KR102108741B1 - 지하 수위 제어 시스템 - Google Patents

Abstract

본 출원은 지하 수위 제어 시스템에 관한 것으로, 본 출원의 일 측면에 따르면, 저장 탱크의 상단에 마련된 유입구를 통해 유거수를 신속히 제거하고, 복수개의 수위 조절관 중 하나를 선택적으로 유공관에 결합시켜 지하수의 수위를 조절함으로써, 가뭄과 국지성 폭우가 빈번히 발생하는 이상 기후에서 피해를 최소화할 수 있으며, 효과적으로 토양 수분 관리가 가능하여 논에서 밭작물의 안정적인 재배가 가능한 지하 수위 제어 시스템을 제공한다.

Description

지하 수위 제어 시스템{SYSTEM FOR UNDERGROUND WATER CONTROL}

본 출원은 지하 수위 제어 시스템에 관한 것이다.

일반적으로 논이나 밭에서 작물 재배 시 생육 시기에 따라 토양에 적정한 수분 공급이 이루어져야 작물의 건강 상태가 양호하게 되고 지속적으로 성장을 이룰 수 있다.

그러나, 최근에는 산업화에 따른 가뭄과 국지성 폭우가 빈번히 발생하는 이상기후로 인해, 토양에 적정한 수분을 공급하는데 제한이 발생하고 있다. 예를 들어, 국지성 폭우 또는 장마철과 같이 비가 많이 내리는 기후에는 유거수(지표수)를 빠르게 제거하고, 가뭄 시에는 토양에 수분을 충분히 공급되어야 하지만, 아직까지 이를 해결하기 위한 기술이 미흡한 실정이다.

또한, 최근에는 산업성 및 비용적 측면을 고려하여, 논 작물과 밭 작물을 하나의 경작지 내에서 동시에 재배하거나, 또는 논 경지에서 밭작물을 재배하는 기술에 대한 연구가 활발이 진행되고 있다. 그러나, 상기 논 작물과 밭 작물은 서로 성장하는데 필요한 적정 수분량이 다르기 때문에, 상기 수분량을 조절하기 위한 기술이 필요한 실정이다.

본 출원은 유거수의 신속한 제거 및 지하수의 수위 조절을 통해 효과적으로 토양 수분 관리가 가능한 지하 수위 제어 시스템을 제공하기 위한 것이다.

본 출원의 일 측면에 따르면, 상단은 지표에 위치하고, 하단은 지하에 위치하도록 설치되어 지표수 및 지하수를 저장하는 저장 탱크와, 지표수가 저장탱크로 유입되도록 상기 저장 탱크의 상단에 마련된 유입구와, 지하수가 저장탱크로 유입되도록 상기 저장 탱크의 하단에 연결되고, 저장 탱크의 내부에서 외부로 연장되어 형성되는 유공관과, 일정 길이를 가지고 저장 탱크의 내부에 형성된 유공관의 일단에 탁찰가능하게 결합되는 수위 조절관과, 저장 탱크에 저장된 지하수 및 지표수를 지표로 배출하기 위한 펌프 및 펌프와 연결된 배출관을 포함하고, 상기 수위 조절관의 길이에 의해 지하수의 수위가 결정되고, 서로 다른 높이를 가지는 복수의 수위 조절관 중 하나를 선택적으로 상기 유공관에 결합시켜 지하수의 수위를 조절하는 지하 수위 제어 시스템을 제공하는 것이다.

본 출원의 일 실시예와 관련된 지하 수위 제어 시스템은, 저장 탱크의 상단에 마련된 유입구를 통해 유거수를 신속히 제거하고, 복수개의 수위 조절관 중 하나를 선택적으로 유공관에 결합시켜 지하수의 수위를 조절함으로써, 가뭄과 국지성 폭우가 빈번히 발생하는 이상 기후에서 피해를 최소화할 수 있으며, 효과적으로 토양 수분 관리가 가능하여 논에서 밭작물의 안정적인 재배가 가능할 수 있다.

도 1은 본 출원에 따른 예시적인 지하 수위 제어 시스템을 나타내는 개념도이다.
도 2는 본 출원에 따른 예시적인 수위 조절관을 나타내는 개념도이다.
도 3은 본 출원에 따른 예시적인 제2 조절 부재를 나타내는 개념도이다.

본 출원은 지하 수위 제어 시스템에 관한 것이다. 예시적인 본 출원의 지하 수위 제어 시스템은 논에 적용될 수 있다. 본 출원의 지하 수위 제어 시스템은 유거수의 신속한 제거 및 지하수의 수위 조절을 통해 수분 관리를 효과적으로 달성할 수 있고, 이에 따라, 논에서 논작물 또는 밭작물을 안정적으로 재배할 수 있다.

이하, 첨부한 도면을 참고로 하여 본 출원의 실시예에 대하여 본 출원이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 출원은 여러가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계 없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.

도 1은 본 출원에 따른 예시적인 지하 수위 제어 시스템을 나타내는 개념도이다.

상기 수위 제어 시스템은 저장 탱크(10), 유입구(20), 유공관(30), 수위 조절관(40), 펌프(50) 및 배출관(60)을 포함한다.

본 출원의 일 실시예에 따른 지하 수위 제어 시스템은 상단은 지표에 위치하고, 하단은 지하에 위치하도록 설치되어 지표수 및 지하수를 저장하는 저장 탱크(10)와, 지표수가 저장탱크(10)로 유입되도록 상기 저장 탱크(10)의 상단에 마련된 유입구(20)와, 지하수가 저장탱크(10)로 유입되도록 상기 저장 탱크(10)의 하단에 연결되고, 저장 탱크(10)의 내부에서 외부로 연장되어 형성되는 유공관(30)과, 일정 길이를 가지고 저장 탱크(10)의 내부에 형성된 유공관(30)의 일단에 탈착가능하게 결합되는 수위 조절관(40)과, 저장 탱크(10)에 저장된 지하수 및 지표수를 지표로 배출하기 위한 펌프(50) 및 펌프에 연결된 배출관(60)을 포함하고, 상기 수위 조절관(40)의 길이에 의해 지하수의 수위가 결정되고, 서로 다른 높이를 가지는 복수의 수위 조절관 중 하나를 선택적으로 유공관(30)에 결합시켜 지하수의 수위를 조절한다.

상기와 같이, 본 출원은 유입구(20) 및 수위조절관(40)을 통해 유거수의 신속한 제거 및 지하수의 수위를 조절함으로써, 효과적인 지하 수위 제어를 달성할 수 있고, 이에 따라, 가뭄과 국지성 폭우가 빈번히 발생하는 이상 기후에서 피해를 최소화할 수 있으며, 논에서 밭작물을 안정적으로 재배할 수 있다.

일 구체예에서, 상기 저장 탱크(10)의 크기는 지하 수위 제어 시스템이 적용되는 경작지의 크기 등에 따라 적절히 선택될 수 있다. 또한, 상기 저장 탱크(10)의 재질은 우수한 내구성 및 내습성을 가지는 재질일 수 있고, 예를 들어, 알루미늄 등을 사용할 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.

하나의 예시에서, 유입구(20)는 저장 탱크(10)로 유입되는 지표수의 유량을 조절하기 위한 제1 조절 부재(미도시)가 마련될 수 있고, 상기 지표수는 예를 들어, 유거수일 수 있다.

구체적으로, 상기 제1 조절 부재는 유입구(20)에 탈착식으로 결합되는 부재일 수 있고, 예를 들어, 마개 타입의 부재일 수 있다.

상기 제1 조절 부재는 유입구에 부착되는 경우, 저장탱크(10)로 지표수가 유입되지 않을 수 있다. 예를 들면, 상기 제1 조절 부재는 경작지에서 논작물을 재배하는 경우, 유거수 또는 배수로 등에서 유입된 물이 경작지에 차오르도록 유입구에 부착될 수 있다. 경작지에 차오른 물의 높이는 논작물이 성장하기에 적합한 환경 제공될 수 있는 범위 내에서 적절히 조절될 수 있다.

일 례로, 장마철 또는 국지성 폭우와 같이 유거수가 많은 경우, 제1 조절 부재를 유입구(10)에 분리시킴으로써, 유거수를 신속하게 제거할 수 있다. 또한, 논에서 밭작물을 재배하는 경우, 논에 물이 고이지 않도록 제1 조절 부재를 유입구(10)에서 분리시킬 수 있다.

하나의 예시에서, 상기 유입구(20)는 서로 다른 메쉬를 갖는 이중 필터가 마련될 수 있고, 예를 들어, 서로 다른 메쉬를 갖는 제1 및 제2 필터가 마련될 수 있다. 구체적으로, 상기 제1 필터는 상대적으로 큰 메쉬를 가지는 필터이고, 제2 필터는 상대적으로 작은 메쉬를 가지는 필터일 수 있다. 또한, 상기 제1 필터는 유입구(20)의 외측에 위치하고, 제2 필터는 유입구(20)의 내측에 위치할 수 있다. 상기에서, 유입구(20)의 외측 및 내측은 상대적인 위치를 나타내는 용어로서, 예를 들어, 유입구(20) 외측은 지표에 가까운 방향을 의미하다.

또한, 상기 제1 및 제2 필터는 유입구(20)에 탈착식으로 결합될 수 있다. 예를 들어, 논에서 논 작물을 재배하는 경우, 상기 제1 조절 부재를 유입구에 부착시킬 수 있고, 논에서 밭작물을 재배하는 경우, 제1 및 제2 필터를 유입구(20)에 부착시킬 수 있다.

상기 제1 필터는 유입구로 유입되는 지표수 내 상대적으로 크기가 큰 불순물을 일차적으로 걸러내는 역할을 수행할 수 있고, 예를 들어, 나뭇잎, 자갈 등의 불순물을 걸러내는 역할을 수행할 수 있다. 상기 제2 필터는 제1 필터에 의해 일차적으로 불순물이 걸러진 지표수 내 상대적으로 크기가 작은 불순물을 추가로 걸러내는 역할을 수행할 수 있다.

하나의 예시에서, 상기 저장 탱크(10)의 외부에 형성된 유공관(30b)은 지하수를 저장 탱크(20)로 유입시키기 위한 복수 개의 홀을 가질 수 있다. 지하수는 외측 유공관(30b)에 형성된 복 수개의 홀을 통해지하수 저장 탱크로 유입될 수 있고, 상기 홀의 크기 및 개수는 특별히 제한되지 않고, 용도에 맞게 적절히 선택될 수 있다.

일 구체예에서, 상기 유공관(30)과 수위 조절관(40) 사이에는 유량을 조절하는 밸브(32)가 마련될 수 있고, 구체적으로, 상기 유광관(30)은 내측 유공관(30a)이고, 밸브(32)는 저장 탱크(10)로 유입되는 지하수의 유량을 조절할 수 있다. 상기 내측 유공관(30a)과 수위 조절관(40) 사이에 밸브(32)가 마련됨으로써, 저장 탱크로 유입되는 지하수의 유입량을 조절할 수 있고, 이는 효과적인 지하수의 수위 조절에 기여한다.

예를 들어, 상기 밸브(32)를 개방하면, 수위 조절관(40)의 높이에 기초하여 수위가 조절되고, 밸브(32)를 닫으면, 수위 조절관(40) 측으로 지하수가 유입되지 않을 수 있다.

하나의 예시에서, 상기 수위 조절은, 수위 조절관(40)의 길이가 짧을수록 지하수의 수위가 낮게 조절되고, 수위 조절관(40)의 길이가 길수록 지하수의 수위가 높게 조절될 수 있다.

예를 들어, 국지성 폭우 또는 장마철과 같은 기후에서는, 지표수뿐 아니라 지하수의 유량이 급증하게 되어 작물의 습해 피해를 초래할 수 있는데, 본 출원의 지하 수위 제어 시스템은 길이가 상대적으로 짧은 수위 조절관(40)을 유공관(30)에 결합시켜 지하수의 수위를 낮춤으로써, 작물의 습해 피해를 최소화할 수 있다. 또한, 가뭄과 같이 작물이 생장하는데 필요한 수분이 부족한 시기에는, 길이가 상대적으로 긴 수위 조절관(40)을 유공관(30)에 결합시켜 지하수의 수위를 높임으로써, 수분 공급이 충분히 이루어질 수 있다.

구체적으로, 외부 지하수는 외측 유공관(30b)에 마련된 복수 개의 홀로 유입되고, 상기 외측 유공관(30b)을 따라 내측 유공관(30a)으로 이동하게 된다. 상기 내측 유공관(30a)으로 이동한 지하수는 수위 조절관(40)으로 이동하고, 수위 조절관(40)으로 이동된 지하수는 수위 조절관(40)의 길이(높이)까지 가득 채운 후, 저장 탱크(10)로 저장된다. 이 때, 상기 수위 조절관(40)을 가득 채운 높이는 외부 지하수의 수위와 동일하고, 따라서, 내측 유공관(30a)에 결합된 수위 조절관(40)의 길이가 외부에 존재하는 지하수의 수위를 결정하게 된다. 따라서, 수위 조절관(40)의 길이에 의해 지하수의 수위가 결정될 수 있다.

상기에서 수위 조절관(40)의 길이는 10 cm 이상일 수 있다. 상기 길이의 상한은 특별히 제한되지 않으며, 유공관(30a)에 결합된 수위 조절관(40)이 지표보다 높게 올라오는 길이까지 사용할 수 있다. 상기 범위 내의 수위 조절관(40)을 선택적으로 유공관(30)에 결합시킴으로써, 수분 관리가 효과적으로 이루어질 수 있다.

상기 밸브(32)는, 자동 또는 수동으로 조작될 수 있고, 수동으로 조작되는 경우, 후술하는 제2 조절 부재(70)에 의해 조작될 수 있다.

상기 수위 조절관(40)과 유공관(30)의 결합 형태는 착탈 가능한 형태이면 특별히 제한되지 않고, 예를 들어, 나사 결합형태로 결합될 수 있고, 도 2를 참조하면, 나사 결합 형태로 결합될 경우, 수위 조절관(40)은 유공관(30)과의 결합 부분에는 나사부(41)가 형성될 수 있다.

도 3은 본 출원의 예시적인 제2 조절 부재를 나타내는 개념도이다.

본 출원의 지하 수위 제어 시스템은 밸브(32)를 개폐시키기 위한 제2 조절 부재(70)를 포함할 수 있다.

일 구체예에서, 상기 제2 조절 부재는 일정 길이를 가지는 몸체(71) 및 상기 몸체(71)에 연결되고, 밸브(32)의 핸들의 일부 영역에 삽입되도록 마련된 제1 체결홈(72a)을 갖는 헤드부(72)를 포함할 수 있다.

상기 제2 조절 부재(70)는 밸브의 일부 영역이 삽입되도록 마련되어, 상기 밸브를 회전시키도록 마련될 수 있고, 구체적으로, 제2 조절부재의 제1 체결홈(72a)을 밸브(32)의 핸들에 삽입한 상태에서, 몸체를 회전시킴으로써, 밸브(32)를 회전시킬 수 있다.

또 하나의 예시에서, 상기 제2 조절 부재(70)는 수위 조절관(40)을 탁찰시킬 수 있다. 도 2 및 3을 참조하면, 수위 조절관(40)은 체결 고리(42)를 갖고, 상기 제2 조절 부재(70)는 수위 조절관(40)을 탈착시키기 위한 체결고리(42)가 걸리도록 마련된 제2 체결홈(72b)을 가질 수 있다.

일 구체예에서, 상기 제2 체결홈(72b)은 제1 체결홈(72a)에 연결되고, 체결고리(42)는 제1 체결홈(72a)를 통과하여 제2 체결홈에(72b)에 걸릴 수 있다.

구체적으로, 수위 조절관(40)이 내측 유공관(30b)과 나사 결합 형태로 결합되는 경우, 상기 체결 고리(42)가 제2 체결홈(72b)에 걸린 상태에서, 몸체(71)를 회전시켜 수위 조절관(40)을 내측 유공관(30b)에탈착시킬 수 있다.

상기 배출관(60)은 저장 탱크(10)에 저장된 물을 지표로 배출할 수 있고, 구체적으로, 상기 배출관(60)은 일단에 펌프(50)가 연결되고, 상기 펌프(50)에 의해 저장 탱크에 저장된 지표수 및 지하수를 지표로 배출될 수 있다. 상기 지표는 예를 들어, 논 배수로일 수 있다. 외국의 논 배수로와 달리, 우리나라의 논 배수로는 깊이가 깊지 않아 자연적인 배수가 어려운 문제가 있다. 본 시스템은 상기와 같이 펌프(50)를 이용함으로써, 논 배수로의 깊이가 깊지 않아 자연적인 배수가 어려운 환경에서도 효과적인 배수가 이루어질 수 있다. 상기 펌프(50)는 수중에서 사용 가능한 펌프이면 제한되지 않고 사용될 수 있다.

또 하나의 예시에서, 본 출원의 지하 수위 제어 시스템은 저장 탱크 내 수위를 측정하는 센서를 포함할 수 있다. 상기 센서는 예를 들어, 부레감지 센서일 수 있다. 상기 센서를 통해 저장 탱크(10)에 저장된 물의 높이를 측정함으로써, 저장 탱크의 유입량 또는 배출량을 효율적으로 조절할 수 있다.

본 출원의 지하 수위 제어 시스템은 상기 펌프에 전원을 공급하기 위한 태양 전지 모듈을 추가로 포함할 수 있다.

이상과 같이, 본 출원은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 출원은 이것에 의해 한정되지 않으며, 다양한 수정 및 변형이 가능할 수 있다.

10: 저장 탱크
20: 유입구
30: 유공관
30a: 내측 유공관
30b: 외측 유공관
40: 수위 조절관
41: 나사부
42: 체결고리
50: 펌프
60: 배출관
70: 제2 조절부재
71: 몸체
72: 헤드부
72a: 제1 체결홈
72b: 제2 체결홈

Claims (17)

1. 상단은 지표에 위치하고, 하단은 지하에 위치하도록 설치되어 지표수 및 지하수를 저장하는 저장 탱크;
   지표수가 상기 저장탱크로 유입되도록 상기 저장 탱크의 상단에 마련된 유입구;
   지하수가 상기 저장탱크로 유입되도록 상기 저장 탱크의 하단에 연결되고, 상기 저장탱크의 내부에서 외부로 연장되어 형성되는 유공관;
   일정 길이를 가지고, 상기 저장 탱크의 내부에 형성된 상기 유공관의 일단에 탈착 가능하게 결합되는 수위 조절관;
   상기 저장 탱크에 저장된 지하수 및 지표수를 지표로 배출하기 위한 펌프;
   상기 펌프와 연결된 배출관;
   상기 유공관 및 수위 조절관 사이에는 유량을 조절하는 밸브; 및
   상기 밸브를 개폐하기 위한 제2 조절부재를 포함하고,
   상기 수위 조절관은 체결 고리를 갖고,
   상기 제2 조절부재는,
   일정 길이를 가지는 몸체 및 상기 몸체에 연결되고, 상기 밸브의 핸들의 일부 영역이 삽입되도록 마련된 제1 체결홈을 갖는 헤드부;및
   상기 수위 조절관을 탈착시키기 위한 상기 체결 고리가 걸리도록 마련된 제2 체결홈을 포함하고,
   상기 수위 조절관의 길이에 의해 지하수의 수위가 결정되고, 서로 다른 높이를 가지는 복수의 수위 조절관 중 하나를 선택적으로 상기 유공관에 결합시켜 지하수의 수위를 조절하는 지하 수위 제어 시스템.
   
2. 제 1 항에 있어서, 상기 유입구에는 상기 저장탱크로 유입되는 지표수의 유량을 조절하기 위한 제1 조절 부재가 마련된 지하 수위 제어 시스템.
3. 제 2 항에 있어서, 상기 제1 조절 부재는 상기 유입구에 탈착식으로 결합되는 지하 수위 제어 시스템.
4. 제 1 항에 있어서, 상기 유입구는 서로 다른 메쉬를 갖는 이중 필터가 마련된 지하 수위 제어 시스템.
5. 제 1 항에 있어서, 상기 저장 탱크 외부에 형성된 상기 유공관은 지하수를 상기 유공관으로 유입시키기 위한 복수 개의 홀을 갖는 지하 수위 제어 시스템.
6. 삭제
7. 제 1 항에 있어서, 상기 밸브를 개방하면, 상기 수위 조절관의 높이에 기초하여 수위가 조절되고, 상기 밸브를 닫으면, 상기 수위 조절관 측으로 지하수가 유입되지 않는 지하 수위 제어 시스템.
8. 제 1 항에 있어서, 상기 수위 조절관의 길이가 짧을수록 지하수의 수위가 낮게 조절되고, 상기 수위 조절관의 길이가 길수록 지하수의 수위가 높게 조절되는 지하 수위 제어 시스템.
9. 삭제
10. 삭제
11. 제 1 항에 있어서, 상기 제2 조절부재는, 상기 밸브의 일부 영역이 삽입되도록 마련되어, 상기 밸브를 회전시키도록 마련된 지하 수위 제어 시스템.
12. 삭제
13. 제 1 항에 있어서,
    상기 제2 체결홈은 상기 제1 체결홈과 연결되는 지하 수위 제어 시스템.
14. 제 13 항에 있어서,
    상기 체결고리는 상기 제1 체결홈을 통과하여 상기 제2 체결홈에 걸리는 지하 수위 제어 시스템.
15. 제 1 항에 있어서, 상기 배출관은 일단에 펌프가 연결되고, 상기 펌프에 의해 상기 저장 탱크에 저장된 지표수 및 지하수를 지표로 배출하는 지하 수위 제어 시스템.
16. 제 1 항에 있어서, 상기 저장 탱크 내 수위를 측정하는 센서를 추가로 포함하는 지하 수위 제어 시스템.
17. 제 1 항에 있어서,
    상기 펌프에 전원을 공급하기 위한 태양전지 모듈을 추가로 포함하는 지하 수위 제어 시스템.
    

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