KR102230241B1 - 지중 침투를 위한 수자원 인공 함양 시스템 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 지중 침투를 위한 수자원 인공 함양 시스템을 개시한다. 이러한 본 발명은 저수지 또는 하천 수로에 용수 또는 하천수를 전처리하는 전처리장치를 설치한 후 전처리된 용수 또는 하천수를 지중으로 인공 함양하도록 구성한 것이고, 이에 따라 지중의 지하수 증량을 통해 가뭄 지역에서의 지하수 고갈 문제를 개선하고, 증량된 지하수를 주변 지역 주민들의 생활 용수로 공급하여 지하수 또는 생활 용수 부족에 의한 지역 주민의 불편함을 개선하는 것이다.

Description

지중 침투를 위한 수자원 인공 함양 시스템{artificial recharge system}
본 발명은 저수지에 저장되는 용수 또는 하천 수로를 따라 흐르는 하천수와 같은 수자원을 전처리한 후 그 전처리된 수자원(용수 또는 하천수)를 인공 함양(artifical recharge)하여, 지중(underground)의 지하수를 증량시키는 지중 침투를 위한 수자원 인공 함양 시스템에 관한 것이다.
일반적으로, 저수지에 저장된 용수 또는 하천 수로를 따라 흐르는 하천수와 같은 수자원은 농업용 또는 공업용으로 사용될 수 있는 것으로, 상기 저수지에 저장되는 용수는 저장 관리되는 것이지만, 상기 하천 수로를 따라 흐르는 하천수는 별도로 저장하여 관리되고 있지 않으며, 자연 유하 방식 또는 펌프 압송 방식으로 끌어 오면서 농업 용수 또는 공업 용수로 사용되는 실정이다.
즉, 공개특허공보 제10-2010-0105029호의 '하상여과공법을 이용한 집수시스템' 은 하천 바닥을 굴착하여 일정한 깊이로 바닥과 수평하게 설치되는 수평집수관과 수평집수관에 연결되며 하천 옆에 설치되는 수직집수정을 이용하여 하상의 충적대수층에서 하천 바닥의 여과된 수질이 개선된 하천수를 집수한 후 이를 농수로에 강제 펌핑하는 것이다.
그러나, 상기의 집수시스템은 하상여과공법을 이용하여 하천수 수질을 개선하여 집수하고 이를 농업 용수로서 농수로에 강제 펌핑하는 구조로서, 지하수가 고갈된 지역의 경우에는 농수로에 용수 공급이 이루어지더라도 이를 지하수로 저장시켜 활용하지는 못하였다.
즉, 종래의 집수시스템은 농수로에 하천수를 공급하는 목적에만 국한되어 있을뿐 이를 이용하여 지하수 함양량을 높일 수는 없었던 것이다.
공개특허공보 제10-2010-0105029호(공개일 2010.09.29.)
본 발명이 해결하고자 하는 과제는, 저수지 또는 하천 수로에 용수 또는 하천수를 전처리하는 전처리장치를 설치한 후 전처리된 용수 또는 하천수를 지중으로 인공 함양하도록 구성함으로써, 지중의 지하수 증량을 통해 가뭄 지역에서의 지하수 고갈 문제를 개선하고, 증량된 지하수를 주변 지역 주민들의 생활 용수로도 활용할 수 있도록 하는 지중 침투를 위한 수자원 하천수 인공 함양 시스템을 제공하려는 것이다.
본 발명의 과제 해결 수단인 지중 침투를 위한 수자원 하천수 인공 함양 시스템은, 유입구를 통해 유입되는 용수 또는 하천수를 정화시킨 후 이를 유출구를 통해 출수시키는 수자원 전처리부; 저수지 또는 하천 수로에 인접되는 지면에서 지층으로 매설되는 지오그리드; 상기 수자원 전처리부의 유출구측에 일단이 연결되고 타단은 상기 지오그리드내에 배치되도록 연장되며, 상기 수자원 전처리부로부터 정화된 용수 또는 하천수를 상기 지층의 하부 지층으로 인공 함양하는 수자원 함양부; 및, 상기 지오그리드에 형성되고, 상기 수자원 함양부에 의해 용수 또는 하천수가 인공 함양된 상기 하부 지층으로의 외부 토양 또는 오염원 유입을 방지시키는 수자원 보호부; 를 포함하는 것이다.
또한, 상기 수자원 함양부는, 상기 수자원 전처리부의 유출구측에 일단이 연결되고 타단은 상기 지오그리드내 상기 수자원 보호부측에 배치되도록 연장되는 것으로, 상기 수자원 전처리부의 유출구에서 출수되는 정화된 용수 또는 하천수를 1차 인공함양하는 수평정; 및, 상기 수평정에서 상기 하부 지층으로 적어도 하나 이상이 분기되는 것으로, 상기 수평정에 의해 1차 인공 함양되는 정화된 용수 또는 하천수를 상기 지층 하부로 2차 인공 함양하도록 적어도 하나 이상의 분출공이 형성되는 수직정; 을 포함하는 것이다.
또한, 상기 수평정은 일단이 상기 수자원 전처리부의 유출구에 연결되면서 타단은 상기 지오그리드에 배치되면서, 상기 지오그리드측 방향으로 2°∼5°범위내의 하향 경사진 각도를 유지하는 것이다.
또한, 상기 수자원 보호부는, 상층부의 모래층, 중간부 작은 자갈층, 하층부의 굵은 자갈층이 적층 형성되고, 상층부인 상기 모래층 위에는 필터 매트가 덮혀지는 것이다.
또한, 필터 매트의 상층부에는 논이나 밭 경작이 가능한 식생층이 형성되는 것이다.
또한, 상기 식생층으로부터 상기 지층 하부에는 외주면에 적어도 하나 이상의 유입공이 형성되는 관정이 설치되고, 상기 관정 내부에는 상기 지층 하부에 인공 함양된 정화된 용수 또는 하천수의 수질 또는 수위를 모니터링하는 관측 센서가 설치되는 것이다.
또한, 상기 관측 센서에는 모니터링 정보를 원격지 서버로 전송하는 통신부가 연결되는 것이다.
또한, 상기 수자원 전처리부의 유출구측에는 상기 원격지 서버에 의해 구동이 원격 제어되면서 정화된 용수 또는 하천수를 상기 수평정으로 펌핑하는 제 1 펌프가 형성되는 것이다.
또한, 상기 수자원 전처리부의 유출구측에는 상기 원격지 서버에 의해 열림 또는 닫힘이 원격 제어되는 제 1 밸브가 형성되는 것이다.
또한, 상기 하부 지층의 상층부에서 상기 저수지 또는 하천 수로측으로는 상기 관측 센서에 의해 관측된 정화된 용수 도는 하천수의 인공 함양 수위가 기준 수위를 초과시 상기 하부 지층에 인공 함양된 정화된 용수 또는 하천수를 상기 저수지 또는 상기 하천 수로측으로 드레인시키는 드레인 수평정이 설치되는 것이다.
또한, 상기 드레인 수평정은 타단이 상기 하부 지층의 상층부에 배치되고 일단은 상기 저수지 또는 상기 하천 수로측에 배치되면서, 상기 저수지 또는 상기 하천 수로측 방향으로 2°∼5°범위내의 하향 경사진 각도를 유지하는 것이다.
또한, 상기 드레인 수평정에는 상기 원격지 서버에 의해 열림 또는 닫힘이 원격 제어되는 제 2 밸브가 형성되는 것이다.
이와 같이, 본 발명은 저수지 또는 하천 수로에 용수 또는 하천수를 전처리하는 전처리장치를 설치한 후 전처리된 용수 또는 하천수를 지중으로 인공 함양하도록 구성한 것이며, 이를 통해 지중의 지하수 증량을 통해 가뭄 지역에서의 지하수 고갈 문제를 개선하고, 증량된 지하수를 주변 지역 주민들의 생활 용수로 공급하여 지하수 또는 생활 용수 부족에 의한 지역 주민의 불편함을 개선하는 효과를 기대할 수 있는 것이다.
본 발명의 효과들은 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 효과들은 청구범위의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
도 1은 본 발명의 실시예로 수평정을 기준으로 하는 지중 침투를 위한 수자원 인공 함양 시스템의 설치 상태를 보인 개략적인 측면도.
도 2는 본 발명의 실시예로 드레인 수평정을 기준으로 하는 지중 침투를 위한 수자원 인공 함양 시스템의 설치 상태를 보인 개략적인 측면도.
도 3은 본 발명의 실시예로 지중 침투를 위한 수자원 인공 함양 시스템에 대한 확대도.
도 4는 본 발명의 실시예로 지중 침투를 위한 수자원 인공 함양 시스템에 대한 정면 개략도.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예를 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명 기술적 사상의 실시예에 있어서 이하에서 개시되는 실시예에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시예는 본 발명의 개시가 완전하도록 하고, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명 기술적 사상의 실시예에 있어서 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다.
본 명세서에서 사용된 용어는 실시예들을 설명하기 위한 것이며 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다. 본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다.
본 명세서에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
또한, 본 명세서에서 기술하는 실시예들은 본 발명의 이상적인 예시도인 단면도 및/또는 평면도들을 참고하여 설명될 것이다. 따라서, 본 발명의 실시예들은 도시된 특정 형태로 제한되는 것이 아니라 필요한 형태의 변화도 포함하는 것이다. 예를 들면, 직각으로 도시된 영역은 라운드 지거나 소정 곡률을 가지는 형태일 수 있다. 따라서, 도면에서 예시된 영역들은 개략적인 속성을 가지며, 도면에서 예시된 영역들의 모양은 장치의 영역의 특정 형태를 예시하기 위한 것이며 발명의 범주를 제한하기 위한 것이 아니다.
명세서 전문에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다. 따라서, 동일한 참조 부호 또는 유사한 참조 부호들은 해당 도면에서 언급 또는 설명되지 않았더라도, 다른 도면을 참조하여 설명될 수 있다. 또한, 참조 부호가 표시되지 않았더라도, 다른 도면들을 참조하여 설명될 수 있다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 설명하기로 한다.
도 1은 본 발명의 실시예로 수평정을 기준으로 하는 지중 침투를 위한 수자원 인공 함양 시스템의 설치 상태를 보인 개략적인 측면도이고, 도 2는 본 발명의 실시예로 드레인 수평정을 기준으로 하는 지중 침투를 위한 수자원 인공 함양 시스템의 설치 상태를 보인 개략적인 측면도이며, 도 3은 본 발명의 실시예로 지중 침투를 위한 수자원 인공 함양 시스템에 대한 확대도이고, 도 4는 본 발명의 실시예로 지중 침투를 위한 수자원 인공 함양 시스템에 대한 정면 개략도를 도시한 것이다.
첨부된 도 1 내지 도 3을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 지중 침투를 위한 수자원 인공 함양 시스템은, 수자원 전처리부(10), 지오그리드(geogrid)(20), 수자원 함양부(30), 수자원 보호부(40)를 포함하고, 이에 더하여 관정(50)과 관측센서(60)를 더 포함하여 구성될 수 있는 것이다.
상기 수자원 전처리부(10)는 저수지 또는 하천 수로(100)에 설치되는 것으로, 유입구(11)를 통해 유입되는 용수 또는 하천수를 정화시킨 후 이를 유출구(12)를 통해 출수시킬 수 있는 것이다.
여기서, 상기 수자원 전처리부(10)는 자연정화시설로서, 상기 수자원 전처리부(10)의 상부측에 형성되는 상기 유입구(11)를 통해 용수 또는 하천수가 유입시 이를 정화시키도록 내부에는 다공판, 자갈층, 잔자갈층, 여과층 등이 모두 또는 선택적으로 적층 형성될 수 있음은 물론, 상기 수자원 전처리부(10)의 하부측에는 관체형 구조를 이루는 상기 유출구(12)가 형성될 수 있는 것이다.
이때, 상기 유입구(11)는 용수 또는 하천수의 지표면보다 낮은 높이로 형성되는 것이 바람직하지만, 상기 용수 또는 하천수의 지표면보다 높게 형성될 수도 있으며, 이 경우 상기 유입구(11)측에는 도면에는 도시하지 않았지만 흡입펌프가 설치될 수도 있다.
상기 지오그리드(20)는 상기 저수지 또는 하천 수로(100)에 인접되는 지면(S1)에서 지층(S2)에 매설되는 지지 구조물인 것이다.
상기 수자원 함양부(30)는 상기 수자원 전처리부(10)의 유출구(12)측에 일단이 연결되고 타단은 상기 지오그리드(20)내에 배치되도록 연장되는 것으로, 이는 상기 수자원 전처리부(10)로부터 정화되어 상기 유출구(12)를 통해 출수되는 정화된 용수 또는 하천수를 상기 지층(S2)의 하부 지층(S3)으로 인공 함양하는 것이며, 수평정(31)과 수직정(32)을 포함하는 것이다.
상기 수평정(31)은 상기 수자원 전처리부(10)의 유출구(12)측에 일단이 연결되고 타단은 상기 지오그리드(20)내 상기 수자원 보호부(40)측에 배치되도록 연장되는 것으로, 상기 수자원 전처리부(10)의 유출구(12)에서 출수되는 정화된 용수 또는 하천수를 1차 인공 함양하는 것이다.
즉, 상기 수평정(31)은 상기 수자원 전처리부(10)에 일단이 연결되고 타단은 상기 지오그리드(20)에 배치되면서, 상기 지오그리드(20)측 방향으로 2°∼5°범위내의 하향 경사진 각도(θ1)를 유지하는 것이며, 이에따라 상기 유출구(12)를 통해 출수되는 정화된 용수 또는 하천수의 자연적인 흐름을 가이드하는 것이다.
상기 수직정(32)은 상기 수평정(31)에서 상기 하부 지층(S3)으로 적어도 하나 이상이 분기되는 것이며, 이는 상기 수평정(31)에 의해 1차 인공 함양되는 정화된 용수 또는 하천수를 상기 지층 하부(S3)로 2차 인공 함양하는 것이고, 이에따라 상기 수직정(32)에는 적어도 하나 이상의 분출공(32a)이 형성될 수 있는 것이다.
상기 수자원 보호부(40)는 상기 지오그리드(20)에 형성되는 것으로, 이는 상기 수자원 함양부(30)에 의해 용수 또는 하천수가 인공 함양된 상기 하부 지층(S3)으로의 외부 토양 또는 오염원 유입을 방지시킬 수 있는 것이다.
이에, 상기 수자원 보호부(40)는 상층부의 모래층(sand)(41), 중간부 작은 자갈층(fine gravel)(42), 하층부의 굵은 자갈층(coarse gravel)(43)이 적층 형성되고, 상층부인 상기 모래층(41) 위에는 필터 매트(filter mat)(44)가 덮혀질 수 있으며, 상기 필터 매트(44)의 상층부에는 논이나 밭 경작이 가능한 식생층(45)이 형성될 수 있는 것이다.
상기 관정(50)은 상기 식생층(45)으로부터 상기 지층 하부(S3)에 설치되는 것으로, 그 외주면에는 적어도 하나 이상의 유입공(51)이 형성되는 것이다.
상기 관측센서(60)는 상기 식생층(45)에서 상기 관정(50)의 내부로 삽입되어 상기 하부 지층(S3)으로 연장되는 것이며, 이는 상기 지층 하부(S3)에 인공 함양된 정화된 용수 또는 하천수의 수질 또는 수위를 모니터링하는 것이다.
이때, 상기 관측 센서(60)에는 모니터링 정보를 무선망을 통해 전송하기 위한 통신부(70)가 구성될 수 있으며, 상기 통신부(70)를 통해 무선 전송되는 모니터링 정보는 원격지 서버(80)에서 수신될 수 있고, 이에따라 상기 원격지 서버(80)는 상기 하부 지층(S3)으로 인공 함양되는 정화된 용수 또는 하천수의 수위 또는 수질을 관리할 수 있는 것이다.
즉, 상기 수자원 전처리부(10)의 유출구(12)측에 제 1 펌프(P1)와 제 1 밸브(V1)를 설치하면서, 상기 하부 지층(S3)으로 인공 함양되는 정화된 용수 또는 하천수의 수위가 설정된 기준 수위를 초과하거나 또는 수질 오염이 발생하는 경우, 상기 원격지 서버(80)는 상기 제 1 밸브(V1)를 닫힘으로 원격 제어하면서, 상기 수평정(31)을 통한 상기 하부 지층(S3)으로의 정화된 용수 또는 하천수 유입을 차단할 수 있는 것이다.
반면, 상기 하부 지층(S3)으로 인공 함양되는 정화된 용수 또는 하천수의 수위가 설정된 기준 수위보다 낮을 경우, 상기 원격지 서버(80)는 상기 제 1 밸브(V1)를 열림으로 원격 제어하면서 상기 제 1 펌프(P1)를 온 구동시켜, 상기 수평정(31)을 통한 상기 하부 지층(S3)으로 정화된 용수 또는 하천수를 강제 유입시킬 수 있는 것이다.
여기서, 본 발명의 실시예에서는 상기 하부 지층(S3)에서의 수위 조절을 위해 상기 원격지 서버(80)에서 상기 제 1 밸브(V1) 및/또는 상기 제 1 펌프(P1)를 원격 제어하여 정화된 용수 또는 하천수의 유입량을 조절하도록 설명하였지만, 상기 하부 지층(S3)에 인공 함양된 정화된 용수 또는 하천수의 유입량이 설정된 기준 수위를 초과시 이를 다시 상기 저수지 또는 하천수로(100)측으로 드레인시킬 수도 있으며, 이를 위해 상기 하부 지층(S3)의 상층부에서 상기 저수지 또는 하천 수로(100)측으로 제 2 밸브(V2)를 가진 별도의 드레인 수평정(90)을 설치할 수 있는 것이다.
즉, 상기 드레인 수평정(90)은 타단이 상기 하부 지층(S3)의 상층부에 배치되고 일단은 상기 저수지 또는 하천 수로(100)측에 배치되면서, 상기 저수지 또는 하천 수로(100)측 방향으로 2°∼5°범위내의 하향 경사진 각도(θ2)를 유지하는 것이며, 이에 상기 관측 센서(60)에 의해 관측된 정화된 용수 또는 하천수의 인공 함양 수위가 기준 수위를 초과시 상기 원격지 서버(80)는 상기 제 2 밸브(V2)를 열림 제어하면서 상기 하부 지층(S3)에 인공 함양된 기준 수위를 초과하는 정화된 용수 또는 하천수를 상기 저수지 또는 하천 수로(100)측으로 드레인시킬 수 있는 것이다.
이와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 지중 침투를 위한 수자원 인공 함양 시스템은 첨부된 도 1 내지 도 4에서와 같이, 우선 저수지 또는 하천 수로(100)에 설치되는 수자원 전처리부(10)의 내부에 유입구(11)를 통해 용수 또는 하천수가 자연 유입되거나 또는 흡입펌프를 통해 강제 유입되면, 상기 수자원 전처리부(10)내에 적층 형성되는 다공판, 자갈층, 잔자갈층, 여과층 등을 용수 또는 하천수가 통과하면서 정화되고, 이렇게 정화된 용수 또는 하천수는 관체형의 유출구(12)를 통해 수자원 함양부(30)에 포함되는 수평정(31)으로 흐르게 된다.
이때, 상기 수평정(31)은 상기 수자원 전처리부(10)의 상기 유출구(12)에 일단이 연결되고 타단은 상기 지오그리드(20)에 배치되는 2°∼5°범위내의 하향 경사진 각도(θ1)를 유지하는 것이므로, 상기 유출구(12)를 통해 출수되는 정화된 용수 또는 하천수는 상기 수평정(31)의 일단에서 타단 방향으로 흐르는 1차 인공 함양이 이루어질 수 있는 것이다.
그리고, 상기 지오그리드(20)측에 배치되는 상기 수평정(31)에는 적어도 하나 이상의 수직정(32)이 분기 형성되면서, 상기 수직정(32)은 지층 하부(S3)에 매설되는 것인 바, 상기 수평정(31)을 통해 1차 인공 함양된 정화된 용수 또는 하천수는 상기 수직정(32)에 형성되는 적어도 하나 이상의 분출공(32a)을 통해 상기 하부 지층(S3)의 내부로 2차 인공 함양시키면서, 상기 하부 지층(S3)에 인공 함양된 정화된 용수 또는 하천수는 지하수로 활용될 수 있는 것이다.
이때, 상기 지오그리드(20)에는 수자원 보호부(40)가 형성되어 있으므로, 상기 수자원 보호부(40)에서는 상기 수자원 함양부(30)인 수평정(31)과 수직정(32)을 통해 정화된 용수 또는 하천수가 인공 함양된 상기 하부 지층(S3)으로의 외부 토양 또는 오염원 유입을 방지시키게 되면서, 상기 하부 지층(S3)에 인공 함양된 지하수(정화된 용수 또는 하천수)를 보호할 수 있는 것이다.
즉, 상기 수자원 보호부(40)는 상층부의 모래층(sand)(41), 중간부 작은 자갈층(fine gravel)(42), 하층부의 굵은 자갈층(coarse gravel)(43)이 적층 형성되고, 상층부인 상기 모래층(41) 위에는 필터 매트(filter mat)(44)가 덮혀져 있음은 물론, 상기 필터 매트(44)의 상층부에는 식생층(45)이 형성되어 있으므로, 상기 지오그리드(20)가 매설된 지면(S1)에서 상기 하부 지층(S3)으로의 오염원 유입을 차단시킬 수 있는 것이다.
한편, 상기와 같이 하부 지층(S3)에 일정량의 정화된 지하수(용수 또는 하천수)가 인공 함양되어 있을 때, 정화된 지하수의 수질이나 수위는 상기 식생층(45)으로부터 상기 지층 하부(S3)로 설치되는 적어도 하나 이상의 유입공(51)을 가지는 관정(50)에 투입되는 관측센서(60)를 통해 관리 가능하게 되는 것이다.
즉, 상기 관측센서(60)는 상기 유입공(51)을 통해 상기 관정(50)의 내부로 유입되는 정화된 지하수(용수 또는 하천수)의 수질 및/또는 수위를 모니터링한 후 이를 통신부(70)를 통해 원격지 서버(80)로 전송하게 되며, 이에따라 상기 원격지 서버(80)는 상기 하부 지층(S3)으로 인공 함양되는 정화된 지하수(용수 또는 하천수)의 수위 및/또는 수질을 관리할 수 있는 것이다.
이때, 상기 하부 지층(S3)으로 인공 함양되는 정화된 지하수(용수 또는 하천수)의 수위가 설정된 기준 수위를 초과하거나 또는 수질 오염이 발생되는 경우, 상기 원격지 서버(80)는 상기 하부 지층(S3)의 상층부에서 상기 저수지 또는 하천 수로(100)측으로 제 2 밸브(V2)를 가진 드레인 수평정(90)을 통해 상기 하부 지층(S3)에 인공 함양된 기준 수위를 초과하거나 또는 오염된 지하수(용수 또는 하천수)를 상기 저수지 또는 하천 수로(100)측으로 드레인시키는 것이다.
즉, 상기 드레인 수평정(90)은 타단이 상기 하부 지층(S3)의 상층부에 배치되고 일단은 상기 저수지 또는 하천 수로(100)측에 배치되면서, 상기 저수지 또는 하천 수로(100)측 방향으로 2°∼5°범위내의 하향 경사진 각도(θ2)를 유지하고 있으므로, 상기 관측 센서(60)에 의해 관측된 정화된 지하수(용수 또는 하천수)의 인공 함양 수위가 기준 수위를 초과하거나 또는 수질이 나빠지는 경우, 상기 원격지 서버(80)는 상기 제 2 밸브(V2)를 열림 제어하면서 상기 하부 지층(S3)에 인공 함양된 지하수(용수 또는 하천수)를 상기 저수지 또는 하천 수로(100)측으로 드레인시키는 원격 제어 프로그램을 가동하게 되는 것이다.
한편, 상기 하부 지층(S3)에서의 정화된 지하수(용수 또는 하천수)의 수위가 기준 수위를 초과하는 경우, 상기 수평정(31)상에 상기 원격지 서버(80)에 의해 원격 제어되는 제 1 밸브(V1)와 제 1 펌프(P1)를 설치하면서, 상기 하부 지층(S3)의 수위를 조절할 수도 있는 것이다.
즉, 상기 원격지 서버(80)가 상기 제 1 밸브(V1)를 닫힘으로 원격 제어하면, 상기 수평정(31)을 통한 상기 하부 지층(S3)으로의 정화된 용수 또는 하천수 유입이 차단될 수 있는 것이다.
반면, 상기 하부 지층(S3)으로 인공 함양되는 정화된 지하수(용수 또는 하천수)의 수위가 설정된 기준 수위보다 낮을 경우, 상기 원격지 서버(80)는 상기 제 1 밸브(V1)를 열림으로 원격 제어하면서 상기 제 1 펌프(P1)를 온 구동시켜, 상기 수평정(31)을 통한 상기 하부 지층(S3)으로 정화된 용수 또는 하천수를 강제 유입시키면서, 상기 하부 지층(S3)에 대한 정화된 지하수(용수 또는 하천수)의 수위를 원격 관리할 수 있는 것이다.
따라서, 상기 하부 지층(S3)에 인공 함양되는 정화된 지하수(용수 또는 하천수)는 식생층(45)에 대한 농작물의 식생을 위한 용수로 언제든지 활용 가능함은 물론, 지역 주민의 생활 용수로도 그 활용이 가능할 수 있는 것이다.
이상에서 본 발명의 지중 침투를 위한 수자원 인공 함양 시스템에 대한 기술사상을 첨부도면과 함께 서술하였지만, 이는 본 발명의 가장 양호한 실시예를 예시적으로 설명한 것이지 본 발명을 한정하는 것은 아니다.
따라서, 본 발명은 상술한 특정의 바람직한 실시예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형 실시가 가능한 것은 물론이고, 그와같은 변경은 청구범위 기재의 범위내에 있게 된다.
10; 수자원 전처리부 11; 유입구
12; 유출구 20; 지오그리드
30; 수자원 함양부 31; 수평정
32; 수직정 32a; 분출공
40; 수자원 보호부 41; 모래층
42; 작은 자갈층 43; 굵은 자갈층
44; 필터 매트 45; 식생층
50; 관정 51; 유입공
60; 관측센서 70; 통신부
80; 원격지 서버 90; 드레인 수평정
100; 저수지 또는 하천수로 P1; 제 1 펌프
S1; 지면 S2; 지층
S3; 하부 지층 V1; 제 1 밸브
V2; 제 2 밸브

Claims (12)

  1. 유입구를 통해 유입되는 저수지 또는 하천수로의 용수 또는 하천수를 정화시킨 후 이를 유출구를 통해 출수시키는 수자원 전처리부; 상기 저수지 또는 하천 수로에 인접되는 지면에서 지층으로 매설되는 지오그리드; 상기 수자원 전처리부의 유출구측에 일단이 연결되고 타단은 상기 지오그리드내에 배치되도록 연장되며, 상기 수자원 전처리부로부터 정화된 용수 또는 하천수를 상기 지층의 하부 지층으로 인공 함양하는 수자원 함양부; 및, 상기 지오그리드에 형성되고, 상기 수자원 함양부에 의해 용수 또는 하천수가 인공 함양된 상기 하부 지층으로의 외부 토양 또는 오염원 유입을 방지시키도록 상층부의 모래층, 중간부 작은 자갈층, 하층부의 굵은 자갈층이 적층 형성되고, 상층부인 상기 모래층 위에는 필터 매트가 덮혀지면서 상기 필터 매트의 상층부에 논이나 밭 경작이 가능한 식생층이 형성되는 수자원 보호부; 를 포함하되,
    상기 수자원 함양부는, 상기 수자원 전처리부의 유출구측에 일단이 연결되고 타단은 상기 지오그리드내 상기 수자원 보호부측에 배치되도록 연장되면서 상기 지오그리드측 방향으로 2°∼5°범위내의 하향 경사진 각도를 유지하는 것으로 상기 수자원 전처리부의 유출구에서 출수되는 정화된 용수 또는 하천수를 1차 인공함양하는 수평정; 및, 상기 수평정에서 상기 하부 지층으로 적어도 하나 이상이 분기되는 것으로, 상기 수평정에 의해 1차 인공 함양되는 정화된 용수 또는 하천수를 상기 하부 지층으로 2차 인공 함양하도록 적어도 하나 이상의 분출공이 형성되는 수직정; 을 포함하고,
    상기 식생층으로부터 상기 하부 지층에는 외주면에 적어도 하나 이상의 유입공이 형성되는 관정이 설치되고, 상기 관정 내부에는 상기 하부 지층에 인공 함양된 정화된 용수 또는 하천수의 수질 또는 수위를 모니터링하는 관측 센서가 설치되면서, 상기 관측 센서에는 모니터링 정보를 원격지 서버로 전송하는 통신부가 연결되고,
    상기 수자원 전처리부의 유출구측에는 상기 원격지 서버에 의해 구동이 원격 제어되면서 정화된 용수 또는 하천수를 상기 수평정으로 펌핑하는 제 1 펌프가 형성되는 것을 특징으로 하는 지중 침투를 위한 수자원 인공 함양 시스템.
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  9. 제 1 항에 있어서,
    상기 수자원 전처리부의 유출구측에는 상기 원격지 서버에 의해 열림 또는 닫힘이 원격 제어되는 제 1 밸브가 형성되는 것을 특징으로 하는 지중 침투를 위한 수자원 인공 함양 시스템.
  10. 제 1 항에 있어서,
    상기 하부 지층의 상층부에서 상기 저수지 또는 하천 수로측으로는 상기 관측 센서에 의해 관측된 정화된 용수 또는 하천수의 인공 함양 수위가 기준 수위를 초과시 상기 하부 지층에 인공 함양된 정화된 용수 또는 하천수를 상기 저수지 또는 하천수로측으로 드레인시키는 드레인 수평정이 설치되는 것을 특징으로 하는 지중 침투를 위한 수자원 인공 함양 시스템.
  11. 제 10 항에 있어서,
    상기 드레인 수평정은 타단이 상기 하부 지층의 상층부에 배치되고 일단은 상기 저수지 또는 하천 수로측에 배치되면서, 상기 저수지 또는 하천 수로측 방향으로 2°∼5°범위내의 하향 경사진 각도를 유지하는 것을 특징으로 하는 지중 침투를 위한 수자원 인공 함양 시스템.
  12. 제 11 항에 있어서,
    상기 드레인 수평정에는 상기 원격지 서버에 의해 열림 또는 닫힘이 원격 제어되는 제 2 밸브가 형성되는 것을 특징으로 하는 지중 침투를 위한 수자원 인공 함양 시스템.
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