KR102589606B1 - 지하벽체 구조물을 이용한 지하수 수평흐름커튼 생성 방식의 지하수 함양-오염수 유입방지/방출 시스템 및 방법 - Google Patents

지하벽체 구조물을 이용한 지하수 수평흐름커튼 생성 방식의 지하수 함양-오염수 유입방지/방출 시스템 및 방법 Download PDF

Info

Publication number
KR102589606B1
KR102589606B1 KR1020220162900A KR20220162900A KR102589606B1 KR 102589606 B1 KR102589606 B1 KR 102589606B1 KR 1020220162900 A KR1020220162900 A KR 1020220162900A KR 20220162900 A KR20220162900 A KR 20220162900A KR 102589606 B1 KR102589606 B1 KR 102589606B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
groundwater
upstream
downstream
target
wall structure
Prior art date
Application number
KR1020220162900A
Other languages
English (en)
Inventor
장선우
정일문
이정우
김철겸
이정은
김민규
김일환
Original Assignee
한국건설기술연구원
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 한국건설기술연구원 filed Critical 한국건설기술연구원
Priority to KR1020220162900A priority Critical patent/KR102589606B1/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR102589606B1 publication Critical patent/KR102589606B1/ko

Links

Classifications

    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E03—WATER SUPPLY; SEWERAGE
    • E03B—INSTALLATIONS OR METHODS FOR OBTAINING, COLLECTING, OR DISTRIBUTING WATER
    • E03B3/00—Methods or installations for obtaining or collecting drinking water or tap water
    • E03B3/40—Other devices for confining, e.g. trenches, drainage
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E03—WATER SUPPLY; SEWERAGE
    • E03B—INSTALLATIONS OR METHODS FOR OBTAINING, COLLECTING, OR DISTRIBUTING WATER
    • E03B3/00—Methods or installations for obtaining or collecting drinking water or tap water
    • E03B3/32—Methods or installations for obtaining or collecting drinking water or tap water with artificial enrichment, e.g. by adding water from a pond or a river

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Hydrology & Water Resources (AREA)
  • Public Health (AREA)
  • Water Supply & Treatment (AREA)
  • Bulkheads Adapted To Foundation Construction (AREA)

Abstract

본 발명은 대상 지하수역의 상류 시점과 하류 종점에 각각 지하벽체 구조물을 설치하고 상류측 지하벽체 구조물을 통해서 대상 지하수역에 지하수를 주입하여 대상 지하수역을 함양시켜 지하수의 수평흐름커튼을 형성함으로써, 오염수가 대상 지하수역으로 유입되는 것을 효과적으로 차단하고, 대상 지하수역에 이미 오염수가 유입되어 있는 경우에는 오염수를 대상 지역 밖으로 방출시키며, 대상 지하수역에 필요한 만큼의 지하수위가 유지되도록 만들어서 대상 지하지역의 지하수 환경을 보전 내지 개선할 수 있게 되는 "지하벽체 구조물을 이용한 지하수 수평흐름커튼 생성 방식의 지하수 함양-오염수 유입방지/방출 시스템" 및 "지하수 함양-오염수 유입방지/방출 방법"에 관한 것이다.

Description

지하벽체 구조물을 이용한 지하수 수평흐름커튼 생성 방식의 지하수 함양-오염수 유입방지/방출 시스템 및 방법{System and Method for Remediation of Polluted Ground Water and for Recharge of Ground Water}
본 발명은 오염물질 내지 염분을 함유한 지하수("오염수")가 유입될 위험에 처해지거나 또는 이미 오염수가 유입된 상태, 또는 지하수가 고갈된 상태의 대상 지하수역에 대하여, 오염수의 추가 유입을 효과적으로 차단하며, 필요한 경우에는 대상 지하수역 내에 지하수를 함양(含陽)시켜서 이미 유입되어 있던 오염수를 대상 지하수역 밖으로 방출함과 동시에 대상 지하수역의 지하수위를 필요한 정도로 유지함으로써 국지적 규모를 가지는 대상 지하수역 내의 지하수 환경을 보전하거나 개선할 수 있는 시스템과 방법에 관한 것이다.
구체적으로 본 발명은 대상 지하수역의 상류 시점과 하류 종점에 각각 지하벽체 구조물을 설치하고, 상,하류의 지하벽체 구조물 사이의 구간에 지하수를 주입하여 대상 지하구역을 지하수 함양시켜서 지하수의 수평흐름커튼을 형성함으로써, 오염수가 대상 지하수역으로 유입되는 것을 효과적으로 차단하여 방지하고, 대상 지하수역에 이미 오염수가 유입되어 있는 경우에는 오염수를 대상 지역 밖으로 방출시키며, 대상 지하수역에 필요한 만큼의 지하수위가 유지되도록 하여 대상 지하지역의 지하수 환경을 보전 내지 개선할 수 있게 되는 "지하벽체 구조물을 이용한 지하수 수평흐름커튼 생성 방식의 지하수 함양-오염수 유입방지/방출 시스템" 및 "지하수 함양-오염수 유입방지/방출 방법"에 관한 것이다.
지하수 오염, 지하수 고갈 등의 문제를 해결하기 위하여 국부적인 지역의 지중에 인위적으로 지하수를 추가적으로 주입하거나 지중에서의 지하수 흐름을 차폐시키는 경우가 종종 발생한다. 예를 들어, 지하수 흐름에 따라 이동이 가능한 오염물질이 부존하고 있거나 또는 해수가 침투하여 염도가 높은 해안지하수 대수층의 경우에는, 오염물질을 함유한 지하수 또는 염도가 높은 지하수(이하, 통칭하여 "오염수"라고 기재한다)가 대상 지역의 지하로 유입되는 것을 방지할 필요가 있다.
이를 위한 종래의 기술로서 대상 지하수역으로 지하수가 흐르거나 유입되지 않도록 차폐하는 방법이 제시되어 있다. 예를 들어, 대한민국 등록특허 제10-1936589호에는 지하수 관정으로 염분이 침투하여 지하수가 오염되는 것을 방지하기 위한 매우 효과적인 방안이 제시되어 있다. 한편, 대한민국 등록특허 제10-0399559호 등에서는 차수재를 이용하여 지중에 차수벽을 설치하여 대상 지하수역을 차폐함으로써, 대상 지하수역으로 오염수가 유입되는 것을 차단하는 종래 기술이 제안되고 있다. 그런데 대한민국 등록특허 제10-0399559호 등과 같이 대상 지하수역을 차폐하는 경우, 대상 지하수역에는 추가적인 지하수 공급이 이루어지지 않은 채 지표에서는 지속적으로 지하수의 증발이 일어나면서, 중장기적으로는 지하수를 인위적으로 추출하여 사용하지 않더라도 대상 지하수역에서는 지하수 고갈이 발생할 수밖에 없으며, 이러한 지하수 고갈은 지반의 침하 등의 더 큰 문제를 일으키는 원인으로 작용하게 된다.
한편, 지하수 자원이 고갈된 경우, 또는 이러한 지하수 자원의 고갈로 인하여 지반 침하 등이 발생한 국지적 규모의 대상 지하수역에 대해서는, 물을 대상 지하수역에 인위적으로 주입하여 지하수위가 높아지게 만드는 "지하수 함양(含陽)"이 필요하다. 대한민국 등록 특허 제10-2054224호에는 인공다공매질 저류체와 댐구조체를 이용하여 지하수 저류공간 조성하는 매우 효율적인 기술이 제시되어 있으나, 이는 지하수의 함양과는 다소 거리가 있다.
지하수 함양을 위한 종래 기술로서 관정이나 파이프를 사용하여 지중에 지하수를 주입하는 방안이 제시되고 있다. 미국 등록특허 US6,467,994 B1에는 사이펀과 결합된 저류조를 이용하여 지중에 물을 주입하는 기술이 제시되어 있다. 관정을 이용하여 지중에 물을 주입하여 지하수를 함양하는 종래 기술의 경우, 지하수 주입을 위한 펌프 위치를 중심으로 원형의 영향 반경 내에서 원형의 모양으로 주입 펌프로부터 지중으로 지하수가 흐르게 된다. 이러한 관정을 이용한 지하수 주입의 종래 방법에서는 지하수의 흐름 속도는 주입 펌프로부터의 거리에 따라 달라진다. 특히 원형 형태의 지하수 유입은 주입 펌프 주변에서 지나치게 빠른 수직/수평 방향의 흐름을 생성시키고, 반대로 주입 펌프에서 먼 부지 가장자리의 지역은 지하수 주입의 영향을 상대적으로 덜 미치게 되는 문제가 발생한다. 실제 지하수역의 보호가 필요한 국지적 영역은 원형의 형태를 가지는 경우가 매우 드물기 때문에, 종래 기술에 따라 원형 형태로 지하수를 유입시키는 경우, 지하수 유입이 이루어지지 않는 사각지대가 발생할 수 있다. 또한 관정을 이용한 지하수 주입의 종래 방법을 수행할 때에는, 지하수 주입과정에서 압력에 의한 저항을 받는 경우가 있어 목표로 설정한 특정한 주입 유량 및 특정한 주입 시간에 도달하기 힘든 경우도 발생한다.
지하수 함양의 또다른 종래 기술로서는 저수지 방식의 지표수체를 이용한 것이 있는데, 이러한 종래 기술에서는 수면에서 장기적으로 많은 양의 증발이 발생하여 지중에 유입되기 전부터 수자원의 손실이 발생하는 문제점이 있다.
대한민국 등록특허공보 제10-1936589호(2019. 01. 10. 공고). 대한민국 등록특허공보 제10-0399559호(2003. 09. 26. 공고). 대한민국 등록특허공보 제10-2054224호(2020. 01. 22. 공고). 미국 등록특허 US 6,467,994 B1 (2002. 10. 22. 공고).
본 발명은 위와 같은 종래기술의 한계와 문제점을 극복하기 위하여 개발된 것으로서, 본 발명은 오염수가 유입될 위험에 처해지거나 오염수가 이미 유입된 상태, 또는 지하수가 고갈된 상태의 국지적 규모를 가지는 대상 지하수역에 대하여, 오염수의 추가 유입을 효과적으로 차단하고, 대상 지하수역 내에 지하수를 함양(含陽)시켜서 이미 오염수가 유입되어 있는 경우에는 유입되어 있던 오염수를 대상 지하수역 밖으로 방출함과 동시에 대상 지하수역의 지하수위를 필요한 정도로 유지함으로써 대상 지하수역 내의 지하수 환경을 보전하거나 개선할 수 있는 기술을 제공하는 것을 목적으로 한다.
특히, 본 발명은 지표에서의 증발 문제에서 자유롭고 원형이 아닌 평면 형태의 국지적 영역에 해당하는 대상 지하수역에서도 사각지대 없이 충분한 지하수의 함양이 이루어지게 하여, 필요한 정도의 지하수위 유지 및 효율적인 오염수 방출이 이루어질 수 있게 하는 지하수 함양-오염수 유입방지/방출 기술을 제공하는 것을 목적으로 한다.
위와 같은 과제를 달성하기 위하여 본 발명에서는, 대상 지하수역의 상류 시점에서 지하수가 흐르는 종방향과 직교하게 배치되는 상류측 트렌치와, 상기 상류측 트렌치의 상류 내측면에 배치된 제1불투수성 벽체와, 상기 상부 트렌치의 하류 내측면에 배치된 제1투수성 벽체로 이루어진 상류측 지하벽체 구조물; 및 상류 시점으로부터 종방향으로 이격된 대상 지하수역의 하류 종점에서 상기 상부 트렌치 지하벽체 구조물과 마주보도록 횡방향으로 확장되어 배치되는 하류측 지하벽체 구조물을 포함하여 구성되며; 하류측 지하벽체 구조물은, 연직방향 상부는 투수성 벽체부로 이루어지고 연직방향 하부는 불투수성 벽체부로 이루어져서 지중에 연직하게 설치되는 혼합 벽체를 포함하는 구성을 가지며; 상류측 지하벽체 구조물에 의해 상류로부터 대상 지하수역으로의 오염수 유입이 방지되고, 상류측 트렌치 내에 물이 주입되면, 주입된 물이 제1투수성 벽체를 통과하여 지하수로서 대상 지하수역에 함양되어 대상 지하수역에 수평흐름커튼을 형성하게 됨으로써 대상 지하수역은 목표로 하는 지하수위를 가지게 되고; 대상 지하수역의 지하수 함양에 의한 하류측 지하벽체 구조물에서의 지하수위가 하류측 지하벽체 구조물의 불투수성 벽체부의 연직 높이를 초과하면, 지하수는 하류측 지하벽체 구조물의 투수성 벽체부를 통해서 월류하여 대상 지하수역 밖으로 방출되는 것을 특징으로 하는 지하수 함양-오염수 유입방지/방출 시스템이 제공된다.
또한 본 발명에서는 상기한 목적을 달성하기 위하여 지반에 위와 같은 본 발명의 지하수 함양-오염수 유입방지/방출 시스템을 설치하여 오염수가 대상 지하수역으로 유입되는 것을 방지하고, 필요한 정도로 대상 지하수역을 편리하게 지하수 함양시키며, 대상 지하수역에 유입된 오염수를 효율적으로 외부로 방출하게 되는 지하수 함양-오염수 유입방지/방출 방법이 제공된다.
본 발명에 의하면, 대상 지하수역에 대하여, 오염수의 추가 유입을 효과적으로 차단하면서도 대상 지하수역 내에 지하수를 함양(含陽)시켜서 이미 유입되어 있던 오염수를 대상 지하수역 밖으로 방출함과 동시에 대상 지하수역의 지하수위를 필요한 정도로 유지할 수 있게 되는 바, 이를 통하여 대상 지하수역 내의 지하수 환경을 보전하거나 개선할 수 있게 되는 매우 유용한 효과가 발휘된다.
특히, 본 발명은 지표에서의 증발 문제에서 자유롭고 원형이 아닌 평면 형태의 국지적 영역에 해당하는 대상 지하수역에서도 사각지대 없이 충분한 지하수의 함양이 이루어지게 하여, 필요한 정도의 지하수위 유지 및 효율적인 오염수 방출이 이루어질 수 있게 되는 효과가 발휘된다.
더 나아가, 본 발명에서는 대상 지하수역에서 상류측 지하벽체 구조물과 하류측 지하벽체 구조물을 원하는 연직 깊이까지만 설치하면 충분하므로, 차폐구조물을 불투수층까지 시공하던 종래 기술에 비하여 공사 규모가 작으며, 그에 따라 시공비용 등에 있어서 월등히 우월하다는 장점을 가진다.
도 1은 본 발명의 제1실시예에 따른 지하수 함양-오염수 유입방지/방출 시스템을 보여주는 개략도이다.
도 2는 상류측 지하벽체 구조물의 구성을 보여주는 도 1의 화살표 A-A에 따른 개략적인 반단면 사시도이다.
도 3은 도 1의 실시예에 구비된 하류측 지하벽체 구조물의 구성을 보여주는 도 1의 화살표 B-B에 따른 개략적인 반단면 사시도이다.
도 4는 본 발명의 제2실시예에 따른 지하수 함양-오염수 유입방지/방출 시스템을 보여주는 도 1에 대응되는 개략적인 투시 사시도이다.
도 5는 도 4의 실시예에 구비된 하류측 지하벽체 구조물의 구성을 보여주는 도 4의 화살표 C-C에 따른 개략적인 반단면 사시도이다.
도 6은 대상 지하수역에 본 발명의 제1실시예에 따른 지하수 함양-오염수 유입방지/방출 시스템이 설치된 상태에서 지하수의 수위구배를 보여주는 개략도이다.
도 7은 대상 지하수역에 본 발명의 제2실시예에 따른 지하수 함양-오염수 유입방지/방출 시스템이 설치된 상태에서 지하수의 수위구배를 보여주는 개략도이다.
도 8은 본 발명에 따른 지하수 함양-오염수 유입방지/방출 시스템에서 덮개가 더 구비된 것을 보여주는 도 4에 대응되는 개략적인 투시 사시도이다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 설명한다. 본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 하나의 실시예로서 설명되는 것이며, 이것에 의해 본 발명의 기술적 사상과 그 핵심 구성 및 작용이 제한되지 않는다. 후술하는 것처럼 본 발명의 시스템은 기술의 적용 대상이 되는 지하구역 즉, 대상 지하구역에 대하여 "지하수 함양", "오염수 유입방지" 및 "오염수 방출"의 세가지 작용을 각각 개별적으로 또는 2가지 이상 동시에 수행하게 되므로, 본 발명의 시스템을 <지하수 함양-오염수 유입장지/방출 시스템>이라고 명명한다. 또한 본 발명의 방법에서는, 위와 마찬가지로 "지하수 함양", "오염수 유입방지" 및 "오염수 방출"의 세가지가 각각 개별적으로 또는 2가지 이상 동시에 진행되므로, 본 발명의 방법을 <지하수 함양-오염수 유입장지/방출 방법>이라고 명명한다.
도 1에는 본 발명의 제1실시예에 따른 지하수 함양-오염수 유입방지/방출 시스템이 지중에 설치된 상태를 보여주는 개략적인 투시 사시도가 도시되어 있다. 도 1에 예시된 것처럼 본 발명의 지하수 함양-오염수 유입방지/방출 시스템은, 대상 지하수역의 상류 시점(始點)에 설치된 상류측 지하벽체 구조물(1)과, 대상 지하수역의 하류 종점(終點)에 설치된 하류측 지하벽체 구조물(2)을 포함한다.
도 2에는 상류측 지하벽체 구조물(1)의 구성을 보여주는 도 1의 화살표 A-A에 따른 개략적인 반단면 사시도가 도시되어 있다. 도 1 및 도 2에 도시된 것처럼 대상 지하수역의 상류 시점(始點)에는 "상류측 지하벽체 구조물(1)"이 지중에 구축되는데, 상류측 지하벽체 구조물(1)은 트렌치(trench/ 도랑)가 형성되어 있는 <트렌치형> 지하벽체 구조물로 이루어진다. 구체적으로 대상 지하수역의 상류 시점에서, 지중에는 지하수 흐름 방향("종방향")에 직교하게 배치되도록 오목한 상류측 트렌치(10)가 형성되고, 상류측 트렌치(10)의 상류 내측면 전체에는 횡방향으로 확장되어 있는 불투수성의 제1불투수성 벽체(11)가 연직하게 밀착 설치되며, 상류측 트렌치(10)의 하류 내측면 전체에는 유체를 투과시키는 투수성의 제1투수성 벽체(12)가 횡방향으로 확장되어 연직하게 밀착 설치됨으로써 상류측 지하벽체 구조물(1)을 이루게 된다. 여기서 "횡방향"은 종방향과 직교하는 방향을 의미한다.
상류측 트렌치(10)는 상부가 개방되어 있고 사전에 정해진 연직깊이와 종방향 두께, 그리고 횡방향 폭을 가지는 내부 공간을 가지도록 지반을 터파기하여 형성되며, 넓은 측면이 횡방향으로 확장되도록 종방향에 대해 직교하도록 배치된다. 상류측 트렌치(10)의 내부 공간은 육면체(예를 들면, 직육면체)의 형상을 가질 수 있다. 상류측 지하벽체 구조물(1)을 이루기 위하여, 상류측 트렌치(10)의 내부 공간에서 횡방향으로 확장되어 있는 2개의 내측면 중에서 상류측에 존재하는 상류 내측면 전체에는 제1불투수성 벽체(11)가 연직하게 설치된다. 제1불투수성 벽체(11)는 불투수성을 가진 재료 또는 투수성이 매우 낮은 재료(예를 들면, 시트 파일 등)로 이루어지며, 상류측 지하벽체 구조물(1)의 상류측으로부터 대상 지하수역으로 유입되는 지하수의 흐름을 차단하게 된다. 따라서 대상 지하수역의 상류 구역 즉, 지하수의 흐름 방향으로 상류측 지하벽체 구조물(1)보다 더 상류에 있는 지역에서 오염물질이 지하수에 유입되어 오염수가 발생하더라도, 이러한 오염수는 상류측 지하벽체 구조물(1)의 제1불투수성 벽체(11)에 의해 가로막혀서 대상 지하수역으로 유입되지 못하게 된다. 또한 제1불투수성 벽체(11)는 대상 지하수역 내에 함양된 지하수가 종방향으로 대상 지하수역을 벗어나지 못하게 하는 기능도 발휘한다.
상류측 트렌치(10)의 내측면 중에서 상류 내측면과 마주하게 하도록 하류측에 존재하는 하류 내측면의 전체에는 제1투수성 벽체(12)가 연직하게 설치된다. 제1투수성 벽체(12)는 유체의 흐름 즉, 유체가 통과하는 것을 허용하는 벽체로서, 예를 들어 투수성이 높은 다공성 콘크리트, 부식방지 처리된 철망 등으로 이루어질 수 있다.
상류측 트렌치(10)의 내부 공간에서 연직방향의 바닥면과 횡방향으로의 양측면은 지반의 굴착면이 그대로 노출되어 존재하여도 무방하고, 만일 상류측 트렌치(10)의 내부 공간이 육면체의 형상을 가지고 있고, 횡방향 양측면에 각각 판재 형태의 부재가 배치된다면 해당 판재는 투수성이나 불투수성 어느 것이어도 무방하다.
상류측 지하벽체 구조물(1)로부터 종방향 하류측으로 대상 지하수역의 종방향 구역 이상의 거리로 이격된 하류 종점(終點)에는 하류측 지하벽체 구조물(2)이 형성된다. 하류측 지하벽체 구조물(2)은 대상 지하수역의 지중에서 연직하게 그리고 상류측 지하벽체 구조물(1)와 마주보면서 상류측 지하벽체 구조물(1)과 동일한 횡방향 폭을 가지도록 설치된다. 도 3에는 도 1에 도시된 본 발명의 제1실시예에 구비된 하류측 지하벽체 구조물(2)의 구성을 보여주는 도 1의 화살표 B-B에 따른 개략적인 반단면 사시도가 도시되어 있다. 도 3에 예시된 것처럼 하류측 지하벽체 구조물(2)은 하부의 투수성 벽체부(23b)와 상부의 불투수성 벽체부(23a)로 이루어진 혼합 구성의 복합 벽체를 포함하는 구성을 가질 수 있다. 즉, 복합 벽체는 연직 하단에서 소정 높이까지는 불투수성 벽체부(23a)로 이루어지고, 그 위쪽으로는 투수성 벽체부(23b)로 이루어진 혼합 구성을 가지는 것이며, 본 발명에서 하류측 지하벽체 구조물(2)는 이러한 혼합 구성의 복합 벽체를 포함하는 구성을 가지는 것이다. 여기서 불투수성 벽체부(23a)는 불투수성을 가진 재료 또는 투수성이 매우 낮은 재료(예를 들면, 시트 파일 등)로 이루어진 벽체이며, 따라서 지하수는 종방향으로 불투수성 벽체부(23a)를 통과할 수 없거나 설사 통과하더라도 그 통과량을 극히 작으며, 그에 따라 불투수성 벽체부(23a)의 연직 높이 범위에서는 대상 지하수역으로 유입된 지하수의 흐름이 실질적으로 차단된다.
하류측 지하벽체 구조물(2)를 이루는 복합 벽체의 연직 상부를 형성하는 투수성 벽체부(23b)는 유체의 흐름 즉, 유체가 통과하는 것을 허용하는 부재로 이루어진 것으로서 제1투수성 벽체(12)와 마찬가지로 투수성이 높은 다공성 콘크리트, 부식방지 처리된 철망 등의 부재로 이루어질 수 있다.
도 1 및 도 3을 참조하여 설명한 것처럼 본 발명에서 하류측 지하벽체 구조물(2)은 단순히 복합 벽체로만 이루어질 수도 있지만, 앞서 설명한 상류측 지하벽체 구조물(1)처럼 트렌치에 의한 지중의 내부 공간을 가지는 <트렌치형> 지하벽체 구조물로 이루어질 수도 있다.
도 4에는 하류측 지하벽체 구조물(2)이 상류측 지하벽체 구조물(1)처럼 <트렌치형> 지하벽체 구조물로 이루어진 본 발명의 제2실시예를 보여주는 도 1에 대응되는 개략적인 투시 사시도가 도시되어 있고, 도 5에는 도 4의 실시예에 구비된 하류측 지하벽체 구조물(2)의 구성을 보여주는 도 4의 화살표 C-C에 따른 개략적인 반단면 사시도가 도시되어 있다. 도 4에 도시된 본 발명의 제2실시예에 따른 지하수 함양-오염수 유입방지/방출 시스템에서, 상류측 지하벽체 구조물(1)은 앞서 도 1을 참조하여 설명한 제1실시예와 동일하지만, 하류측 지하벽체 구조물(2)이 상류측 지하벽체 구조물(1)과 유사하게 <트렌치형> 지하벽체 구조물로 이루어져 있다는 점에서, 제1실시예와 상이하다.
도 4 및 도 5를 참조하여 본 발명의 제2실시예에 따른 지하수 함양-오염수 유입방지/방출 시스템에 구비된 하류측 지하벽체 구조물(2)의 구성을 상세히 살펴보면, 상류측 트렌치(10)와 마찬가지로, 상부가 개방되어 있고 소정 연직깊이와 종방향 두께, 그리고 횡방향 폭을 가지는 내부 공간이 만들어지도록 지반을 터파기하여 횡방향으로 확장되어 있는 오목한 하류측 트렌치(20)가 대상 지하수역의 종방향 하류 종점에 형성된다. 그리고 하류측 트렌치(20)의 내부 공간에서 횡방향으로 확장되어 있는 2개의 연직한 내측면 중에서 상류측에 존재하는 상류 내측면 전체에는 제2투수성 벽체(22)가 연직하게 설치된다. 제2투수성 벽체(22)도 제1투수성 벽체(12)와 마찬가지로 유체의 흐름을 허용하는 부재로 이루어진 것으로서, 예를 들어 투수성이 높은 다공성 콘크리트, 부식방지 처리된 철망 등으로 이루어질 수 있다. 하류측 트렌치(20)의 내측면 중에서 상류 내측면과 마주하는 하류 내측면 전체에는 앞서 설명한 투수성 벽체부(23b)와 불투수성 벽체부(23a)로 이루어진 혼합 구성의 복합 벽체가 횡방향으로 확장되도록 연직하게 밀착 설치된다. 하류측 트렌치(20)의 경우도, 상류측 트렌치(10)와 마찬가지로, 내부 공간의 형상은 육면체로 이루어질 수 있고, 내부 공간에서 연직방향의 바닥면과 횡방향으로의 양측면은 지반의 굴착면이 그대로 노출되어 존재하여도 무방하고, 만일 판재 형태의 부재가 배치된다면 해당 판재는 투수성이나 불투수성 어느 것이어도 무방하다.
도 6 및 도 7에는 각각 대상 지하수역에 본 발명에 따른 지하수 함양-오염수 유입방지/방출 시스템이 설치된 상태에서 지하수의 수위구배를 보여주는 개략도가 도시되어 있는데, 도 6에는 도 1에 도시된 제1실시예에 대한 지하수의 수위구배 형태가 도시되어 있고, 도 7에는 도 4에 도시된 제2실시예에 대한 지하수의 수위구배 형태가 도시되어 있다. 상류측 지하벽체 구조물(1)과 하류측 지하벽체 구조물(2)이 형성된 본 발명의 지하수 함양-오염수 유입방지/방출 시스템이 대상 지하수역에 설치된 상태에서는, 종방향으로 상류측 지하벽체 구조물(1) 보다 위쪽(상류쪽)에 있는 지역으로부터 상류측 지하벽체 구조물(1)을 향하여 흘러온 지하수는 상류측 지하벽체 구조물(1)의 제1불투수성 벽체(11)에 의해 그 흐름이 막혀 있는 상태가 된다. 따라서 상류측 지하벽체 구조물(1) 보다 상류측 지역에 오염수가 존재하더라도, 이러한 오염수의 흐름이 차단되어 오염수가 대상 지하수역 즉, 상류측 지하벽체 구조물(1)과 하류측 지하벽체 구조물(2) 사이의 대상 지하수역으로 유입되는 것이 방지된다.
한편, 본 발명에서 상류측 지하벽체 구조물(1)과 하류측 지하벽체 구조물(2) 사이의 대상 지하수역에 지하수를 함양하기 위해서, 상류측 트렌치(10)의 내부 공간에 외부로부터의 물을 공급한다. 즉, "지하수의 주입"이 이루어지는 것이다. 이 때, 도면에 도시된 것처럼 연직한 형태의 주입펌프(3)를 상류측 트렌치(10) 내에 삽입배치하고, 주입펌프(3)를 이용하여 외부의 물을 공급하여 지하수의 주입 작업을 수행할 수 있다.
상류측 트렌치(10) 내에 공급되는 물은 하천 등에서 취수하거나 기타 다른 물 공급원으로부터 공급된 것일 수도 있지만, 상류측 지하벽체 구조물(1)에 의해 종방향 하류로의 흐름이 막혀 있는 지하수를 취수한 것일 수도 있다. 본 발명에서 상류측 지하벽체 구조물(1)을 이루는 상류측 트렌치(10)에서 상류 내측면에는 제1불투수성 벽체(11)가 설치되어 있으므로, 종방향으로 상류측 지하벽체 구조물(1)보다 위쪽(상류쪽)에 있는 지역으로부터 상류측 지하벽체 구조물(1)을 향하여 흘러온 지하수는 상류측 지하벽체 구조물(1)의 제1불투수성 벽체(11)에 의해 그 흐름이 막혀 있는 상태가 된다. 이와 같이 상류측 지하벽체 구조물(1)의 상류 외측에서 흐르지 못하고 존재하는 지하수를 취수펌프 등의 장비를 이용하여 인위적으로 취수하여, 이를 상류측 트렌치(10) 내에 공급되는 물로 사용할 수 있는 것이다.
상류측 지하벽체 구조물(1)에는 위에서 설명하였듯이, 대상 지하수역의 횡방향 폭에 걸쳐서 상부 트렌치(10)가 오목하게 형성되어 있고, 상부 트렌치(10)의 상류 내측면에는 제1불투수성 벽체(11)가 설치되어 있지만 하류 내측면에는 제1투수성 벽체(12)가 연직하게 설치되어 있다. 따라서 상부 트렌치(10)에 주입된 외부의 물은 상류측 트렌치(10) 내에 담겨지면서도 제1투수성 벽체(12)을 통과하여 종방향 하류측으로 흘러가게 된다. 이러한 하류측으로의 지하수 흐름에 의해 상류측 지하벽체 구조물(1)과 하류측 지하벽체 구조물(2) 사이의 종방향 구간에서는 지중에 물이 공급되고 침투되어 지하수위가 높아진다. 즉, 상류측 지하벽체 구조물(1)과 하류측 지하벽체 구조물(2) 사이의 종방향 구간(대상 지하수역)에 대하여 "지하수의 함양"이 이루어지는 것이다.
지하수를 함양함에 있어서 종래 기술처럼 따라 지중에 관정을 천공하고 관정에 물을 주입하여 지하수를 함양할 경우, 지하수는 관정을 중심으로 원형으로 지중에 흐르게 되어 원형의 국소적인 지역에만 지하수 함양이 이루어지지만, 본 발명에서는 상부 트렌치(10)는 대상 지하수역의 횡방향 폭에 걸쳐 형성되어 있고, 위와 같이 상부 트렌치(10)에 물을 주입하고 담아서 대상 지하수역으로 흐르게 하므로, 지하수가 원형의 형태로 퍼져서 흐르는 것이 아니라, 대상 지하수역의 횡방향 폭 전체에 걸쳐서 지중에 유입되어 대상 지하수역으로 흐르게 되며, 그에 따라 대상 지하수역의 전체에 걸쳐서 고르게 지하수 함양이 이루어지게 되는 매우 유용한 효과가 발휘된다.
이와 같이 외부 물의 공급에 의한 지하수 주입 작업 및 그에 따른 지하수의 함양에 의해 상류측 지하벽체 구조물(1)과 하류측 지하벽체 구조물(2) 사이의 종방향 구간에 해당하는 대상 지하수역에서는 인위적인 종방향 하류측으로의 지하수 흐름 즉, "수평흐름커튼"이 형성된다. 상류측 트렌치(10) 내에 외부의 물이 주입되면, 물은 제1투수성 벽체(12)를 통과하게 되고, 지하수위 구배 차이로 인하여 지하수는 높은 지하수위 위치에서 낮은 지하수위 위치로 흐르게 되어 상류측 지하벽체 구조물(1)과 하류측 지하벽체 구조물(2) 사이의 종방향 구간에는 수평흐름커튼이 형성되는 것이다. 이러한 수평흐름커튼이 형성되면서 상류측 지하벽체 구조물(1)과 하류측 지하벽체 구조물(2) 사이의 대상 지하수역은 원하는 정도의 높은 지하수위를 유지하게 된다.
특히, 수평흐름커튼은 위에서 설명하였듯이 대상 지하수역에서 종방향으로 상류로부터 하류로 흐르는 지하수의 흐름이므로, 이와 같이 대상 지하수역에 수평흐름커튼이 생성되면 대상 지하수역에서는 연직방향으로의 오염수 이동이 억제된다. 따라서 본 발명을 해수(海水) 침수 발생 부지에 적용하였을 경우, 연직방향으로 아래로부터 위쪽으로 발생하는 염수쐐기에 의한 염분의 수직상승을, 수평 방향의 물의 흐름으로 이루어진 수평흐름커튼만으로도 효과적으로 저지할 수 있게 되는 매우 유용한 장점이 발휘된다.
한편, 상류측 지하벽체 구조물(1)으로부터 종방향 하류를 향하여 대상 지하수역을 흘러온 지하수는 하류측 지하벽체 구조물(2)에 이르게 된다. 이 때, 도 1 내지 도 3에 도시된 제1실시예의 경우, 하류측 지하벽체 구조물(2)이 아래쪽은 불투수성 벽체부(23a)로 이루어지고 위쪽은 투수성 벽체부(23b)로 구성된 복합 벽체로 이루어져 있으므로, 하부의 불투수성 벽체부(23a)의 연직 높이까지는 지하수가 하류측 지하벽체 구조물(2)을 통과하지 못하게 되고, 그에 따라 하류측 지하벽체 구조물(2)의 복합 벽체 상류쪽에 머물면서 지하수위가 높아지게 된다.
상류로부터 지하수가 계속 유입되어 하류측 지하벽체 구조물(2)의 상류쪽 지하수위가 하류측 지하벽체 구조물(2)를 이루는 복합 벽체의 불투수성 벽체부(23a) 연직 높이를 초과하게 되면, 지하수는 복합 벽체의 연직 상부를 이루는 투수성 벽체부(23b)를 통과하게 된다. 즉, 상류로부터 복합 벽체의 불투수성 벽체부(23a)의 연직 높이를 초과하여 지하수가 유입되면, 지하수는 하류측 지하벽체 구조물(2)을 이루는 복합 벽체의 불투수성 벽체부(23a)를 월류하여 하류측 지하벽체 구조물(2)의 하류로 흘러가게 되는 것이다. 대상 지하수역에서 지하수위가 지나치게 상승할 경우에는 농경지의 재배작물에 피해가 발생하는 등의 여러 가지 문제가 발생할 수 있는데, 본 발명에서는 위와 같이 하류측 지하벽체 구조물(2)를 이루는 복합 벽체의 불투수성 벽체부(23a) 연직 높이를 초과하여 지하수가 유입되더라도 지하수가 월류하여 하류측 지하벽체 구조물(2)의 하류로 흘러가게 되므로, 대상 지하수역의 지하수위가 과도하게 그리고 갑자기 높아지는 것을 효과적으로 방지할 수 있게 되고, 그에 따라 여름의 장마 기간 등과 같이 강우량이 급격히 변동되어 증가되는 시기에도 대상 지하수역에서의 지하수위를 원하는 정도로 유지할 수 있게 된다.
또한 대상 지하수역 내에 이미 오염수가 유입되어 있는 상태라면, 지하수를 주입하여 지하수를 함양하는 과정에서 위와 같이 대상 지하수역 내의 지하수가 하류측 지하벽체 구조물(2)를 월류하여 하류로 흘러가는 과정에서 대상 지하수역 내에 이미 오염수도 함께 월류하여 하류로 흘러감으로써 오염수가 대상 지하수역으로부터 매우 효율적으로 방출된다.
한편, 하류측 지하벽체 구조물(2)이 하류측 트렌치(20)와 제2투수성 벽체(22)가 형성되어 있는 <트렌치형> 지하벽체 구조물로 구성된 제2실시예의 경우에는, 하류측 트렌치(20)의 상류 내측면에 제2투수성 벽체(22)가 설치되어 있으므로, 상류로부터 흘러온 지하수는 제2투수성 벽체(22)를 통과하여 하류측 트렌치(20)의 내부로 유입되는데, 합 벽체의 하부에 존재하는 불투수성 벽체부(23a)의 연직 높이까지는 지하수가 하류측 트렌치(20)의 내부에 차오르게 된다. 이와 같이 <트렌치형> 지하벽체 구조물로 구성된 하류측 지하벽체 구조물(2)의 경우에는, 하류측 트렌치(20) 내에 복합 벽체의 불투수성 벽체부(23a)의 연직 높이 이하로 지하수가 포집되어 체류하므로, 하류측 트렌치(20)에 양수펌프를 삽입하여, 지하수를 지상으로 양수하여 필요한 곳에 사용할 수 있으며, 하류측 트렌치(20)에 모인 것이 오염수일 경우에는 양수하여 배출시킬 수 있게 된다.
한편, 상류측 트렌치(10)와 하류측 트렌치(20)는 모두 상부가 개방되어 있으므로, 이물질 유입을 방지하기 위하여 덮개(4)가 더 구비될 수 있다. 도 8에는 본 발명의 지하수 함양-오염수 유입방지/방출 시스템에서 덮개(4)가 더 구비된 것을 보여주는 도 4에 대응되는 개략적인 투시 사시도가 도시되어 있다. 도면에 도시된 것처럼 필요에 따라서는 상류측 트렌치(10) 및 하류측 트렌치(20) 내에 부유성 물질 등의 외부 물체가 유입되는 것을 방지하기 위하여 덮개(4)로 상류측 트렌치(10) 및 하류측 트렌치(20)의 상부를 덮어서 상류측 트렌치(10) 및 하류측 트렌치(20)의 상면을 폐쇄시킬 수도 있다.
위에서 설명한 것처럼 본 발명은 대상 지하수역의 상류 시점과 종방향으로 하류에 위치하는 하류 종점에 각각 상류측 지하벽체 구조물(1)과 하류측 지하벽체 구조물(2)을 지중에 설치하고, 그 사이의 종방향 간격에 지하수의 함양이 이루어지게 하는 것이므로, 상류측 지하벽체 구조물(1)과 하류측 지하벽체 구조물(2) 사이의 대상 지하수역에는 지하수의 기본원리라고 할 수 있는 "다시 흐름(Darcy's flow)"이 형성된다. 즉, 본 발명에 따라 대상 지하수역에 지하수를 함양시키게 되면, 대상 지하수역에서는 종방향으로 지하수위 구배 차이로 인하여 지하수가 높은 지하수위 위치에서 낮은 지하수위 위치로 흐르게 되는 "다시 흐름(Darcy's flow)"이 만들어지는 것이다. 그러므로 본 발명에서는 지하수 함양을 위하여 대상 지하수역에 주입되는 물 공급량과 지하수위의 변화와 지하수의 흐름 형태를 "다시 흐름(Darcy's flow)"에 기반하여 신뢰성있게 예측할 수 있게 된다.
따라서 본 발명에서는 대상 지하수역에 대하여 원하는 정도로 지하수 함양을 하기 위하여 필요한 물 공급량(물 공급속도)을 정밀하게 산출할 수 있게 되며, 그에 따라 지하수 함양을 위해 물을 주입하는 과정에서, 대상 지하수역 밖으로 불필요하게 흘러가서 버려지는 지하수의 손실을 최소화시킬 수 있게 된다. 특히, 본 발명에 따라 대상 지하수역의 상류와 하류에 각각 상류측 지하벽체 구조물(1)과 하류측 지하벽체 구조물(2)을 설치하여 지하수 함양을 수행하는 경우에는, 대상 지하수역에 대한 지하수 주입, 그에 따른 지하수위 및 지하수의 흐름방향을 정확하게 예측하여, 지하수 함양을 위한 물 공급량을 정밀하게 산출하고, 그에 따라 전체적인 대상 지하수역의 지하수 상황을 효율적으로 통제하고 관리할 수 있게 되는 것이다.
본 발명에서 대상 지하수역에 대한 지하수 함양을 위하여 필요한 물 공급량 즉, 상류측 트렌치(10)에 주입해야 할 물의 양(물 공급량)은, 구체적으로 아래의 과정에 의해 산출하게 된다. 우선, 대상 지하수역에서의 지하수 흐름의 원활 정도를 정량적으로 나타내는 수리지질 매개변수값인 "수리전도도(hydraulic conductivity)" Ｋ값을 파악한다. "수리전도도" Ｋ값은 m/day와 같이 길이/시간의 단위로 표현되는 것으로서, 대상 지하수역에 관정을 설치하여 직접 지하수를 양수하고 회복시키는 공지의 "양수시험" 등을 통해 공지의 방법으로 취득할 수 있다.
"다시 흐름(Darcy's flow)"은 지하수위 구배 차이로 인하여 지하수는 높은 지하수위 위치에서 낮은 지하수위 위치로 흐르는 것이므로, 이러한 "다시 흐름"에서 지하수의 수평 유량이 바로 대상 지하수역에 대한 지하수 함양을 위하여 필요한 물 공급량이 된다. 이러한 "다시 흐름(Darcy's flow)"에서 지하수의 수평 유량Ｑ 은 지하수의 수평흐름이 통과하는 평균단면과, "다시 흐름 속도"를 곱함으로써 산출될 수 있다.
본 발명에 따라 대상 지하수역의 상류와 하류에 각각 상류측 지하벽체 구조물(1)과 하류측 지하벽체 구조물(2)이 설치된 경우, 대상 지하수역 내에 흐르는 지하수의 "다시 흐름(Darcy's flow)"이 통과하는 평균단면은 상류측 지하벽체 구조물(1)에서 종방향 하류로 물이 통과하는 단면과 하류측 지하벽체 구조물(2)로 물이 유입되는 단면의 평균값으로 산출될 수 있다. 따라서 대상 지하수역 내에 흐르는 지하수의 "다시 흐름(Darcy's flow)"이 통과하는 평균단면은 구체적으로 아래의 수학식 1과 같이 표현된다. 그리고, "다시 흐름(Darcy's flow)" 속도는 아래의 수학식 2와 같이 표현된다.
Figure 112022127946939-pat00001
Figure 112022127946939-pat00002
그러므로 본 발명에 따라 상류와 하류에 각각 상류측 지하벽체 구조물(1)과 하류측 지하벽체 구조물(2)이 설치된 대상 지하수역 내에 흐르는 지하수의 수평 유량 Ｑ는 아래의 수학식 3에 의해 산출될 수 있다.
Figure 112022127946939-pat00003
위 수학식 1, 2 및 3에서
Ｋ는 "양수시험" 등을 통해서 취득한 수리 전도도 값(단위 예: m/day)이고, Ｂ는 상,하류측 지하벽체 구조물(1, 2)의 횡방향 폭이며, Ｌ은 상류측 지하벽체 구조물(1)과 하류측 지하벽체 구조물(2)간의 종방향 거리이다. 그리고
Figure 112022127946939-pat00004
은 상류측 지하벽체 구조물(1)의 상부 트렌치에서, 관리자가 유지하기를 원하는 지하수위 높이(단위 예: m)를 나타내며,
Figure 112022127946939-pat00005
는 하류측 지하벽체 구조물(2)의 복합 벽체에서 불투수성 벽체부(23a)의 연직 높이(단위 예: m)이다. 그리고 지하수의 수평 유량 Ｑ은 부피/시간의 단위를 갖는데, 예를 들면
Figure 112022127946939-pat00006
의 단위를 가질 수 있다. 이러한 과정을 통해서 파악된 지하수의 수평 유량 Ｑ은 대상 지하수역에 대한 지하수 함양을 위하여 필요한 물 공급량이 된다.
본 발명에서는 이와 같은 과정을 통해서 대상 지하수역에 대하여 원하는 정도로 지하수 함양을 수행하기 위하여 필요한 물 공급량을 정밀하게 파악하여 지하수 주입 작업을 수행할 수 있게 되고, 그에 따라 대상 지하수역 밖으로 불필요하게 흘러가서 버려지는 지하수의 손실을 최소화시킬 수 있게 된다.
위에서 살펴본 것처럼, 본 발명에서는 오염수가 유입될 위험에 처해지거나 오염수가 이미 유입된 상태, 또는 지하수가 고갈된 상태의 국지적 규모를 가지는 대상 지하수역에 대하여, 오염수의 추가 유입을 효과적으로 차단하면서도 대상 지하수역 내에 지하수를 함양(含陽)시켜서 이미 유입되어 있던 오염수를 대상 지하수역 밖으로 방출함과 동시에 대상 지하수역의 지하수위를 필요한 정도로 유지할 수 있게 되는 바, 이를 통하여 대상 지하수역 내의 지하수 환경을 보전하거나 개선할 수 있게 되는 매우 유용한 효과가 발휘된다.
특히, 본 발명은 지표에서의 증발 문제에서 자유롭고 원형이 아닌 평면 형태의 국지적 영역에 해당하는 대상 지하수역에서도 사각지대 없이 충분한 지하수의 함양이 이루어지게 하여, 필요한 정도의 지하수위 유지 및 효율적인 오염수 방출이 이루어질 수 있게 되는 효과가 발휘된다.
무엇보다도 본 발명에서는 대상 지하수역에서 상류측 지하벽체 구조물(1)과 하류측 지하벽체 구조물(2)을 원하는 연직 깊이까지만 설치하면 충분하므로, 차폐구조물을 불투수층까지 시공하던 종래 기술에 비하여 공사 규모가 작으며, 그에 따라 시공비용 등에 있어서 월등히 우월하다는 장점을 가진다.
한편, 본 발명의 지하수 함양-오염수 유입방지/방출 시스템의 경우, 앞서 살펴본 것처럼 대상 지하수역에는 "다시 흐름(Darcy's flow)"이 형성되고, 이러한 "다시 흐름(Darcy's flow)"에서는 수리구배와, 지중에 주입되는 유량(물 공급량)은 정비례 관계를 가지게 된다. 그러므로 관리자가 대상 지하수역에 대해 유지하고 싶은 수리구배를 결정하게 되면, 그에 부합되는 유량 즉, 대상 지하수역에 주입해야 할 유량을 정확하게 결정할 수 있게 되며, 반대로 대상 지하수역에 주입되는 유량을 알고 있으면, 그에 따라 대상 지하수역에서의 수리구배 및 지하수위도 정확하게 파악할 수 있게 된다. 따라서 이러한 특징에 의하면 관리자는 계절에 따라, 또는 이용목적에 따라, 대상 지하수역에 주입해야 할 유량을 조절하면서 대상 지하수역의 지하수위와 수리구배를 원하는 정도로 용이하게 구현할 수 있게 되는 장점이 발휘된다.
1: 상류측 지하벽체 구조물
2: 하류측 지하벽체 구조물
10: 상류측 트렌치
11: 제1불투수성 벽체
12: 제1투수성 벽체
20: 하류측 트렌치
22: 제2투수성 벽체
23a: 복합 벽체의 불투수성 벽체부
23b: 복합 벽체의 투수성 벽체부

Claims (6)

  1. 대상 지하수역의 상류 시점에서 횡방향으로 확장되어 배치되는 상류측 트렌치(10)와, 상기 상류측 트렌치(10)의 상류 내측면에 배치된 제1불투수성 벽체(11)와, 상기 상류측 트렌치(10)의 하류 내측면에 배치된 제1투수성 벽체(12)로 이루어진 상류측 지하벽체 구조물(1); 및
    상류 시점으로부터 종방향으로 이격된 대상 지하수역의 하류 종점에서 상기 상류측 트렌치 지하벽체 구조물(1)과 마주보도록 횡방향으로 확장되어 배치되는 하류측 지하벽체 구조물(2)을 포함하여 구성되며;
    하류측 지하벽체 구조물(2)은, 연직방향 상부는 투수성 벽체부(23b)로 이루어지고 연직방향 하부는 불투수성 벽체부(23a)로 이루어져서 지중에 연직하게 설치되는 혼합 벽체를 포함하며;
    상류측 지하벽체 구조물(1)에 의해 상류로부터 대상 지하수역으로의 오염수 유입이 방지되고, 상류측 트렌치(10) 내에 물이 주입되면, 주입된 물이 제1투수성 벽체(11)를 통과하여 지하수로서 대상 지하수역에 함양되어 대상 지하수역에 수평흐름커튼을 형성하게 되어, 대상 지하수역은 목표로 하는 지하수위를 가지게 되고;
    대상 지하수역의 지하수 함양에 의한 하류측 지하벽체 구조물(2)에서의 지하수위가 상기 불투수성 벽체부(23a)의 연직 높이를 초과하면, 지하수는 상기 투수성 벽체부(23b)를 통해서 월류하여 대상 지하수역 밖으로 방출되는 구성을 가지며;
    대상 지하수역의 지하수 함양을 위하여 상류측 트렌치(10) 내에 주입되는 물 공급량 은, 수학식 3에 의해 산출되는 것을 특징으로 하는 지하수 함양-오염수 유입방지/방출 시스템.
    (수학식 3)

    (수학식 3에서 는 대상 지하수역에 대한 수리 전도도 값이고, 는 상,하류측 지하벽체 구조물의 횡방향 폭이며, 은 상류측 지하벽체 구조물과 하류측 지하벽체 구조물 간의 종방향 거리이고, 은 상류측 지하벽체 구조물의 상류측 트렌치에서의 희망 지하수위 높이이며, 는 하류측 지하벽체 구조물의 복합 벽체에서 불투수성 벽체부의 연직 높이이다.)
  2. 제1항에 있어서,
    하류측 지하벽체 구조물(2)은, 내부 공간이 만들어지도록 지반을 터파기하여 횡방향으로 확장되어 있는 오목한 하류측 트렌치(20)와, 상기 하류측 트렌치(20)의 상류 내측면에 배치된 제2투수성 벽체(22)를 더 포함하며;
    상기 복합 벽체는 하류측 트렌치(20)의 하류 내측면에 밀착 설치되며;
    대상 지하수역에 함양된 지하수는 제2투수성 벽체(22)를 통과하고, 상기 복합 벽체의 불투수성 벽체부(23a)의 연직 높이 이하로 하류측 트렌치(20)에 모이게 되는 것을 특징으로 하는 지하수 함양-오염수 유입방지/방출 시스템.
  3. 삭제
  4. 대상 지하수역의 상류 시점 및 하류 종점에 각각 횡방향으로 확장되어 배치되도록 상류측 지하벽체 구조물(1)과 하류측 지하벽체 구조물(2)을 지중에 설치하는 단계; 및
    상류측 지하벽체 구조물(1)을 이용하여 물을 주입하여 상류측 지하벽체 구조물(1)과 하류측 지하벽체 구조물(2) 사이의 대상 지하수역 내에 지하수가 함양되게 만들어서 수평흐름커튼을 형성하여 대상 지하수역이 목표로 하는 지하수위가 되도록 만드는 단계를 포함하며;
    상류측 지하벽체 구조물(1)은 상류측 트렌치(10)와, 상기 상류측 트렌치(10)의 상류 내측면에 배치된 제1불투수성 벽체(11)와, 상기 상류측 트렌치(10)의 하류 내측면에 배치된 제1투수성 벽체(12)로 이루어지고;
    하류측 지하벽체 구조물(2)은 연직방향 상부는 투수성 벽체부(23b)로 이루어지고 연직방향 하부는 불투수성 벽체부(23a)로 이루어져서 지중에 연직하게 설치되는 혼합 벽체를 포함하는 구성을 가지며;
    상류측 지하벽체 구조물(1)에 의해 상류로부터 대상 지하수역으로의 오염수 유입이 방지되고, 지하수 함양을 위한 물은 상류측 트렌치(10) 내에 주입하게 되고, 상류측 트렌치(10) 내에 주입된 물은 제1투수성 벽체(11)를 통과하여 지하수로서 대상 지하수역 내로 함양되며, 대상 지하수역의 지하수 함양에 의해 하류측 지하벽체 구조물(2)에서의 지하수위가 상기 불투수성 벽체부(23a)의 연직 높이를 초과하면, 지하수는 상기 투수성 벽체부(23b)를 통해서 월류하여 대상 지하수역 밖으로 방출되며;
    대상 지하수역의 지하수 함양을 위하여 상류측 트렌치(10) 내에 주입되는 물 공급량 은, 수학식 3에 의해 산출되는 것을 특징으로 하는 지하수 함양-오염수 유입방지/방출 방법.
    (수학식 3)

    (수학식 3에서 는 대상 지하수역에 대한 수리 전도도 값이고, 는 상,하류측 지하벽체 구조물의 횡방향 폭이며, 은 상류측 지하벽체 구조물과 하류측 지하벽체 구조물 간의 종방향 거리이고, 은 상류측 지하벽체 구조물의 상류측 트렌치에서의 희망 지하수위 높이이며, 는 하류측 지하벽체 구조물의 복합 벽체에서 불투수성 벽체부의 연직 높이이다.)
  5. 제4항에 있어서,
    하류측 지하벽체 구조물(2)은, 내부 공간이 만들어지도록 지반을 터파기하여 횡방향으로 확장되어 있는 오목한 하류측 트렌치(20)와, 상기 하류측 트렌치(20)의 상류 내측면에 배치된 제2투수성 벽체(22)를 더 포함하며;
    상기 복합 벽체는 하류측 트렌치(20)의 하류 내측면에 밀착 설치되며;
    대상 지하수역에 함양된 지하수는 제2투수성 벽체(22)를 통과하고, 상기 복합 벽체의 불투수성 벽체부(23a)의 연직 높이 이하로 하류측 트렌치(20)에 모이게 되는 것을 특징으로 하는 지하수 함양-오염수 유입방지/방출 방법.
  6. 삭제
KR1020220162900A 2022-11-29 2022-11-29 지하벽체 구조물을 이용한 지하수 수평흐름커튼 생성 방식의 지하수 함양-오염수 유입방지/방출 시스템 및 방법 KR102589606B1 (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020220162900A KR102589606B1 (ko) 2022-11-29 2022-11-29 지하벽체 구조물을 이용한 지하수 수평흐름커튼 생성 방식의 지하수 함양-오염수 유입방지/방출 시스템 및 방법

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020220162900A KR102589606B1 (ko) 2022-11-29 2022-11-29 지하벽체 구조물을 이용한 지하수 수평흐름커튼 생성 방식의 지하수 함양-오염수 유입방지/방출 시스템 및 방법

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR102589606B1 true KR102589606B1 (ko) 2023-10-17

Family

ID=88557550

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020220162900A KR102589606B1 (ko) 2022-11-29 2022-11-29 지하벽체 구조물을 이용한 지하수 수평흐름커튼 생성 방식의 지하수 함양-오염수 유입방지/방출 시스템 및 방법

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR102589606B1 (ko)

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6467994B1 (en) 2000-05-19 2002-10-22 Daniel B. Stephens & Associates, Inc. Apparatus and method for beneficial use or handling of run-off or collected water
KR100399559B1 (en) 2003-01-07 2003-09-26 Dae Kyoo Hwang Waterproof liner having seawater resistance and chemical resistance, and preparation thereof
JP2005058805A (ja) * 2003-08-08 2005-03-10 Mitsubishi Materials Corp 土壌浄化方法とそのシステム
JP2014228470A (ja) * 2013-05-24 2014-12-08 栗田工業株式会社 放射性核種含有水の浄化壁及び土壌汚染の防止方法
KR101936589B1 (ko) 2018-08-14 2019-01-10 한국건설기술연구원 지하수 관정으로의 염분침투로 인한 지하수의 오염을 방지하기 위한 염분 상승방지 구조물 및 이를 이용한 지하수 관정의 염분침투 차단 시공방법
KR102054224B1 (ko) 2018-01-10 2020-01-22 한국건설기술연구원 인공다공매질 저류체와 댐구조체를 이용한 지하수 저류공간 조성방법 및 이를 위한 구조물

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6467994B1 (en) 2000-05-19 2002-10-22 Daniel B. Stephens & Associates, Inc. Apparatus and method for beneficial use or handling of run-off or collected water
KR100399559B1 (en) 2003-01-07 2003-09-26 Dae Kyoo Hwang Waterproof liner having seawater resistance and chemical resistance, and preparation thereof
JP2005058805A (ja) * 2003-08-08 2005-03-10 Mitsubishi Materials Corp 土壌浄化方法とそのシステム
JP2014228470A (ja) * 2013-05-24 2014-12-08 栗田工業株式会社 放射性核種含有水の浄化壁及び土壌汚染の防止方法
KR102054224B1 (ko) 2018-01-10 2020-01-22 한국건설기술연구원 인공다공매질 저류체와 댐구조체를 이용한 지하수 저류공간 조성방법 및 이를 위한 구조물
KR101936589B1 (ko) 2018-08-14 2019-01-10 한국건설기술연구원 지하수 관정으로의 염분침투로 인한 지하수의 오염을 방지하기 위한 염분 상승방지 구조물 및 이를 이용한 지하수 관정의 염분침투 차단 시공방법

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Gutiérrez et al. Leakage problems in dams built on evaporites. The case of La Loteta Dam (NE Spain), a reservoir in a large karstic depression generated by interstratal salt dissolution
Fox et al. Sediment transport model for seepage erosion of streambank sediment
ASCE Task Committee on Hydraul., Bank Mech., and Model. of River Width Adjust. River width adjustment. I: Processes and mechanisms
LU503303B1 (fr) Method of dry-type desilting for river course
KR102589606B1 (ko) 지하벽체 구조물을 이용한 지하수 수평흐름커튼 생성 방식의 지하수 함양-오염수 유입방지/방출 시스템 및 방법
JP2008115545A (ja) 河川流量平準化方法
KR20120021802A (ko) 토양의 치환을 통한 지하수 함양 구조 및 그 방법
JPH11229450A (ja) 貯水方法
Amin et al. Dynamics of gabion weirs and its comparison to reinforced concrete weirs
KR102120402B1 (ko) 배출도랑과 지하 다중벽체 구조물을 이용한 오염지하수의 확산방지 및 정화 시스템 및 방법
JP2001288739A (ja) 保有水の浸出検知機能を有した遮水性護岸構造とその補修方法
JP2006322155A (ja) 伏流水等の処理が可能な親杭横矢板工法
CN208589025U (zh) 一种河床下方暗渠抗冲刷超前预加固装置
Solomon et al. Effect of clay-concrete lining on canal seepage towards the drainage region–an analysis using finite-element method
JP2011032703A (ja) 雨水地中浸透施設
JP2016132957A (ja) 治水機能を備えた土留め構造物及びこれを用いた地下構造物並びにその施工方法
RU2385385C1 (ru) Способ защиты заглубленных зданий и сооружений от подпорного подтопления грунтовыми водами
Donnan et al. Current drainage methods in the USA
Çalamak et al. Effect of Drainage Properties on Seepage Behavior of Earth-Fill Dams
JP2003033759A (ja) 滞水式地中壁を用いた汚染物質拡散防止方法
EP2281950A1 (en) System for treating underground fluids
JPH10168985A (ja) 地表水の浸透を促進させるための構造
Sawicki et al. Influence of Surrounding Soil Conditions and Joint Sealing on Seepage Resistance of a Sheet Pile Wall, Three Dimensional Numerical Analyses
Jain Harnessing the managed aquifer recharge potential for sustainable ground water management in India
Salmasi et al. Numerical Investigation for Reduction of Uplift Forces by Drain Pipes under the Bed of a Canal

Legal Events

Date Code Title Description
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant