KR20000016216A - 잠수역류조를 이용한 침출수차단 시스템 및 방법: - Google Patents

잠수역류조를 이용한 침출수차단 시스템 및 방법: Download PDF

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Abstract

매립지로부터의 침출수를 수집하고 차단하기 위한 방법 및 시스템은 차단영역내에 차단되어 있는 배수조(2)쪽으로 흐름방향을 일으키기 위하여 잠수식 배수조 (2)를 이용하기 때문에 따라서 지하수영역의 오염을 최소화한다. 실직적으로 평탄한 지역에서 이용하기 위한 본 발명의 제1 실시예에서는, 차수벽(1)이 제공되고 아래로는 차수지층(10), 점토층, 또는 합성층과 같은 바닥 차수벽층내로 연장된다.
계곡매립부지에서 이용하기 위한 다른 실시예에서, 지하수능선(27), 계곡 저지대(40) 아래의 상향 흐름방향, 및 매립지 최하류부를 따라 계곡 저지대(40)를 가로지르는 차수벽(1)은, 배수층(12)과 다수의 트렌치 드레인 (17,43)으로 구성된 배수조를 차단하는 차단영역을 형성한다.

Description

잠수역류조를 이용한 침출수차단 시스템 및 방법
매립지는 쓰레기내에 존재하는 액체와 쓰레기에 스며드는 빗물에 의해 침출수를 발생한다. 적절하게 차단되지 않으면, 침출수는 매립지아래의 지하수를 오염시키며, 오염된 지하수는 멀리 흘러가 더 넓은 하류지역(downgradient area)을 오염시킨다. 종래의 대부분의 매립지는 적절한 침출수 차단장치를 가지지 않아 지하수를 오염시켰다. 1970년대말이후, 미국의 연방 및 주 규정은 침출수 방출을 최소화하도록 매립지에 바닥 차수재(bottom liner)를 설치하도록 하였다. 바닥 차수재는 매립지의 바닥전체를 덮는 불투수성 또는 저투수성의 물질이다. 적절한 침출수 차단을 위해서는 바닥 차수재에 쌓인 침출수가 제거되어야만 한다. 따라서, 바닥 차수재는 대부분 침출수 회수장치를 포함한다. 시간이 흐름에 따라, 이 규정은 더 강화되어, 다층차수재 및 침출수 회수 장치를 설치하도록 하였다. 현대식 매립지에 요구되는 전형적인 바닥 차수재 시스템이 도 1에 도시되어있으며, 쓰레기층(50)아래의 다음과 같은 구성요소들로 이루어진다.
토양층(51) - 이 층은 쓰레기를 매립하는 동안 토목공사장비로부터 그 아래의 바닥 차수재 구성요소를 보호하는 완충층이다.
토목섬유층(52) - 토목섬유는 합성고분자섬유로 만들어지며 건설공사에 사용되는 섬유이다. 여기서 사용되는 토목섬유층(52)은 위의 토양층과 아래의 모래층을 분리하면서도 한편으로는 액체를 통과시킨다.
제1 모래/배수관층(53) - 이 층은 차수막(Flexible Membrane Liner, 54)의 제1층에 쌓이는 침출수를 제거하도록 설계되었다. 따라서, 이 층은 LCRS(침출수 수집 및 회수시스템, Leachate Collection and Recovery System)라고 불리며, 투수성물질과 배수관(drain pipes)으로 이루어진다.
제1 차수막층(54) - 이 층은 차수막의 제1층이다. 차수막은 고분자박막시트이며 대부분 불투수성으로서 액체흐름에 대하여 좋은 차수벽을 형성한다. 액체차단을 위해 차수막을 사용하는 것은 매우 보편적이다.
제2 모래/배수관층(55) - 이 층은 제1 차수막층(54)을 통과하여 누출되어 제2차수막층(56)위에 모이는 침출수를 제거하도록 설계되어 있다. 이층은 LDRS(침출수 탐지 및 회수 시스템, Leachate Detection and Recovery System)라고 불리며, LCRS과 매우 유사하다.
제2 차수막층(56) - 이 층은 제1 차수막층(54)을 통과하여 누출되는 액체를 차단하도록 설계된제2 차수막장벽이다.
점토층(57) - 이 층은 제2 차수막층(56)을 통과한 침출수누출을 줄이기 위해 설계된 제3 차수벽이다. 도 1에 도시된 바와 같이 결합된 차수막층과 점토층은 종종 복합차수재라고 불린다.
손상되지 않는 차수막들은 좋은 액체차단성을 갖는다. 그러나, 사용중인 차수막들은 제조시 또는 현장설치시 생긴 다소의 흠집(예를 들면, 구멍, 째진 틈, 긴 구멍, 벌어진 봉합선 등등)이 있다. 침출수는 이러한 흠집을 통하여 누출될 수 있다. 도 1에 도시된 시스템에서, 제2 차수막층(56)과 제2 모래/배수관층(55,즉,LDRS)은 제1 차수막층(54)을 통과하여 누출되는 침출수를 차단하는데 사용된다. 점토의 낮은 투수성 때문에, 제2 차수막층(56)아래의 점토층(57)은 제2 차수막층(56)에 있는 흠집을 통과한 침출수누출을 줄일 수 있다. 도 1의 바닥 차수재시스템은 이중차수재와 이중침출수회수층으로 이루어진다. 필요한 보호수준에 따라, 바닥 차수재시스템은 단일차수재와 단일침출수회수층, 삼중차수재와 삼중침출수회수층, 또는 다른 변형을 포함할 수 있다.
도 2에 도시된 바와 같이, 종래의 바닥차수 시스템(60)은 지하수를 보호하기 위해 매립지 쓰레기(50)의 바닥 그리고 실질적으로 지하수면(61, groundwater table) 위쪽에 설치된다. 이러한 배치에서, 침출수흐름방향 화살표(62)로 나타낸 바와 같이, 제공된 보호수준과는 상관없이, 차수재위에 쌓인 침출수는 아래쪽으로 흐르는 경향이 있다. 대부분의 침출수는 회수되어 침출수 처리시설(5)로 보내진다.
본 발명과 관련된 또 다른 선행기술은 다음을 포함한다.
차수벽(barrier walls) - 차수벽은 오염된 지하수의 수평흐름을 막기 위해 설치된 저투수성 수직벽이다. 차수벽의 형태는 토양-벤토나이트 트렌치 벽(trench walls), 진동-빔벽(vibrated-beam walls), 시트파일벽 및 박막벽을 포함한다. 이들은 오래된 쓰레기 부지 또는 오염물질누출부지(spill sites)로부터의 오염된 지하수를 차단하는데 사용되었다. 차수벽은 차수벽으로 둘러싸인 영역으로부터 오염된 지하수를 회수하기 위해 설계된 트렌치 드레인(trench drain) 또는 일련의 집수정(well)과 함께 종종 사용된다.
지하 배수장치(underdrain) - 지하 배수장치는 지하를 통과하여 흐르는 액체를 회수하기 위해 지하(예를 들면, 흙, 바위, 광석더미, 자갈)에 배치된 투수성 물질과 배수관들이다. 만일 지하 배수장치가 바닥 차수재위에 설치된다면, 지하 배수장치는 바닥 차수재 시스템의 모래/배수관층(53)과 유사하다. 만일 바닥 차수재없이 사용되면, 액체의 하향누출을 막을 수 없어 액체의 일부만을 회수한다.
트렌치 드레인 - 트렌치 드레인은 지하수면(water table)을 낮추거나 지하수를 회수하는데 사용하는 것이 보통이다. 전형적인 구조는 지하수면아래에 굴착된 폭이 좁은 트렌치, 트렌치의 바닥에 설치된 배수관, 트렌치를 채우는 자갈 또는 다른 투수성 물질 및 주변 토양이 자갈공극을 막는 것을 방지하기 위해 자갈을 감싸는 토목섬유를 포함한다.
본 발명의 목적은 쓰레기 관리시설로부터 발생된 침출수(leachate)를 확실하고도 경제적으로 차단하고 회수하는 것이다. 본 발명은 침출수를 발생하는 어떠한 새로운 쓰레기 관리시설(예를 들면, 매립지(landfills), 폐수저장지(waste ponds), 쓰레기더미(waste piles), 토양처리시설(land farms), 쓰레기처리지역(waste treatment area)의 건설 및 운영에 응용될 수 있다. 용어 "매립지"는 그밖의 다른 용어의 반복을 피하기 위해 이들 쓰레기 관리시설을 대표하여 사용될 것이다.
본 발명은 첨부도면과 관련지어 후술하는 상세한 설명에 의해 가장 잘 이해될 수 있다. 관례에 따라 도면의 여러 형상들은 특정 축척에 맞는 것이 아님을 강조한다.
반대로, 명확히 하기 위하여 다양한 형상의 치수가 임의로 확대되고, 축소 된다. 도면에 포함된 것은 다음과 같은 도면들이다.
도 1은, 침출수를 차단하기 위한 공지의 바닥 차수시스템을 나타낸 횡단면도 ;
도 2는, 도 1에 도시된 공지의 바닥차수시스템의 위치를 나타낸 측면도 ;
도 3은, 본 발명에 의한 침출수를 차단하기 위한 시스템의 평면도 ;
도 4는, 도 3에 도시된 시스템의 측면도 ;
도 5는, 본 발명을 이용하기 위한 배수층의 횡단면도 ;
도 6A는, 본 발명을 이용하기 위한 트렌치 드레인 시스템의 횡단면도 ;
도 6B는, 도 6A에 도시된 두 개의 트렌치 드레인의 확대단면도 ;
도 7은, 본 발명을 이용하기 위한 결합된 배수층과 트렌치 드레인시스템의 횡단면도 ;
도 8은, 도 5에 도시된 시스템에서 배수관과 도 6A 및 도 7에 도시된 트렌치 드레인의 전형적 배치의 평면도 ;
도 9는, 대수층/차수지층 배치에서 본 발명에 의한 시스템의 횡단면도 ;
도 10은, 차수지층/대수층 배치에서 본 발명에 의한 시스템의 횡단면도 ;
도 11A는, 본 발명의 제2 실시예에 의한 시스템이 이용될수 있는 계곡의 사시도 ;
도 11B는, 본발명의 제2실시예에 의한 계곡과 트렌치 드레인 배치의 사시도 ;
도 12는, 본 발명의 제2 실시예에 의한 시스템의 횡단면도 ;
도 13은, 도 12로부터 90도 회전된, 계곡 저지대에서 매립지의 가장 낮은 지역에서의 도 12에 도시된 실시예의 횡단면도 ;
도 14는, 본 발명의 바람직한 실시예의 횡단면도 ;
도 15는, 본 발명의 다른 바람직한 실시예의 횡단면도 ;
도 16은, 본 발명의 또 다른 바람직한 실시예의 횡단면도 ;
도 17은, 본 발명의 보다 바람직한 실시예의 평면도이다.
투수성 물질과 배수관의 다양한 형태로 이루어지는 배수조(drainage sink)는 매립지아래의 최상부 지층(the uppermost geologic unit)에서의 지하수면(water table)아래에 매설된다. 이 매설된 배수조는 침출수를 차단 및 회수하는 데에 있어서 매립지의 중요한 구성요소로서 이용된다. 침출수는 배수조내로 자유롭게 흘러 배수조내에서 지하수와 혼합된다. 이어 침출수와 지하수의 혼합물은 배수조내의 배수관을 통하여 집수정(collection sump)으로 흐른다. 혼합물은 처리를 위해 집수정으로부터 양수된다. 자연적인 지하수 지질조건(natural hydrogeologic condition), 인공 차수벽 및 다양한 수위(water level)조절수단을 결합하여 배수조쪽으로 역류상태가 유도되도록 한다.
역류상태는, 주변영역으로부터 배수조로의 물의 흐름을 말하며, 바닥 차수재를 사용하는 경우처럼 침출수의 흐름방향이 매립지로부터 주변영역쪽이 아닌 그 역방향으로 흐르는 것이다.
역류상태는 물의 유량(flow rate)을 최소화하는 자연적 또는 인공적 차수벽을 통하여 유도된다. 쓰레기를 지하수수위보다 위에 배치하는 한편, 배수조의 매설 및 역류상태의 유도를 통하여 침출수차단을 쉽고 경제적으로 할 수 있다.
본 발명의 제1실시예는 실질적으로 평탄하며 차수지층(aquitard,자연지층), 점토층(인공차수층) 또는 합성층(예를 들어, 차수막층)과 같은 저투수성 물질의 바닥 차수층(bottom barrier layer)을 갖는 쓰레기 관리시설에서 침출수를 차단 하고 회수하기 위한 방법 및 시설에 관한 것이다. 배수조는 바닥 차수층 및 바닥 차수층내로 연장되는 주변차수벽(perimeter barrier wall)에 의해 경계가 정해지는 차단영역내(containment zone)에 안전하게 차단된다. 침출수와 지하수는 배수조내에서 혼합된다. 흐름방향은 주변영역 즉, 벽외측의 최상부 대수층(the uppermost water bearing geologic unit) 및 배수조아래의 영역으로부터 배수조로 유도된다. 배수조로부터 혼합물을 수집하고 제거하여 벽외측의 지하수수위 및 배수조아래에 있는 피압수위(piezometric level)보다 낮게 배수조내의 침출수수위를 낮춤으로써 상기의 흐름방향이 유도된다. 배수조는 지하수수위보다 높게 충분한 양의 토사로 덮혀진다. 쓰레기가 이 토사층 상부에 매립됨으로써 대부분(또는 실질적으로 모든)의 쓰레기가 지하수수위 상부에 위치한다. 이런 방법으로, 매립지가 폐쇄되고 쓰레기가 영구히 덮혀있을 때, 쓰레기와 지하수의 접촉에 의한 침출수발생은 최소화된다.
본 발명의 바람직한 실시예에 의하면, 쓰레기 관리시설은 지표(surface)에 상당히 근접한 최상부 차수지층을 갖는다. 예를 들면, 쓰레기 관리시설은 최상부 차수지층 또는 최상부 차수지층아래에 놓인 최상부 비차수지층(non-aquitard)을 가질 수 있다. 이 실시예에서, 바닥 차수층이 최상부 차수지층으로 선택되고, 차수벽은 최상부 차수지층내로 연장되어, 최상부 차수지층과 함께, 잠수역류조를 차단하고, 최상부 차수지층과 함께, 차단영역을 구획한다. 최상부 차수지층은 상대적으로 두꺼울 수 있고, 아래에 대수층(aquifer)이 존재할 수도 있다.
본 발명의 또 다른 실시예에 의하면, 본 발명은 계곡쓰레기 관리시설에 이용될 수 있다. 이 실시예의 방법에 따르면, 트렌치 드레인망이 계곡 저지대(valley floor)와 계곡 경사의 저지대(lower portion) 지하수수위 아래까지 연장되도록 설치되어 있다. 트렌치 드레인 시스템과 연결되고 위에 설치된 배수층(blanket drain)은 계곡경사의 고지대(upper portion)로 연장된다. 이 트렌치 드레인과 배수층은 배수조를 형성한다. 차단영역은 지표 능선(topographic ridge)지역의 지하수 능선, 계곡 저지대아래 상향지하수흐름 및 매립지역 계곡 저지대의 최저지대를 가로지르는 차수벽에 의해 구획된다. 경사면 상부를 따라서 지하수주입 주입 트렌치(recharge trenches)를 설치하여 깨끗한 물을 주입함으로써 능선상의 수위를 높게 유지한다. 이 고수위는 건기에도 계곡 저지대아래에서의 상향흐름을 유지하도록 한다. 지하수와 침출수의 혼합물은 주로 배수층으로부터 회수되고, 트렌치 드레인으로부터 나머지가 회수된다. 특히, 흐름방향은, 선택적으로 (a) 배수조내의 침출수수위를 줄이기 위해 배수관으로부터 혼합물을 제거함으로써 ; (b) 차수벽외측에 인접하는 지하수수위를 높이기 위해 계곡바닥 지하수주입 트렌치(valleybottom recharge trench)로 물을 주입함으로써; 또는 (c) 경사면 상부지대에 지하수수위를 증가시키기 위하여 능선부 지하수주입 트렌치에 물을 주입함으로써, 주변영역으로부터 계곡 저지대의 배수조쪽으로 흐름의 방향이 유도된다. 이 세단계가 수행되어, 차수벽, 상향흐름에 의해 영향받는 계곡 저지대 및 지형학적 능선지역의 지하수 능선으로 이루어지는 차단영역 경계선을 따라 지하수수위(또는 피압수위)보다 배수조내의 침출수수위가 낮아진다.
전술한 개괄적인 설명과 후술하는 상세한 설명 모두 본 발명을 에로 든 것이며, 이것만으로 제한되는 것은 아니다.
전형적인 실시예
도면에 있어서, 도면전체를 통해서 동일번호는 동일요소를 언급하고, 도 3은 본 발명의 전형적인 배치도를 나타내며, 도 4는 전형적인 단면도를 나타낸다. 차수벽(1)은 쓰레기(50)가 매립된 매립지를 둘러싼다. 잠수 역류조(2)는 매립지의 전영역 아래에 설치된다. 매립지로부터 발생된 침출수는 배수조(2)를 거쳐 집수정(3)으로 흘러들어간다. 집수정(3)으로부터, 침출수가 침출수배수관(4)을 통하여 침출수처리장치(5)로 퍼올려진다.
본 발명의 실시예는 지역적인 지하수지질(local hydrogeologic) 조건에 좌우된다. 도 4는 지하수 부존 지층(6, water-bearing geologic unit), 차수지층(10) 및 대수층(11)이 아래에 놓여진 매립지에 대한 전형적인 실시예의 단면도이다. 여기에 사용된 바와 같이, 용어 "지하수부존지층", "차수지층" 및 "대수층"은 통상의 의미와 같이 사용된다. 특히, 대수층은 경제적으로 중요한 양의 물을 집수정(well)으로 공급할 수 있는 지하영역(subsurface zone)으로서 정의되며, 대체로 1×10-4cm/sec 와 비슷하거나 보다 높은 투수성을 갖는다. 이에 반해, 차수지층은 적정한 물공급이 정상적으로 이루어지지 않는 지하영역이며, 대체로 1×10-5cm/sec 와 비슷하거나 보다 낮은 투수성을 갖는다. 물론, 이 분야에서의 기술자는 이러한 용어들이 상대적이며 투수성의 특정값은 지역적인 지질상태에 좌우된다는 것을 이해할 것이다. 본 발명이 이용되는 쓰레기 관리지역은 최상부 지층에 지하수수위가 있을 것이며, 최상부 지층은 최상부 차수지층 또는 최상부 비차수지층(즉, 그 밖에 다른 층)일 수 있다. 만약, 최상부 지하수 부존지층이 비차수지층이면, 비차수지층아래에 최상부 차수지층이 위치하는 것이 바람직하며, 너무 깊이 위치하는 것은 바람직하지 않다. 그렇지 않으면, 최상부 차수지층의 깊이까지 차수벽을 연장하는 데는 비용이 많이 들게 된다. 적당한 깊이 안에 존재하는 차수지층이 없는 경우 차수지층대신에 저투수성 토양으로 차수층을 설치하여 주변 차수벽과 결합하여 사용할 수 있다. 이 경우, 바닥 차수층의 두께는 0.5 내지 1.0 미터사이가 바람직하다.
도 4에 나타난 전형적인 배치에서, 대수층(11)에서의 피압수위는 최상부 지하수부존지층(6)에서의 지하수면(water table)(즉, 지하수수위)과 거의 같거나 약간 높다. 차수벽(1)은 매립지 영역 전체를 둘러싸며, 차수지층(10)에 연결되어 주변환경으로부터 배수조(2)를 차단하고 차단영역이 구획한다. 배수조(2)는 전체 매립지의 바닥아래 및 최상부 지층(6)에서의 수면(24)아래에 설치된다. 쓰레기층(50) 영역내에서 발생하는 침출수는 중력에 의해 흐름성분(7)으로 표시된 바와 같이 배수조쪽을 향하여 아래쪽으로 흐르며, 배수조내에서 지하수와 혼합된다. 침출수와 지하수의 혼합물은 집수정(3)으로 흐른다. 집수정(3)으로부터 침출수와 지하수 혼합물을 양수하여, 배수조내 침출수수위를 차수벽외측의 수위와 대수층(11)에서의 피압수위보다 낮은 수위로 낮춘다. 그 결과, 모든 주변영역으로부터의 지하수는 배수조로 흘러서 역류상태를 만든다. 차수벽바깥쪽의 지하수는 차수벽(1)을 통하여 흐름성분(8)으로 표시된 바와 같이 배수조로 흐른다. 대수층(11)내의 지하수는 차수지층(10)을 통하여 흐름성분(9)으로 표시된 바와 같이 배수조를 향하여 위쪽으로 흐른다. 저투수성 차수벽(1)과 차수지층(10)은 처리를 필요로하는 물의 양을 감소시키고, 만일 일시적인 전력공급의 중단 또는 펌프정지가 될 경우 주변영역으로의 침출수방출을 막는다.
배수조의 건설
배수조는 최상부지층의 투수성에 따라 세가지 바람직한 방법, 즉, 높은 투수성지층을 위한 배수층 방법(blanket drain method), 중간정도의 투수성 지층을 위한 트렌치 드레인방법(trench drain method) 및 저투수성지층을 위한 결합방법중의 한 방법을 이용하여 만들어질 수 있다.
세가지 방법에 모두 공통적으로 배수조는, 지하수/침출수 혼합물을 수집하기 위한 배수조 바닥에 유공배수관을 설치하고, 배수관을 본관(header pipe)에 연결하며, 배수관과 본관을 통하여 배수조로부터 혼합물을 양수하도록 설치된다.
도 5는 배수층 방법을 나타낸다. 배수층은 매립지 바로 아래 전영역을 덮는 투수성 물질(깨끗하고 굵은 모래 또는 자갈)층이다. 이 방법은 최상부 지층이 투수성이 좋은 물질(10-2m/sec 정도 또는 이보다 높은 수평투수성(horizontal permeability))층을 포함할 때 적용할 수 있다. 이 경우 현장지질이 배수층(12)으로서 사용된다. 배수층의 바람직한 두께는 0.6m 또는 그 이상이다. 다수의 유공관(13)은 배수층(12)내에 매설되며, 본관(15)을 거쳐 집수정(3)에 연결된다. 배수관들간의 바람직한 간격은 굵은 모래의 경우에는 50m이고, 깨끗한 자갈의 경우에는 100m이다. 배수층은 미세한 입자에 의해 막히지 않도록 토목섬유(14)로 감싸야 한다.
도 6A는, 트렌치 드레인 방법을 나타낸다. 이 방법은 최상부 지층이 중간정도의 투수성(10-3내지 10-4cm/sec의 수평투수성과 약간의 미세한 토양을 갖는 모래나 자갈)일 경우 적용할 수 있다. 다수의 트렌치 드레인(17)은 부지를 바람직한 깊이까지 파낸 후 설치된다. 도 6B에 자세히 나타낸 바와 같이, 트렌치 드레인은 트렌치(19), 자갈채움(20, gravel fill), 자갈을 덮은 토목섬유(14), 트렌치바닥가까이 설치한 유공배수관(13)으로 이루어진다. 트렌치 깊이는 대체로 0.6 내지 1.2m이며, 트렌치 폭은 대체로 0.6m이다. 인접한 트렌치사이에 모이는 침출수수위(21)가 대수층(11)에서의 피압수위보다 높아지지 않게 하기 위하여 현장지층의 투수성에 따라 트렌치 드레인 간격은 대체로 30 내지 60m이다. 저투수성지층에서는 보다 좁은 간격이 이용된다. 트렌치 드레인내의 배수관(13)은 본관(15)을 거쳐 집수정(3)에 연결된다. 트렌치 드레인은 굴착된 토사(18)로 덮일 수 있다.
도 7은, 배수층(12)으로 덮인 다수의 트렌치 드레인(17)으로 구성된 결합방법을 나타낸다. 이 방법은 최상부 지층의 투수성이 충분하지 않는(10-5cm/sec또는 더 낮은 수평투수성) 경우에 적용할 수 있다. 배수층은 굵은 모래 또는 자갈과 같은 외부에서 반입된 투수성 재료로 형성된다. 반입재료의 비용을 줄이기 위해, 이 배수층은 각 트렌치 드레인과 연결될 때 T-형태로 설치될 수 있다. 트렌치 드레인내의 배수관은 본관(15)을 거쳐 집수정(3)에 연결된다.
트렌치 드레인 또는 배수층내의 유공배수관은, 최상부 지층에서 계절적으로 낮은 수위 및 배수조아래 지층에서의 피압수위보다 적어도 1m아래에 있어야 한다. 이 수위차이는 지역적 지하수 지질조건에 따라 조절된다. 배수관 재료는 HDPE(고밀도 폴리에틸렌) 또는 침출수에 의한 분해(degradation)에 대하여 저항력이 있는 유사한 재료이어야 한다. 또한, 배수관은 충분한 두께를 가져야 한다. 어떤 배수관은 30cm에 이르는 넓은 직경을 가져야 하며 청소용 도구(cleaning tools)를 사용할 수 있도록 삽입구(cleanout ports)를 갖추어야 한다.
도 8은 배수층내에 트렌치 드레인 또는 배수관의 전형적인 배치를 나타낸다. 평행한 배수관(22A)은 동일한 간격으로 설치된다. 본관(15)외에, 이 평행 배수관들은 100 내지 200m마다 연결 배수관(lateral drains, 22B)으로 연결되어야 한다. 이 연결배수관들은 평행 배수관의 부분들이 막힘, 터짐 또는 이음매 분리등으로 인해 무용하게 될 경우 우회흐름을 가능하게 한다.
배수조가 설치되면, 배수조를 충분한 두께의 토사로 덮어야 하고, 따라서 쓰레기의 대부분, 바람직하게는 모든 쓰레기가 최상부 지층에서의 원 수면보다 적어도 1m 정도 높게 매립되도록 하여야 한다. 이러한 분리는 폐쇄된 매립지가 더 이상 침출수를 발생하지 않을 때 배수조로부터 나오는 물의 양수 및 처리를 종결하는데 필요하다. 복토재는 배수조로의 침출수의 자유로운 흐름을 방해해서는 안된다. 도 5 및 도 6에서 최상부 지층은 충분한 투수성을 가지며 배수조를 덮는데 사용될 수 있다. 최상부 지층이 충분한 투수성을 가지지 않는 도 7에서는, 침출수가 트렌치 드레인내의 배수관으로 자유로이 흐르게 하기 위하여 배수층이 필요하다.
배수조내에 설치된 모든 배수관은 집수정에 연결되어, 배수조로부터의 침출수/지하수 혼합물이 집수정으로 흐르도록 해준다. 침출수/지하수 혼합물은 처리를 위해 집수정으로부터 양수된다. 집수정으로부터의 양수는 집수정내에서의 수위를 낮추고, 흐름을 배수조로부터 집수정으로 유도하여, 배수조내 침출수수위)를 낮추고, 이어 흐름을 주변영역으로부터 배수영역(drainage zone)으로 유도한다. 이 배수조작동은 또한 도 6B에서 낮아진 수위(21)로 표시된 바와 같이, 침출수가 매립지아래에 누적되지 않게 한다. 배수조내의 배수관은 지하수아래에 있기 때문에, 물의 자유로운 흐름을 위해 정(+)구배(positive slope)를 필요로 하지 않는다.
역류상태를 만드는 전형적인 방법
역류상태는 현장의 지하수 지질조건을 이용하여 수면 또는 물흐름방향을 조절함으로써 형성된다. 따라서, 본 발명의 바람직한 실시예는 현장의 지하수 지질조건에 좌우된다.
대수층/차수지층 배치- 도 9는 지하수 부존지층(6)(이 경우 대수층(11A)), 차수지층(10) 및 또 다른 대수층(11B)이 아래에 존재하는 본 발명의 바람직한 실시예를 나타낸다. 이러한 현장조건에서, 대수층(11B)에서의 피압수위는 일반적으로 최상부 지층(6)에서의 수위(24)와 거의 같거나 약간 높다. 차수벽(1)은 매립지 전 영역을 둘러싸고, 차수지층(10)에 고정되어, 차단영역을 구획한다. 배수조(2)는 최상부 지층(6)에서의 지하수면 및 대수층(11B)의 피압수수위(25)아래에 설치된다. 흐름성분(7)은 쓰레기(도시하지 않았지만, 도 4에 나타낸 쓰레기층(50)과 유사함)로부터 배수조로 흐르는 침출수흐름이다. 침출수와 지하수 혼합물은 집수정(3)으로 보내어진다. 집수정(3)으로부터 침출수와 지하수 혼합물을 양수하면 배수조내의 침출수수위는 "23"으로 표시된 높이까지 낮아진다. 이에 응하여, 차수벽바깥의 지하수는 차수벽(1)을 통하여 배수조로 흐르고(흐름성분(8)), 대수층(11B)내의 지하수는 차수지층(10)을 통과하여 배수조를 향하여 위쪽으로 흐른다(흐름성분(9)). 그 결과는, 모든 주변영역으로부터의 지하수는 배수조로 흐르는 것이다. 저투수성 차수벽(1)과 차수지층(10)은 처리를 요하는 물의 양(water volume)을 줄이고, 역류상태를 유지하며, 만일 양수작용이 정지되거나 지하수수위(24)에 급격한 강하가 발생할 경우에도, 침출수가 차단영역으로부터 방출되지 않게 한다. 본 실시예의 건설순서(construction steps)는 부지표면 조성(site surface preparation), 매립지주변의 차수벽설치, 지하수면아래의 배수조 영역의 굴착, 배수층 방법 또는 트렌치 드레인 방법을 이용하는 배수조설치, 집수정/펌프 및 관로설치 및 계절적 고수위(high water level)위로 최상부 지층(6)의 뒷채움(backfilling)을 포함한다. 운영시, 쓰레기(도시하지 않음)는 뒷채움영역(backfilled area)위에 놓임에 따라 모든 쓰레기는 계절적 고수위보다 위에 매립될 것이다.
차수지층/대수층의 경우- 도 10은 최상부 지하수 부존지층(6)이 차수지층(10)이며, 그 아래에 대수층(11)이 존재하는 부지를 위한 본 발명의 바람직한 실시예를 나타낸다. 이러한 상태에서, 대수층(11)의 피압수위(25)는 최상부 지하수 부존지층(6)내에서의 수면(24)과 거의 같거나 약간 낮다. 바람직하게, 차수벽은 배수조(2)바닥보다 최소 2m 아래에 차수지층(10)내로 설치된다. 배수조(2)는 최상부 지층(6)내의 지하수면(24)와 대수층(11)내에서의 피압수 수위(25)아래에 설치된다. 흐름성분(7)은 쓰레기(도시하지 않음)로부터 배수조로 흐르는 침출수흐름이다. 침출수와 지하수 혼합물을 집수정(3)으로 보내진다. 집수정으로부터 침출수와 지하수 혼합물을 양수함으로써 배수조에서의 침출수수위를 침출수수위(23)로 나타낸 것과 같이 낮춘다. 이에 응하여, 차수벽 바깥쪽의 지하수는 차수벽(2)을 통과하여 또는 차수벽을 끝으로 우회하여 배수조(흐름성분(8))를 향하여 흐르고, 대수층(11)내에서 지하수는 차수지층(10)을 통하여 배수조를 향하여 흐른다(흐름성분(9)). 그 결과, 주변영역으로부터의 지하수는 배수조로 흐른다. 저투수성 차수벽(1)과 차수지층(10)은 처리를 요하는 물의 양을 줄이고, 역류상태를 유지하며, 침출수가 차단영역으로부터 방출되지 않게 한다. 본 실시예의 설치단계는 부지표면조성, 매립지주변의 차수벽설치, 지하수면아래의 배수조영역의 굴착, 결합방법을 이용하는 배수조의 설치 및 집수정/펌프 및 이송관로의 설치를 포함한다. 운영시, 쓰레기(도시하지 않음)는 배수조의 배수층위에 매립되므로 모든 쓰레기가 계절적 고수위보다 위에 매립될 것이다.
계곡매립의 경우(valley fill setting)
산간지역에서는, 매립지가 종종 계곡매립으로 만들어진다. 만일 계곡(valley)과 주위 언덕 아래에 저투수성 지층이 존재하고, 수면(즉, 지하수수위)(26)이 상대적으로 얕고, 계곡이 (지하수가 개울로 흐르는) 증가개울(gaining stream)(48)에 의해 배수된다면, 본 발명은 도 11A에 도시된 이러한 경우에 적용될 수 있다. 지하수능선(groundwater ridge, 27)은 침출수의 수평이동에 대한 자연 차수벽(barrier)을 형성한다. 지하수는 능선에서 계곡 저지대(40)쪽으로 흐르고, 지하수수위(26)는 지대에 따라 다르다. 특히, 지하수수위(26)는 통상 계곡경사(41A 및 41B)의 지형선을 따른다. 개울바닥(stream bottom)아래의 지하수는 위로 흘러 개울에 의해 배수된다. 이 흐름은 지하수 유선(28)으로 도시되어 있다. 매립지 운영중 및 후에, (증가개울의 특성인)이러한 흐름을 유지함으로써, 본 발명의 배수조와 역류방법을 이용하여 침출수를 차단할 수 있다. 만일 흐름방향을 인위적으로 증가개울로 변형시킬 수 있다면, 본 발명은 또한 (지하수가 하향되어 흐르는) 감소개울(losing stream)에도 적용될 수 있다.
도 11B는 본 발명 시스템이 구현된 계곡의 사시도이다. 더욱 상세하게는, 지하수 능선(27A 및 27B)은 어떠한 침출수도 계곡안쪽으로 흐르도록 유도한다. 이러한 지하수 능선으로부터 계곡바닥(45)까지 계곡경사는 내리막이고, 계곡바닥을 따라 개울(48)이 흐른다. 계곡바닥(45)은 계곡 저지대의 최저지대를 따르는 중심선이다. 본 발명은 도 11B에 중심선으로 도시된 계곡바닥(45)을 따라 배치된 최소한 하나의 바닥 트렌치 드레인(bottom trench drain)(43)을 포함한 계곡 저지대(40)내의 다수의 트렌치 드레인(17)의 설치를 포함한다. 도 12에 더 상세히 도시된 바와 같이, 트렌치 드레인위에 배수층(12)이 놓인다. 가능한한 트렌치 드레인의 깊이는 지하수수위아래의 지점까지 연장되는 것이 중요하다. 차수벽(1)은 아래로는 저투수성 지층내로 연장되고, 계곡 저지대(40)를 가로질러 각 계곡 경사지대쪽으로 또는 경사지대내로 연장되며, 차단영역(46)에서의 쓰레기와 물사이의 접촉에 의해 발생된 침출수를 차단하기에 충분한 지점까지 연장된다. 본 분야에서의 기술자는 지하수수위(26), 유선(28) 및 기타 지역적인 지하수 지질조건에 따라 차수벽이 어느 정도로 연장되어야 하는지를 쉽게 결정할 수 있다. 차수벽쪽의 트렌치 드레인(17)은 차수벽(1)내측에 인접해 있다. 앞에서와 마찬가지로, 배수관이 트렌치 드레인 각각에 설치된다. 하나의 계곡바닥 지하수주입 트렌치(valley bottom recharge trench)(29C)는 차수벽(1)외측에 인접되게 배치되어 있다. 또한, 능선부 지하수주입 트렌치(ridge recharge trench)(29A 및 29B)는 지하수능선(27A 및 27B)내측의 계곡 경사지의 가장 높은 곳에 각각 설치된다.
도 12는 도 11에 도시된 바람직한 실시예의 단면을 도시한 것이다. 차수지층의 경우와 같이 배수조는 결합방법을 이용하여 설치된다. 계곡바닥을 포함한 계곡 저지대의 일부에 (이 위치에서 지하수수위인) 개울수위(stream water level)아래로, 바람직하게는 최소 2m 굴착하고, 또한 계곡경사(41A 및 41B)의 저지대들도 지하수면과 교차되도록 굴착한다. 계곡경사의 저지대들에서의 굴착정도는 여러 요인들중 지하수 흐름방향에 따라 결정된다. 배수층(12) 및 다수의 트렌치 드레인들(17)이 이러한 굴착지역에 설치된다. 계곡 저지대아래의 상향흐름(9)을 유지하기 위하여, 침출수가 계곡 저지대위에 누적되지 않도록 하여야 한다. 배수층(12)은 침출수 흐름(7)을 차단하여 트렌치 드레인(17)쪽으로 유도하여 침출수가 누적되지 않도록 한다. 지하수 능선유지에 도움이 되도록 능선부 치하수주입 트렌치(ridge recharge trenches)(29A 및 29B)는 매립지 경계 또는 능선(즉, 각각 계곡경사면(41A 및 41B)의 최고지점)에 설치된다. 능선부 지하수주입 트렌치(29A 및 29B)는 일반 트렌치 드레인(17)과 유사하지만 물을 배수하기보다는 트렌치내로 주입하기 위하여 이용된다.
계곡경사면(41A 및 41B)에 걸쳐서, 배수층이 수면위에 있으므로 침출수를 100%회수할 수 없다. 그 결과, 침출수 일부는 얕은 지하수면에 도달하여 지하수에 혼합되게 마련이다. 이 지하수는 계곡바닥(45)(흐름성분8)으로 흘러 트렌치 드레인(43) 및 트렌치 드레인(17)에 수집된다. 이것이 트렌치 드레인(17)이 본래(original)의 지하수면아래까지 연장되어야 하는 이유이다. 수면이 낮아지면, 깨끗한 물(처리된 침출수 또는 계곡외부에서 끌어올린 지하수)이 지하수주입 트렌치(29A 및 29B)에 주입되어 차수벽역할을 하는 지하수능선(27)을 유지하고, 능선(27)으로부터 계곡바닥(45)으로 물을 흘려 보내게 한다. 매립지아래에 저투수성지층이 있으므로, 지하수주입에 필요한 유량은 크지 않을 것이다. 도 13에 도시된 바와 같이, 차수벽(1)이 계곡 저지대(40)를 가로질러 설치되어 있어, 매립지 최하류부에서 역류상태를 만든다. 차수벽쪽의 트렌치 드레인(17)은 차수벽(1)내측의 수위(23)를 차수벽외측의 수위(24)보다 낮도록 유지한다. 또한 계곡 저지대 지하수주입 트렌치(29C)는 차수벽외측의 수위(24)를 차수벽내측의 수위보다 높게 유지한다. 이렇게 하여 매립지 최하류부에서 요구되는 역류상태(8)가 만들어진다.
제1 실시예에서와 같이, 토사로 지하수수위보다 높게 배수싱크를 덮어준다. 쓰레기는 토사층위에 매립되므로 모든 또는 거의 모든 쓰레기가 지하수수위보다 위에 매립되는 것이다.
본 발명의 시스템은 하나 또는 둘(또는 그 이상)의 계곡경사지와 계곡 저지대를 따라 하나 또는 둘(또는 그 이상)의 최하류부를 가진 "계곡"에 이용될 수 있다. 이 때에 본 시스템은 최하류부의 모든 지점이 차수벽내에 있도록, 그리고 차수벽은 매립지로부터의 침출수흐름을 포착할 수 있는 지점까지 연장되도록 배열되기만 하면 된다. 단지 하나의 경사만이 있는 상황은 통상 "경사매립"으로 알려져있지만 여기에서 사용된 "계곡"이란 용어는 이러한 결합을 모두 포함하는 것이다.
본 발명의 시스템 및 방법은 원래 자유수면(original surface water level)을 가진 원래 얕은 수역(water body)이였던 지역에도 이용될 수 있다. 이 실시예에서는, 지하면은 채움(filling)으로 수위보다 올라오고, 원자유수면은 지하수수위가 된다. 상기와 같이, 배수조는 이 지하수수위의 아래에 설치된다.
역류상태를 일으키는 특별한 방법
역류상태를 일으키기 위해서, 배수조로부터 침출수를 제거함으로써 차수벽내측의 지하수면을 낮춘다. 자연적인 지질구조(natural geologic setting)가 배수조의 설치 및 역류상태의 발생에 이상이 아닌 경우가 종종 있다. 또한, 이상기후상태로 인해 장기간의 운영중 부지의 지하수 상태가 교란될 수도 있다. 이러한 경우, 역류상태는 추가적인 수단에 의해 만들어질 수 있다.
지하수주입차수벽- 최상부 지층내에서 역류상태를 유지하기 위해서는, 차수벽외측의 수위가 차수벽내측의 수위보다 높아야 한다. 이 조건은 통상 배수조에서의 침출수수위를 낮춤으로써 만들어진다. 최상부 지층내의 지하수 층(water layer)이 너무 낮아 배수조를 지하수면 훨씬 아래에 설치할 수 없을 경우, 역류상태는 배수조로부터의 침출수의 제거에 의해서만 만들어질 수 없다. 이 경우, 역류상태는 도 14에 도시된 바와 같이 차수벽외측의 수위를 높임으로써 만들어질 수 있다. 제2 차수벽(1B)을 제1 차수벽(1A)의 외측으로 매립지주위에 설치함으로써 지하수주입 트렌치(29)가 설치된다. 이 실시예에 의해, 필요에 따라 수원(47)으로부터 지하수주입 트렌치(29)로 깨끗한 물을 공급함으로써, 두 벽사이의 지하수주입 트렌치(29)에서의 수위(30)가 차단영역내에서의 수위(23A)보다 높게 유지될 수 있고, 역류상태(8)가 만들어진다. 대수층(11)으로부터의 흐름성분(9)과 함께, 이 역류조건은 배수조내에 침출수수위를 23B로 높여서, 침출수와 지하수의 혼합물의 회수가 가능하도록 한다. 정상적으로 운영하는 동안 잠수역류조에 대하여, 차수벽외측의 수위가 가뭄 또는 다른 지하수 지질변화에 의해 예상외로 너무 많이 낮아질 수 있다. 이 경우에, 역류상태는 이 방법을 사용하여 회복될 수 있다. 일시적인 조치로 지하수주입 트렌치(29)만이 사용될 수도 있다. 지하수주입 트렌치만의 사용은 제2 차수벽의 비용을 절약하기는 하지만 그 대신에 수원(47)으로부터 깨끗한 물의 주입이 더 많이 필요할 것이다.
지하수주입정(injection well) - 도 15는 지하수주입정방법을 표시한다. 대수층(11)내에서 피압수위가 역류(9)를 유도하기에 충분히 높지 않을 경우, 지하수주입정을 이용하여 대수층(11) 내에서의 피압수위를 올릴 수 있다. 이 방법에서는, 수원(47)으로부터 깨끗한 물이 지하수주입정(31)을 통하여 대수층(11)으로 주입된다. 원래의 피압수위(25A)는 새로운 수위(25B)로 상승된다. 대수층(11)내에서 이러한 높은 피압수위를 유지하기 위해서, 차수벽(1)은 대수층(11)을 완전히 통과하여야 하며, 최상 차수지층(10A)아래에 있는 대수층(11)아래 제2차수지층(10B)에 고정되어야 한다. 따라서, 지하수주입정방법은 제2차수지층(10B)이 너무 깊어서 차수벽을 경제적으로 설치할 수 없는 부지에서는 이용될 수 없다.
진공 흡입- 역류상태를 유도하는 또다른 방법은 도 16에 도시된 바와 같이 배수조를 진공으로 만드는 것이다. 이 방법은 차수벽외측의 수위와 대수층(11)에서의 피압수위가 모두 너무 낮아져 역류상태를 유지할 수 없을 때 이용될 수 있다. 큰 진공펌프(32)를 집수정(3)에 연결하여, 배수조내의 지하수면위에 가해지는 대기압을 낮춘다. 진공의 영향으로, 배수조내의 원수위(23A)가 수위(23B)로 낮아져 역류상태를 만든다. 이 방법은 불투수성복토로 매립지를 폐쇄한 후에 효과적이다.
유량을 줄이는 방법
바닥차수 시스템에서는 침출수만이 회수되고 처리된다. 본 발명에서는, 지하수의 상당한 양이 배수조로 흘러 침출수와 혼합된 후 회수·처리된다. 차수벽은 충분히 낮은 투수성을 가지도록 구성되며 총흐름 단면적이 크지 않기 때문에 차수벽을 통과하는 지하수유량은 크지 않다. 바닥 차수층(즉, 차수지층, 합성층, 시공된 점토층중의 하나)의 투수성에 따라, 흐름단면적(흐름면적이 매립지면적과 동일함)으로 인해, 바닥 차수층을 통과하는 지하수 유량이 꽤 클 수도 있다. 큰 부피의 물을 양수 및 처리하는 것은 침출수 처리비용을 증가시킬 것이므로, 유량은 가능하면 최소화 되어야 한다. 배수조로의 유량은 다음의 방법중의 하나 또는 그 이상에 의해 감소시킬 수 있다.
간헐적인 양수- 연속적인 양수는 고정된 유량을 유지한다. 간헐적인 양수는 전체적인 유량을 감소시킬 수 있다. 간헐적인 양수에서, 배수조내의 침출수수위는 평형수위(equilibrium level)에 가깝게 회복될 수 있다. 이러한 회복이 이루어지는 동안 유량은 다음의 양수주기가 시작될 때까지 점차로 감소한다.
인공 바닥 차수층- 만일 배수조 아래의 차수지층의 투수성이 충분히 작지 않으면, 저투수성의 차수층을 배수조 아래에 설치할 수도 있다. 바닥 차수 재료는 조밀한 점토, 벤토나이트 층, 토양-벤토나이트 혼합물 또는 차수막을 포함할 수 있다.
구획된 배수조- 만일 단 하나의 연속 배수조가 매립지 전체에 이용된다면, 지하수도 또한 배수조의 전체면적을 통과하여 흐르게 된다. 배수조를 여러 구획으로 분할하는 것은 차수지층을 통과하는 유량을 감소시킬 수 있다. 도 17에서, 내부 차수벽(33)은 매립지 전면적을 다섯 개의 구획으로 분할한다. 구획 A의 매립지가 운영중일 동안, 지하수 회수 및 처리는 구획 A에 대해서만 필요하다. 구획 B가 운영될 때까지는, 구획 A 매립지는 최종복토로 폐쇄되고, 구획 A로부터의 침출수발생은 줄어든다. 구획 C가 운영될 때가지는, 구획 A로부터 침출수발생은 줄어들 것이며, 구획 A는 더 이상 양수를 필요로 하지 않는다. 이로써, 양수율은 상당히 감소될 수 있다. 일반적으로, 어느 때나 모든 구획들보다 적은 수의 구획들로부터 침출수/지하수 혼합물을 회수 및 제거하는 것은 차수지층을 통과하는 지하수의 유량을 감소시킬 것이다.
비록 몇몇 특정 실시예에 관하여 기술되고 묘사되어 있지만, 본 발명은 이에 국한되는 것은 아니다. 예를 들면, 몇몇 특정의 결합만이 여기에 기술되어 있다고 할 지라도 본 발명은 지층의 어떠한 구성에도 적용될 수 있다. 또한, 특허청구의 범위 및 그에 상당한 범위내에서 그리고 본 발명의 사상으로부터 벗어나지 않고 여러 변형이 구체적으로 있을 것이다.

Claims (25)

  1. 바닥 차수층과 함께 지하수수위의 아래에 배치된 잠수배수조를 차단하기 위하여 상기 바닥 차수층내로 연장된 주변 차수벽을 설치하는 단계와 ;
    상기 배수조내에 침출수수위를 가지는 침출수와 지하수의 혼합물을 형성하기 위하여 상기 배수조내에서 침출수 및 지하수를 혼합시키도록 하는 단계와 ;
    상기 배수조내에서 침출수수위를, (a) 상기 차수벽 외측의 지하수수위 아래, 그리고 (b) 상기 배수조아래의 피압수위아래, 의 수준(level)까지 낮추기 위하여, 상기 배수조로부터 상기 혼합물을 수집하고 제거함으로써, 주변영역으로부터 상기 배수조방향으로의 흐름방향을 유도하는 단계와 ;
    지하수수위보다 높은 수준까지 토사의 상부를 연장하기 위하여 상당한 양의 토사로 상기 배수조를 덮는 단계와 ; 그리고
    상기 토사 상부에 쓰레기를 적치함으로써 상기 모든 쓰레기가 지하수수위보다 높게 적치되도록 하는 단계 ;
    로 구성된, 지하수수위 및 저투수성 물질의 바닥 차수층을 가진 쓰레기 관리영역의 쓰레기 관리시설로부터 침출수를 차단하고 회수하는 방법.
  2. 제1항에 있어서, 상기 배수조로부터의 상기 혼합물의 수집과 제거가,
    상기 혼합물을 수집하기 위해 상기 배수조의 바닥에 다수의 유공배수관을 설치하는 단계와 ;
    상기 다수의 유공배수관을 최소한 하나의 본관에 연결시키는 단계와 ;
    상기 다수의 유공배수관 및 상기 최소한 하나의 본관을 통하여 상기 배수조로부터 상기 혼합물을 양수하는 단계 ;
    를 포함하는, 지하수수위 및 저투수성 물질의 바닥 차수층을 가진 쓰레기 관리영역의 쓰레기 관리시설로부터 침출수를 차단하고 회수하는 방법.
  3. 제 1 항에 있어서, 쓰레기 관리영역이 최상 차수지층 및 최상 차수지층 아래에 놓인 최상 비차수지층에서 선택된 최상부 지하수 부존 지층을 포함하고 ;
    상기 바닥 차수층이 상기 최상 차수지층이며 ;
    상기 주변차수벽을 제공하는 단계가, 상기 최상 차수지층으로 상기 잠수배수조를 차단하고 상기 최상 차수지층으로 하나의 차단영역을 구획하기 위하여 상기 주변 차수벽을 최상 차수지층내로 연장하는 것을 포함하고 ; 그리고
    상기 흐름방향을 유도하는 단계가, (a) 상기 차수벽 외측의 상기 최상 지하수 부존 지층으로부터 상기 배수조방향으로, 그리고 (b) 상기 배수조아래 영역으로부터 상기 배수조방향으로, 흐름방향을 유도하는 것 ;
    을 포함하는, 지하수수위 및 저투수성 물질의 바닥 차수층을 가진 쓰레기 관리영역의 쓰레기 관리시설로부터 침출수를 차단하고 회수하는 방법.
  4. 제 3 항에 있어서, 상기 최상 지하수 부존 지층이 상기 최상 차수지층이고 ;
    쓰레기 관리영역이 상기 최상 차수지층 바로 아래에 위치한 대수층도 포함하며 ; 그리고
    흐름방향이, (a) 상기 차수벽 외측의 상기 최상 지하수 부존 지층으로부터 상기 배수조방향으로, 그리고 (b) 상기 대수층으로부터 상기 배수조방향으로, 유도하는 것 ;
    을 포함하는, 지하수수위 및 저투수성 물질의 바닥 차수층을 가진 쓰레기 관리영역의 쓰레기 관리시설로부터 침출수를 차단하고 회수하는 방법.
  5. 제 4 항에 있어서, 상기 흐름방향을 유도하는 단계가,
    상기 차수벽을 상기 대수층 아래의 깊이까지 연장단계와 ; 그리고
    상기 대수층의 피압수위를 상기 배수조내의 침출수수위보다 높게 유지하기 위해 상기 차수벽 내측의 상기 대수층으로 물을 주입하는 단계 ;
    를 포함하는, 지하수수위 및 저투수성 물질의 바닥 차수층을 가진 쓰레기 관리영역의 쓰레기 관리시설로부터 침출수를 차단하고 회수하는 방법.
  6. 제 1 항에 있어서, 상기 흐름방향을 유도하는 단계가,
    하나의 수위를 가진 지하수주입 트렌치를 구획하기 위하여 상기 제1 차수벽의 외측으로 제2 차수벽을 설치하는 단계와 ; 그리고
    상기 수위를 상기 배수조내의 침출수수위보다 높게 유지하기 위하여 상기 지하수주입 트렌치로 물을 간헐적으로 공급하는 단계 ;
    를 포함하는, 지하수수위 및 저투수성 물질의 바닥 차수층을 가진 쓰레기 관리영역의 쓰레기 관리시설로부터 침출수를 차단하고 회수하는 방법.
  7. 제 1 항에 있어서, 상기 흐름방향을 유도하는 단계가, 상기 배수조를 진공흡입하는 것을 포함하는, 지하수수위 및 저투수성 물질의 바닥 차수층을 가진 쓰레기 관리영역의 쓰레기 관리시설로부터 침출수를 차단하고 회수하는 방법.
  8. 제 1 항에 있어서, 상기 배수조방향으로의 흐름을 최소화하는 것을 포함하는, 지하수수위 및 저투수성 물질의 바닥 차수층을 가진 쓰레기 관리영역의 쓰레기 관리시설로부터 침출수를 차단하고 회수하는 방법.
  9. 제 8 항에 있어서, 상기 배수조방향으로의 흐름을 최소화하는 단계가, 상기 차수벽에 저투수성 물질을 이용하는 것을 포함하는, 지하수수위 및 저투수성 물질의 바닥 차수층을 가진 쓰레기 관리영역의 쓰레기 관리시설로부터 침출수를 차단하고 회수하는 방법.
  10. 제 8 항에 있어서, 상기 배수조방향으로의 흐름을 최소화하는 단계가, 상기 배수조로부터 혼합물을 간헐적으로 제거하는 것을 포함하여 구성된, 지하수수위 및 저투수성 물질의 바닥 차수층을 가진 쓰레기 관리영역의 쓰레기 관리시설로부터 침출수를 차단하고 회수하는 방법.
  11. 제8항에 있어서, 상기 바닥층이, 합성층 또는 시공된 저투수성 토양층이고,
    상기 배수조쪽으로의 흐름을 최소화하는 단계가, 상기 배수조 아래에 상기 합성층 또는 상기 시공된 저투수성 토양층을 제공하는 것,
    을 포함하여 구성된, 지하수수위 및 저투수성 물질의 바닥 차수층을 가진 쓰레기 관리영역의 쓰레기 관리시설로부터 침출수를 차단하고 회수하는 방법.
  12. 제8항에 있어서, 상기 배수조쪽으로의 흐름을 최소화하는 단계가,
    쓰레기 관리영역을 최소한 하나의 내부차수벽으로 다수의 구획들로 분할하는 단계와 ;
    매립지를 상기 구획상에 연속적으로 배치하는 단계와 ; 그리고
    상기 다수의 전 구획들보다 적은 수의 구획들로부터 상기 혼합물을 양수하고 제거하는 단계 ;
    를 포함하여 구성된, 지하수수위 및 저투수성 물질의 바닥 차수층을 가진 쓰레기 관리영역의 쓰레기 관리시설로부터 침출수를 차단하고 회수하는 방법.
  13. 제1항에 있어서, 쓰레기 관리영역이 최초에는 원래 자유수면을 가진 얕은 수역이고, 상기 방법이 상기 얕은 수역을 먼저 간척하여 쓰레기 관리시설을 건설후 원래의 자유수면이 지하수수위로 되도록 하는 것,
    을 포함하여 구성된, 지하수수위 및 저투수성 물질의 바닥 차수층을 가진 쓰레기 관리영역의 쓰레기 관리시설로부터 침출수를 차단하고 회수하는 방법.
  14. 바닥 차수층과 함께 지하수수위 아래에 배치된 잠수배수조를 차단하기 위하여 상기 바닥 차수층내로 연장된 주변 차수벽과 ;
    상기 배수조의 침출수수위를, (a) 상기 차수벽외측의 지하수수위아래 ; 그리고 (b) 상기 배수조 아래의 피압수위 아래, 의 수준까지 낮추기 위하여 상기 배수조로부터 상기 혼합물을 수집하고 제거하는 수단, 을 포함하여 구성된, 주변영역으로부터 상기 배수조 방향으로의 흐름방향을 유도하기 위한 수단과 ;
    지하수수위 보다 높은 수준까지 대지물질의 상부를 연장하기 위하여 상기 배수조를 커버한 상당한 양의 토사층과 ; 그리고
    상기 모든 쓰레기가 지하수수위 보다 높게 적치되어지도록 상기 대지물질층 상부에 배치된 쓰레기층 ;
    을 포함하여 구성된, 지하수수위 및 저투수성 물질의 바닥 차수층을 가진 쓰레기 관리영역의 침출수를 차단하고 회수하기 위한 쓰레기 관리시설.
  15. 제14항에 있어서, 상기 배수조로부터 상기 혼합물의 수집과 제거를 위한 수단이,
    상기 혼합물을 수집하기 위한 상기 배수조바닥에서의 다수의 유공 배수관과;
    상기 다수의 배수관에 연결된 최소한 하나의 본관과 ; 그리고
    상기 다수의 배수관 및 상기 최소한 하나의 본관을 통하여 상기 혼합물을 양수하기 위한 양수기 ;
    를 포함하는, 지하수수위 및 저투수성 물질의 바닥 차수층을 가진 쓰레기 관리영역의 침출수를 차단하고 회수하기 위한 쓰레기 관리시설.
  16. 제14항에 있어서, 상기 흐름방향을 유도하기 위한 상기 수단이, 수위를 가진 지하수주입 트렌치를 구획하기 위하여 상기 제1 차수벽의 외측으로 설치된 제2 차수벽과 ;
    그리고 상기 수위를 상기 배수조내의 침출수수위보다 높게 유지하기 위하여 상기 지하수주입 트렌치로 물을 공급하기 위한 양수기 ;
    를 더욱 포함하여 구성된, 지하수수위 및 저투수성 물질의 바닥 차수층을 가진 쓰레기 관리영역의 침출수를 차단하고 회수하기 위한 쓰레기 관리시설.
  17. 제14항에 있어서, 쓰레기 관리영역이, 최상 차수지층 및 최상 차수지층 아래에 놓인 최상 비차수지층에서 선택된 최상 지하수 부존지층을 포함하고 ;
    상기 바닥 차수층이 상기 최상 차수지층이며 ;
    상기 최상 차수지층과 함께 상기 잠수배수조를 차단하고 상기 최상 차수지층과 함께 차단영역을 구획하기 위하여 상기 차수벽이 상기 최상 차수지층내로 연장되고 ; 그리고
    상기 흐름방향이, (a) 상기 치수벽 외측의 상기 최상 지하수 부존 지층으로부터 상기 배수조방향으로, 그리고 (b) 상기 배수조 아래의 영역으로부터 상기 배수조방향으로, 유도되는 것,
    을 포함하는, 지하수수위 및 저투수성 물질의 바닥 차수층을 가진 쓰레기 관리영역의 침출수를 차단하고 회수하기 위한 쓰레기 관리시설.
  18. 제17항에 있어서, 상기 최상 지하수 부존 지층이 상기 최상 차수지층이고 ;
    쓰레기 관리영역이 상기 최상 차수지층 바로 아래에 위치한 대수층을 더욱 포함하며 ; 그리고
    상기 흐름방향이, (a) 상기 차수벽 외측의 상기 최상 지하수 부존 지층으로부터 상기 배수조방향으로, 그리고 (b) 상기 대수층으로부터 상기 배수조방향으로 유도되는 것,
    을 포함하는, 지하수수위 및 저투수성 물질의 바닥 차수층을 가진 쓰레기 관리영역의 침출수를 차단하고 회수하기 위한 쓰레기 관리시설.
  19. 제18항에 있어서, 상기 차수벽이, 상기 대수층 아래의 깊이까지 연장되고;
    상기 흐름방향을 유도하기 위한 상기 수단이, 상기 대수층의 피압수위를 상기 배수조내의 침출수수위보다 높게 유지하기 위하여 상기 차수벽 내측의 상기 대수층으로 물을 주입하기 위한 다수의 주입정,
    을 포함하는, 지하수수위 및 저투수성 물질의 바닥 차수층을 가진 쓰레기 관리영역의 침출수를 차단하고 회수하기 위한 쓰레기 관리시설.
  20. 제14항에 있어서, 상기 흐름방향을 유도하기 위한 상기 수단이, 상기 배수조에서의 수압을 낮추기 위한 진공펌프를 포함하여 구성된, 지하수수위 및 저투수성 물질의 바닥차수벽을 가진 쓰레기 관리영역의 침출수를 차단하고 회수하기 위한 쓰레기 관리시설.
  21. 제14항에 있어서, 상기 차수벽이, 상기 배수조쪽으로의 흐름을 최소화하기 위하여 저투수성 물질로 만들어진, 지하수수위 및 저투수성 물질의 바닥 차수층을 가진 쓰레기 관리영역의 침출수를 차단하고 회수하기 위한 쓰레기 관리시설.
  22. 제14항에 있어서, 상기 바닥차수벽이, 상기 배수조쪽으로의 흐름을 최소화하기 위하여 합성층 또는 시공된 저투수성 토양층인, 지하수수위 및 저투수성 물질의 바닥 차수층을 가진 쓰레기 관리영역의 침출수를 차단하고 회수하기 위한 쓰레기 관리시설.
  23. 제14항에 있어서, 상기 쓰레기 관리영역을 다수의 구획들로 분할하는 최소한 하나의 내부차수벽을 더 포함하여 구성된, 지하수수위 및 저투수성 물질의 바닥 차수층을 가진 쓰레기 관리영역의 침출수를 차단하고 회수하기 위한 쓰레기 관리시설.
  24. 지형적인 능선을 따르는 지하수능선과 계곡 저지대 및 저투수성지층내로 연장되며 침출수와 지하수혼합물을 차단하기에 충분한 길이로 연장되고 쓰레기 관리영역의 최하류부에서 계곡 저지대를 가로질러 설치된 차수벽에 의해 구획된 차단영역내에서 침출수와 지하수의 혼합물을 형성하기 위하여 침출수와 지하수를 혼합시키도록 하는 단계와 ;
    배수층 및 상기 계곡바닥에 배치된 바닥트렌치 드레인과 상기 차수벽내측에 인접하여 배치된 차수벽트렌치 드레인을 포함하고, 각각의 트렌치 드레인이 배수관을 가지며 지하수수위 아래 배치되는 상기 계곡 저지대에서의 다수 트렌치 드레인으로 구성된 배수조 설치단계와 ;
    상기 차수벽외측에 인접한 계곡바닥 지하수 주입 트렌치의 설치 단계와 ;
    최소한 하나의 계곡경사지대의 상부 및 지하수능선의 내측에 최소한 하나의 능선부 지하수 주입 트렌치의 설치 단계와 ; 그리고
    배수조내의 침출수수위가 상기 차단영역 주변을 따르는 지하수수위보다 낮아지도록 선택적으로
    (a) 상기 차수벽내측 및 배수조내의 침출수수위를 줄이기 위해 배수관으로부터 상기 혼합물을 제거하는 단계, (b) 상기 차수벽외측에 인접하는 지하수수위를 높이기 위하여 상기 계곡 바닥지하수주입 트렌치로 물을 가하는 단계, 그리고, (c) 상기 최소한 하나의 계곡경사지대의 최고지대에 지하수수위를 증가시키기 위하여 상기 최소한 하나의 능선부 지하수주입 트렌치로 물을 가하는 단계 ; 에 의해 차단영역 주변으로부터 상기 배수조 방향으로 흐름방향을 유도하는 단계 ;
    로 구성된, 얕은 지하수수위, 계곡 저지대, 지형적인 능선으로부터 상기 계곡 저지대까지 연장되는 최소한 하나의 계곡경사지대, 지하수능선, 및 계곡바닥과 아래에 저투수성지층이 있는 쓰레기 관리영역의 쓰레기 관리시설로부터 침출수를 차단하고 회수하는 방법.
  25. 저투수성 지층내로 연장되고 계곡 저지대를 가로질러 침출수수위를 가지는 침출수와 지하수의 혼합물을 차단하기에 충분한 길이로 연장되고, 지하수수위 및 계곡 저지대와 더불어 구획되는 차단영역 내에서의 차수벽과 ;
    배수층 및 계곡바닥에 배치된 최소한 하나의 바닥트렌치 드레인과 상기 차수벽 내측에 인접하여 배치된 차수벽트렌치 드레인을 포함하여 상기 계곡 저지대에서의 다수의 트렌치 드레인으로 구성된 배수조와 ;
    상기 다수의 트렌치 드레인내에서 각각 배치된 다수의 배수관과 ;
    상기 차수벽 외측에 인접한 최소한 하나의 계곡바닥 주입트렌치와 ;
    상기 계곡경사지대의 최고지대에서와 지형적인 능선내측에 최소한 하나의 지하수주입 트렌치와 ;
    배수조내의 침출수수위가 상기 차단영역 주변을 따르는 지하수수위 보다 낮도록 선택적으로 (a) 상기 차수벽내측 및 배수조내의 침출수수위를 줄이기 위해 배수관으로부터 상기 혼합물을 제거하는 수단 ; (b) 상기 차수벽외측에 인접하는 지하수수위를 높이기 위하여 상기 계곡 바닥지하수주입 트렌치로 물을 가하는 수단 ; 그리고, (c) 상기 최소한 하나의 계곡경사지대의 최고지대에 지하수수위를 증가시키기 위하여 상기 최소한 하나의 능선부 지하수주입 트렌치로 물을 가하기 위한 수단 ;
    을 포함하여 차단영역 주변으로부터 상기 배수조방향으로 흐름방향을 유도하기 위한 수단으로 구성된 얕은 지하수수위, 계곡 저지대, 지형적인 능선으로부터 상기 계곡 저지대까지 연장되는 최소한 하나의 계곡경사지대, 지하수능선, 및 계곡바닥과 아래에 저투수성지층이 있는 쓰레기 관리영역의 쓰레기 관리시설로부터 침출수를 차단하고 회수하는 시스템.
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