KR101006852B1 - 하천의 수질 정화 시스템 - Google Patents

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김승현
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영남대학교 산학협력단
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Abstract

본 발명에 의한 하천의 수질 정화 시스템은, 하천수 유입구 및 하천수 유출구를 통해 하천과 연결되도록 하천변에 마련되는 저류지, 하천수 유입구에서 하천수 유출구까지 저류지 내에서 하천수의 유로를 길게 하기 위해 저류지 내에 배치되는 복수의 격벽, 저류지 바닥 아래의 지중에 매설되고 저류지로 유입된 하천수가 저류지 바닥의 토양으로 스며들어 하강하면서 토양층에 의해 여과된 여과수가 유입되는 유공관으로 된 복수의 여과수 집수관, 복수의 여과수 집수관과 연결되고 복수의 여과수 집수관으로 유입된 여과수를 모으는 여과수 도수관, 여과수 도수관으로 모인 여과수를 집수하여 하천에 공급하기 위해 여과수 도수관과 연결되는 여과수 집수정을 포함한다. 본 발명에 의하면, 정화된 여과수를 여과수 집수관으로 모아 여과수 집수정에 집수한 후, 이를 다시 하천으로 공급함으로써 하천의 수질을 개선할 수 있다.

Description

하천의 수질 정화 시스템{SYSTEM FOR IMPROVING WATER QUALITY OF RIVER}
본 발명은 하천의 수질 정화 시스템에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 하천수를 정화시킨 후 정화된 여과수를 다시 하천으로 유입시킴으로써 하천의 수질을 개선할 수 있는 하천의 수질 정화 시스템에 관한 것이다.
외국에서는 하류지역의 홍수를 예방하기 위해, 도 1에 도시된 것과 같이 홍수 시 하천유량의 일부를 하천변에 저류시키는 천변 저류지(유수지)를 활용하는 방법이 이용되고 있다. 이러한 방법은 홍수 시에는 월류언(Weir)을 통해 하천수를 저류지에 저장하고, 하천수위가 낮아지는 평상시에는 하류의 수문을 통해 저류된 물을 하천에 방류한다.
홍수를 방지하기 위하여 건설된 저류지의 예로, 일본에는 토네강의 지류인 와타라세강, 츠루미강, 우시즈강에 건설한 저류지가 있고, 미국에는 1935년 대홍수를 당한 후 텍사스주의 해리슨 카운티(Harrison county)에 건설한 저류지가 있다. 이들 저류지는 평상시에는 관개용수, 생활용수를 공급하거나 각종 친수활동 공간이나 야생동물 서식지나 습지 등으로 활용한다(Kanto Regional Development Bureau, Ministry of Land, Infrastructure, and Transport, "Tone River," 브로셔; Tsurumi River Basin Council "The Tsurumi River Basin Management Plan," 브로셔) (http://www.hcfcd.org/ 인터넷 싸이트).
우리나라는 홍수가 발생할 때마다 천변 저류지의 필요성이 부각되고 있지만 아직 건설된 것은 없다. 우리나라에 천변 저류지가 설치된다면 비상 시 다음과 같은 두 가지 기능을 할 수 있을 것으로 예상된다.
첫 번째는, 그 고유의 기능으로 외국의 경우와 같이 홍수 시 첨두 유량의 일부를 수용함으로써 하류의 홍수 위험을 경감시키는 역할이다. 특히 우리나라 하천의 하상계수는 매우 크므로 홍수 시 첨두 유량의 인위적인 저감은 하류의 홍수예방에 그 효과가 매우 클 것으로 기대된다.
두 번째는, 상류에서 오염물 유출사고가 발생하는 경우 오염된 물이 도달하기 전에 오염되지 않은 하천수를 가두어 두고 오염원이 완전히 통과할 때까지 상수원수로 공급하는 역할이다. 이 기능은 아직 세계적으로 활용된 예가 없지만 낙동강에서의 페놀 유출사건을 경험한 우리나라에서는 어렵지 않게 예상할 수 있는 기능이다.
한편, 우리나라는 홍수 발생빈도가 연간 2-3회에 불과하고 그 기간도 수일에서 수주에 불과하다. 따라서, 홍수기와 비상 시에는 상기 용도로 사용하는 외에 평상 시에는 천변 저류지를 여과수를 간접취수하는 용도로 사용하는 방법을 고려해 볼 수 있다.
그러나 천변 저류지에서 간접취수를 적용하는 공법은 아직 본격적으로 시도되거나 연구된 바가 없다. 유사한 특성을 가진 기술로는 토양대수층처리(Soil and aquifer treatment) 방식을 들 수 있다. 토양대수층처리 방식은 도 2에 도시된 바와 같이, 인공 저류지를 만들어 상당한 수심으로 물을 가둔 후 토양을 통과하면서 정화된 여과수를 인공 저류지 주변에 설치된 수직정을 통해 회수하는 방식이다. 이러한 토양대수층처리 방식은 미국의 서부 건조지역과 이스라엘, 네덜란드 등에서 채택되고 있다(Todd, 1959; Amy, G. 등, 2006; Kanarek과 Michail, 1996).
그런데 토양대수층처리 방식은 저류지 내에 물의 흐름이 없어서 장기간 운영하면 저류지의 바닥에 오염물이 집적되어 폐색이 발생하기 때문에 저류지를 주기적으로 건조시켜야 한다. 따라서, 저류지를 실제로 취수하는 개수보다 더 많이 건설해야 하므로 경제성이 떨어진다(Bouwer와 Rice, 1984; Kanarek과 Michail, 1996). 그리고 이 방식은 하천수를 저류지에서 수일 내지 수주의 비교적 오래 체류시키기 때문에, 대기 중의 산소가 토양으로 침투하지 못하여 여과층을 이루는 토양환경이 호기 상태로 유지될 수 없고, 결과적으로 오염 제거율도 높지 않게 된다.
한편, 간접취수공법으로는 도 3에 나타낸 것과 같은 강변여과와 하상여과가 있다. 하상여과법은 유럽에서 150년 이상 사용되어 온 간접취수공법인 강변여과법의 한국형 모델이라 할 수 있다. 강변여과법은 여과 거리가 80-250m로 길고 주로 수직정을 사용하여 취수하지만, 하상여과법은 우리나라 충적층의 특성상 여과 거리가 짧아도 여과수의 수질이 크게 개선되는 특징이 있어 하천바닥 아래 3-6m 깊이에 수평집수관을 매설하여 여과수를 포집한다.
하상여과법으로 오염된 하천수로부터 깨끗한 여과수를 얻는 성공적인 예가 있는데, 2009년 3월 21일 완공된 울산시 태화강의 하루 산출유량 4만톤의 하상여과 설비이다(연합뉴스, 2009년 5월 1일).
다른 한편, 우리나라 하천은 홍수기를 제외하면 유량이 적어서 오염에 취약하다는 특징이 있다. 이에 대한 해결책으로 4대강 개발사업이 추진되고 있는데 이와 함께 강변여과법이나 하상여과법 등 간접취수가 크게 부각되고 있다.
그러나 4대강 개발사업의 일환으로 건설되는 다수의 보(洑)는 하천의 유속을 많이 감소시킬 것이므로, 세립질이 침전하여 하상의 투수성이 감소하고, 이에 따라 하천수의 침투가 줄어들게 될 것으로 보인다. 이로 인하여 강변여과법은 거의 불가능해질 것이고, 강변여과법에 비해 여과수 산출유량이 훨씬 많은 하상여과법도 그 효율이 크게 떨어질 것이다. 결과적으로, 4대강 개발사업으로 강물의 수질은 악화될 것으로 예상되고 있으나, 그 해결책이 되어야 할 하상여과법에 의한 간접취수는 성공 가능성은 매우 낮다고 볼 수 있다.
하천의 수질 정화에 있어서 저류지를 이용한 하상여과법이 하나의 대안이 될 수 있는데 이 공법이 적용될 수 있기 위해서는 저류된 물에 상당한 유속이 있어야 한다. 정체되어 유속이 없거나 느린 경우에는 하상표면에 세립질이나 오염물에 의한 폐색이 발생하여 산출유량이 감소하기 때문이다.
본 발명은 이러한 점을 감안하여 안출된 것으로, 저류지에서의 유속을 확보하여 하상여과법을 통한 여과수 생산성을 높이고, 생산된 여과수를 하천에 유입시킴으로써 하천의 수질을 개선할 수 있는 하천의 수질 정화 시스템을 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 의한 하천의 수질 정화 시스템은, 하천수 유입구 및 하천수 유출구를 통해 하천과 연결되도록 하천변에 마련되는 저류지, 상기 하천수 유입구에서 상기 하천수 유출구까지 상기 저류지 내에서 하천수의 유로를 길게 하기 위해 상기 저류지 내에 배치되는 복수의 격벽, 상기 저류지 바닥 아래의 지중에 매설되고 상기 저류지로 유입된 하천수가 상기 저류지 바닥의 토양으로 스며들어 하강하면서 토양층에 의해 여과된 여과수가 유입되는 유공관으로 된 복수의 여과수 집수관, 상기 복수의 여과수 집수관과 연결되고 상기 복수의 여과수 집수관으로 유입된 여과수를 모으는 여과수 도수관, 상기 여과수 도수관으로 모인 여과수를 집수하여 상기 하천에 공급하기 위해 상기 여과수 도수관과 연결되는 여과수 집수정을 포함한다.
상기 복수의 격벽은 상기 하천수 유입구를 통해 상기 저류지로 유입되는 하천수를 사행(蛇行)시킬 수 있도록 배치될 수 있다.
상기 복수의 격벽은, 상기 하천수 유입구 쪽 제방에서 상기 하천수 유입구의 맞은편 제방 쪽으로 평행하게 배치되고, 첫 번째 격벽은 상기 하천수 유입구 쪽 제방에서 연장되어 상기 하천수 유입구의 맞은편 제방까지 못 미치어 오픈되고, 두 번째 격벽은 상기 하천수 유입구의 맞은편 제방에서 연장되어 상기 하천수 유입구 쪽 제방까지 못 미치어 오픈되는 식으로, 상기 하천수 유입구의 쪽과 상기 하천수 유입구의 맞은편 쪽이 교대로 오픈됨으로써, 상기 저류지로 유입되는 하천수는, 상기 하천수 유입구의 맞은편 제방 쪽으로 흐르다 방향을 반대로 바꾸어 상기 하천수 유입구 쪽의 제방 쪽으로 흐르고, 다시 방향을 반대로 바꾸어 상기 하천수 유입구의 맞은편 제방 쪽으로 흐르는 식으로, 그 흐름 방향이 반복적으로 바뀌다가 상기 하천수 유출구를 통하여 상기 하천으로 흘러나갈 수 있다.
본 발명에 의한 하천의 수질 정화 시스템은 상기 여과수 집수정에 집수된 여과수를 상기 하천으로 공급하기 위해 상기 여과수 집수정과 상기 하천을 연결하는 여과수 공급관을 더 포함할 수 있다.
본 발명에 의한 하천의 수질 정화 시스템은 상기 여과수 집수정에 집수된 여과수를 상기 하천으로 공급하기 위해 상기 여과수 집수정과 상기 하천을 연결하는 월류언을 더 포함할 수 있다.
상기 저류지 내의 상기 하천수 유입구 쪽에는 상기 하천수 유입구를 통해 유입되는 하천수에 함유된 세립질을 침전시키기 위한 침전지역이 마련될 수 있다.
상기 여과수 도수관은 상기 저류지의 제방과 상기 격벽의 사이 및 상기 격벽과 상기 격벽 사이의 저류지 바닥 아래의 지중에 설치되고, 상기 여과수 도수관에 상기 여과수 집수관이 복수로 연결될 수 있다.
상기 저류지 바닥 아래에는 상기 여과수 집수관이 매설되는 여과사층이 마련되고, 상기 여과사층의 상부에는 상기 여과사층의 침식을 방지하기 위해 자갈이나 굵은 모래로 이루어지는 장갑층이 마련될 수 있다.
본 발명에 의한 하천의 수질 정화 시스템은, 저류지로 유입되는 하천수를 유동시키면서 토양 여과법을 통해 하천수를 정화시키고, 정화된 여과수를 여과수 집수관으로 모아 여과수 집수정에 집수한 후, 이를 다시 하천으로 공급함으로써 하천의 수질을 효과적으로 개선할 수 있다.
또한, 본 발명에 의한 하천의 수질 정화 시스템은, 홍수 시에는 저류지에 하천의 첨두 유량의 일부를 수용하여 하류의 홍수 위험을 경감시킬 수 있고, 상류에서 오염사고가 발생하는 등의 비상 시에는 오염원이 저류지에 도달하기 전에 오염되지 않은 하천수를 많이 저장함으로써 오염되지 않은 여과수의 생산이 가능하다.
도 1은 홍수를 방지하기 위한 종래 저류지를 나타낸 것이다.
도 2는 저류지와 수직정을 이용한 토양대수층 여과방식을 나타낸 개요도이다.
도 3은 본 발명의 이해를 돕기 위해 강변여과와 하상여과를 나타낸 개요도이다.
도 4 및 도 5는 본 발명의 일실시예에 의한 하천의 수질 정화 시스템을 나타낸 것이다.
도 6은 본 발명의 일실시예에 의한 하천의 수질 정화 시스템의 저류지 일부를 나타낸 단면도이다.
도 7은 저류지의 여과사층이 침식에 의해 유실되는 것을 방지하기 위해서 여과사층을 장갑층으로 보호하는 경우를 나타낸 단면도이다.
이하에서는 첨부된 도면을 참조하여, 본 발명의 일실시예에 의한 하천의 수질 정화 시스템에 대하여 상세히 설명한다.
본 발명을 설명함에 있어서, 도면에 도시된 구성요소의 크기나 형상 등은 설명의 명료성과 편의를 위해 과장되거나 단순화되어 나타날 수 있다. 또한, 본 발명의 구성 및 작용을 고려하여 특별히 정의된 용어들은 사용자, 운용자의 의도 또는 관례에 따라 달라질 수 있다. 이러한 용어들은 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야 한다.
도 4 및 도 5에 도시된 것과 같이, 본 발명의 일실시예에 의한 하천의 수질 정화 시스템은, 하천(10)과 연결되도록 하천변에 마련되는 저류지(11), 저류지(11) 내에서 하천수의 유로를 길게 하기 위해 저류지(11) 내에 배치되는 복수의 격벽(12)(13), 여과수가 유입될 수 있도록 저류지(11) 바닥 아래의 지중에 매설되는 복수의 여과수 집수관(20), 복수의 여과수 집수관(20)과 연결되는 여과수 도수관(21), 여과수 도수관(21)으로 모인 여과수를 집수하기 위한 여과수 집수정(23), 여과수 집수정(23)에 집수된 여과수를 하천(10)으로 공급하기 위한 여과수 공급관(24)을 포함한다. 저류지(11)는 하천(10)의 제방(16)에 마련되는 하천수 유입구(14) 및 하천수 유출구(15)를 통해 하천(10)과 연결되고, 하천수 유입구(14)를 통해 저류지(11)로 유입된 하천수는 하천수 유출구(15)를 통해 다시 하천으로 빠져나간다.
복수의 격벽(12)(13)은 하천수 유입구(14)에서 하천수 유출구(15)까지 저류지(11) 내에서 하천수의 유로를 길게 하기 위한 것으로, 하천수 유입구(14)를 통해 저류지(11)로 유입되는 하천수를 사행(蛇行)시킬 수 있도록 배치된다. 즉, 복수의 격벽(12)(13)은 하천수 유입구(14) 쪽 제방(16)에서 맞은편 제방(17) 쪽으로 평행하게 배치되며, 첫 번째 격벽(12)은 하천수 유입구(14) 쪽 제방(16)에서 연장되어 하천수 유입구(14)의 맞은편 제방(17)까지 못 미치어 오픈되고, 두 번째 격벽(13)은 하천수 유입구(14)의 맞은편 제방(17)에서 연장되어 하천수 유입구(14) 쪽 제방(16)까지 못 미치어 오픈되는 식으로, 하천수 유입구(14)의 쪽과 하천수 유입구(14)의 맞은편 쪽이 교대로 오픈된다.
물론, 본 발명에 있어서, 복수의 격벽(12)(13)이 반드시 평행하게 배치될 필요는 없다. 저류지(11) 내에서 하천수의 유속 변화를 도모하기 위해 격벽(12)(13)을 상호 경사지게 배치할 수도 있다. 즉, 격벽(12)(13)이 모두 평행하게 배치되면 하천수 유출구(15) 쪽으로 갈수록 하천수의 유속이 느려질 수 있으므로, 하천수 유출구(15) 쪽으로 갈수록 격벽(12)(13) 사이의 간격이 점진적으로 감소하도록 격벽(12)(13)을 상호 경사지게 배치하면 하천수 유출구(15) 쪽에서의 유속을 높일 수 있다.
따라서, 저류지(11)로 유입되는 하천수는, 하천수 유입구(14)의 맞은편 제방(17) 쪽으로 흐르다 방향을 반대로 바꾸어 하천수 유입구(14) 쪽의 제방(16) 쪽으로 흐르고, 다시 방향을 반대로 바꾸어 하천수 유입구(14)의 맞은편 제방(17) 쪽으로 흐르는 식으로, 그 흐름 방향이 반복적으로 바뀌다가 하천수 유출구(15)를 통하여 하천(10)으로 흘러나가게 된다.
여기에서, 격벽(12)(13)은 하천수의 흐름을 유도할 뿐 큰 힘을 받지 않으므로 하천수가 새지 않도록 하면서 저류지(11)의 면적을 감소시키지 않도록 얇게 설치하는 것이 중요하다. 이를테면, H빔을 박고 나무나 플라스틱 패널을 끼우는 식으로 격벽(12)(13)을 설치할 수 있다.
격벽(12)(13)의 길이와 개수는 저류지(11)의 면적, 하천수질, 여과층이 되는 모래층(여과사층)의 특성, 여과수의 목표 수질 등에 따라 결정된다. 격벽(12)(13)의 설치 간격은, 여과수 집수관(20)의 길이에 영향을 받지 않고 균질한 여과수질을 얻을 수 있는 여과수 집수관(20)의 최대길이가 50m 정도인 것으로 알려져 있으므로, 여과수 도수관(22)을 격벽들(12)(13) 사이의 중앙에 위치시키는 경우 그 간격은 100m에 이를 수도 있다.
격벽(12)(13)은 저류지(11) 내에서 하천수의 흐름을 유도함으로써 하천수에 함유된 세립질이나 오염물이 퇴적되지 않도록 하여 저류지(11) 바닥에 폐색이 일어나지 않게 한다. 또한, 흐르는 물에는 대기 중의 산소가 잘 유입되므로 하천수의 산소 유입량을 증가시킬 수 있다.
세립질이나 오염물이 저류지 바닥에 퇴적하여 폐색되는 것을 방지하는 방법으로는 물의 빠르기를 적당한 정도로 유지하는 것도 있지만, 하천수 유입구(14)에서 일정 거리만큼 하천수에 함유된 세립질 등이 침전시키는 침전지역(A)을 두고 집중적으로 관리하는 것도 하나의 방법이다. 침전지역(A)을 마련하면 세립질 등을 미리 침전시켜 여과지역(B)에서 침전되는 세립질 등의 양을 줄일 수 있다.
침전지역(A)에서의 침전 방법으로는 경사판 침전 등 여러 가지 방법이 있으나, 유로의 단면적을 넓혀 하천수의 유속을 느리게 하는 방법을 이용하면 구조를 단순화할 수 있다. 유로의 단면적을 넓혀 하천수의 유속을 느리게 하는 방법으로는 폭을 넓게 하는 방법과 깊이를 깊게 하는 방법이 있는데, 깊이를 깊게 하는 경우에는 여과지역(B)의 모래가 침전지역(A)으로 흘러내리지 않도록 턱(미도시)을 설치할 수도 있다.
침전지역(A)은 하천의 유속이 빠른 경우 하천수에 부유물질이 포함될 수 있어 이를 침전에 의해 미리 제거하기 위한 것이므로, 하천에 보가 설치되어 유속이 느려져서 부유입자가 적은 경우에는 이를 생략할 수 있다.
도 5 내지 도 7에 도시된 것과 같이, 여과수 집수관(20)은 저류지(11) 바닥 아래의 지중에 매설된다. 여과수 집수관(20)은 그 내부로 여과수가 유동할 수 있는 중공관 형태로 이루어지는 것으로 여과수의 유입을 위한 복수의 구멍을 갖는다. 저류지(11)로 유입된 하천수의 일부가 저류지 바닥의 토양으로 스며들어 하강하면서 토양층에 의한 여과 및 토양 내 미생물에 의한 생화학적 반응에 의해 정화된 후, 여과수 집수관(20)으로 유입된다. 그리고 복수의 여과수 집수관(20)으로 유입된 여과수는 이들이 연결된 여과수 도수관(21)으로 모인다.
그리고 여과수 도수관(21)으로 모이는 여과수는 여과수 안내관(22)을 통해 여과수 집수정(23)에 집수되고, 여과수 집수정(23)에 집수된 여과수는 여과수 공급관(24)을 통해 하천(10)으로 공급된다. 이렇게 여과수를 다시 하천(10)으로 공급함으로써 하천(10)의 수질을 개선할 수 있다. 여과수 집수정(23)에는 여과수를 뽑아 쓸 수 있도록 여과수 인출관(25)이 연결될 수 있다.
본 발명에 있어서, 여과수 집수정(23)을 하천(10)에 인접하게 배치할 경우, 여과수 공급관(24)을 생략하고 여과수 집수정(23)에서 직접 하천으로 여과수를 공급할 수도 있다. 또는, 월류언을 설치하여 여과수 집수정(23)의 여과수를 하천(10)에 공급할 수도 있다.
여과수 집수관(20)과 여과수 도수관(21)은 저류지(11)의 형상과 크기, 여과사층의 특성, 하천수의 수질과 목표수질 등 여러 요소를 고려하여 다양한 형태로 배치될 수 있다. 예컨대, 도 5와 도 6에 도시한 것과 같이, 여과수 도수관(21)을 격벽(12)과 제방(17) 사이, 그리고 격벽들(12)(13) 사이의 저류지(11) 바닥 아래의 지중에 설치하고, 각 여과수 도수관(22)마다 다수의 여과수 집수관(21)을 연결할 수 있다. 이러한 배치는 저류지(11)의 면적이 100ha 정도일 때 적당한 배치이며, 격벽(12)(13)이 설치된 상태에서 여과수 집수관(20) 및 여과수 도수관(21)의 매설이나 보수작업을 할 수 있다는 이점이 있다.
한편, 자연 하천에서의 하상여과에서는 하천수의 흐름에 의해 모래가 하류 쪽으로 이동해 가지만 상류 쪽에서 이동해 오는 모래가 있어 평형상태를 유지한다. 즉, 하상의 일방적인 침식이 발생하지는 않는다. 그러나 본 발명과 같이 저류지에서의 하상여과는 모래가 공급되지 않기 때문에 상류(하천수 유입구 쪽)에서는 침식만 발생하고 하류(하천수 유출구 쪽)에서는 퇴적이 발생한다.
따라서, 본 발명의 시스템을 원활히 운영하기 위해서는 하류의 퇴적 모래를 일정한 주기로 상류의 침식 부위로 옮기거나, 또는 처음부터 침식이 일어나지 않도록 하여야 한다. 침식이 일어나지 않도록 하는 방법으로, 도 7에 도시된 것과 같이, 여과사층(C)을 장갑층(E)으로 덮는 방법이 있다.
도 7에 도시된 것과 같이, 여과사층(C) 위를 모래로 덮은 완충대(D)를 마련하고, 그 위에 자갈이나 굵은 모래로 이루어진 장갑층(E)을 마련하면, 하상의 침식을 방지하면서 오염물 여과를 동시에 달성할 수 있다. 여기에서, 장갑층(E)을 이루는 굵은 모래와 자갈의 입경과 두께는 설계 유속과 하부의 모래층 입경 등에 따라 결정될 수 있다.
앞에서 설명되고, 도면에 도시된 본 발명의 실시예는, 본 발명의 기술적 사상을 한정하는 것으로 해석되어서는 안 된다. 본 발명의 보호범위는 특허청구범위에 기재된 사항에 의해서만 제한되고, 본 발명의 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상을 다양한 형태로 개량 및 변경하는 것이 가능하다. 따라서, 이러한 개량 및 변경은 해당 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명한 것인 한 본 발명의 보호범위에 속하게 될 것이다.
10 : 하천 11 : 저류지
12, 13 : 격벽 14 : 하천수 유입구
15 : 하천수 유출구 16, 17 : 제방
20 : 여과수 집수관 21 : 여과수 도수관
22 : 여과수 안내관 23 : 여과수 집수정
24 : 여과수 공급관 25 : 여과수 인출관

Claims (8)

  1. 하천수 유입구 및 하천수 유출구를 통해 하천과 연결되도록 하천변에 마련되는 저류지;
    상기 하천수 유입구에서 상기 하천수 유출구까지 상기 저류지 내에서 하천수의 유로를 길게 하기 위해 상기 저류지 내에 배치되는 복수의 격벽;
    상기 저류지 바닥 아래의 지중에 매설되고, 상기 저류지로 유입된 하천수가 상기 저류지 바닥의 토양으로 스며들어 하강하면서 토양층에 의해 여과된 여과수가 유입되는 유공관으로 된 복수의 여과수 집수관;
    상기 복수의 여과수 집수관과 연결되고, 상기 복수의 여과수 집수관으로 유입된 여과수를 모으는 여과수 도수관; 및
    상기 여과수 도수관으로 모인 여과수를 집수하여 상기 하천에 공급하기 위해 상기 여과수 도수관과 연결되는 여과수 집수정;을 포함하는 것을 특징으로 하는 하천의 수질 정화 시스템.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 복수의 격벽은 상기 하천수 유입구를 통해 상기 저류지로 유입되는 하천수를 사행(蛇行)시킬 수 있도록 배치되는 것을 특징으로 하는 하천의 수질 정화 시스템.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 복수의 격벽은, 상기 하천수 유입구 쪽 제방에서 상기 하천수 유입구의 맞은편 제방 쪽으로 평행하게 배치되고, 첫 번째 격벽은 상기 하천수 유입구 쪽 제방에서 연장되어 상기 하천수 유입구의 맞은편 제방까지 못 미치어 오픈되고, 두 번째 격벽은 상기 하천수 유입구의 맞은편 제방에서 연장되어 상기 하천수 유입구 쪽 제방까지 못 미치어 오픈되는 식으로, 상기 하천수 유입구의 쪽과 상기 하천수 유입구의 맞은편 쪽이 교대로 오픈됨으로써,
    상기 저류지로 유입되는 하천수는, 상기 하천수 유입구의 맞은편 제방 쪽으로 흐르다 방향을 반대로 바꾸어 상기 하천수 유입구 쪽의 제방 쪽으로 흐르고, 다시 방향을 반대로 바꾸어 상기 하천수 유입구의 맞은편 제방 쪽으로 흐르는 식으로, 그 흐름 방향이 반복적으로 바뀌다가 상기 하천수 유출구를 통하여 상기 하천으로 흘러나가는 것을 특징으로 하는 하천의 수질 정화 시스템.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 여과수 집수정에 집수된 여과수를 상기 하천으로 공급하기 위해 상기 여과수 집수정과 상기 하천을 연결하는 여과수 공급관을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 하천의 수질 정화 시스템.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 여과수 집수정에 집수된 여과수를 상기 하천으로 공급하기 위해 상기 여과수 집수정과 상기 하천을 연결하는 월류언을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 하천의 수질 정화 시스템.
  6. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 저류지 내의 상기 하천수 유입구 쪽에는 상기 하천수 유입구를 통해 유입되는 하천수에 함유된 세립질을 침전시키기 위한 침전지역이 마련되는 것을 특징으로 하는 하천의 수질 정화 시스템.
  7. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 여과수 도수관은 상기 저류지의 제방과 상기 격벽의 사이 및 상기 격벽과 상기 격벽 사이의 저류지 바닥 아래의 지중에 설치되고,
    상기 여과수 도수관에 상기 여과수 집수관이 복수로 연결되는 것을 특징으로 하는 하천의 수질 정화 시스템.
  8. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 저류지 바닥 아래에는 상기 여과수 집수관이 매설되는 여과사층이 마련되고, 상기 여과사층의 상부에는 상기 여과사층의 침식을 방지하기 위해 자갈이나 굵은 모래로 이루어지는 장갑층이 마련되는 것을 특징으로 하는 하천의 수질 정화 시스템.
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