KR101023420B1 - Structure of the deeply underground waterway for adjusting river flow - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 하천 유량 조절 기능을 갖는 대심도 수로 구조물에 관한 것으로, 건기에는 하천에 필요한 유량을 효과적으로 공급하며, 우기에는 하천의 범람을 방지하기 위해 하천에 인접하여 대심도(예: 지하 40~50m) 상에 시공하는 하천 유량 조절 기능을 갖는 대심도 수로 구조물에 관한 기술이다.
The present invention relates to a large depth channel structure having a river flow control function, in the dry season effectively supplies the flow rate required for the river, in the rainy season close to the river to prevent flooding of the river (for example 40-50 m underground This technology relates to a large depth channel structure having a river flow control function installed on the
대심도(大深度)란 토지소유자의 통상적 이용 행위가 예상되지 않으며 지하시설물 설치로 인해 일반적인 토지 이용에 지장이 없는 한계심도(限界深度)로 정의된다. Large depth is defined as the marginal depth which is not expected for the landowner's normal use and does not interfere with general land use due to the installation of underground facilities.
최근 복잡해진 도시간의 교통 문제를 해결하기 위한 일환으로서, 이러한 대심도의 개념을 이용한 도로 또는 철도 등에 대한 개발이 진행되고 있다.As part of solving traffic problems between cities, which have been recently complicated, roads or railways using such a concept of a large depth have been developed.
즉, 지상의 도로 또는 철도를 이용하여 교통 문제를 해결하기 위해서는 그 설치 상에 공간적 제약이 따르기 마련이므로, 지상으로부터 40~50m 아래의 지하 공간을 개발하여 이러한 문제점을 해결해 보려는 노력이 시작된 것이다.In other words, to solve the traffic problem by using the road or railroad on the ground, there is a space constraint on its installation, so the effort to solve this problem by developing the underground space 40 ~ 50m below the ground began.
한편, 이러한 대심도 상의 공간의 활용성은 하천의 수량 조절과 관련된 문제를 해결하기 위한 방안으로도 이용될 수 있다.On the other hand, the utilization of the space on the large depth can also be used as a way to solve the problems related to the quantity control of the river.
우리나라의 중소하천 대부분은 상류부 구간의 표고차가 커 수로경사가 급한 관계로, 건기(乾期)에는 하천에 필요한 최소한의 유량인 하천유지유량의 확보가 문제되며, 우기(雨期)에는 순간적인 하천수의 방출로 인해 하천이 범람하는 문제가 발생된다.Most of small and mid-sized rivers in Korea have a steep slope due to the large elevation difference in the upper part of the river, so during the dry season, it is necessary to secure the flow rate, which is the minimum flow rate required for the stream. Emissions cause river overflows.
따라서 이러한 하천 유량 조절의 문제를 해결하기 위하여 하천에 인접하여 설치 가능한 대심도 개념의 수로에 대한 개발의 필요성이 대두되고 있는 실정이다.
Therefore, in order to solve the problem of river flow regulation, the need for development of a channel with a depth concept that can be installed adjacent to a river is emerging.
이에, 본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위해 창안된 것으로, 하천에 인접한 대심도(예: 지하 40~50m) 상에 시공되어, 건기에는 하천에 필요한 최소한의 유량인 하천유지유량을 효과적으로 확보할 수 있으며, 우기에는 하천의 범람을 미연에 방지할 수 있는 하천 유량 조절 기능을 갖는 대심도 수로 구조물을 제공하는 것을 그 목적으로 한다.
Therefore, the present invention was devised to solve the above problems, it is constructed on a large depth (for example 40 ~ 50m underground) adjacent to the river, in the dry season to effectively secure the river maintenance flow rate of the minimum flow required for the river In the rainy season, the object of the present invention is to provide a deep channel structure having a river flow control function capable of preventing the flooding of the river in advance.
상기 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명의 사상에 따르면, 하천 유역 인근의 대심도(大深度) 영역 상에 시공되어 하천을 따라 길이 방향으로 형성되는 지하하수터널; 하천과 상기 지하하수터널 사이에 연결되어 하천 내의 하수를 상기 지하하수터널까지 유입시키도록 형성된 유입관로; 및 상기 유입관로를 따라 상기 지하하수터널 쪽으로 유입될 하수의 흐름을 단속하는 하수유입개폐밸브;를 포함하는 하천 유량 조절 기능을 갖는 대심도 수로 구조물을 제공할 수 있다. According to the idea of the present invention for achieving the above technical problem, the underground sewage tunnel is constructed on a large depth area (大 深度) area near the river basin is formed in the longitudinal direction along the river; An inlet pipe connected between a river and the underground sewage tunnel, the inflow pipe being formed to introduce sewage in the stream to the underground sewage tunnel; And a sewage inlet opening / closing valve for regulating the flow of sewage to be introduced into the underground sewage tunnel along the inlet pipe.
또한, 상기 지하하수터널과 하천 사이에 연결되어 상기 지하하수터널 내의 하수를 하천까지 유출시키도록 형성된 유출관로; 및 상기 유출관로를 따라 하천 쪽으로 유출될 하수의 흐름을 단속하는 하수유출개폐밸브;를 더 포함할 수 있다.In addition, the discharge pipe path is connected between the underground sewage tunnel and the river is formed to discharge the sewage in the underground sewage tunnel to the river; And a sewage outflow opening and closing valve for regulating the flow of sewage to be discharged toward the stream along the outflow pipe path.
이때, 상기 유출관로에는, 상기 지하하수터널 내의 하수를 하천까지 강제 유출하는 하수유출펌프가 구비되는 것이 좋다. 이는 지하하수터널과 하천 사이의 수위차를 고려한 것으로, 하천보다 낮은 수위를 갖는 지하하수터널의 경우에는 상기 하수유출펌프에 의한 하수의 강제 배수가 효과적이다. At this time, the outflow pipe, it is preferable that the sewage outflow pump for forcing outflow of the sewage in the underground sewage tunnel to the river. This takes into account the difference in water level between the underground sewage tunnel and the stream. In the case of the underground sewage tunnel having a lower water level than the stream, the forced drainage of the sewage by the sewage discharge pump is effective.
또한, 상기 하수유입개폐밸브, 상기 하수유출개폐밸브 및 상기 하수유출펌프에 전원을 공급하는 전원부; 하천의 실시간 수위를 검출하는 수위검출부; 및 상기 수위검출부에서 검출된 하천의 실시간 수위에 따라, 상기 하수유입개폐밸브의 개폐에 대한 지령 또는 상기 하수유출개폐밸브의 개폐 및 상기 하수유출펌프의 동작유무에 대한 지령을 상기 전원부에 선택적으로 인가함으로써 하천 수위의 조절을 통제하는 제어부;를 더 포함할 수 있다.In addition, a power supply unit for supplying power to the sewage inlet open and close valve, the sewage outflow open and close valve and the sewage outflow pump; A water level detector for detecting a real time water level of the river; And selectively supplying a command for opening / closing the sewage inlet / outer valve or opening / closing of the sewage / outlet valve and operation of the sewage / outflow pump according to the real-time water level of the stream detected by the water level detecting unit. The control unit for controlling the regulation of the river water level may further include.
이때, 상기 수위검출부는, 하천의 실시간 수위가 하천범람수위까지 상승한 것인지를 검출하는 제1수위검출부; 및 하천의 실시간 수위가 하천유지유량수위까지 하락한 것인지를 검출하는 제2수위검출부;를 포함하는 것이 바람직하다. At this time, the water level detection unit, the first water level detection unit for detecting whether the real-time water level of the stream has risen to the river flood level; And a second water level detection unit for detecting whether the real-time water level of the river has fallen to the river maintenance flow level.
그리고 상기 전원부는, 다수의 태양전지를 직병렬로 연결 배치시켜 집광된 태양광으로부터 직류전원을 출력하는 태양전지모듈; 상기 태양전지모듈로부터 출력된 직류전원을 배전 계통에 필요한 직류전원으로 승압하는 컨버터(converter); 및 상기 컨버터에 전기적으로 연결되어 충전하는 축전지;를 포함하는 것이 바람직하다. The power supply unit includes: a solar cell module configured to connect a plurality of solar cells in series and parallel to output DC power from the concentrated solar light; A converter for boosting the DC power output from the solar cell module to DC power required for a distribution system; And a storage battery electrically connected to the converter for charging.
이때, 상기 컨버터에서 승압된 직류전원을 교류전원으로 변환하는 인버터(inverter)를 더 포함하는 것이 바람직하다. 이는 태양전지모듈에서 출력된 전원은 직류전원으로서, 만일 본 발명의 구성에 필요한 전원이 교류전원일 경우 배전 계통을 통해 각 구성에 교류전원을 공급하기 위해서는 직류-교류 변환하는 과정을 거쳐야 한다. 이러한 변환 과정 시 필요한 것이 인버터이다.At this time, it is preferable to further include an inverter (inverter) for converting the DC power boosted by the converter to an AC power. This is the power output from the solar cell module is a DC power source, if the power required for the configuration of the present invention is an AC power source to supply AC power to each component through the distribution system has to undergo a process of DC-AC conversion. What is needed during this conversion is the inverter.
그리고 상기 축전지에 저장된 전원이 기준잔류량 이하일 경우 상용전원을 공급받아 보조적으로 전원 공급을 담당하는 보조전원부를 더 포함하는 것이 좋다. When the power stored in the battery is less than the reference residual amount, it is preferable to further include an auxiliary power supply which is supplied with commercial power and is auxiliary power supply.
또한, 상기 지하하수터널의 내부 체적 단면 형상은 사각형, 원형, 타원형 및 팔각형 중 어느 하나의 형상으로 이루어진 것이 좋다. In addition, the internal volume cross-sectional shape of the underground sewage tunnel is preferably made of any one of a rectangular, circular, elliptical and octagonal shape.
그리고 상기 유입관로는, 하천의 범람 위험 시, 하천 내의 하수를 상기 유입관로를 통해 더 많은 양을 동시에 유입시킬 수 있도록, 하천과 연통된 부분에는 병렬로 복수 관로가 분지(分枝) 형성된 형상을 가질 수 있다.
In addition, the inlet pipe has a shape in which a plurality of pipes are formed in parallel to the portion communicating with the stream so that the amount of sewage in the stream can be introduced simultaneously through the inlet pipe when the river is in danger of flooding. Can have
본 발명의 하천 유량 조절 기능을 갖는 대심도 수로 구조물에 따르면, 하천에 인접한 대심도 상에 수로 구조물을 설치함으로써, 건기 시에는 하천유지유량을 효과적으로 확보할 수 있으며, 우기 시에는 하천의 범람을 미연에 방지할 수 있는 유리한 효과가 있다.According to the large-depth waterway structure having the river flow control function of the present invention, by installing the waterway structure on the large depth adjacent to the river, it is possible to effectively secure the river maintenance flow during the dry season, and not to flood the river during the rainy season There is a beneficial effect that can be prevented.
특히, 본 발명은 하천의 유량 조절을 위하여 하천 인근 지상에 별도의 시설물(예: 댐이나 수조 시설)을 설치하기 위한 공간적 제약에서 벗어나, 지상으로부터 40~50m 아래의 광활한 대심도 공간을 이용하는 것으로서, 종래에 비해 획기적인 공간 활용성을 기대할 수 있다.
In particular, the present invention is to use the large depth space 40 ~ 50m below the ground, away from the spatial constraints for installing a separate facility (for example, dams or water tank facilities) on the ground near the river to control the flow of the river, The breakthrough space utilization can be expected compared to the prior art.
도 1은 본 발명에 따른 하천 유량 조절 기능을 갖는 대심도 수로 구조물의 제 1 실시예를 도시한 개념도.
도 2는 도 1에 도시된 실시예에서 원형 단면 형상의 지하하수터널을 설명하기 위해 도시한 개념도.
도 3은 도 1에 도시된 실시예에서 팔각형 단면 형상의 지하하시터널을 설명하기 위해 도시한 개념도.
도 4는 도 1에 도시된 실시예에서 유입관로가 분지 형성된 형상을 설명하기 위해 도시한 개념도.
도 5는 본 발명에 따른 하천 유량 조절 기능을 갖는 대심도 수로 구조물의 하천 수위 조절 과정을 설명하기 위해 도시한 순서도.1 is a conceptual diagram showing a first embodiment of a large depth channel structure having a river flow control function according to the present invention.
FIG. 2 is a conceptual diagram illustrating an underground sewage tunnel having a circular cross-sectional shape in the embodiment shown in FIG. 1; FIG.
3 is a conceptual view illustrating an underground tunnel having an octagonal cross-sectional shape in the embodiment shown in FIG. 1;
4 is a conceptual view illustrating a shape in which the inlet pipe is branched in the embodiment shown in FIG. 1;
Figure 5 is a flow chart illustrating to explain the river level control process of the deep water channel structure having a river flow control function according to the present invention.
이하, 본 발명에 따른 하천 유량 조절 기능을 갖는 대심도 수로 구조물의 바람직한 실시예에 대하여 설명한다.Hereinafter, a preferred embodiment of a large depth channel structure having a river flow control function according to the present invention.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 의해 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어 관련된 공지 기술 등이 본 발명의 요지를 흐리게 할 수 있다고 판단되는 경우 그에 관한 자세한 설명은 생략하기로 한다.
BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS The advantages and features of the present invention, and the manner of achieving them, will be apparent from and elucidated with reference to the embodiments described hereinafter in conjunction with the accompanying drawings. However, the present invention is not limited by the embodiments disclosed below, but may be embodied in various different forms, and the present embodiments merely make the disclosure of the present invention complete, and the general knowledge in the art to which the present invention pertains. It is provided to fully inform the person having the scope of the invention, which is defined only by the scope of the claims. In addition, in the following description of the present invention, if it is determined that related related technologies and the like may obscure the gist of the present invention, detailed description thereof will be omitted.
도 1은 본 발명에 따른 하천 유량 조절 기능을 갖는 대심도 수로 구조물의 일 실시예를 설명하기 위해 도시한 개념도이다. 1 is a conceptual diagram illustrating an embodiment of a large depth channel structure having a river flow control function according to the present invention.
이러한 도면은 본 발명의 바람직한 실시예에 대한 구성 관계를 개념적으로 명확히 이해하기 위해 특징되는 부분만을 상세히 도시한 것으로, 그 결과 도해의 다양한 변형이 예상되며, 도시된 특정 형태에 크게 제한될 필요는 없다.
These drawings only show in detail parts which are characterized in order to conceptually clearly understand the constitution of the preferred embodiment of the present invention, and as a result, various modifications of the drawings are expected and need not be limited to the particular forms shown. .
도 1을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 하천 유량 조절 기능을 갖는 대심도 수로 구조물은 하천(R) 유역 인근의 대심도(大深度) 영역 상에 시공된 지하하수터널(110)과, 하천(R)과 하수를 지하하수터널(110)까지 유입시키는 유입관로(120)와, 상기 지하하수터널(110) 쪽으로 유입될 하수의 흐름을 단속하는 하수유입개폐밸브(122)를 포함하는 구성으로 이루어진다.Referring to FIG. 1, a large depth channel structure having a river flow control function according to an embodiment of the present invention includes an
나아가, 본 실시예는 바람직한 실시예에 따르면 상기의 구성에 있어서, 지하하수터널(110) 내의 하수를 하천(R)까지 유출시키는 유출관로(130)와, 하천(R) 쪽으로 유출될 하수의 흐름을 단속하는 하수유출개폐밸브(132)를 더 포함하는 구성으로 이루어질 수 있다. 아울러 상기 유출관로(130)에는 하수유출펌프(134)가 구비될 수 있다.
Furthermore, according to a preferred embodiment of the present invention, in the above configuration, an
먼저, 지하하수터널(110)에 대해 설명하기로 한다. First, the
지하하수터널(110)은 하천(R) 유역 인근의 대심도(大深度) 영역 상에 시공 형성된 인공 수로 개념의 구조물이다. The
여기서, 대심도(大深度)란 토지소유자의 통상적 이용 행위가 예상되지 않으며 지하시설물 설치로 인해 일반적인 토지 이용에 지장이 없는 한계심도(限界深度)로 정의되는 토목 공사가 가능한 지하 영역을 의미한다. Here, the large depth refers to an underground area in which civil works can be defined, which is defined as a marginal depth that is not expected to be used by the landowner, and does not interfere with general land use due to the installation of underground facilities.
이러한 대심도는 최근 지상 구조물의 설치상의 공간적 제약을 해결하기 위해 등장한 공간 개념으로서, 본 발명에서는 이러한 공간상에 지하하수터널(110)을 시공하여 본래의 목적인 하천(R)의 유량 조절 기능을 가짐은 물론, 추후 이동수단의 통로로도 활용 가능한 지하(예: 40~50m) 영역을 말한다. This large depth is a space concept recently appeared to solve the spatial constraints on the installation of the ground structure, in the present invention has a function of adjusting the flow rate of the river (R) of the original purpose by constructing the
본 실시예의 지하하수터널(110)은 도 1을 통해 확인 가능하듯 하천(R)의 일측 즉, 호안(湖岸) 법면의 지하 영역에 형성된 것으로 도시되어 있으나, 이는 예시적인 것으로 본 발명은 이에 한정되지 않는다.
따라서 다양한 실시예의 변형을 통해 상기 지하하수터널(110)은 하천(R)의 바닥면으로부터 더 하측으로 형성되어도 무방하다. Therefore, the
그리고 이러한 지하하수터널(110)은 하천(R)을 따라 길이 방향으로 형성되어, 하천(R)의 보조수로 역할을 충실히 수행한다. And the
또한, 이러한 지하하수터널(110)은 그 구조가 튼튼해야 하므로, 시공 시에는 물론 설계 시 근처 지반으로부터 함몰되지 않도록, 그 경계벽(112)의 두께, 재질 및 형상을 정하는 데 깊은 주의가 요구된다. In addition, since the structure of the
본 실시예의 지하하수터널(110)은 도 1에 도시된 바와 같이 사각형의 단면 형상을 가지나, 이는 예시적인 것일 뿐 본 발명은 이러한 형상에 한정될 필요가 없다.
즉, 본 발명에 따르면, 상기 지하하수터널(110)은 도 2에 도시된 바와 같이 원형의 단면 형상을 가질 수 있다. That is, according to the present invention, the
이러한 원형의 단면 형상을 갖는 지하하수터널(110)은 그 설계 및 시공 상의 어려운 문제가 수반될 수 있으나, 인근 토양의 무거운 하중에 잘 견딜 수 있는 구조로서, 본 발명이 적용될 하천(R)의 조건에 따라 합목적적으로 실시될 수 있다.
또한, 도 3에 도시된 바와 같이, 상기 지하하수터널(110)은 팔각형의 단면 형상을 가질 수도 있으며, 이 외에도 타원형, 육각형, 마름모형 등의 단면 형상을 가져도 무방하다.
In addition, as shown in Figure 3, the
다음으로, 유입관로(120) 및 하수개폐밸브(122)에 대해 설명하기로 한다.Next, the
유입관로(120)는 하천(R)과 지하하수터널(110) 사이에 연결된 관로 형상의 배관이다. The
이러한 유입관로(120)를 통해 하천(R) 내의 하수는 상기 지하하수터널(110)까지 유입된다. Sewage in the stream (R) through the
그리고 이러한 유입관로(120) 상에는 상기 유입관로(120)를 통해 이동하는 하수의 흐름을 단속하는 하수유입개폐밸브(122)가 구비된다. And on the
하천(R)이 흐르는 지형에 따라 다소 차이는 있으나, 일반적으로 하천(R)은 상류부 구간의 표고차가 커 수로경사가 급한 관계로 우기(雨期, 우리나라의 장마철이 이에 해당된다)에는 순간적으로 하천(R) 내의 하수가 불어나 하천(R)이 범람하는 문제가 발생된다. Although the river (R) is somewhat different depending on the terrain flowing through, in general, the river (R) has a large elevation difference in the upstream section, so the waterway slope is in a hurry, so in the rainy season (the rainy season in Korea) The problem is that the sewage in (R) blows and the river R overflows.
상기 유입관로(120)는 이와 같은 하천(R) 범람 시에 불어난 하수를 지하하수터널(110)까지 유입시키는 수단이다.The
즉, 유입관로(120)는 하천 범람과 같은 아주 긴급한 경우에도 하천(R)의 하수를 지하하수터널(110)까지 효과적으로 유입시킬 수 있는 형상을 가지는 것이 바람직하다. That is, the
이에 대한 바람직한 실시예로서, 도 4에 도시된 바와 같이 상기 유입관로(120)는 하천(R)과 연통된 부분에서 병렬로 복수 관로(120a, 120b, 120c)가 분지(分枝) 형성된 형상을 가질 수 있다. As a preferred embodiment for this, as shown in FIG. 4, the
이러한 복수 관로(120a, 120b, 120c)의 분지 형상으로 인하여, 하천(R)의 범람 위기 시, 하천(R) 내의 더 많은 하수를 지하하수터널(110)까지 신속하게 유입시킬 수 있다.Due to the branched shape of the plurality of pipelines (120a, 120b, 120c), during the flooding crisis of the river (R), it is possible to quickly flow more sewage in the river (R) to the underground sewage tunnel (110).
그리고 이러한 유입관로(120)의 형상 변화에 대응하여, 상기 유입관로(120)의 내부 직경은 더 커지거나 또는 더 작아지도록 적절히 변경되는 것이 좋다. In addition, in response to the shape change of the
그리고 하수유입개폐밸브(122)는 상기 유입관로(120)를 따라 지하하수터널(110)까지 유입될 하수의 흐름을 단속하는 밸브 수단이다. 이러한 하수유입개폐밸브(122)로 이용 가능한 밸브의 형태로는 롤링게이트(rolling gate)를 그 예로 들 수 있다. 롤링게이트는 통상의 밸브 수단 중 하나로써, 여기서는 그 에 관한 자세한 설명은 생략하기로 한다. And the sewage inlet opening and closing
본 실시예에서는 상기 유입관로(120) 상에 별도의 펌프 수단을 구비하지 않았으나, 다양한 실시예의 변형을 통해 본 실시예가 적용될 하천(R) 지형에 따라 합목적적으로 추가 펌프 수단을 포함하여 구성할 수도 있다.
In the present embodiment, there is no separate pump means on the
다음으로, 유출관로(130), 하수유출개폐밸브(132) 및 하수유출펌프에 대해 설명하기로 한다. Next, the
유출관로(130)는 전술된 유입관로(120)와 달리 하천(R)과 지하하수터널(110) 사이에 연결된 또 하나의 관로 형상의 배관이다. The
이러한 유출관로(130)는 지하하수터널(110) 내의 하수를 하천(R)으로 유출하는 관로이다. The
그리고 이러한 유출관로(130) 상에는 상기 유출관로(130)를 통해 이동하는 하수의 흐름을 단속하는 하수유출개폐밸브(132)가 구비된다. And on the
앞서 설명한 바 있는 우기 시의 하천(R) 범람과 반대로, 건기(乾期) 시에는 하천(R) 내의 하수가 부족 되는 현상이 발생된다. 하천(R)은 건기 시에도 최소한의 유량을 유지하여야 하는데, 이를 하천유지유량이라 한다. In contrast to the flooding of the river R during the rainy season described above, a phenomenon in which the sewage in the river R is insufficient during the dry season occurs. The stream (R) must maintain a minimum flow rate during the dry season, which is called the stream maintenance flow rate.
상기의 유출관로(130)는 이와 같은 하천(R)의 하수유지유량이 부족할 경우 지하하수터널(110) 내의 하수를 하천(R)으로 유출시키는 수단이다. The
그리고 하수유출개폐밸브(132)는 지하하수터널(110)로부터 하천(R)까지 유출될 하수의 흐름을 단속하는 밸브 수단이다. And the sewage outflow opening and closing
이러한 하수유출개폐밸브(132)로 이용 가능한 밸브의 형태로는 전술한 하수유입개폐밸브(122)에서와 같이 롤링게이트(rolling gate)를 그 예로 들 수 있다.For example, a rolling gate may be used as the type of the valve usable as the sewage outflow open /
그리고 상기 유출관로(130)에는 하수유출펌프(133)가 구비된다.And the
하수유출펌프(122)는 지하하수터널(110)과 하천(R) 사이의 수위차를 고려하여 이용된 펌프 수단으로서, 하천(R) 보다 낮은 수위를 형성하는 지하하수터널(110) 내의 하수가 효과적으로 하천(R)까지 유출될 수 있도록, 하수의 강제 유출 기능을 담당한다.
한편, 본 발명은 상기 지하하수터널(110)을 통해 하천(R) 유량을 조절하기 위한 하나의 해결 방안으로서, 하천(R)의 수위를 실시간으로 검출하고, 사전 설정된 하천(R)의 평균 유량과 비교한 후, 하수유입개폐밸브(122), 하수유출개폐밸브(132) 및 하수유출펌프를 조작 제어하는 구성을 포함한다.On the other hand, the present invention is one solution for adjusting the flow rate of the river (R) through the
즉, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 하천 유량 조절 기능을 갖는 대심도 수로 구조물은 전원을 공급하는 전원부(170)와, 하천(R)의 실시간 수위를 검출하는 수위검출부(142, 144) 및 하천의 실시간 수위에 대응하여 하천(R) 수위 조절을 통제하는 제어부(150)를 포함하는 구성으로 이루어진다.
That is, the large-depth waterway structure having a river flow control function according to a preferred embodiment of the present invention, the
이하, 이러한 전원부(170), 수위검출부(142, 144) 및 제어부(150)에 관해 설명하기로 한다.
Hereinafter, the
먼저, 전원부(170)는 본 실시예에서 배전 계통과 관련하여 개폐 또는 동작하는 하수유입개폐밸브(122)와, 하수유출개폐밸브(132) 및 하수유출펌프(134)에 필요한 전원을 공급하기 위해 전원을 생성하고 저장하는 수단이다. First, the
본 실시예의 전원부(170)는 친환경적으로 태양광을 집광하여 직류전원을 출력하고, 배전 계통에 필요한 전원으로 변환한 후 저장하는 방식을 적용하고 있다. The
즉, 본 실시예의 전원부(170)는 집광된 태양광으로부터 직류전원을 출력하는 태양전지모듈(160)과, 태양전지모듈(160)로부터 출력된 직류전원을 배전 계통에 필요한 직류전원으로 승압하는 컨버터(172) 및 축전지(174)를 포함하는 구성으로 이루어진다. That is, the
태양전지 셀 하나로부터 나오는 전압은 대략 0.5V로 매우 작기 때문에, 다수의 태양전지를 직병렬로 연결 및 결합한 것이 본 실시예의 태양전지모듈(160)이다.Since the voltage from one solar cell is about 0.5V, which is very small, the
이러한 태양전지모듈(160)은 태양광을 집광하기 용이한 하천 인근의 호안 법면(S) 상에 설치될 수 있다.The
태양전지모듈(160)은 태양광을 집광하여 직류전원을 출력한다.The
그리고 이러한 방식으로 출력된 직류전원은 하수유입개폐밸브(122)와, 하수유출개폐밸브(132) 및 하수유출펌프(134) 등의 배전 계통에서 이용 가능한 형태로 승압 조절된다. 이러한 직류전원의 승압을 조절하는 수단이 컨버터(172)이다.In addition, the DC power output in this manner is stepped up and down in a form that can be used in a distribution system such as a sewage inlet open /
여기서, 도 1에는 별도로 도시되지 않았으나, 상기 컨버터(172) 이외에 직류전원을 교류전원으로 변환하는 인버터(inverter)가 필요에 따라 추가 구성되어 실시될 수도 있다. Here, although not separately illustrated in FIG. 1, an inverter for converting DC power into AC power in addition to the
그리고 축전지(174)는 상기 컨버터(172)에서 승압 조절된 직류전원을 공급받아 이를 저장하는 수단이다.The
본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, 이러한 전원부(170) 외에도 상기 전원부(170)의 축전지(174) 상에 잔류된 전원이 기준잔류량 이하일 경우 보조적인 전원공급 수단으로 이용될 수 있는 보조전원부(180)를 포함한다. According to a preferred embodiment of the present invention, in addition to the
이러한 보조전원부(180)는 주변의 상용전원을 송전 받는 방식으로 실시될 수 있으며, 이 외에도 지열 또는 풍력 등 주변의 각종 제반 조건에 따라 연료전지를 구성하여 이를 보조전원부(180)로 실시 이용하여도 좋다.
The
그리고 수위검출부(142, 144)는 하천(R)의 경계, 다시 말해서 하천(R)과 호안의 경계부에 설치되는 수위 센서이다.The water
이러한 수위검출부(142, 144)는 설치된 위치상에 하천(R)의 수위가 도달하였는지를 판단하여, 하천(R)의 실시간 수위를 검출한다. The
본 실시예에서의 수위검출부(142, 144)는 도 1에 도시된 바와 같이 하천범람수위(L1)를 판단하는 제1수위검출부(142)와, 하천유지유량수위(L2)를 판단하는 제2수위검출부(144)를 포함하는 구성으로 이루어진다.As shown in FIG. 1, the
즉, 제1수위검출부(142)는 하천(R)의 실시간 수위가 하천범람수위(L1)까지 상승하였는지를 검출하며, 제2수위검출부(144)는 하천(R)의 실시간 수위가 하천유지유량수위(L2)까지 하락하였는지를 검출한다.
That is, the first water
그리고 제어부(150)는 상기 수위검출부(142, 144)에서 검출된 하천(R)의 실시간 수위의 정도 즉, 하천(R)의 현재 수위가 하천범람수위(L1)까지 상승하였는지 혹은 하천유지유량수위(L2)까지 하락하였는지에 따라 하천(R)의 수위를 조절하는 수단이다. And the
이러한 하천(R)의 수위를 조절하기 위해, 상기 제어부(150)는 하수유입개폐밸브(122)의 개폐에 대한 지령 또는 하수유출개폐밸브(132)의 개폐 및 상기 하수유출펌프(134)의 동작유무에 대한 지령을 상기 전원부(170)에 선택적으로 인가한다. In order to control the water level of the river (R), the
제어부(150)로부터 각각의 경우에 따라 각기 다른 지령을 전달 받은 전원부(170)는 하수유입개폐밸브(122)의 개방을 위해 전원을 인가하거나, 하수유출개폐밸브(132)의 개방 및 하수유출펌프(134)의 작동을 위해 전원을 인가함으로써, 하천(R) 수위를 조절할 수 있게 한다.
The
본 발명의 바람직한 실시예에 따른 제어부(150)의 기능을 보다 상세히 설명하기 위해 도 5를 참조할 수 있다. Referring to FIG. 5 to describe in more detail the function of the
도 5는 본 발명에 따른 하천 유량 조절 기능을 갖는 대심도 수로 구조물의 하천 수위 조절 과정을 설명하기 위해 도시한 순서도로서, 여기서 하천 수위 조절을 실질적으로 통제하는 기능을 담당하는 수단이 제어부, 수위검출부, 전원부인 것이다.FIG. 5 is a flowchart illustrating a process for adjusting a river level of a large-depth waterway structure having a river flow control function according to the present invention, wherein a means in charge of the function of substantially controlling the river level control is a control unit or a water level detection unit. Power supply.
도 5를 참조하면, 먼저, 제어부에는 해당 하천의 수위 자료가 입력된다(S200). Referring to FIG. 5, first, water level data of a corresponding river is input to the controller (S200).
여기서, 본 단계(S200)에서 입력되는 하천의 수위 자료란, 하천 최고 수위, 하천 최저 수위, 하천 평 수위, 하천 저 수위, 하천 갈 수위, 하천 일평균 수위, 하천 연평균 수위에 관한 정보 및 기타 다양한 하천의 수위 관련 정보를 포함하는 것이다.Here, the water level data of the stream input in this step (S200), the river maximum water level, river minimum water level, river level water level, river low water level, river go water level, river daily average water level, information about the river annual average water level and various other It includes information on river level.
다음으로, 제어부는 상기 단계(S200)에서 입력된 하천의 수위 자료를 분류 및 정리하여 수위 자료 DB를 생성하고 이를 저장한다(S210).Next, the controller generates and stores the water level data DB by classifying and organizing the water level data of the river input in the step S200 (S210).
그리고 난 다음, 수위검출부는 하천의 실시간 수위를 검출한다(S220).Then, the water level detection unit detects the real-time water level of the stream (S220).
검출된 하천의 실시간 수위는 제어부 내에 저장된 DB와 비교하여 검출 정보의 신뢰성을 판단하는 단계를 거친다(S230).The real time water level of the detected river is compared with the DB stored in the control unit to determine the reliability of the detection information (S230).
그리고 난 다음에는 이후 제어부는 현재 하천이 범람하였는지(S240) 또는 현재 하천이 유지유량부족 상태인지(S250)를 구분하여 판단한다. Then, after that, the controller determines whether the current river is flooded (S240) or whether the current river is in a state of inadequate maintenance flow (S250).
만일 현재 하천이 범람하였다고 판단(S240)한 경우에는, 제어부는 전원부에 하수유입개폐밸브를 개방하도록 지령을 내리고, 이러한 지령을 전달 받은 전원부는 하수유입개폐밸브의 개방을 위해 필요한 전원을 인가한다. 이로써, 범람 위기의 하천의 하수는 지하하수터널 내로 유입된다(S242). If it is determined that the current stream is flooded (S240), the control unit gives a command to open the sewage inlet opening and closing valve to the power supply, and the power supply unit receiving the command applies the power necessary for opening the sewage inlet and opening valve. As a result, the sewage of the river in flood crisis is introduced into the underground sewage tunnel (S242).
그리고 지하하수터널 내로 유입된 하수유입유량을 산출한다(S244).And the sewage inflow flows into the underground sewage tunnel is calculated (S244).
만일 현채 하천이 유지유량 부족 상태라고 판단(S250)한 경우에는, 제어부는 전원부에 하수유출개폐밸브의 개방 및 하수유출펌프의 작동에 관한 지령을 내리고, 전원부는 하수유출개폐밸브의 개방 및 하수유출펌프의 작동에 필요한 전원을 인가한다. 이로써, 지하하수터널 내의 하수는 하천으로 유출되어 하천은 수위를 유지할 수 있게 된다(S252). If it is determined that the prefecture stream is in a state of insufficient maintenance flow (S250), the control unit issues a command to the power supply to open the sewage outflow valve and to operate the sewage outflow pump, and the power supply unit opens and discharges the sewage outflow valve. Apply the power required to operate the pump. As a result, the sewage in the underground sewage tunnel is discharged to the river to maintain the water level (S252).
그리고 지하하수터널 내에서 하천으로 유출된 하수유출유량을 산출한다(S244).Then, the sewage outflow flows out into the river in the underground sewage tunnel is calculated (S244).
각각의 경우에 따라 산출된 하수유출유량 및 하수유입유량은 다시 제어부로 입력되어, 제어부의 수위 자료 DB에 피드백 된다.The sewage runoff flow rate and the sewage inflow flow rate calculated according to each case are input back to the control unit and fed back to the water level data DB of the control unit.
이러한 전 과정이 반복됨에 따라 본 발명에 따른 하천 유량 조절 기능을 갖는 대심도 구조물은 효과적으로 하천 수위를 조절하는 기능을 제공할 수 있게 된다.
As this whole process is repeated, the large depth structure having the river flow control function according to the present invention can provide a function of effectively controlling the river level.
이상에서 본 발명에 따른 하천 유량 조절 기능을 대심도 수로 구조물에 관한 바람직한 실시예에 대하여 설명하였다. The above has been described with respect to the preferred embodiment of the large-depth channel structure to the river flow control function according to the present invention.
전술된 실시예는 모든 면에서 예시적인 것이며, 한정적인 것이 아닌 것으로 이해되어야 하며, 본 발명의 범위는 전술된 상세한 설명보다는 후술될 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 그 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 등가개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
It is to be understood that the above-described embodiments are illustrative in all aspects and should not be construed as limiting, the scope of the invention being indicated by the appended claims rather than the foregoing description, It is intended that all changes and modifications derived from the equivalent concept be included within the scope of the present invention.
R: 하천 S: 호안 법면
L1: 하천범람수위 L2: 하천유지유량수위
110: 지하하수터널 120: 유입관로
122: 하수유입개폐밸브 130: 유출관로
132: 하수유출개폐밸브 134: 하수유출펌프
142, 144: 수위검출부 150: 제어부
160: 태양전지모듈 170: 전원부
172: 컨버터 174: 축전지
180: 보조전원부 R: River S: Hoan Law
L1: River Flood Level L2: River Maintenance Flow Level
110: underground sewage tunnel 120: inlet pipe
122: sewage inlet opening and closing valve 130: outlet pipe
132: sewage outflow open and close valve 134: sewage outflow pump
142 and 144: level detector 150: control unit
160: solar cell module 170: power supply
172: converter 174: storage battery
180: auxiliary power unit
Claims (10)
상기 지하하수터널과 하천 사이에 연결되어 상기 지하하수터널 내의 하수를 하천까지 유출시키도록 형성된 유출관로와, 상기 유출관로를 따라 하천 쪽으로 유출될 하수의 흐름을 단속하는 하수유출개폐밸브 및 상기 유출관로에서 상기 지하하수터널 내의 하수를 하천까지 강제 유출하도록 구비된 하수유출펌프를 더 포함하며,
상기 하수유입개폐밸브, 상기 하수유출개폐밸브 및 상기 하수유출펌프에 전원을 공급하는 전원부와, 하천의 실시간 수위를 검출하는 수위검출부 및 상기 수위검출부에서 검출된 하천의 실시간 수위에 따라, 상기 하수유입개폐밸브의 개폐에 대한 지령 또는 상기 하수유출개폐밸브의 개폐 및 상기 하수유출펌프의 동작유무에 대한 지령을 상기 전원부에 선택적으로 인가함으로써 하천 수위의 조절을 통제하는 제어부를 더 포함하고,
상기 수위검출부는, 하천의 실시간 수위가 하천범람수위까지 상승한 것인지를 검출하는 제1수위검출부; 및 하천의 실시간 수위가 하천유지유량수위까지 하락한 것인지를 검출하는 제2수위검출부;를 포함하고, 상기 전원부는, 태양전지를 직병렬로 연결 배치시켜 집광된 태양광으로부터 직류전원을 출력하는 태양전지모듈; 상기 태양전지모듈로부터 출력된 직류전원을 배전 계통에 필요한 직류전원으로 승압하는 컨버터(converter); 상기 컨버터에서 승압된 직류전원을 교류전원으로 변환하는 인버터(inverter); 상기 컨버터에 전기적으로 연결되어 충전하는 축전지; 및 상기 축전지에 저장된 전원이 기준잔류량 이하일 경우 상용전원을 공급받아 보조적으로 전원 공급을 담당하는 보조전원부를 포함하고,
상기 유입관로는, 하천의 범람 위험 시, 하천 내의 하수를 상기 유입관로를 통해 더 많은 양을 동시에 유입시킬 수 있도록, 하천과 연통된 부분에는 병렬로 복수 관로가 분지(分枝) 형성된 형상을 가지는 것을 특징으로 하는 하천 유량 조절 기능을 갖는 대심도 수로 구조물.
Breaking away from the spatial constraints for installing a separate facility on the ground near the river, it is constructed on a large depth area of 40 to 50 meters underground from the ground near the river basin and formed along the stream in the longitudinal direction to assist the river. Underground sewage tunnels acting as waterways; An inlet pipe connected between a river and the underground sewage tunnel, the inflow pipe being formed to introduce sewage in the stream to the underground sewage tunnel; And a sewage inlet opening / closing valve for regulating the flow of sewage to be introduced into the underground sewage tunnel along the inlet pipe.
An outflow pipe line connected between the underground sewage tunnel and the stream to discharge the sewage in the underground sewage tunnel to the stream, and a sewage outflow opening / closing valve for regulating the flow of sewage to be discharged toward the river along the outflow pipe path; Further comprising a sewage outflow pump provided to forcibly flow out the sewage in the underground sewage tunnel to the river,
The sewage inflow and outflow valve, the sewage outflow valve and the power supply unit for supplying power to the sewage outflow pump, the water level detection unit for detecting the real-time water level of the stream and the real-time water level of the river detected by the water level detection unit, the sewage inflow And a control unit for controlling the adjustment of the river water level by selectively applying a command for opening / closing an on / off valve or a command for opening / closing the sewage / leakage opening / closing valve and whether the sewage / outflow pump is in operation.
The water level detection unit may include: a first water level detection unit detecting whether the real-time water level of the stream has risen to the river flood level; And a second water level detection unit for detecting whether the real-time water level of the stream falls to the river maintenance flow level, wherein the power supply unit is configured to connect the solar cells in series and in parallel to output DC power from the collected solar light. module; A converter for boosting the DC power output from the solar cell module to DC power required for a distribution system; An inverter converting the DC power boosted by the converter into AC power; A storage battery electrically connected to the converter for charging; And if the power stored in the battery is less than the reference residual amount includes a commercial power supply auxiliary power supply for auxiliary power supply auxiliary;
The inflow pipe has a shape in which a plurality of pipes are formed in parallel to the portion in communication with the stream so that the amount of sewage in the stream can be introduced at the same time through the inflow pipe at the time of danger of flooding of the river. Deep water channel structure having a river flow control function, characterized in that.
상기 지하하수터널의 내부 체적 단면 형상은 사각형, 원형, 타원형 및 팔각형 중 어느 하나의 형상으로 이루어진 것을 특징으로 하는 하천 유량 조절 기능을 갖는 대심도 수로 구조물.
The method of claim 1,
The internal volume cross-sectional shape of the underground sewage tunnel is a large depth channel structure having a river flow control function, characterized in that consisting of any one of the shape of a rectangle, circle, oval and octagon.
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Legal Events
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A302 | Request for accelerated examination | ||
E902 | Notification of reason for refusal | ||
AMND | Amendment | ||
E601 | Decision to refuse application | ||
AMND | Amendment | ||
X701 | Decision to grant (after re-examination) | ||
GRNT | Written decision to grant | ||
LAPS | Lapse due to unpaid annual fee |