KR200475581Y1 - 수위조절식 토양수분 침투속도 측정장치 - Google Patents

Abstract

본 고안은 토양수분 침투속도 측정장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 시험구간 토양 내에, 외부 원통으로 구성된 이중원통 침투용기를 설치하고 외부 침투수 공급기와 수분침투량 측정기를 구비하여 각각의 공급기와 측정기는 이중원통 침투용기의 내, 외부 원통용기에 급수관을 통하여 각각 물을 공급하고, 또한 공급기와 측정기 상부에 연결된 각각의 공기통로는 내, 외부 원통용기의 수면과 접하도록 설치되어 수위가 하강함에 따라 공급기와 측정기 내의 부압이 조절되도록 하여 자동으로 이중원통 침투용기에 물을 공급하고 공급된 물량을 측정하여 토양내의 수분침투속도를 측정할 수 있도록 하는 수위조절식 토양수분 침투속도 측정장치를 제공한다.

Description

수위조절식 토양수분 침투속도 측정장치{Water level control type soil infiltration velocity measuring apparatus}

본 고안은 수위조절식 토양수분 침투속도 측정장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 현장에서 직접 토양수분의 침투속도를 측정할 수 있는 장치에 관한 것이다.

토양중의 수분침투율 및 침투속도는 토양 중의 양분과 수분의 보유, 이동특성을 알아내는데 중요한 모수이다.

또한, 우리나라는 지역별로 강우량과 토양별 관수량이 다르기 때문에 물관리 체계 확립이 중요한 과제이다. 상기 물관리 체계를 확립하기 위하여 토양별 수분침투속도의 측정이 필수적인데, 이를 측정하기 위한 종래의 방법으로는 측정하고자 하는 토양을 현장에서 채취하여 실험실에서 토양의 수분 침투속도를 측정하는 방법이 많이 이용되었다.

그러나, 이처럼 현장에서 채취한 토양의 수분 침투속도를 실험실에서 측정할경우, 실내시험의 토양시료는 현장 토양의 일부분으로서 대표성이 떨어지고, 현장에서 시료 채취시에 시료의 압축 및 이완 즉, 토양 시료의 교란 현상이 발생하며 또한, 실내시험은 현장과 다른 환경과 조건하에서 실시되므로 실내시험으로 얻어진 토양수분 침투속도는 실제 현장에서의 측정값과 상이하게 된다.

따라서, 최근에는 현장에서 토양의 수분침투속도를 측정하는 경우가 많은데, 현장에서의 토양 수분침투속도 측정법에는 변수위법과 정수위법이 있다.

이 가운데, 수위변동이 매우 크거나 작을 경우에 수위변화를 측정하기 곤란한 변수위법 외에 정수위법은 토양으로의 물 유출량을 공급하여 수위를 일정하게 유지하고 그 공급량으로부터 토양의 수분침투속도를 측정하는 방법으로 최근 많이 사용되고 있다. 한국공개특허 KR2011-0064914 문헌에 정수위법을 이용한 침투속도 측정방법으로서 단일 원통용기를 사용하여 침투속도를 구하는 방법에 관하여 개시하고 있으나, 용기를 단일로 할 경우 용기 주변으로 수분이 확산되는 것에 의한 영향이 크기 때문에, 최근에는 이중 원통용기를 사용하여 외부용기에는 확산까지 가능한 수분을 공급하고 수평이동이 제한되는 내부용기 내의 수분감소율을 이용하여 수분 침투속도를 측정한다.

그러나, 이중원통용기를 사용한 방법은 내, 외부 용기의 침투율이 다르면 용기간에 수분이동이 발생하여 침투속도를 정확하게 측정하기 어려운 단점이 있다.

본 고안은 상기한 문제점을 해결하기 위하여 제안된 것으로 이중원통용기 측정법을 개량하여 두개의 물통을 이용하여 내, 외부의 수위를 일정하게 유지하면서 내부용기에서 침투되는 물량만을 물통의 수위변동을 관찰하여 오차를 최소화 하면서도 간편하게 침투속도를 계산할 수 있는 수위조절식 토양수분 침투속도 측정장치를 제공하는 것이다.

상기한 목적을 달성하기 위하여, 본 고안에 따른 토양수분 침투속도 측정장치는, 시험구간 토양에 내, 외부 원통으로 구성된 이중원통 침투용기를 설치하고 외부 침투수 공급기와 수분침투량 측정기를 구비하고 각각의 공급기와 측정기는 이중원통 침투용기의 내, 외부 원통용기에 급수관을 통하여 각각 물을 공급하고, 또한 공급기와 측정기 상부에 연결된 각각의 공기통로는 내, 외부 원통용기의 수면과 접하도록 설치되어 수위가 하강함에 따라 공급기와 측정기 내의 공기압이 조절되도록하여 자동으로 이중원통 침투용기에 물을 공급하고 공급된 물량을 측정하여 토양내의 수분침투속도를 측정할 수 있도록 하는 수위조절식 토양수분 침투속도 측정장치를 제공한다.

본 고안에 따르면, 기존의 단일 원통용기 또는 이중 원통용기 측정법을 개량하여 두개의 물통을 이용하여 내, 외부의 용기의 수위를 일정하게 유지하면서 내부용기에서 침투되는 물량만을 측정기의 수위변동을 관찰하여 간편하게 측정할 수 있다.

외부 원통용기에서는 주변토양으로 수평방향으로의 확산이 발생할 수도 있으나, 용기내의 수위는 일정하게 유지시켜 주므로 상기한 내부용기와 외부용기의 작용하는 수위의 영향이 상쇄되어 안정적으로 내부용기에 수위변화에 의한 토양수분 침투속도의 측정이 가능하게 된다.

도 1은, 본 고안에 따른 토양수분 침투속도 측정장치의 사시도이다.
도 2는, 본 고안에 따른 토양수분 침투속도 측정장치의 단면도이다.
도 3은, 본 고안인 토양수분 침투속도 측정장치의 구성 중 이중원통 침투용기부분의 평면도이다.

이하 첨부된 도면을 참조하여 바람직한 실시예를 통하여 본 고안을 상세히 설명하기로 한다.

도면에 도시한 바와 같이 본 고안에 따른 토양수분 침투속도 측정장치(100)는 일 실시예에 있어서, 외부침투수 공급기(10), 수분침투량 측정기(20), 이중원통 침투용기(30)를 포함하여 구성될 수 있다.

이중원통 침투용기(30)는 측정할 토양구간에 설치되는 것으로, 외부원통(32)과 상기 외부원통(32)보다 작은 외경을 가지고 그 내부에 위치하는 내부원통(31)을 포함한다.

외부침투수 공급기(10)는 내부에 물이 저수될 수 있는 구조로 형성되고, 상단에 물을 급수하여 충진시키기 위한 제 1 급수구(14)를 구비하며, 물이 충진된 후에는 제 1 마개(15)를 사용하여 상기 제 1 급수구(14)를 밀폐하여 외부침투수 공급기(10)내의 수위가 감소하면서 자연히 진공(또는 대기압 보다 낮은 기압)상태가 형성 되도록 하며, 제 1 공기통로(11)와 상기 외부원통(32) 내의 수위가 감소할 때, 수면과 제 1 공기통로(11) 사이로 인가되는 공기압이 유출되지 않고 걸릴 수 있도록 한다.

수분침투량 측정기(20)도 상기 외부침투수 공급기(10)와 마찬가지로 내부에 물이 저수될 수 있는 구조로 형성되고, 상단에 물을 급수하여 충진시키기 위한 제 2 급수구(24)를 구비하며 물이 충진된 후에는 제 2 마개(25)를 사용하여 상기 제 2 급수구(24)를 밀폐하여 수분침투량 측정기(20)내의 수위가 감소하면서 자연히 진공(또는 대기압 보다 낮은 기압)상태가 형성 되도록 하며, 제 2 공기통로(21)로부터 인가되는 공기압이 유출되지 않고 걸릴 수 있도록 한다.

또한, 수분침투량 측정기(20)의 외측을 관통, 상부와 하부를 연결하여 저수된 물과 같은 수위를 나타내도록 하여 수위를 측정할 수 있도록 하는 수위계(26)를 포함한다.

또한, 상기 수위계(26)에는 자동으로 수위를 측정하기 위한 수위센서(27)가 설치될 수 있다.

제 1 급수관(12)은 상기 외부 침투수 공급기(10)의 하부와 상기 이중원통 침투용기(30)의 외부원통(32) 외면의 일방을 관통하여 외부원통(32)의 내부공간 즉,외부원통(32)과 내부원통(31)의 사이 공간으로 연결 되도록 하고 제 1 공기통로(11)는 상기 외부 침투수 공급기(10) 상부에서 상기 외부원통(32)내의 수면과 접하도록 연결된다.

이로 인해, 외부원통(32)의 수위가 감소하면 수면과 제 1 공기통로(11)와의 사이를 통하여 공기압이 외부 침투수 공급기(10)로 인가되고 그 인가된 공기압으로 인하여 외부 침투수 공급기(10) 내의 물이 제 1 급수관(12)을 통하여 외부원통(32)에서 토양으로 유출된 유량을 보충하여 외부원통(32) 내의 수위가 일정하게 유지 되도록 한다.

또한, 상기 제 1 급수관(12)은 급수되는 유량을 조절 가능하도록 하는 제 1 밸브(13)를 포함할 수 있다.

제 2 급수관(22)은 상기 수분침투량 측정기(20)의 하부와 상기 이중원통 측정용기(30)의 외부원통(32) 및 내부원통(31)의 외면 일방(여기서는 상기 제 1 급수관(12)이 연결되는 반대측이 된다.)을 모두 관통하여 내부원통(31)의 내부공간으로 연결되도록 하고 제 2 공기통로(21)는 상기 수분 침투량 측정기(20) 상부에서 상기 내부원통(31)내의 수면과 접하도록 연결된다.

이로 인해, 내부원통(31)의 수위가 감소하면 수면과 제 2 공기통로(21)와의 사이를 통하여 공기압이 수분 침투수 공급기(20)로 인가되고 그 인가된 공기압으로 인하여 수분 침투량 공급기(20) 내의 물이 제 2 급수관(22)을 통하여 내부원통(31)에서 토양으로 유출된 유량을 보충하여 내부원통(31)내의 수위가 일정하게 유지 되도록 한다.

또한, 상기 제 2 급수관(22)은 급수되는 유량을 조절 가능하도록 하는 제 2 밸브(23)를 포함할 수 있다.

상기한 이중원통 침투용기(30)에서 토양으로 유출되는 물의 양은 수분 침투량 측정기(20)내의 수위 감소량을 통하여 알 수 있고 수위 감소량은 수분 침투량 측정기(20)에 설치된 수위계(26) 또는 수위계(26)에 설치된 수위센서(27)를 통하여 알아낼 수 있게 된다.

지금까지, 본 명세서에는 본 고안을 당업자가 용이하게 이해하고 재현할 수 있도록 도면에 도시한 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 당업자라면 본 고안의 실시예로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서 본 고안의 보호범위는 실용신안 청구범위에 의해서 정해져야 할 것이다.

100 : 토양수분 침투속도 측정장치
10 : 외부 침투수 공급기
11 : 제 1 공기통로
12 : 제 1 급수관
13 : 제 1 밸브
14 : 제 1 급수구
15 : 제 1 마개
20 : 수분 침투량 측정기
21 : 제 2 공기통로
22 : 제 2 급수관
23 : 제 2 밸브
24 : 제 2 급수구
25 : 제 2 마개
26 : 수위계
27 : 수위센서
30 : 이중 원통 침투용기
31 : 내부원통
32 : 외부원통

Claims (6)

1. 토양의 수분침투속도를 측정하는 토양수분 침투속도 측정장치에 있어서,
   중공의 내부원통 및 상기 내부원통에 소정간격 이격 되도록 둘러지는 외부원통을 포함한 상태에서, 토양에 설치되는 이중원통 침투용기;
   상기 내부원통 및 상기 외부원통 사이의 공간에 수분을 공급하는 외부침투수 공급기와 상기 내부원통 내에 수분을 공급하는 수분침투량 측정기;를 포함하는,
   토양수분 침투속도 측정장치
2. 제 1 항에 있어서,
   상기 내부원통 및 상기 외부원통은 동심을 이루는 것을 특징으로 하는,
   토양수분 침투속도 측정장치
3. 제 1 항에 있어서,
   상기 외부침투수 공급기 및 상기 수분침투량 측정기는 각각 공기통로를 통해 상기 이중원통 침투용기 내의 수면에 연결되는 것을 특징으로 하는,
   토양수분 침투속도 측정장치
4. 제 1 항에 있어서,
   상기 수분침투량 측정기의 상부와 하부를 연결하는 수위계가 설치되는 것을 특징으로 하는,
   토양수분 침투속도 측정장치
5. 제 1 항에 있어서,
   상기 외부침투수 공급기와 상기 수분침투량 측정기가 상기 이중원통 침투용기를 기준으로 마주하고 있는 것을 특징으로 하는,
   토양수분 침투속도 측정장치
6. 제 4 항에 있어서,
   상기 수위계는 자동으로 수위를 측정할 수 있는 수위센서를 더 포함하는,
   토양수분 침투속도 측정장치
   

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