KR100732404B1 - 다단계 저수장치를 이용한 하천수질 정화방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 상류에서 하류로 유입되는 유량이 적어지면 지지대의 상단부에 또는 수문의 내부에 구성되는 실린더와 실린더 로드의 압력에 의해 수문이 폐쇄되어 저수가 진행됨과 동시에 수문의 하단부에 구성되는 다수의 수차와 같은 폭기장치에 의해 유입수에 함유된 오염물질과 정수가 섞이도록 유도하며, 상류로부터 하류로 유입되는 유량이 많아지면 자동으로 감지되는 자동수위 감지센서의 신호에 의해 수문의 압력을 조절하기 위해 설치되는 압력조절장치가 작동되면서 저수장치 수문을 압박하던 실린더의 압력이 해제됨과 동시에 수압과 부력에 의해 수문이 개방되면서 배수가 이루어짐과 동시에 수문의 하단부에 구성된 수차가 회전하면서 폭기효과를 발휘함과 동시에 저수장치 내부에 일정 범위로 저장수위를 항상 유지시킬 수 있는 하단부 배출식 저수장치수문의 구조와 수문의 하단부에 폭기장치를 이용하여 전체 하천에 다단계로 일정한 높이의 저수장치를 구성하여 저수된 물속에 함유된 오염물질들이 자연적으로 분해하는 태양열의 정화 작용과 대수층의 자연정화작용 그리고 물속에 함유된 미생물과 용존산소에 의한 자연적인 정화작용을 이용한 자연적인 정화작용에 의하여 오염된 수질이 자연적으로 정화될 수 있도록 유도하는 다단계 저수장치와 폭기장치를 이용한 하천수질 정화방법을 제공하는데 그 목적이 있다.

상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 다단계 저수장치와 폭기장치를 이용한 하천수질 정화방법은 소정의 간격을 두고 축조 형성된 벽체와; 상기 벽체의 측면에 지중에 고정되고 H빔으로 이루어지는 지지대와; 상기 지지대의 상단부 일측에 고정 설치되는 힌지와; 상기 힌지를 중심으로 회동되면서, 내부가 진공으로 이루어진 사각형상의 판상체로 이루어진 수문과; 상기 수문의 하면에 일체로 일측이 부착되는 지수패킹과; 상기 지수패킹의 타측에 부착 설치되는 수문틀과; 상기 지지대의 상단부 타측에 고정 설치되는 회동축과; 상기 회동축에 일측이 고정되고, 타측은 수문에 고정 설치되며, 상기 수문을 개폐시키는 실린더와,

상기 수문의 하단부에 다수 개가 고정 설치되는 수차와; 상기 수차의 외측에 고정 설치되며, 이물질을 차단하는 이물질 유입방지장치와; 상기 수차의 사이의 수의 측면에 고정 설치됨과 동시에 상기 수차를 구동시키는 구동장치로 구성되는 저수장치를 제작하는 단계와 상기 수문의 하부에 설치된 구동장치로 수차를 작동시켜서 수차를 폭기시키는 저수장치에 있어서; 상기와 같이 제작된 저수장치를 하천의 전체길이에 수평 상으로 또는 일부 구간에 다단계로 다수 개를 설치하되, 저수되는 물의 높이가 차지하는 수평의 끝 지점마다 하천의 전체 폭 방향을 가로로 막도록 다수개의 저수장치를 설치하는 단계; 상기 다수개의 저수장치의 수문을 일정한 높이로 개방시켜, 수문의 하단부를 흐르는 오염된 물을 다단계로 흘러보내 하천의 수질을 정화하는 단계로 이루어짐을 특징으로 한다.

수문, 다단계, 폭기장치, 저수장치

Description

다단계 저수장치를 이용한 하천수질 정화방법{The river water quality purification method of having used multi-stage storage-of-water equipment and aeration equipment}

도 1은 본 발명에 따른 다단계 저수장치가 폐쇄된 상태를 도시한 측면도,

도 2는 본 발명에 따른 다단계 저수장치가 개방된 상태를 도시한 측면도,

도 3은 본 발명에 따른 다단계 저수장치가 폐쇄된 상태를 확대 도시한 상세도,

도 4는 본 발명에 따른 다단계 저수장치가 개방된 상태를 확대 도시한 상세도,

도 5는 본 발명에 따른 다단계 저수장치가 폐쇄된 상태에서 저수장치의 수문에 수차가 설치된 상태를 도시한 측면도,

도 6은 본 발명에 따른 다단계 저수장치가 개방된 상태에서 저수장치의 수문에 수차가 설치된 상태를 도시한 측면도,

도 7은 본 발명에 따른 다단계 저수장치가 하천에 설치된 상태를 도시한 측면도,
도 8은 본 발명에 따른 다단계 저수장치가 하천에 설치되어 작동되는 상태를 도시한 측면도,

도 9는 본 발명에 따른 다단계 저수장치의 수문에 설치된 구동장치의 구동상태를 도시한 측면도.

-도면의 주요부분에 대한 부호의 설명-
1: 수문 2: 지수패킹
3: 수문틀 4: 지지대
5: 실린더 6: 힌지
7: 벽체 8: 수차
9: 구동장치 10: 이물질 유입 방지장치

11: 회동축

본 발명은 다단계 저수장치와 폭기장치를 이용한 하천수질 정화방법에 관한 것으로, 특히 물을 저장하는 하천의 저수장치 또는 관계 용수로에 설치하여 저수측의 수위를 항상 일정범위 내로 유지하는 기능을 발휘하면서 자동으로 개폐되는 저수장치 수문의 하단부에 폭기장치를 구성하여 다단계 저수장치를 저수되는 수평을 따라 전체 하천에 다단계 저수지를 구축하여 오염된 수질이 자연적인 방법에 의해 자연적으로 정화되도록 유도하는 다단계 저수장치와 폭기장치를 이용한 하천수질 정화방법에 관한 것이다.

종래의 저수장치들은 수문의 상단부를 통하여 유입수를 배출시키는 방식이다 보니 오히려 저장된 물은 더욱더 썩게 되는 역할을 하였다.

저장된 물이 더욱더 썩게 될 수밖에 없는 이유는 물은 저장해 놓으면 태양열에 의하여 물속에 함유된 오염물질들이 자연분해되는데 이러한 자연법칙에 의하여 분해된 오염물질은 분자구조가 무거워지는바, 즉 비중이 무거워지기 때문에 저수장치의 하단부에 누적되어 쌓이게 된다.

즉, 태양열의 정화작용과 대수층의 정화작용 즉 기압에 의해 압착되는 물과 오염물질의 희석작용 그리고 물속의 용존산소에 의한 자연적인 정화작용과 물속에 함유된 미생물의 자연적인 정화작용 그리고 수문의 하단부에 구성되는 수차에 의한 희석작용에 의하여 분해된 오염물질이 중첩되어 쌓인 물질이 퇴적오니로서 이러한 5대 작용에 의하여 발생되는 퇴적오니가 누적되기 때문에 한번 쌓인 퇴적오니는 준설하기 전 까지는 계속하여 광합성 화학반응작용을 하므로 퇴적오니끼리 뭉쳐지는 2차적인 뭉침 작용과 이러한 작용에 의해 발생되는 3차적인 화학적 결합에 의해 발생되는 화학 반응작용에 의한 오염과 2차적인 화학 작용에 의한 3차적인 오염이 계속하여 발생될 수밖에 없었던 것이 상단부 배출방식의 수문이 지니는 최대의 결점이다.

또한, 물속에 함유된 오염물질을 분해하는 물리 화학 작용 중에는 물속에 함유된 산소가 오염물질을 자연 분해하는 자연적 자정효과가 있으며, 또 다른 자정효과로는 물과 맞닿는 대수층의 산소 즉 대기권의 기압에 의한 물과 공기의 희석에 의한 2차적 자연적 정화효과가 있으며, 물속에 함유된 용존 산소의 분해작용에 의한 자연적인 정화작용과 물속에 함유된 미생물에 의한 자연적인 정화작용 그리고 물레방아와 같은 수차의 회전력에 의해 발생되는 오염물질과 정수의 희석작용은 그 효과가 우수하기 때문에 상수도 처리장과 하수처리장에서 사용하는 정화방법에 널리 사용되고 있다.

이와 같은 5대 작용에 의해 오염된 수질이 자연적으로 정화된다는 정화작용은 이미 학계에서도 널리 알려진 사실이다.

이러한 자연적인 정화작용에 의하여 생성된 퇴적오니들은 상단부 배출방식으로 구성된 저수장치의 하단부에 중첩되어 쌓이게 된다.

이와 같은 이유로 상단부 배출식 수문을 이용하여 저수장치를 구성하면 댐이나 저수장치의 하단부에 누적되어 쌓인 퇴적오니들로 인하여 더욱더 오염이 심화된다는 것은 학계에 이미 알려진 사실이다.

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또한, 종래의 대형 저수장치들은 산간 계곡을 높게 막아 대형댐을 조성하여 한꺼번에 많은 양의 물을 가두고, 적절한 시기에 빼내 쓰도록 하는 공법을 사용하기 때문에 낮은 곳에 위치하는 문화유적지 또는 농경지가 침수됨은 물론이려니와 대규모로 저수된 물의 증발작용에 의하여 댐의 주변에는 안개일수가 많으며, 댐의 주변에 거주하는 사람들에게 호흡기 질환과 같은 질병이 자주 발생하였던 것이다.

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이에, 본 발명은 상기한 바와 같은 제문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 상류에서 하류로 유입되는 유량이 적어지면 지지대의 상단부에 또는 수문의 내부에 구성되는 실린더와 실린더 로드의 압력에 의해 수문이 폐쇄되어 저수가 진행됨과 동시에 수문의 하단부에 구성되는 다수의 수차와 같은 폭기장치에 의해 유입수에 함유된 오염물질과 정수가 섞이도록 유도하며, 상류로부터 하류로 유입되는 유량이 많아지면 자동으로 감지되는 자동수위 감지센서의 신호에 의해 수문의 압력을 조절하기 위해 설치되는 압력조절장치가 작동되면서 저수장치 수문을 압박하던 실린더의 압력이 해제됨과 동시에 수압과 부력에 의해 수문이 개방되면서 배수가 이루어짐과 동시에 수문의 하단부에 구성된 수차가 회전하면서 폭기효과를 발휘함과 동시에 저수장치 내부에 일정 범위로 저장수위를 항상 유지시킬 수 있는 하단부 배출식 저수장치수문의 구조와 수문의 하단부에 폭기장치를 이용하여 전체 하천에 다단계로 일정한 높이의 저수장치를 구성하여 저수된 물속에 함유된 오염물질들이 자연적으로 분해하는 태양열의 정화 작용과 대수층의 자연정화작용 그리고 물속에 함유된 미생물과 용존산소에 의한 자연적인 정화작용을 이용한 자연적인 정화작용에 의하여 오염된 수질이 자연적으로 정화될 수 있도록 유도하는 다단계 저수장치와 폭기장치를 이용한 하천수질 정화방법을 제공하는데 그 목적이 있다.

상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 다단계 저수장치와 폭기장치를 이용한 하천수질 정화방법은 소정의 간격을 두고 축조 형성된 벽체와; 상기 벽체의 측면에 지중에 고정되고 H빔으로 이루어지는 지지대와; 상기 지지대의 상단부 일측에 고정 설치되는 힌지와; 상기 힌지를 중심으로 회동되면서, 내부가 진공으로 이루어진 사각형상의 판상체로 이루어진 수문과; 상기 수문의 하면에 일체로 일측이 부착되는 지수패킹과; 상기 지수패킹의 타측에 부착 설치되는 수문틀과; 상기 지지대의 상단부 타측에 고정 설치되는 회동축과; 상기 회동축에 일측이 고정되고, 타측은 수문에 고정 설치되며, 상기 수문을 개폐시키는 실린더와,
상기 수문의 하단부에 다수 개가 고정 설치되는 수차와; 상기 수차의 외측에 고정 설치되며, 이물질을 차단하는 이물질 유입방지장치와; 상기 수차의 사이의 수의 측면에 고정 설치됨과 동시에 상기 수차를 구동시키는 구동장치로 구성되는 저수장치를 제작하는 단계와 상기 수문의 하부에 설치된 구동장치로 수차를 작동시켜서 수차를 폭기시키는 저수장치에 있어서; 상기와 같이 제작된 저수장치를 하천의 전체길이에 수평 상으로 또는 일부 구간에 다단계로 다수 개를 설치하되, 저수되는 물의 높이가 차지하는 수평의 끝 지점마다 하천의 전체 폭 방향을 가로로 막도록 다수개의 저수장치를 설치하는 단계; 상기 다수개의 저수장치의 수문을 일정한 높이로 개방시켜, 수문의 하단부를 흐르는 오염된 물을 다단계로 흘러보내 하천의 수질을 정화하는 단계로 이루어짐을 특징으로 한다.

이하, 본 발명을 첨부한 예시도면을 참조하여 상세히 설명한다.

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도 1은 본 발명에 따른 다단계 저수장치가 폐쇄된 상태를 도시한 측면도이며, 도 2는 본 발명에 따른 다단계 저수장치가 개방된 상태를 도시한 측면도이며, 도 3은 본 발명에 따른 다단계 저수장치가 폐쇄된 상태를 확대 도시한 상세도이며, 도 4는 본 발명에 따른 다단계 저수장치가 개방된 상태를 확대 도시한 상세도이며, 도 5는 본 발명에 따른 다단계 저수장치가 폐쇄된 상태에서 저수장치의 수문에 수차가 설치된 상태를 도시한 측면도이며, 도 6은 본 발명에 따른 다단계 저수장치가 개방된 상태에서 저수장치의 수문에 수차가 설치된 상태를 도시한 측면도이며, 도 7은 본 발명에 따른 다단계 저수장치가 하천에 설치된 상태를 도시한 측면도이며, 도 8은 본 발명에 따른 다단계 저수장치가 하천에 설치되어 작동되는 상태를 도시한 측면도이며, 도 9는 본 발명에 따른 다단계 저수장치의 수문에 설치된 구동장치의 구동상태를 도시한 측면도이다.
이들 도면에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 다단계 저수장치와 폭기장치를 이용한 하천수질 정화방법은 소정의 간격을 두고 축조 형성된 벽체(7)와; 상기 벽체(7)의 측면에 지중에 고정되고 H빔으로 이루어지는 지지대(4)와; 상기 지지대(4)의 상단부 일측에 고정 설치되는 힌지(6)와; 상기 힌지(6)를 중심으로 회동되면서, 내부가 진공으로 이루어진 사각형상의 판상체로 이루어진 수문(1)과; 상기 수문(1)의 하면에 일체로 일측이 부착되는 지수패킹(2)과; 상기 지수패킹(2)의 타측에 부착 설치되는 수문틀(3)과; 상기 지지대(4)의 상단부 타측에 고정 설치되는 회동축(11)과; 상기 회동축(11)에 일측이 고정되고, 타측은 수문(1)에 고정 설치되며, 상기 수문(1)을 개폐시키는 실린더(5)와,
상기 수문(1)의 하단부에 다수 개가 고정 설치되는 수차(8)와; 상기 수차(8)의 외측에 고정 설치되며, 이물질을 차단하는 이물질 유입방지장치(10)와; 상기 수차(8)의 사이의 수문(1)의 측면에 고정 설치됨과 동시에 상기 수차(8)를 구동시키는 구동장치(9)로 구성되는 저수장치를 제작하는 단계와 상기 수문의 하부에 설치된 구동장치로 수차를 작동시켜서 수차를 폭기시키는 저수장치에 있어서; ;
상기와 같이 제작된 저수장치를 하천의 전체길이에 수평 상으로 또는 일부 구간에 다단계로 다수 개를 설치하되, 저수되는 물의 높이가 차지하는 수평의 끝 지점마다 하천의 전체 폭 방향을 가로로 막도록 다수개의 저수장치를 설치하는 단계;
상기 다수개의 저수장치의 수문(1)을 일정한 높이로 개방시켜, 수문(1)의 하단부를 흐르는 오염된 물을 다단계로 흘러보내 하천의 수질을 정화하는 단계로 이루어짐을 특징으로 한다.

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상기한 바와 단계로 이루어지는 본 발명에 따른 다단계 저수장치와 폭기장치를 이용한 하천수질 정화방법은 다단계 저수장치를 전체 하천에 조성하면, 이와 같은 5대 작용에 의해 발생되는 자연적인 정화 작용효과에 의하여 생성된 퇴적오니들이 수문(1)의 하단부를 통하여 배출되기 때문에 2차적 오염과 3차적인 오염에 대해서는 걱정할 필요가 없다.

또한, 막상 첫 단계의 저수장치에서 정화되지 않은 유기성 오염물질은 다음 단계의 다단계 저수장치에서는 또다시 정화작용을 할 수밖에 없기 때문에 다단계 저수장치를 구성하여 많은 양의 물을 저수하면 많은 양의 유기성 오염물질은 적은 비용을 가지고도 자연적으로 수질을 정화할 수가 있다.
즉 인위적인 힘을 들이지 않고도 오염된 수질을 정화해줄 수가 있는 것임을 물론, 홍수 시 또는 비가 올 때에는 자연발생적으로 증가하는 수압에 의해 자동으로 전달되는 자동수위 감지 센서에 의해 작동되는 실린더(5) 로드의 수축과 팽창 작용에 의해 저수장치가 완전히 열렸다가 비가 그치면 자동으로 작동하는 실린더(5)에 의해 수문이 자동으로 닫히도록 조작되는 저수장치 수문 시스템을 이용하기 때문에 저수장치를 조작하는 데는 별다른 문제점은 없는 작용효과가 있다.

상기한 바와 같은 단계로 이루어지는 본 발명에 따른 다단계 저수장치와 폭기장치를 이용한 하천수질 정화방법은 좀 더 상세히 설명한다.
전국적으로 또는 전 세계적으로 물이 흐르는 강이나 하천 또는 농수로의 길이는 어마어마하다.

하천이나 강 또는 농수로를 보호하기 위해서 축조하는 제방과 도심의 주거지 또는 농경지를 보호하기 위하여 하천에 제방을 축조하여 놓은 길이 또한 무한대이다.

본 발명에 따른 다단계 저수장치와 폭기장치를 이용한 하천수질 정화방법은 제방 또는 수로나 농수로를 이용하여 다단계 저수장치와 폭기장치를 구비한 수문을 전 하천의 전체 폭에 걸쳐서 설치하며 하천의 길이에 따라서 수평 상으로 다단계로 구축하여 오염된 물이 자연적으로 정화되도록 유도하기 위한 것이다.
물을 저수하기 위해 수평 상으로 구성되는 다단계 저수장치와 폭기장치를 구축하기 위하여 제방과 제방 또는 수로와 수로 또는 농수로와 농수로 사이에 구축하는 벽체(7)를 수문(1)이 차지하고 있을 벽체(7) 경간과 벽체(7) 경간 사이에 전체 하천의 폭에 맞도록 다수의 벽체(7)로 구성한 후 벽체(7) 경간과 벽체(7) 경간 사이에 구성되는 수문의 하단부에 물레방아 형상의 수차로 된 폭기장치(8)를 구비한 수문(1)을 연결하여 다단계로 안치하여 다단 저수장치를 구성한다.
도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이 저수되는 수평의 일정 부분마다 또 다른 저수장치를 연속적으로 설치하는 방법으로 물을 저수하여 오염된 수질이 자연적으로 정화될 수 있도록 유도하는 다단계 저수장치와 폭기장치를 이용한 수질정화 방법이다.
본 발명의 구성을 위하여 하천의 전체 폭에 하단부 배출식 저수장치의 수문을 이용하여 물을 막아주는 이유는 물은 물속에 함유된 물질들끼리 항상 수평의 상태를 유지하면서 흐르기 때문이다.
즉 물속에 함유되어 있는 수백 가지의 물질들이 물질별로 뭉친 상태에서 층층을 이루면서 물질별로 수평의 상태로 흐르기 때문에 하천의 일부분에만 저수장치 수문을 설치하면 중력의 작용에 의하여 비중이 무거운 물들이 비중이 가벼운 물들을 밀쳐내는 물질 밀림현상에 의해서 하단부 배출식 저수장치의 수문이 설치된 부분만 수질이 정화되고 저수장치 수문이 설치되지 않은 부분에서는 오염이 가중되기 때문에 하천 전체 폭 전체에 저수장치 수문을 설치하는 것이다.
자세히는 물속에 함유된 깨끗한 물질과 오염물질이 지니고 있는 질량 즉 물질이 차지하고 있는 부피와 비중에 따라서 그 위치를 달리하면서 물질별로 층층을 이루면서 흐르기 때문이다.
자세히 말하면 오염된 물속에 함유된 오염물질의 양 즉 오염 부하량은 대략 5%~30% 정도가 되는데 이물질들의 비중이 약 0.90~0.99 정도가 되는 것이 현실이다.
이러한 자연적인 현상으로 인하여 비중이 가벼운 오염물질들은 물의 상층부분에 부유하는 형태로 흐르고, 비중이 무거운 정수는 중력의 작용에 의하여 하층부분에 포진하여 흐르게 될 수밖에 없다.
본 발명에서는 이러한 중력의 작용을 역으로 이용하여 오염된 하천수들을 자연적으로 정화하는 방법인 바, 즉 비중이 가벼운 오염된 하천수들은 비중이 무거운 정수들에 밀리는 물질 밀림작용에 의하여 저수장치의 상층부분으로 떠밀려 올려지는 물질 밀림작용에 의해 저수층의 상층부에 포진한 상태에서 자연적으로 발생되는 자연적인 수질정화 작용에 의해 서서히 정화되는 작용을 발휘하게 됨과 동시에 저수장치의 하층부분에 포진한 비중이 무거운 정수는 비중이 가벼운 오염된 물들을 밀쳐내는 물질 새치기 작용을 발휘하면서 하단부 배출식 저수장치 수문의 하단부를 통하여 다음 단계의 저수장치로 서서히 이동되는 작용에 의해 오염된 수질이 순차적으로 정화되는 것이다.
이러한 현상을 역으로 이용하여 오염된 하천수들을 정화하기 위해서는 하단부 배식 저수장치 수문을 이용하여 하천의 전체 폭 전체에 저수장치를 모두 설치한다.
즉 하천의 일부분에만 하단부 배출식 저수장치 수문을 설치하면 중력의 작용에 의해 비중이 깨끗한 하천수들이 비중이 가벼운 오염된 하천수들을 밀쳐내고 먼저, 빠져나가 버리는 물질밀림작용으로 인하여 저수장치 수문이 설치되지 않은 부분에서 정체된 하천수들은 오염이 더욱더 가중되는 것이다.

본 발명에서는 이러한 결점을 방지하기 위해서 하천의 전체 폭에 하단부 배출식 저수장치 수문을 설치하여 물을 막아주는 것이다.

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본 발명에 따르는 작용효과는 다음과 같다.

강이나 하천의 전면에 걸쳐서 하단부 배출식 저수장치 수문을 이용한 다단계 저수장치와 폭기장치를 구축하면 물속에 함유된 오염물질이 자연적으로 정화되는 방법은 다음과 같다.

물속에 섞여 있는 오염물질의 성분을 분석한 세계보건기구의 공표에 의하면 물속에는 약 2,000여 가지의 성분이 들어있는데 그 중에서도 먹지 못할 성분이 약 600여 개라는 것이다.

나머지 1,400여 개중에서도 물질이 인체에 이로운지 해로운지는 모른다는 공표가 있는 것이 사실로서 세계보건기구의 홈페이지에는 물속에 함유된 성분에 대하여 상세히 공포하고 있는 것이 오늘의 현실이다.

이와 함께 여러 학자가 공표한 대로 물에 함유된 유기물질들을 태양열에 의해 자연적으로 분해된다 라는 논문 발표를 빌리지 않더라도 태양열이 미치지 못하는 복개 하천에서는 수질의 자연적인 정화 효과가 발휘되지 않는다는 것은 물을 연구하는 학자들은 모두가 알고 있는 사실이다.

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이와 같은 사실에 입각하여 정리하여 보면 물을 저수시켜 놓은 상태에서 태양열에 의하여 물속에 함유된 유기성 오염물질이 분해된다는 사실을 알 수가 있다.

즉 유기성 오염물질은 비중이 가벼운 식물성 기름과 광물성 기름 또는 동물성 기름에 의해 생성되는 것으로 물과 함께 섞이면 물의 표면부에 포진한 상태를 유지하다가 물이 흘러가면서 물과 함께 희석되는데 물과 함께 희석된 유기성 오염물질은 하단부 배출식 저수장치 수문가 설치된 곳을 통과할 때는 물질 밀림작용과 물질새치기 작용에 의해서 물과 분리되어 저수장치 수문의 상단부에 걸리는 특성이 있다.
즉, 유기성 오염물질의 특성은 물분자의 구조보다 분자구조가 가볍기 때문에 물과 분리될 수밖에 없다.
이러한 특성으로 인하여, 분리된 유기성 물질들은 저수장치 수문으로 구성되는 저수장치의 상단부에 상당기간 머무는 동안 태양열에 의한 자연적인 분해작용과 공기와 맞닿는 대수층의 기압에 의한 마찰효과에 의한 분해작용과 물속에 함유된 미생물에 의한 자연적인 정화작용과 용존 산소에 의한 자연적인 정화 작용 그리 수문의 하단부에 장설된 수차 또는 물레방아와 같은 폭기장치에 의하여 물속에 함유된 일정한 양의 생활폐수와 축산폐수와 공업폐수와 유기성 오염물질들은 자연적으로 분해될 수밖에 없다.
즉 사람이나 동물이나 상처가 나면 자연적으로 치유되는 치유 능력에 의해 상처가 자연적으로 치유되는 겉과 같이 물 또한 물속에 함유된 오염물질들을 자연적으로 분해하거나 정화하는 자연적인 정화 작용을 발휘하여 오염된 하천수를 자연적으로 정화하는 것이다.
그러나 콘크리트보 또는 고무댐 또는 전도식 수문과 같이 상단부로 유입수를 배출하도록 구비되는 저수장치의 구조들은 오염된 하천수들이 우선적으로 빠져나가는 물질 새치기 작용과 저수장치의 내부에 저수된 물질들끼리 결합되는 물질 뭉침작용에 의하여 오염이 가중된다는 것 또한 공지의 사실이기 때문에 하단부 배출식 저수장치 수문을 이용하여 다단계 저수장치를 구성하면 수문의 하단부를 통하여 배출되는 비중이 무거운 깨끗한 물들에 의해 발휘되는 물질 새치기 작용과 물질 밀림작용에 의하여 오염된 수질이 자연적으로 정화되는 것이다.
상기와 같이 열거한 바와 같이 오염된 물은 자연적인 자정정화 작용에 의하여 한번 정화된 하천수는 다단계로 구성되는 하단부 배출식 저수장치 수문으로 구성되는 다단계 저수장치와 폭기장치의 하단부를 다단계로 통과하면서 완전한 물에 가깝도록 자연적인 정화 작용의 효과를 나타낸다.
이러한 자연적인 저수장치를 구성하여 설치하였을 때에 나타나는 문제점은 홍수가 발생하면 저수된 물을 어느 때 또는 언제 배출시켜 줄 것이냐가 문제인데 이러한 문제점들은 문제가 될 수가 없다.

하천의 상류로부터 흘러내려 오는 물의 수위가 어느 시점에서부터 저수가 시작되고 어느 시점에 수위가 도달했을 때에 배출을 할 것이라는 것을 설정하여 놓으면 설정된 수치에 알맞도록 자동으로 작동하는 저수장치 수문의 구조를 이용하여 저수장치를 구성하기 때문에 이러한 문제점은 문제될 것이 없다.

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이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 다단계 저수장치와 폭기장치를 이용한 하천수질 정화방법은 다음과 같은 효과가 있다.

본 발명은 하천에서는 통상적으로 일정한 양의 하천수들이 흘러내려 오는데 본 발명에서는 1단계 저수장치에 구성되는 하단부 배출식 저수장치 수문의 하단부를 통과하여 유입되는 하천수들 중에서 유입된 양만큼만을 2단계 저수장치에 구성되는 하단부 배출식 저수장치 수문의 하단부를 통하여 3단계 저수장치로 배출된 상태에서 또다시 3단계 저수장치에 구성되는 하단부 배출식 저수장치 수문의 하단부를 통하여 배출되는 하천수를 4단계 저수장치로 흘러보낸 상태에서 또다시 4단계 저수장치에 구성되는 하단부 배출식 저수장치 수문의 하단부를 통하여 5단계 저수장치의 내부로 연속하여 배출하는 방법을 이용하여 오염된 하천수들을 자연적으로 정화하는 방법으로서, 이러한 방법을 이용하여 하천 전체에 연속적으로 물을 가두는 다단계 물막이 저수장치를 연속적으로 구성하면 오염된 수질이 자연적으로 정화되는 작용을 발휘한다.
본 발명은 비중이 가벼운 오염된 하천수들은 비중이 무거운 깨끗한 하천수에 떠밀려서 다단계로 구성되는 하단부 배출식 저수장치 수문으로 구성된 저수장치의 상층 부분을 향하여 연속적으로 떠밀려 올려지는 물질밀림작용에 의해 저수장치 수문의 내부에서 즉 저수장치의 내부에서 정체상태를 유지하는 것이다.

즉 중력의 작용에 의해 비중이 무거운 정수한 물들이 비중이 가벼운 오염된 물들을 상층부로 밀어 올리면서 하층부분으로 파고들어가는 물질밀림작용에 의해 다단계로 구성된 하단부 배출식 저수장치 수문의 하단부분을 절대적으로 통과할 수가 없다.
즉 이러한 자연적인 현상에 의해서 비중이 가벼운 오염된 하천수들은 다단계로 구성되는 하단부 배출식 저수장치 수문의 내부에 정체된 상태에서 자연적으로 발생하는 자연적인 정화작용에 의해 비중이 무거운 정수한 물로 자연정화되는 작용을 발휘한다.

특히, 중력의 작용에 의해 비중이 무거운 정수한 물들이 비중이 가벼운 오염된 물들을 밀어내는 물질밀림작용과 비중이 가벼운 오염된 물들을 밀어내고 비중이 무거운 정수한 물들이 먼저 빠져나가는 물질 새치기 작용에 의해서 비중이 가벼운 오염된 물들은 저수장치인 저수장치 수문의 내부에서 정체된 동안에 자연적으로 발생하는 자연적인 정화작용에 의해서 비중이 무거운 정수한 물로 변형되는 자연적 수질정화 현상과 연속적으로 발생하는 물질 밀림작용과 물질 새치기 작용에 의해 오염된 수질이 자연적으로 정화되는 작용을 발휘하기 때문에 연속적으로 구성되는 하단부 배출식 저수장치 수문의 하단부를 통하여 다음 단계의 수문 즉 다음 단계의 저수장치로 서서히 이동하면서 연속적으로 정화되는 작용을 발휘한다.

즉 이러한 연속적인 정화작용에 의해서 비중이 무거운 정수한 하천수들은 얼마의 시간이 지나지 않고도 다단계로 설치한 하단부 배출식 저수장치 수문의 하단부를 통하여 다음 단계에 설치된 하단부 배출식 저수장치 수문에 의해 구성된 또 다른 다음 단계의 저수장치를 향하여 유속에 따라 신속하게 이동하면서 오염된 하천수가 자연적으로 되살아나게 되는 작용효과에 의해 오염된 수질이 자연적으로 정화되는 작용을 발휘한다.

이러한 과정을 연속적으로 발휘하는 자연적인 정화작용에 의해 오염된 물들이 자연적으로 정화될 수밖에 없는 것은 중력의 작용에 의해 발생되는 물질밀림작용과 물질새치기 작용 때문이다.

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비교하여 설명하면 물에 돌멩이를 넣으면 비중이 무거운 돌멩이가 비중이 가벼운 물을 밀어내고 물속으로 가라앉는 작용이 바로 물질밀림작용과 물질 새치기 작용이다.
이러한 원리와 원칙은 0.000000001%의 비중차이에서도 적용되는 것이 자연의 현실이다.
그 이유는 비중이 가벼운 유기성 오염물질들이 하천수에 휩쓸려 들어가면 자연적인 정화작용에 의해서 물속에 함유된 유기물들이 분해되면서 물의 고유분자들보다도 비중이 가벼워지면서 하천수의 상층부에 떠있는 상태에서 하천의 하류를 향하여 흘러가면서 자연정화되는 것이다.
이러한 사실들은 다음과 같은 방법을 이용하면 본 발명의 효과를 누구든지 검증할 수가 있는 것이다.
즉 모든 물질들은 비중차이가 나기 때문에 하천수에 함유되어 흐르는 오염물질들은 물속에서 물질별로 층층을 이루면서 흐르는 사실을 증명할 수가 있다.
크기는 같으나 무게는 틀린 물건을 수평 저울을 이용하여 한쪽에는 약간 무거운 물건을 올려놓고 한쪽에는 약간 가벼운 물건을 올려놓으면 한쪽으로 저울이 기울어지는 것은 바로 크기는 같으나 비중과 질량의 차이가 나기 때문이라는 것을 알 수가 있다.
중력의 법칙이 작용하는 하천에서도 질량의 법칙과 비중의 법칙이 모두 적용되기 때문에 이러한 이론을 잘못 적용하면 하천수의 오염을 가중시키도록 구성되는 저수장치를 설치할 수도 있고 오염된 하천수를 살려낼 수가 있도록 저수장치를 구성할 수가 있다.
즉 물을 가두면 물질밀림작용과 물질새치기 작용이 발생하기 때문에 콘크리트보 또는 고무보 또는 전도식 수문과 같은 상단부 배출식 저수장치를 이용하여 물을 가두어 두면 비중이 가벼운 오염된 물들이 비중이 무거운 물들을 밀어내고 먼저 빠져나 갈 수가밖에 없는 물질 새치기 현상에 의해서 저수장치 내부에 저수된 물들은 더욱더 오염이 심화되는 것이다.
즉 빙판에서 브레이크를 잡으며 차가 미끄러지는 현상이 바로 물질 새치기 현상과 같은 것으로 이러한 현상에 의해 비중이 가벼운 오염된 물질들은 가속도에 의해서 저수장치 즉 상단부 배출식 저수장치의 하층부에 포진하고 있는 비중이 무거운 깨끗한 물들을 젖혀두고 수문의 상단부를 통하여 먼저 빠져나가는 작용이 바로 물질 새치기 작용이다.
이러한 작용에 의해 고무보와 같은 상단부 배출식 저수장치들을 이용하여 물을 가두면 오염이 심화되는 것이다.
다단계로 구성되는 하단부 배출식 저수장치 수문으로 구성되는 본 발명의 수질정화방법은 이러한 작용을 역으로 이용하기 때문에 자연적으로 오염된 수질을 정화하는 중대한 작용효과가 있다.
현재까지도 전국의 하천이나 전세계 하천은 단순히 비가 오거나 홍수가 발생하면 발생되는 빗물을 흘러 보내기 위한 수로의 역할만을 하는 것이 현실이며, 본 발명에서는 이러한 문제점들을 해결하기 위하여 전체 하천에 자동으로 열리고 자동으로 닫히는 저수장치 수문을 이용한 다단계 저수장치와 폭기장치를 구성하여, 하천의 상류를 통하여 유입되는 하천수 또는 저수된 물을 다단계로 구성되는 저수장치 수문의 하단부를 통하여 배출하는 방식이기 때문에 하천수의 자연적인 정화 효과에 의한 자연적으로 수질이 정화되는 효과가 있다.
홍수 또는 비가 많이 오면 다단계로 구성되는 저수장치 수문을 이용한 다단계 저수장치는 순차적으로 자동 개문되기 때문에 갑작스런 홍수가 발생하여도 아무런 문제점이 없다.
또한, 홍수가 발생하면 종래의 하천들은 급류가 형성되어 일정한 강수량의 상당부분을 곧바로 흘러보낼 수밖에 없는 중대한 문제점이 있었으나 본 발명의 다단계 저수장치를 이용한 자연적인 수질정화 방법을 이용하여 전체 하천에 완전 저수장치 즉 저수장치 수문을 이용하여 저수되는 수평의 끝 지점 또는 저수되는 부분의 일정부분에 중첩되게 다단계로 저수장치를 설치하면 아무리 큰 비가와도 전체 강수량의 일정한 양을 항상 저수시켜 놓을 수 있는 장점이 있다.
즉 본 발명의 다단계 저수방법을 이용하면 많은 양의 물을 항상 저수하기 때문에 아무리 큰 가뭄이 도래한다고 해도 용수 걱정이 없다.
또한, 다단계 저수장치를 이용하여 많은 양의 물을 저수함과 동시에 상류로부터 유입되는 하천수를 저수장치 수문의 하단부를 통하여 서서히 배출시켜면 저수된 물에 비추어지는 태양열의 작용효과에 의한 자연적인 수질 정화효과와 저수되어 있는 물과 맞닿는 공기와 기압에 의한 대수층의 자연적인 정화 효과 즉 파도의 효과와 물속에 함유된 미생물이 유기물질을 분해하는 자연적인 분해효과와 물속에 함유된 용존 산소에 의한 자연적인 자정 분해 효과와 수문의 하단부에 구성되는 폭기장치에 의한 폭기효과에 의하여 오염된 수질을 자연적으로 정화시켜 줄 수 있다.
즉, 한곳 한곳의 저수장치를 통과할 때마다 오염된 하천수들은 자연적으로 발휘되는 정화 작용에 의해서 약간씩의 수질이 정화되는 효과를 발휘하기 때문에 다단계로 구성된 저수장치와 폭기장치를 여러 차례 걸치면서 배출하면 자연적으로 오염된 수질이 정화되는 작용효과가 있다.
본 발명의 구성방법을 이용하여 오염된 하천수를 정화하는 방법은 사이폰 통로를 구성하여 유입수를 방류하는 방식의 수문을 이용하여 구성하거나 또는 전도식 수문에 사이폰 통로를 구성시킨 수문을 이용하여 오염된 하천수를 정화하도록 구성할 수 있으므로 수문을 구성하는 방법과 수문의 작동방식이 틀리도록 구성한 수문들을 이용하여 본 발명의 구성방법을 구성하여도 본 발명의 작용효과를 발휘할 수가 있는 것임으로 수문을 이용하여 하천에 다단계 저수장치를 구성하여 오염된 하천수를 정화하도록 구성하는 방법들은 본 발명의 권리범위에 속한다 함은 당연한 것이다.
또한, 고무댐의 하단부에 하천의 상류로부터 유입되는 유입수량만큼만을 하천 전체 폭의 전단면에 걸쳐서 수평의 상태를 유지하면서 배출할 수 있도록 다단계로 구성되는 고무댐을 이용하여 오염된 수질을 정화하는 방법 또한 본 발명에 적용하는 다단계 저수장치의 구조와 동일한 방법에 속하는 것이다.
그러므로 고무댐을 다단계로 설치한 후, 고무댐의 하단부에 구성되는 배출구를 통하여 유입수를 배출하도록 구비되는 설계변경 또한 본 발명의 권리범위에 속하는 것은 당연한 것이다.
또한, 다양하게 변경 구성이 가능한 부상식 수문이나 전도식 수문의 방법 또한 고무댐의 방식과 동일한 것이므로 이러한 설계변경 또한 본 발명의 권리범위에 속하는 것은 당연한 것이다.

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그리고 본 발명에 의해 구성되는 토목 공사 또한 본 발명의 권리범위에 속하는 것은 당연한 것이다.

Claims (4)

1. 소정의 간격을 두고 축조 형성된 벽체(7)와; 상기 벽체(7)의 측면에 지중에 고정되고, H빔으로 이루어지는 지지대(4)와; 상기 지지대(4)의 상단부 일측에 고정설치되는 힌지(6)와; 상기 힌지(6)를 중심으로 회동되면서, 내부가 진공으로 이루어진 사각형상의 판상체로 이루어진 수문(1)과; 상기 수문(1)의 하면에 일체로 일측이 부착되는 지수패킹(2)과; 상기 지수패킹(2)의 타측에 부착설치되는 수문틀(3)과; 상기 지지대(4)의 상단부 타측에 고정설치되는 회동축(11)과; 상기 회동축(11)에 일측이 고정되고, 타측은 수문(1)에 고정설치되며, 상기 수문(1)을 개폐시키는 실린더(5)와; 상기 수문(1)의 하단부에 다수개가 고정설치되는 수차(8)와; 상기 수차(8)의 외측에 고정설치되며, 이물질을 차단하는 이물질 유입방지장치(10)와; 상기 수차(8)의 사이의 수문(1)의 측면에 고정설치됨과 동시에 상기 수차(8)를 구동시키는 구동장치(9)로 구성되는 저수장치와; 상기 수문(1)의 하부에 설치된 구동장치(9)로 수차(8)를 작동시켜서, 수차(8)를 폭기시키는 저수장치에 있어서,

   상기 저수장치를 하천의 전체길이에 수평상으로 또는 일부구간에 다단계로 다수개를 설치하되, 저수되는 물의 높이가 차지하는 수평의 끝지점 마다 하천의 전체 폭 방향을 가로로 막도록 다수개의 저수장치를 설치하는 단계;

   상기 다수개의 저수장치의 수문(1)을 일정한 높이로 개방시켜 수문(1)의 하단부를 흐르는 오염된 물을 다단계로 흘러보내 하천의 수질을 정화하는 것을 특징으로 하는 다단계 저수장치를 이용한 하천수질 정화방법.
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