KR20090098297A - 강변여과수 취수정의 스트레이너에 흡입균형관을 설치하여스트레이너의 폐공을 방지하는 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 강변여과수 취수정의 스트레이너(20)에 흡입균형관(30)을 설치하여 스트레이너(20)의 폐공을 방지하는 방법에 관한 것으로서, 특히 집수정(10)에서 지면의 대수층(81)에 스트레이너(20)가 매설되고, 상기 스트레이너(20)를 통하여 강변여과수를 취수하는 집수정(10)에 있어서, 대수층(81)으로 부터 스트레이너(20)에 채워진 물이 집수정(10)으로 이동할 때 스트레이너(20)의 내부에 유속이 발생하여 부압이 형성되면 집수정(10)과 연결된 스트레이너(20)의 입구 부분에서 대수층(81)과 스트레이너(20)의 내부 사이에 수두차가 가장 크게 발생되고, 집수정(10)에서 부터 스트레이너(20)의 연장방향으로 멀어질수록 수두차가 감소하는 현상이 발생되는데, 스트레이너(20)의 내부에 발생된 부압으로 인하여 대수층(81)과 스트레이너(20) 내부의 수두차가 설계수두 보다 커져서 스트레이너(20)의 내부로 유입되는 물의 유속이 빨라지면 대수층(81)이 교란되어 대수층(81)을 형성하고 있던 입자들이 이동하여 스트레이너(20)의 표면에 부착되어 개공부(50)를 폐쇄하게 된다. 이를 방지하기 위하여 집수정(10)으로 이동하는 물의 유속에 합당하고, 전체 연장구간에서 단위면적당 유입량이 동일하도록 특수하게 제작한 흡입균형관(30)을 스트레이너(20)의 내부에 설치하여 스트레이너(20)의 내부에 채워져 있는 물이 재차 흡입균형관(30)에 유입되게 하여 물이 흡입균형관(30)의 내부(72)에서 집수정(10)으로 이동하게 함으로써 스트레이너(20)의 내부와 대수층(81) 사이의 수두차가 항상 설계 당시와 동일하게 유지시켜 대수층(81)의 교란을 방지하여 스트레이너(20)의 폐공을 방지하는 효과가 있다.

강변여과수, 취수정, 집수정 스트레이너, 흡입균형관

Description

강변여과수 취수정의 스트레이너에 흡입균형관을 설치하여 스트레이너의 폐공을 방지하는 방법{Protection technology for blocked strainer of bank－filtered water using Balancing Suction System}

본 발명은 강변여과수 취수정의 집수정(10)에 연결된 스트레이너(20)의 내부에 흡입균형관(30)을 설치하여 스트레이너(20)의 폐공을 방지하는 방법에 관한 것으로서, 특히 강변여과수를 취수함에 있어서 스트레이너(20)의 내부에 채워진 물이 수두차에 의하여 집수정(10)으로 이동할 때 유속이 발생하면 스트레이너(20)의 내부에 부압현상이 발생되어 대수층(81)과 스트레이너(20)의 내부 사이의 수두차가 커지면서 대수층(81)으로부터 스트레이너(20)의 내부로 유입되는 물의 유속이 설계속도를 초과하면 대수층(81)이 교란되면서 대수층을 형성하고 있는 입자들이 이동하여 스트레이너(20)가 폐쇄되는 현상을 원천적으로 방지하기 위하여 스트레이너(20)의 내부에 스트레이너(20)와 동일한 길이로 흡입균형관(30)을 설치하고, 상기 흡입균형관(30)은 스트레이너(20의 내부에 채워진 물이 흡입균형관(30) 내부로 유입될 때 전체 연장구간에서 단위면적당 유입량이 동일하도록 특수하게 제작한 것으로서 대수층(81)에서 스트레이너(20)로, 스트레이너(20)에서 흡입균형관(30)으로, 유입되어 흡입균형관 내부(72)에서 물이 집수정(10)으로 이동 하게 하여 흡입균형관 내부에서 부압이 형성되더라도 대수층(81)과 스트레이너(20) 내부의 수두차가 일정하게 하여 설계 유속을 유지하게 함으로써 스트레이너(20)의 폐쇄를 방지하는 방법에 관한 것이다.

최근 물 부족의 문제가 특정 국가만의 문제가 아닌 전 세계적인 문제로 대두되고 있고, 우리나라도 예외 없이 물 부족 문제가 당면해결과제로서 서서히 대두되고 있다. 지금까지 국내의 가정과 산업시설에 필요한 용수는 대부분 표류수를 그 대상으로 하여 취수/공급하고 있었고, 표류수를 공급하는 방법으로는 댐건설에 의한 방법이나 하천 또는 호소(湖沼)의 물을 끌어 공급하는 방법이 많이 사용되고 있었다.

그러나, 댐건설에 의한 표류수의 공급은 댐후보지의 확보문제와 환경문제 그리고 용수를 공급하기까지 장시간이 요구되는 문제 등 해결하기 어려운 난제들로 곤란을 겪고 있어 대체수원의 개발 및 보급이 절실해지고 있는 상황이다.

그리고, 급속한 경제발전과 고도산업사회로의 전환 및 국민 생활수준의 향상으로 하천에 방류되는 각종 유독성 오염물질의 양이 증가되었고, 이로 인해 하천의 수질은 시간이 지남에 따라 점차 악화되고 있다. 또한 인구 집중화와 무분별한 산업단지의 조성은 상수원의 근간이 되는 하천과 호소의 수질오염을 더욱 가중시키고 있다.

따라서, 새로운 상수 공급 시스템으로 하천수를 원수로 직접 취수하지 않고 적절한 전처리를 통해 오염 물질을 제거한 이후, 이 물을 여러 가지 정수과정을 거 쳐 가정과 산업시설에 공급할 수 있는 간접 취수방법에 대한 수요와 연구 개발이 이루어지고 있다.

이러한 간접 취수방법으로 최근에 강변여과법이 주목을 받고 있는데, 상기 강변여과법은 수질이 매우 악화된 하천수를 직접 취수하는 대신에 하천에 널리 분포된 충적대수층에 취수정을 설치하는 것으로, 상기 취수정에는 이물질을 걸러주기 위하여 미세한 개공부가 형성된 스트레이너가 설치되어 있다. 이 스트레이너를 통하여 충적대수층을 통과한 물이 양수되는 것이다. 즉, 오염된 하천수가 충적층을 통과하면서 여과, 흡착됨과 아울러 생물학적 분해작용을 거치게 되고, 상기 충적층을 이루고 있는 사력이 스트레이너에서 걸러져 수질이 개선되는 점을 이용한 것이다.

이러한 강변여과법은 하천수를 장기간 하천의 대수층에 체류시켜 토양의 자정작용을 이용하여 오염 물질과 독소를 제거한 후 취수하므로 후속공정인 정수처리 공정에서 처리부담을 경감시킬 수 있다. 이는 직접 취수해서 고도 정수처리하는 방법에 비해 경제적이고 안전하며, 또한 불의의 수질 사고에 대응하기에 유리하다.

그러나, 상기한 강변여과법에 따르면 충적층을 통과한 물은 스트레이너의 개공부를 통과하게 되고, 이때 스트레이너에 유입되는 물의 속도가 빨라지면 충적층을 이루고 있는 사력과 이물질이 물과 함께 이동하여 스트레이너의 개공부를 막게 된다. 이러한 상태에서 강변여과수를 취수하는 작업을 계속하다보면 점점 더 많은 양의 사력과 이물질이 스트레이너의 개공부를 막아서 스트레이너의 투수율을 현저히 저하시킨다.

이러한 문제점을 해결하기 위하여 종래에는 폐쇄된 스트레이너를 재생하는 방법을 사용하였다.

그러나, 재생방법은 스트레이너의 폐쇄를 방지할 수 없기 때문에 재생하는 시간 동안 취수정의 물을 취수할 수 없고, 폐쇄가 진행되는 기간 동안에는 취수량이 감소하는 문제점을 안고 있다.

본 발명은 상기한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 스트레이너(20)의 내부에 흡입균형관(30)을 설치하여 대수층(81)으로부터 스트레이너(20)의 내부로 유입되는 물의 단위면적당 유입량이 스트레이너(20)의 전체 연장 구간에서 동일하게 유입되게 함으로써, 대수층(81)에서 스트레이너(20)의 내부로 유입되는 물의 유입속도를 설계 유속과 동일하게 유지시켜 강변여과수 취수정의 집수정(10)에 설치하는 스트레이너(20)의 폐쇄를 방지하는 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.

또한, 스트레이너(20)의 직경과 길이에 따라서 변화하는 취수량에 의하여 스트레이너(20)의 내부에서 이동하는 유속이 변화하는 경우에도 흡입균형관(30)의 전체 연장구간에서 단위면적당 유입량이 동일하게 유지시켜 대수층(81)에서 스트레이너(20)로, 스트레이너(20)에서 흡입균형관(30)으로 유입되는 단위면적당 물의 유입량이 동일하도록 특수하게 제작된 흡입균형관(30)을 설치하여 강변여과수 취수정의 스트레이너(20)가 폐공되는 것을 방지하는 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.

상기한 과제를 해결하기 위한 본 발명에 의한 강변여과수 취수정의 스트레이너(20)에 흡입균형관(30)을 설치하여 스트레이너의 폐공을 방지하는 방법은 집수정(10)에서 지면의 대수층(81)에 스트레이너(20)가 매설되고, 취수량에 따라서 흡입균형관(30)의 내부에서 이동하는 물의 유속에 의하여 발생하는 부압현상을 극복할 수 있도록 특수하게 제작하여, 스트레이너(20)와 동일한 길이로 스트레이너(20)의 내부에 설치하는 흡입균형관(30)으로 구성된다.

본 발명에 의한 강변여과수 취수정의 스트레이너(20)에 흡입균형관(30)을 설치하여 스트레이너(20)의 폐공을 방지하는 방법은 강변 여과수취수정의 집수정(10)에 설치한 스트레이너(20)의 내부로 유입되는 지하수의 유입속도가 불안정하여 대수층(81)이 교란되는 문제를 해결할 수 있도록 스트레이너(20)의 내부에 흡입균형관(30)을 설치하여, 대수층(81)에서 스트레이너(20)의 내부로 유입되는 지하수의 이동속도를 스트레이너(20)의 전체 연장 구간에서 일정하게 유지되도록 안정시켜 대수층(81)의 교란을 방지하여 스트레이너(20)의 폐쇄를 방지하도록 고안된 것으로서, 취수정의 취수 능력을 초기 설치 상태로 항구적으로 유지시켜 원활한 취수를 가능하게 함으로써 스트레이너(20)의 수명이 연장되고 장기적인 취수를 할 수 있어 예산을 절감할 수 있다.

본 발명을 첨부된 도면에 의하여 설명하면 다음과 같다.

도 1은 취수정의 전체 도면으로 집수정(10)의 하부에서 대수층(81)으로 스트레이너(20)를 설치하고, 스트레이너(20)의 내부에 플랜지(70)를 이용하여 흡입균형관(30)를 설치한 것으로 구성되어 있다.

도 2는 집수정(10)과 스트레이너(20)와 흡입균형관(30)의 단면도이며, 대수층(81)에 설치한 집수정(10)에서 대수층(81)에 스트레이너(20)를 설치하고, 스트레 이너(20)의 내부에 흡입균형관(30)을 설치한 것으로 구성되어 있다.

도 3은 흡입균형관(30)의 조감도이며 흡입균형관(30)은 원통형이나 사각형의 형태를 가지고 있으며, 흡입균형관(30)의 표면에 뚫은 물의 유입구(60)는 흡입균형관(30) 내부에서 이동하는 지하수의 유속에 따라서 발생되는 부압에 의한 수두곡선을 고려하여 특수하게 제작된 원형이나 사각형의 구멍으로 구성되어 있다.

본 발명에 의한 강변여과수 취수정의 스트레이너에 흡입균형관을 설치하여 스트레이너의 폐공을 방지하는 방법은 집수정(10)과: 집수정(10)에 설치한 스트레이너(20)와 스트레이너(20)의 내부에 설치한 흡입균형관(30)으로 구성된다.

상기 강변여과수 취수정의 집수정(10)은 스트레이너(20)에서 들어오는 물이 모이는 곳이며, 집수정(10)의 하부에는 수직 또는 수평방향으로 개공부가 있는 상기 스트레이너(20)를 소정의 직경과 길이로 설치하여 대수층(81)의 물이 스트레이너(20)의 개공부(50)를 통하여 스트레이너의 내부로 유입되게 하고, 스트레이너(20)의 내부에는 스트레이너(20)와 동일한 길이로, 상기 흡입균형관(30)을 설치하는데, 상기 흡입균형관(30)은 스트레이너(20)에서 흡입균형관의 내부(72)로 물이 유입될 수 있도록 개공부(60)가 뚫려 있으며, 상기 흡입균형관의 개공부(60)는 흡입균형관의 내부(72)에 있는 물이 수두차에 의하여 집수정(10)으로 이동할 때 발생하는 부압현상을 고려하여 흡입균형관(30)의 내부에서 부압이 발생되더라도 흡입균형관(30)의 내부로 유입되는 물이 전체 연장구간에서 단위면적당 유입량이 동일하도록 특수하게 개공부(60)를 제작하였다. 상기 흡입균형관(30)에 붙어있는 플랜지(70)는 흡입균형관(30)을 스트레이너(20)의 내부에 삽입하고 집수 정(10)에 스트레이너(20)와 흡입균형관(30)을 동시에 볼트로 고정시키도록 제작하였다.

상기 집수정(10)에 스트레이너(20)와 특수하게 제작된 흡입균형관(30)을 설치하고, 집수정(10)에서 펌프로 물을 양수하면 집수정(10)의 수위가 하강하여 대수층(81)의 지하수위(80)와 집수정(10)의 수위차가 발생되어 집수정(10)과 연결된 흡입균형관(30)에 채워져 있던 물이 집수정(10)으로 이동하고, 이어서 스트레이너의 내부에 채워져 있던 물이 흡입균형관의 개공부(60)를 통하여 흡입균형관(30)의 내부로 유입되며, 이어서 대수층(10)의 물은 스트레이너(20)의 개공부(50)를 통하여 스트레이너(20)의 내부로 유입된다. 상기 흡입균형관(30)의 개공부(60)를 통하여 흡입균형관의 내부(72)로 유입되는 물이 흡입균형관의 내부로 유입될 때 흡입균형관(30)의 전체 연장구간에서 단위면적당 유입량이 동일하면 대수층(10)에서 스트레이너(20)로 유입되는 물의 유입량 또한 스트레이너(20)의 전체 연장구간에서 단위면적당 유입량이 동일하여, 당초 대수층이 교란되지 않도록 설정한 설계유속을 유지할 수 있으므로 대수층(10)이 교란되지 않아서 스트레이너(20)의 개공부(50)가 폐쇄되지 않으므로 스트레이너(20)의 수명이 연장되고, 영구적으로 일정한 취수량을 확보할 수 있다.

도 1은 취수정의 전체 단도면

도 2는 집수정(10)과 스트레이너(20)와 흡입균형관(30)의 단면도

도 3은 흡입균형관(30)의 조감도

<도면의 주요, 부분에 관한 부호의 설명>

10: 집수정 20: 스트레이너

30: 흡입균형관 50: 스트레이너 개공부

60: 흡입균형관 개공부 70: 플랜지

72: 흡입균형관 내부 80: 지하수위면

81: 대수층

Claims (3)

1. 강변여과수 취수정의 스트레이너에 흡입균형관을 설치하여 스트레이너의 폐공을 방지하는 방법에 있어서 대수층과 스트레이너의 내부의 수두차가 집수정과 연결된 스트레이너의 입구에서 부터 스트레이너의 연장 끝부분까지 동일한 수두차가 발생되도록 스트레이너의 내부에 흡입균형관을 설치하는 방법.
2. 상기 제1항의 흡입균형관을 금속이나 수지로 제작하는 방법.
3. 제1,2항의 흡입균형관을 제작함에 있어서 흡입균형관의 내부에서 이동하는 물의 유속에 의하여 발생하는 부압에 맞추어 흡입균형관의 전체 연장구간에서 외부에서 내부로 유입되는 물의 단위면적당 유입량이 동일하게 개공부를 배치하고, 제작하는 방법.

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