KR101505544B1 - 지하수와 하천수의 수두차 측정장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 하천 수위를 정확함과 동시에 지속적으로 측정할 수 있는 지하수와 하천수의 수두차 측정장치에 관한 것으로, 단부가 하천의 바닥면에 삽입되게 설치되어 지하수의 흐름에 따라 내부로 유입된 지하수가 일정한 높이를 형성하게 되는 제1내부공간을 구비한 관상의 제1파이프와; 단부가 상기 하천의 바닥면과 접촉되게 설치되어 하천수의 흐름에 따라 내부로 유입된 하천수가 일정한 높이를 형성하게 되는 제2내부공간을 구비한 관상의 제2파이프와; 상기 제1파이프에 대한 상기 제2파이프의 높이를 조절함과 동시에 상기 제2파이프가 상기 하천의 내부에 직립되게 배치된 상태를 유지할 수 있도록 상기 제1파이프와 상기 제2파이프를 상호 연결하는 연결수단을; 포함함으로써, 지하수 및 하천수의 수두를 정확하게 측정할 수 있도록 함과 동시에 지하수와 하천수의 수두와 관련한 자료를 장기간에 걸쳐서 지속적으로 수집할 수 있도록 함으로써 수자원의 유동 방향을 예측하여 연구에 이용될 수 있다.

Description

지하수와 하천수의 수두차 측정장치{MEASURING DEVICE FOR HEIGHT GAP BETWEEN GROUNDWATER AND STREAM WATER}

본 발명은 지하수와 하천수의 수두차 측정장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는, 지하수 및 하천수와 관련한 정확한 자료의 수집이 가능하도록 함과 동시에 자료를 지속적으로 수집할 수 있도록 하여 수자원의 유동 방향을 예상할 수 있도록 하는 지하수와 하천수의 수두차 측정장치에 관한 것이다.

일반적으로 널리 이용되고 있는 하천수위 측정장치를 살펴보면 이들은 대부분이 부이 또는 플로트(Float)를 수면에 떠 있도록 한 상태에서, 이들과 연결되어 있는 기계 및 전기 혹은 전자 장치 등을 이용하여 하천수위를 측정하는 것이었다.

그러나, 이러한 수위 측정장치들은 측정장치가 설치된 지점에서의 수위만을 측정하기 위한 것일 뿐이며, 지하수와 하천수의 수위를 각각 측정하여 측정된 데이터에 의하여 추후에 지하수와 하천수의 흐름을 예측하는데 사용할 수 없으므로 지하수와 하천수의 유동 방향에 대한 연구를 위한 실험 목적으로 사용될 수 있는 지하수와 하천수의 수두차 측정장치에 대한 필요성이 대두되고 있는 실정이다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 도출된 것으로서, 동일한 지점에서 지하수 및 하천수의 수두를 정확하게 측정할 수 있도록 함과 동시에 지하수와 하천수의 수두와 관련한 자료를 장기간에 걸쳐서 지속적으로 수집할 수 있도록 함으로써 수자원의 유동 방향을 예측하여 연구에 이용될 수 있는 지하수와 하천수의 수두차 측정장치를 제시하는 것을 그 목적으로 한다.

상기 과제의 해결을 위하여, 본 발명은 단부가 하천의 바닥면에 삽입되게 설치되어 지하수의 흐름에 따라 내부로 유입된 지하수가 일정한 높이를 형성하게 되는 제1내부공간을 구비한 관상의 제1파이프와; 단부가 상기 하천의 바닥면과 접촉되게 설치되어 하천수의 흐름에 따라 내부로 유입된 하천수가 일정한 높이를 형성하게 되는 제2내부공간을 구비한 관상의 제2파이프와; 상기 제1파이프에 대한 상기 제2파이프의 높이를 조절함과 동시에 상기 제2파이프가 상기 하천의 내부에 직립되게 배치된 상태를 유지할 수 있도록 상기 제1파이프와 상기 제2파이프를 상호 연결하는 연결수단을; 포함한 것을 특징으로 하는 지하수와 하천수의 수두차 측정장치를 제시한다.

여기서, 상기 제1파이프와 상기 제2파이프의 하부 외면에는 그 외면의 일부가 상기 제1파이프 및 제2파이프의 직경 방향을 따라 절개 형성된 복수의 스크린이 구비될 수 있다.

그리고, 상기 제1파이프의 단부에는 상기 제1파이프를 상기 하천의 바닥면에 용이하게 삽입할 수 있고 지지 할 수 있도록 역원뿔 형상으로 형성된 삽입부재가 구비될 수 있다.

또한, 상기 제1파이프와 제2파이프의 상단에는 상기 제1파이프와 제2파이프 상단의 나사결합되는 관상의 보조파이프가 더 구비될 수 있다.

아울러, 상기 보조파이프의 상면에는 상기 제1파이프와 제2파이프 및 상기 보조파이프의 내부가 외부와 선택적으로 연통되도록 하는 개폐커버가 회동 가능하게 설치될 수 있다.

그리고, 상기 제1파이프와 제2파이프의 내부에는 상기 보조파이프의 상면을 통하여 상기 제1파이프와 제2파이프의 내부로 삽입되어 상기 지하수와 하천수의 수두를 측정하는 측정기가 구비될 수 있다.

또한, 상기 연결수단은 상기 제1파이프 및 제2파이프의 외면을 감싸도록 설치되는 복수의 클램프와, 상기 클램프와 클램프를 상호 연결시키는 연결브라켓으로 구성될 수 있다.

아울러, 상기 연결수단은 상기 제1파이프와 제2파이프의 높이 방향을 따라 상부 일측과 하부 일측의 복수의 개소에 각각 설치될 수 있다.

본 발명은 동일 지점에서의 지하수 및 하천수의 수두를 정확하게 측정할 수 있도록 함과 동시에 지하수와 하천수의 수두와 관련한 자료를 장기간에 걸쳐서 지속적으로 수집할 수 있도록 함으로써 수자원의 유동 방향을 예측하여 연구에 이용될 수 있는 효과가 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 지하수와 하천수 수두차 측정장치의 구조를 도시한 사시도이며,
도 2는 도 1의 지하수와 하천수 수두차 측정장치가 하천에 설치된 구조를 도시한 평면도이다.

이하, 첨부도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 관하여 상세히 설명한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 지하수와 하천수 수두차 측정장치의 구조를 도시한 사시도이며, 도 2는 도 1의 지하수와 하천수 수두차 측정장치가 하천에 설치된 구조를 도시한 평면도이다.

이들 도면에 도시한 바와 같이, 본 발명에 의한 지하수와 하천수의 수두차 측정장치는, 단부가 하천의 바닥면에 삽입되게 설치되어 지하수의 흐름에 따라 내부로 유입된 지하수가 일정한 높이를 형성하게 되는 제1내부공간(110)을 구비한 관상의 제1파이프(100)와, 단부가 상기 하천의 바닥면과 접촉되게 설치되어 하천수의 흐름에 따라 내부로 유입된 하천수가 일정한 높이를 형성하게 되는 제2내부공간(210)을 구비한 관상의 제2파이프(200)와, 제1파이프(100)에 대한 제2파이프(200)의 높이를 조절함과 동시에 제2파이프(200)가 상기 하천의 내부에 직립되게 배치된 상태를 유지할 수 있도록 제1파이프(100)와 제2파이프(200)를 상호 연결하는 연결수단(300)을 포함하여 구성되어 있다.

이러한 지하수와 하천수의 수두차 측정장치는 제1파이프(100)가 하천의 바닥면에 삽입되게 설치되고, 제2파이프(200)가 하천의 바닥면과 접촉되게 설치되어 제1파이프(100)와 제2파이프(200)의 내부공간으로 유입된 지하수와 하천수의 수두에 따라 지하수 및 하천수의 유동 방향을 가늠할 수 있도록 하는 장치이다.

제1파이프(100)의 내부로 유입된 지하수의 높이가 제2파이프(200)의 내부로 유입된 하천수의 높이보다 높을 경우에는 점진적으로 지하수가 하천수 측으로 유입되고, 반대로 제1파이프(100)의 내부로 유입된 지하수의 높이가 제2파이프(200)의 내부로 유입된 하천수의 높이보다 낮을 경우에는 점진적으로 하천수가 지하수 측으로 유입됨을 예상할 수 있게 된다.

이러한 원리에 의하여 연중 지하수와 하천수의 수두 변화를 측정하여 지하수와 하천수(지표수) 사이의 유동 관계를 예측할 수 있게 된다.

제1파이프(100)는 상술한 바와 같이 하천의 바닥면에 삽입되게 설치됨으로써 제1내부공간(110)으로 지하수가 유입될 수 있도록 그 하부 외면에는 복수의 스크린(120)이 구비되어 있다.

스크린(120)은 제1파이프(100)의 외면에 그 둘레방향을 따라 외면 일부가 절개되어 제1파이프(100)의 높이 방향을 따라 적층되게 복수로 형성되며, 제1파이프(100)의 내부로 이물질이 유입됨을 방지하는 역할을 한다.

제1파이프(100)의 상부 내면에는 제1파이프(100)의 길이를 연장시에 다른 제1파이프(100)에 형성된 나사산과 체결이 가능하도록 하는 나사산(101)이 형성되어 있다.

그리고, 제1파이프(100)를 하천의 바닥면에 용이하게 삽입할 수 있도록 제1파이프(100)의 하단에는 단부가 뽀족하게 형성되는 역원뿔 형상의 삽입부재(130)가 구비되어 있다.

제2파이프(200)는 제1파이프(100)와 동일한 직경을 갖는 관상의 부재로서 지하수와 하천수의 수두를 비교할 수 있도록 제1파이프(100)와 근접한 위치에 설치되며, 제1파이프(100)와 마찬가지로 그 하부 외면에는 하천수가 유입되는 통로가 되는 복수의 스크린(220)이 구비되어 있다.

제2파이프(200)의 외면에 형성된 스크린(220)도 제1파이프(100)의 외면에 형성된 스크린(120)과 마찬가지로 제2파이프(200)의 둘레방향을 따라 외면 일부가 절개되어 제2파이프(200)의 높이 방향을 따라 적층되게 복수로 형성됨으로써 제2파이프(200)의 내부로 이물질이 유입됨을 방지하게 된다.

그리고, 제2파이프(200)의 상단에는 제2파이프(200)의 길이를 연장할 수 있도록 제2파이프(200)의 상단과 나사결합되는 관상의 보조파이프(230)가 더 구비되어 있다.

보조파이프(230)는 제1파이프(100)와 제2파이프(200)의 상면을 폐쇄함과 동시에 자동수위측정기(240)를 매달아서 제1파이프(100)와 제2파이프(200)의 내부에 설치할 수 있도록 하는 역할을 하며, 제2파이프(200)와 동일한 직경을 갖는 관상의 부재로 형성되어 있다.

보조파이프(230)의 체결을 위하여 제2파이프(200)의 상단에는 외면에 나사산이 돌출부(201)가 형성되어 있으며, 보조파이프(230)의 내면에는 돌출부(201)의 외면에 형성된 나사산과 체결을 위한 별도의 나사산이 형성되어 있다.

그리고, 보조파이프(230)의 상면은 개구 형성되어 있으며, 개구 형성된 상면을 선택적으로 개폐할 수 있도록 보조파이프(230)의 상부 일측에는 개폐커버(231)가 회동 가능하게 결합되어 있다.

개폐커버(231)에 의하여 선택적으로 개폐가 가능한 보조파이프(230)의 개구 형성된 상면을 통하여 하천의 수위를 측정하는 자동수위측정기(240)가 제2파이프(200)의 제2내부공간(210)으로 삽입 가능하게 된다.

자동수위측정기(240)는 하천의 수두만을 측정하는 것이 아니라 하천수와 관련한 수온, 전기전도도 등의 인자들에 대한 측정도 가능하도록 함으로써 하천수에 대한 다양한 정보를 획득할 수 있도록 하는 것이 바람직하다.

연결수단(300)은 하천의 바닥면에 삽입되게 설치된 제1파이프(100)에 대한 제2파이프(200)의 높이를 고정하는 역할을 함과 동시에 하천의 수중에 설치되는 제2파이프(200)의 직립된 상태를 유지할 수 있도록 고정 설치된 제1파이프(100)에 의하여 제2파이프(200)가 고정되도록 하는 역할을 한다.

이러한 연결수단(300)은 제1파이프(100) 및 제2파이프(200)의 외면을 감싸도록 설치되는 복수의 클램프(310)와, 클램프(310)와 클램프(310)를 상호 연결시키는 연결브라켓(320)으로 구성되어 있다.

클램프(310)는 제1파이프(100) 및 제2파이프(200)의 외면을 감싸도록 반원 형상의 부재 2개가 상호 힌지 결합되어 그 단부가 상호 접촉시에 링 형상으로 형성되는 부재로서 그 단부는 별도의 나사에 의하여 상호 체결이 이루어진다.

클램프(310)의 단부에 구비된 나사는 제1파이프(100) 및 제2파이프(200)의 위치를 조정시에 반원 형상의 2개의 부재 단부 사이의 간격을 넓힘으로써 제1파이프(100) 및 제2파이프(200)가 슬라이드 이동 가능하도록 하고, 위치가 정해지면 나사를 조임으로써 제1파이프(100) 및 제2파이프(200)의 위치를 고정하는 역할을 한다.

연결수단(300)은 하천수의 흐름에 의하여 제1파이프(100)에 대하여 제2파이프(200)가 유동하지 않도록 제1파이프(100)와 제2파이프(200)의 높이 방향을 따라 상부 일측과 하부 일측에 복수로 설치되는 것이 바람직하다.

이러한 구성을 갖는 본 발명의 일 실시예에 따른 지하수와 하천수의 수두 측정장치를 하천에 설치하여 지하수와 하천수의 수두를 측정하는 방법은 다음과 같다.

우선, 하천 내에서 지하수 및 하천수의 수두를 측정하고자 하는 위치를 결정한 후에 제1파이프(100)의 삽입부재(130)를 이용하여 하천의 바닥면에 스크린(120)이 설치된 제1파이프(100)의 하단이 삽입되도록 한다.

여기서, 제1파이프(100)의 상부가 하천의 외부로 돌출되지 못할 정도로 제1파이프(100)의 길이가 짧을 경우에는 나사산(101)을 이용하여 스크린이 없는 또 다른 제1파이프(100)와 체결이 이루어지도록 함으로써 제1파이프(100)의 길이를 조절하게 된다.

이때, 제1파이프(100)의 외면에 설치된 연결수단(300)의 클램프(310)는 단단히 조여진 상태가 되며, 제2파이프(200)의 외면에 설치된 연결수단(300)의 클램프(310)의 나사는 일정 정도 풀려서 제2파이프(200)가 슬라이드 운동 가능한 상태가 된다.

제1파이프(100)의 설치가 완료되면 제1파이프(100)에 대한 제2파이프(200)의 높이를 결정하게 되는데, 제2파이프(200)의 높이는 제2파이프(200)의 하단이 하천의 바닥면에 접촉된 상태가 될 수 있는 높이로 결정된다.

제2파이프(200)의 높이가 결정되면 제2파이프(200)의 외면에 설치된 클램프(310)의 나사를 조임으로써 제1파이프(100)에 대하여 제2파이프(200)가 고정되도록 한다.

그리고, 보조파이프(230)의 개폐커버(231)를 개방하고 자동수위측정기(240)를 제1파이프(100)와 제2파이프(200)의 제1내부공간(110)과 제2내부공간(210)으로 삽입하여 자동수위측정기(240)가 스크린(120)에 위치하도록 설치한다.

상술한 과정에 의하여 제1파이프(100)와 제2파이프(200)의 설치가 완료되면,지하수의 흐름에 따라 제1파이프(100)의 제1내부공간(110) 측으로 스크린(120)을 통하여 지하수가 유입되어 일정한 수두를 형성하게 되고, 하천수의 흐름에 따라 제2파이프(200)의 제2내부공간(210) 측으로 스크린(220)을 통하여 하천수가 유입되어 일정한 수두를 형성하게 된다.

그리고, 자동수위측정기(240)에 의하여 지하수 및 하천수에 대한 수두 및 수온, 전기전도도와 같은 인자들을 측정함으로써 지하수 및 하천에 대한 정보를 수집하게 된다.

또한, 제1파이프(100)로 유입된 지하수의 수두와 제2파이프(200)로 유입된 하천수의 수두를 비교하여, 지하수의 수두가 하천수의 수두보다 높을 경우에는 지하수가 점진적으로 하천수 측으로 유동함을 예상하게 되며, 반대로 지하수의 수두가 하천수의 수두보다 낮을 경우에는 하천수가 점진적으로 지하수 측으로 유동함을 예상함으로써 지표수 유동을 예상할 수 있다.

이상은 본 발명에 의해 구현될 수 있는 바람직한 실시예의 일부에 관하여 설명한 것에 불과하므로, 주지된 바와 같이 본 발명의 범위는 위의 실시예에 한정되어 해석되어서는 안 될 것이며, 위에서 설명된 본 발명의 기술적 사상과 그 근본을 함께 하는 기술적 사상은 모두 본 발명의 범위에 포함된다고 할 것이다.

100 : 제1파이프 110 : 제1내부공간
120 : 스크린 130 : 삽입부재
200 : 제2파이프 210 : 제2내부공간
220 : 스크린 230 : 보조파이프
231 : 개폐커버 240 : 자동수위측정기
300 : 연결수단 310 : 클램프
320 : 연결브라켓

Claims (8)

1. 단부가 하천의 바닥면에 삽입되게 설치되어 지하수의 흐름에 따라 내부로 유입된 지하수가 일정한 높이를 형성하게 되는 제1내부공간(110)을 구비한 관상의 제1파이프(100)와;
   단부가 상기 하천의 바닥면과 접촉되게 설치되어 하천수의 흐름에 따라 내부로 유입된 하천수가 일정한 높이를 형성하게 되는 제2내부공간(210)을 구비한 관상의 제2파이프(200)와;
   상기 제1파이프(100)에 대한 상기 제2파이프(200)의 높이를 조절함과 동시에 상기 제2파이프(200)가 상기 하천의 내부에 직립되게 배치된 상태를 유지할 수 있도록 상기 제1파이프(100)와 상기 제2파이프(200)를 상호 연결하는 연결수단(300)을; 포함하고,
   상기 제1파이프(100)와 제2파이프(200)의 상단에는 상기 제1파이프(100)와 제2파이프(200)의 상단과 나사결합되는 관상의 보조파이프(230)가 더 구비되며, 상기 제2파이프(200)의 내부에는 상기 보조파이프(230)의 상면을 통하여 상기 제2파이프(200)의 내부로 삽입되어 상기 하천수의 수두를 측정하는 자동수위측정기(240)가 구비된 것을 특징으로 하는 지하수와 하천수의 수두차 측정장치.
2. 제1항에 있어서,
   상기 제1파이프(100)와 상기 제2파이프(200)의 하부 외면에는 그 외면의 일부가 상기 제1파이프(100) 및 제2파이프(200)의 직경 방향을 따라 절개 형성된 복수의 스크린(120, 220)이 구비된 것을 특징으로 하는 지하수와 하천수의 수두차 측정장치.
3. 제1항에 있어서,
   상기 제1파이프(100)의 단부에는 상기 제1파이프(100)를 상기 하천의 바닥면에 용이하게 삽입되고 지지할 수 있도록 역원뿔 형상으로 형성된 삽입부재(130)가 구비된 것을 특징으로 하는 지하수와 하천수의 수두차 측정장치.
4. 삭제
5. 제1항에 있어서,
   상기 보조파이프(230)의 상면에는 상기 제1파이프(100)와 제2파이프(200) 및 상기 보조파이프(230)의 내부가 외부와 선택적으로 연통되도록 하는 개폐커버(231)가 회동 가능하게 설치된 것을 특징으로 하는 지하수와 하천수의 수두차 측정장치.
6. 삭제
7. 제1항 내지 제3항, 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 연결수단(300)은 상기 제1파이프(100) 및 제2파이프(200)의 외면을 감싸도록 설치되는 복수의 클램프(310)와, 상기 클램프(310)와 클램프(310)를 상호 연결시키는 연결브라켓(320)으로 구성된 것을 특징으로 하는 지하수와 하천수의 수두차 측정장치.
8. 제7항에 있어서,
   상기 연결수단(300)은 상기 제1파이프(100)와 제2파이프(200)의 높이 방향을 따라 상부 일측과 하부 일측의 복수의 개소에 각각 설치된 것을 특징으로 하는 지하수와 하천수의 수두차 측정장치.

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