KR20090016523A

KR20090016523A - 자원재생 및 저수시설 기능 제고를 위한 하천 및 저수지의유입물질 차단 방법

Info

Publication number: KR20090016523A
Application number: KR1020070079239A
Authority: KR
Inventors: 김영석; 이삼희; 차호영; 김광배; 최진호
Original assignee: 한국건설기술연구원; 주식회사 담덕
Priority date: 2007-08-07
Filing date: 2007-08-07
Publication date: 2009-02-16
Also published as: KR100895273B1

Abstract

본 발명은 하천의 상류로부터 유입되는 협잡물, 입자성 및 용존성 오염물질로 구성된 비점오염물질과, 진흙과 같은 미세입자에서부터 자갈 크기까지 다양한 유사(流砂)물질을 효과적으로 차단하고 관리함으로써, 하천 하류의 수질정화와 과도하게 유입되는 유사를 다공성 통수 보와 부유사 월류방지턱을 이용하여 효과적으로 관리할 수 있도록 하는 일련의 다공성 통수 보와 부유사 월류방지턱을 이용한 하천 유입물질 차단 방법에 관한 것이다.

본 발명에 의하면, 하천의 상류에, 물이 통수될 수 있는 간극이 있는 다공성 여재로 이루어진 다공성 통수 보를 설치하여 협잡물과 소류사를 포집하며; 그 하류에는 불투수 구조의 부유사 월류방지턱을 설치하여 상기 다공성 통수 보를 월류하여 유입된 오염된 부유사 및 잉여 부유사를 포집함으로써, 협잡물, 소류사, 오염된 부유사 및 잉여 부유사가 제거된 채로 하류로 물이 흐르도록 하는 것을 특징으로 하는 하천 및 저수지 유입물질 차단 방법이 제공된다.

하천, 댐, 유입물질, 부유사, 월류, 다공성, 보, 저수지, 협잡물

Description

자원재생 및 저수시설 기능 제고를 위한 하천 및 저수지의 유입물질 차단 방법{Method for Blocking Debris and Sediments in River and Reservoir}

본 발명은 다공성 통수 보와 부유사 월류방지턱을 이용한 하천 유입물질 차단 방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 하천의 상류로부터 유입되는 협잡물, 입자성 및 용존성 오염물질로 구성된 비점오염물질과, 진흙과 같은 미세입자에서부터 자갈 크기까지 다양한 유사(流砂)물질을 효과적으로 차단하고 관리함으로써, 하천 하류의 수질정화와 과도하게 유입되는 유사를 효과적으로 관리할 수 있도록 하는 일련의 다공성 통수 보와 부유사 월류방지턱을 이용한 하천 유입물질 차단 방법에 관한 것이다.

용수 확보, 홍수 관리 등을 위하여 크고 작은 댐이 축조되어 있다. 도 1에는 종래의 일반적인 댐(10)을 설치한 상태를 보여주는 개략도가 도시되어 있는데, 상류로부터 유입되는 자갈, 부유사 등과 같은 유사물을 비롯하여 여러 가지 오염물질이 댐(10)의 상류측에 퇴적된다. 따라서, 댐(10)이 원할한 기능을 발휘하기 위해서는 댐(10)의 상류측에 퇴적된 유사물과 협잡물 등을 주기적으로 제거해야 한다. 그런데, 댐(10)은 일반적으로 하천의 하류에 주로 설치되고 그 규모가 크기 때문에 이러한 퇴적된 유사를 제거·관리하는데 상당한 비용이 소요된다.

하천에 있어서, 댐의 경우와 같이 유속이 감소되는 구역에 각종의 오염물질과 유사가 일정 구간에 퇴적되며 수질악화는 물론 하천의 통수능력을 저하시키기도 한다.

따라서, 하천을 효과적으로 관리하기 위해서 홍수기에 다량의 유량과 함께 유출되는 유사(소류사 및 부유사 포함) 및 협잡물과, 유량이 감소되어 유사의 이동이 없는 풍수기에 유입되는 용존성 오염물질을 효과적으로 차단·처리하는 다기능 하천 관리가 필요하다.

본 발명은 상기와 같은 필요에 부응하여 개발된 것으로, 오염물질과 유사의 이동이 빈번한 하천 본류에, 통수가 용이한 다공성 여재로 이루어지며 산기 기능을 가진 다공성 통수 보를 설치하여, 비홍수시에는 다공성 여재의 필터 기능을 발휘하게 함으로써 하천의 수질정화기능을 발휘하도록 하며, 홍수시에는 자갈과 같은 소류사와 협잡물을 차단하고, 다공성 통수보 후단에 오염물질을 다량 함유한 토사 등의 부유사 이동을 제한하는 부유사 월류방지턱을 설치하여 하천이 오염되는 것을 방지할 수 있을 뿐만 아니라, 유사의 과다 유출을 방지하는 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명에서는, 하천의 상류에, 물이 통수될 수 있는 간극이 있는 다공성 여재로 이루어진 다공성 통수 보를 설치하여 협잡물과 소류사를 포집하며; 그 하류에는 불투수 구조의 부유사 월류방지턱을 설치하여 상기 다공성 통수 보를 월류하여 유입된 오염된 부유사 및 잉여 부유사를 포집함으로써, 협잡물, 소류사, 오염된 부유사 및 잉여 부유사가 제거된 채로 하류로 물이 흐르도록 하는 것을 특징으로 하는 하천 유입물질 차단 방법이 제공된다.

또한, 본 발명에서는 위와 같은 방법의 일 실시예로서, 간극의 폐색 방지와 생물학적 정화 촉진을 위한 산기작용이 이루어지도록 산기관을 상기 다공성 통수 보에 배치하는 하천 유입물질 차단 방법이 제공된다.

위와 같은 본 발명의 방법에 있어서, 상기 다공성 통수 보 및 부유사 월류방지턱은 복수개로 설치될 수 있으며, 상기 다공성 통수 보의 상류측 전면에는, 협잡물을 포집하기 위한 스크린 부재가 더 설치될 수도 있다.

또한, 본 발명에서는 위와 같은 방법의 또다른 실시예로서, 상기 다공성 통수 보에서 다공성 여재로 이루어진 부분이, 하천 폭에 대해 다공성 통수 보의 물이 흐르게 되는 일부에만 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 하천 유입물질 차단 방법이 제공되며, 상기 다공성 통수 보는 돌망태 보로 이루어진 것을 특징으로 하는 하천 유입물질 차단 방법이 제공된다.

본 발명에 따르면, 간극이 있는 다공성 여재에 의하여 형성된 다공성 통수 보(1)를 하천에 설치함으로써, 다공성 통수 보(1)를 통과하여 흐르는 물에 대해 다공성 여재가 제공하는 표면에 생성된 미생물 작용에 의해 수질정화 기능을 발휘하게 된다.

또한, 상류로부터 유입되는 각종의 협잡물 및 자갈, 굵은 모래 등의 소류사를 다공성 통수 보에 의하여 포집함으로써 하천 정화 효과를 발휘하게 된다.

특히, 상기 다공성 통수 보에 산기관을 설치함으로써, 산기 작용에 의한 간극 폐색 방지, 미생물 작용에 의한 수질정화 기능 향상 효과를 발휘할 수 있게 된다.

아울러, 본 발명에서는 상기 다공성 통수 보의 하류에 불투수 구조의 부유사 월류방지턱을 설치함으로써, 잉여 부유사뿐만 아니라 오염 물질이 함유된 부유사를 포집하여 그 흐름을 차단함으로써, 유사의 유실을 방지할 수 있으며, 오염 물질이 함유된 부유사가 하류로 흘러들어가 하천이나 저수지를 오염시키는 것을 방지할 수 있는 효과를 발휘하게 된다.

다음에서는 본 발명의 실시예를 도시한 도면을 참조하여 본 발명이 구체적인 구성을 설명한다.

도 2에는 본 발명에 따른 방법을 설명하기 위하여 보를 설치한 구조를 보여주는 측면도가 도시되어 있다.

도 2에서 부재번호 1은 최상류측에 설치된 다공성 통수 보(1)이고, 부재번호 2는 그 하류에 설치된 부유사 월류방지턱(2)이며, 부재번호 10은 최하류측에 설치되는 본 댐(10)이다.

도면에 도시된 것처럼, 본 발명에서는 본 댐(10)의 상류에 다수개의 다공성 통수 보(1)와 부유사 월류방지턱(2)이 설치된다. 상기 다공성 통수 보(1)와 부유사 월류방지턱(2)의 구성과 기능에 대하여 설명하면, 우선 최상류측에 설치되는 다공성 통수 보(1)는 원활한 통수를 위하여 일정 간극이 있는 다공성 여재를 이용하여 형성된다. 도 3에는 다공성 통수 보(1)의 일예를 보여주는 사시도가 도시되어 있는데, 도면에 도시된 것처럼 상기 다공성 통수 보(1)는 예를 들어 돌망태를 이용 하여 형성될 수 있는 것이다. 그러나 본 발명에 있어서, 상기 다공성 통수 보(1)는 도면에 도시된 돌망태를 이용한 구성에 한정되지 아니하며, 원활한 통수와 소류사 및 협잡물 포집 기능을 가지는 구성이면 다양한 재료로 구성될 수 있다.

이와 같이 다공성 통수 보(1)는 간극이 있는 다공성 여재에 의하여 형성되므로, 비홍수기에는 상류로부터 유입되는 물의 양이 적기 때문에, 물은 다공성 통수 보(1)를 월류하지 아니하고, 다공성 통수 보(1)의 간극을 통하여 하류로 흐르게 된다. 이 과정에서 다공성 통수 보(1)는 다공성 여재가 제공하는 표면에 생성된 미생물 작용에 의해 자정능력을 향상시켜 수질정화 기능을 발휘하게 된다.

한편, 홍수기에는 각종의 협잡물과 함께 상류로부터 유입되는 자갈 및 굵은 모래 등의 소류사(11)가 다공성 통수 보(1)에 걸러지는데, 자갈, 굵은 모래 등의 소류사(11)는 상기 다공성 통수 보(1)의 상류측 하부에 포집되며, 쓰레기, 나무 토막 등과 같이 비교적 비중이 적은 협잡물(12)은 상기 다공성 통수 보(1)의 상류측 상부에 포집된다. 이와 같이 다공성 통수 보(1)에 포집된 협잡물(12)과 소류사(11)는 주기적으로 용이하게 제거할 수 있으며, 이렇게 제거함으로써 다공성 통수 보(1)의 기능을 회복할 수 있다. 제거된 협잡물(12)과 일부 소류사(11)는 자원으로 재활용할 수 있다.

한편, 다공성 통수 보(1)에는 간극이 형성되어 있으므로, 물이 다공성 통수 보(1)의 간극을 통과하면서 미생물과 접촉하는 시간과 면적이 늘어나게 되고, 그에 따라 생물학적인 정화작용도 일어나게 된다. 위와 같이 상류의 물이 다공성 통수 보(1)를 통과하면서 1차 다공성 통수 보(1)의 간극이 폐색될 수 있는데, 이를 방지 하기 위하여, 그리고 생물학적인 정화작용을 더욱 상승시키기 위하여, 도 3에 도시된 것처럼, 다공성 통수 보(1)의 내부에 산기관(13)을 설치하고, 필요할 때마다 상기 산기관(13)을 통하여 공기를 주입하여 산기작용을 일어나게 할 수도 있다. 즉, 다공성 통수 보(1) 내에 공기를 주입하여 산기 작용이 일어나게 함으로써, 간극이 폐색되는 것을 방지하고, 일부 생물학적 정화작용을 더욱 활성화시킬 수 있게 되는 것이다.

또한, 상기 다공성 통수 보(1)의 상류측 전면에는, 협잡물(12)을 효율적으로 포집할 수 있도록 스크린 부재(14)가 설치될 수도 있다. 상기 스크린 부재(14)는 격자망 형태로 이루어질 수 있다.

한편, 다공성 통수 보(1)에서, 다공성 여재 사이에 형성되는 간극은 주로 비홍수기일 때 큰 효과가 발휘되므로, 다공성 통수 보(1)를 형성함에 있어서, 하천 폭에 대해 다공성 여재로 이루어진 부분이 다공성 통수 보(1)의 전부가 아니라 일부(물이 흐르게 되는 부분)에만 형성될 수도 있다. 이와 같이 다공성 여재로 이루어진 부분이 중앙의 일부에만 형성된 다공성 통수 보(1)의 일실시예가 도 4에 개략적인 사시도로 도시되어 있다. 다공성 여재로 이루어진 부분은 반드시 중앙에 있을 필요는 없으며, 물이 주로 흐르게 되는 위치에 형성되면 충분하다. 다공성 여재로 이루어진 부분 이외의 부분은 콘크리트 등의 수밀성 재료로 제작될 수 있다.

한편, 도 5에는 다공성 통수 보(1)의 또다른 실시예가 개략적인 사시도로 도시되어 있는데, 상기 다공성 통수 보(1)는 도 5에 도시된 것처럼 거석(巨石)을 이 용하여 만들어질 수도 있다.

홍수기에는 상류로부터 유입되는 물이 증가하게 되고 그에 따라 물은 다공성 통수 보(1)를 월류하여 흐르게 된다. 이 때, 더 작은 크기의 모래 등의 잉여 부유사는 월류하는 물과 함께 하류로 흘러가게 된다. 이러한 잉여 부유사를 추가적으로 포집하기 위하여 본 발명에서는 상기 다공성 통수 보(1)의 하류에 추가적인 2차 적인 보로서 부유사 월류방지턱(2)을 더 설치할 수 있다. 따라서, 다공성 통수 보(1)를 월류한 잉여 부유사(21)는 부유사 월류방지턱(2)에 의하여 그 흐름이 차단되고, 그에 따라 부유사 월류방지턱(2)의 상류측 하단에서 포집된다. 진흙 분말 등의 잉여 부유사(21) 이외에도 오염물질을 함유한 부유사가 다공성 통수 보(1)를 월류하여 흐르게 되는데, 본 발명에서는 이와 같이, 부유사 월류방지턱(2)에 의하여 추가적인 잉여 부유사와 아울러 오염물질을 함유한 부유사가 포집되므로, 부유사 월류방지턱(2)을 지나 본 댐 및 저수지(10)으로 흐르는 물은 더욱 정화된다. 상기 부유사 월류방지턱(2)의 상류에 포집된 잉여 부유사는 주기적으로 제거하게 되며, 이 때 제거된 부유사는 자원으로 이용할 수 있다.

한편, 상기 부유사 월류방지턱(2) 상류에는, 많은 양의 잉여 부유사 및 오염 물질 함유 부유사가 포집될 수 있도록 하상을 오목하게 형성한 오목한 포집부를 형성해둘 수도 있다. 상기 부유사 월류방지턱(2)은 다공성 통수 보(1)와는 달리 불투수 구조, 수밀성 구조로 제작되어야 하며, 일반적인 콘크리트 댐으로 형성될 수도 있다.

도 6에는 부유사 월류방지턱(2)의 또다른 실시예가 개략적인 사시도로 도시 되어 있는데, 도 6에 도시된 부유사 월류방지턱(2)은 중앙부분의 높이가 양측부분의 높이보다 낮은 보 단면을 가지고 있다. 이와 같은 단면 구성에 의하면, 물이 보를 월류하여 흐를 때, 높이가 낮은 중앙부분에서의 유속이 양측부분에서의 유속보다 더 빠르게 되고, 그에 따라 부유사 월류방지턱(2)의 하류에서 상기 양측부분이 중앙부분보다 더 많은 양의 토사 등이 퇴적되어 습지 등이 형성되고, 그에 따라 친환경적인 생태 환경이 용이하게 조성되는 효과가 발휘된다.

이와 같이 중앙부분의 높이가 양측부분의 높이보다 낮은 보 단면은 부유사 월류방지턱(2) 뿐만 아니라, 앞서 설명한 다공성 통수 보(1)에 대해서도 적용할 수 있다.

도 1은 종래의 본 댐 및 저수지 설치 상태를 보여주는 개략도이다.

도 2는 본 발명에 따라 다공성 통수 보 및 부유사 차단보를 본 댐 및 저수지의 상류에 설치한 상태를 보여주는 개략도이다.

도 3은 본 발명에 있어서의 다공성 통수 보의 일예를 보여주는 개략적인 사시도이다.

도 4는 본 발명에 있어서의 다공성 통수 보의 또다른 예를 보여주는 개략적인 사시도이다.

도 5는 본 발명에 있어서 다공성 통수 보의 또다른 실시예를 보여주는 개략적인 사시도이다.

도 6은 본 발명에 있어서의 부유사 차단보의 또다른 실시예를 보여주는 개략적인 사시도이다.

*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명*

1 : 다공성 통수 보

2 : 부유사 월류방지턱

Claims

하천의 상류에, 물이 통수될 수 있는 간극이 있는 다공성 여재로 이루어진 다공성 통수 보(1)를 설치하여 협잡물과 소류사를 포집하며;

그 하류에는 불투수 구조의 부유사 월류방지턱(2)을 설치하여 상기 다공성 통수 보(1)를 월류하여 유입된 오염된 부유사 및 잉여 부유사를 포집함으로써,

협잡물, 소류사, 오염된 부유사 및 잉여 부유사가 제거된 채로 하류로 물이 흐르도록 하는 것을 특징으로 하는 하천 및 저수지 유입물질 차단 방법.
제1항에 있어서,

상기 다공성 통수 보(1)에는, 간극의 폐색 방지와 생물학적 정화 촉진을 위한 산기작용이 이루어지도록 산기관이 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 하천 및 저수지 유입물질 차단 방법.
제1항 또는 제2항에 있어서,

상기 다공성 통수 보(1) 및 부유사 월류방지턱(2)은 복수개로 설치되는 것을 특징으로 하는 하천 및 저수지 유입물질 차단 방법.
제1항 또는 제2항에 있어서,

상기 다공성 통수 보(1)의 상류측 전면에는, 협잡물(12)을 포집하기 위한 스크린 부재(14)가 더 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 하천 및 저수지 유입물질 차단 방법.
제1항 또는 제2항에 있어서,

상기 다공성 통수 보(1)에서 다공성 여재로 이루어진 부분이, 하천 폭에 대해 다공성 통수 보(1)의 물이 흐르게 되는 일부에만 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 하천 및 저수지 유입물질 차단 방법.
제1항 또는 제2항에 있어서,

상기 다공성 통수 보(1)는 돌망태 보로 이루어진 것을 특징으로 하는 하천 및 저수지 유입물질 차단 방법.
제1항 또는 제2항에 있어서,

상기 다공성 통수 보(1)는 통수성 거석 보로 이루어진 것을 특징으로 하는 하천 및 저수지 유입물질 차단 방법.