중보의 본래 역할인 수량 유지 및 조절 기능을 충실히 하도록 하는 것에 그 목적이 있다.
이러한 목적을 달성하기 위하여 수중보 상단면의 외측 형상과 동일하게 덮개부를 형성하고, 이 덮개부를 수중보 상부 외주면과 일정한 간격을 두고 이격 설치함으로써 수중보와 덮개부 사이에 배수로가 형성되어 침전물이 덮개부의 선단부측 하부에 형성된 입수로를 통해 물과 함께 유입되어 덮개부의 종단부측 끝단에 형성된 출수로로 배출되도록 구성된 것에 본 발명의 특징이 있다.
도 1은 종래의 수중보가 설치된 상태의 단면도
도 2는 본 발명 수중보의 단면도
도 3은 본 발명 수중보의 덮개부의 사시도
도 4는 본 발명 수중보에 덮개부가 설치된 상태의 단면도
도 5는 본 발명 수중보의 덮개부의 결합 사시도
도 6은 본 발명의 수중보가 설치된 상태의 평면도
< 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 >
1. 종래 수중보 2. 침전물
3. 수중보 4. 몸체부
5. 지지부 6a, 6b, 6c, 6d. 덮개부
7. 선단부 8. 중단부
9. 종단부 10. 입수로
11. 상부 내측면 12. 출수로
13a, 13b, 13c, 13d. 지지돌기 14. 요철형돌기
15. 요철형홈 16. 배수로
본 발명의 바람직한 구성을 도면에 의해 상세히 설명하면 다음과 같다.
도 2 내지 6에 도시된 바와 같이 본 발명은 수중보(3)와 덮개부(6a)(6b)(6c)(6d)와 배수로(16)로 구성되어 있는데, 덮개부(6a)(6b)(6c)(6d)는 수중보(3) 상부 외형과 동일한 형상으로 형성되어 있으며, 수중보(3)의 상부 외주면에 상기 덮개부(6a)(6b)(6c)(6d)가 짧은 받침대 역할을 하는 지지돌기(13a)(13b)(13c)(13d)에 받혀져 일정한 간격을 두고 이격 설치되어 있어 수중보(3)와 덮개부(6a)(6b)(6c)(6d)의 간격 사이로 상류쪽의 물이 하류쪽으로 흘러나가게 되는 배수로(16)가 형성되어 있다.
수중보(3)는 측면에서 볼 때 ""형으로 형성되어 있으며 몸체부(4)와 지지부(5)로 구비되어 있다.
몸체부(4)는 상류쪽에서 유입되는 물을 막아 저수하기 위한 부분으로 내부는 잡석이 채워져 콘크리트로 타설되어 있어 큰 중량의 물과 수압을 견딜 수 있도록 되어 있으며, 몸체부(4)의 앞부분은 수직으로 세워져 있고 그 타측은 경사면이 형성되어 있으며 상부는 수평하게 되어 있어 수중보(3)와 덮개부(3) 사이에 형성되는 배수로(16)를 통해 상류쪽의 물이 몸체부(4)의 상단면을 통과한 후 경사면을 따라 자연스럽게 흘러 지지부(5)를 통해 하류로 흘러가도록 구비되어 있다.
지지부(5)는 몸체부(4)가 물의 수압과 중량을 견딜 수 있도록 지탱해 주는 부분으로 수평으로 길게 몸체부(4)의 하단부에 연설되어 있다.
덮개부(6a)(6b)(6c)(6d)는 일정한 두께로 되어 있으며 수중보(3) 상부 외주면에 설치되는 것으로서 수중보(3) 상부 외형과 동일하게 ""형으로 되어 있되, 수중보(3) 상부 외주면과 일정한 간격을 두고 이격설치되어 있으며, 철근 콘크리트 등과 같이 높은 수압이나 큰 수량에도 견딜 수 있는 단단한 재질로 되어 있고, 선단부(7)와 중단부(8)와 종단부(9)로 구분되며, 지지돌기(13a)(13b)(13c)(13d)와 요철형돌기(14)와 요철형홈(15)이 형성되어 있다.
덮개부(6a)(6b)(6c)(6d)의 선단부(7)는 상류로부터 유입되는 물과 맞닿는 면으로 "┌ "형으로 굴곡져 있고, 상기 선단부(7)의 하부는 지면과 일정한 간격을 두고 설치되어 있어 지면과 선단부(7) 하단면 사이로 침전물이 섞여 있는 하층수가 지속적으로 유입되는 입수로(10)가 형성되어 있으며, 선단부(7)의 상부는 수면과 수평이 되도록 구비되어 있되 선단부(7) 상부 내측면(11)은 가뭄이나 홍수때가 아닌 평상시 강이나 하천의 수위와 동일한 높이로 위치하도록 구비되어 있다.
선단부(7) 상부 내측면(11)이 수위보다 높거나 낮게 설치된 경우에는 수압차이에 의한 사이펀(siphon)원리에 의해 물이 자동적으로 배출되는 배수로(16)의 물배출 기능이 제대로 발휘되지 못하게 된다.
덮개부(6a)(6b)(6c)(6d)의 중단부(8)는 선단부(7) 하부의 입수로(10)를 통해 유입된 침전물이 포함된 하층수가 선단부(7) 상부를 통과하여 자연스럽게 종단부(9)로 흘러 내려가도록 경사져 있다.
덮개부(6a)(6b)(6c)(6d)의 종단부(9)는 긴 직선형으로 되어 있고 끝단에는 입수로(10)를 통해 유입된 침전물이 포함된 하층수가 하류(바다)쪽으로 배출되는 출수로(12)가 형성되어 있는데, 배수로(16)의 내부가 지속적으로 진공상태가 유지되어 물의 흐름이 끓기지 않도록 종단부(9)가 충분히 길게 형성되어 있다.
만약 종단부(9)의 길이가 짧게 형성될 경우, 장마나 홍수시 수위의 증가로 대량의 물이 상기 수중보(3)의 덮개부(6a)(6b)(6c)(6d)를 넘쳐 흘러 내리고, 이 때 발생하는 강한 수압과 함께 물이 출수로(12) 부위를 강하게 타격함으로써 출수로(12)를 통해 배출되는 물의 흐름이 끓겨 배수로(16) 내부의 진공상태가 유지되지 못하게 되고 배수로(16)를 통해 침전물이 포함된 하층수가 지속적으로 배출되지 않게 된다.
덮개부(6a)(6b)(6c)(6d)의 지지돌기(13a)(13b)(13c)(13d)는 덮개부(6a)(6b)(6c)(6d)와 수중보(3) 사이의 간격을 일정하게 유지하고 덮개부(6a)(6b)(6c)(6d)와 수중보(3)를 연결 고정시켜주는 기둥역할로서 덮개부(6a)(6b)(6c)(6d) 내측면에 일정한 간격을 두고 다수개가 고정부착되어 있다. 또한 강이나 하천마다 유입되는 수량이 다르므로 이 수량에 따라 물이 자연스럽게 흘러가도록 배수로(16) 상하의 폭을 조절하여 설치하여야 하는데, 이 때 해당 하천이나 강의 수량에 맞추어 상기 지지돌기(13a)(13b)(13c)(13d)의 길이를 알맞게 조절하여 수중보(3)에 고정부착시킴으로써 알맞은 배수로(16) 상하의 폭이 조절될 수 있다.
지지돌기(13a)(13b)(13c)(13d)의 수는 강의 넓이나 강폭의 크기에 따라 조절될 수 있다.
덮개부(6a)(6b)(6c)(6d)의 요철형돌기(14)와 요철형홈(15)은 다수개의 덮개부(6a)(6b)(6c)(6d)를 강의 폭방향으로 서로 연설하기 위해 구비된 것으로서, 덮개부(6a)(6b)(6c)(6d)의 굴곡진 형상에 따라 덮개부(6a)(6b)(6c)(6d)의 일측면에는 요철형돌기(14)가 "凸"형으로 형성되어 있고 요철형돌기(14)가 형성된 타측면에는 요철형돌기(14)와 요철(凹凸)형으로 결합하기 위한 요철형홈(15)이 "凹"형으로 형성되어 있다. 따라서 다수개의 덮개부(6a)(6b)(6c)(6d)를 연설시 횡방향으로 요철형돌기(14)와 요철형홈(15)을 요철(凹凸)식으로 끼워 맞춤으로써 간단하게 강폭에 맞추어 수중보(3)의 상부 외주면에 덮개부(6a)(6b)(6c)(6d)를 연설할 수 있도록 되어 있다.
상기 덮개부(6a)(6b)(6c)(6d)는 강이나 하천의 지형 조건에 따라 다르게 설치되는 수중보(3)의 형태에 따라 다양하게 제작될 수 있다.
배수로(16)는 상기에 기술된 바와 같이 수중보(3)와 덮개부(6)사이로 물과 침전물이 통과하기 위한 통로로서 사이펀(siphon)의 원리에 의해 강 또는 하천(상류)쪽의 수압과 하류(바다)쪽의 수압차이에 의해 물이 덮개부(6a)(6b)(6c)(6d) 선단부 하부의 입수로(10)를 통해 덮개부(6a)(6b)(6c)(6d) 종단부(9) 끝단의 출수로(12)로 자동적으로 배출되도록 구비되어 있으며, 강이나 하천에 유입되는 물의 양에 따라 상기 배수로(16) 상하의 폭이 정해지는데, 바람직하게는 대략 10cm ~ 50cm의 폭으로 형성되어 지며, 그 유입되는 수량이 많을수록 상하의 폭은 더욱 넓게 형성되어 진다.
본 발명의 작용을 설명하면 다음과 같다.
강이나 하천의 하류쪽 또는 저수량이 부족한 장소에 수중보(3)를 설치하되 수중보(3)는 통상 설치하는 것과 동일한 방법으로 수중보(3)의 몸체부(4) 내부에 잡석과 콘크리트의 타설로 큰 수압과 수량에 견딜수 있도록 하며 지지부(5)를 설치하여 몸체부(4)를 지탱하도록 한다.
수중보(3)의 상부 외주면에는 배수로(16)가 형성되도록 수중보(3) 상부 외 형과 동일하게 형성된 덮개부(6a)(6b)(6c)(6d)를 수중보(3)의 상부 외주면과 전체적으로 소정의 간격을 두고 이격 설치하며, 덮개부(6a)(6b)(6c)(6d)와 수중보(3)가일체로 고정되도록 덮개부(6a)(6b)(6c)(6d) 내측면에 형성된 지지돌기(13a)(13b)(13c)(13d)를 수중보(3)에 고정 부착하는데, 우선 다수의 지지돌기(13a)(13b)(13c)(13d)가 고정 부착될 위치의 수중보(3) 외주면에 홈을 파고, 콘크리트용 에폭시 접착제 등을 시멘트 몰타르와 함께 섞어 상기 홈에 바른 후 덮개부(6a)(6b)(6c)(6d)의 지지돌기(13a)(13b)(13c)(13d)를 각각의 홈에 삽입시켜 수중보(3)에 덮개부(6a)(6b)(6c)(6d)를 고정부착시킨다.
지지돌기(13a)(13b)(13c)(13d)의 고정 부착시 강이나 하천의 수량에 맞추어 물이 자연스럽게 배출되도록 배수로(16)의 상하 폭을 조절하여 수중보(3)에 일정한 깊이의 홈을 파고 지지돌기(13a)(13b)(13c)(13d)를 고정 부착시킴으로써 수중보(3)와 덮개부(6a)(6b)(6c)(6d)사이에 일정한 상하의 폭이 구비된 배수로(16)를 형성한다.
덮개부(6a)(6b)(6c)(6d)는 강 또는 하천의 폭에 따라 덮개부(6a)의 요철형돌기(14)를 덮개부(6b)의 요철형홈(15)에 요철(凹凸)식으로 끼워맞춤으로써 다수개의 덮개부(6a)(6b)(6c)(6d)를 강의 폭방향(횡방향)으로 연설할 수 있다.
상기와 같이 수중보(3)에 덮개부(6a)(6b)(6c)(6d)가 고정 부착됨으로써 형성되는 배수로(16)를 통해 강 또는 하천(상류)쪽의 수압과 하류(바다)쪽의 수압 차이에 의한 사이펀(siphon)의 원리에 의해 수중보(3)에 차 있는 물이 하부로 이동하면서 침전물이 섞여 있는 하층수와 함께 덮개부(6a)(6b)(6c)(6d)의 선단부(7) 하부에 형성된 입수로(10)로 자동적으로 유입되어 선단부(7) 상부를 넘어 출수로(12)를 통해 계속해서 하류(바다)쪽으로 배출되는데, 선단부(7)의 상부 내측면(11)을 강이나하천의 평균적 수위와 동일하도록 덮개부(6a)(6b)(6c)(6d)를 설치한다.
홍수나 장마시 수량의 증가로 물이 수중보(3)의 덮개부(6a)(6b)(6c)(6d) 위로 넘쳐 흐를 경우에도 덮개부(6a)(6b)(6c)(6d)의 종단부(9)가 길게 형성되어 있어 배수로(16)를 통해 침전물이 섞여 있는 하층수의 물이 끓기지 않고 배출되며, 가뭄시에도 계속적으로 배수로(16)을 통해 배출되지 않고 일정 수위(대략 2/3정도의 수위)가 되면 사이펀(siphon) 원리에 의해 강이나 하천(상류)쪽과 하류(바다)쪽의 수압 차이가 적어지므로 더이상 배수로(16)를 통해 물이 배출되지 아니하여 수중보(3) 내측에 일정 수위의 수량을 유지할 수 있다.
이와 같이 본 발명에 의하면 상류로부터 유입되는 물을 일시적으로 저장하여 일정량의 수량을 유지 및 조절함과 동시에 수중보 내측 하부에 쌓이는 다량의 침전물을 수중보와 덮개부 사이에 형성된 배수로를 통해 물과 함께 자동적으로 하류(바다)쪽으로 흘려 보냄으로써 침전물 퇴적으로 인한 수질오염 및 환경 생태계 파괴를 방지하고 홍수나 장마시에도 계속적으로 다량의 침전물이 섞여있는 하층수를 배수로를 통해 배출시키고, 가뭄시 일정 수위(대략 2/3정도의 수위)가 되면 수압 차이가 적어져 배수로를 통해 물이 배출되지 아니하여 수중보의 본래 역할인 수량 유지 및 조절 기능, 해수의 역류 방지 등을 충실히 할 수 있다.

Claims (3)

  1. 수위 유지 및 조절과 수중보 내측 하부의 침전물을 배출하기 위한 수중보에 있어서, 수중보(3)와 덮개부(6a)(6b)(6c)(6d)와 배수로(16)로 구성되며, 상기 덮개부(6a)(6b)(6c)(6d)는 ""형으로 수중보(3) 상부 외형과 동일한 형상으로 형성되어 있고 수중보(3)의 상부 외주면에 덮개부(6a)(6b)(6c)(6d)가 일정한 간격을 두고 이격 설치되어 있어 수중보(3)와 덮개부(6a)(6b)(6c)(6d)의 일정한 간격 사이로 사이펀(siphon)의 원리에 의해 강이나 하천(상류)쪽의 물이 하류(바다)쪽으로 흘러나가게 되는 배수로(16)가 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 수중보 내측 침전물 자동 배출 시스템.
  2. 제 1항에 있어서, 덮개부(6a)(6b)(6c)(6d)는 철근 콘크리트 등과 같이 높은 수압이나 큰 수량에도 견딜 수 있는 단단한 재질로 되어 있고, 선단부(7)와 중단부(8)와 종단부(9)로 구분되며, 지지돌기(13a)(13b)(13c)(13d)와 요철형돌기(14)와 요철형홈(15)이 형성되어 있고, 상기 선단부(7)는 "┌ "형으로 굴곡져 있으며 하부는 지면과 일정한 간격을 두고 설치되어 있어 지면과 상기 선단부(7) 하단면 사이로 침전물이 섞여 있는 하층수가 유입되는 입수로(10)가 형성되어 있고 상부는 수면과 수평이 되도록 구비되어 있되 선단부(7) 상부 내측면(11)이강이나 하천의 평균 수위와 동일한 높이로 위치하도록 구비되어 있으며, 상기 중단부(8)는 상기 선단부(7)를 통과하여 자연스렵게 종단부(9)로 흘러 내려가도록 경사져 있으며, 상기 종단부(8)는 긴 직선형으로 끝단에는 출수로(12)가 형성되어 있는데 배수로(16)의 내부가 지속적으로 진공상태가 유지되어 물의 흐름이 끓기지 않도록 길게 형성되어 있고, 상기 지지돌기(13a)(13b)(13c)(13d)는 상기 덮개부(6a)(6b)(6c)(6d)와 수중보(3) 사이의 간격을 일정하게 유지하고 연결 고정시켜주는 기둥으로서 덮개부(6a)(6b)(6c)(6d)내측면에 일정한 간격을 두고 다수개가 고정부착되어 있으며, 상기 요철형돌기(14)와 요철형홈(15)은 다수개의 덮개부(6a)(6b)(6c)(6d)를 강폭 방향으로 서로 연설하기 위해 구비된 것으로서, 덮개부(6a)(6b)(6c)(6d)의 굴곡진 형상에 따라 덮개부(6a)(6b)(6c)(6d)의 일측면에는 요철형돌기(14)가 "凸"형으로 형성되어 있고 요철형돌기(14)가 형성된 타측면에는 요철형돌기(14)와 요철(凹凸)형으로 결합하기 위한 요철형홈(15)이 "凹"형으로 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 수중보 내측 침전물 자동 배출 시스템.
  3. 수위 유지 및 조절과 수중보 내측 하부의 침전물 배출 방법에 있어서, 수중보(3)의 상부 외주면에 덮개부(6a)(6b)(6c)(6d)가 일정 간격을 두고 이격 설치됨으로써 형성되는 배수로(16)를 통해 강이나 하천(상류)쪽의 수압과 하류(바다)쪽의 수압 차이에 의한 사이펀(siphon)의 원리에 의해 수중보(3)에 차 있는 물이 하부로 이동하면서 침전물이 섞여 있는 하층수와 함께 덮개부(6a)(6b)(6c)(6d)의선단부(7) 하부에 형성된 입수로(10)로 자동적으로 유입되어 덮개부(6a)(6b)(6c)(6d)의 선단부(7) 상부를 넘어 덮개부(6a)(6b)(6c)(6d) 종단부의 출수로(12)를 통해 계속해서 하류(바다)쪽으로 배출되도록 하는 것을 특징으로 하는 수중보 내측 침전물 자동 배출 방법.
KR1020010062764A 2001-10-11 2001-10-11 수중보 내측 침전물 자동배출 시스템 KR100424282B1 (ko)

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KR102089609B1 (ko) 2019-05-16 2020-03-16 계룡환경주식회사 보 상류의 수질 관리 및 오염 대응 시스템
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