KR200310136Y1 - 댐이나 하천의 월류를 저지하기 위한 긴포대 적층식 차수벽 - Google Patents

Abstract

본 고안은 댐이나 하천의 월류를 저지하기 위한 긴포대 적층식 차수벽을 개시한다.

본 고안은 적어도 5㎝이상의 직경과 4m이상의 길이로 제작한 대형호스(11a)의 내부에 물이나 모래로 된 충진물(11b)을 채우고 양단부를 봉합하여서 된 긴포대 (11)들을 수공구조물(A)의 길이방향을 따라 연이어 가면서 피라미드 단면형태가 유지되도록 수공구조물(A)의 상면 위에 다열·다층구조로 쌓은 적층구조체(10)와, 상기 긴포대(11)들의 길이방향 연결부와 상기 적층구조체(10)의 호안쪽 전면부 및 호안 반대쪽 배면부에 일정 두께로 도포한 방수제(20)로 구성됨을 특징으로 하는 기술구성을 제공한다.

본 고안에 의하면 강우나 집중호우로 인해 하천수위가 급격히 상승할 경우 댐이나 제방의 상부에 물이나 모래를 채운 긴포대를 적층하여서 되는 차수벽을 기계화시공을 통해 신속하면서도 견고하게 설치하여 월류를 차단시켜 줌으로써, 댐이나 하천의 범람으로 인한 각종 재해를 사전에 예방할 수 있게 된다.

Description

댐이나 하천의 월류를 저지하기 위한 긴포대 적층식 차수벽{Sack- accumulating type water stopping wall for preventing a dam or river from overflowing}

본 고안은 강우나 집중호우로 인해 급격히 불어난 하천수가 댐이나 제방위로 월류하는 현상을 저지하기 위한 긴포대 적층식 차수벽에 관한 것으로, 특히 강우나 집중호우로 인해 하천수위가 급격히 상승할 경우 댐이나 제방의 상부에 물이나 모래를 채운 긴포대를 적층한 차수벽을 신속히 설치하여 월류를 차단시켜 줌으로써, 제방의 유실과 댐이나 하천의 범람으로 인한 각종 재해를 사전에 예방할 수 있도록 한 댐이나 하천의 월류를 저지하기 위한 조립식 차수벽에 관한 것이다.

주지된 바와 같이 우리나라는 대륙과 해양성 기후의 교차점에 위치하여 년 강수량의 2/3가 여름철에 집중하는 지정학적·기상학적 여건과, 하천의 유로가 짧고 경사가 급한 지형적인 특성으로 인해 홍수피해가 많은 지역에 속한다.

이에 따라 정부는 홍수 피해를 최소화하기 위해 여러 가지 대책들을 지속적으로 강구하여 왔으며, 우리나라의 대표적인 홍수 대응책으로서는 댐이나 하천 제방과 같은 수공구조물의 건설을 들 수 있다.

그럼에도 불구하고 우리나라는 매년 하절기마다 홍수로 인한 자연적인 재해로부터 안전하지 못한 것이 현실이다. 특히 최근 들어 엘니뇨 현상 등에 따른 기상 이변으로 예측이 어려운 국지성 집중호우로 인한 수해가 반복되고 있는 실정이다.

우리나라에서 홍수로 인한 가장 큰 재해 요인으로는 하천정비계획에 따른 홍수계획빈도를 넘어선 강우나 집중호우에 의해 하천이 범람하여서 발생하는 하천홍수 피해가 지배적이며, 이는 급격히 불어난 하천수가 월류하면서 댐이나 제방 등의 수공구조물을 붕괴·유실시키는 데에서 비롯되어 대규모 피해로 확산시키기 때문이다.

이에 따라 현실과 달리 낮게 책정된 하천 홍수위를 상향조정하고 홍수계획빈도도 과감한 투자를 통해 선진국 수준으로 끌어올려 수마의 위험을 최소화해야 한다는 지적이 있었으며, 건설교통부는 지난 태풍 "루사"를 계기로 설계기준을 상향조정하여 홍수로 인한 하천범람이 발생치 않도록 댐이나 하천의 제방고를 대폭 높이기로 한 계획을 발표한 바 있다.

그러나, 기존의 댐이나 제방 등의 수공구조물을 더 높게 재축조하는 것은 경제적 부담과 기술적 한계로 인해 현실적으로 어려움이 있으며, 댐 수역이나 하천수계 주변의 주민들에게 평상시 더욱 낮은 주거지역에 산다는 침수에 대한 불안감을 심화시키므로 바람직한 방법이라 할 수 없다.

한편, 최근 댐이나 제방 등의 수공구조물 상부에 임시 혹은 상설 조절이 가능한 홍수 저지벽을 설치하는 경향이 유럽에 확산되고 있다

이러한 홍수 저지벽은 홍수 예보에 따라 기존의 댐이나 제방의 둑마루에 차수벽을 세워서 하천수가 월류하는 현상을 방지하는 것으로 홍수가 지나가면 철거하는 것을 전제하고 있다.

실제로 독일 쾰른시의 경우 1993년의 홍수로 인해 1천1백억원의 피해가 났는데, 1995년에 발생한 집중호우시 위와 같은 개념의 차수벽을 설치한 결과 홍수 수위가 93년도보다 수㎝ 더 높았는데도 그 절반정도(6백6십억원)의 피해 밖에 입지 않았다고 보고되고 있다. 불과 1년정도의 홍수피해 저감을 위한 작업을 하였는데 피해액이 절반정도로 줄었다고 하니 이 분야에 많은 가능성이 있음을 시사한다고 하겠다.

우리나라에서도 위와 같은 차수벽과 유사한 개념의 월류 방지장치가 실용신안등록 제0215949호와 실용신안등록 제0263865호 등으로 개시된 바 있다.

이 선행기술들은 제방의 호안측 벽면을 따라 부력에 의해 승강할 수 있는 다수의 월류방지판을 설치함으로써, 하천수가 홍수위를 넘어 제방위로 월류하려는 비상사태 발생시에는 월류방지판들이 부력에 의해 상향 이동하여 하천수가 범람하는 것을 방지하고, 하천수위가 일정수위 이하로 되돌아갈 경우에는 월류방지판이 자중에 의해 하향 이동하여 제방의 호안측 벽면에 다시 안치되는 기술구성을 제공한다.

그러나, 위와 같이 부력을 이용한 종래의 월류 방지장치는 실사용상 아래와 같은 여러 문제점이 있었다.

첫째, 월류 방지장치가 외기에 노출된 상태로 설치되는 구조이기 때문에, 설치후 일정기간이 경과하면 월류방지판의 승하강을 안내하는 레일에 다량의 이물질이 퇴적하여서 사실상 부력에 의한 승하강 작동이 불가능하게 되는 문제점이 있었다.

둘째, 월류방지판들이 유기적으로 연결되지 않는 단속적인 구조로 설치되고그것들의 사이가 벌어진 상태로 설치되기 때문에, 월류 현상 발생시 차수 성능이 떨어지며 월류방지판들의 사이로 빠져나가는 수류 및 수압에 의해 구조적으로 취약한 레일 및 월류방지판들을 중심으로 파손이 진행되어 대규모로 유실될 우려가 있는 문제점이 있었다.

셋째, 자연환경에 노출된 설치상태로 인해 레일에 퇴적하는 이물질을 주기적으로 제거하여 장치의 원활한 작동을 확보해야 하고 외부적인 요인에 의해 파손이 자주 발생하기 때문에, 설치후 정기적으로 점검하고 보수해야 하는 등의 관리 및 유지보수 비용이 많이 소요되는 비경제적인 문제점이 있었다.

따라서, 위와 같이 부력을 이용한 종래의 월류 방지장치는 실제로 채용하기에 무리가 있는 탁상 고안에 불과하였으며, 현재까지 우리나라의 경우에는 댐이나 제방 등의 수공구조물 위로 하천수가 월류하는 현상을 방지하기 위한 응급책으로서 수공구조물 위에 모래나 흙을 담은 포대를 쌓는 원시적인 방법이 고작이었다.

그러나, 모래나 흙 포대를 쌓는 방법은 현장에서의 자재 취득이 어렵고 대부분의 작업을 인력에 의존해야 함으로써, 신속한 현장 대처능력이 떨어져 집중호우로 인해 순식간에 상승하는 수위에 대항하기에는 턱없이 미흡할 수밖에 없으며 이를 불가항력으로 돌리기엔 수해가 너무나 큰 아픔이 있다.

또한, 홍수 상황이 해제된 후 수공구조물 위에 쌓은 흙이나 모래 포대의 철거가 용이치 않으며, 이를 보관하거나 재사용하기 위한 장소가 마땅치 않아 경제적인 측면에서도 결코 바람직한 방법이라 할 수 없었다.

이상에서 살펴본 바와 같이 우리나라는 수방대책을 수립함에 있어 근본적으로 댐이나 하천의 제방고를 높게 축조하는 것도 중요하지만, 위에서 살펴본 바와 같은 현실을 감안할 때 기존의 댐이나 제방을 더 높게 재축조하는 것보다는 홍수예보에 따라 댐이나 제방 등의 둑마루 위에 홍수범람 방지용 차수벽을 세우는 것이 훨씬 효과적일 수 있으며, 그에 따른 대비책 강구 및 자재의 준비·확보를 적극 검토해 볼 때이다.

본 고안은 종래 수해 예방대책의 미비한 점을 효율적인 방법으로 해결하기 위해 안출한 것으로, 본 고안의 목적은 강우나 집중호우로 인해 하천수위가 급격히 상승할 경우 댐이나 제방의 상부에 물이나 모래를 채운 긴포대를 적층하는 차수벽을 기계화시공을 통해 신속하면서도 견고하게 설치할 수 있게 함으로써, 하천수의 월류를 확실하게 차단시켜 주고 제방의 유실과 댐이나 하천의 범람으로 인한 각종 재해를 사전에 예방할 수 있는 댐이나 하천의 월류를 저지하기 위한 긴포대 적층식 차수벽을 제공하는데 있다.

본 고안의 다른 목적은 수해 방지용 자재들을 저비용으로 준비·확보할 수 있고 홍수 상황이 종료된 후 해체·보관하여 반복적으로 재사용할 수 있게 함으로써, 경제적인 비용으로 설치 및 유지관리할 수 있는 댐이나 하천의 월류를 저지하기 위한 긴포대 적층식 차수벽을 제공하는데 있다.

도1은 본 고안의 차수벽에서 사용되는 긴포대의 일 실시예를 나타낸 단면도

도2는 본 고안의 일 실시예에 따른 긴포대를 이용한 적층구조체의 사시도

도3은 본 고안의 일 실시예에 따른 긴포대를 이용한 차수벽의 단면도

도4는 본 고안의 차수벽에서 사용되는 긴포대의 다른 실시예 사시도

도5는 본 고안의 다른 실시예에 따른 긴포대를 이용한 적층구조체의 사시도

도6은 본 고안의 다른 실시예에 따른 긴포대를 이용한 차수벽의 단면도

도7은 본 고안에 따른 긴포대의 적층순서를 나타내기 위한 도면

< 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 >

10:적층구조체 11:긴포대 11a:대형호스

11b:충진물 12:로프 13:정착띠

14:고정말뚝 20:방수제 A:수공구조물

상기 목적을 달성하기 위한 본 고안은, 적어도 5㎝이상의 직경과 4m이상의 길이로 제작한 대형호스의 내부에 중량을 갖는 충진물을 채우고 양단부를 봉합하여서 된 긴포대들을 수공구조물의 길이방향을 따라 연이어 가면서 피라미드 단면 형태가 유지되도록 수공구조물의 상면 위에 다열·다층구조로 쌓은 적층구조체; 상기 긴포대들의 길이방향 연결부와 상기 적층구조체의 호안쪽 전면부 및 호안 반대쪽 배면부에 일정 두께로 도포한 방수제;로 구성됨을 특징으로 하는 댐이나 하천의 월류를 저지하기 위한 긴포대 적층식 차수벽을 제공한다.

또한, 상기 방수제는 물 속에서 경화할 수 있는 수중 접착제 또는 수중경화 모르터가 사용됨을 특징으로 한다.

위와 같은 기술 구성상의 특징을 갖는 본 고안은 대형호스와 방수제를 적합한 장소에 미리 준비해 두었다가 하천수위가 급격히 상승하여서 하천범람 위기가 닥친 긴급상황 발생시 현장으로 신속하게 투입하여 기계화시공이 가능하며, 홍수 상황이 해제된 후 대형호스를 회수하여 반복적으로 재사용하게 된다.

따라서, 본 고안에 의하면 하천범람 위기에 신속하게 대처할 수 있고, 이에 따라 하천범람으로 인한 재앙을 사전에 예방할 수 있으며, 저비용·고효율로 운용할 수 있는 경제적 이점이 있다.

이하, 본 고안의 기술구성을 본 고안의 실시예들에 따른 첨부도면을 참조하여 보다 상세히 설명한다.

도1 내지 도7에는 본 고안을 통해 구축되는 긴포대 적층식 차수벽의 실시예들을 보여주고 있으며, 이들 각 실시예에 의한 도면들에서 동일한 명칭이 부여되는 구성요소는 동일한 부호로 표시하였다.

본 고안에 의한 적층식 차수벽은 긴포대(11)들을 수공구조물(A)의 상면 위에 다열·다층구조로 쌓은 적층구조체(10)와, 상기 긴포대(11)들의 길이방향 연결부와 상기 적층구조체(10)의 호안쪽 전면부 및 호안 반대쪽 배면부에 일정 두께로 도포한 방수제(20);를 주요 구성요소로 하여 설치된다.

상기 긴포대(11)는 적어도 5㎝이상의 직경과 4m이상의 길이로 제작한 대형호스(11a)와 그 내부에 채워지는 고중량의 충진물(11b)로 이루어지며, 대형호스(11a)의 양단부를 긴밀하게 봉합하여서 완성된다.

도1 내지 도3에는 상기 대형호스(11a)로서 방수 처리된 호스를 사용하고 그 내부에 채워지는 충진물(11b)로서 물을 사용해 구축한 적층구조체(10)를 예시한다.

이러한 대형호스(11a)로서는 가뭄시 농업용수를 양수하여 경작지로 이송시키는데 사용하는 비닐계 호스를 전용할 수 있어 자재취득이 용이하고, 대형윈치에 롤 형태로 감아서 보관하였다가 현장으로 운반한 후, 호스를 풀러내는 동시에 현장 하천수를 채워가며 시공할 수 있으므로 시공이 대단히 신속하고 편리한 이점이 있다.

도4 내지 도6에는 상기 대형호스(11a)로서 합성수지사를 마대 형식으로 엮어서 짠 호스를 사용하고, 그 내부에 채워지는 충진물(11b)로서 모래를 사용해 구축한 적층구조체(10)를 예시한다.

이 대형호스(11a)의 양측면에는 길이방향을 따라 연장되는 로프(12)가 장착되며, 로프(12)는 덤프트럭, 짚차 B/H 로라 등에 연결하여 견인하는데 사용하며, 이로써 인력이 아닌 기계화시공을 가능케 하고 있다. 이러한 대형호스(11a)의 일예로서 도4에는 일렬로 된 것을 예시하고 있으나, 도시하지는 않지만 하나의 호스안에 충진물을 채울수 있는 내부공간을 다열로 연달어 형성할 수도 있음을 밝힌다.

적층구조체(10)는 위와 같이 물이나 모래를 채운 긴포대(11)들을 수공구조물 (A)의 길이방향을 따라 연이어 가면서 피라미드 단면형태가 유지되도록 수공구조물 (A)의 상면 위에 다열·다층구조로 쌓아서 완성된다.

이 적층구조체(10)는 도7에 도시된 숫자 순서대로 호안쪽 최전방열로부터 뒤쪽과 위쪽으로 쌓아나가 피라미드 단면형태를 계속 유지시키면서 구축하는 것이 바람직하다.

그리고 도3 및 도6의 도시와 같이, 상기 적층구조체(10)의 최하단층에 포설되면서 호안쪽 최전방열 및 호안 반대쪽 최후방열에 위치하는 긴포대(11)들에는 그것들의 대형호스(11a)와 일체로 연결되면서 전·후방으로 뻗어 나와 수공구조물(A)의 상면에 맞대어지는 정착띠(13)들을 구비시키고, 그 정착띠(13)들과 결착되는 고정말뚝(14)을 수공구조물(A)의 지반내로 박아 긴포대(11)들이 전방측이나 후방측으로 밀리지 않도록 보강·조치하는 것이 바람직하다.

여기서, 도3에 도시되는 정착띠(13)는 대형호스(11a)의 길이방향을 따라 일정간격으로 부착되는 다수의 끈 형태를 취하고 있으며, 도6에 도시되는 정착띠(13)는 대형호스(11a)의 양측면에 장착되는 로프(12)를 수용하는 주머니 형태로 대형호스(11a)의 양측면에 일체로 형성되는 것임을 밝혀둔다.

상기 방수제(20)는 상기 긴포대(11)들의 길이방향 연결부와 상기 적층구조체 (10)의 호안쪽 전면부 및 호안 반대쪽 배면부에 일정 두께로 도포되어 수밀시키는 역할과 긴포대(11)들을 일연체로서 연결하여 주는 구조재 역할도 동시에 수행한다.

이러한 방수제(20)를 도포함에 있어서 긴포대(11)들의 연결부와 적층구조체 (10)의 호안쪽 전면부는 하나의 긴포대(11)를 적층할 때마다 시행하고, 호안 반대쪽 배면부는 적층구조체(10)를 전체적으로 완성시킨 후 최종적으로 일괄 시행한다.

방수제(20)는 상온의 물 속에서 재료분리 없이 용이하게 접착·충진·경화할 수 있는 수중 접착제 또는 수중경화 모르터를 사용한다.

이러한 방수제(20)의 일예로서 부산에 소재한 듀라케미사에서 생산되는 "2성분형(Pre-Mix) 수중경화성 모르터"를 들 수 있다. 이 제품은 습윤면과 수중면에서 작업과 경화 가능한 제품으로서, 수중경화성 에폭시수지와 규사를 주재료로 하고 변성우레아 용액을 요변제로 선정하여 혼합·제조한 것이며, 단순 도포작업을 통해 상온의 물 속에서 재료분리 없이 시공 및 경화가 가능하다.

이상에서 설명한 바와 같이 본 고안은 강우나 집중호우로 인해 하천수위가 급격히 상승할 경우 하천범람을 방지하기 위한 대비책으로서, 댐이나 제방의 상부에 물이나 모래를 채운 긴포대를 적층하여서 된 월류 저지용 차수벽을 기계화시공을 통해 신속하면서도 견고하게 설치할 수 있는 기술 구성을 제공하며, 이러한 본 고안에 의하면 다음과 같은 효과가 있다.

첫째, 소요 자재들을 적합한 장소에 미리 준비해 두었다가 하천수위가 급격히 상승하여서 하천범람 위기가 닥친 긴급상황 발생시 현장으로 투입하여 기계화시공을 통해 견고한 차수벽의 구축을 완료하므로 집중호우로 인해 급격히 상승하는 수위에 재빠르게 대처하여 하천수의 월류를 확실하게 차단할 수 있게 된다.

둘째, 설치되는 긴포대들의 사이를 수중에서 신속하게 경화되는 수중 접착제 또는 수중경화 모르터 등의 방수제로 수밀시키면서 차단벽 전체를 유기적으로 연결시켜 주고, 보강용 고정말뚝으로 견고하게 정착시켜 줌으로써, 완벽한 차수효과를 가지게 되고 수압에 저항하는 구조적 강도가 우수하고 안전한 수방 구조물을 구축하게 된다.

셋째, 설치 자재가 간단하고 홍수 상황이 해제된 후 주요 자재를 회수하여 반복적으로 재사용할 수 있음으로써, 저비용·고효율로 운용할 수 있는 경제적 이점이 있다.

이상과 같이 본 고안에 의한 하천수의 월류를 저지하기 위한 조립식 차수벽은 제방의 유실과 댐이나 하천의 범람으로 인한 각종 재해를 사전에 예방하여 주며, 경제적인 비용으로 설치 및 유지관리할 수 있는 매우 유용한 고안이다.

Claims (5)

1. 적어도 5㎝이상의 직경과 4m이상의 길이로 제작한 대형호스(11a)의 내부에 중량을 갖는 충진물(11b)을 채우고 양단부를 봉합하여서 된 긴포대(11)들을 수공구조물(A)의 길이방향을 따라 연이어 가면서 피라미드 단면형태가 유지되도록 수공구조물(A)의 상면 위에 다열·다층구조로 쌓은 적층구조체(10);

   상기 긴포대(11)들의 길이방향 연결부와 상기 적층구조체(10)의 호안쪽 전면부 및 호안 반대쪽 배면부에 일정 두께로 도포한 방수제(20);로 구성됨을 특징으로 하는 댐이나 하천의 월류를 저지하기 위한 긴포대 적층식 차수벽.
2. 제1항에 있어서, 상기 대형호스(11a)는 방수 처리된 호스를 사용하며, 그 내부에 채워지는 충진물(11b)이 물인 것을 특징으로 하는 댐이나 하천의 월류를 저지하기 위한 긴포대 적층식 차수벽.
3. 제1항에 있어서, 상기 대형호스(11a)는 합성수지사를 마대 형식으로 엮어서 짠 호스를 사용하며, 그 대형호스(11a)의 양측면에는 길이방향을 따라 연장되는 로프(12)가 장착되고, 그 내부에 채워지는 충진물(11b)이 모래인 것을 특징으로 하는 댐이나 하천의 월류를 저지하기 위한 긴포대 적층식 차수벽.
4. 제2항 또는 제3항에 있어서, 상기 적층구조체(10)의 최하단층에 포설되면서호안쪽 최전방열 및 호안 반대쪽 최후방열에 위치하는 긴포대(11)들에는 그것들의 대형호스(11a)와 일체로 연결되면서 전·후방으로 뻗어나와 수공구조물(A)의 상면에 맞대어지는 정착띠(13)들이 구비되고, 그 정착띠(13)들과 결착되는 고정말뚝 (14)이 수공구조물(A)의 지반내로 박히면서 긴포대(11)들을 고정하는 구성이 더 포함됨을 특징으로 하는 댐이나 하천의 월류를 저지하기 위한 긴포대 적층식 차수벽.
5. 제1항에 있어서, 상기 방수제(20)는 물 속에서 경화할 수 있는 수중 접착제 또는 수중경화 모르터인 것을 특징으로 하는 댐이나 하천의 월류를 저지하기 위한 긴포대 적층식 차수벽.