KR100812539B1 - 전단면 전폭의 배수장치를 설치하여 오염된 수질을정화시켜주면서 토사 배출이 용이하도록 구비되는 친환경공법을 이용한 댐 - Google Patents

Abstract

본 발명은 댐에 형성된 수로의 전단면 전폭을 통해 저수공간의 물을 한꺼번에 배출할 수 있도록 하여 수질 오염된 수질을 정화시켜줌과 동시에 토사를 용이하게 배출해주기 위한 전단면 전폭의 배수장치를 설치하여 오염된 수질을 정화시켜주면서 토사 배출이 용이하도록 구비되는 친환경 공법을 이용한 댐에 관한 것이다.

이러한 본 발명은 하부 일측에 수로가 형성되고, 수로를 개폐하도록 수문이 구비되는 댐에 있어서, 댐을 구성하는 댐구조물은 상부 댐구조물과 하부 댐구조물로 분리구성하고, 상부 댐구조물과 하부 댐구조물의 사이에는 저수측에서 배수측으로 긴 길이를 갖는 다수의 지지대를 받쳐 상부 댐구조물과 하부 댐구조물의 사이 공간으로 저수측에서 배수측으로 통하는 수로를 형성하며; 수로의 저수측에는 수로의 전단면 전폭에 걸쳐 수로를 개폐하는 수문을 구비하되, 수문은, 동일 높이를 가지면서 상부에서부터 하부까지 관통되는 다수의 가이드홈을 갖는 각 단위수문의 사이를 패킹부재에 의해 서로 유동가능하게 연결하여 구성하고; 상부 댐구조물의 상부에는 수문의 각 가이드홈과 동일한 위치에 각각 수문가이드용 권양기를 설치하여 여기에 수문의 가이드홈에 끼워지는 수문가이드바를 승강가능하게 각각 연결하며; 상부 댐구조물의 각 수문 가이드용 권양기 사이사이에는 수문승강용 권양기를 설치하여 여기에 수문의 상단부와 연결되어 있는 수문승강바를 승강가능하게 각각 연결하여 구성한 것으로, 이와 같이 하면 댐의 전단면 전폭에 걸쳐 형성되어 있는 수로를 통해 저수공간의 물을 한꺼번에 배출할 수 있는 것이므로 이물질이 배출되지 않 고 뭉치는 물질뭉침작용에 의해 퇴적오니와 같은 오염물질을 발생시키는 것을 방지할 수 있음은 물론 오염물질이 물과 함께 배출되면서 폭기가 일어나게 되어 오염된 수질을 정화할 수 있는 것이며, 물의 배출과 함께 토사 역시 같이 배출되므로 토사가 쌓이는 현상 역시 방지할 수 있는 것이고, 또한 홍수와 같이 급격하게 저수위가 불어나는 경우에도 빠른 시간내에 저수공간의 물을 배출하여 적정 수위를 유지할 수 있으므로 홍수로 인한 범람을 방지할 수 있는 이점도 있는 것이다.

댐, 수문, 오염, 정화

Description

전단면 전폭의 배수장치를 설치하여 오염된 수질을 정화시켜주면서 토사 배출이 용이하도록 구비되는 친환경 공법을 이용한 댐{Dam using nature-friendly engineering method to purify polluted water and to drain earth and sand easily by means of water gate that's possible to drain water through whole section and whole width}

도 1은 본 발명에 따른 댐의 사시도.

도 2는 본 발명에 따른 댐의 수문이 폐쇄된 상태 단면도.

도 3은 본 발명에 따른 댐의 수문이 개방된 상태 단면도.

도 4는 본 발명에 따른 댐의 수문이 개방되고 가이드바가 상승된 상태의 단면도.

도 5는 본 발명에 따른 수문의 유동상태 상세도.

도 6은 본 발명에 따른 수문의 단면도.

도 7은 본 발명에 따른 수문의 개별동작시 사시도.

도 8은 본 발명의 다른 실시예에 따른 수문의 단면도.

*** 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 ***

100 : 댐구조물 110 : 상부 댐구조물

111 : 지지판 120 : 하부 댐구조물

130 : 지지대 140 : 수로

200 : 수문 210 : 단위수문

211 : 가이드홈 220 : 패킹부재

230 : 슬라이딩홈 240 : 슬라이딩돌기

250 : 가이드부재 260 : 패킹부재

310 : 수문가이드용 권양기 311 : 수문가이드바

320 : 수문승강용 권양기 321 : 수문승강바

본 발명은 전단면 전폭의 배수장치를 설치하여 오염된 수질을 정화시켜주면서 토사 배출이 용이하도록 구비되는 친환경 공법을 이용한 댐에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 댐에 형성된 수로의 전단면 전폭을 통해 저수공간의 물을 한꺼번에 배출할 수 있도록 하여 수질 오염된 수질을 정화시켜줌과 동시에 토사를 용이하게 배출해주기 위한 것이다.

주지하다시피, 댐은 계곡, 하천, 강을 횡단하여 저수, 취수, 수위상승 또는 붕괴방지, 수력발전 등을 위하여 만들어진 구조물로서, 댐이 축조되면 배수측의 반대쪽에는 저수공간이 형성되어 여기에 물이 모이게 된다.

이러한 저수공간으로는 여러 경로를 통해 물이 유입되므로 유입되는 물 중에 이물질이 포함되어 있을 수밖에 없으며, 이러한 이물질들이 일정한 공간에 오랜시 간동안 갇혀 있게 되면 물질뭉침작용과 물질 결합 작용에 의해 오염물질들끼리 뭉쳐 퇴적오니와 같은 오염물질을 발생시킬 수밖에 없으므로 주기적으로 또는 간헐적으로 저수공간의 물을 방류시켜 저수공간에 갇혀 있는 물을 방류해줌으로써 하천의 오염을 방지할 수 있도록 해야 한다.

또한, 홍수와 같이 물 유입량이 급속도로 증가되는 경우에도 범람을 방지할 수 있도록 저수공간의 물을 방류해주어 저수공간이 적정수위를 유지할 수 있도록 함이 바람직하다.

이를 위해 댐에는 수로가 형성되고, 이러한 수로를 선택적으로 개폐하는 수문이 형성된다.

그런데, 종래에는 댐에 수로를 형성할 때 그 제작성을 감안하여 댐의 중간중간에 각각 수로를 형성하고, 이러한 각각의 수로를 개폐하도록 수문을 각 수로마다 개별적으로 구성하였으므로 수문을 개방하더라도 비중이 가벼운 오염물질이 측방으로 밀린 상태에서 수로를 빠져나가지 못하고 이러한 오염물질들끼리 서로 결합되는 물질뭉침작용에 의해 퇴적오니와 같이 침전되어 수질의 오염을 가중시키는 문제가 있었다.

또한, 상기와 같은 구조의 수로로 인해 댐의 전체 길이 대비 수로의 전체 폭이 좁아질 수밖에 없어 그 배출단면적이 작아질 수밖에 없으며, 따라서 토사가 빠져나가지 못하고 수로 근처에서 퇴적되어 저수공간의 부피가 점차 줄어들 수밖에 없으며, 홍수와 같이 급격하게 저수위가 불어나는 경우에도 빠른 시간 내에 배수하기 어려워 범람과 같은 위험한 상황을 초래할 수 있는 문제가 있었다.

수문의 하단부를 통하여 하천의 상류로부터 유입되는 물의 양 만큼을 배출하도록 구성되는 본 발명의 댐을 이용하여 물을 가두게 되면 하천의 상류로부터 유입되는 유입수를 수문의 하단부를 통하여 유입되는 유입수 만큼만을 상시 배출하여 줄수가 있기 때문에 물의 오염이 가중되지 않을 뿐만 아니라 물속에 함유되어 있는 오염물질들이 본 발명의 댐을 이용하여 가두어둔 물속에서 자연적으로 발휘하는 10대 작용에 의해 자연적으로 분해되는 것이다

"10대 자연정화작용의 정의"

① 물속에 함유된 용존산소에 의해 자연 분해되는 오염물질의 분해작용

② 미생물에 의해 자연 분해 되는 오염물질의 자연분해 작용

③ 브라운운동에 의해 이동하는 물 분자의 마찰작용에 의한 오염물질의 분해작용

④ 태양열에 의해 오염물질이 분해되는 자연적인 분해작용

⑤ 공기와 맞닿는 대수층의 마찰력에 의해 오염물질이 분해되는 물질 분해작용

⑥ 삼투압작용에 의해 오염물질이 분해되는 물질 분해작용

⑦ 중력의 압력에 의해 발생하는 압착력에 의해 오염물질의 자연 분해작용

⑧ 모세관 현상에 의해 발생하는 물질 침투작용에 의한 오염물질의 분해작용

⑨ 물질 보존 본능의 법칙에 의한 오염물질의 자연적인 분해작용

⑩ 물속에 함유되어 있는 미립자와 미립자들이 부딪치면서 발생하는 물질마찰작용에 의한 오염물질의 분해작용

때문에 자연적으로 자연정화되는 것이다.

"물질 분해 작용"과 "물질결합작용"의 정의

질소와 인과 같은 모든 오염물질들은 오염물질들이 지니고 있는 점성력에 의해 물 분자들과 결합하는 물질결합작용이 이루어짐과 동시에 물분자의 비중보다도 무거워지면서 중력에 의해 하천의 바닥 층에 가라앉게 된다.

물질결합이 이루어진 오염물질들이 하천의 바닥에 퇴적된 상태에서 자연적으로 발생하는 10대 분해 작용에 의해 퇴적오니들이 또다시 분해 되면서 미세한 미립자들을 또다시 발생시키게 된다,(철은 비중이 7.85이지만 자연 분해 되면서 발생하는 빨간 녹물은 비중이 0.97정도이다)

자연적인 분해 작용에 의해 발생되는 오염물질의 미립자들은 기존의 물 분자들과 상류에서 흘러들어오는 또 다른 오염물질들과 물질 결합 작용이 또다시 이루어지는 반복적인 작용이 발생하게 되면서 물의 오염을 더욱더 가중 시키게 되는 것이다.

이러한 작용이 바로 "물질 분해 작용"과 "물질결합작용"인 것이다. 그러나 수문의 하단부를 통하여 유입수를 배출하여 주게 되면 중력의 작용에 의해 발생 하는 층류작용으로 인하여 비중이 틀린 다른 물질과 결합하는 물질 결합 작용이 절대로 발생 하지 않기 때문에 오염된 수질이 자연 정화 되면서 더욱더 깨끗해지게 되는 것이다.

"물질보존본능의 법칙"의 정의

물질이 지니고 있는 물질적인 구조 속에 다른 이물질이 침투하여 결합 하려고 하면 무조건 거부하여 결합하지 않으려고 하는 작용이 바로 “물질 보존 본능의 법칙”인 것이다.

깨끗한 상태를 유지하고 있는 물분자들이 물분자 속에 끼어 있는 오염물질들을 털어내 버리려고 하는 작용을 자연적으로 발휘함으로 인하여 아무리 오염된 물들도 결국은 깨끗해지게 되는 것이다. 이러한 작용이 바로 "물질보존본능의 법칙"인 것이다.(물에 기름을 부으면 금방 희석되지 않고 물에 기름이 뜨는 원리와 같다)

모든 물분자들은 오염 물질들이 물분자속에 유입되더라도 즉시 결합 하지 않고 순수한 물분자 구조들을 영구히 보존하려고 하는 “물질 보존본능의 법칙”에 따른 작용에 의해 쉽게 결합 하지 않는 것이다.

이러한 작용에 의해 아무리 오염된 물들도 항상 깨끗해지려고 하는 물질 보존 본능의 법칙에 따른 작용에 의해 항상 깨끗한 상태를 항상 유지하게 되는 것이다.

“물질 뭉침 작용의 정의”

모든 오염물질들은 자연 분해 되는 10대 과정을 통하여 극미립자로 변형되면서 수분이 증발되면서 발생 시키는 대류작용에 의해 지상의 대기권으로 증발되어 구름을 형성하는 것이다. 이러한 수환과정을 통하여 수시로 발생되는 따른 오염물 질들과 대기권의 공간에서 뭉쳐지는 “물질 뭉침 작용”에 의해 수분의 비중보다도 더 무거운 물질로 변하면서 빗물과 섞여 지상으로 떨어지거나 공기 중에 함유된 수분과 결합하여 지상으로 이동하면서 하천수에 함유된 또 다른 오염물질들과 뭉쳐진 물질 뭉침 작용에 의해 하천 바닥에 가라앉게 되면서 하천수의 수질을 더욱더 악화 시키는 것이다.

질소와 같은 비중이 가벼운 오염 물질들은 물질이 분해 되어 극 미립자로 변형되면서 수시로 발생되는 대류작용에 의해 또 다른 오염물질들과 뭉쳐지는 "물질 뭉침 작용"에 의해 물의 비중보다도 더 무거운 물질로 변하면서 전도식 수문 또는 고무댐 또는 사력식 또는 콘크리트중력식 댐으로 구성되는 수변 공간으로 가라앉으면서 또 다른 오염물질들과 또 다시 뭉쳐지는 물질 뭉침 작용에 의해 또 다른 오염물질을 만들어 내어 물의 오염을 가중시키게 되는 것이다. 이러한 “물질 뭉침 작용”에 의해 생성되는 물질이 바로 퇴적오니인 것이다.

“물질 결합 작용”의 정의

불완전 분해 된 물질들의 미립자들은 미립자가 발휘하는 점성력과 물질이 지니고 있는 자력에 의해 또 다른 물질에서 분해 된 미립자들이 발휘하는 점성력과 자력에 의해 물분자의 미립자와 오염물질의 미립자들 끼리 결합하는 과정을 통하여 물분자의 비중보다도 더 무거운 미립자로 변형되면서 하천의 바닥에 침전 되게 되는 것이다. 이러한 작용이 바로 "물질 결합작용"인 것이다.

“물질 마찰 작용”에 대한 정의

물의 끝부분은 뾰쪽한 형태로 구성되어 있다. 물이 계속하여 유동하는 브라운 운동에 의해 물의 뾰족한 부분들과 물로 유입되는 모든 물질들의 표면 사이에서 철저한 마찰이 발생되면서 물에 유입된 모든 물질들은 완전분해 되어 물질 자체의 존재자체가 없어지게 되는 것이다. 물질 마찰작용을 이용하여 사람들이 물로 세수하고 목욕하는 것이다.

물속에 함유된 오염된 물질들이 자연적으로 분해 되는 원리를 정확히 정의한다면 “물질마찰작용” 때문에 아무리 오염된 물질이라고 해도 물이 지니고 있는 최대의 무기인 뾰족한 부분에 의해 철저하게 자연 분해 되어 물질 자체의 존재 자체가 물에 의해 자연 분해 되어 없어지는 것이다.

“층류작용과 물질 새치기 작용에 의한 수질정화작용“정의

깨끗한 물분자의 구조 속에 다른 이물질이 침투하여 물분자와 결합 하려고 하면 그 물질들을 거부하는 물질 거부작용에 의해 쉽게 희석되지 않는 것이다 (물에 기름을 부으면 물과 기름이 즉시 희석되지 않는 현상이 발생되는 것은 “물질 거부작용” 때문인 것이다). 이러한 작용으로 인하여 수문의 하단부를 통하여 유입수를 배출하여 주게 되면 중력의 작용에 의해 물질 별로 층을 이루면서 흐르는 층류 작용이 자연적으로 발생되어 비중이 가벼운 오염된 물들은 상층부로 이동하고 비중이 무거운 깨끗한 물들은 수문의 하단부를 통하여 우선 배출되는 “층류작용과 물질 새치기 작용”에 의해 아무리 오염된 하천수라고 하여도 자연적으로 깨끗해 지는 것이다.

“물질 가속도 현상에 의한 수질정화작용”에 대한 정의

모든 하천수에 함유된 물질들은 즉 지구상에 존재하는 2천4백여만종의 물질들은 중력에 의해 작용과 물질이 지니고 있는 비중에 따라 포진하고 있는 위치가 물질별로 틀린 상태를 이루면서 즉 물질별로 각각의 다른 층을 이루면서 흐르게 된다.

이러한 작용에 의해 비중이 무거운 깨끗한 물들은 하천수의 하층부에 포진한 상태를 이루면서 서서히 흐르고, 비중이 가벼운 오염된 물들은 하천수의 상층부에 포진한 상태를 이루면서 빠르게 흐르게 된다. 이러한 작용이 발생하는 것은 "물질 가속도 현상"때문인 것이다.

상단부를 통하여 배출되는 전도식 수문과 고무댐 그리고 중력식 댐 등을 이용하여 물을 가두게 되면 이러한 물질 가속도 작용과 물질 뭉침 작용에 의해 물의 오염이 더욱더 가중되게 되는 것이다.

"물질 새치기 작용"에 의한 수질정화작용에 대한 정의

상류에서 유입되어 오는 하천수들이 수문의 하단부를 통과하려고 할 때에 비중이 무거운 깨끗한 물들이 비중이 가벼운 오염된 물들을 상층부로 밀어 올려놓은 다음 비중이 가벼운 오염된 물들의 하층부를 통하여 먼저 빠져나가려고 하는 “물질 새치기 작용”을 발휘하게 되는데 이러한 작용이 발생되는 것은 중력의 작용 때문인 것이다.

회전식 수문을 이용하여 유입되는 물을 수문의 하단부를 통하여 배출하여 주게 되면 아무리 오염된 물들이라고 하여도 깨끗한 물로 자연 정화되는 것은 "물질 새치기작용"때문인 것이다.

"물질 결합 작용과 물질 분해 작용"에 의한 수질정화작용의 정의

오염물질들이 지니고 있는 강한 점성력에 의해 어쩔 수 없이 다른 오염물질 분자들과 결합하는 물질결합작용이 이루어짐과 동시에 물의 비중보다도 비중이 무거운 물질로 변형되면서 하천의 바닥 층에 가라앉게 되는 것이다. 하천의 바닥 층에 가라 앉아 있는 상태에서 자연적으로 발생하는 10대 분해 작용에 의해 그 물질들이 또다시 분해 되면서 미세한 오염물질의 미립자들을 또다시 발생시키게 되는 것이다. 이때에 발생되는 오염물질의 미립자와 상류에서 밀려오는 오염물질들과 물질 결합 작용이 또다시 이루어지는 반복적인 작용이 발생하게 되면서 퇴적오니를 만들어내게 되는 것이다. 이러한 작용이 바로 "물질 결합 작용과 물질 분해 작용"인 것이다.

“물질 해탈 작용”에 의한 수질정화 작용의 정의

물 분자구조 속에 침투 해 있는 오염물질들을 털어 내어 순수 물분자를 만들기 위하여 물에 일정한 충격을 가해주게 되면 물의 순수 분자 구조 속에 함유되어 있는 오염물질들은 물분자 속에서 즉시 이탈해 나오는 "물질 해탈 작용"이 발생되 면서 오염된 하천수가 깨끗한 물로 환원되게 되는 것이다.

본 발명은 이러한 작용들이 자연적으로 발생 되도록 수문의 하단부를 통하여 상류에서 유입되어 오는 양만큼 많을 배출하여 주는 방법을 이용하기 때문에 아무리 오염된 하천수라고 하여도 깨끗한 물로 자연 정화되는 절대적인 장점이 있는 것이다.

①물속에 함유된 용존산소에 의한 자연적인 분해작용과 ②미생물에 의해 분해되는 분해작용과 ③미립자와 미립자들이 부딧치면서 발생하는 물질 마찰작용에 의한 분해작용과 ④태양열에 의해 분해되는 자연적인 분해작용과 ⑤공기와 맏닷는 대수층의 마찰력에 의해 분해되는 물질 분해작용과 ⑥삼투압작용에 의해 분해되는 물질 분해작용과 ⑦중력의 압력에 의해 분해되는 물질 분해작용과 ⑧모세관 현상에 의한 물질 분해작용들에 의해 물속에 함유되어 있는 기존의 미립자들보다도 더 작게 분해됨과 함께 이러한 작용들에 의해 분해된 미립자들은 중력의 작용에 의해 저수되어 있는 물의 상층부로 이동되면서 또다시 이상과 같은 8대 자연 정화 작용에 의해 더욱더 미세하게 분해하는 작용이 연속적으로 이루어짐과 동시에 하천수에 함유되어 있는 아주 깨끗한 물들이 지니고 있는 성질을 계속 하여 보존하려고 하는 "물질 보존의 법칙"의 작용과 오염된 물은 저수층의 상층부로 밀어오려 놓고 먼져 빠져 나가는 "물질 새치기작용"이 동시에 자연적으로 발생되면서 물분자와 결합되거나 물분자의 내부에 끼어 있는 오염된 물질들은 물분자로부터 이탈되어 나오면서 수문의 상층부로 이동되는 순환과정을 통하여 또다시 자연분해됨과 동시에 오염된 미립자들과 결합 되어 있는 상태에서 오염된 미립자들을 이탈 시킨 상태에 있는 아 주 깨끗한 상태로 환원된 순수한 물들은 본 발명에 적용되는 댐 구조물에 구성되는 수문의 하단부를 통하여 하천의 하류로 이동하게 되는 자연적인 순환의 과정이 연속적으로 발생되면서 오염된 물들이 깨끗한 물로 자연 정화되게 되는 것이다.

본 발명은 이러한 점을 감안하여 제안된 것으로, 댐구조물의 하부에 전폭 전단면에 걸쳐 저수측에서 배수측으로 통하는 수로를 형성하고, 수로의 저수측 위치에는 전폭 전단면에 걸쳐 수로를 한꺼번에 개폐하거나 부분부분 개폐할 수 있는 구조의 수문을 구성하여 수로를 전폭 전단면에 걸쳐 한꺼번에 개폐함으로써 저수공간의 물을 수로 전체에서 한꺼번에 배출해주어 수질오염을 방지함과 동시에 오염된 수질을 정화할 수 있고, 토사의 배출 역시 용이하게 이루어질 수 있으며, 홍수와 같이 급격하게 저수위가 증가되는 경우에도 빠른 시간내에 저수위를 안정적으로 유지하여 안전성을 보장할 수 있는 전단면 전폭의 배수장치를 설치하여 오염된 수질을 정화시켜주면서 토사 배출이 용이하도록 구비되는 친환경 공법을 이용한 댐을 제공하고자 하는 것이다.

이하, 본 발명을 제시된 실시예와 첨부된 도면에 따라 상세히 설명한다.

도 1은 본 발명에 따른 댐의 사시도이고, 도 2는 본 발명에 따른 댐의 수문이 폐쇄된 상태 단면도이며, 도 3은 본 발명에 따른 댐의 수문이 개방된 상태 단면도이고, 도 4는 본 발명에 따른 댐의 수문이 개방되고 가이드바가 상승된 상태의 단면도이며, 도 5는 본 발명에 따른 수문의 유동상태 상세도이고, 도 6은 본 발명 에 따른 수문의 단면도이며, 도 7은 본 발명에 따른 수문의 개별동작시 사시도이다.

도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 댐은 하부 일측에 수로가 형성되고, 수로를 개폐하도록 수문이 구비되는데, 댐을 구성하는 댐구조물(100)은 상부 댐구조물(110)과 하부 댐구조물(120)로 분리구성하고, 상부 댐구조물(110)과 하부 댐구조물(120)의 사이에는 저수측에서 배수측으로 긴 길이를 갖는 다수의 지지대(130)를 받쳐 상부 댐구조물(110)과 하부 댐구조물(120)의 사이 공간으로 저수측에서 배수측으로 통하는 수로(140)를 형성하게 된다.

이때, 지지대(130)의 전후단은 각 댐구조물(110)(120)의 전후면과 수평을 이루는 크기로 구성하여 각 댐구조물(110)(120)과 지지대(130) 사이에 이물질이 끼이지 않도록 해야 함은 자명하다.

수로(140)의 저수측에는 수로(140)의 전단면 전폭에 걸쳐 수로(140)를 개폐하는 수문(200)을 구비하게 되는데, 수문(200)은 동일 높이를 가지면서 상부에서부터 하부까지 관통되는 다수의 가이드홈(211)을 갖는 각 단위수문(210)의 사이를 패킹부재(220)에 의해 서로 유동가능하게 연결하여 구성하게 된다.

또한, 상부 댐구조물(110)의 상부에는 수문(200)의 각 가이드홈(211)과 동일한 위치에 각각 수문가이드용 권양기(310)를 설치하여 여기에 수문(200)의 가이드홈(211)에 끼워지는 수문가이드바(311)를 승강가능하게 각각 연결하며, 상부 댐구조물(110)의 각 수문 가이드용 권양기 사이사이에는 수문승강용 권양기(320)를 설치하여 여기에 수문(200)의 상단부와 연결되어 있는 수문승강바(321)를 승강가능하 게 각각 연결하여 구성하는 것이다.

또한, 수문(200)의 하단부는 이물질 제거를 위해 하방향으로 갈수록 점차 그 두께가 감소되도록 뾰족하게 구성한다.

아울러, 본 발명에 적용되는 각 권양기(310)(320)와 각 바(311)(321)의 연결구조는 도면상에 상세히 도시하지는 않았지만 렉-피니언 방식, 스크류 방식, 실린더 방식 등 어떠한 방식이든 적용가능하다.

도면상의 미설명 부호 111은 수문가이드바(311) 또는 수문승강바(321)를 지지해주는 지지판을 나타낸다.

이와 같이 구성된 상태에서 수문(200)이 폐쇄상태에 있게 되면 수압이 수문(200)을 수로(140) 근처의 각 댐구조물(110)(120)과 밀착시키는 방향으로 작용되어 자연스럽게 지수가 이루어지게 되므로 누수없이 저수공간에 물이 차오르게 되는데, 물이 저수공간에 오랜 시간 머무르게 되면 자연분해되는 것보다 물질뭉침작용에 의해 오염물질이 증가되어 하천수를 오염시키게 되므로 저수공간의 물을 주기적으로 또는 간헐적으로 배출하여 수질 오염을 방지하거나 오염된 수질을 정화해주어야 한다.

상기와 같이 수문(200)이 폐쇄된 상태에서 각 수문승강용 권양기(320)를 동시에 작동시키게 되면 수문(200)과 연결되어 있는 각 수문승강바(321)가 상승하면서 수문(200)이 서서히 상승하여 수로(140) 전체가 개방되고, 저수공간의 물이 수로(140)를 통해 배출되기 시작한다.

수문(200)을 상승시킨 후에는 다시 수문가이드용 권양기(310)를 동시에 작동 시켜 수문가이드바(311)를 상승시키게 되는데, 이와 같이 하는 이유는 저수공간의 물이 배출되면서 수문가이드바(311)에 이물질이 걸리지 않도록 하기 위한 것이다.

따라서, 저수공간의 물이 댐의 전단면 전폭에 형성되어 있는 수로(140)를 통해 한꺼번에 배출될 수 있으므로 오염물질이 물의 배출과 동시에 배출될 수 있어 물질뭉침작용에 의한 오염물질의 발생을 방지할 수 있고, 오염물질을 배출해주는 과정에서 폭기가 일어나게 되어 오염된 수질을 정화시켜줄 수 있는 것이다.

또한, 물의 배출과 동시에 하부에 있던 토사 역시 같이 배출되어 토사가 수로(140) 근처에 쌓이는 현상을 방지해줄 수 있는 것이다.

그런데, 본 발명에 따른 수문(200)은 수로(140)의 전단면 전폭에 걸쳐 길게 구성되므로 도 5와 같이 수문(200)의 승강동작시 유동이 발생될 수밖에 없으며, 이와 같이 수문(200)의 승강동작시 유동이 발생되더라도 각 단위수문(210)의 사이에 연결되어 있는 패킹부재(220)의 유동성에 의해 각 단위수문(210)은 별도의 손상없이 항상 원래의 위치로 복귀될 수 있는 것이다.

또한, 본 발명에 따른 수문(200)은 각 단위수문(210)을 연결하여 제작하는 것이므로 아무리 긴 길이를 가진 수문(200)이라도 용이하게 제작할 수 있는 이점이 있는 것이며, 각 단위수문(210) 사이를 연결하는 패킹부재(220)에 의해 수문(200)의 폐쇄시 누수를 방지할 수 있는 이점도 있는 것이다. 물론, 본 발명에 따른 패킹부재(220)는 유동성을 갖는 재질로 이루어져야 함은 자명하다.

한편, 본 발명에 따른 수문은 도 6 및 도 7과 같이 수문(200)의 중간중간을 상부에서부터 하부까지 분리하고, 상기 분리되어 서로 접촉되는 각 부위에는 서로 이탈되지 않도록 대응되는 슬라이딩홈(230)과 슬라이딩돌기(240)를 각각 형성하여 슬라이딩홈(230)과 슬라이딩돌기(240)를 서로 결합하는 것에 따라 수문(200)의 각 부위가 별도로 동작되도록 구성할 수도 있으며, 이와 같이 하면 수문승강용 권양기(320)를 동시에 작동시키는 경우 수문(200)이 한꺼번에 수로(140) 전체를 개방하도록 작동시킬 수도 있고, 수문승강용 권양기(320) 중 일부만 작동시키게 되면 상기 분리되어 있는 수문(200)의 각 부위가 각 슬라이딩홈(230)과 슬라이딩돌기(240)에 의해 안내되면서 상기 분리되어 있는 단위로 수문(200)이 부분부분 개별동작할 수 있으며, 따라서 수위에 따라 수문(200)의 개폐동작을 미세하게 조정해줄 수 있는 것이다.

이때, 도시하지는 않았지만 슬라이딩홈(230)과 슬라이딩돌기(240)의 사이 또는 슬라이딩홈(230)과 슬라이딩돌기(240)의 결합위치 전후면에는 패킹부재를 각각 구비하여 수문의 슬라이딩가능하게 결합된 부위 사이에서 누수가 발생되는 것을 방지할 수 있음은 자명하다.

수문(200)이 개방되어 있던 상태에서 폐쇄시킬 때에는 먼저 수문가이드용 권양기(310)를 작동시켜 수문가이드바(311)를 하강시켜주고 이후 수문승강용 권양기(320)를 작동시켜 수문승강바(321)를 하강시켜 수문(200)을 하강시켜주면 되는 것으로, 수문(200)의 하강시 수문(200)의 뾰족한 하단부가 각 댐구조물(110)(120)의 하면과 밀착되면서 하강하면서 댐구조물(110)(120)의 표면에 접촉하고 있는 이물질을 청소해주는 역할을 수행할 수 있다.

도 8은 본 발명의 다른 실시예에 따른 수문의 단면도로서, 수문(200)의 중간 중간이 상부에서부터 하부까지 각각 분리되고, 서로 분리되어 마주보는 부위에는 서로 슬라이딩가능하게 끼워지는 가이드부재(250)가 각각 고정되며, 수문(200)의 분리된 부위 외측면에는 서로 겹쳐지도록 패킹부재(260)가 각각 고정되어 이루어진다.

이때, 가이드부재(250)는 가이드돌기와 가이드홈으로 구성할 수도 있고, 나선형상의 가이드부재가 서로 끼워지도록 구성할 수도 있고, 안쪽으로 갈수록 점차 길이가 줄어드는 각진 형상으로 구성할 수도 있는 것으로, 서로 결합되었을 때 슬라이딩은 가능하면서 되빠지지 않는 형상이면 어떠한 것이든 적용가능하다. 도면상에는 안쪽으로 갈수록 점차 길이가 줄어드는 각진 형상의 가이드부재(250)가 적용된 것을 예로 하여 도시하였다.

또한, 각 패킹부재(260)는 수문(200)의 승강동작시 분리된 부위가 서로 벌어지더라도 이를 통해 누수되지 않도록 고정부위의 반대측 자유단부가 가이드부재(250) 길이의 2/3이상을 커버하도록 구성하여 각 패킹부재(260)끼리 서로 겹쳐지는 부위가 가이드부재(250) 길이의 1/3이상이 되도록 구성함이 바람직하다.

아울러, 패킹부재(260)는 수압의 작용에 의해 수문(200)의 외측면과 밀착될 수 있도록 수문(200)의 저수공간측에만 고정함이 바람직하나, 경우에 따라서는 반대측면에 구성할 수도 있음은 자명하다.

이와 같이 구성된 상태에서 수문승강용 권양기(320)를 동시에 작동시키는 경우 수문(200)이 한꺼번에 수로(140) 전체를 개방하도록 작동시킬 수도 있고, 수문승강용 권양기(320) 중 일부만 작동시키게 되면 상기 분리되어 있는 수문(200)의 각 부위가 각 가이드부재(250)에 의해 서로 이탈되지 않은 상태에서 부분부분 개별동작할 수 있으며, 수문(200)의 분리된 부위 외측에는 패킹부재(260)가 각각 겹쳐지도록 고정되어 있어 이러한 수문(200)의 부분 동작시에도 서로 분리되어 있는 부위를 통해 누수되는 것을 방지할 수 있게 된다.

또한, 수문(200) 전체 또는 수문(200)의 부분부분이 승강동작할 때 수문(200)의 분리된 부위가 수압 또는 마찰력에 따른 유동에 의해 약간 벌어질 수 있는데, 패킹부재(260)의 겹쳐지는 부위가 적어도 가이드부재(240) 길이의 1/3이상이 되므로 수문(200)의 분리된 부위가 최대한 벌어지더라도 항상 각 패킹부재(260)는 겹쳐진 상태를 유지할 수 있어 누수를 방지할 수 있는 것이다.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명은 댐의 전단면 전폭에 걸쳐 형성되어 있는 수로를 통해 저수공간의 물을 한꺼번에 배출할 수 있는 것이므로 이물질이 배출되지 않고 뭉치는 물질뭉침작용에 의해 퇴적오니와 같은 오염물질을 발생시키는 것을 방지할 수 있음은 물론 오염물질이 물과 함께 배출되면서 폭기가 일어나게 되어 오염된 수질을 정화할 수 있는 것이며, 물의 배출과 함께 토사 역시 같이 배출되므로 토사가 쌓이는 현상 역시 방지할 수 있는 것이다.

또한, 홍수와 같이 급격하게 저수위가 불어나는 경우에도 빠른 시간내에 저수공간의 물을 배출하여 적정 수위를 유지할 수 있으므로 홍수로 인한 범람을 방지할 수 있는 이점도 있는 것이다.

즉, 오염된 물이 저수공간에 머무르는 동안 자연적으로 정화됨은 물론이려니 와 오염물질끼리 뭉쳐지면서 발생하는 물질뭉침 현상을 원천적으로 차단할 수 있음으로 인하여 새로운 오염물질을 생성하는 2차 오염을 방지하여주는 작용효과와, 물이 배출되면서 낙차에 의해 폭기가 일어나게 되어 물 자체의 자연 정화작용과 함께 폭기에 의한 이물질 부유를 통해 보다 적극적인 수질정화를 구현할 수 있는 것이다.

따라서, 이러한 시스템을 적용하게 되면 대형 하천의 경우에도 적은 비용을 들여서 손쉽게 오염된 하천수를 정화시킬 수 있으며, 자연에 의해 자연적으로 발생되는 자연정화 시스템을 이용하기 때문에 완전무결한 깨끗한 하천수를 만들어 낼 수 있고, 염소와 불소와 같은 화학 약품을 사용하지 않고서도 깨끗한 물을 만들어 낼 수 있는 작용효과가 있는 것이다. 대형 댐에 적용되는 경우 댐 내부에서의 퇴적오니의 발생을 줄일 수 있고, 상기와 같은 작용들로 인하여 발생되는 녹조현상들을 원천적으로 방지할 수 있는 중대한 작용효과가 있는 것이다.

또한, 육지의 하천에서 발생되는 오염된 하천수들이 바다로 흘러 들어가면서 발생시키는 적조 현상을 원천적으로 차단시켜주는 중대한 작용효과가 있다.

또한 아무리 많은 물을 가두어 두어도 저장된 물이 썩지 않기 때문에 대용량의 물을 가두어 둘 수가 있을 뿐만 아니라 물을 가두어 둠으로 인하여 발생되는 모세관 현상에 의해 하천 인근의 산과 들에는 수분의 함유량이 높은 상태의 토질의 상태를 유지하고 있음으로 인하여 산에서 자라나는 나무들의 성장을 촉진하여 주는 중대한 작용효과가 있으며 이러한 작용에 의해 가뭄에 따른 토지의 사막화를 막아주는 작용이 이루어지면서 사막을 옥토로 바꾸어주는 중대한 작용효과가 있다.

Claims (4)

1. 하부 일측에 수로가 형성되고, 상기 수로를 개폐하도록 수문이 구비되는 댐에 있어서,

   상기 댐을 구성하는 댐구조물(100)은 상부 댐구조물(110)과 하부 댐구조물(120)로 분리구성하고, 상기 상부 댐구조물(110)과 상기 하부 댐구조물(120)의 사이에는 저수측에서 배수측으로 긴 길이를 갖는 다수의 지지대(130)를 받쳐 상기 상부 댐구조물(110)과 상기 하부 댐구조물(120)의 사이 공간으로 저수측에서 배수측으로 통하는 수로(140)를 형성하며;

   상기 수로(140)의 저수측에는 상기 수로(140)의 전단면 전폭에 걸쳐 상기 수로(140)를 개폐하는 수문(200)을 구비하되, 상기 수문(200)은, 동일 높이를 가지면서 상부에서부터 하부까지 관통되는 다수의 가이드홈(211)을 갖는 각 단위수문(210)의 사이를 패킹부재(220)에 의해 서로 유동가능하게 연결하여 구성하고;

   상기 상부 댐구조물(110)(120)의 상부에는 상기 수문(200)의 각 가이드홈(211)과 동일한 위치에 각각 수문가이드용 권양기(310)를 설치하여 여기에 상기 수문(200)의 가이드홈(211)에 끼워지는 수문가이드바(311)를 승강가능하게 각각 연결하며;

   상기 상부 댐구조물(110)의 각 수문 가이드용 권양기 사이사이에는 수문승강용 권양기(320)를 설치하여 여기에 상기 수문(200)의 상단부와 연결되어 있는 수문승강바(321)를 승강가능하게 각각 연결하여 구성한 것을 특징으로 하는 전단면 전 폭의 배수장치를 설치하여 오염된 수질을 정화시켜주면서 토사 배출이 용이하도록 구비되는 친환경 공법을 이용한 댐.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 수문(200)의 중간중간을 상부에서부터 하부까지 분리하고, 상기 분리되어 서로 접촉되는 각 부위에는 서로 이탈되지 않도록 대응되는 슬라이딩홈(230)과 슬라이딩돌기(240)를 각각 형성하여 상기 슬라이딩홈(230)과 상기 슬라이딩돌기(240)를 서로 결합하는 것에 따라 상기 수문(200)의 각 부위가 별도로 동작되도록 구성한 것을 특징으로 하는 전단면 전폭의 배수장치를 설치하여 오염된 수질을 정화시켜주면서 토사 배출이 용이하도록 구비되는 친환경 공법을 이용한 댐.
3. 제 2 항에 있어서,

   상기 수문(200)의 중간중간을 상부에서부터 하부까지 분리하고, 상기 분리되어 서로 접촉되는 각 부위에는 서로 슬라이딩가능하게 끼워질 수 있는 가이드부재(250)를 각각 고정하며, 상기 수문(200)의 분리된 부위 외측면에는 서로 겹쳐지도록 패킹부재(260)를 각각 고정하여서 된 것을 특징으로 하는 전단면 전폭의 배수장치를 설치하여 오염된 수질을 정화시켜주면서 토사 배출이 용이하도록 구비되는 친환경 공법을 이용한 댐.
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