KR101145836B1 - Apparatus and method for gathering river bed water - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 하상 취수 장치 및 방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 계곡, 하천, 강, 댐, 저수지 등과 같은 취수원으로부터 하상 하저 터널 및 수직 수평갱을 이용한 자연 정화된 양질의 물을 안정적으로 취수하는 장치와 방법에 관한 것이다.
The present invention relates to a riverbed intake apparatus and method, and more particularly, to a device for stably collecting high-quality purified water using a riverbed bottom tunnel and vertical horizontal shaft from a water intake source such as a valley, a river, a river, a dam and a reservoir. And method.
최근 인구증가와 환경오염에 따른 물 부족이 심화되고 있으며, 이를 해소하기 위해 신규수원 개발과 수처리 효율화가 중요한 과제로 강조되고 있는 실정이다.Recently, the shortage of water due to population growth and environmental pollution is intensifying. To solve this problem, the development of new water sources and the efficiency of water treatment are emphasized as important tasks.
보통 수돗물은 주로 강이나 하천, 호수, 댐 등의 물을 원수로 하여 정수장에서 물리 화학적으로 처리된 후에 식수 등으로 제공된다. Normally, tap water is provided as drinking water after being physicochemically treated in a water purification plant using raw water such as rivers, rivers, lakes and dams as raw water.
그러나, 환경오염이 진행됨에 따라 원수의 수질도 악화되는 경향에 있어서, 고도처리 등 많은 투자를 하고 있지만 아직도 국민들이 수돗물에 대하여 신뢰가 낮은 것이 작금의 현실이다.However, as the environmental pollution progresses, the water quality of raw water also tends to deteriorate, and although many investments are made, such as advanced treatment, the reality is that the people still have low confidence in tap water.
그리고, 산업발전과 생활수준의 향상으로 물 소비량이 늘어나는 추세이지만, 일부 지방 도시에서는 상수원수의 확보가 용이한 대형 저수지나 하천이 없어서 상수원수를 확보하기 어려운 곳도 있으며, 더 좋은 원수를 사용한 수돗물에 대한 수요도 계속되고 있어 강변 여과수 정수장 등이 증가하는 추세에 있다.In addition, although water consumption is increasing due to industrial development and improved living standards, some local cities do not have large reservoirs or rivers where water is easily secured, and it is difficult to secure water supply. The demand for water is also on the rise, and riverside filtered water purification plants are on the rise.
그러나, 이러한 정수시설의 경우 설비비가 고가이고 운전비용이 과다한 경제적인 단점 등이 있어 실제 적용이 어려운 문제가 있다.However, in the case of such a water purification facility, there is a problem in that it is difficult to apply practically because there is an economic disadvantage such as high equipment cost and excessive operating cost.
예를 들면, 상수도를 통해 공급되는 음용수는 소정의 장소에서 취수된 물을 정수 및 여과하여 사용자에게 공급되고 있다.For example, drinking water supplied through tap water is supplied to a user by purifying and filtering the water taken in a predetermined place.
이러한 정수 및 여과 시설에는 물을 취수하기 위한 취수 장치를 구비하고 있으며, 이러한 취수 장치는 중에는 지하를 굴착하고 여기에 취수관을 설치한 후에 펌프 등을 이용하여 취수하는 방법, 산간 계곡의 물을 취수보로 막아 소정의 취수 공간을 형성한 후에 그 내부에 자갈과 모래 등의 여과재를 채우고, 취수보 하단을 관통시켜 관을 연결하는 취수하는 방법 등이 있다.Such water purification and filtration facilities are equipped with a water intake device for water intake, and such a water intake device excavates underground and installs a water intake pipe, and then uses a pump or the like to collect water from a mountain valley. After forming a predetermined water intake space by filling it with a filter medium such as gravel and sand, there is a method of water intake to connect the pipe through the bottom of the water intake.
그러나, 이러한 구조의 취수 시설들은 강수량이 많은 우기에는 흙탕물이 유입되어 상수로 공급되는 음용수로 이용하기에는 부적합한 면이 있고, 무엇보다도 앞으로 물이 부족하여 4대강 사업과 같이 물을 가두기 위해 강을 가로지르는 보를 설치하는 경우 물은 보유(확보)할 수 있으나, 상대적으로 흐르는 물에 비해 수질이 악화될 수 있는 등 안정적으로 품질이 좋은 물을 대량으로 확보하는데 어려움이 있다.
However, these intake facilities are inadequate to be used as drinking water supplied with muddy water due to the inflow of muddy water during the rainy season with heavy rainfall, and most of all, there is a lack of water in the future to traverse the river to trap water like the Four Major Rivers Project. When the beam is installed, the water can be retained (secured), but it is difficult to secure a large amount of stable and good quality water, such as that the water quality may deteriorate compared to the relatively flowing water.
따라서, 본 발명은 이와 같은 점을 감안하여 안출한 것으로서, 계곡, 하천, 강, 댐, 저수지 등과 같은 취수원의 위치에 따라 다양하게 취수 터널을 시공하고, 이렇게 시공한 취수터널 외곽 주변으로 대형 취수 유공관이나 소형 여과 파이프 등을 시공하여 하상의 물을 취수하는 새로운 형태의 취수 시스템을 구현함으로써, 저비용으로 자연 정화된 양질의 물을 소량에서 대량까지 안정적으로 취할 수 있는 하상 취수 장치 및 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
Accordingly, the present invention has been devised in view of the above, and the construction of various intake tunnels according to the location of intake sources such as valleys, rivers, rivers, dams and reservoirs, and the large intake pipes around the intake tunnels By constructing a new type of water intake system to collect water from the riverbed by constructing a small filtration pipe, etc. There is a purpose.
상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명에서 제공하는 하상 취수 수평, 수직 터널 장치의 일 예는 대용량의 물을 취수하기 위한 장치로서, 취수원의 하상 지하에서 하상을 따라 수평 시공되어 내부에 취수된 물을 취수장으로 유도하는 취수 터널과, 상기 취수 터널로부터 하상까지 수직으로 연장 설치되며 상단부는 하상과 접하는 동시에 하단부는 취수 터널과 통하는 구조로 되어 있는 다수의 취수 유공관을 포함하며, 상기 취수 유공관은 취수 터널의 바깥면에 고정 지지되고 내부에는 모래가 채워지는 케이싱과, 상기 케이싱의 내측 중심부에 동심원상으로 나란하게 배치되고 하단부는 취수 터널을 관통하면서 지지되는 동시에 터널 내부가지 연장되어 정화된 물을 취수 터널의 내부로 유도하는 탄소 유공관으로 이루어져, 자연 정화된 물을 안정적으로 대략 취수할 수 있도록 된 것이 특징이다. In order to achieve the above object, one example of the horizontal intake of the riverbed provided by the present invention is a device for taking in a large amount of water, and is constructed horizontally along the riverbed in the basement of the water intake source to collect the water taken in the interior. And a plurality of water intake pipes installed vertically extending from the water intake tunnel to the bottom of the intake tunnel and having an upper end in contact with the bottom and a bottom in communication with the water intake tunnel, wherein the water intake pipes are located outside the intake tunnel. A casing fixedly supported on the surface and filled with sand therein, and arranged concentrically in the inner center of the casing, and having a lower end penetrating through the intake tunnel and extending to the inside of the tunnel to purify purified water. It consists of carbon perforated pipes that lead to It is characterized by being able to take water roughly.
또한, 상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명에서 제공하는 하상 취수 수평, 수직 터널 장치의 다른 예는 가장 좋은 수질을 대량으로 취수하기 위한 장치로서, 취수원의 하상 지하에서 하상을 따라 수평 시공되며 작업자나 천공장비가 충분히 들어갈 수 있는 크기의 직경을 가지는 터널과, 상기 터널의 내부를 따라 나란하게 설치되는 취수관과, 상기 취수관으로부터 터널을 관통하여 하상까지 방사상으로 연장 설치되며 상단부는 하상과 접하는 동시에 하단부는 취수관과 통하는 구조로 되어 있어 정화된 물을 취수관 내부까지 유도하는 다수의 탄소 유공관을 포함하며, 자연 정화된 물을 안정적으로 대략 취수할 수 있도록 된 것이 특징이다. In addition, another example of the riverbed intake horizontal and vertical tunnel device provided by the present invention to achieve the above object is a device for taking in the best water quality in a large amount, the horizontal construction along the riverbed in the basement of the bottom of the water intake source, worker or perforated Tunnels having a diameter enough to fit the equipment, intake pipes installed side by side along the interior of the tunnel, radially extending from the intake pipes through the tunnel to the lower bed, the upper end is in contact with the lower bed It has a structure in communication with the intake pipe and includes a plurality of carbon perforated pipes to guide the purified water to the inside of the intake pipe, it is characterized in that it is possible to reliably roughly intake the naturally purified water.
한편, 상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명에서 제공하는 하상 취수 방법의 일 예는 취수원의 하상 지하에서 하상을 따라 수평으로 취수 터널을 시공하되, 작업자나 천공장비가 충분히 들어갈 수 있는 대형 터널 구조로 취수 터널을 시공하는 단계와, 상기 취수 터널로부터 하상까지 수직으로 다수의 취수 유공관을 설치하되, 상기 취수 유공관의 상단부는 하상과 접하게 하면서 하단부는 취수 터널과 통하게 하는 구조로 설치하는 단계를 포함하며, 상기 취수 유공관은 취수 터널의 바깥면에 고정 지지되는 케이싱과 이 케이싱의 내측 중심부에 동심원상으로 나란하게 배치되고 하단부는 취수 터널을 관통하면서 지지되는 동시에 터널 내부가지 연장되는 탄소 유공관으로 이루어진 것을 사용하여, 상기 취수 유공관의 내부에 모래를 다져서 채워넣는 과정을 포함하는 것이 특징이다. On the other hand, in order to achieve the above object is an example of the water intake method provided by the present invention is to construct a water intake tunnel horizontally along the bottom in the basement of the water intake source, the water intake in a large tunnel structure that can be enough to enter the operator or drilling equipment Installing a tunnel, and installing a plurality of intake perforations vertically from the intake tunnel to the lower floor, wherein the upper end of the intake contact pipes and the bottom contact with the intake tunnel, the step of installing in a structure that includes the The water intake pipe is composed of a casing fixedly supported on the outer surface of the intake tunnel and a carbon conduit which is arranged concentrically in parallel with the inner center of the casing and the lower end is supported while penetrating the intake tunnel and extends inside the tunnel. And filling and filling the sand inside the water intake pipe It is characterized by including a tablet.
또한, 상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명에서 제공하는 하상 취수 방법의 다른 예는 취수원의 하상 지하에서 하상을 따라 수평으로 터널을 시공하되, 작업자나 천공장비가 충분히 들어갈 수 있는 대형 터널 구조로 터널을 시공하는 단계와, 하기 취수관으로부터 터널을 관통하여 하상까지 방사상으로 연장되는 다수의 탄소 유공관을 설치하되, 이때의 탄소 유공관의 상단부는 하상의 하부 모래층이나 모래자갈층까지 근입하는 동시에 하단부는 취수관과 통하는 구조로 설치하는 단계와, 상기 터널의 내부를 따라 나란하게 취수관을 설치하되, 터널의 내부까지 연장되어 있는 각 탄소 유공관들과 연결하면서 취수관을 설치하는 단계를 포함하는 것이 특징이다.
In addition, another example of the lower bed withdrawal method provided by the present invention to achieve the above object is to construct a tunnel horizontally along the lower bed in the basement of the lower bed of the intake source, the tunnel into a large tunnel structure that can be fully entered by workers or drilling equipment Installing and installing a plurality of carbon perforated pipes extending radially from the following intake pipe through the tunnel to the bottom, wherein the upper end of the carbon perforated pipe is indented to the lower sand layer or sand gravel layer of the lower bed at the same time the lower intake pipe And installing the water intake pipe side by side along the inside of the tunnel, connecting the carbon water pipes extending to the inside of the tunnel, and installing the water intake pipe.
본 발명에서 제공하는 하상 취수 장치 및 방법은 다음과 같은 장점이 있다. The bed collecting apparatus and method provided by the present invention has the following advantages.
첫째, 계곡, 하천, 강, 하부 암반층 또는 불투수층 위치에 따라 다양하게 취수 터널을 시공한 후, 이 취수터널에서 외곽으로 대형 취수 유공관이나 소형 여과 파이프를 연결하는 공법이므로, 저비용으로 양질의 물을 소량에서 대량까지 안정적으로 취수할 수 있다. First, various intake tunnels are constructed depending on the location of the valley, river, river, lower rock layer or impermeable layer, and then a large amount of high-quality water pipes or small filtration pipes are connected from the intake tunnel to the outside. Can reliably withdraw large quantities from.
둘째, 취수원의 수면 아래에 있는 취수 터널을 통해서 취수하는 방식이므로, 모래, 자갈, 토사, 풍화대, 암반을 통과하는 자연적인 정수처리로 인체에 가장 질 좋은 물을 취수 및 공급할 수 있다. Second, because the intake through the intake tunnel under the water surface of the intake source, it is possible to intake and supply the best quality water to the human body by natural water treatment through sand, gravel, soil, weathering zone, rock.
셋째, 앞으로 지구의 오염에 대비하여 안정적으로 품질 좋은 물을 공업, 농업, 축산업, 식수원 등으로 공급할 수 있다.
Third, we can supply stable quality water to industry, agriculture, animal husbandry, and drinking water in preparation for global pollution.
도 1a,1b는 본 발명의 제1실시예에 따른 하상 취수 장치를 나타내는 단면도
도 2는 도 1b의 A 부 확대도
도 3은 도 2의 B-B 선 단면도
도 4는 본 발명의 제1실시예에 따른 하상 취수 장치를 나타내는 평면도
도 5는 본 발명의 제1실시예에 따른 하상 취수 방법에서 물막이를 이용한 공법을 나타내는 단면도
도 6은 본 발명의 제1실시예에 따른 하상 취수 방법에서 바지선을 이용한 공법을 나타내는 단면도
도 7은 본 발명의 제2실시예에 따른 하상 취수 장치를 나타내는 단면도
도 8은 본 발명의 제2실시예에 따른 하상 취수 장치에서 취수 터널과 소형 여과 파이프의 결합관계를 나타내는 확대도
도 9는 도 8의 C-C 선 단면도
도 10은 본 발명의 제2실시예에 따른 하상 취수 장치에서 슬리브 연결장치를 나타내는 단면도
도 11은 본 발명의 제2실시예에 따른 하상 취수 방법에서 소형 여과 파이프를 시공하는 일 예를 나타내는 단면도
도 12는 본 발명의 제2실시예에 따른 하상 취수 방법에서 소형 여과 파이프를 시공하는 다른 예를 나타내는 단면도
도 13은 본 발명의 제2실시예에 따른 하상 취수 방법에서 소형 여과 파이프 시공시 소형 여과 파이프를 근입하는 방식을 나타내는 개략도 1A and 1B are cross-sectional views showing a bed collecting apparatus according to a first embodiment of the present invention.
2 is an enlarged view of a portion A of FIG. 1B;
3 is a cross-sectional view taken along line BB of FIG.
4 is a plan view showing a bottom water intake apparatus according to a first embodiment of the present invention
5 is a cross-sectional view showing a method using a water barrier in the water phase intake method according to the first embodiment of the present invention
6 is a cross-sectional view showing a method using a barge in the bottom water intake method according to a first embodiment of the present invention
7 is a cross-sectional view showing a bottom water intake device according to a second embodiment of the present invention.
8 is an enlarged view illustrating a coupling relationship between a water intake tunnel and a small filtration pipe in a bed intake system according to a second embodiment of the present invention;
9 is a cross-sectional view taken along line CC of FIG.
10 is a cross-sectional view showing a sleeve connecting device in the lower bed withdrawal device according to a second embodiment of the present invention
11 is a cross-sectional view showing an example of constructing a small filtration pipe in a bed withdrawal method according to a second embodiment of the present invention
12 is a cross-sectional view showing another example of constructing a small filtration pipe in a bed withdrawal method according to a second embodiment of the present invention.
FIG. 13 is a schematic view showing a method of incorporating a small filtration pipe when constructing a small filtration pipe in a bed withdrawal method according to a second embodiment of the present invention; FIG.
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명을 상세히 설명하면 다음과 같다. Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 1a 및 1b는 본 발명의 제1실시예에 따른 하상 취수 장치를 나타내는 단면도이고, 도 2와 도 3은 본 발명의 제1실시예에 따른 하상 취수 장치를 나타내는 확대도와 단면도이다. 1A and 1B are cross-sectional views illustrating a bottom water collecting device according to a first embodiment of the present invention, and FIGS. 2 and 3 are enlarged and cross-sectional views illustrating a bottom water collecting device according to a first embodiment of the present invention.
도 1a 및 1b와 도 2 및 도 3에 도시한 바와 같이, 여기서는 취수 터널(10)과 취수 유공관(11)을 이용하여 양질의 물을 대량으로 취수하는 장치를 보여준다. As shown in FIGS. 1A and 1B and FIGS. 2 and 3, an apparatus for taking in large quantities of high quality water using the
이를 위하여, 하천, 강, 계곡, 저수지, 댐, 하부 암반층, 불투수층 등과 같은 취수원으로부터 취수한 물을 취수장으로 유도하는 취수 터널(10)이 마련된다. To this end, a
상기 취수 터널(10)은 작업자나 천공장비 등이 들어가서 점검이나 유지보수 등의 작업을 수행할 수 있는 충분한 크기, 예를 들면 일반 터널과 비슷한 직경을 갖는 크기로 구축된 대형 터널 구조로서, 콘크리트 철근 구조물로 이루어질 수 있게 된다. The
이러한 취수 터널(10)은 취수원의 하상 지하 일정깊이에서 하상을 따라 수평 시공되며, 상기 취수 유공관(11)을 통해 내부로 유입되는 대량의 물을 취수장으로 흘러갈 수 있는 통로로서의 역할을 할 수 있게 된다. The
물론, 이때의 취수 터널(10)에는 취수 유공관(11)의 시공시 이때의 취수 유공관(11)과의 용이한 연결을 위하여 슬리브 장치가 선(先) 시공될 수도 있게 된다.Of course, in the
그리고, 취수원의 물을 실질적으로 정화하여 취수하는 다수의 취수 유공관(11)이 마련된다. In addition, a plurality of
상기 취수 유공관(11)은 외부의 케이싱(12)과 내부의 탄소 유공관(13a)으로 구성되며, 취수 터널(10)에서부터 하상까지 수직으로 연장되는 구조로 설치된다. The
이렇게 설치되는 취수 유공관(11)의 상단부는 하상과 접하게 되므로, 이곳을 통해 취수원의 물이 유공관 내부로 유입될 수 있게 되고, 또 하단부는 취수 터널(10)과 연통되는 구조로 되어 있어서 유공관 내부로 유입된 물이 취수 터널(10)의 내부로 모일 수 있게 된다. Since the upper end of the
상기 취수 유공관(11)의 케이싱(11)은 취수 터널(10)의 바깥 둘레면에 고정 지지되는 구조로 설치되며, 그 내부에는 모래(23)가 다져진 상태로 채워져 있어서 취수원의 물이 케이싱(11)의 내부로 들어오게 되면, 모래(23)에 의해 1차적으로 여과되면서 정화될 수 있게 된다. The
이때, 상기 케이싱(12)은 600~3,000㎜ 정도의 직경을 가지는 대형 RCD 또는 PRD 케이싱을 적용할 수 있다. At this time, the
상기 탄소 유공관(13a)은 케이싱(12)의 내측 중심부에서 동심원상으로 나란하게 배치되는 구조로 설치되며, 그 하단부는 취수 터널(10)을 관통하면서 취수 터널(10)에 있는 링형 강관(24)에 고정되는 형태로 지지된다. The carbon perforated
이러한 탄소 유공관(13a)은 취수 터널(10)의 내부까지 연장되어 있으며, 이에 따라 탄소 유공관(13a)을 반경방향으로 통과하면서 최종적으로 정화된 물이 탄소 유공관(13a)이 갖는 심부의 홀(25)을 통해 곧바로 취수 터널(10)의 내부로 유입될 수 있게 된다. The carbon perforated
이때, 상기 탄소 유공관(13a)의 경우, 케이싱(12)의 전체 길이의 2/3 정도를 넘지 않는 길이를 갖도록 하는 것이 바람직하며, 이에 따라 케이싱(12)의 내부에는 적어도 케이싱 전체 길이의 1/3 정도 구간에 모래만 채워지게 되므로서, 충분한 모래 여과층을 확보할 수 있게 된다. At this time, in the case of the carbon
물론, 상기 케이싱(12)의 내벽과 중심측의 탄소 유공관(13a)의 사이에 조성되는 간격에도 모래(23)가 채워질 수 있게 된다. Of course, the
여기서, 상기 탄소 유공관은 일종의 하상 여과 필터로서, 폴리프로필렌과 면사로 구성되어 화학적으로 온도상 폭넓게 사용이 가능하고, 중간층에서 표면층으로 갈수록 실제 장력이 점진적으로 감소하여 식수 하상 여과 장치에 사용시 긴 수명과 높은 정수 효과에 뛰어난 기능을 발휘할 수 있게 된다. Here, the carbon perforated pipe is a kind of bed filtration filter, which is composed of polypropylene and cotton yarn, which can be used chemically widely in temperature, and the actual tension gradually decreases from the middle layer to the surface layer, so that the long life and Excellent function for high water purification effect.
이러한 탄소 유공관은 플리티드 카트리지 필터(Pleated Cartridge Filter), Thread Wounding Filter, 역삼투 멤브레인 모듈(Ro Membrane Modules)을 포함한 PP Meltdown Ro(역삼투) 기술을 기초로 하는 필터링 방식을 적용할 수 있다. The carbon perforated pipe may be applied with a filtering method based on PP Meltdown Ro (reverse osmosis) technology, including a pleated cartridge filter, a thread wound filter, and a ro membrane module.
그리고, 상기 취수 유공관(11)의 탄소 유공관(13a)에는 터널 내의 하단부에 외부로부터 제어가능한 자동개폐밸브(14a)가 설치되어 있으며, 이에 따라 터널 점검이나 보수 등의 작업을 필요로 하는 경우에는 상기 자동개폐밸브(14a)를 닫아서 터널 내부로 취수되는 물을 단속한 후, 필요로 하는 작업을 수행할 수 있는 이점을 얻을 수 있게 된다. In addition, the
여기서, 미설명 부호 100은 퇴적층, 110은 모래층, 120은 모래 및 자갈층, 130은 풍화층, 140은 암반층을 각각 나타낸다. Here,
따라서, 암반층(140)에 시공되는 취수 터널(10)로부터 수직 연장되는 다수의 취수 유공관(11)은 하상에 상응하는 퇴적층(100)의 상부로 노출되며, 결국 취수원의 물이 취수 유공관(11)을 통해 정화된 후에 취수 터널(10)로 모인 후, 최종 취수장으로 보내질 수 있게 되는 것이다. Accordingly, the plurality of intake hole holes 11 vertically extending from the
도 4는 본 발명의 제1실시예에 따른 하상 취수 장치를 나타내는 평면도이다. FIG. 4 is a plan view showing the bed collecting apparatus according to the first embodiment of the present invention. FIG.
도 4에 도시한 바와 같이, 하상 취수 장치의 취수 터널(10)은 취수원, 예를 들면 강 또는 저수지의 하상 폭을 가로질러 전체 면적에 걸쳐서, 즉 폭 전체 구간에 걸쳐서 시공되며, 하상 구간을 벗어나는 양쪽 단부는 취수장으로 연결되는 구조를 갖게 된다. As shown in FIG. 4, the
이러한 취수 터널(10)은 주 터널이 하상의 폭 방향을 의미하는 가로 방향을 따라 시공되며, 이렇게 시공되는 주 터널로부터 하상 길이 방향으로 분기되는 다수의 보조 터널이 시공되는 구조를 가질 수 있게 된다.The
그리고, 다수의 취수 유공관(11)은 취수 터널(10)의 상부로 수직 설치되어 취수원의 물을 도입할 수 있게 된다. In addition, the plurality of water intake holes 11 are vertically installed above the
따라서, 이와 같이 구성되는 하상 취수 장치를 시공하는 방법, 즉 하상 취수 장치를 시공하여 하상의 물을 취수하는 방법에 대해 살펴보면 다음과 같다. Therefore, a method of constructing a bed collecting device configured as described above, that is, a method of constructing a bed collecting device and collecting water of a bed of water is as follows.
본 발명의 일 실시예에 따른 하상 취수 방법은 크게 취수 터널(10)을 시공하는 단계와 시공을 마친 취수 터널(10)에 다수의 취수 유공관(11)을 연결 설치하는 단계로 구성된다. According to an embodiment of the present invention, the method of injecting a lower bed includes a step of constructing the
먼저, 취수원의 하상 지하에서 하상을 따라 수평으로 취수 터널(10)을 시공하는 단계를 수행한다. First, a step of constructing the
이러한 취수 터널(10)은 ASSM 공법, NATM 공법, TBM 공법 등으로 시공할 수 있게 된다. Such a
이때, 상기 취수 터널(10)은 작업자나 천공장비, 기타 설비 등이 충분히 들어갈 수 있는 대형 터널 구조물 형태로 시공될 수 있게 된다. At this time, the
다음, 상기 취수 터널(10)의 시공이 완료되면 취수 유공관(11)을 연결 설치하는 단계를 수행한다. Next, when the construction of the
즉, 취수 터널(10)로부터 하상까지 수직으로 연장되는 다수의 취수 유공관(11)을 설치한다. That is, a plurality of water intake holes 11 extending vertically from the
이때, 상기 취수 유공관(11)은 외측의 케이싱(12)과 내측의 탄소 유공관(13a)의 조합형태로 이루어진 것을 사용하게 되며, 상기 케이싱(12)의 상단부는 하상과 접하게 하고 상기 탄소 유공관(13a)의 하단부는 취수 터널(10)과 통하게 하는 구조로 설치한다. In this case, the
그리고, 상기 탄소 유공관(13a)과 취수 터널(10) 간의 연결시공은 취수 터널(10)에 선(先) 시공해놓은 슬리브를 이용하여 연결할 수도 있고, 또는 탄소 유공관(13a)으로 취수 터널(10)을 관통 시공하는 방법으로 연결할 수도 있다. In addition, the connection construction between the
여기서, 상기 취수 유공관(11)을 강제로 압입시공하는 경우, 강폭이 넓은 대형 하천인 경우에는 바지선을 이용하는 방법(도 5)으로 시공하거나, 강폭이 좁은 소형 하천인 경우에는 물막이를 설치하여 부분적으로 순차 시공하는 방법, 예를 들면 한쪽을 막고 물이 없는 부분을 시공한 다음에 반대쪽으로 물을 빼낸 후에 나머지 한쪽을 순차적으로 시공하는 방법(도 6)을 적용할 수 있게 된다. Here, when forcing the
이렇게 취수 터널(10)의 시공 단계 및 취수 유공관(11)의 연결 설치 단계가 완료된 후에는 취수 유공관(11)의 내부에 모래를 다져서 채워넣는 단계를 수행하게 되며, 그 밖에 취수 터널(10)의 내부에서의 각종 마감처리 공정, 예를 들면 탄소 유공관(13a)에 자동개폐밸브(14a)를 설치하는 공정 등을 수행하는 것으로 하상 취수 장치의 시공을 완료할 수 있게 된다. After the construction step of the
도 7은 본 발명의 제2실시예에 따른 하상 취수 장치를 나타내는 단면도이고, 도 8과 도 9는 본 발명의 제2실시예에 따른 하상 취수 장치에서 취수 터널과 소형 여과 파이프의 결합관계를 나타내는 확대도와 단면도이다. FIG. 7 is a cross-sectional view illustrating a bottom water intake apparatus according to a second embodiment of the present invention, and FIGS. 8 and 9 illustrate a coupling relationship between a water intake tunnel and a small filtration pipe in a bottom water intake apparatus according to a second embodiment of the present invention. It is an enlarged view and a sectional view.
도 7 내지 도 9에 도시한 바와 같이, 여기서는 소형 유공관 필터 정화 방식을 이용하여 보다 깨끗하게 정화된 가장 좋은 수질을 대량으로 공급하는 취수 장치를 보여준다. As shown in Figs. 7 to 9, a water intake apparatus for supplying a large amount of the best water quality purified more clearly by using a small hole tube filter purification method is shown here.
이를 위하여, 취수원의 하상 지하에는 하상을 따라 가면서 수평으로 시공되는 터널(15)이 마련되고, 이때의 터널(15)은 비록 물을 직접 취수하는 관로의 역할을 하는 것은 아니지만 상기 취수 터널(10)과 유사한 규모, 예를 들면 작업자나 천공장비 등이 충분히 들어갈 수 있는 규모로 시공된다. To this end, a
그리고, 상기 터널(15)의 내부에는 취수한 물의 관로가 되는 취수관(16)이 구비되며, 이 취수관(16)은 터널(15)의 내부를 따라 나란하게 배치되면서 터널 내 적정한 높이에서 바닥측에 지지되거나 천정측에 매달리는 구조로 설치된다.In addition, the inside of the
본 발명에서는 터널(15)의 내부에 양쪽 2개가 배치되는 취수관(16)의 예를 제공하며, 이때의 취수관(16)은 취수장까지 연장되는 구조로 시공되므로서, 탄소 유공관(13b)에 의해 취수원으로부터 취수된 물이 취수관(16)을 거쳐 취수장까지 보내질 수 있게 된다. The present invention provides an example of the
또한, 취수원으로부터 실질적으로 물을 취수하는 수단으로 다수의 탄소 유공관(13b)이 구비되는데, 이때의 탄소 유공관(13b)은 취수관(16)에서부터 터널(15)을 관통한 후에 하상의 하부 모래층이나 모래 및 자갈층까지 방사상으로 연장되는 형태로 설치된다. In addition, a plurality of carbon perforated
이렇게 설치되는 탄소 유공관(13b)의 상단부는 하상의 하부 모래층이나 모래 및 자갈층 등에 속하면서 물의 유입을 유도할 수 있게 되고, 이와 동시에 하단부는 취수관(16)과 연결되어 통하면서 정화된 물을 취수관(16)의 내부까지 유도하게 된다. The upper end of the carbon perforated
이때의 탄소 유공관(13b)은 상기 유공 취수관(11)에 있는 탄소 유공관(13a)과 동일한 역삼투 기술에 기초한 필터링 방식의 탄소 유공관을 적용할 수 있다. At this time, the carbon hole (13b) can be applied to the carbon filter hole of the filtering method based on the same reverse osmosis technology as the carbon hole (13a) in the hole intake pipe (11).
여기서, 상기 탄소 유공관(13b)의 경우, 모래층이나 모래 및 자갈층에 속해 있는 부분 뿐만 아니라 암반층에 속해 있는 구간으로도 물의 유입이 가능하게 되고, 결국 자체적으로 물을 정화하기도 하지만, 모래층 등을 통해 1차 여과된 물을 재차 정화할 수 있게 되므로, 보다 양질의 물을 얻을 수 있게 된다. Here, in the case of the carbon perforated
또한, 상기 탄소 유공관(13b)에는 필터봉 형태의 교체용 필터(17)가 내장되는데, 이때의 교체용 필터(17)는 탄소 유공관(13b)의 중심부를 따라 동심원상으로 나란하게 배치되며, 일정한 필터 사용기간에 따라 또한 필터 재질을 다양하게 교체하여 사용할 수 있게 되므로, 가장 좋은 수질, 예를 들면 상기 일 실시예에 따른 취수 유공관(11)으로부터 취수한 물에 비해 상대적으로 수질이 좋은 물을 대량으로 확보할 수 있게 된다. In addition, the carbon perforated
여기서, 상기 교체용 필터(17)는 터널(15)의 내부에서 탄소 유공관(13b)의 하단부에 있는 필터 교체용 밸브(18)를 조작하여 손쉽게 교체할 수 있게 된다.Here, the
즉, 작업자가 필터 교체용 밸브(18)를 연 다음, 안쪽에 설치된 교체용 필터(17)을 밑으로 꺼낸 후에 새 것으로 교체할 수 있으며, 이때 나오는 물은 분기관(19)을 통해 처리되고, 적은 양은 터널 안에서 받아 보조 파이프를 통해 취수장으로 보낼 수 있게 된다. That is, the operator can open the
또한, 상기 탄소 유공관(13b)의 하단부, 즉 터널(15)의 철근 콘트리트 벽체를 관통하여 그 내부까지 연장되어 있는 유공관 하단부에는 취수관(16)의 내부로 취수되는 물을 단속할 수 있는 자동개폐밸브(14b)가 마련되며, 이때의 자동개폐밸브(14b)는 탄소 유공관(13b)으로부터 분기되는 분기관(19)상에 설치된다. In addition, the lower end of the carbon perforated pipe (13b), that is, the lower end of the perforated pipe extending through the reinforced concrete wall of the
이에 따라, 터널(15) 내에서 취수관 점검이나 보수 등의 작업이 필요할 때, 상기 자동개폐밸브(14b)을 닫아서 물을 차단한 상태에서 각종 작업을 용이하게 수행할 수 있게 된다. Accordingly, when the water intake pipe inspection or maintenance is required in the
특히, 도 10에 도시한 바와 같이, 상기 터널(15)에는 슬리브(22)가 설치되어 있으며, 탄소 유공관(13b)의 시공시 이때의 슬리브(22)를 통해 탄소 유공관(13b)을 암반층으로 강제 압입할 수 있게 된다. In particular, as shown in FIG. 10, the
이러한 슬리브(22)는 터널(15)의 철근 콘크리트 벽체 내에 시공되는 링형 강관(24)에 고정되는 구조로 지지될 수 있게 되며, 터널 시공시 선(先) 시공되는 구조로 설치될 수 있게 된다. The
따라서, 이와 같이 구성되는 하상 취수 장치를 시공하는 방법, 즉 하상 취수 장치를 시공하여 하상의 물을 취수하는 방법에 대해 살펴보면 다음과 같다. Therefore, a method of constructing a bed collecting device configured as described above, that is, a method of constructing a bed collecting device and collecting water of a bed of water is as follows.
상기 하상 취수 방법은 크게 터널(15)을 시공하는 단계와 시공을 마친 취수 터널(10)에 다수의 탄소 유공관(13b)을 관통 설치하는 단계와 터널(15) 내에 구축한 취수관(16)에 각각의 탄소 유공관(13b)을 연결 설치하는 단계로 구성된다. The lower bed intake method is a step of constructing the
먼저, 취수원의 하상 지하에서 하상을 따라 수평으로 터널(15)을 시공하는 단계를 수행한다. First, a step of constructing the
이러한 터널(15)은 ASSM 공법, NATM 공법, TBM 공법 등으로 시공할 수 있게 된다. The
이때의 터널(15) 역시 상기 취수 터널(10)과 마찬가지로 작업자나 천공장비, 기타 설비 등이 충분히 들어갈 수 있는 대형 터널 구조물 형태로 시공될 수 있게 된다. In this case, the
다음, 상기 터널(15)의 시공이 완료되면 터널(15)을 관통하여 취수원의 하상까지 탄소 유공관(13b)을 설치하는 단계를 수행한다. Next, when the construction of the
즉, 상기 터널(15)을 관통하여 하상까지 방사상으로 연장되는 다수의 탄소 유공관(13b)을 설치하게 되는데, 이때의 탄소 유공관(13b)의 상단부는 하상 하부의 모래층이나 모래 및 자갈층에 위치되도록 근입하는 동시에 하단부는 터널(15)의 내부까지 연장하여 나중에 취수관(16)과 연결될 수 있도록 설치하는 단계를 수행한다. That is, a plurality of carbon perforated
이때, 상기 탄소 유공관(13b)의 시공시 터널(15)에 선(先) 시공해놓은 슬리브(22)를 이용하여 설치할 수 있으며, 이 단계에서는 터널 완공 후에 터널 안쪽에서 터널 바깥쪽으로 도 11과 같은 천공장비(20)나 도 12와 같은 유압잭(21)을 이용하여 천공하면서 강제 압입하는 방법으로 탄소 유공관(13b)을 설치할 수 있게 된다. In this case, the carbon perforated
그리고, 상기 탄소 유공관(13b)의 시공시에는 후술하는 바와 같이 매몰 케이싱 헤드와 아웃 케이싱을 이용하여 시공할 수 있게 된다. In addition, during the construction of the
여기서, 상기 슬리브(22)의 경우, 탄소 유공관(13b)의 천공 위치에 미리 매설한 후에 터널 시공을 위한 철근 콘크리트 구조물을 타설하는 방식으로 설치될 수 있거나, 또는 세그먼트 터널에서는 세그먼트 블록에 먼저 슬리브를 설치하는 방식으로 설치될 수 있게 된다. Here, in the case of the
그리고, 터널(15)의 시공과 탄소 유공관(13b)의 설치 후, 상기 터널(15)의 내부를 따라 나란하게 취수관(16)을 설치하고, 이렇게 설치한 취수관(16)에 터널(15)의 내부까지 연장되어 있는 각각의 탄소 유공관(13b)을 연결하는 단계를 수행한다. After the construction of the
이렇게 터널(15)의 시공 단계, 탄소 유공관(13b)의 연결 설치 단계, 취수관(16)의 시공 및 탄소 유공관(13b)과의 연결 설치 단계를 완료한 다음, 그 밖에 취수 터널(15)의 내부에서의 각종 마감처리 공정 등을 수행하는 것으로 하상 취수 장치의 시공을 완료할 수 있게 된다. After completing the construction step of the
도 13은 본 발명의 제2실시예에 따른 하상 취수 방법에서 소형 여과 파이프 시공시 소형 여과 파이프를 근입하는 방식을 나타내는 개략도이다. FIG. 13 is a schematic view showing a method of incorporating a small filtration pipe when constructing a small filtration pipe in a bed collecting method according to a second embodiment of the present invention.
도 13에 도시한 바와 같이, 여기서는 매몰 케이싱 헤드를 이용하여 소형 여과 파이프를 근입하는 방식을 보여준다. As shown in FIG. 13, a method of injecting a small filtration pipe using an investment casing head is shown here.
먼저, 매몰 케이싱 헤드에 아웃 케이싱을 압입하고(좌측 회전 나사), 그 내측으로 탄소 유공관(13b)을 압입한다(우측 회전 나사). First, the out casing is press-fitted into the investment casing head (left turn screw), and the
이렇게 매몰 케이싱 헤드와 아웃 케이싱을 결합한 상태에서 유압잭과 워터젯으로 모래, 자갈 전석층, 암반층을 타격 및 가압하여 적당한 깊이, 예를 들면 탄소 유공관(13b)의 상단부가 하상의 하부 모래층이나 모래 및 자갈층에 도달할 수 있는 정도의 깊이까지 천공한다. With the investment casing head and the out casing combined, the hydraulic jack and the water jet hit and press the sand, gravel deposit layer, and rock layer, so that the upper end of the carbon perforated
다음, 매몰 케이싱 헤드에 탄소 유공관(13b)을 결합한 후에 아웃 케이싱을 제거하고, 탄소 유공관(13b)의 내부에 교체용 필터(17)를 삽입 설치하는 것으로 소형 여과 파이프의 시공을 완료할 수 있다. Next, after the
이와 같이, 본 발명은 계곡, 하천, 강, 하부 암반층 또는 불투수층 위치에 따라 다양하게 취수 터널을 시공하여, 그 취수 터널 외곽으로 소형 여과 터널 또는 여과 파이프를 시공하는 방법으로 계곡, 하천, 강, 댐, 저수지와 지하 땅 속으로 흐르는 물을 하상 하부 취수 터널을 통하여 저비용으로 모래, 자갈, 풍화대, 암반층을 통과한 자연 정화된 양질의 물을 소량에서 대량까지 안정적으로 취수하는 공법이다. As described above, the present invention constructs the intake tunnel in various ways according to the location of the valley, the river, the river, the lower rock layer or the impermeable layer, and the valley, the river, the river, the dam by the method of constructing the small filtration tunnel or the filtration pipe outside the intake tunnel. It is a method to reliably take in small to large quantities of naturally purified, high quality water that has passed through sand, gravel, weathering zone, and rock layers at low cost through water flowing into reservoirs and underground ground.
또한, 물의 흐름이 좋지 않아 수질이 양호하지 못한 보의 수면 아래의 지하 취수 터널을 통하여 취수하면, 모래, 자갈, 토사, 풍화대, 암반층을 통과하는 자연적 정수 처리로 인체에 가장 질 좋은 물을 취수 공급할 수 있는 이점이 있다.
In addition, if water is collected through the underground water intake tunnel under the water surface of poor water quality due to poor water flow, natural water treatment through sand, gravel, earth and sand, weathering zone, and rock layers can provide the best quality water to the human body. There is an advantage to this.
10 : 취수 터널 11 : 취수 유공관
12 : 케이싱 13a,13b : 탄소 유공관
14a,14b : 자동개폐밸브 15 : 터널
16 : 취수관 17 : 교체용 필터
18 : 필터 교체용 밸브 19 : 분기관
20 : 천공장비 21 : 유압잭
22 : 슬리브 23 : 모래
24 : 링형 강관 25 : 홀10: water intake tunnel 11: water intake pipe
12: casing 13a, 13b: carbon perforated pipe
14a, 14b: automatic open and close valve 15: tunnel
16: intake pipe 17: replacement filter
18: filter replacement valve 19: branch pipe
20: drilling equipment 21: hydraulic jack
22: sleeve 23: sand
24: ring-shaped steel pipe 25: hole
Claims (14)
상기 취수 터널(10)로부터 하상까지 수직으로 연장 설치되며 상단부는 하상에 상응하는 퇴적층의 상부로 노출되는 동시에 하단부는 취수 터널(10)과 통하는 구조로 되어 있어, 상단부를 통해 취수원의 물이 유공관 내부로 유입될 수 있도록 되어 있는 다수의 취수 유공관(11);
을 포함하며, 상기 취수 유공관(11)은 취수 터널(10)의 바깥면에 고정 지지되고 내부에는 모래가 채워지는 케이싱(12)과, 상기 케이싱(12)의 내측 중심부에 동심원상으로 나란하게 배치되고 하단부는 취수 터널(10)을 관통하면서 지지되는 동시에 터널 내부가지 연장되어 정화된 물을 취수 터널(10)의 내부로 유도하는 탄소 유공관(13a)으로 이루어져, 자연 정화된 물을 안정적으로 취수할 수 있도록 된 것을 특징으로 하는 하상 취수 장치.
A water intake tunnel 10 which is horizontally constructed along the bottom in the basement of the water intake source to guide the water intake to the intake station;
It is installed vertically extending from the intake tunnel 10 to the lower bed and the upper end is exposed to the upper part of the sediment layer corresponding to the lower bed, and the lower part is in communication with the intake tunnel 10, so that the water of the intake source through the upper part is in the perforated pipe. A plurality of water intake perforations 11 to be introduced into the pipe;
It includes, the water intake hole 11 is fixed to the outer surface of the intake tunnel 10 and the inside of the casing 12 is filled with sand, and arranged in parallel concentric with the inner center of the casing (12) The lower end portion is supported by penetrating through the intake tunnel 10 and extending to the inside of the tunnel to guide purified water into the intake tunnel 10. A bed withdrawal device characterized in that it is possible.
The lower bed intake apparatus according to claim 1, wherein the intake tunnel (10) is constructed along a horizontal direction and a vertical direction over the entire area of the lower bed, and has a large tunnel structure in which a worker or a drilling equipment can fully enter.
2. The carbon oil hole 13a of the water intake hole 11 has a length not exceeding two-thirds of the total length of the casing 12, so that the inside of the casing 12 has at least one of the total length of the casing 12. The bed intake device, characterized in that only sand is filled in / 3 section.
4. The lower bed intake apparatus according to any one of claims 1 to 3, wherein the casing (12) of the intake hole (11) is made of a large RCD or PRD casing having a diameter of 600 to 3,000 mm.
상기 터널(15)의 내부를 따라 나란하게 설치되는 취수관(16);
상기 취수관(16)으로부터 터널(15)을 관통하여 하상까지 방사상으로 연장 설치되며 상단부는 하상에 상응하는 퇴적층의 상부로 노출되는 동시에 하단부는 취수관(16)과 통하는 구조로 되어 있어 상단부를 통해 취수원의 물이 유공관 내부로 유입되면서 취수관 내부까지 유도되도록 하는 다수의 탄소 유공관(13b);
을 포함하며, 자연 정화된 물을 안정적으로 취수할 수 있도록 된 것을 특징으로 하는 하상 취수 장치.
A tunnel 15 installed horizontally along the bed at the basement of the bottom of the water intake source and having a diameter of a size enough to allow a worker or a drilling equipment to enter therein;
Water intake pipe 16 is installed side by side along the interior of the tunnel 15;
It is installed radially extending through the tunnel 15 from the intake pipe 16 to the lower bed and the upper end is exposed to the upper part of the sedimentation layer corresponding to the lower bed while the lower end is in communication with the intake pipe 16. A plurality of carbon perforated pipes 13b for introducing water from the intake source into the perforated pipes and leading to the intake pipes;
Included, the water bed intake device characterized in that the water can be reliably withdrawn from the purified water.
7. The filter replacement valve (18) of claim 6, wherein the carbon hole (13b) includes a replacement filter (17) disposed side by side along the center of the hole and includes a filter replacement valve (18) at the lower end of the carbon hole (13b). A bed withdrawal device, characterized in that the filter can be replaced by an operation.
상기 취수 터널(10)로부터 하상까지 수직으로 다수의 취수 유공관(11)을 설치하되, 상기 취수 유공관(11)의 상단부는 하상에 상응하는 퇴적층의 상부로 노출되게 하면서 하단부는 취수 터널(10)과 통하게 하여, 취수 유공관(11)의 상단부를 통해 취수원의 물이 유공관 내부로 유입될 수 있는 구조로 설치하는 단계;
를 포함하며, 상기 취수 유공관(11)은 취수 터널(10)의 바깥면에 고정 지지되는 케이싱(12)과 이 케이싱(12)의 내측 중심부에 동심원상으로 나란하게 배치되고 하단부는 취수 터널(10)을 관통하면서 지지되는 동시에 터널 내부가지 연장되는 탄소 유공관(13a)으로 이루어진 것을 사용하여, 상기 취수 유공관(11)의 내부에 모래를 다져서 채워넣는 과정을 포함하는 것을 특징으로 하는 하상 취수 방법.
Constructing the intake tunnel 10 horizontally along the bed in the basement of the lower bed of the intake source, constructing the intake tunnel 10 in a large tunnel structure in which a worker or a drilling equipment can sufficiently enter;
Install a plurality of water intake pipes 11 vertically from the intake tunnel 10 to the lower bed, while the upper end of the intake pipe 11 is exposed to the upper portion of the sediment layer corresponding to the lower bed and the intake tunnel 10 and Through the installation, the step of installing in a structure that the water of the intake source can be introduced into the hole through the upper end of the intake pipe (11);
It includes, the water intake hole 11 is arranged in parallel with the casing 12 and the inner central portion of the casing 12 fixedly supported on the outer surface of the intake tunnel 10 and the lower end is intake tunnel (10) And a step of filling the inside of the intake oil hole pipe (11) by using a carbon oil hole pipe (13a) which is supported while penetrating through and extending into the tunnel.
10. The method of claim 9, wherein in the step of constructing the intake tunnel (10), the tunnel construction is performed by any one of an ASSM, NATM, and TBM method.
10. The method of claim 9, wherein the forced indentation of the water intake pipe 11 in the step of installing the water intake hole 11 is performed by using a barge in the case of a large river with a wide river width, or by installing a water barrier in the case of a small river with a narrow river width. The water phase intake method characterized by the construction sequentially.
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