KR20110088107A - 차수막이 설치된 사용종료 및 사용 중인 위생매립지의 누출위치 검지 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 매립지 내부 중앙에 음극봉을 배치하는 공정과 매립지 주변에 양극봉을 울타리 형태로 설치하여 내부의 음극봉과 외부의 양극봉의 전류, 저항을 측정 비교하여 이상전류 및 저항값으로 침출수 누출을 감지하는 펜스형 침출수 누출검지 장치 및 펜스형 침출수 누출검지 장치를 이용한 구획분할 누출검지 방법에 관한 것이며, 차수막(2)의 외부 둘레에 다수개의 전극봉을 울타리 형태를 가지도록 배치하는 양극봉(3); 차수막(2)의 내부 중앙에 설치되는 음극봉(4); 양극봉(3)과 음극봉(4)에 전기를 인가하도록 연결되는 파워서플라이(5); 파워서플라이(5)에 연결되어 전류와 저항의 변화를 측정하는 멀티미터(6)로 구성되는 것을 특징으로 한다.

Description

차수막이 설치된 사용종료 및 사용 중인 위생매립지의 누출위치 검지 방법{Method of measure using hygiene reclaimed land}

본 발명은 차수막이 설치된 사용종료 및 사용 중인 위생매립지의 누출위치 검지 방법에 관한 것으로서, 매립지 내부 중앙에 음극봉을 배치하는 공정과 매립지 주변에 양극봉을 울타리 형태로 설치하여 내부의 음극봉과 외부의 양극봉의 전류, 저항을 측정 비교하여 이상전류 및 저항값으로 침출수 누출을 감지하는 펜스형 전극배치 침출수 누출검지 장치를 이용한 위생매립지의 구획분할 누출검지 방법에 관한 것이다.

최근 들어 환경보호에 대한 관심이 날로 높아지고 있으며, 특히 쓰레기매립지나 인공 연못(pond) 건설시 차수와 방수의 목적으로 설치한 라이너의 손상으로 침출수 누수 등에 의해 발생되는 환경오염에 따른 지하수나 급수근원에 대한 보호가 절실히 요구되고 있는 실정이다.

또한, 화학산업의 발전과 화학폐기물 및 도시쓰레기양의 증가와 기업체의 거대한 원료채굴이나 실러지(silage)탱크 또는 침전물탱크 건설시 일어나는 누수오염의 요소가 급격히 증가되면서 환경 및 지하수오염을 침해하는 요인이 증가되고 있다.

한편, 각종 건설공사를 시공함에 있어서 지하수의 누수로 인한 시공물의 손상을 방지하기 위하여 각종 방수시설이 필수적으로 필요하게 되며, 특히 터널 공사의 경우에는 터널 천정면에 완벽한 방수효과를 갖도록 방수막을 형성하고 있는 실정이다.

상기와 같은 차수막이나 방수막에 있어서 여러 가지 유해요소에 의한 누수로 인해 환경오염의 방지 및 시설물을 보호하기 위한 많은 노력이 이루어지고 있으나 조기에 누수를 탐지하는 장치나 방법이 알려진 바 없었으며, 검사정(monitoring well)을 만들어 누출여부의 확인하거나 육안으로의 확인 또는 지질변화로 인한 발견 등의 방법등이 알려지고는 있으나, 누수 후 상당한 시간이 지나면서 생태계의 파괴가 이루어진 뒤에나 또는 시설물에 이미 수분이 완전히 함유되어 있는 상태에서 차수막이나 방수막의 손상이 발견되고, 발견되더라도 손상부위의 위치를 정확히 찾아낼수 있는 방법이 없어 손상부위를 방치하므로서 지속적인 환경오염 및 시설물 손상을 유발하는 등의 문제점이 있었다.

더욱이 상기와 같은 종래의 방법들은 상당히 고도의 전문인력을 필요로 할 뿐만 아니라 비용이 많이 소요되어 작업 효율이 저하되거나 정확도가 저하되는 등의 단점이 발생되고 있다. 더욱 중요한 것은 쓰레기 매립장의 차수막 또는 방수막의 경우에 있어서 손상이 시공 후 보호 토양의 포설 등과 같은 다른 공사를 할 때에 대부분 발생되므로 차수막이나 방수막의 손상을 처음부터 즉시 발견할 수 있는 기술이 요구됨에도 불구하고 현실적으로는 발견이 늦어지므로 실효가 없다는 것이며, 이로 인하여 차수막이나 방수막의 손상을 즉시 발견할 수 있는 기술이 요구되고 있는 실정이다.

상기와 같은 문제점은 주로 산업폐기물이나 도시폐기물매립에 있어 지하수 및 토양의 오염 요소가 되는 침출수의 누수를 방지하는 차수막 손상 뿐만 아니라 물저장고나 폐수처리장, 침전지, 실러지 탱크 등에 있어서도 많이 발생되며, 각종시설물의 건설에서도 발생되고 있다.

현재에는 이와 같이 환경오염을 방지하기 위한 시설 중의 하나인 차수막 또는 방수막의 손상에 의한 누수를 방지하기 위해 차수막 또는 방수막의 상태를 검사하고 손상부위를 찾아내어 보수하기 위한 차수막 또는 방수막의 손상부위 탐지방법 및 탐지시스템을 개발하여 왔고, 일예로, 감지 전극 상부에 시공되는 차수막 또는 방수막과, 차수막 또는 방수막이 시공될 바닥면 또는 사면 상부에 전압 측정을 위하여 좌표에 따라 배관망 형식으로 설치되는 감지전극과, 차수막 또는 방수막 상부에 특정극을 위치시키고 차수막 또는 방수막의 하부(원지반)에 반대극이 위치되도록 설치되는 활성전극과, 활성전극으로 전류를 흐르게하는 전원과, 감지전극으로 부터 측정된 전압을 콘트롤 박스로 전송하기 위한 케이블과, 현장 상황에 알맞게 현장 부근의 한 지점을 선정하여 그 곳으로 케이블을 집합시켜 모니터링 작업이 용이하도록 하는 콘트롤 박스와, 감지전극과 콘트롤 박스에 의하여 수집된 매개변수들을 이용하여 손상된 지점을 좌표상에 정확하고 신속하게 탐지하므로서 차수막 또는 방수막 절연층의 손상 부위를 정확하며 신속하고 용이하게 탐지하도록 하는 하드웨어 및 소프트웨어로 이루어진 해석 수단으로 구성되는 시스템이 개발되어 사용하고 있었다.

이러한 시스템에서 최초로 각각의 좌표 지점에 포설된 감지전극을 이용하여 활성전극으로 전류를 흐르지 않게 하였을 때와 전류를 흐르게 하였을 때의 전압을 측정하여 데이터를 얻는 단계, 얻어진 데이타를 해석수단을 이용하여 2차원 또는 3차원적으로 차수막 또는 방수막의 손상부위를 탐지하는 단계로 구성되는 손상부위 탐지방법이 있었다.

한편, 대한민국 공개특허 제2002-19306호가 소개되어 있는데. 그 내용은 도11에서와 같이 매립지(10)의 지반(12)에 침출수의 누출 방지를 위해 설치된 차수막(14) 또는 차수재(16)의 하부에 격자점 형식으로 설치된 전도성 감지기(18)와, 상기 차수막(14) 또는 차수재(16)의 상부 중앙에 한 개 또는 복수 개로 위치되는 (+)전원전극(20) 및 상기 차수막(14) 또는 차수재(16)의 하부에 복수 개로 위치되는 (-)전원전극(22)과, 상기 전원전극(20)(22)과 접속기(26)를 매개로 연결되어 이들 전원전극(20) (22)에 전압을 공급하는 전원공급장치(24)와, 상기 각각의 전도성 감지기(18) 사이에서 측정된 전위차 신호를 분할기판 (28)으로 전송하여 주는 감지선(30)과, 상기 각각의 전도성 감지기(18)와 대응하여 이 감지기(18)들을 선별하여 주는 릴레이소자 및 발광 다이오드, 각각의 릴레이소자 및 발광 다이오드들을 고정시키고 컴퓨터(32)로부터의 구동전류로 전도성 감지기(18) 사이의 전위차를 신호로 출력하는 선별기판(34)과, 상기 컴퓨터(32)로부터 구동전류를 받아 선별기판(34)으로 전송하는 제1, 제2 선택기(36)(38)와, 상기 선별기판(34)으로부터 출력된 신호를 받아 컴퓨터(32)로 전송하여 주는 신호전달기판(40)과, 상기 신호전달기판(40)으로부터 전송된 아날로그신호를 디지털신호로 변환시켜 주는 A/D 변환기(42)와, 상기 선별기판(34)에 의한 전위차 측정이 가능하도록 컴퓨터(32)로부터 구동전류를 전송하여 주는 제1, 제2 디지털출력기(44)(46)와, 상기 각각의 기판들을 연결하여 주는 라인 및 라인케이블밴드 등으로 구성되는 하드웨어와 이 하드웨어로부터 출력된 신호를 받아 2차원 및 3차원 다이어그램으로 도식하여 차수막(14) 또는 차수재(16)의 파손위치를 시각적 및 수치적으로 검지할 수 있는 기록매체로 구성된 것을 특징으로 하는 매립지 침출수 누출검지 장치에 관한 것이다.

상술한 발명은 전극배치방법은 매립지 내부의 차수막 상부에 양극(+)이 설치되고 매립지 내부의 차수막하부에 음극(-)이 설치되는 것으로 매립지건설시 미리 설치되게 되며, 전극설치방법은 매립지 건설단계에서 차수막하부에 미리 음극을 설치하고 차수막을 설치한 후 양극을 설치하게 괴며, 전압값을 근거로 누출위치를 판단하게 된다.

그러나 상기 발명은 초기 누출위치가 이미 설치된 격자형 전극에 의하여 1회에 걸쳐서 검지되는 것으로 현장에 맞게 이동이 불가하며, 누출영역에 적합하게 전극을 세분화하는 것이 불가능한 문제점이 있다.

또한, 매립지 건설당시 전극이 설치되지 않는 경우 누출위치의 검측이 불가능하다.

본 발명은 전술한 바와 같은 문제를 해결하기 위하여 안출한 것으로서, 비교적 간단한 방법으로 침출수가 누출되는 여부를 판단할 수 있고, 누출되었을 때 상세한 침출수 누출위치를 알 수 있게 하는 차수막이 설치된 사용종료 및 사용 중인 위생매립지의 누출위치 검지 방법을 제공하고자 하는 목적이 있다.

본 발명은 전술한 바와 같은 목적을 달성하기 위하여 차수막이 설치되는 매립지에 있어서, 차수막(2)의 외부 둘레에 다수개의 전극봉을 울타리 형태를 가지도록 배치하는 양극봉; 차수막의 내부 중앙에 설치되는 음극봉; 양극봉과 음극봉에 전기를 인가하도록 연결되는 파워서플라이; 파워서플라이에 연결되어 전류와 저항의 변화를 측정하는 멀티미터;로 구성되는 것을 특징으로 하는 펜스형 침출수 누출검지 장치를 이용한 검지방법에 있어서, 양극봉, 음극봉, 파워서플라이, 멀티미터를 설치하는 전극봉 및 장치 설치단계; 파워서플라이로 인가한 전류와 저항의 변화를 멀티미터에서 측정하는 전류 저항 측정단계; 각각의 전극봉에서 측정된 전류 저항을 비교하여 상대적으로 높은 전류값이 있는지 판단하는 침출수누출여부 판단단계; 각 전극봉의 전류와 저항에서 상대적으로 높은 값이 없을 경우에 누출이 없는 것으로 판단하고 측정을 종료하는 검지종료 단계; 상대적으로 높은 전류값이 측정되었을 때, 매립지 내부의 누출위치를 대략적으로 구분하는 누출위치 구분단계; 십자 형상의 제1구획선으로 제1구획부를 선택하고, 제1구획부 내에서 다시 십자 형상의 제2구획선을 형성하여 제2구획부를 선택하며, 반복적으로 같은 단계를 실시하는 구획분할 단계;와 선택된 제1구획부 중앙에 음극봉을 이동시키고, 음극봉의 위치를 앞, 뒤, 좌, 우로 변경하면서 저항값을 측정비교하고, 저항값이 작은 위치를 제2구획부로 선택하여 제2구획부 내로 음극봉을 이동시키며, 다시 음극봉의 위치를 앞, 뒤, 좌, 우로 변경하면서 저항값을 측정비교하고, 반복적으로 같은 단계를 실시하는 내부 전극봉의 위치를 변경하면서 저항값 측정 단계;를 포함하는 세부측정단계; 세부측정단계를 실시후 누출위치의 근접도를 판단하여 세부측정단계의 반복 실시여부를 판단하는 누출위치 근접판단 단계; 근접한 누출위치를 인지하였을 경우 누출위치를 확인하는 누출위치 검지 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 차수막이 설치된 사용종료 및 사용 중인 위생매립지의 누출위치 검지 방법을 제공한다.

본 발명은 매립지의 차수막 둘레에 울타리 형상으로 양극봉을 설치하고, 내부에 음극봉을 설치하여 음극봉과 양극봉에서의 전류와 저항을 각각 측정하여 이상 전류값으로 침출수 누출을 감지할 수 있고, 내부의 음극봉을 옮기면서 전류와 저항을 측정하여 침출수가 누출된 위치를 쉽게 알수 있는 효과가 있다.

그리고, 세부측정단계를 반복하면 할수록 정확한 누출위치를 알 수 있으므로 선택적인 작업이 용이한 효과가 있다.

도 1 내지 도 7은 본 발명의 펜스형 침출수 누출검지 장치를 이용한 구획분할 누출검지 방법의 각 단계를 도시한 도면.
도 8은 본 발명의 펜스형 침출수 누출검지 장치를 이용한 구획분할 누출검지 방법을 도시한 순서도.
도 9는 본 발명의 펜스형 침출수 누출검지 장치를 도시한 개략도.
도 10은 본 발명의 펜스형 침출수 누출검지 장치의 일부 절단 개략 사시도.
도 11은 종래(제2002-19306호 및 US2002/0028110 A1)의 매립지현장에 적용한 경우의 전체구성도.

이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 구성을 상세히 설명하면 다음과 같다.

본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석하여서는 되지 않고, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.

본 발명은 폐기물 매립지의 침출수 검지 및 위치를 추적하기 위하여 구획분할을 하고, 차수막(2)의 내부 중앙에 음극봉(4)을 설치하며, 차수막(2)의 외부 둘레에 양극봉(3)을 울타라 형태로 배치시켜 파워서플라이(5)와 멀티미터(6)로 인가된 전류와 전압을 측정하여 침출수를 검지하거나 누출위치를 측정할 수 있게하는 장치를 주요 구성으로 하고, 이러한 장치를 사용하여 누출위치(7)를 거의 근접하게 측정할 수 있는 측정방법을 특징으로 한다.

매립지(1)에 설치되는 차수막(2)의 외부 둘레에는 양극봉(3)을 울타리 형태를 가지도록 일정 간격으로 배치하여 파워서플라이(5)에 연결하고, 파워서플라이(5)는 일반적으로 전기를 인가할 수 있는 제품을 사용한다.

그리고 차수막(2)의 내부 중앙에 음극봉(4)을 배치하여 양극봉(3)과 음극봉(4)에 각각 전기를 파워서플라이(5)로 인가한다.

파워서플라이(5)에 멀티미터(6)를 연결하여 전류와 저항의 변화를 측정하여 침출수의 누출여부를 파악한다.

파워서플라이(5)에서 인가한 전류가 양극봉(3)과 음극봉(4)을 통하여 흐르게 되면, 지중을 통해 전류가 흐르게 되고, 차수막(2)으로 인하여 지중의 전류는 저항을 받게 된다.

하지만 차수막(2)에 손상이 일어나 침출수의 누출이 발생하게 되면, 그 부분의 저항이 상대적으로 줄어들게 되어 침출수가 누출되었음을 알 수 있다.

이러한 장치를 사용하여 최대한 근접되도록 누출위치(7)를 알 수 있는 방법은 도 8에 도시된 바와 같다.

전술한 바와 같이 양극봉(3), 음극봉(4), 파워서플라이(5), 멀티미터(6)를 설치하는 전극봉 및 장치 설치단계(100)를 거쳐 준비한다.

그 다음에 전류 저항 측정단계(110)를 거치는데, 파워서플라이(5)로 각각의 양극봉(3)과 음극봉(4)에 인가한 전류와 저항의 변화를 멀티미터(6)에서 측정한다.

멀티미터(6)에서 측정한 전류 저항을 비교하였을 때, 어느 부분에서 상대적으로 높은 전류값을 나타내는지를 판단하는 침출수누출여부 판단단계(120)를 거쳐서 상대적으로 높은 전류값을 나타내지 않을 경우에는 누출이 없는 것으로 판단하고 검지종료 단계(130)에서 측정을 끝낸다.

침출수누출여부 판단단계(120)에서 상대적으로 높은 전류값이 측정되었을 때, 매립지(1) 내부의 누출위치(7)를 대략적으로 구분하는 누출위치 구분단계(140)를 거친다. 이러한 누출위치 구분단계(140)는 매립지 내를 크게 4등분하여 그 중 어느 부분에 속하는지만 판단한다.

그 다음으로 세부측정단계(170)를 거치는데, 세부측정단계(170)는 크게 구획분할단계(150)와 내부의 전극봉의 위치를 변경하면서 저항값 측정단계(160)로 구분된다.

구획분할단계(150)는 열십자 형태로 매립지내를 크게 4등분하여 제1구획선(10)을 그어 누출위치가 있는 부분인 제1구획부(11)를 선택하는 단계를 말하고, 다음에 실시하는 내부의 전극봉의 위치를 변경하면서 저항값 측정단계(160)에서 내부의 전극봉인 음극봉(4)을 제1구획부(11) 중앙으로 이동시켜 음극봉(4)의 위치를 앞, 뒤, 좌, 우로 변경하면서 저항값을 측정비교한다.

이때 저항값이 작은 위치를 측정 판단하여 누출위치(7)를 대략 인지한다. 이러한 누출위치(7)의 정확도를 판단하는 누출위치근접판(180)을 하게 되는데, 누출위치의 정확도가 떨어진다고 판단되었을 때, 다시 세부측정단계(170)를 반복한다.

반복되어 실시되는 구획분할단계(150)에서, 제1구획부(11) 내에 다시 십자 형상의 제2구획선(20)을 형성하여 누출위치가 포함되어 있는 제2구획부(21)를 선택하고, 다시 내부의 전극봉의 위치를 변경하면서 저항값 측정단계(160)에서 음극봉(4)을 제2구획부(21)의 중앙부로 이동시켜 음극봉(4)의 위치를 앞, 뒤, 좌, 우로 변경하면서 저항값을 측정비교한다.

음극봉이 누출위치에 가까워지면 저항값이 떨어지게 되므로 이러한 위치를 대략 측정하고, 이 위치가 근접되어 있다고 판단되지 않을 때는 제3구획부, 제4구획부를 반복하여 선택하는 세부측정단계(170)를 반복한다.

세부측정단계(170)를 실시후 누출위치(7)의 근접도를 판단하였을 때, 누출위치(7)가 비교적 정확하다고 판단하면 세부측정단계(170)의 반복 실시를 중단하고, 누출위치를 검지했다고 확정하는 누출위치 검지단계(190)에 도달한다.

상술한 바와 같은 본 발명은 전극배치방법에 있어서 매립지 내부에 음극(-)이 설치되고 매립지 외부에 양극(+)이 설치되며 건설당시 미리 하부에 설치하는 것이 아니다.

또한, 매립지 건설 또는 건설 완료후 매립지 사용중 임의로 전극 설치하여 누출여부를 판단하게 된다.

그리고 초기 누출위치는 대구역(사분면, 제1구획부) 분할단면에서 검지되며, 이후 검지단면을 지속적으로 분할(제2구획부) 검지하는 이동형 검지 방법을 채용하고 있다.

한편 본 발명은 사용중이거나 사용 종료된 매립지에서도 누출위치 검측이 가능하게 되며, 전류값을 근거로 누출위치 판단하게 되는 것이 특징이다.

1 : 매립지 2 : 차수막
3 : 양극봉 4 : 음극봉
5 : 파워서플라이 6 : 멀티미터
7 : 누출위치 10 : 제1구획선
11 : 제1구획부 20 : 제2구획선
21 : 제2구획부 100 : 전극봉 및 장치 설치단계
110 : 전류 저항 측정단계 120 : 침출수누출여부 판단단계
130 : 검지종료 단계 140 : 누출위치 구분단계
150 : 구획분할 단계
160 : 내부 전극봉의 위치를 변경하면서 저항값 측정 단계
170 : 세부 측정단계 180 : 누출위치 근접판단 단계
190 : 누출위치 검지 단계

Claims (1)

1. 차수막이 설치되는 매립지에 있어서, 차수막(2)의 외부 둘레에 다수개의 전극봉을 울타리 형태를 가지도록 배치하는 양극봉(3); 차수막(2)의 내부 중앙에 설치되는 음극봉(4); 양극봉(3)과 음극봉(4)에 전기를 인가하도록 연결되는 파워서플라이(5); 파워서플라이(5)에 연결되어 전류와 저항의 변화를 측정하는 멀티미터(6);로 구성되는 펜스형 침출수 누출검지 장치를 이용한 검지 방법에 있어서,
   양극봉(3), 음극봉(4), 파워서플라이(5), 멀티미터(6)를 설치하는 전극봉 및 장치 설치단계(100);
   파워서플라이(5)로 인가한 전류와 저항의 변화를 멀티미터(6)에서 측정하는 전류 저항 측정단계(110);
   각각의 전극봉에서 측정된 전류 저항을 비교하여 상대적으로 높은 전류값이 있는지 판단하는 침출수누출여부 판단단계(120);
   각 전극봉의 전류와 저항에서 상대적으로 높은 값이 없을 경우에 누출이 없는 것으로 판단하고 측정을 종료하는 검지종료 단계(130);
   상대적으로 높은 전류값이 측정되었을 때, 매립지 내부의 누출위치를 대략적으로 구분하는 누출위치 구분단계(140);
   십자 형상의 제1구획선(10)으로 제1구획부(11)를 선택하고, 제1구획부(11) 내에서 다시 십자 형상의 제2구획선(20)을 형성하여 제2구획부(21)를 선택하며, 반복적으로 같은 단계를 실시하는 구획분할 단계(150);와 선택된 제1구획부(11) 중앙에 음극봉(4)을 이동시키고, 음극봉(4)의 위치를 앞, 뒤, 좌, 우로 변경하면서 저항값을 측정비교하고, 저항값이 작은 위치를 제2구획부(21)로 선택하여 제2구획부(21) 내로 음극봉(4)을 이동시키며, 다시 음극봉(4)의 위치를 앞, 뒤, 좌, 우로 변경하면서 저항값을 측정비교하고, 반복적으로 같은 단계를 실시하는 내부 전극봉의 위치를 변경하면서 저항값 측정 단계(160); 를 포함하는 세부측정단계(170);
   세부측정단계(170)를 실시후 누출위치(7)의 근접도를 판단하여 세부측정단계(170)의 반복 실시여부를 판단하는 누출위치 근접판단 단계(180);
   근접한 누출위치(7)를 인지하였을 경우 누출위치를 확인하는 누출위치 검지 단계(190);을 포함하는 것을 특징으로 하는 차수막이 설치된 사용종료 및 사용 중인 위생매립지의 누출위치 검지 방법.

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