KR102295072B1 - 저수지 관리 시스템 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 저수지의 수상에서 부유하며, 녹조를 제거하는 녹조 제거 모듈이 구비된 저수지 관리 장치; 상기 저수지 관리 장치의 하방에 구비되되, 저수지 수심 0.5m 내지 1.5m 에 위치한 저수지의 물을 저수지의 취수관으로 운송하는 취수 모듈 및 상기 저수지 관리 장치에 구비되어 저수지의 수심을 측정하고, 측정된 저수지의 수위 정보를 저수지 관리 서버에 전송하는 수위 측정 모듈을 포함하는 것을 특징으로 한다.
Description
본 발명은 저수지 관리 시스템에 관한 발명으로서, 저수지에 형성되는 녹조를 예방 및 처리하고, 저수지의 수위, 수질, 압력에 관한 정보를 저수지 관리 서버에 전송하도록 하여, 용이한 저수지 관리를 수행할 수 있는 저수지 관리 시스템에 관한 것이다.
일반적으로, 저수지 또는 하천의 경우, 댐 등의 제체 주변에 수체가 정체되어 있는 상태에서 일정한 빛(일사량), 수온, 영양염류(질소 또는 인) 등의 환경조건 조합에 따라 녹조가 대규모로 발생되고, 이로 인해 독성물질이 발생하는 것을 억제하여야 한다.
특히, 유해 남조류는 마이크로시스틴(Microcystins), 아나톡신(Anatoxin), 삭시톡신(Saxitoxins) 등의 독소를 생성하고, 이것은 70여개의 변종이 있으나, 마이크로시스틴-LR의 독성이 가장 강한 것으로 알려져 있는데, 이러한 조류독소를 포유류가 흡수할 경우, 간세포나 신경계에 영향을 일으키기 때문에 대규모 발생시에 인근 지역에 농업용수 등 용수공급을 중단하여야 하여야 하고, 친수활동 및 어패류 섭취는 금지하여야 한다.
또한, 대규모 녹조 발생시 상류의 제체 인근의 정체된 수역에서 대규모 녹조가 발생함에 따라 안정적인 용수 공급이 어려워질 수 있으며, 특히, 집중호우가 발생되는 시기와 녹조가 대규모로 발생하는 현상은 기상현상에 많은 영향을 받고 있고, 이러한 현상은 비특이적으로 발생하기 때문에 국내의 저수지 또는 하천 환경에 적합한 지능화된 관리기법이 필요하였으며, 이와 관련된 기술로는 한국 등록특허 제10-0906654호 '소규모저수지 및 간척담수호 농업용수 원격 수질자동관측시스템 및 탁도관측방법'과 같은 녹조나 저수지의 탁도를 검출하는 방법이 개시되어 있으나, 실질적으로 저수지의 수질을 관리하기 위해서는 저수지를 관리하는 관리자가 지속적으로 시스템에 접속해 저수지의 녹조 상태를 지속적으로 체크해야 하므로, 그의 운용에 어려움이 따랐다.
한편, 국내의 경우, 최근 국지성 집중호우가 빈번히 발생하면서, 저수지의 수위가 지속적으로 바뀌면서, 저수지를 관리하는 관리자가 저수지의 방유량과 저수량을 실시간으로 체크하기 어려운 문제점이 발생하였으며, 이를 해결하기 위해 한국등록특허 제10-1646744호 '여수 점검이 가능한 저수지 관리 시스템' 등이 개시되어 있으나, 지나치게 많은 측정 장치와, 저수지를 설계하는데 복잡한 구성으로 인해, 실제 운용하기에는 무리가 따른다.
한편, 저수지의 물은, 깊이에 따라 그 수질 및 수온이 다르며, 특히, 저수지의 깊은곳에 위치한 물은 지나치게 낮은 수온을 가지며, 이 물이 취수되어 농작물에 공급되었을 시, 농작물이 냉해피해를 입는 등에 문제가 발생되었다.
이에 따라, 저수지에서 운용될 수 있는 녹조를 방지하고, 가장 적정한 수온과 수질 상태를 가지는 물을 취수가능하며, 수위를 실시간으로 체크하여 저수지의 관리를 용이하게 하기 위한 저수지 관리 시스템에 관한 기술 개발이 절실한 실정이다.
본 발명은, 상기와 같은 문제점을 해소하기 위하여, 녹조를 제거함으로서 저수지의 수질을 개선 하고, 수면으로부터 일정한 깊이의 물을 취수하여 농작물 또는 시설물에 공급되는 지나치게 저온의 물로 인해 발생하는 냉해피해를 방지하며, 용이하게 저수지를 관리할 수 있는 저수지 관리 시스템에 관한 것이다.
상기 과제를 해결하기 위한 본 발명의 실시 예에 따른 저수지 관리 시스템은, 저수지의 수상에서 부유하며, 녹조를 제거하는 녹조 제거 모듈이 구비된 저수지 관리 장치; 상기 저수지 관리 장치의 하방에 구비되되, 저수지 수심 0.5m 내지 1.5m 에 위치한 저수지의 물을 저수지의 취수관으로 운송하는 취수 모듈 및 상기 저수지 관리 장치에 구비되어 저수지의 수심을 측정하고, 측정된 저수지의 수위 정보를 저수지 관리 서버에 전송하는 수위 측정 모듈을 포함할 수 있다.
또한, 상기 취수관은, 저수지의 하부에 구비되되, 저수지의 물을 가두는 저수지 벽의 하부를 관통하도록 구비될 수도 있다.
또한, 상기 녹조 제거 모듈은, 저수지 수상 또는 수심으로 산소를 발생시켜 녹조를 제거하는 방식의 산소 발생 장치로 구비될 수 있다.
여기서, 상기 녹조 제거 모듈은, 저수지 관리 장치에 구비되는 태양광 패널로 발생되는 전기를 인가받아 동작할 수 있다.
또한, 상기 수위 측정 모듈은, 초음파 센서 또는 변위 센서의 조합으로 구비될 수 있다.
또한, 상기 취수 모듈은, 저수지의 물이 유입되는 유입구에 구비되어 유입된 물의 수질 상태를 체크하는 제 1 감지센서를 포함하고, 상기 취수관은, 상기 취수 모듈을 통해 취수관으로 유입된 물의 수질 상태를 체크하는 제 2 감지센서를 포함할 수 있다.
또한, 상기 취수 모듈의 유입구 및 취수관 각각에는, 상기 제 1 감지센서 및 상기 제 2 감지센서에서 도출된 수질 상태에 따라 물의 유입을 차단 또는 허용하는 제어 모듈이 구비될 수 있다.
또한, 상기 저수지 관리 장치는, 저수지 관리 장치의 하방에 구비되는 취수 모듈의 수심을 조절하는 취수 모듈 조절부를 포함할 수 있다.
또한, 상기 저수지 관리 장치는, 저수지의 수상을 촬영하여, 저수지를 부유하는 녹조의 이미지를 토대로 녹조 위치 정보를 수집하는 녹조 감지 센서 및 상기 녹조 감지 센서를 통해 도출된 녹조의 위치 정보를 토대로, 저수지 관리 장치를 녹조 방향으로 전진시키는 항해 모듈을 포함할 수 있다.
또한, 상기 저수지 관리 장치는, 녹조를 수집하고 수집된 녹조를 임시 저장하는 녹조 처리 모듈을 포함하고, 상기 녹조 처리 모듈은, 저수지 수상에서 부유하는 녹조를 물과 함께 흡입하는 흡입부; 상기 흡입된 물과 녹조를 분류하는 필터부 및 상기 필터부를 통해 분류된 녹조를 임시 저장 공간으로 이동시키는 이송부를 포함할 수 있다.
또한, 상기 저수지 관리 서버는, 수위 측정 모듈을 통해 전달받은 저수지의 수위 정보를 저장하는 데이터베이스 및 상기 데이터베이스에 저장된 수위 정보를 토대로 저수지의 평균 수위 정보를 도출하는 표준모델 생성 모듈을 포함할 수 있다.
또한, 상기 저수지 관리 시스템은, 상기 수위 측정 모듈을 통해 전달받은 저수지 수위에 관한 정보를 그래프로 도시하는 저수지 관리자 단말을 더 포함할 수 있다.
본 발명의 실시 예에 따른 저수지 관리 시스템은, 저수지에 형성되는 녹조를 예방 및 처리하고, 저수지의 수위, 수질, 압력에 관한 정보를 저수지 관리 서버에 전송하도록 하여, 용이한 저수지 관리가 가능한 장점을 가진다.
또한, 본 발명의 실시 예에 따른 저수지 관리 시스템은, 무동력으로 시설물에 물을 공급할 수 있는 구조로 설계되어, 시설물에 물을 공급함에 있어 소모되는 전력 및 동력의 낭비를 저감할 수 있는 장점을 가진다.
또한, 본 발명의 실시 예에 따른 저수지 관리 장치는, 저수지 수상에서 부유하며, 별도의 조작 없이도 꾸준히 산소를 발생시켜 녹조를 제거하는 녹조 제거 모듈이 구비되어, 사용이 용이한 장점을 가진다.
또한, 본 발명의 실시 예에 따른 저수지 관리 장치는, 태양광 패널을 통해 생성되는 전력을 제공받는 방식으로 운용되어, 친환경으로 운용 가능한 장점을 가진다.
또한, 본 발명의 실시 예에 따른 취수 모듈은, 저수지 수심 0.5m 내지 1.5m 의 물을 취수하도록 구비되어, 농작물에 발생되는 냉해 피해를 예방할 수 있는 장점을 가진다.
도 1 의 (a) 및 (b) 는 본 발명의 실시 예에 따른 저수지 관리 장치가 저수지에 구비되는 모습을 보여주기 위한 예시도이다.
도 2 는 본 발명의 실시 예에 따른 저수지 관리 장치의 모습을 보여주기 위한 사시도이다.
도 3 은 본 발명의 실시 예에 따른 저수지 관리 시스템의 전체적인 구성을 보여주기 위한 블록 구성도이다.
도 4 의 (a) 및 (b) 는 제 1 감지센서 및 제2 감지센서가 구비된 취수모듈 및 취수관의 모습을 보여주기 위한 예시도이다.
도 5 는 취수 모듈 조절부가 구비된 저수지 관리 장치의 모습을 보여주기 위한 예시도이다.
도 6 의 (a) 및 (b) 는, 취수 모듈 동작부로 하여 취수 모듈의 깊이가 조절되는 모습을 보여주기 위한 작동 예시도이다.
도 7 은 본 발명의 실시 예에 따른 녹조 감지 센서 및 항해 모듈이 구비된 저수지 관리 장치의 모습을 보여주는 예시도이다.
도 8 은 본 발명의 실시 예에 따른 녹조 처리 모듈의 모습을 보여주기 위한 예시도이다.
도 9 의 (a) 는 녹조 처리 모듈을 보여주기 위해 태양광 패널이 생략된 상태의 부분 생략도이고, (b) 는 녹조 처리 모듈의 구성을 보여주기 위해 이를 확대한 부분확대도이다.
도 10 은 본 발명의 실시 예에 따른 저수지의 상태 및 취수 상태를 보여주는 저수지 관리자 단말의 예시도이다.
도 2 는 본 발명의 실시 예에 따른 저수지 관리 장치의 모습을 보여주기 위한 사시도이다.
도 3 은 본 발명의 실시 예에 따른 저수지 관리 시스템의 전체적인 구성을 보여주기 위한 블록 구성도이다.
도 4 의 (a) 및 (b) 는 제 1 감지센서 및 제2 감지센서가 구비된 취수모듈 및 취수관의 모습을 보여주기 위한 예시도이다.
도 5 는 취수 모듈 조절부가 구비된 저수지 관리 장치의 모습을 보여주기 위한 예시도이다.
도 6 의 (a) 및 (b) 는, 취수 모듈 동작부로 하여 취수 모듈의 깊이가 조절되는 모습을 보여주기 위한 작동 예시도이다.
도 7 은 본 발명의 실시 예에 따른 녹조 감지 센서 및 항해 모듈이 구비된 저수지 관리 장치의 모습을 보여주는 예시도이다.
도 8 은 본 발명의 실시 예에 따른 녹조 처리 모듈의 모습을 보여주기 위한 예시도이다.
도 9 의 (a) 는 녹조 처리 모듈을 보여주기 위해 태양광 패널이 생략된 상태의 부분 생략도이고, (b) 는 녹조 처리 모듈의 구성을 보여주기 위해 이를 확대한 부분확대도이다.
도 10 은 본 발명의 실시 예에 따른 저수지의 상태 및 취수 상태를 보여주는 저수지 관리자 단말의 예시도이다.
이하, 도면을 참조한 본 발명의 설명은 특정한 실시 형태에 대해 한정되지 않으며, 다양한 변환을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있다. 또한, 이하에서 설명하는 내용은 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변환, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
이하의 설명에서 제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용되는 용어로서, 그 자체에 의미가 한정되지 아니하며, 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.
본 명세서 전체에 걸쳐 사용되는 동일한 참조번호는 동일한 구성요소를 나타낸다.
본 발명에서 사용되는 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 또한, 이하에서 기재되는 "포함하다", "구비하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것으로 해석되어야 하며, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
다르게 정의되지 않는 한 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 갖고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥 상 갖는 의미와 일치하는 의미를 갖는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
또한, 첨부 도면을 참조하여 설명함에 있어, 도면 부호에 관계없이 동일한 구성 요소는 동일한 참조부호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다. 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.
이하, 도 1 내지 도 10 을 참조로 하여 본 발명의 실시 예에 따른 저수지 관리 시스템(1)을 상세히 설명하기로 한다.
먼저, 도 1 의 (a) 및 (b) 는 본 발명의 실시 예에 따른 저수지 관리 장치가 저수지에 구비되는 모습을 보여주기 위한 예시도이고, 도 2 는 본 발명의 실시 예에 따른 저수지 관리 장치의 모습을 보여주기 위한 사시도이며, 도 3 은 본 발명의 실시 예에 따른 저수지 관리 시스템의 전체적인 구성을 보여주기 위한 블록 구성도이다.
도 1 내지 도 3 을 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 저수지 관리 시스템(1)은, 저수지 관리 장치(100) 및 저수지 관리 서버(200)를 포함할 수 있다.
먼저, 상기 저수지 관리 장치(100)는, 저수지의 수상에서 부유하도록 구비될 수 있다.
도 1 을 자세히 살펴보며 설명하자면, 상기 저수지 관리 장치(100)는, 전체적인 형상이 뗏목의 형상으로 구비될 수 있으며, 이는 본 발명을 이해하기 쉽게 설명하기 위해 간략화한 형상으로 수상에서 부유하는 선박 혹은 항해장치의 형상을 모두 포함할 수도 있다.
한편, 상기 저수지 관리 장치(100)는, 앞서 상술된 바와 같이 저수지의 수상에서 부유하는 선박의 형태로 구비될 수 있으나, 무인 드론을 활용한 방식으로 저수지의 수상을 배회하도록 구비될 수도 있다.
또한, 상기 저수지 관리 장치(100)는, 저수지에서 단수로 구비될 수 있으나, 저수지를 관리하는 관리자의 요구에 따라 2 개 이상의 복수의 개체로 구비될 수 있으며, 저수지 관리 장치(100)가 복수로 구비될 경우, 넓은 범위의 저수지의 녹조를 용이하게 제거할 수 있는 장점을 가진다.
또한, 상기 저수지 관리 장치(100)는, 녹조 제거 모듈(110), 취수 모듈(120) 및 수위 측정 모듈(130)을 포함할 수 있다.
먼저, 상기 녹조 제거 모듈(110)은, 저수지 관리 장치(100)가 저수지의 수면과 대향되는 면에 구비될 수 있으며, 본 발명을 이용하는 사용자의 요구에 따라 녹조 제거 모듈(110)은 저수지 관리 장치(100)의 측방에 구비되어, 녹조 제거 모듈(110)의 일부가 저수지의 수심으로 잠기도록 구비될 수도 있다.
한편, 본 발명의 실시 예에 따른 녹조 제거 모듈(110)은, 저수지의 표면 혹은 수심으로 산소를 발생 및 토출시키는 산소 발생 장치로 구비될 수 있으며, 도 2 에 도시된 바와 같이, 저수지에 잠긴 상태로 부력을 형성함과 동시에 산소를 발생시키는 장치(111)와, 저수지 내부로 직접 산소를 분사하는 분사 장치(112)의 조합으로 구비될 수 있다.
그러나, 이는 바람직한 실시 예일 뿐, 저수지의 물을 휘젓는 방식으로 강제 유동시켜 녹조를 와해시키거나, 녹조 자체를 파괴하는 방식의 초음파 분산 장치 혹은 가열 장치의 구성으로 대체될 수 있으며, 녹조를 제거하기 위한 녹조 제거 모듈(110)의 목적에서 벗어나지 않는 범위 내에서 보다 다양한 실시 예로써 구비될 수도 있다.
다음으로, 상기 취수 모듈(120)은, 저수지의 물의 유동을 위해 전체적인 형상이 원통형 배관(P)의 형상으로 형성될 수 있다.
또한, 상기 취수 모듈(120)은, 상기 저수지 관리 장치(100)가 저수지에서 수상하는 수면을 기준으로 저수지 관리 장치(100)의 수심 0.5m 내지 1.5m 하방에 구비될 수 있으며, 가장 바람직하게는 수심 1m 에 위치되도록 구비될 수 있다.
이는 저수지의 수심이 깊어질수록, 저수지 내부의 수온이 지나치게 낮아져, 낮은 수온의 물이 이후 서술될 취수관을 통해 시설로 공급될 경우, 농작물의 경우엔 냉해피해 및 시설의 경우에는 보일러에 부담이 가해질 수 있는 문제를 해소하기 위함이다.
그러나, 상기 수심 0.5m 내지 1.5m 에 위치되는 취수 모듈(120)의 위치는 가장 바람직한 실시 예일 뿐, 사용자의 요구에 따라 저수지의 표면 혹은 1.5m 보다 깊은 깊이의 물을 취수하도록 그의 위치가 변경될 수도 있다.
한편, 상기 취수 모듈(120)로 하여 원활한 유체 유입을 위해서 취수 모듈(120)의 배관(P)의 유입구(PI)에는, 물을 빨아들이는 워터 펌프가 구비될 수도 있다.
또한, 상기 배관 형상을 갖는 취수 모듈(120) 유입구(PI)의 반대편 단부는, 저수지의 내부에 구비되어, 저수지의 물을 전달받아 시설로 공급할 수 있는 취수관(IP)과 결합될 수 있다.
이때, 상기 취수관(IP)은, 도 1 의 (a) 에 도시된 바와 같이 저수지의 하부에 구비되되, 저수지에 저장된 물을 가두는 저수지의 벽을 관통하도록 구비될 수 있다.
이와 같이, 상기 취수관(IP)이 저수지의 하부에서 저수지의 벽을 관통하도록 수평하게 구비될 경우, 상기 취수 모듈(120)로 하여 입수되는 물을 별도의 워터 펌프 없이 중력을 이용하여 취수관(IP)을 통과하도록 구비됨으로써, 무동력으로 시설에 물을 공급할 수 있는 장점을 가진다.
또한, 상기 취수관(IP)은, 도 1 의 (b) 에 도시된 바와 같이 저수지의 상부로 물을 끌어올리도록 구비될 수도 있다.
이때, 취수관(IP)이 도 1 의 (b)와 같이 구비될 경우, 중력을 거슬러 시설물에 원활하게 물 공급을 할 수 있도록, 취수관(IP)의 최상단에는 유입구(PI)를 통해 유입된 물을 빨아들여 시설물로 공급할 수 있는 워터 펌프가 구비될 수도 있다.
또한, 상기 취수 모듈(120)과 취수관(IP)의 결합부에는, 저수지 관리 장치(100)가 저수지의 수상에서 자유롭게 이동하도록 하기 위해, 자유로운 각도 조절이 가능한 각도 조절부(A)가 형성될 수 있으며, 상기 각도 조절부(A)는, 유연한 재질로 형성되어, 저수지 관리 장치(100)가 저수지의 수상에서 이동하더라도, 취수 모듈(120)의 각도 변경에 대응하여 유연하게 가변될 수 있다.
또한, 상기 각도 조절부(A)는, 앞서 상술된 바와 같이 저수지 관리 장치(100)의 흐름에 따라 수동적으로 가변하도록 구비될 수 있으나, 저수지 관리 장치(100)를 보다 적극적으로 운용하고자 할 경우, 각도 조절부(A)의 각도를 조절하여 저수지 관리 장치(100)를 강제적으로 이동시킬 수 있는 각도 변환 장치가 더 구비될 수도 있다.
이때, 상기 각도 변환 장치는, 앞서 상술된 유연 재질의 각도 조절부(A)의 내부 혹은 외부의 둘레에, 각도 조절을 위한 운동 모터의 구성으로 구비될 수 있다.
또한, 상기 수위 측정 모듈(130)은, 상기 저수지 관리 장치(100)에 구비되어, 수심을 측정하고, 측정된 저수지의 수위에 관한 정보를 이후 서술될 저수지 관리 서버(200)에 전송할 수 있다.
구체적으로, 상기 수위 측정 모듈(130)은, 상기 저수지 관리 장치(100)의 하방, 즉, 물에 잠겨있는 상태로 구비되어, 저수지의 바닥면과 대향되도록 구비될 수 있다.
또한, 상기 수위 측정 모듈(130)은, 초음파 센서 또는 변위 센서의 구성으로 구비될 수 있다.
초음파 센서의 경우, 저수지의 바닥면으로 초음파를 발산하고, 이를 수신하여, 저수지의 수위에 관한 정보를 도출받을 수 있으며, 상기 변위 센서가 이용될 경우, 저수지 관리 장치(100)의 높이 정보와, 저수지 바닥의 해발 고도를 비교함으로써, 저수지의 수위를 비교할 수 있는 것이다.
또한, 앞서 상술된 저수지 관리 장치(100)의 녹조 제거 모듈(110), 취수 모듈(120) 및 수위 측정 모듈(130)은, 태양광 패널(S)로 발생되는 전기를 인가받아 동작을 수행할 수 있도록 구비될 수 있다.
구체적으로, 상기 태양광 패널(S)은, 저수지의 수상에서 부유하는 저수지 관리 장치(100)의 상부에 구비될 수 있으며, 즉, 태양과 대면하는 방향으로 구비될 수 있다.
또한, 상기 태양광 패널(S)은, 저수지 관리 장치(100)가 저수지에서 부유하는 와중, 인공적인 파도(댐의 개방, 기습적인 물의 유동)으로 인해 태양광 패널(S)에 침수 피해가 발생하는 문제를 해소하기 위하여, 저수지 관리 장치(100)의 상부에서 일정높이 이격된 상태로 구비될 수도 있다.
또한, 저수지 관리 서버(200)는, 앞서 상술된 수위 측정 모듈(130)에서 도출되는 저수지의 수위 정보를 전달받아, 수위 정보를 저장할 수 있으며, 이를 위한 저장장치인 데이터베이스(210)가 구축될 수 있다.
여기서, 상기 저수지 관리 서버(200)와, 저수지 관리 장치(100)가 통신하기 위한 수단으로, 무선 랜(LAN), 블루투스(Bluetooth), 와이파이(wi-fi) 등과 같은 무선 통신망이 이용될 수 있다.
그러나, 이는 바람직한 실시 예일 뿐, 상기 구성(저수지 관리 서버(200), 저수지 관리 장치(100))의 통신이 제한되는 상황(악천후, 산간지역의 전파 간섭)에서는 유선으로 통신할 수도 있다.
다음으로, 도 4 의 (a) 및 (b) 는 제 1 감지센서 및 제2 감지센서가 구비된 취수모듈 및 취수관의 모습을 보여주기 위한 예시도이다.
도 4 를 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 취수 모듈(120)은, 저수지 수질에 관한 정보를 센싱하도록 취수 모듈(120)에 구비되는 제 1 감지센서(S1) 및 시설 또는 농경지에 물을 공급하기 위해 저수지의 밖으로 물을 이송하는 취수관(IP)에 구비되는 제 2 감지센서(S2)를 포함할 수 있다.
구체적으로, 상기 제 1 감지센서(S1)는 상기 취수 모듈(120)의 유입구(PI)에 구비되어, 취수관(IP)으로 이송되기 직전의 저수지 물에 대한 정보를 감지할 수 있다.
이때, 상기 제 1 감지센서(S1)는, 수온, 용존산소량(DO), 수질에 관한 정보를 도출하기 위해, 온도센서, DO센서 및 수질 센서의 구성으로 형성될 수 있다.
또한, 상기 제 2 감지센서(S2) 역시, 취수 모듈(120)에서 전달받은 물의 정보를 도출하기 위해, 온도센서, DO센서 및 수질 센서의 구성으로 형성될 수 있다.
이때, 상기 취수 모듈(120)의 유입구(PI) 및 취수관(IP)의 각각에는, 상기 제 1 감지센서(S1) 및 제 2 감지센서(S2)를 통해 도출되는 저수지 물의 정보에 따라 저수지 물을 유입 및 차단하는 제어 모듈이 구비될 수 있으며, 여기서 제어 모듈이란, 유체의 차단과 허용을 위한 제어 밸브(V1, V2)의 구성으로 구비될 수 있다.
여기서, 상기 제어 밸브(V1, V2)는, 유체의 흐름을 제어할 수 있는 체크 밸브의 구성으로 형성될 수 있으나, 이는 이해를 돕기 위한 하나의 실시 예일 뿐, 유체의 흐름을 제어할 수 있는 제어 수단을 모두 포함할 수 있다.
구체적인 작동 예를 들어 설명하자면, 상기 제 1 감지센서(S1) 혹은 제 2 감지센서(S2)에서 저수지의 물에 이상 내역이 감지될 경우, 예를 들어, 저수지 물의 용존 산소량이 기준치보다 이하일 경우 혹은 수온이 기준치보다 높거나 낮을 경우와 같은 상황에서, 제어 벨브(V1, V2)를 통해, 시설물 혹은 농작지에 이송하는 물의 흐름을 차단할 수 있는 것이다.
이때, 상기 감지센서(S1, S2)들이 복수로 구비되는 것은, 저수지를 관리하는 관리자가 요구하는 상태의 저수지 물을 공급받고자, 저수지 물의 상태를 이중으로 체크하여 보다 확실하고 일정한 상태의 물을 공급받기 위한 것이다.
또한, 상기 제 1 감지센서(S1) 및 제 2 감지센서(S2)는, 앞서 상술된 저수지 관리 서버(200)와 통신 가능하도록 구비될 수 있으며, 이를 통해, 저수지 관리 서버(200)를 관리하는 관리자는, 실시간으로 유입되는 저수지 물의 상태에 관한 정보를 전달받을 수 있으므로 보다 원활한 저수지 관리가 가능한 장점을 가진다.
또한, 도 5 는 취수 모듈 조절부가 구비된 저수지 관리 장치의 모습을 보여주기 위한 예시도이고, 도 6 의 (a) 및 (b) 는, 취수 모듈 동작부로 하여 취수 모듈의 깊이가 조절되는 모습을 보여주기 위한 작동 예시도이다.
또한, 본 발명의 실시 예에 따른 저수지 관리 장치(100)는, 앞서 상술된 취수 모듈(120)의 깊이를 조절하는 취수 모듈 조절부(300)가 구비될 수 있다.
서술하기에 앞서, 상기 취수 모듈 조절부(300)는, 상기 저수지 관리 장치(100)와 취수 모듈(120)의 결합부에 구비될 수 있으며, 위 구성들이 결합되는 결합부의 이격 거리를 조절하도록 하여, 취수 모듈(120)의 수심을 조절할 수 있도록 구비되는 것이다.
구체적으로, 상기 취수 모듈 조절부(300)는, 도 5 에 도시된 바와 같이, 취수 모듈(120)을 수직 운동시킬 수 있는 실린더의 구성으로 구비될 수 있으며, 도 6 에 도시된 바와 같이 도 5 의 (a)의 깊이에 위치한 취수모듈(120)을, 취수 모듈 조절부(300)를 동작시킴으로서, (b)의 위치와 같이 깊이를 조절할 수 있는 것이다.
도 7 은 본 발명의 실시 예에 따른 녹조 감지 센서 및 항해 모듈이 구비된 저수지 관리 장치의 모습을 보여주는 예시도이다.
도 7 을 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 저수지 관리 장치(100)는, 저수지의 상부에서 부유하는 녹조 이미지를 토대로 녹조의 위치 정보를 수집하는 녹조 감지 센서(140) 및 상기 저수지 관리 장치(100)를 녹조 방향으로 진행시키는 항해 모듈(150)을 포함할 수 있다.
구체적으로, 상기 녹조 감지 센서(140)는, 녹조의 색체를 토대로 녹조의 이미지를 판별하는 방식의 센서 또는 저수지 수상의 표면에서 부유하는 녹조의 이미지 자체를 촬영하여 녹조의 방향을 센싱하는 방식의 감지 수단으로 구비될 수 있다.
또한, 상기 저수지 관리 장치(100)는, 앞서 상술된 녹조 감지 센서(140)를 통해 도출된 녹조의 위치 방향으로 항해할 수 있으며, 이를 위해 앞서 간략히 설명된 향해 모듈(150)이 구비되는 것이다.
여기서, 항해 모듈(150)은, 통상적으로 널리 이용되는 선박의 프로펠러가 이용될 수 있으나, 가장 바람직하게는, 앞서 서술된 녹조 제거 모듈(110)의 산소 발생 장치를 통해, 산소를 발생시키는 장치의 각도를 가변하여, 이의 추진력으로 하여 항해하는 방식으로도 구비될 수 있다.
상기와 같이 녹조 제거 모듈(110)을 이용해 발생되는 추진력을 이용하는 방식으로 운용되는 저수지 관리 장치(100)의 경우, 녹조 감지 센서(140)를 통해 도출되지 못한 작은 입자의 녹조를, 항해를 수행하는 와중 분산시킬 수 있어, 저수지의 수상을 깨끗하게 관리할 수 있는 장점을 가진다.
도 8 은 본 발명의 실시 예에 따른 녹조 처리 모듈의 모습을 보여주기 위한 예시도이고, 도 9 의 (a) 는 녹조 처리 모듈을 보여주기 위해 태양광 패널이 생략된 상태의 부분 생략도이고, (b) 는 녹조 처리 모듈의 구성을 보여주기 위해 이를 확대한 부분확대도이다.
도 8 내지 도 9 를 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 저수지 관리 장치(100)는, 녹조 처리 모듈(160)을 포함할 수 있다.
또한, 상기 녹조 처리 모듈(160)은, 흡입부(161), 필터부(162) 및 이송부(164)를 포함할 수 있으며, 먼저, 상기 흡입부(161)는, 저수지의 수상에서 부유하는 녹조를 물과 함께 흡입할 수 있다.
또한, 상기 필터부(162)는, 흡입된 물과 녹조를 분류하기 위한 거름망과, 걸러진 물을 다시 저수지로 배출시키는 배출관(163)이 구비될 수 있다.
또한, 상기 이송부(164)는, 상기 필터부(162)를 통해 분류된 녹조를 임시 저장 하기 위한 공간으로 이동시킬 수 있다.
이때, 상기 이송부(164)는, 도 9 에 도시된 바와 같이, 십자 형상의 회전날개가 구비된 회전체(165)로 구비될 수 있으며, 분류된 녹조의 일정 무게에 따라 회전하여, 모인 녹조를 저장을 위한 임시 저장 공간(166)으로 토출시킬 수 있다.
이를 통해, 본 발명의 실시 예에 따른 녹조 처리 모듈(160)은, 초음파 또는 산소 발생 방식으로 구비되는 녹조 제거 모듈(110)과 더불어, 자연 분해되기 힘든 녹조의 군집을 흡입하여, 임시 저장 공간에 저장할 수 있으므로, 보다 적극적인 녹조 관리가 용이한 장점을 가진다.
또한, 상기 저수지 관리 서버(200)는, 앞서 상술되었던 데이터베이스(210) 및 표준 모델 생성 모듈(210)을 포함할 수 있다.
서술하기에 앞서, 상기 데이터베이스(210)는, 앞서 상술된 수위 측정 모듈(130)을 통해 전달받은 저수지의 수위 정보를 저장하기 위함이며, 앞서 설명되었기에, 자세한 설명은 생략하도록 한다.
다음으로, 표준 모델 생성 모듈(220)이란, 상기 데이터베이스(210)에 저장된 저수지의 수위 정보를 토대로 저수지의 평균적인 수위 정보를 도출하는 정보 처리 장치이며, 이를 통해, 상기 표준 모델 생성 모듈(220)로 도출된 저수지의 표준 수위 역시 데이터베이스(210)에 전달되어 저수지 관리자가 저수지의 수위를 전체적으로 관리될 수 있다.
마지막으로, 도 10 은 본 발명의 실시 예에 따른 저수지의 상태 및 취수 상태를 보여주는 저수지 관리자 단말의 예시도이다.
도 3 과 도 10 을 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 저수지 관리 시스템(1)은, 저수지 관리자 단말(400)을 더 포함할 수 있다.
여기서, 상기 저수지 관리자 단말(400)은, 앞서 서술된 저수지 관리 장치(100) 및 저수지 관리 서버(200)와 통신할 수 있다.
또한, 상기 저수지 관리자 단말(400)은, 앞서 서술되었던 저수지의 수위 혹은 저수지에 관련된 수질 정보를 전달받아, 그래프(G)로 도시할 수 있다.
이때, 상기 그래프(G)는, 저수지 관리자 단말(400)에 기 저장되어 있던 표준정보를 도시하고, 여기서 저수지 관리자 단말(400)에 저장된 표준정보란, 저수지를 관리하는 관리자가 저수지 관리자 단말(400) 자체에 구축되는 데이터 베이스에 저장하고 있던, 목표 수위 및 희망 수질상태에 관한 정보를 지칭하는 것으로, 수위 측정 모듈(130), 제 1 감지센서(S1) 및 제 2 감지센서(S2)를 통해 도출되는 수위 및 수질 상태에 관한 정보를 저수지 관리자 단말(400)로 하여 이를 도시할 수 있다.
이상에서 설명한 본 발명의 실시 예에 따른 저수지 관리 시스템(1)의 장치 및/또는 방법을 통해서만 구현이 되는 것은 아니며, 본 발명의 실시예의 구성에 대응하는 기능을 실현하기 위한 프로그램, 그 프로그램이 기록된 기록 매체 등을 통해 구현될 수도 있으며, 이러한 구현은 앞서 설명한 실시예의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야의 전문가라면 쉽게 구현할 수 있는 것이다.
또한, 이상에서 본 발명의 실시 예에 따른 저수지 관리 시스템(1)에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니고 다음의 청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리범위에 속하는 것이다.
1 : 저수지 관리 시스템
100 : 저수지 관리 장치
110 : 녹조 제거 모듈
120 : 취수 모듈
130 : 수위 측정 모듈
140 : 녹조 감지 센서
150 : 항해 모듈
160 : 녹조 처리 모듈
161 : 흡입부
162 : 필터부
163 : 배출관
164 : 이송부
165 : 회전체
166 : 임시 저장공간
200 : 저수지 관리 서버
210 : 데이터베이스
220 : 표준 모델 생성 모듈
300 : 취수 모듈 조절부
400 : 저수지 관리자 단말
S1 : 제 1 감지센서
S2 : 제 2 감지센서
P : 배관
PI : 유입구
IP : 취수관
A : 각도 조절부
S : 태양광 패널
V : 제어 밸브
100 : 저수지 관리 장치
110 : 녹조 제거 모듈
120 : 취수 모듈
130 : 수위 측정 모듈
140 : 녹조 감지 센서
150 : 항해 모듈
160 : 녹조 처리 모듈
161 : 흡입부
162 : 필터부
163 : 배출관
164 : 이송부
165 : 회전체
166 : 임시 저장공간
200 : 저수지 관리 서버
210 : 데이터베이스
220 : 표준 모델 생성 모듈
300 : 취수 모듈 조절부
400 : 저수지 관리자 단말
S1 : 제 1 감지센서
S2 : 제 2 감지센서
P : 배관
PI : 유입구
IP : 취수관
A : 각도 조절부
S : 태양광 패널
V : 제어 밸브
Claims (11)
- 저수지의 수상에서 부유하며, 녹조를 제거하는 녹조 제거 모듈이 구비된 저수지 관리 장치;
상기 저수지 관리 장치의 하방에 구비되되, 저수지의 하부에 구비되며 저수지의 벽을 관통하도록 구비되는 취수관과 연결됨으로써, 시설 또는 농경지의 냉해 피해를 방지하도록, 저수지 수심 0.5m 내지 1.5m에 위치한 저수지의 물을 시설 또는 농경지에 무동력으로 전달하는 취수 모듈;
상기 저수지 관리 장치에 구비되어 저수지의 수심을 측정하고, 측정된 저수지의 수위 정보를 저수지 관리 서버에 전송하는 수위 측정 모듈 및
녹조를 수집하고 수집된 녹조를 임시 저장하는 녹조 처리 모듈을 포함하고,
상기 녹조 처리 모듈은,
저수지 수상에서 부유하는 녹조를 물과 함께 흡입하는 흡입부;
상기 흡입된 물과 녹조 중, 녹조는 이송부로 운반되도록 하고, 물은 배출관으로 배출되도록 물과 녹조를 분류하는 필터부;
상기 필터부를 통해 분류된 녹조를 임시 저장 공간으로 이동시키는 이송부를 포함하고,
상기 이송부는,
필터부에 의해 분류되어 적층되는 녹조의 무게에 의해 회전하여 녹조를 임시 저장 공간으로 배출하는 것을 특징으로 하는 저수지 관리 시스템
- 제 1 항에 있어서,
상기 녹조 제거 모듈은,
저수지 수상 또는 수심으로 산소를 발생시켜 녹조를 제거하는 방식의 산소 발생 장치로 구비되는 것을 특징으로 하는 저수지 관리 시스템
- 제 2 항에 있어서,
상기 녹조 제거 모듈은,
저수지 관리 장치에 구비되는 태양광 패널로 발생되는 전기를 인가받아 동작하는 것을 특징으로 하는 저수지 관리 시스템
- 제 1 항에 있어서,
상기 수위 측정 모듈은,
초음파 센서 또는 변위 센서의 조합으로 구비되는 것을 특징으로 하는 저수지 관리 시스템
- 제 1 항에 있어서,
상기 취수 모듈은,
저수지의 물이 유입되는 유입구에 구비되어 유입된 물의 수질 상태를 체크하는 제 1 감지센서를 포함하고,
상기 취수관은,
상기 취수 모듈을 통해 취수관으로 유입된 물의 수질 상태를 체크하는 제 2 감지센서를 포함하는 것을 특징으로 하는 저수지 관리 시스템
- 제 5 항에 있어서,
상기 취수 모듈의 유입구 및 취수관 각각에는,
상기 제 1 감지센서 및 상기 제 2 감지센서에서 도출된 수질 상태에 따라 물의 유입을 선택적으로 차단 또는 허용하는 제어 모듈이 구비되는 것을 특징으로 하는 저수지 관리 시스템
- 제 1 항에 있어서,
상기 저수지 관리 장치는,
저수지 관리 장치의 하방에 구비되는 취수 모듈의 수심을 조절하는 취수 모듈 조절부를 포함하는 것을 특징으로 하는 저수지 관리 시스템
- 제 1 항에 있어서,
상기 저수지 관리 장치는,
저수지의 수상을 촬영하여, 저수지를 부유하는 녹조의 이미지를 토대로 녹조 위치 정보를 수집하는 녹조 감지 센서 및
상기 녹조 감지 센서를 통해 도출된 녹조의 위치 정보를 토대로, 저수지 관리 장치를 녹조 방향으로 전진시키는 항해 모듈을 포함하는 것을 특징으로 하는 저수지 관리 시스템
- 삭제
- 제 1 항에 있어서,
상기 저수지 관리 서버는,
수위 측정 모듈을 통해 전달받은 저수지의 수위 정보를 저장하는 데이터베이스 및
상기 데이터베이스에 저장된 수위 정보를 토대로 저수지의 평균 수위 정보를 도출하는 표준모델 생성 모듈을 포함하는 것을 특징으로 하는 저수지 관리 시스템
- 제 1 항에 있어서,
상기 저수지 관리 시스템은,
상기 수위 측정 모듈을 통해 전달받은 저수지 수위에 관한 정보를 그래프로 도시하는 저수지 관리자 단말을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 저수지 관리 시스템
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020200105146 | 2020-08-21 | ||
| KR20200105146 | 2020-08-21 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| KR102295072B1 true KR102295072B1 (ko) | 2021-08-27 |
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ID=77504317
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| KR1020200137721A KR102295072B1 (ko) | 2020-08-21 | 2020-10-22 | 저수지 관리 시스템 |
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| Country | Link |
|---|---|
| KR (1) | KR102295072B1 (ko) |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR101737033B1 (ko) * | 2016-12-09 | 2017-05-18 | 주식회사 미래이앤아이 | 부유물과 녹조 알갱이의 제거가 가능한 녹조제거장치 |
| KR20170128865A (ko) * | 2016-05-16 | 2017-11-24 | 주식회사 브리콘 | 수질 오염 정화 장치 |
| KR20180046400A (ko) * | 2016-10-27 | 2018-05-09 | 동명대학교산학협력단 | 부유물 수거용 자율 수상로봇 |
| KR102111796B1 (ko) * | 2018-11-16 | 2020-05-15 | 한국건설기술연구원 | 수질센서 연동형 부유식 사이펀을 이용한 녹조 제거와 선택적 취수 시스템 및 그 방법 |
-
2020
- 2020-10-22 KR KR1020200137721A patent/KR102295072B1/ko active IP Right Grant
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