KR100829825B1 - A method for ice keeping in reservoir - Google Patents
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Abstract
본 발명은 영하의 기온에서 얼음층 하방의 물을 얼음층 상방으로 끌어올려 얼음층을 지속적으로 두껍게 형성하는 저수량 유지를 위한 저수지의 축빙장치 및 축빙방법에 관한 것이다.The present invention relates to an ice storage device and an ice storage method for a reservoir for maintaining a low amount of water to form a thick ice layer by raising water below the ice layer above the ice layer at sub-zero temperatures.
이를 위해 본 발명은, 물이 저장된 저수지(100)의 물을 끌어올리기 위한 양수기구(300)를 설치하는 준비단계(S100)와; 저수지(100)의 수면에 얼음층(200)이 형성된 후 상기 양수기구(300)를 작동시켜 상기 얼음층(200) 아래의 물을 상기 얼음층(200)의 상방으로 끌어올리는 양수단계(S200)와; 상기 양수기구(300)로 끌어올린 물을 상기 얼음층(200)의 상면에 뿌리고, 자연상태의 한랭공기에 의해 얼음층(200) 상면의 물을 얼리는 축빙단계(S300)와; 태양복사와 강수여부와 같은 기상상태에 따라 상기 양수기구(300)의 작동을 조절하여 상기 얼음층(200)이 지속적으로 두꺼워 질 수 있도록 하는 축빙조절단계(S400)를 포함하여 구성된다. 이와 같은 구성을 가지는 본 발명에 의하면, 증발을 억제하여 저수지(100)의 저수량을 확보할 수 있어 수자원의 부족현상을 방지하고 수질을 보전할 수 있게 되는 이점이 있다.To this end, the present invention, the preparation step (S100) for installing a water pump 300 for raising the water of the reservoir 100 is stored water; After the ice layer 200 is formed on the surface of the reservoir 100, the pumping step 300 to operate the pumping device 300 to raise the water below the ice layer 200 to the upper side of the ice layer 200 and (S200); An ice cube step (S300) of spraying water drawn up to the pumping device (300) on the upper surface of the ice layer (200) and freezing water on the upper surface of the ice layer (200) by cold air in a natural state; It is configured to include a frost control step (S400) to control the operation of the pumping device 300 according to the weather conditions such as solar radiation and precipitation to continuously thicken the ice layer 200. According to the present invention having such a configuration, it is possible to secure a low amount of the reservoir 100 by suppressing evaporation, thereby preventing the shortage of water resources and conserving water quality.
저수지, 저수량, 축빙, 제빙, 가뭄, 증발억제, 수질 Reservoir, reservoir, ice, ice, drought, evaporation suppression, water quality
Description
도 1 은 본 발명에 의한 저수지의 축빙방법의 바람직한 실시예를 개략적으로 보인 개요도.1 is a schematic view schematically showing a preferred embodiment of the reservoir ice storage method according to the present invention.
도 2 는 본 발명에 의한 장빙소가 설치된 저수지의 축빙방법의 바람직한 시시예를 개략적으로 보인 개요도.Figure 2 is a schematic diagram schematically showing a preferred embodiment of the ice storage method of the reservoir in which the icy ice storage according to the present invention is installed.
도 3 은 본 발명에 의한 저수지의 축빙방법의 바람직한 실시예의 양수기구 구성을 개략적으로 보인 개요도.Figure 3 is a schematic diagram showing the configuration of the pumping mechanism of a preferred embodiment of the reservoir method of the reservoir according to the present invention.
도 4 는 본 발명에 의한 저수지의 축빙방법의 바람직한 실시예를 단계별로 나타낸 순서도.Figure 4 is a flow chart showing step by step a preferred embodiment of the reservoir ice storage method according to the present invention.
*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명** Description of the symbols for the main parts of the drawings *
100. 저수지 120. 부유물100. Reservoir 120. Float
140. 장빙소 200. 얼음층140. Ice Shelter 200. Ice Layer
300. 양수기구 310. 양수관300.
320. 분사수단 330. 지지부재320. Injection means 330. Support members
340. 구동수단 350. 전력공급수단340. Driving means 350. Power supply means
400. 우회배관 500. 장빙소배관400.
S100. 준비단계 S110. 제1준비단계S100. Preparation step S110. First stage of preparation
S120. 제준비단계 S200. 양수단계S120. Preparation step S200. Pumping stage
S300. 축빙단계 S400. 축빙조절단계S300. Ice step S400. Ice control step
S500. 해빙단계S500. Thawing stage
본 발명은 영하의 기온에서 얼음층 하방의 물을 얼음층 상방으로 끌어올려 얼음층을 지속적으로 두껍게 형성함으로써 저수량 유지 및 수질 보전을 가능하게 하는 저수량 유지 및 수질보전을 위한 저수지의 축빙방법에 관한 것이다.The present invention relates to a storage method for reservoirs for low water retention and water conservation, which enables low water retention and water quality conservation by raising water below the ice layer above the ice layer to form a thick ice layer at subzero temperatures.
일반적으로, 저수지는 유수를 저장하여 물의 과다 또는 과소를 조절하는 것으로, 그 규모에 따라서 농업용수로 사용하기 위한 작은 웅덩이에서 식수 공급 및 발전을 위한 대형 댐에 이르기까지 다양하게 형성된다.In general, reservoirs are used to store excess water to control excess or underwater, ranging from small ponds for use as agricultural water to large dams for drinking water supply and power generation.
이와 같은 저수지는 주로 강수량이 많은 장마철에 물을 저장하여 홍수 또는 하천의 범람을 방지하고 강수량이 적은 갈수기에 물을 방출하여 농업용수 또는 식수로 사용할 수 있도록 조절하게 된다.Such a reservoir is mainly used to store water in rainy season with heavy rainfall, to prevent flooding or flooding of rivers, and to release water in the low-drained dry season so that it can be used as agricultural water or drinking water.
따라서 집중적인 호우가 빈번한 지역이나 강수량이 많은 장마철과 강수량이 적은 갈수기의 구분이 뚜렷한 지역에서는 이와 같은 저수지의 필요성은 더욱 커질 것이다. 특히 농업용수와 식수가 필요한 봄철에 가뭄이 들 경우에는 농작물의 재배에 있어 치명적인 영향을 줌은 물론, 생활용수의 부족으로 많은 사람들이 생활의 불편을 겪을 수 있으며, 이와 같은 현상들은 정도의 차이가 있을 뿐 매년 반복되고 있다.Therefore, the need for such reservoirs will be even greater in areas with frequent heavy rains or in areas with high rainfall and low rainfall during the rainy season. In particular, in the spring season when agricultural water and drinking water are needed, many people may experience inconveniences due to the lack of water, as well as a devastating effect on the cultivation of crops. It is just repeated every year.
이와 같은 문제점을 해결하기 위해서는 저수지의 저수량을 충분히 확보하여야 하는데, 이를 위해서는 보다 많은 저수지를 건설하거나, 저수지의 크기를 더 크게 하여야만 한다.In order to solve such a problem, a sufficient amount of reservoirs must be secured. For this purpose, more reservoirs must be constructed or the reservoir must be larger in size.
그러나, 새로운 저수지를 보다 많이 건설하는 것은 많은 시간과 비용이 소요되며, 특히 대규모의 저수지의 건설에는 천문학적인 비용이 소요되는 문제점이 있다.However, the construction of more new reservoirs takes a lot of time and money, and in particular, the construction of large reservoirs has a problem of astronomical costs.
또한, 저수지의 건설을 위해서는 주위 환경에 미치는 영향을 고려하여야함은 물론 새로운 저수지의 건설로 인한 보상문제, 경관의 훼손, 문화재소실 등 크고작은 제반 문제점을 해결해야 하는 문제점이 있으며, 이러한 문제점을 차치하더라도, 제한된 국토 내에 많은 저수지의 건설하는 것은 비효율적일 뿐만아니라 저수지의 건설에 적합한 장소가 무한정 제공될 수는 없을 것이다.In addition, for the construction of reservoirs, it is necessary to consider the impact on the surrounding environment, as well as to solve all the large and small problems such as compensation problems caused by the construction of new reservoirs, damage to the landscape, and loss of cultural property. However, the construction of many reservoirs in a limited land area is not only inefficient, but there will be no infinite number of places suitable for the construction of reservoirs.
한편, 저수지의 수를 늘린다 하더라도 겨울이나 봄의 갈수기에는 매년 강수량이 적으며 반대로 증발량은 많으므로, 저수지의 저수량은 막대한 양의 증발을 통해 지속적으로 줄어들게 된다. 이러한 현상으로 인해 거의 매년 장마철이 되기 전에 저수지의 바닥이 드러나게 되는데, 이는 단순하게 저수지의 수를 늘리거나 대형 댐을 건설하는 정도로 해결할 수 없는 문제이다.On the other hand, even if the number of reservoirs is increased, precipitation is low every year during the dry seasons of winter or spring, and the amount of evaporation is high, so the reservoir amount of the reservoir is continuously reduced through a huge amount of evaporation. Due to this phenomenon, the bottom of the reservoir is exposed before the rainy season almost every year, which cannot be solved by simply increasing the number of reservoirs or constructing a large dam.
결과적으로, 제한적인 저수지로는 초봄 갈수기에 충분한 물을 제공할 수 없게 되어 가뭄으로 인한 농업용수 및 생활용수의 부족문제를 해결할 만한 저수량을 확보할 수 없는 문제점이 있다. 또한, 여름철 수온상승으로 인한 식물플랑크톤의 번창으로 수질이 오염되는 등의 문제점이 발생하게 된다.As a result, the limited reservoir is unable to provide sufficient water in the early spring season, and there is a problem in that it is not possible to secure a sufficient amount of water to solve the shortage of agricultural and living water due to drought. In addition, problems such as water quality is contaminated due to the growth of phytoplankton due to the rise in water temperature in summer.
따라서, 본 발명의 목적은 상기한 바와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 영하의 기온에서 얼음층 하방의 물을 얼음층 상방으로 끌어올려 얼음층을 지속적으로 두껍게 형성하여 저수지의 수질 및 저수량을 유지하는 저수지의 축빙방법을 제공하는 것이다.Therefore, an object of the present invention is to solve the problems of the prior art as described above, by raising the water below the ice layer above the ice layer at sub-zero temperatures to form a thick ice layer continuously to maintain the water quality and storage of the reservoir It is to provide a storage method of the reservoir.
상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 저수지의 축빙방법은, 물이 저장된 저수지의 물을 끌어올리기 위한 양수기구를 설치하는 준비단계와; 저수지의 수면에 얼음층이 형성된 후 상기 양수기구를 작동시켜 상기 얼음층 아래의 물을 상기 얼음층의 상방으로 끌어올리는 양수단계와; 상기 양수기구로 끌어올린 물을 상기 얼음층의 상면에 뿌리고, 자연상태의 한랭공기에 의해 얼음층 상면의 물을 얼리는 축빙단계와; 태양복사와 강수여부와 같은 기상상태에 따라 상기 양수기구의 작동을 조절하여 상기 얼음층이 지속적으로 두꺼워 질 수 있도록 하는 축빙조절단계를 포함하여 구성된다.The ice storage method of the reservoir for achieving the above object comprises the steps of preparing a pumping mechanism for raising the water of the reservoir in which the water is stored; After the ice layer is formed on the surface of the reservoir water pumping step of operating the pumping device to raise the water under the ice layer above the ice layer; An ice-ice step of spraying the water drawn up by the pumping device onto the upper surface of the ice layer and freezing the water on the upper surface of the ice layer by cold air in a natural state; It comprises a frost control step of adjusting the operation of the pumping device according to the weather conditions such as solar radiation and precipitation so that the ice layer is continuously thickened.
상기 준비단계에서는, 상기 저수지의 수면에 상기 얼음층이 형성되지 않을 경우 상기 저수지의 수면 위에 일정 표면적을 가지는 부유물을 띄워 결빙을 촉진키는 것을 특징으로 한다In the preparation step, when the ice layer is not formed on the surface of the reservoir, it floats a float having a certain surface area on the surface of the reservoir to promote freezing.
상기 준비단계에서는, 상기 저수지의 수면에 상기 얼음층이 형성되지 않을 경우 상기 저수지의 수면위에 제빙기나 제설기로 설빙을 공급하여 결빙을 촉진시키 는 것을 특징으로 한다.In the preparation step, if the ice layer is not formed on the surface of the reservoir, it is characterized in that the ice is supplied to the ice maker or snow plow on the surface of the reservoir to promote freezing.
상기 준비단계에서는, 상기 저수지의 일측에 저수지의 물을 끌어올려 한랭공기로 얼려서 저장할 수 있는 공간인 장빙소가 더 형성됨을 특징으로 한다.In the preparation step, it is characterized in that it is formed on the one side of the reservoir is a shelter which is a space that can be stored by freezing the cold water by pulling up the water of the reservoir.
상기 장빙소는 상기 저수지의 가장자리에 형성되고, 상기 저수지의 수면보다는 높은 위치에 형성되며, 햇빛과 비를 막을 수 있는 차폐부재가 더 구비되는 것을 특징으로 한다.The shelter is formed at the edge of the reservoir, is formed at a position higher than the water surface of the reservoir, it characterized in that the shield member is further provided to prevent sunlight and rain.
상기 축빙단계에서는, 상기 양수기구에 의해 상기 끌어올려진 물을 작은 입자상태로 분사하는 분사수단으로 상기 얼음층의 상방에서 분사함을 특징으로 한다.In the frosting step, it is characterized in that the spraying means for injecting the water drawn up by the pumping device in a small particle state from the top of the ice layer.
상기 축빙조절단계에서는, 기온이 영상으로 올라가거나, 비가 올 경우 상기 양수기구의 작동을 중단시킴을 특징으로 한다.In the icing control step, when the temperature rises in the image or rains, the operation of the pumping device is characterized in that to stop.
상기 얼음층이 모두 녹은 후에는 상기 장빙소에 저장된 얼음이 녹아 상기 저수지로 유입되어 저수지의 물의 수온을 낮추어 증발을 억제시키는 해빙단계가 더 실시되는 것을 특징으로 한다.After all of the ice layer is melted, the ice stored in the ice sheet melts and flows into the reservoir, thereby lowering the water temperature of the reservoir water, characterized in that the thawing step is further performed.
그리고, 상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 저수량 유지를 위한 저수지의 축빙방법은, 물이 저장된 저수지의 인접한 일측에 형성된 장빙소의 내측 및 저수지의 수면 외측의 지표에 물을 분사하여 결빙이 일어나게 하는 제1준비단계와; 상기 제1준비단계에 의해 형성된 얼음층에 양수기구를 설치하고, 상기 저수지의 내측으로 결빙이 진행됨에 따라 연속적으로 양수기구를 설치하는 제2준비단계와; 저수지의 수면에 얼음층이 형성된 후 상기 양수기구를 작동시켜 상기 얼음층 아래의 물을 상기 얼음층의 상방으로 끌어올리는 양수단계와; 상기 양수기구로 끌어올린 물을 상기 얼음층의 상면에 뿌리고, 자연상태의 한랭공기에 의해 얼음층 상면의 물을 얼리는 축빙단계와; 태양복사와 강수여부와 같은 기상상태에 따라 상기 양수기구의 작동을 조절하여 상기 얼음층이 지속적으로 두꺼워 질 수 있도록 하는 축빙조절단계를 포함하여 구성된다.In addition, the ice storage method of the reservoir for maintaining the storage amount to achieve the above object is, the water is formed by spraying water on the surface of the reservoir and the outer surface of the reservoir formed on the adjacent one side of the reservoir where the water is stored to cause freezing 1 preparation step; A second preparation step of installing a pumping device in the ice layer formed by the first preparing step, and continuously installing the pumping device as freezing proceeds to the inside of the reservoir; After the ice layer is formed on the surface of the reservoir water pumping step of operating the pumping device to raise the water under the ice layer above the ice layer; An ice-ice step of spraying the water drawn up by the pumping device onto the upper surface of the ice layer and freezing the water on the upper surface of the ice layer by cold air in a natural state; It comprises a frost control step of adjusting the operation of the pumping device according to the weather conditions such as solar radiation and precipitation so that the ice layer is continuously thickened.
상기 제1준비단계에서는, 상기 장빙소에 별도 구비된 장빙소배관에 의해 상기 장빙소 내부로 물이 공급되어 상기 장빙소 내부에 결빙이 일어나게 됨을 특징으로 한다.In the first preparation step, the water is supplied to the inside of the janggeokgo by the janggeokso pipe separately provided in the janggeokgo characterized in that the icing occurs inside the janggeokgo.
상기 축빙조절단계에서는, 상기 양수기구와 연결되고, 상기 저수지의 하부와 연결되는 우회배관에 의해 상기 저수지의 물이 우회하도록 상기 양수기구가 지속적으로 동작되는 것을 특징으로 한다.In the frosting control step, the pumping mechanism is continuously operated so that the water of the reservoir is bypassed by a bypass pipe connected to the pumping mechanism, and connected to the lower portion of the reservoir.
이와 같은 구성을 가지는 본 발명에 의한 저수량 유지를 위한 저수지의 축빙방법에 의하면, 얼음층의 형성으로 저수지의 증발량을 최소화하여 저수지의 저수량을 보존함으로써 충분한 수자원을 확보할 수 있는 효과가 있다.According to the ice storage method of the reservoir for maintaining the storage amount according to the present invention having such a configuration, there is an effect that can secure sufficient water resources by minimizing the amount of evaporation of the reservoir by the formation of ice layer to preserve the reservoir amount.
이하, 상기와 같은 구성을 가지는 본 발명에 의한 저수량 유지를 위한 저수지의 축빙방법을 첨부된 도면을 참고로 하여 보다 상세하게 설명한다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings the ice storage method of the reservoir for the storage of water storage according to the present invention having the above configuration will be described in more detail.
도 1 은 본 발명에 의한 저수량 유지를 위한 저수지의 축빙방법의 바람직한 실시예를 개략적으로 보인 개요도이며, 도 2 는 본 발명에 의한 저수량 유지를 위한 저수지의 축빙방법의 바람직한 실시예에 따른 얼음층 초기 형성과정을 개략적으로 보인 개요도이다. 그리고, 도 3 은 본 발명에 의한 저수량 유지를 위한 저수지의 축빙방법의 바람직한 실시예에 따른 장빙소의 개략적인 구성을 보인 개요도이 다.1 is a schematic view schematically showing a preferred embodiment of the reservoir ice storage method for the storage of the reservoir according to the present invention, Figure 2 is the initial formation of ice layer according to a preferred embodiment of the reservoir ice storage method for the storage of the reservoir according to the present invention A schematic diagram showing the process. And, Figure 3 is a schematic diagram showing a schematic configuration of a shelter in accordance with a preferred embodiment of the reservoir ice storage method for maintaining the storage amount according to the present invention.
도면에 도시된 바에 따르면, 강수량이 많은 장마철이나, 많은 비가 집중적으로 내릴때에 저수지(100)에서는 충분한 양의 유수를 가두어 저장하게 된다. 이와 같은 저수지(100)는 사용용도에 따라서 그 크기와 형태는 다양하게 적용될 수 있다.As shown in the figure, during the rainy season with a lot of rainfall or when a lot of rain falls intensively, the
통상적으로, 상기 저수지(100)는 장마가 시작되는 여름철부터 겨울이 시작되기 전까지는 충분한 강수량에 의해서 상기 저수지(100)의 용량만큼 물을 저장 가능하게 되며, 갈수기를 대비하여 저수량을 충분하게 확보하여야 할 것이다.Typically, the
그리고, 기온이 영하로 내려가는 겨울철이 되면, 상기 저수지(100)의 수면은 기온에 의해 얼어붙게 되어 자연스럽게 얼음층(200)을 형성하게 된다. 상기 얼음층(200)은 상기 저수지(100)의 수면에 형성되므로, 바람에 의해 상기 저수지(100)의 수면에 심한 물결이 치거나, 외부에서 지속적인 유수의 유입이 있을 경우, 그리고 상기 저수지(100)의 내부에 저장된 물의 대류가 심한 경우에는 상기 얼음층(200)의 자연적인 형성이 어려운 문제점이 있다.And, when the temperature is below freezing winter, the water surface of the
이를 해결하기 위해서, 상기 저수지(100)의 수면에 부유물(120)을 띄우게 된다. 상기 부유물(120)은 상기 얼음층(200)의 형성이 용이하게 하는 얼음핵이 되는 것으로, 상기 저수지(100)의 수면에 뜰 수 있도록 비교적 가벼운 재질로 넓은 표면적을 가지도록 형성된다. 이때, 상기 부유물(120)은 얼음층(200)이 형성되기 전에 떠내려 가는 것을 방지하기 위해 밧줄과 같은 별도의 수단에 의해 고정될 수도 있을 것이다.In order to solve this, the
즉, 영하로 기온이 떨어지게 되어 얼음이 얼 수 있는 환경이 조성되었을 때 상기 저수지(100)의 수면 소정의 위치에 띄워지게 되며, 상기 저수지(100)의 물이 상기 부유물(120)을 향하여 분사되어 상기 부유물(120)의 표면에서부터 점차로 상기 저수지(100)의 수면 위에 상기 얼음층(200)이 형성될 수 있게 된다.That is, when the temperature drops below zero to create an environment where ice can be frozen, the water floats at a predetermined position on the surface of the
그리고, 상기 부유물(120)은 얼음층(200)을 지표와 인근한 가장자리부터 형성하기 위해서 초기에는 지표와 닿아 있도록 준비되는 것이 바람직할 것이다.In addition, the
한편, 상세하게 도시되지는 않았지만, 상기 저수지(100)의 수면 위에 상기 부유물(120)을 띄우지 않고, 제설기 또는 제빙기를 이용하여 설빙을 공급함으로써 결빙을 촉진할 수도 있을 것이며, 이를 통해 보다 효과적으로 상기 얼음층(200)을 형성하는 것도 가능할 것이다.On the other hand, although not shown in detail, without floating the
그리고, 아래에서 상세하게 설명할 장빙소(140) 및 수면과 인접한 저수지(100)의 지표를 향하여 물을 분사하게 되면, 상기 저수지(100)의 내측 수면에 직접 얼음층(200)을 형성하는 것보다 용이하게 되며, 상기 장빙소(140) 및 수면과 인접한 저수지(100)의 지표에서부터 점차적으로 아래에서 상세하게 설명할 양수기구(300)를 사용하여 저수지(100)의 내측으로 얼음층(200)을 증가시켜 나가게 되면 보다 용이하게 저수지(100)의 수면에 얼음층(200)을 형성할 수 있게 될 것이다.Then, when water is sprayed toward the surface of the
상기 얼음층(200)이 최초에 일정한 두께로 형성된 후에는 얼음을 얼릴 수 있는 외부의 냉기가 상기 얼음층(200)에 의해 단열되어, 상기 얼음층(200) 아래에 있는 물까지 전달되지 못하게 되므로, 상기 얼음층(200)의 두께는 어느 정도까지 두꺼워진 후에는 두꺼워지는 속도가 현저하게 줄어들게 된다. 이때, 상기 얼음 층(200)의 두께는 상기 저수지(100)의 수심에 비교할 때 매우 얇은 정도로 그 양 또한 상대적으로 작게 된다.After the
이처럼 상기 저수지(100)의 표면에 얼음층(200)이 형성되고 난 후에는 양수기구(300)에 의해 상기 얼음층(200) 하방의 물을 상기 얼음층(200)의 상방으로 끌어 올리게 된다. 상기 양수기구(300)는 상기 얼음층(200) 하방의 물을 상기 얼음층(200)의 상방으로 끌어올리기 위한 구성으로, 펌프 또는 모터를 이용한 동력장치에 의해 상기 얼음층(200) 하방의 물을 선택적으로 끌어올릴 수 있도록 구성된다. As such, after the
상기 양수기구(300)에 관하여 도 3을 참고로 하여 살펴보면, 상기 양수기구(300)는 양수관(310)과 분사수단(320), 지지부재(330), 구동수단(340) 및 전력공급수단(350)을 포함하여 구성된다.Referring to Figure 3 with respect to the
상기 양수관(310)은 상기 얼음층(200) 하방의 물을 상기 얼음층(200) 상방으로 안내하기 위한 것으로, 얼음의 두께가 두꺼워지더라도 상기 얼음층(200) 하방의 물을 상기 얼음층(200) 상방으로 안내할 수 있도록 충분한 길이를 가지도록 형성된다. The
필요에 따라 상기 양수관(310)은 상기 양수기구(300)가 상기 저수지(100)의 바닥면에 설치되어 상기 저수지(100) 하부의 물을 끌어올림과 동시에 상기 양수기구(300)의 설치 위치가 고정될 수 있도록 상기 저수지(100)의 바닥면 까지 연장될 수 있을 것이며, 이 경우 상기 양수관(310) 하부는 양측면이 개구되어 저수지(100) 하측의 물이 출입할 수 있도록 구성된다.If necessary, the
그리고, 상기 양수관(310)의 내부는 지속적으로 물이 유동하게 되어 내부가 얼어붙지 않을 것이나, 영하의 온도에서도 내부가 얼어붙지 않도록 단열소재로 형성되는 것이 바람직할 것이다.In addition, the interior of the
즉, 영하의 온도에서 물을 끌어올리는 것을 멈추게 될 경우 상기 양수기구(300)의 양수관(310)과 분사노즐이 얼어 상기 양수기구(300)가 정상 작동을 하지 못할 수도 있으므로, 영하의 온도 또는 영하의 온도로 떨어질 것이 예상되는 경우에는 상기 양수기구(300)를 지속적으로 작동시키게 된다. That is, when it stops raising the water at sub-zero temperature, the
이때, 상기 양수기구(300)의 지속적인 작동으로 상기 얼음층(200) 위로 분사되는 물은 이미 형성된 배수로를 통해 배수되거나, 도 2 에 도시된 것처럼 양수관(310)의 중간에서 상기 우회배관(400)을 따라 다시 저수지(100)의 얼음층(200) 하방으로 유입될 수도 있을 것이다.At this time, the water sprayed onto the
한편, 상기 양수관(310)의 일측에는 지지부재(330)가 형성된다. 상기 지지부재(330)는 상기 얼음층(200)에 상기 양수기구(300)가 고정될 수 있도록 하는 것으로, 상기 양수관(310)에 의해 중앙이 관통되는 판상으로 형성된다.On the other hand, the
상기 지지부재(330)는 소정의 면적을 가지는 판상으로 형성되어 상기 얼음층(200)의 결빙시 상기 얼음층(200) 상면과 접하여 상기 양수기구(300)를 지지하게 되며, 필요에 따라 물에 뜰 수 있는 스티로폼과 같은 소재로 형성되어 상기 얼음층(200)이 형성되지 않은 상태에서도 상기 저수지(100)의 수면에 떠 있을 수 있게 된다.The
또한, 상기 지지부재(330)는 상기 얼음층(200)이 이미 형성된 상태에서 상기 양수기구(300)가 설치되는 경우, 상기 양수기구(300)의 양수관(310)이 상기 얼음 층(200)을 관통하게 되며, 이때 상기 지지부재(330)의 하면은 상기 얼음층(200)의 상면과 접하면서 상기 양수기구(300)를 고정하게 된다.In addition, when the
그리고, 상기 양수관(310)의 상측에는 구동수단(340)과 분사수단(320)이 구비된다. 상기 구동수단(340)은 상기 얼음층(200) 하방의 물을 끌어올리기 위한 동력을 제공하는 것으로, 일반적으로 사용되는 전기 모터에 의해 구동되는 펌프가 채용되는 것이 바람직 할 것이다.In addition, the driving means 340 and the injection means 320 is provided above the
상기 양수관(310)의 상단에는 상기 구동수단(340)에 의해 끌어올려진 물을 양측방으로 분사하는 분사수단(320)이 구비되며, 상기 분사수단(320)은 끌어올려진 물을 입자 상태로 분사하여 보다 효과적으로 결빙이 일어날 수 있도록 한다. 따라서, 상기 양수기구(300)에 의해 끌어올려진 물이 상기 얼음층(200)의 상방에서 분사되어 상기 얼음층(200)의 상면에 다시 얼음이 얼게 됨으로써, 상기 얼음층(200)의 두께를 보다 효과적으로 두껍게 할 수 있게 된다.The upper end of the
한편, 상기 구동수단(340)에는 전력공급수단(350)이 구비된다. 상기 전력공급수단(350)은 상기 구동수단(340)의 구동을 위한 전력을 전달하는 것으로, 일반적으로 사용되는 전선이 사용된다. 상기 전선은 상기 저수지(100)의 얼음층(200) 또는 수면에 고정된 구동수단(340)과 상기 저수지(100)의 외측 지상에 제공되는 전원을 연결하는 것으로, 상기 얼음층(200)의 성장으로 인해 상기 얼음층(200)의 내측에 들어가거나, 수면 위에 위치하게 되더라도 원활하게 전력을 전달할 수 있도록 방수 및 보온 가능한 피복처리가 되는 것이 바람직할 것이다.On the other hand, the driving means 340 is provided with a power supply means 350. The power supply means 350 transfers power for driving the driving means 340, and a wire generally used is used. The wire is to connect the power source provided on the outer surface of the
물론, 상기 구동수단(340)은 전선에 의한 전력 공급방법 외에도, 태양열에 의해 충전되는 태양열 충전지에 의해 작동될 수도 있을 것이며, 이 경우에는 지상과 연결되는 별도의 전선은 필요 없을 것이다.Of course, the driving means 340 may be operated by a solar rechargeable battery charged by solar heat, in addition to the electric power supply method by the wire, in this case, a separate wire connected to the ground will not be necessary.
한편, 상기 양수기구(300)에 의해 상기 얼음층(200)의 상방으로 끌어올려진 물은 상기 분사수단(320)에 의해 분사되지 않고 이미 형성된 상기 얼음층(200)의 상면으로 흘려보낼 수도 있을 것이다. 물론 이때 상기 얼음층(200)에 의해 상기 얼음층(200) 하방의 물이 가진 열과 이보다 더 아래에서 전해지는 지열이 차단되므로 영하의 한랭대기에 의해 상기 얼음층(200)은 점차적으로 두꺼워 질 수 있게 된다.On the other hand, the water pulled up by the
상기 양수기구(300)에 의해 끌어올려진 물은 일방향으로 집중적으로 분사될 수 있으며, 이러한 방법을 통해서 상기 얼음층(200)의 상면이 경사지도록 형성할 수도 있을 것이다. 상기 얼음층(200)의 상면이 경사지게 형성될 경우 태양복사 및 빗물에 의해 상기 얼음층(200)의 상면에 물이 생기거나 유입될 경우 경사면을 따라 신속하게 배수될 수 있도록 함으로써 상기 얼음층(200)이 물에 의해 녹는 양을 최소화하게 된다.The water drawn up by the
이와 같이 상기 얼음층(200) 상면에 경사를 형성하기 위해서는 다수의 양수기구(300)를 상기 저수지(100)의 전체면에서 일측으로 치우친 위치에 설치하여 상기 저수지(100) 일측부의 얼음층(200) 두께를 보다 두껍게 함으로써 자연스럽게 상기 얼음층(200) 상면의 경사면을 형성할 수 있을 것이다.In order to form an inclination on the upper surface of the
그리고, 필요에 따라서는 상기 얼음층(200)의 지속적인 형성 중에 상기 얼음층(200) 상면의 물이 흘러나갈 수 있는 배수로를 더 형성하는 것도 가능할 것이다.If necessary, it may be possible to further form a drainage path through which water on the upper surface of the
이와 같은 상기 양수기구(300)는 상기 저수지(100)의 크기에 따라 다수개가 구비될 수 있으며, 상기 저수지(100)에 보다 많은 수의 상기 양수기구(300)가 구비될수록 상기 저수지의 얼음층(200)을 보다 빠른 시간에 효과적으로 두껍게 형성할 수 있을 것이다.Such a
상기 양수기구(300)에 의해서 상기 얼음층(200)의 상방으로 끌어올려진 물은 영하의 기온에 의해 모두 얼음층(200)의 상면에서 얼어붙게 되고, 이로 인해 상기 얼음층(200)의 두께는 점차적으로 두꺼워지게 되어 상기 저수지(100)에 저장된 상당량의 물을 얼릴 수 있게 된다.The water drawn up above the
상기 얼음층(200)을 두껍게 하는 작업은 기온이 영하로 내려가 얼음층(200)이 형성될 수 있는 조건이라면 지속적으로 실시될 것이며, 기온이 영상이 될 경우에는 더 이상 상기 얼음층(200)의 두께를 두껍게 하는 것이 어려우므로 상기 얼음층(200) 하방의 물을 끌어올리는 것을 중단하게 된다.The thickening of the
즉, 상기 얼음층(200) 아래의 물은 온도가 0℃이상이므로, 상기 얼음층(200) 위로 끌어올려 분사시키게 될 경우 상기 얼음층(200)을 녹일 수도 있기 때문에 상기 양수기구(300)의 작동을 중단하게 된다.That is, since the water below the
한편, 태양복사가 강하게 내리쬐는 낮 동안에도 상기 얼음층(200) 하방의 물을 끌어올리는 것을 중단하여야 하는데, 이하에서는 이에 대하여 보다 상세하게 설명한다.On the other hand, even during the day when the sun is strongly down the sun should stop raising the water below the
일반적으로, 얼음을 융해시키기 위한 에너지는 80cal/g으로 알려져 있으며, 태양복사에 의한 에너지는 2cal/㎠·min가 제공된다. 그리고, 태양복사는 대기 중에서 50%가량이 흡수되며, 나머지 50%정도가 지표에 도달할 수 있게 되는데 얼음은 다시 이들 중 50~80%를 반사하게 된다. Generally, the energy for melting ice is known to be 80cal / g, and the energy from solar radiation is provided to 2cal / cm 2 · min. Solar radiation is absorbed by about 50% of the atmosphere, and the remaining 50% is able to reach the Earth's surface, where ice again reflects 50-80%.
반면에 물은 대기층을 통과하여 온 태양복사의 8%를 반사하고 92%를 흡수하게 되므로 결론적으로 단위면적당 흡수하게 되는 태양복사에 의한 에너지는 0.92cal/㎠·min가 된다. 즉, 추운 날씨에도 1㎠의 면적에서 87분 동안 태양복사 에너지를 받아들이게 되면, 얼음 1g을 녹일 수 있는 80cal/g의 에너지를 흡수하게 된다.On the other hand, water reflects 8% of the solar radiation through the atmospheric layer and absorbs 92%. Consequently, the energy of solar radiation absorbed per unit area is 0.92cal / cm 2 · min. In other words, when cold radiation is received for 87 minutes in an area of 1 cm 2 in cold weather, it absorbs 80 cal / g of energy that can melt 1 g of ice.
따라서, 낮 동안에는 상기 얼음층(200) 아래의 물을 끌어올려 상기 얼음층(200) 상면에 공급하게 될 경우 비록 영하의 온도라 할지라도 얼음이 어는 양보다 녹는 양이 더 많아 지게 된다. 그러므로 태양복사가 강한 낮시간 동안에는 상기 양수기구(300)를 이용하여 물을 끌어올리는 작업을 중단하는 것이 효과적이다.Therefore, during the day, when the water under the
하지만, 기온이 영하 15℃ 이하이면 태양복사를 받으면서도 공기에 의한 열전도 만으로 물이 얼 수 있으므로, 상기 양수기구(300)를 가동하여 상기 얼음층(200) 하방의 물을 끌어올려 상기 얼음층(200) 상면으로 공급하여 상기 얼음층(200)을 두껍게 하는 것이 가능하게 된다.However, if the temperature is below 15 degrees Celsius or less, the water can freeze only by heat conduction by air while receiving solar radiation, so that the
이렇게 한번 형성된 상기 얼음층(200)은 영하의 기온이 될 때마다, 상기 얼음층(200) 아래의 물이 상기 얼음층(200)의 상면으로 공급되고, 한랭대기에 의해 얼음층(200) 상면의 물이 다시 얼어붙게 되어 상기 얼음층(200)은 지속적으로 두꺼워지게 된다. 특히 영하의 기온이 지속되는 밤동안에는 상기 얼음층(200)이 보다 효과적으로 두꺼워 지게 된다.When the
이와 같이 형성된 상기 얼음층(200)은 저수지에 도달하는 태양복사를 모두 반사 또는 흡수해 버리므로, 상기 얼음층(200) 하방에 수용된 상기 저수지(100)의 물은 태양복사를 받지 못해 승온되지 않는다. 또한, 상기 얼음층(200)이 완전히 녹기 전까지는 상기 얼음층(200)이 녹으면서 발생하는 물이 지속적으로 흘러나오게 되어 저수지(100)의 수온이 상승하는 것을 방지하게 된다.Since the
따라서, 얼음층(200)이 두껍게 형성될수록 상기 얼음층(200)이 완전히 녹을 때까지의 시간이 오래 걸리고 상기 얼음층(200)에 의한 냉수의 생산량이 많아지므로 오랫동안 상기 저수지(100)의 수온 상승을 막아 상기 저수지(100)에 수용된 물의 증발을 억제하게 된다.Therefore, the thicker the
증발량은 E=(a+bU)(ew-ea)로 표시하게 되는데, 여기서 E는 증발량이며, a와 b는 상수로 각 지역마다, 계절마다 조금씩 다르고, U는 1m상공의 풍속이며 ew는 수면(또는 얼음면)의 공기의 포화증기압이고, ea는 1m상공의 증기압이다. ew는 수면(또는 얼음면)의 온도에 따라 변하고 ea는 공기의 노점온도에 따라 변하므로 증발량은 얼음면 온도와 공기의 노점온도의 차이에 비례한다.The amount of evaporation is expressed as E = (a + bU) (e w -e a ), where E is the amount of evaporation, a and b are constants, which vary slightly from region to region and season to season, and U is the wind speed over 1 m and e w is the saturated vapor pressure of air on the water surface (or ice surface), and e a is the vapor pressure over 1m. Since e w changes with the temperature of the water surface (or ice surface) and e a changes with the dew point temperature of the air, the amount of evaporation is proportional to the difference between the ice surface temperature and the air dew point temperature.
이때, 상기 저수지(100)에 형성되는 상기 얼음층(200)의 두께가 두꺼울수록 상기 얼음층(200)이 모두 녹는데 걸리는 시간은 오래 걸리며, 그 동안 ew는 작은 값을 가지게 되므로, 상기 저수지(100)에 저장된 물의 증발을 최소화하게 된다.In this case, as the thickness of the
한편, 상기 얼음층(200)을 녹이는 요인으로는 다양한 인자들이 있다. 기온이 영상으로 올라가서 생기는 공기의 열전도, 태양복사, 응결된 물, 응결잠열, 그리고 빗물이 있다.On the other hand, there are a variety of factors as a factor for melting the
우선 영상의 기온에서 상기 얼음층(200)이 녹는 시간을 계산해 보면, 상기 얼음층(200)의 두께가 1m이고, 얼음은 0℃ 그리고, 기온은 30℃라고 가정할 때, 두께 1m의 상기 얼음층(200)을 녹이기 위해서는 대략 8000cal의 에너지를 필요로 한다.First, when the
따라서, Ba1=5.773×10-5×30=1.73×10-3이므로, 상기 얼음층이 녹는데 걸리는 시간은 8000/(1.73×10-3)=1284시간 다시 말해 대략 54일 소요된다.Therefore, since B a1 = 5.773 × 10 −5 × 30 = 1.73 × 10 −3 , the time taken for the ice layer to melt is about 8000 / (1.73 × 10 −3 ) = 1284 hours, that is, about 54 days.
이중 태양복사에 의해 상기 얼음층(200)이 녹기 위해서는 단위면적(1㎠)당 얼음이 흡수하는 태양복사에 의한 에너지는 대략 0.4cal/㎠·min이므로 1g의 얼음을 녹이기 위해서는 대략 200분의 시간이 걸리게 된다. 즉, 1m두께의 상기 얼음층(200)을 순수한 태양복사 에너지만으로 녹이기 위해서는 대략 333시간이 소모되는 것이다.In order to melt the
물론 밤시간 동안에는 태양복사가 일어나지 않게 되므로, 이를 고려한다면 태양복사 에너지에 의해 1m두께의 상기 얼음층(200)이 녹기 위해서는 두배의 시간이 소모되며, 태양복사가 일어나더라도, 날씨 또는 아침 저녁시간의 태양복사는 정오의 그것과는 현격한 차이가 있으므로 다시 두배의 시간이 소모된다고 볼 때, 대략 55일의 시간이 지나야 1m의 두께를 가지는 상기 얼음층(200)을 모두 녹일 수 있게 된다.Of course, since the solar radiation does not occur during the night time, if this is taken into account when the
그리고, 비가 오게 될 경우에는 빗물에 의해 상기 얼음층(200)의 상면이 녹 게 되는데, 이를 최소화하기 위해서 상기 얼음층(200)의 상면을 경사지게 형성함으로써 빗물이 상기 얼음층(200)과 접하게 되는 즉시 흘러내리도록 하게 된다.And, when it rains, the upper surface of the
이와 같이 상기 얼음층(200)을 녹이는 인자들은 상황에 따라 달라지게 되어 정확한 값으로 산출해 내기가 어려우나 개략적으로 계산해 볼 때 대략 27일 정도의 시간이 걸리게 된다. 그러나 봄 기온이 30℃까지 올라가는 경우가 거의 없으며, 상기 얼음층(200)의 두께 또한 1m이상 형성할 수 있다. 즉, 2m이상의 두께로 상기 얼음층을 형성하게 되면, 상기 얼음층(200)이 모두 녹기 위해서는 적어도 2-3개월의 시간이 소모됨을 알 수 있다.As described above, the factors for melting the
수면기온이 낮으면 반대로 공기 중의 물이 수면으로 들어가는 이슬형상이 생긴다. 상기 얼음층(200)의 상면 즉, 빙면은 수면보다 증기압이 더욱 낮으므로 증발량은 더욱 감소하게 된다. 따라서 얼음이 수면 위에 있으면, 얼음 자체가 증발을 억제하기도 하지만 한랭해진 수온이 증발을 억제하는 효과를 가지게 된다.If the surface temperature is low, conversely, water in the air will enter the surface of the dew. The upper surface of the
이를 수치를 통해 살펴보면, 풍속이 2m/s라고 가정할 때 증발량은 수온이 0℃인 경우 -0.48mm/h가 증발된다. 즉, 물이 증발하는 것이 아니라 대기중의 수증기가 물속으로 흡수된다. 그리고, 온도가 -1℃인 빙면에서는 -0.80mm/h로 응결이 더욱 촉진된다. 그러나 수온이 25℃인 경우는 0.26mm/h만큼 증발이 일어나게 된다.Looking at this value, assuming that the wind speed is 2m / s, the evaporation amount is -0.48mm / h when the water temperature is 0 ℃. In other words, water vapor in the atmosphere is absorbed into the water rather than evaporating. And on the ice surface whose temperature is -1 degreeC, condensation is further accelerated by -0.80mm / h. However, when the water temperature is 25 ℃ evaporation occurs by 0.26mm / h.
이처럼 얼음 상태이거나 수온이 낮을 경우에는 증발량은 대폭 감소하게 되는데, 이를 통해 살펴볼 때 상기 저수지(100)에 상기 얼음층(200)이 형성되어 있거나 상기 얼음층(200)이 녹더라도 상기 저수지(100)의 수온 자체를 일정기간 동안 낮게 유지하게 되므로 얼음이 모두 녹고난 일정시간 후 까지도 상기 저수지(100)에 저장 된 물의 증발량을 최대한 억제시킬 수 있게 된다.As such, when the ice state or the water temperature is low, the amount of evaporation is greatly reduced. As a result, even if the
얼음은 물위에 1/11이 부유하므로 얼음표면은 항상 물 위에 떠 있게 된다. 물위에 떠 있는 동안에는 태양복사가 물속으로 들어가 흡수되는 것을 막아주므로 얼음이 녹는 속도나 물이 더워지는 속도가 현저하게 느려지게 된다. 그러나 얼음이 다 녹고 나서, 수면에 더 이상 얼음이 없게 되면, 수면에서 태양복사를 받아들이는 양이 현저하게 증가되어 온도가 올라가는 속도가 아주 빨라지게 된다.Since ice is 1/11 floating on water, the ice surface always floats on water. While floating on water, the sun's radiation prevents it from entering and absorbing water, which significantly slows the rate at which the ice melts and the water warms up. But once the ice has melted and there is no more ice on the surface, the amount of solar radiation on the surface is significantly increased and the rate of temperature rise is very fast.
이때, 상기 저수지(100) 물의 승온 속도를 늦추어주기 위해 상기 저수지(100)의 일측에 장빙소(140)를 설치하게 된다. 상기 장빙소(140)는 상기 저수지(100)의 물을 끌어올리거나, 상기 저수지(100)의 내부로 유입되는 물을 저장한 뒤 얼려서 축적하는 것으로, 상기 저수지(100)의 수면에 형성된 상기 얼음층이 모두 녹았을 때, 상기 저수지(100)의 수온을 낮추어 증발을 억제시킬 수 있도록 형성된다.In this case, in order to slow down the temperature increase rate of the
상기 장빙소(140)는 상기 저수지(100)와 인접한 지하 공간 또는 상기 저수지(100)와 인접한 지표 어느 곳이라도 형성 가능할 것이며, 상기 저수지(100)의 수면 보다는 더 높은 위치에 형성되는 것이 바람직할 것이다. The
이와 같은 상기 장빙소(140)의 위치는 햇빛을 가릴 수 있는 음지 및 바람이 약한 곳이 좋고, 강수에 노출되지 않는 지역이라면 더 좋을 것이다. 그리고, 햇빛이나 강수에 노출되는 위치에서는 이를 차단하기 위한 별도의 차폐수단이 더 구비될 수도 있다.The location of the
상기 장빙소(140)의 축빙은 외부에서 유입되는 한랭대기에 의하여 이루어질 수 있으며, 유휴전력을 이용한다면 보다 많은 양의 얼음을 얼릴 수 있을 것이다. 또한, 상기 장빙소(140)에 저장된 얼음이 녹을 경우 물이 흐르는 길을 상기 저수지(100) 측으로 형성하여 상기 저수지(100)의 얼음층(200)이 완전하게 녹은 후에 상기 장빙소(140)의 얼음 녹은 물이 상기 저수지(100)로 유입되어 상기 저수지(100)의 수온 상승을 억제시킬 수 있게 된다.The ice storage of the
한편, 상기 장빙소(140)의 내부에는 상기 얼음층(200) 하부의 물을 끌어올릴 수 있는 장빙소배관(500)이 더 형성된다. 상기 장빙소배관(500)은 일측이 상기 저수지(100)의 하부와 연통되고 다른 일측은 상기 장빙소(140)의 내부에 위치하는 것으로, 저수지(100) 하부의 물을 끌어올려 상기 장빙소(140)로 공급함으로써 상기 장빙소(140) 내부에 얼음층(200)이 더 형성될 수 있도록 하기 위한 것이다.On the other hand, the inside of the
상기 장빙소배관(500)은 상기 우회배관(400)과 연통되어 형성되는 것이 바람직할 것이며, 상기 우회배관(400)에 구비된 분사수단(320)을 통해서 상기 장빙소(140)에 물을 분사할 수 있도록 구성된다.The
그리고, 상기 장빙소(140)는 외부의 한랭공기가 유입될 수 있도록 일부가 개구되어 형성되며, 필요에 따라서는 외부의 한랭공기가 유입되도록 안내하는 안내유로가 상기 장빙소(140)와 외부가 연통되도록 형성될 수 있을 것이다.In addition, the
이하, 상기와 같은 구성을 가지는 본 발명에 의한 저수량 유지를 위한 저수지의 축빙방법의 작용을 살펴본다.Hereinafter, the operation of the ice storage method of the reservoir for maintaining the storage amount according to the present invention having the configuration as described above.
도 4 는 본 발명에 의한 저수량 유지를 위한 저수지의 축빙방법의 바람직한 실시예의 단계별로 나타나낸 순서도이다. 도 1 내지 도 4 를 참고로 하여 살펴보 면, 기온이 영하로 떨어지기 전에 상기 저수지(100)에 다수의 양수기구(300)를 상기 저수지(100)에 설치하게 된다. 이때, 상기 양수기구(300)는 지지부재(330)에 의해 상기 저수지(100)의 수면에 떠 있도록 설치될 수 있으며, 상기 양수기구(300)의 양수관(310)이 상기 저수지(100)의 지면에 고정되도록 설치될 수 있을 것이다. Figure 4 is a flow chart showing step by step of a preferred embodiment of the reservoir ice storage method for maintaining the reservoir amount according to the present invention. Referring to Figures 1 to 4, before the temperature falls below zero, a plurality of
기온이 0℃이하로 떨어지게 되면 상기 저수지(100)의 수면이 얼기 시작하게 된다. 상기 저수지(100)의 수면은 바람이 없거나 외부에서 대량의 유수가 유입되지 않는 한 움직임이 많지 않으며, 한랭대기에 의해서 상기 얼음층(200)을 형성하게 된다.When the temperature drops below 0 ° C, the water surface of the
하지만, 바람이 많이 불거나 외부에서 유수의 유입이 많아 상기 저수지(100)의 수면이 흔들리게 되면 상기 저수지(100)의 수면이 얼어붙는 것이 어렵게 된다. 이때, 제설기나 제빙기로 수면에 눈과 얼음을 많이 공급하여 결빙을 촉진한다. 제설기나 제빙기를 사용할 만큼의 에너지나 시설이 부족한 경우, 상기 저수지(100)의 수면에 소정의 면적을 가지는 상기 부유물(120)을 띄우고, 상기 부유물(120)의 상면에 상기 저수지(100)의 물을 뿌려주게 되면 상기 부유물(120)의 표면을 중심으로 상기 얼음층(200)이 형성되기 시작한다.[준비단계(S100)]However, if the wind is blowing a lot or the inflow of running water from the outside, the water surface of the
한편, 상기 저수지와 인접한 일측에 장빙소가 설치되는 경우에는 전술한 준비단계(S100)와는 다소 다른 방법을 실시하게 된다.On the other hand, when the shelter is installed on one side adjacent to the reservoir is to perform a somewhat different method than the above-described preparation step (S100).
즉, 상기 저수지와 인접한 일측에 장빙소가 설치된 경우에는 대기의 온도가 영하로 내려가게 되면, 상기 장빙소의 내부로 저수지의 물을 끌어올려 상기 장빙소의 내측부터 얼음층을 형성하게 된다. 상기 장빙소의 얼음층이 형성됨과 동시에 상 기 저수지와 인근한 지표에서부터 얼음층을 형성하게 된다.That is, when an ice storage is installed on one side adjacent to the reservoir, when the temperature of the air drops below freezing, the ice layer is formed from the inside of the ice storage by raising water of the reservoir into the interior of the ice storage. At the same time as the ice layer of the ice sheet is formed, the ice layer is formed from the reservoir and the nearby surface.
이를 위해 상기 저수지와 인근한 지표에 물을 분사할 수 도 있으며, 장빙소의 얼음층이 연장되도록 유도할 수도 있을 것이다. 그리고, 저수지의 가장자리에 부유물을 띄워 상기 얼음층의 가장자리에서부터 얼음층이 형성될 수 있도록 한다. 즉, 상기 장빙소에서부터 시작하여 저수지의 가장자리까지 얼음층이 연장되도록 한다.[제1준비단계(S110)]For this purpose, water may be sprayed on the reservoir and the nearby surface, or may be induced to extend the ice layer of the shelter. In addition, a float floats on the edge of the reservoir so that an ice layer can be formed from the edge of the ice layer. That is, the ice layer extends from the ledge to the edge of the reservoir. [First preparation step (S110)].
다음으로, 얼음층이 형성된 저수지의 가장자리에서부터 상기 양수기구를 설치하게 된다. 상기 양수기구는 상기 양수관이 상기 얼음층을 관통하도록 장착되며, 상기 지지부재가 상기 얼음층에 의해 안착될 수 있도록 하는 것에 의해 상기 양수기구가 고정될 수 있도록 한다.Next, the water pump is installed from the edge of the reservoir where the ice layer is formed. The pumping mechanism is mounted so that the pumping tube penetrates the ice layer, and the pumping mechanism can be fixed by allowing the support member to be seated by the ice layer.
상기 양수기구에 의해 얼음층은 점차 두껍게 형성될 뿐만 아니라, 상기 저수지의 내측으로 얼음층이 연장됨에 따라 다른 양수기구를 저수지의 내측을 향하여 연속적으로 설치하여 저수지 전체에 얼음층이 형성될 수 있도록 한다.[제2준비단계(S120)]The ice layer is gradually formed by the pumping mechanism, and as the ice layer extends into the reservoir, other pumping apparatuses are continuously installed toward the reservoir to form an ice layer on the entire reservoir. 2 Preparation Steps (S120)]
상기 얼음층(200)이 형성되고 난 후에는 상기 양수기구(300)가 작동하게 되며, 상기 양수기구(300)의 작동으로 상기 얼음층(200) 하방의 물이 상기 얼음층(200)의 상방으로 끌어올려지게 된다.[양수단계(S200)]After the
상기 양수기구(300)에 의해 상기 얼음층(200)의 상방으로 끌어올려진 물은 상기 양수기구(300)의 상방에서 노즐과 같은 분사수단(320)에 의해 작은 물방울 입자의 상태로 분사된다. 따라서, 상기 양수기구(300)에 의해 분사되는 물은 영하의 기온에서 얼음비와 같은 상태로 상기 얼음층(200)의 상면에 내리게 된다.The water drawn up by the
상기 양수기구(300)의 지속적인 작동으로 상기 얼음층(200) 하방의 물이 상기 얼음층(200)의 상면으로 분사되면, 지속적인 결빙작업이 일어나게 되어 상기 얼음층(200)의 두께가 점차 두꺼워지게 된다.When water below the
그리고, 상기 얼음층(200)이 충분히 두껍거나 기온이 아주 낮을 때에는 상기 양수기구(300)에 의해 끌어올린 물을 분사하지 않고 상기 얼음층(200)의 상면에 흘려서 공급할 수 있다. 상기 얼음층(200)의 상면으로 공급된 물은 한랭대기에 의한 열전도에 의해 얼어붙게 되어 상기 얼음층(200)의 상면을 두껍게 하게 된다.[축빙단계(S300)]When the
한편, 태양복사가 강한 낮 동안이나 기온이 0℃이상이 될 때에는 상기 얼음층(200)의 상방으로 공급되는 물을 얼릴 수 없게 되므로 상기 양수기구(300)로 상기 얼음층(200) 하방의 물을 끌어올리는 작업을 중지하게 되고, 다시 기온이 영하로 내려가게 되면 상기 얼음층(200) 하방의 물을 끌어올려 상기 얼음층(200)의 상방에 분사하게 된다.On the other hand, when the solar radiation is strong during the daytime or the temperature is 0 ° C or more, the water supplied above the
이러한 과정을 지속적으로 반복하게 되면, 상기 얼음층(200)의 두께는 점차 두꺼워지게 되고, 상기 얼음층(200)의 두께가 두꺼워짐에 따라 상기 얼음층(200)의 아래에 있는 물의 증발을 막을 수 있게 된다.[축빙조절단계(S400)]If the process is continuously repeated, the thickness of the
상기 얼음층(200)은 겨울철은 물론 봄까지 녹지 않고 남아 있을 수 있으며, 이로 인해 얼음층(200)이 형성된 동안 상기 저수지(100)의 저수량을 확보할 수 있게 된다.The
두껍게 형성된 상기 얼음층(200)이 녹을 때에 상기 저수지(100) 내의 물 위에 부유하게 되면, 태양광선을 반사하므로 수온은 천천히 올라가게 된다. 또한, 상기 얼음층(200)이 녹아서 생성되는 물은 영하는 아니라도 비교적 낮은 온도의 물이 될 것이며, 상기 저수지(100)에 섞여 상기 저수지(100) 수온의 급격한 상승을 방지하게 됨은 물론 수온을 낮추어 저수지의 물의 증발속도를 늦출 수 있게 된다.When the
한편, 상기 저수지의 인근에 장빙소가 설치되어 있은 경우 상기 저수지(100)의 얼음층은 4~5월이면 완전하게 녹아 상기 저수지(100)에는 물만 남아있게 된다. 이때, 상기 장빙소(140)에 저장된 얼음은 직사광선이 차단됨은 물론 강수에 영향을 받지 않도록 형성되므로 상기 얼음층(200) 보다 오랫동안 얼음을 저장할 수 있게 되며, 저장된 얼음이 녹을 때 생성되는 차가운 물은 상기 저수지(100)의 내측으로 흘러들어가게 된다.On the other hand, when the shelter is installed in the vicinity of the reservoir, the ice layer of the
따라서, 비록 상기 얼음층(200)이 모두 녹아 저수지(100)의 물의 수온이 상승하게 되더라도 상기 장빙소(140)에서 흘러내리는 물이 상기 저수지(100) 내부의 물과 섞여 상기 저수지(100)의 수온 상승을 억제하게 되며, 이로 인하여 상기 저수지(100)에 저장된 물의 증발을 저지할 수 있게 된다.[해빙단계(S500)]Therefore, even though all of the
이와 같은 저수지(100)에 저장된 물의 증발 저지를 통해 상기 저수지(100)의 저수량을 보존할 수 있게 된다.Through the evaporation of the water stored in the
이러한 본 발명의 범위는 상기에서 예시한 실시예에 한정되지 않고, 상기와 같은 기술범위 안에서 당업계의 통상의 기술자에게 있어서는 본 발명을 기초로 하는 다른 많은 변형이 가능할 것이다.The scope of the present invention is not limited to the above-exemplified embodiments, and many other modifications based on the present invention will be possible to those skilled in the art within the above technical scope.
상기한 바와 같은 본 발명에 의하면, 저수지의 얼음층을 두껍게 함으로써 상기 얼음층을 오랫동안 유지할 수 있게 되며, 저수지의 얼음층이 모두 녹게 되더라도, 얼음이 녹은 물이 상기 저수지에 유입되고, 얼음이 저장된 장빙소에서 얼음이 녹아 흘러내리는 물이 상기 저수지로 유입되어 상기 저수지의 수온 상승을 방지하게 된다,According to the present invention as described above, by thickening the ice layer of the reservoir, it is possible to maintain the ice layer for a long time, even if all of the ice layer of the reservoir is melted, the melted water flows into the reservoir, the ice is stored in the ice storage The melted and flowing water is introduced into the reservoir to prevent the temperature rise of the reservoir,
따라서, 저수지에 저장된 물의 증발을 억제할 수 있게 되어 저수량의 확보가 가능하게 된다. 상기 저수지의 저수량 확보로 봄철의 갈수기에 빈번하게 발생되는 수자원 부족현상을 해소할 수 있게 되어, 농업용수를, 생활용수 및 발전용수의 공급을 원할하게 할 수 있는 효과가 있다.Therefore, it is possible to suppress evaporation of the water stored in the reservoir, thereby ensuring a low amount of water. It is possible to alleviate the shortage of water resources frequently generated during the spring dry season by securing a low amount of the reservoir, thereby making it possible to smoothly supply agricultural water, living water and power generation water.
또한, 상기 저수지의 물이 매우 차가운 온도를 오랫동안 유지할 수 있게 되며, 이로 인해 상기 저수지의 물속에 식물 프랑크톤의 생장을 억제할 수 있게 된다. 따라서, 상기 저수지의 물이 식물 프랑크톤에 의해 부영양화를 방지할 수 있게 되어 수질을 깨끗하게 유지할 수 있게 된다.In addition, the water of the reservoir can maintain a very cold temperature for a long time, thereby inhibiting the growth of phytoplankton in the water of the reservoir. Therefore, the water of the reservoir can prevent eutrophication by phytoplankton, thereby keeping the water quality clean.
따라서, 저수지의 오염방지는 물론 상기 저수지가 상수원으로 사용되어질 때에는 양질의 생활용수를 공급하게 되는 효과가 있다.Therefore, there is an effect of supplying high quality living water when the reservoir is used as a water source as well as preventing pollution of the reservoir.
또한, 상기 저수지의 얼음층을 두껍게 하는데 있어 비용이 많이 소모될지라도, 가뭄에 의해 초래되는 농업과 생활상의 피해를 최소화할 수 있게 되어 이에 따른 피해비용을 대폭적으로 절감할 수 있으며, 상수원의 증발 억제시 그만큼의 수돗물 양을 절약할 수 있게 되어 전체적인 비용관계에서 볼 때 경제적인 비용절감 효 과가 있다.In addition, even if the cost of thickening the ice layer of the reservoir is consumed a lot, it is possible to minimize the damage to agriculture and life caused by drought, thereby significantly reducing the cost of damage, when suppressing evaporation of water supply The amount of tap water can be saved, which is economical in terms of overall cost.
뿐만 아니라, 상기 저수지에 형성되는 얼음층은 양의 되먹임에 의해 확대 재생산되어 상기 저수지의 상면에 상기 얼음층이 지속되는 기간이 길어지게 됨으로써 저수지의 물이 흡수하게 되는 태양복사에너지의 양을 현격하게 줄일 수 있을 뿐만 아니라 태양복사의 직접적인 반사가 이루어지게 된다.In addition, the ice layer formed on the reservoir is expanded and reproduced by the positive feedback, so that the duration of the ice layer on the upper surface of the reservoir becomes longer, thereby significantly reducing the amount of solar radiation energy absorbed by the reservoir water. In addition, there is a direct reflection of solar radiation.
따라서, 태양복사에너지에 의한 지구온난화 현상을 일정 부분 해소할 수 있는 효과를 기대할 수도 있을 것이다.Therefore, it may be expected that an effect that can partially solve the global warming phenomenon caused by solar radiation energy.
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