KR100565401B1 - 하천바닥을 이용한 물 저장 댐 - Google Patents

Abstract

본 발명은 강이나 하천에서 물을 저장하기 위한 통상의 댐에 관한 것으로, 저수공간은 상류로부터 유입되는 토사를 차단하여 준설을 방지하고, 안정된 서식 환경을 조성하여 물속생태계를 보호하며;

어류가 댐의 상ㆍ하류로 자유롭게 이동할 수 있으며;

홍수시기에는 물흐름이 댐의 높이로 인하여 방해받지 않으며;

가뭄시기에는 저수공간의 물을 이용할 수 있는 댐을 제공하려는데 목적이 있다.

이를 위하여 본 발명은, 댐의 상단부에 준설용홈부분(2)을 구비하고, 댐상부면(3)은 그 상부폭(w)이 중장비가 드나들 수 있는 통로로 구성되며, 댐상부면(3)이 하천 바닥(7)과 같은 높이로 형성되는 상부댐(1)과:

상기 상부댐의 하류에 설치되고 그 댐상부면(9)이 하천바닥과 같은 높이로 설치되는 하부댐(4)과:

상기 상부댐(1)과 하부댐(4) 사이에 형성되는 저수공간(8)과:

상기 저수공간 하단부에 인공암초(5)를 형성하는 것을 특징으로 하여 가능하게 된다.

하천바닥, 하류댐, 상류댐, 홈부분, 인공암초, 가뭄, 홍수, 대형댐, 생태계보호

Description

하천바닥을 이용한 물 저장 댐{omitted}

도 1은 도2의 a-a 단면을 보인 설치 단면 구성도이다.
도 2는 본 발명의 평면도이다.
〈 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 〉
1 : 상부댐 2 : 준설용홈부분
3 : 댐상부면 4 : 하부댐
5 : 인공암초 6 : 물흐름
7 : 하천바닥 8 : 저수공간
9 : 댐상부면

본 발명은 하천에 물을 저장하는 통상의 댐에 관한 것이다.

살아있는 모든 생명체는 물을 필요로 한다.
자연 속 하천생물은 화학적 오염원만 없으면, 언제든 자기복원을 통하여 자기가 처해있는 환경에 맞게 발생되고, 진화되고, 퇴화하고, 객체간의 공생환경을 이루게 된다. 그러므로 가장 기초적인 자연환경의 보존은 물의 보존이다.
하천생물의 습성은 물의 흐름, 깊이, 온도, 바닥형태, 햇빛 량, 계절 등에 따라 종의 분포가 시시각각 달라지 게 되며, 공통적인 습성은 어느 한 곳에 머무르지 않고 자기 환경에 맞는 곳으로 항상 움직인다는 것이다. 그러므로 물길을 막지 않고, 우리가 화학적 오염원을 버리지 않는 한 물속 생물이나 식물들은 상ㆍ하류로 이동하여 자기 환경에 맞는 물을 찾아 살게 되고, 그 물속생물을 먹이로 하는 동물들이 번성하게 되어 안정된 생태계가 이루어지는 것이다. 그러므로 물속생물을 보호하는 가장 좋은 방법은 물길을 막지 않는 것이다.
하지만 종래의 이ㆍ치수방법은, 모든 생명의 기초가 되는 물길을 막아 생명의 이동을 할 수 없게 만들어서 그 안에 갇혀진 생명들은 겨우 생명을 부지하다 근친교배 등으로 결국은 죽게 되고, 그로 인해 그들을 먹이로 하는 동물들도 떠나고, 하천이 황폐하게 되는 단점이 있었다.
자연과 인간이 공생을 하려면 생태계의 기본인 물길을 살리는 것이 필요하다. 이를 위해서는 각종 수중생물이 자기의 환경에 맞는 곳으로 이동하여 살수 있도록 모래, 자갈, 뻘 등의 바닥환경과 그 환경 또한 깊은 곳, 얕은 곳, 여울진 곳, 정체된 곳, 햇볕 드는 곳, 그늘지는 곳, 수초지대 등의 요소들을 적용하여 자연에 근접한 복원이 필요하다. 이러한 복원을 통하여 최소한 물길만이라도 터주고, 군데군데 깊은 곳을 만들어 주면 자연은 반듯이 자기복원을 통하여 회복될 것으로 예상된다.
종래의 수자원 확보 기술들을 살펴보면, 하천수를 이용하는 대형댐과 중ㆍ소형댐;
지하수를 이용하는 지하댐과 지하수개발; 바닷물을 이용하는 해수담수화; 사용한 물을 재활용하는 중수도; 인공강우; 빗물이용; 인공호수 등이 있다.
상기의 대형댐과 중ㆍ소형댐의 건설은 어떤 식이든 하천환경을 파괴하여야 되고, 해수담수화와 중수도와 빗물이용은 설비비용과 건설비용과 설치장소의 한계 등의 문제로 실용화가 미미하고, 인공강우는 심한 가뭄지역에 국지적인 처방 일뿐 아직 실험단계에 있다.
또한, 지하수개발은 지금까지 통계를 못 낼 정도로 많은 관정이 파여 있는 상태이며, 지하의 물을 끌어올리면 어떤 식이든 끌어올린 만큼의 물을 채워줘야 하는데 자연적 유입에 맡기면 근처하천의 물이 빨려 들어가 하천이 건천화 되며, 그 물마저도 채워주는 속도가 맞지 않으면 지하에 공동이 생겨 지반이 침하되는 위험에 처하게 되는 것이다.
또한, 지하댐은 실험단계로써 지하수가 흐르는 길목에 인공 물막이 벽을 쌓아 물을 뽑아 올리는 방법으로 우려되는 것은 땅속을 눈으로 확인할 수 없어 일반인의 감시가 불가능하며, 물막이 벽 하류 쪽이 어떤 식으로 변할 것인가에 대하여 아무도 예측할 수 없으며, 지하수개발과 마찬가지로 뽑아 올린만큼의 물을 어떻게 채우게 할 것인가가 숙제이다. 왜냐하면 지하수가 채워지려면 어디선가 지상의 물이 스며들어가야 하는데 그 천연필터 역할을 하는 땅이 세월이 지나며 점점 오염이 되어 성능을 다했을 때 그 천연필터를 갈아준다고 넓고 깊은 땅을 파헤칠 순 없을 것이기 때문이다. 그리고 한번 실수로 오염이 되었을 땐 영구히 복원이 불가능할 것이고, 그 피해를 입는 지하수가 어디에서 어디까지인가 파악할 수 없을 것이다. 그 이유는 지하수도 지상하천처럼 어디론가 계속 흘러가기 때문이다.
또한, 인공호수는 댐처럼 산중턱에 강물을 막아놓은 게 아니라 평지에 둑을 쌓아 인공호수를 만드는 것으로써 하천을 가로막지 않고 물을 확보할 수 있는 좋은 방법이나 설치장소의 확보문제와 급경사인 우리지형의 특성에 어떻게 적용할 것인가가 중요하다.
상기의 종래의 수자원 확보 기술 중 통상적으로 하천수를 이용한 수자원 확보 기술들은 대형댐인 다목적 댐과, 수중보로 통칭하는 중ㆍ소형댐인 단순 콘크리트 보, 라버댐, 자동수문, 돌보 등 다양한 방법들이 시도되고 있다.
상기의 통상의 하천수를 이용한 수자원 확보기술들을 살펴보면,
다목적 댐은, 산과 산 사이를 흐르는 하천을 가로막아 다량의 물을 저수하는 방법으로, 수자원 확보와 전기생산 등 인간에게 이로운 부분도 있으나 농경지 수몰로 인한 대체 농지 확보, 농민이주, 농지 보상 등의 문제가 발생되어 사회적인 이슈로 등장하였다. 특히, 물 흐름을 단절하여 자기 환경에 적합한곳으로 이동하려는 습성이 있는 각종어류들의 이동을 막아 고립시켰고, 그로인해 어류들은 근친교배를 할 수 밖에 없어 개체수가 현저히 줄어들었고, 그들을 먹이로 하는 동물 또한 감소할 수밖에 없는 심각한 생태계의 불균형을 초래하게 되는 문제점이 발생되었다.
또 다른 종래기술의 단순 콘크리트 보와 돌보는, 하천바닥에서 위로 구조물을 쌓아 물을 저수하는 방법으로, 구조물을 쌓은 높이만큼 둑이 낮아지게 되었고 물 흐름을 방해하는 문제점이 발생되었다.
또한, 홍수시에는 댐 위로 물이 넘치게 되는데, 이때 상기한 종래기술은 수압에 의해 댐이 파손되거나 무너질 수 있고, 심한 경우 둑의 범람을 초래하는 문제점이 있다.
특히, 저수공간에는 상류로부터의 토사유입으로 저수공간이 메워져서 다량의 물을 저장할 수 없게 되자 준설을 반복함으로써 각종 수중식물이 뿌리를 내리지 못하게 되었고, 어류와 각종수중벌레등도 멸종의 위기에 처하였고, 심한가뭄에는 수심이 얕아져서 깊은 물속에서 서식하는 어류의 물속생태계를 보호시키지 못하였다. 그리고 물 흐름의 단절은 자기 환경에 적합한 곳으로 이동하려는 습성이 있는 각종어류들의 이동을 막아 고립시켰고, 그로인해 어류들은 근친교배를 할 수 밖에 없어 개체수가 현저히 줄어들었고, 그들을 먹이로 하는 동물 또한 감소할 수밖에 없는 심각한 생태계의 불균형을 초래하게 되는 문제점이 발생되었다.
또 다른 종래기술인 라버댐은, 하천바닥에서 위로 구조물을 쌓고 그 위에 라버튜브를 이용해 물을 저수하는 방법으로, 저수공간에는 상류로부터의 토사유입을 차단하지 못하여 결국 저수부가 메워져서 수심이 얕아지게 되자 바닥준설을 반복함으로써 심각한 생태계의 불안정을 초래하게 되는 문제점이 발생되었다. 또한, 심한가뭄에는 수심이 얕아져서 깊은 물속에서 서식하는 어류의 물속생태계를 보호하는데 어려움이 있었다.
또 다른 종래기술의 자동수문은, 하천바닥에서 위로 구조물과 수문을 병용 설치하여 물을 저수하는 방법으로, 구조물을 쌓은 높이만큼 둑이 낮아지고 물 흐름을 방해하는 문제점이 발생되었다. 또한, 홍수시에는 댐 위로 물이 넘치게 되는데, 이때 상기한 종래기술은 배수량에 한계가 발생되고, 수압에 의해 수문이 파손되거나 댐이 무너질 수 있고, 심한 경우 둑의 범람을 초래하는 문제점이 있다.
특히, 저수공간에는 상류로부터의 토사유입을 차단하지 못하여 결국 저수공간이 메워져서 수심이 얕아지게 되자 준설을 반복함으로써 각종 수중식물이 뿌리를 내리지 못하게 되었고, 어류와 각종수중벌레등도 멸종의 위기에 처하였다. 또한, 심한 가뭄에는 수심이 얕아져서 깊은 물속에서 서식하는 어류등의 물속생태계를 보호시키지 못하였다.
또한, 물 흐름의 단절은 자기 환경에 적합한곳으로 이동하려는 습성이 있는 어류들의 이동을 막아 고립시켰고, 그로인해 어류들은 근친교배를 할 수 밖에 없어 수중생물종의 다양성이 상실되었고, 그들을 먹이로 하는 동물 또한 감소할 수밖에 없는 심각한 생태계의 불균형을 초래하게 되는 문제점이 발생되었다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해소하기 위해,
저수공간은 상류로부터 유입되는 토사를 차단하여 준설을 방지하고, 안정된 서식 환경을 조성하여 물속생태계를 보호하며;
어류가 댐의 상ㆍ하류로 자유롭게 이동할 수 있으며;
홍수시기에는 물흐름이 댐의 높이로 인하여 방해받지 않으며;
가뭄시기에는 저수공간의 물을 이용할 수 있는 댐을 제공하는데 있다.

이하 첨부된 도면에 의해 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 1은 도2의 a-a 단면을 보인 설치 단면 구성도이다.
도 2는 본 발명의 평면도이다.
본 발명은 도 1에 도시된 바와 같이 댐의 상단부에 준설용홈부분(2)을 구비하고, 댐상부면(3)은 그 상부폭(w)이 준설용중장비가 드나들 수 있는 통로로 구성되며, 댐상부면(3)이 하천바타(7)과 같은 높이로 형성되는 상부댐(1)과:
상기 상부댐의 하류에 설치되고 그 댐상부면(9)이 하천바닥(7)과 같은 높이로 형성되는 하부댐(4)과:
상기 상부댐과 하부댐 사이에 형성되는 저수공간(8)과:
상기 저수공간 하단부에 인공암초(5)를 형성하는 것을 특징으로 한다.
상기의 상부댐(1)에서, 준설용홈부분(2)의 작용은 상류로부터 유입되는 토사를 비중의 차이에 의해서 퇴적되어지도록 한다.
상기의 준설용홈부분(2)에 퇴적된 토사를 준설하기 위해서는 중장비를 투입하는 것이 효율적이므로 댐상부면(3)의 폭은 중장비의 통로로 사용할 수 있도록 넓게 하는 것이 바람직하다.
상기의 상부댐의 설치는 댐상부면(3)을 하천바닥(7)과 같은 높이로 설치한다.
물론, 통상의 경우처럼 상부댐(1)의 높이만큼 굴토한 후 바닥저면에 자갈을 깔고 다져 기초를 튼튼히 한 후 설치하는 것이 바람직하다.
상기의 댐상부면(3)은 갈수기시 물길이 얕아지지 않도록 하천바닥의 종단면의 경사도를 기준으로 완만한 경사를 이루게 하는 것이 바람직하다.
상기의 상부댐의 설치 후에는 댐상부면(3)과 기존하천바닥(7)의 경계에서 발생될 수 있는 쇄굴을 방지하도록 자연석깔기로 마감하는 것이 바람직할 것이다.
상기와 같이 설치된 상부댐(1)은 하천바닥(7)과 댐상부면(3)이 동일선상이므로 높이 차이가 생기지 않아 물 흐름(6)이 방해받지 않게 된다.
또한, 댐상부면(3)으로부터 둑과의 높이가 종래의 기술보다 상대적으로 높아지게 된다.
상기의 준설용홈부분(2)의 크기는 각 지역의 하천특성상 경사가 급하거나 모래와 작은 자갈이 많은 지역은 토사유입이 많으므로 하천의 토사유출량을 산출하여 결정하는 것이 바람직하다. 물론, 다수개를 설치할 수도 있을 것이다.
상기의 상부댐 하류에 설치되는 하부댐(4)은 댐상부면(9)을 하천바닥(7)과 같은 높이로 설치한다.
물론, 통상의 경우처럼 하부댐(4)의 높이만큼 굴토한 후 바닥저면에 자갈을 깔고 다져 기초를 튼튼히 한 후 설치하는 것이 바람직하다.
상기의 댐상부면(9)은 갈수기시 물길이 얕아지지 않도록 하천바닥의 종단면의 경사도를 기준으로 완만한 경사를 이루게 하는 것이 바람직하다.
상기의 하부댐의 설치 후에는 댐상부면(9)과 기존하천바닥(7)의 경계에서 발생될 수 있는 쇄굴을 방지하도록 자연석깔기로 마감하는 것이 바람직할 것이다.
상기와 같이 설치된 하부댐(4)은 하천바닥(7)과 댐상부면(9)이 동일선상이므로 높이차이가 생기지 않아 물의 흐름이 방해받지 않게 된다.
또한, 댐상부면(9)으로부터 둑과의 높이가 종래의 기술보다 상대적으로 높아지게 된다.
상기 상부댐(1)과 하부댐(4) 사이에 형성되는 저수공간(8)은,
상부댐(1)과 하부댐(4)을 설치한 후에 하단부가 굴곡을 이루도록 준설하고, 건들지 않으면 스스로 복원되어지는 자연의 법칙을 수행하기 위한 기본환경을 조성해주기 위하여, 저수공간의 하단부에 인공암초(5)를 부설한다.
물론, 군데군데 검정말, 나사말, 대가래, 마름, 말즘, 물수세미등 수중식물(도면에 도시하지 않음)을 식재하는 것도 바람직할 것이다.
상기의 저수공간의 측면은 경우에 따라 자연상태로 두거나 자연석쌓기, 생태형옹벽 블럭쌓기, 수질정화 습지방틀등 기존의 생태복원호안공법을 적용할 수도 있을 것이다.
상기에서와 같이 본 발명의 상부댐(1)과 하부댐(4)과 저수공간(8)의 인공암초(5)를 시공한 후에는 물을 통수시키고, 저수공간(8)이 만수되면 쉬리, 끄리, 갈겨니, 붕어, 납자루, 잉어, 빠가사리, 모래무지, 돌고기, 메기, 동사리, 새우, 우렁, 말조개, 가물치, 미호종개, 피라미, 자라, 수달, 도룡뇽, 강도래류등 다양한 어ㆍ패류와 수중동물을(도면에 도시하지 않음) 방생하여 생태계복원의 기본환경을 조성하여 주는 것이 바람직할 것이다.

따라서, 상기와 같이 구성되고 작용되는 본 발명의 댐은,
저수공간은 준설을 하지 않아도 수심이 유지되어 안정된 서식처가 형성되므로 물속생태계가 복원될 수 있으며;
댐의 상ㆍ하류로 어류의 이동이 자유롭게 되어서 근친교배가 방지되며;
홍수시기에는 물 흐름을 방해하지 않아 둑의 범람을 방지하며;
가뭄시기에는 저수된 물을 농사 등에 이용할 수 있는 효과가 있다.

Claims (1)

1. 강이나 하천에서 물을 저장하기 위한 통상의 댐에 있어서,

   댐의 상단부에 준설용홈부분(2)을 구비하고, 댐상부면(3)은 그 상부폭(w)이 중장비가 드나들 수 있는 통로로 구성되며, 댐상부면(3)이 하천바닥(7)과 같은 높이로 형성되는 상부댐(1)과:

   상기 상부댐의 하류에 설치되고 그 댐상부면(9)이 하천바닥(7)과 같은 높이로 형성되는 하부댐(4)과:

   상기 상부댐(1)과 하부댐(4) 사이에 형성되는 저수공간(8)과;

   상기 저수공간 하단부(5)에 인공암초(5)를 형성하는 것을 특징으로 하는 하천바닥을 이용한 물 저장 댐.

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