KR100487403B1 - 유공관을 이용한 우수 인공함양 촉진 시설 및 유공관을이용한 우수 인공함양 촉진 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명에서는, 하천 부지 또는 하천과 인접한 지역에서 발생하는 표면유출수를 집수하는 측구; 및 지하에 매설되고, 상기 측구에 연결되며, 상기 측구에서 집수된 표면유출수를 함양하는 유공관;을 포함하는 것을 특징으로 하는 유공관을 이용한 우수 인공함양 촉진 시설 및 이를 이용한 우수 인공함양 촉진 방법을 제공한다. 그리고, 상기 우수 인공함양 촉진 시설은, 상기 유공관을 감싸도록 매설되고, 상기 유공관으로부터 유출된 표면유출수가 유입되는 쇄석층;을 더 포함하는 것이 바람직하고, 상기 쇄석층은, 상기 유공관의 주위에서 사다리꼴 형태로 상기 유공관을 감싸도록 포설되는 것이 바람직하며, 상기 쇄석층은, 상기 사다리꼴의 경사면이 종:횡의 비가 1:1.5가 되는 경사를 가지는 것이 바람직하다. 그리고, 상기 쇄석층은, 그 상부 표면에 설치되는 토목섬유막;을 더 포함하는 것이 바람직하다. 그리고, 상기 우수 인공함량 촉진 시설은, 상기 측구 내에 설치되는 위어;를 더 포함하는 것이 바람직하고, 상기 우수 인공함량 촉진 시설은, 상기 유공관과 연결되고 상기 유공관으로부터 배출되는 표면유출수가 유입되는, 상기 표면유출수의 불순물을 선별 트렌치;를 더 포함하는 것이 바람직하다. 본 발명에 따라 표면유출량을 줄이고 지하수 함양을 유도하여, 하천유지유량을 확보할 수 있으므로, 특히 도시지역의 표면유출량 증가와 이에 따른 지하수위 저하로 인하여 발생하는 하천 유지유량 부족 현상을 해결할 수 있다.

Description

유공관을 이용한 우수 인공함양 촉진 시설 및 유공관을 이용한 우수 인공함양 촉진 방법{Installation and method promoting artificial groundwater recharge through the perforated pipe}

본 발명은 유공관을 이용한 우수 인공함양 촉진 시설 및 유공관을 이용한 우수 인공함양 촉진 방법에 관한 것으로, 우수의 인공함양을 통하여 표면유출량을 줄이고 지하수 함양을 유도하여, 자연적인 하천유지유량 확보가 가능하도록 한, 유공관을 이용한 우수 인공함양 촉진 시설 및 유공관을 이용한 우수 인공함양 촉진 방법에 관한 것이다.

본 발명에서 우수, 표면유출수, 지하수는 강우시 지하수가 표면 유출되는 경우를 상정하여 각각의 다른 측면을 고려하여 지칭되는 것이지만, 기본적으로 동일한 대상을 의미한다.

종래의 침투형 시설을 활용한 대표적인 지하수 함양 방법으로는 우물법(well method)을 활용한 침투우물법(infiltration well), 지표함양법(surface spreading method) 등이 있고, 기타 침투지법, 지하댐에 의한 지하수 함양법, 논에 의한 지하수 함양법, 삼림에 의한 지하수 함양법 등이 있다.

상기 우물법은 지하수체로의 염수 침입방지, 지반 침하 대책 등에 주로 사용하며 투수계수가 크고 지하수위가 낮은 지역에서 그 활용도가 높다.

이러한 우물법에서 고려해야 할 특성은 대상지역의 대수층 특성, 지질의 투수성, 지하수위, 지하수위 이용현황 등이며, 용수 사용 목적에 따라서 구분하여 사용된다.

상기 지표함양법은 이를 세분화하여 4가지 유형으로 분류한 후 적용하는 것이 일반적이며, 각각 침투조법, 지하매관법, 투수성포장, 수로법 등으로 구분하여 활용한다.

상기 지표함양법은 대수층의 깊이까지 천공한 후 지하수위의 증대를 노리는 우물법에 비해서 적용의 범위가 넓고 기초 조사 등 초기비용면에서 저렴하다는 장점을 가지고 있다.

그러나, 상기 지표함양법은 설치를 위해 필요한 면적이 넓기 때문에 도시 지역에서는 적용하기가 쉽지 않다. 또한, 지표함양에 따른 지반의 지지력 변화 등 역학적인 변수를 고려해야 하며, 도심지역에 적용하는 방안보다는 하천 부지 등 지하수위의 영향에 따라서 영향을 받을 수 있는 인자가 적은 지역에 대하여 설치를 고려하는 것이 효과적이다.

이와 같이, 하천 부지와 인접한 지역에서 지표함양을 실시하는 경우 기대가 가능한 효과는 지하수위의 증가에 따라서 하천으로 유입되는 용수가 확보된다는 점이며, 종래에 하천유지용수 확보 방안으로 고려되었던 하수처리용수의 재활용 및 지하수 펌핑(pumping)등의 방법에 비하여 좀 더 경제적으로 하천유지용수를 확보할 수 있을 것으로 보인다.

그러므로, 하천 부지나 하천 인접지역에서 지표함양방법을 적용시 하천유지용수 확보 효과를 향상시킬 수 있는 인공함양 장치 내지 방법이 요구된다.

따라서, 본 발명은 상기와 같은 요구를 해결하기 위하여 안출된 것으로,

본 발명의 목적은, 하천 부지나 하천 인접지역 내에 유출이 일어나 하천으로 직접 유입될 가능성이 있는 하천부지 일대의 지하수 함양량 증가를 유도하고, 강우가 종료된 후라도 축적된 지하수를 통하여 지속적으로 하천유지용수 확보가 가능하도록 한 유공관을 이용한 우수 인공함양 촉진 시설 및 유공관을 이용한 우수 인공함양 촉진 방법을 제공하는 것이다.

상기와 같은 본 발명의 목적은, 하천 부지 또는 하천과 인접한 지역에서 발생하는 표면유출수를 집수하는 측구; 및 지하에 매설되고, 상기 측구에 연결되며, 상기 측구에서 집수된 표면유출수를 함양하는 유공관;을 포함하는 것을 특징으로 하는 유공관을 이용한 우수 인공함양 촉진 시설에 의하여 달성된다.

그리고, 상기 우수 인공함양 촉진 시설은, 상기 유공관을 감싸도록 매설되고, 상기 유공관으로부터 유출된 표면유출수가 유입되는 쇄석층;을 더 포함하는 것이 바람직하다.

그리고, 상기 쇄석층은, 상기 유공관의 주위에서 사다리꼴 형태로 상기 유공관을 감싸도록 포설되는 것이 바람직하다.

그리고, 상기 쇄석층은, 상기 사다리꼴의 경사면이 종:횡의 비가 1:1.5가 되는 경사를 가지는 것이 바람직하다.

그리고, 상기 쇄석층은, 그 상부 표면에 설치되는 토목섬유막;을 더 포함하는 것이 바람직하다.

그리고, 상기 우수 인공함량 촉진 시설은, 상기 측구 내에 설치되는 위어;를 더 포함하는 것이 바람직하다.

그리고, 상기 우수 인공함량 촉진 시설은, 상기 유공관과 연결되고 상기 유공관으로부터 배출되는 표면유출수가 유입되는, 상기 표면유출수의 불순물을 선별하는 트렌치;를 더 포함하는 것이 바람직하다.

상기한 바와 같은 본 발명의 목적은 또한, 하천 부지 또는 하천과 인접한 지역에서 발생하는 표면유출수를 측구로 집수하는 단계(S1); 상기 집수된 표면유출수를 지하에 매설되고 상기 측구에 연결된 유공관내로 유입하여, 상기 표면유출수를 인공함양시키는 단계(S2); 및 상기 함양된 표면유출수를 토양을 통한 여과과정을 거친 후 하천으로 공급하는 단계(S3);를 포함하는 것을 특징으로 하는 유공관을 이용한 우수 인공함양 촉진 방법에 의하여 달성된다.

그리고, 상기 유공관을 이용한 우수 인공함양 촉진 방법은, 상기 유공관을 감싸도록 쇄석층을 포설하여 상기 표면유출수가 상기 쇄석층으로 유출되도록 하는 단계(S4);를 더 포함하는 것이 바람직하다.

그리고, 상기 S4 단계는, 상기 쇄석층을 상기 유공관의 주위에 사다리꼴 형태로 포설하는 것이 바람직하다.

그리고, 상기 S4 단계는, 상기 사다리꼴의 경사면이 종:횡의 비가 1:1.5가 되는 경사를 가지도록 포설하는 것이 바람직하다.

그리고, 상기 S4 단계는, 토목섬유막을 상기 쇄석층의 상부 표면상에 설치하는 것이 바람직하다.

그리고, 상기 S1 단계는, 상기 표면유출수가 상기 측구내에 설치되는 위어를 통과하도록 하는 것이 바람직하다.

그리고, 상기 S3 단계는, 상기 유공관에 연결된 트렌치에 상기 표면 유출수를 통과시키는 단계(S5);를 더 포함하는 것이 바람직하다.

이하, 본 발명에 따른 유공관을 이용한 우수 인공함양 촉진 시설 및 유공관을 이용한 우수 인공함양 촉진 방법에 대하여 첨부 도면을 참조하여 상세히 설명한다.

본 발명에 따른 유공관을 이용한 우수 인공함양 촉진 시설은, 강우시 하천 부지 및/또는 하천 인접 지역에 발생하는 표면유출수가 하천으로 직접 유입되는 것을 방지하고자, 해당 유역에서 유출되는 빗물을 측구로 집수하고, 측구와 연결된 유공관을 통하여 지표유출이 이루어진 유출수를 지하에 인공적으로 함양하며, 강우가 종료된 후에도 지하에 함양된 유출수를 토양을 통한 여과과정을 거쳐 하천으로 공급되도록 하는 것을 그 기술적 사상의 바탕으로 한다.

이와 같이 지표함양법 중에서 유공관을 활용하는 기법을 바탕으로, 기존의 인공함양기술에서 지향하는 지하수 함양효과를 거두고, 이와 동시에 함양된 지하수가 해당 설치지역의 토양을 통해 자연적으로 여과과정을 거치면서 하천으로 유입되도록 하여 하천유지용수의 수량 확보에 기여하게 되며, 강우가 종료된 후에도 축적된 지하수를 통하여 지속적인 하천유지용수의 확보를 가능하도록 한다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 유공관을 이용한 우수 인공함양 촉진 시설의 상부 구조를 나타내는 개략도이고, 도 2는 본 발명의 실시예에 따른 유공관을 이용한 우수 인공함양 촉진 시설의 측단면 구조를 나타내는 개략도이며, 도 3은 본 발명의 실시예에 따른 유공관을 이용한 우수 인공함양 촉진 시설의 측면 형상을 나타내는 개략도이다.

도 1 내지 도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따르면, 하천 부지 및/또는 하천 인접 지역에서 강우시 유출이 일어나 하천으로 표면유출수가 직접 유입될 가능성이 있는 지역에 측구(1)가 설치된다.

상기 측구(1)를 통하여 강우시 해당 유역에서 발생하는 표면유출수는 부유물질과 불순물을 포함한 상태로 집수된다(S1).

이와 같이, 측구(1)는 집수된 빗물을 측구(1)이후에서 측구(1)와 연결되는 하기할 지하 매설 유공관(4)으로 유입시켜 하천부지 일대의 지하수 함양량 증가를 유도할 수 있다.

즉, 측구(1)는 표면유출수를 지하 매설 유공관(4)으로 보내는 기능을 담당하는 것이고, 이를 통하여 집수되는 표면유출수가 직접 지하 매설 유공관(4)이나 하천으로 유입되는 것을 방지할 수 있으며, 이에 의하여 하천과 인접한 부분의 지하수위를 확보할 수 있게 된다.

상기 측구(1)내의 일측에는 효과적인 유량 전달 등을 위한 위어(2)가 설치된다.

즉, 수집되는 표면유출수의 양이 많은 경우 하기할 지하 매설 유공관(4) 유입구를 지나쳐 흐르는 표면유출수가 발생할 수 있는데, 상기 측구(1) 내 위어(2)는 이와 같은 표면유출수의 진행을 일정 수위에 도달할 때까지 지연시킨 후, 지하 유공관(4) 유입구로 표면유출수를 이송하는 역할을 한다.

이 과정을 통하여 상기 측구(1)로 유입된 표면유출수의 상당량을 지하 매설 유공관(4)으로 이동시키는 것이 가능해진다.

이와 같이, 측구 내 위어(2)의 기능은 측구를 따라 흐르는 표면유출수의 흐름 지연 및 일시 저류를 통한 수위 조절로 지하 저류량을 확보하는 것이다.

나아가, 표면유출수에 포함된 불순물 중 일부를 상기 위어(2) 부분에서 침전시켜 하기할 트렌치(3)에서 침전시켜야 할 불순물의 양을 저감하는 기능을 병행하게 된다.

이와 같이, 위어(2)를 통하여 측구(1) 부분에서도 손쉽게 불순물을 제거할 수 있으며, 유공관(4) 방향으로 유입되는 불순물의 양을 저감시키는 것이므로 유공관(4)내의 침투효과를 저하시키는 요인을 줄일 수 있다.

다음으로, 상기 측구(1)와 측구(1)내 위어(2)를 통과한 표면유출수는 지하에 매설된 유공관(4)으로 유입된다(S2).

상기 유공관(4)의 직경은 해당 유역의 면적에 따라서 가변적으로 조절이 가능하며, 상기 유공관(4)의 재질특성과 하기할 쇄석 활용 등에 따라서 시공에 필요한 비용을 저감할 수 있는 효과를 가지고 있다.

그리고, 상기 지하 매설 유공관(4)의 관내 면적은 저류조를 대신하는 면적으로 활용이 가능하며, 이에 의하여 해당지역의 토질에 따른 침투율 변화에도 유연하게 대응할 수 있다.

한편, 상기 유공관(4)으로의 유입에 앞서 필요에 따라 불순물의 제거를 위한 별도의 침투-선별 트랜치(3)를 통과하게 할 수도 있다.

즉, 표면유출수에 포함되는 부유물 및 불순물 중에서 무게가 무겁고 상기 유공관(4)의 유공에 영향을 줄 수 있는 크기가 큰 물질은 일차적으로 상기 트렌치(3)에서 분류가 이루어지도록 할 수 있다.

상기 유공관(3)의 주위에는 상기 유공관(3)을 감싸도록 사다리꼴 모양의 침투-저류 쇄석층(5)이 포설되고, 상기 유공관(4)으로 유입된 유출수의 일부는 유공관(4)의 유공을 통하여 침투-저류 쇄석층(5)으로 이송된다(S4).

상기 침투-저류 쇄석층(5)은 유공관(4)을 통해서 지하로 유입될 표면유출수가 지하로 더욱 원활이 침투되도록 보조하는 기능을 담당하게 된다.

즉, 침투-저류 쇄석층(5)으로 유입되는 유량은 사다리꼴 형태를 가진 침투-저류 쇄석층(5) 내부에 머물면서 침투면적을 증가시킬 수 있으며, 쇄석층 내부의 공극을 이용하여 저류효과를 동시에 얻을 수 있게 된다.

이때, 상기 쇄석층은, 상기 사다리꼴의 경사면이 종:횡의 비가 1:1.5가 되는 경사를 가지도록 하면, 유공관(4)으로 유입되는 유량이 유공관(4) 면적보다 넓은 접촉면적을 가지도록 유도할 수 있다.

상기 침투-저류 쇄석층(5)의 공극 면적은, 상기 유공관(4)의 경우처럼, 저류조를 대신하는 면적으로 활용이 가능하며 해당지역의 토질에 따른 침투율 변화에 유연하게 대응할 수 있다.

한편, 설치 대상 유역에서는 지표면으로부터의 침투유량도 동시에 발생되며, 이와 같은 침투유량에 의해 하부로 이송되는 토립자가 침투-저류 쇄석층(5)의 공극 사이에 쌓이게 되는 경우 전체적인 기능 저하를 불러올 수 있다.

따라서, 지표로부터 침투되는 유량에 포함된 토립자 유입을 차단하도록 쇄석층 보호용 토목섬유막(6)을 상기 쇄석층(5)상부에 설치한다.

이에 따라, 침투유량의 이송은 가능하게 하고 토립자의 유입은 차단하는 구조를 구현한다.

다음으로, 상기 유공관(4)을 통과한 표면유출수는 토양을 통한 여과과정을 거친 후 하천으로 공급된다(S3).

이때, 상기 유출수는 상기 유공관(4)의 하부에 연결되는, 상기한 바와 같은 침투 및 불순물 선별 트렌치(3)로 유입되어, 불순물이 제거되도록 할 수 있다(S5).

이와 같이, 측구(1) 또는 위어(2)를 포함하는 측구(1) 및 유공관(4)을 구비하고, 나아가, 쇄석층(5)을 구비하며, 더 나아가 트렌치(3)를 구비하는 구조에 의하여, 유역 표면에서 발생하는 유출수를 별도의 저류조와 같은 시설 없이도 직접적으로 지하에 인공함양 시킬 수 있으며, 이와 같이 표면유출수의 지하 함양을 유도함으로써, 자연스럽게 하천과 인접한 부분의 지하수위를 확보할 수 있게 된다.

그리고, 표면유출수의 유입이 장기간 지속되어 상기 쇄석층(5), 유공관(4), 침투 및 불순물 선별 트렌치(3)의 모든 부분에 표면유출수가 가득 찬 상태가 되면, 이를 초과하는 유량(즉, 용량을 초과하는 유출이 발생하는 경우)은 측구를 따라서 자연적으로 배수될 수 있다.

본 발명에 따라 표면유출량을 줄이고 지하수 함양을 유도하여, 하천유지유량을 확보할 수 있으므로, 특히 도시지역의 표면유출량 증가와 이에 따른 지하수위 저하로 인하여 발생하는 하천 유지유량 부족 현상을 해결할 수 있다.

비록 본 발명이 상기 언급된 바람직한 실시예와 관련하여 설명되어졌지만, 발명의 요지와 범위로부터 벗어남이 없이 다양한 수정이나 변형을 하는 것이 가능하다. 따라서 첨부된 특허청구의 범위는 본 발명의 요지에서 속하는 이러한 수정이나 변형을 포함할 것이다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 유공관을 이용한 우수 인공함양 촉진 시설의 상부 구조를 나타내는 개략도,

도 2는 본 발명의 실시예에 따른 유공관을 이용한 우수 인공함양 촉진 시설의 측단면 구조를 나타내는 개략도,

도 3은 본 발명의 실시예에 따른 유공관을 이용한 우수 인공함양 촉진 시설의 측면 형상을 나타내는 개략도이다.

*주요 도면 부호의 간단한 설명*

1:측구 2:측구 내 위어

3:침투 및 불순물 선별 트렌치 4:지하 매설 유공관

5:침투-저류 쇄석층 6:쇄석층 보호용 토목섬유막

Claims (14)

1. 하천 부지 또는 하천과 인접한 지역에서 발생하는 표면유출수를 집수하는 측구;

   지하에 매설되고, 상기 측구에 연결되며, 상기 측구에서 집수된 표면유출수를 함양하는 유공관; 및

   상기 유공관과 연결되고, 상기 유공관으로부터 배출되는 표면유출수가 유입되는, 상기 표면유출수의 불순물을 선별하는 침투 및 불순물 선별 트렌치;를 포함하는 것을 특징으로 하는 유공관을 이용한 우수 인공함양 촉진 시설.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 우수 인공함양 촉진 시설은,

   상기 유공관을 감싸도록 매설되고, 상기 유공관으로부터 유출된 표면유출수가 유입되는 쇄석층;을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 유공관을 이용한 우수 인공함양 촉진 시설.
3. 제 2 항에 있어서, 상기 쇄석층은,

   상기 유공관의 주위에서 사다리꼴 형태로 상기 유공관을 감싸도록 포설되는 것을 특징으로 하는 유공관을 이용한 우수 인공함양 촉진 시설.
4. 제 3 항에 있어서, 상기 쇄석층은,

   상기 사다리꼴의 경사면이 종:횡의 비가 1:1.5가 되는 경사를 가지는 것을 특징으로 하는 유공관을 이용한 우수 인공함양 촉진 시설.
5. 제 2 항에 있어서, 상기 쇄석층은,

   그 상부 표면에 설치되는 토목섬유막;을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 유공관을 이용한 우수 인공함양 촉진 시설.
6. 제 1 항 내지 제 5 항중 어느 한 항에 있어서, 상기 우수 인공함양 촉진 시설은,

   상기 측구 내에 설치되는 위어;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 유공관을 이용한 우수 인공함양 촉진 시설.
7. 삭제
8. 하천 부지 또는 하천과 인접한 지역에서 발생하는 표면유출수를 측구로 집수하는 단계(S1);

   상기 집수된 표면유출수를 지하에 매설되고 상기 측구에 연결된 유공관내로 유입하여 상기 표면유출수를 인공함양시키는 단계(S2); 및

   상기 함양된 표면유출수를 상기 유공관에 연결된 상기 표면 유출수의 불순물을 선별하는 침투 및 불순물 선별 트렌치에 통과시킨 다음 토양을 통한 여과과정을 거친 후 하천으로 공급하는 단계(S3);를 포함하는 것을 특징으로 하는 유공관을 이용한 우수 인공함양 촉진 방법.
9. 제 8 항에 있어서, 상기 유공관을 이용한 우수 인공함양 촉진 방법은,

   상기 유공관을 감싸도록 쇄석층을 포설하여 상기 표면유출수가 상기 쇄석층으로 유출되도록 하는 단계(S4);를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 유공관을 이용한 우수 인공함양 촉진 방법.
10. 제 9 항에 있어서, 상기 S4 단계는,

    상기 쇄석층을 상기 유공관의 주위에 사다리꼴 형태로 포설하는 것을 특징으로 하는 유공관을 이용한 우수 인공함양 촉진 방법.
11. 제 10 항에 있어서, 상기 S4 단계는,

    상기 사다리꼴의 경사면이 종:횡의 비가 1:1.5가 되는 경사를 가지도록 포설하는 것을 특징으로 하는 유공관을 이용한 우수 인공함양 촉진 방법.
12. 제 9 항에 있어서, 상기 S4 단계는,

    토목섬유막을 상기 쇄석층의 상부 표면상에 설치하는 것을 특징으로 하는 유공관을 이용한 우수 인공함양 촉진 방법.
13. 제 8 항 내지 제 12 항중 어느 한 항에 있어서, 상기 S1 단계는,

    상기 표면유출수가 상기 측구내에 설치되는 위어를 통과하도록 하는 것을 특징으로 하는 유공관을 이용한 우수 인공함양 촉진 방법.
14. 삭제