KR102448989B1 - 하천의 수위에 따른 개별 작동형 어도 - Google Patents

Abstract

본 발명은 하천의 수위에 따른 개별 작동형 어도에 관한 것이다.
본 발명은 어도를 설치하기 위해 하천보에 형성되는 개방된 공간에 복수의 격벽에 의해 복수의 어도가 형성되고, 상기 복수의 어도는 각각의 어도마다 개별적으로 작동하는 수문이 형성되며, 수문을 개폐 작동시키는 구동수단을 포함하여 하천의 수위에 따라 각각의 어도에 형성된 수문이 개별적으로 하천수를 배출시킬 수 있게 됨으로써 어류와 수서동물이 쉽게 상류로 이동할 수 있게 되면서, 갈수기에 효과적으로 하천수를 저장할 수 있게 된다,

Description

하천의 수위에 따른 개별 작동형 어도{Individually operated fishway according to the level of the river}

본 발명은 하천보에 설치되어 감지된 하천수의 수위에 따라 수문을 개폐시키는 계단식 어도에서 하천수를 개별적으로 배출시키는 복수의 어도를 형성하고, 각각의 어도에는 각각 개별적으로 작동되는 유압실린더를 설치하여 감지되는 수위에 따라 유압실린더를 작동시키는 신호를 출력함으로써 배출되는 하천수량을 정량적으로 조절하여 갈수기에 하천수가 고갈되는 현상을 방지하면서 어류와 수서동물의 이동을 원활하게 할 수 있게 되는 하천의 수위에 따른 개별 작동형 어도에 관한 것이다.

일반적으로 하천에서는 물을 저장하여 농업용수 또는 공업용수로 이용하기 위하여 하천의 제방과 제방을 가로지르는 여러 종류의 횡단구조물을 설치하고 있다. 상기 횡단구조물 중에서도 가장 일반적인 것이 콘크리트로 구축되는 하천보이다. 하천보에는 수문을 형성하여 저수되는 물의 수위가 항상 일정 수준을 유지되도록 함으로써 홍수시 또는 가뭄시 수위를 조절할 수 있게 되어 있다.

그러나 콘크리트로 하천보를 형성하는 경우 하천의 흐름이 단절되어 산란을 위해 회귀하는 물고기가 하류에서 상류로 거슬러 이동할 수 없게 되고, 하천에 서식하는 각종 수서동물들의 서식환경이 변화하여 생태계가 파괴되는 결과를 초래하는 문제점이 발생한다.

이러한 문제점을 해결하기 위한 방안으로 하천보의 소정 부위에 어도를 형성하게 된다. 어도는 형태상으로 함몰형 어도와 계단형 어도로 구분된다.

전자의 함몰형 어도는 하천보의 만수위보다 낮은 수위를 형성할 때 하천보의 상단부보다 낮은 높이를 형성하는 어도로 물이 통과함으로써 수서동물이 이동할 수 있는 이동 경로를 제공한다. 그러나 어도의 바닥면으로부터 일정 이상의 수위가 되면 점차 유속이 빨라져서 상부로 회귀하려는 물고기가 원활하게 이동할 수 없고, 일정 이하의 수위에서는 어도에 물의 흐름이 단절되어 물고기가 이동할 수 없게 되는 문제점이 있다.

후자의 계단형 어도는 낙차의 저항을 이용하여 유속을 감소시킬 수 있지만, 계단형의 턱이 형성됨으로써 물고기가 계단을 오르기가 쉽지 않아 물의 흐름이 적을 때에는 실질적으로 물고기가 상류로 이동할 수 없게 되며, 이 또한 일정 이하의 수위에서는 어도에 물의 흐름이 단절되어 물고기가 이동할 수 없게 되는 문제점이 있다.

이에 따라 종래의 함몰형 어도와 계단형 어도는 수위가 낮아지는 갈수기가 되어 하천보를 통과하는 물의 수량이 적어지면 물고기의 이동이 완전히 단절되는 심각한 문제점을 내포하고 있다.

또한 갈수기에 하천수가 현저하게 감소될 경우에는 하천수의 배출량이 최소화될 수 있도록 배출량을 미세하게 조절하여야 하는데, 종래의 어도는 베출수량을 미세하게 조절할 수 있는 수단이 마련되지 않음으로써 갈수기에 하천수의 저장 능력이 좋지 않게 되어 하천수가 고갈되는 문제점이 있는 것이었다.

하천수를 수위에 따라 단계적으로 배출시키기 위한 어도로서 대한민국 특허 제10-0783823호 다단계 어도 내장형 사방땜이 제안되었다.

이 어도는 길이 방향의 내부로 경사지게 내장어도가 형성되고, 상류면에서 하류면으로 관통되어지되, 내장 어도와 교차되는 다수의 수로공이 다단의 경사지는 배열로 형성되며, 다수의 상기 수로공을 통하여 상류에서 하류로 흐르는 물의 일부가 내장어도로 유입되어 경사진 내장 어도의 하측 방향으로 흐르게 됨으로써 사방댐의 상류면에 토석 등의 이물질이 쌓이더라도 내장 어도로 항상 물이 흐르도록 하여 물고기들이 이동 가능하게 한 것인데, 경사진 내장 어도를 통해 하전수가 항상 배출되는 구조이기 때문에 갈수기에 하천수를 효과적으로 가둬둘 수 없는 것이다.

하천수를 수위에 따라 단계적으로 배출시키기 위한 다른 일례의 어도는 대한민국 특허 제10-1698441호 하천에서 계단식 어도 구조가 제안되었다.

이 어도 구조는 상벽체와 하이동구로 형성되는 블록과, 하벽체와 상이동구로 형성되는 블록의 가장자리를 상기 지중부과 지지벽체로 고정시키고, 각각의 블록 사이에는 상측 통로와 하측통로를 상하측 구간으로 블록이 각각 중간통로를 유지하도록 교호상으로 구성시켜 주고, 각각의 블록의 상측 부위의 사이에는 덮개로 덮어서 연장구간이 형성되는 계단의 구조로 되어 어류가 이동하는 것이 용이하도록 된 것인데, 이 또한 하전수가 항상 배출되는 구조이기 때문에 갈수기에 하천수를 효과적으로 가둬둘 수 없는 것이다.

따라서 하천의 수위에 따라 어도에 흐르는 물의 유량을 조절하여 갈수기에도 어도를 통하여 물이 원활하게 흐를 수 있는 여건을 마련하여 물고기와 수서동물 들이 원활하게 상류로 이동할 수 있는 최적의 조건과 갈수기에 하천수를 효과적으로 저장하며 배출시킬 수 있는 어도를 필요로 한다.

KR 10-0783823 (2007. 12. 11.) 다단계 어도 내장형 사방댐 KR 10-1698441 (2017. 02. 01.) 하천에서 계단식 어도 구조

본 발명은 하천보에 설치되어 감지된 하천수의 수위에 따라 수문을 개폐시키는 계단식 어도에서 하천수를 개별적으로 배출시키는 복수의 어도와, 각각의 어도에 각각 개별적으로 작동되는 유압실린더를 설치하여 배출되는 하천수량을 정량적으로 조절할 수 있게 됨으로써 갈수기에 하천수가 고갈되는 현상을 방지하면서 어류와 수서동물이 원활하게 이동할 수 있도록 하천의 수위에 따라 개별적으로 작동하는 어도를 제공하고자 하는 것이다.

본 발명이 이루고자 하는 목적 및 그 기술적 과제는 앞서 기재한 기술적 과제에 한정되는 것이 아니다. 따라서 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다

본 발명이 의도하는 목적을 달성하기 위한 기술적인 특징은 하천보에 설치되어 감지된 하천수의 수위에 따라 유압실린더를 작동시키는 신호를 출력하여 수문을 개폐시키는 어도로써, 어도를 설치하기 위해 하천보에 형성되는 개방된 공간에 복수의 격벽에 의해 복수의 어도가 형성되고, 상기 복수의 어도는 각각의 어도마다 개별적으로 작동하는 수문이 형성되며, 수문을 개폐 작동시키는 구동수단을 포함하여 하천의 수위에 따라 각각의 어도에 형성된 수문이 개별적으로 하천수를 배출시킬 수 있게 되는 것을 특징으로 하는 것이다.

본 발명의 기술적 특징에 의하면, 상기 복수의 어도는 격벽 사이에 높이가 다른 바닥면이 계단식으로 형성되는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 기술적 특징에 의하면, 상기 구동수단은 복수의 어도에 형성되는 각각의 수문에 개별적으로 설치되는 유압실린더가 각각의 수문을 수직 방향으로 개폐시킬 수 있게 되는 것을 특징으로 한다.

이와 같은 본 발명은 각각의 어도 바닥면이 계단식으로 서로 다르게 층상으로 형성되어 수위감지 센서의 신호에 따라 각각의 어도에서 개별적으로 작동하는 유압실린더에 의해 수위에 따라 수문의 높이를 조절하여 하천의 유량을 조절할 수 있게 됨으로써 어류와 수서동물의 이동을 가능하게 하는 어도의 기능을 할 수 있게 된다.

또한, 복수의 어도 중에서 선택적으로 일부의 어도를 개폐시킬 수 있게 되며, 특히 갈수기에는 바닥면의 높이가 가장 낮은 쪽의 어도를 통해 배출되면서 수위에 따라 유압실린더에 의해 작동되는 수문이 개폐되는 정도를 조절하여 하천수가 현저하게 고갈되는 현상을 방지할 수 있게 된다.

도 1의 본 발명 실시예의 사시도
도 2는 본 발명 실시예의 정단면도
도 3은 본 발명 실시예의 측단면도

본 발명의 특징과 장점은 첨부된 도면에 의하여 설명되는 실시예에 의하여 보다 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

본 발명의 실시예에 기재되거나 도면에 도시된 구성요소들의 구성 및 배열에 의해 본 발명의 응용이 제한되는 것은 아니다. 본 발명은 다른 실시예 들로 구현될 수 있고, 다양한 방법으로 수행될 수 있다. 또한 장치 또는 요소의 순서, 방향 등과 같은 용어들에 관하여 실시예에 사용된 표현 및 술어는 단지 본 발명의 설명을 단순화하기 위해 사용되며, 관련된 장치 또는 요소가 단순히 특정 순서와 방향을 가져야 함을 나타내거나 의미하지 않는다. 예를 들면, "제1”, "제2”와 같은 용어가 본 발명을 설명하는 실시예와 청구범위에 사용되는데, 이러한 용어가 상대적인 중요성 또는 취지를 나타내거나 의미하는 것을 의도하지 않는다.

또한 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정하여 해석되어서는 아니되며, 발명자가 발명의 용어와 개념을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념에 입각하여 기재한 것으로 해석하여야 한다.

따라서 본 발명은 제시되는 실시예에 한정되지 않으며, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의하여 본 발명의 기술 사상과 아래에 기재될 특허청구범위에 기재된 기술사상의 균등한 범위 내에서 다양한 수정 및 변경이 가능하다.

본 발명은 도면과 함께 설명되는 상세한 설명의 실시예로부터 보다 쉽고 명백하게 이해될 수 있을 것이다.

다음에서 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세하게 설명한다.

도 1은 본 발명 실시예의 입체도이고, 도 2는 본 발명 실시예의 정단면도이며, 도 3은 본 발명 실시예의 측단면도를 나타내고 있다.

도 1 내지 도 3을 참조하면, 콘크리트로 축조되는 하천보(10)의 일정한 구간에 일정 폭(W)으로 개방되는 공간에 어도(20)가 설치된다.

상기 어도(20)는 하천수가 배출되는 방향으로 복수의 제1 격벽(11), 제2 격벽(12), 제3 격벽(13), 제4 격벽(14)에 의해 제1 어도(21), 제2 어도(22), 제3 어도(23), 제4 어도(24)가 형성된다.

제1 어도(21)는 하천보(10)의 오른쪽 주벽(14)과 제1 격벽(11) 사이의 공간에 형성되고, 제2 어도(22)는 제1 격벽(11)과 제2 격벽(12) 사이의 공간에 형성되며, 제3 어도(23)는 제2 격벽(12)과 제3 격벽(13) 사이의 공간에 형성되고, 제4 어도(24)는 제3 격벽(13)과 하천보(10)의 왼쪽 주벽(15) 사이의 공간에 형성된다,

제1 어도(21)의 바닥을 이루는 제1 바닥면(210)과, 제2 어도(22)의 바닥을 이루는 제2 바닥면(220)과, 제3 어도(23)의 바닥을 이루는 제3 바닥면(230)과, 제4 어도(24)의 바닥을 이루는 제4 바닥면(240)은 서로 높이가 다르게 계단식으로 형성된다.

제1 바닥면(210)은 어도(20)의 가장 낮은 높이로 하천의 최저 수위에 대응되도록 형성된다.

제2 바닥면(220)은 제1 바닥면(210) 보다 높은 위치에 형성되고, 제3 바닥면(230)은 제2 바닥면(220) 보다 높은 위치에 형성되며, 제4 바닥면(240)은 제3 바닥면(230) 보다 높은 위치에 형성된다.

어도(20)는 제1 어도(21), 제2 어도(22), 제3 어도(23), 제4 어도(24) 앞쪽에 각각 제1 수문(31), 제2 수문(32), 제3 수문(33), 제4 수문(34)이 형성된다.

제1 수문(31), 제2 수문(32), 제3 수문(33) 및 제4 수문(34)은 하천보(10)의 콘크리트 구조물 내에 매설되어 승강 이동 가능한 상태로 설치되면서, 내부에는 각각 제1 유압실린더(41), 제2 유압실린더(42), 제3 유압실린더(43), 제4 유압실린더(44)가 설치되어 개별적으로 승강 작동할 수 있게 된다.

제1 유압실린더(41)의 피스톤로드는 제1 수문(31)의 내측 상부면에 고정되어 제1 수문(31)을 지지하고, 실린더 본체는 하천보(10)의 콘크리트 구조물에 고정된다.

제2 유압실린더(42)의 피스톤로드는 제2 수문(32)의 내측 상부면에 고정되어 제1 수문(32)을 지지하고, 실린더 본체는 하천보(10)의 콘크리트 구조물에 고정된다.

제3 유압실린더(43)의 피스톤로드는 제3 수문(33)의 내측 상부면에 고정되어 제1 수문(33)을 지지하고, 실린더 본체는 하천보(10)의 콘크리트 구조물에 고정된다.

제4 유압실린더(44)의 피스톤로드는 제4 수문(34)의 내측 상부면에 고정되어 제1 수문(34)을 지지하고, 실린더 본체는 하천보(10)의 콘크리트 구조물에 고정된다.

하천보(10)는 적정한 위치에 하천의 수위를 감지하는 수위감지센서(도시되지 아니함)가 설치되며, 제1 어도(21), 제2 어도(22), 제3 어도(23), 제4 어도(24)에서 수위감지센서에 의해 출력되는 신호에 의해 제1 유압실린더(41), 제2 유압실린더(42), 제3 유압실린더(43), 제4 유압실린더(44)가 개별적으로 작동하여 제1 수문(31), 제2 수문(32), 제3 수문(33), 제4 수문(34)을 각각 개폐시키며 하천의 수위를 조절할 수 있게 된다.

이와 같은 본 발명은 갈수기가 되어 하천수가 감소하면 제2 어도(22), 제3 어도(23), 제4 어도(24)보다 낮은 수위가 되어 제1 어도(21)를 통해 최소한의 하천수가 배출되며, 제1 유압실린더(41)가 작동하여 제1 수문(31)이 상승하는 정도에 따라 하천수를 더욱 미량 배출시키며 하천수의 배출량을 조절할 수 있게 된다.

또한 하천의 수위가 상승하여 제2 어도(22)의 제2 바닥면(220) 보다 수위가 높아지게 되면 제1 어도(21)와 제2 어도(22)를 통하여 하천수가 배출되며, 제1 유압실린더(41)와 제2 유압실린더(42)를 개별적으로 작동시켜 제1 수문(31)과 제2 수문(32)이 상승하는 정도에 따라 하천수의 배출량을 조절할 수 있게 된다.

또한 하천의 수위가 상승하여 제3 어도(23)의 제3 바닥면(230) 보다 수위가 높아지게 되면 제1 어도(21)와 제2 어도(22) 및 제3 어도(23)를 통하여 하천수가 배출되며, 제1 유압실린더(41)와 제2 유압실린더(42) 및 제3 유압실린더(43)를 개별적으로 작동시켜 제1 수문(31)과 제2 수문(32) 및 제3 수문(33)이 상승하는 정도에 따라 하천수의 배출량을 조절할 수 있게 된다.

또한 하천의 수위가 상승하여 제4 어도(24)의 제4 바닥면(240) 보다 수위가 높아지게 되면 제1 어도(21), 제2 어도(22), 제3 어도(23) 및 제4 어도(24)를 통하여 하천수가 배출되며, 제1 유압실린더(41), 제2 유압실린더(42), 제3 유압실린더(43) 및 제4 유압실린더(44)를 개별적으로 작동시켜 제1 수문(31), 제2 수문(32), 제3 수문(33) 및 제4 수문(44)이 상승하는 정도에 따라 하천수의 배출량을 조절할 수 있게 된다.

지금까지 본 발명에 대하여 바람직한 실시예를 중심으로 살펴보았다.

본 발명의 명세서는 첨부된 도면을 참조하여 바람직한 실시예를 중심으로 기술되었지만 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 하나의 실시예에 관련된 것이고, 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 당업자라면 본 발명의 범주를 벗어남이 없이 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형된 예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.

따라서 본 발명의 범주는 제시되는 실시예에 한정되지 않고, 이러한 많은 변형예 들을 포함하도록 기술된 특허청구범위에 의해서 해석되어져야 하며, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의하여 본 발명의 기술 사상과 아래에 기재될 특허청구범위에 기재된 기술사상의 균등한 범위 내에서 다양한 수정 및 변경이 가능한 실시예가 있을 수 있으므로 본 발명의 범주는 이러한 많은 변형예 들을 포함하도록 기술된 특허청구범위에 의해서 해석되어져야 한다.

10: 하천보 20: 어도
21: 제1 어도 22: 제2 어도
23: 제3 어도 24: 제4 어도
31: 제1 수문 32: 제2 수문
33: 제3 수문 34: 제4 수문
41: 제1 유압실린더 42: 제2 유압실린더
43: 제3 유압실린더 44: 제4 유압실린더
210: 제1 바닥면 220: 제2 바닥면
230: 제3 바닥면 240: 제4 바닥면

Claims (3)

1. 하천보에 설치되어 감지된 하천수의 수위에 따라 유압실린더를 작동시키는 신호를 출력하는 하천의 수위에 따른 개별 작동형 어도에 있어서,
   어도를 설치하기 위해 하천보에 형성되는 개방된 공간에 복수의 격벽에 의해 복수의 어도가 형성되고, 상기 복수의 어도는 각각의 어도마다 개별적으로 작동하는 수문이 형성되며, 수문을 개폐 작동시키는 구동수단을 포함하여 하천의 수위에 따라 각각의 어도에 형성된 수문이 개별적으로 하천수를 배출시킬 수 있게 되되,
   상기 복수의 어도는:
   일정한 간격을 두고 바닥면으로부터 수직으로 입설되는 복수의 격벽이 형성되고,
   각각의 격벽 사이에는 하천의 바닥면으로부터 상부면까지의 높이가 서로 다른 복수의 블록체가 계단식으로 형성되면서 블록체의 전면에 각각의 수문이 개별적으로 형성되며,
   상기 구동수단은:
   복수의 어도에 형성되는 각각의 수문에 개별적으로 설치되는 유압실린더가 각각의 수문을 수직 방향으로 개폐시킬 수 있게 되는 것을 특징으로 하는 하천의 수위에 따른 개별 작동형 어도.
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