KR20160134158A - 여과기능을 갖는 다목적 사방댐 - Google Patents

Abstract

본 발명의 다목적 사방댐은 계곡에 설치되어 토석류를 1차 적으로 저지시키기 위한 제 1댐과; 상기 제 1댐의 하류측에 설치되어 제 1댐으로부터 원류되어 계곡을 따라 흐르는 물을 필터링 하기 위한 필터유닛과, 상기 필터유닛에 의해 걸러진 물을 저장하기 위한 저장탱크를 구비한 정수부;를 포함한다.
본 발명의 사방댐은 계곡을 따라 흐르는 토사 등에 오염된 물을 여과하여 사용함으로써 물의 활용성을 높일 수 있다.

Description

여과기능을 갖는 다목적 사방댐 {multipurpose debris barrier}

본 발명은 사방댐에 관한 것으로, 더 상세하게는 토석류를 필터링 하여 간이상수도원 또는 용수로 사용할 수 있는 다목적 사방댐 시스템에 관한 것이다.

일반적으로 토석류(土石流)란 산에서 흙과 돌, 바위, 나무 등이 물과 섞여 빠른 속도로 흘러내리는 현상을 말한다. 토석류의 발생원인은 급경사의 지형 조건에서 표토층의 파괴, 충분한 양의 유동성 물질의 존재, 흐름을 유발할 만큼의 충분한 수량 등의 조건이 충족될 때 발생한다. 이러한 토석류는 주로 물과 세립자로 구성된 이토류, 조립질의 물질로 구성된 사토류, 이토류와 사토류가 혼합된 혼합류로 구분된다.

산에서 토석이 다량으로 급격하게 쏟아지면 거대한 파괴력을 가져 가옥 파괴와 인명 희생이 따르는 경우가 있다. 이러한 토석류는 단시간의 폭우가 있는 경우 발생할 수 있다. 토석류에 의한 산사태의 경우 일반 산사태에서 발생하는 피해보다 침식작용을 통해 5배 이상의 규모로 커질 수 있다. 이러한 토석류는 산사태 발생 시 배수관이 막히게 되는 주원인인데, 배수관이 막히게 되면 흘러내려 오는 토사 유속의 감소를 일으킬 수 없어 빠른 속도로 토사는 흐르게 되며 산사태의 피해는 더욱 커지게 된다.

산사태 대비를 위한 효과적인 대응 방안으로서 사방댐이 사용되고 있다. 사방댐은 계상물매를 완화시키고 유속을 감소시키는 대표적인 횡공작물로, 사방시설물 가운데 재해방지 효과가 가장 큰 공작물 중 하나로 평가된다.

이러한 사방댐은 각각의 기능을 충분히 이해하여 현장에 가장 적합한 사방댐을 선택하는 것이 매우 중요하다. 즉 대상지역에 대한 현지조사를 통하여 대상지역의 붕괴 토사량을 예측한 이후 사방댐의 형태, 규모, 설치위치 등을 선정할 수 있다.

사방댐은 토석류 억제, 토석류의 조절 및 최대유출량 제어, 유목 억제 등의 기능을 가진다. 평상시에는 수계의 흐름을 변화시키지 않고 물과 토사를 유하시킬 수 있으며, 홍수 시에는 토석류와 유목을 억제하고 최대유출량을 제어할 수 있다. 대한민국 특허출원번호 제10-2011-0037246호에는 생태통로를 구비한 사방댐이 게시되어 있으며, 대한민국 특허출원번호 제10-2002-0052058호에는 사방댐의 시공방법이 게시되어 있다.

그리고 대한민국 특허등록 제 774381호에는 산불진압용 저장수 확보와 홍수 시 발생되는 부산물 거름기능을 갖는 사방댐의 구성방법이 게시되어 있으며, 특허등록 제 1185626호에는 고화재를 이용한 친환경 방재댐 산간저류지 축조공법이 게시되어 있다.

상술한 바와 같이 구성된 종래의 사방댐은 단순히 토석류 억제와 조절 및 최대유출량 제어, 유목 억제 등을 가지는 것으로, 산사태의 발생을 억제하는 것과 단순히 물을 저장하여 산불진화용으로 사용하고 있다.

한편, 최근에는 산간계곡 물의 활용도가 높아지고 있는데, 상술한 바와 같은 토석류의 물을 그대로 사용하기 어렵다. 특히 사방댐에 저장된 토석류를 사용하기 위해서는 물에 포함된 미립자의 침전에 많은 시간이 소요되며, 특히, 부유물을 필터링하기 어렵다. 따라서 사방댐에 저장된 물의 활용성이 상대적으로 떨어지는 문제점이 있다.

대한민국 특허출원번호 제10-2011-0037246호 대한민국 특허출원번호 제10-2002-0052058호 대한민국 특허등록 제 774381호 대한민국 특허등록 제 1185626호

본 발명의 해결하고자 하는 기술적 과제는 토석류를 필터링하여 물의 활용성을 높일 수 있는 다목적 사방댐을 제공함에 있다.

본 발명의 해결하고자 하는 다른 기술적 과제는 필터링 수단에 의해 저장된 저장탱크 내부의 물이 오염되는 경우 사방댐의 물을 이용하여 탱크를 세척 및 필터를 역세 할 수 있는 다목적 사방댐을 제공함에 있다.

상기 기술적 과제를 해결하기 위한 본 발명의 다목적 사방댐은

계곡에 설치되어 토석류를 1차 적으로 저지시키기 위한 제 1댐과; 상기 제 1댐의 하류측에 설치되어 제 1댐으로부터 원류되어 계곡을 따라 흐르는 물을 필터링 하기 위한 필터유닛과, 상기 필터유닛에 의해 걸러진 물을 저장하기 위한 저장탱크를 구비한 정수부;를 포함한 것을 그 특징으로 한다.

본 발명에 있어서, 상기 정수부는 제 1댐의 하루측에 설치되는 제 2댐과, 상기 제 2댐에 의해 구획된 공간의 상하방향으로 구획하여 하부측이 상기 저장탱크가 이루어질 수 있도록 하는 구획프레임부와, 상기 구획프레임부에 설치되어 제 1댐으로부터 원류된 물을 필터링하기 위한 상기 필터유닛과, 상기 제 2댐에 설치되어 상기 저장탱크 내의 물을 드레인 시키기 위한 제 수문을 포함한다.

그리고 상기 정수부는 상기 저장탱크에 저장된 물의 오염 시 저장탱크의 내부를 세척할 수 있으며, 상기 필터유닛을 역세 할 수 있는 세척유닛을 더 구비한다. 상기 세척유닛은 상기 제 1댐에 저장된 물을 제 1댐과 제 2댐의 높이 차를 이용하여 상기 저장탱크로 공급하기 위한 바이패스관과, 상기 제 1댐의 내부로 돌출된 바이패스관으로 유입되는 물을 거르기 위한 서브필터와, 상기 바이패스관에 설치되어 바이패스관을 개폐하기 위한 세척밸브을 구비한다.

본 발명에 따른 다목적 사방댐은 토사와 자갈이 혼합된 토석류 또는 미립자가 포함된 계곡수를 필터링하여 다목적으로 사용할 수 있으며, 특히, 정수된 물을 간이 상수원이나 계곡에 설치되는 간이 수영장의 물로 사용 할 수 있다.

도 1은 본 발명에 따른 다목적 사방댐의 단면도,
도 2는 본 발명에 따른 정수부를 발췌하여 도시한 사시도,
도 3은 본 발명에 따른 다목적 사방댐의 필터유닛 역세를 나타내 보인 단면도.

본 발명은 다목적 사방댐은 산간 계곡에 설치되어 폭우에 따른 산사태를 방지하기 방지하고, 토석류를 필터링하여 다목적으로 사용할 수 있는 것으로, 실시예를 도 1 내지 도 3에 나타내 보였다.

도면을 참조하면, 본 발명에 따른 다목적 사방댐(10)은 계곡에 설치되어 토석류를 1차 적으로 저지시키기 위한 제 1댐(20)과; 상기 제 1댐(20)의 하류측에 설치되어 제 1댐(20)으로부터 원류되어 계곡을 따라 흐르는 물을 필터링 하기 위한 필터유닛(30)과, 상기 필터유닛에 의해 걸러진 물을 저장하기 위한 저장탱크(40)를 구비한 정수부(50);을 포함한다.

상술한 바와 같이 구성된 본 발명에 따른 다목적 사방댐을 구성요소별로 보다 상세하게 설명하면 다음과 같다.

본 발명에 따른 다목적 사방댐(10)의 제1댐(20)은 산간계곡에 설치되어 토석류를 차단하는 것으로, 계곡의 상대적인 상류측에 설치되어 토사류를 일차적으로 차단함과 아울러 저장하게 된다. 상기 제 1댐(20)은 현장조건에 따라 달라질 수 있는데, 주위 경관과의 조화를 위하여 친환경재료인 자연석, 외주면이 바위 형상을 가진 콘크리트 블록 등을 이용하여 축조될 수 있다. 그리고 상기 제 1댐(20)에는 제1무너미부(21)이 형성되고, 제 1댐의 양측에는 소정높이의 제 1측벽부(22)가 형성된다. 그리고 제 1댐(20)의 제 1측벽부(22)의 단부측에는 제1댐(20)의 높이보다 상대적으로 낮은 제1보조댐(23)이 설치되고, 이 제1보조댐(23)에는 제1수문(24)이 설치될 수 있는데, 이 제1수문(24)은 크랭크형 수문이 이용될 수 있다. 그리고 제1댐(20)과 제 1보조댐(23)의 바닥면은 돌들을 평면상으로 설치하거나 시멘트몰탈에 의해 자연석이 고정된 구조를 가질 수 있다.

그리고 상기 정수부(50)는 상기 제 1댐(20)의 하류측에 설치되는 제 2댐(51)의해 구획되고, 상기 제 2댐(21)에 의해 구획된 공간에는 상기 제 2댐(51)의 높이보다 낮게 상부가 개방된 저장탱크(40)가 설치된다. 그리고 상기 저장탱크(40)의 상부 측에는 구획프레임(55)이 설치되는데, 상기 구획프레임(55)에는 제2댐(51) 측으로 유입되는 물을 필터링하여 상기 저장탱크(40)에 저장하기 위한 필터유닛(30)이 설치된다. 상기 필터유닛(30)의 상면은 제 2댐(51)의 높이보다 상대적으로 낮은 위치에 위치되어 제1보조댐으로부터 유출되어 제 2댐(51)으로 유입되는 물 즉, 토석류가 필터유닛(30)의 상면을 통하여 제 2댐(51)에 형성된 제 2무너미(52)로 배출될 수 있도록 유로를 형성한다.

상기 필터유닛(30)은 상기 구획프레임(55)에 여과포(31)가 설치되고, 여과포(31)의 상면측에 자갈층, 여과사, 자갈층 등이 적층되어 이루어진 필터층(32)이 형성되고, 상기 필터유닛(30)의 최상부층에는 여과사 유실 방지층(33)이 설치된다. 상기 필티유닛(30)은 필터층을 가지는 단위 필터유닛들이 구획프레임(55) 상에 설치되어 이루어질 수 있다. 상기 필터유닛은 상술한 실시예에 의해 한정되지 않고, 제 2댐(51) 측으로 유입되는 토석류를 연속하여 필터링하여 저장탱크(40)로 유입시킬 수 있는 구조이면 가능하다. 예컨데, 상기 필터유닛은 외주면과 연통되는내부공간부를 가지는 블록본체와, 상기 블록본체에 설치되는 필터층이 설치되는 단단위필터블록들로 이루어질 수 있다. 이 경우 상기 단위필터블록들은 단층 또는 복층으로 설치될 수 있으며, 최상면층과 하면층에는 부직포층이 형성될 수 있다.

상기 제 2댐(50)에는 저장탱크(40)에 저장된 여과수를 재출하기 위한 여과수 배출관(61)이 설치되고, 이 여과수 배출관(61)에는 여과수의 배출을 단속하는 여과수배출밸브(62)가 설치된다. 그리고 상기 제 2댐(50)에는 저장탱크(40)의 청소를 위한 제2수문(65)이 설치된다. 이 제2수문(65)은 랙크형 수문으로 이루어질 수 있다.

한편, 상기 정수부(50)는 상기 저장탱크에 저장된 물의 오염 시 저장탱크의 내부를 세척할 수 있으며, 상기 필터유닛을 역세할 수 있는 세척유닛(70)을 더 구비한다.

상기 세척유닛(70)은 상기 제 1댐(30)에 저장된 물을 제 1댐(20)과 제 2댐(51, 저장탱크)의 높이 차를 이용하여 상기 저장탱크(40)에 공급하기 위한 바이패스관(71)을 구비한다. 상기 바이패스관(71)의 물 유입부측은 상기 제 1댐(20)의 상류측 즉, 저장부측에 위치되고, 이 유입부 측에는 유입되는 물을 필터링 하기 위한 서브필터(72)가 설치된다.

그리고 상기 바이패스관(71)에는 이 바이패스관(71)으로의 물흐름을 단속하는 세척밸브(73)가 설치된다. 상기 세척밸브(73)는 게이트 밸브가 이용될 수 있다.

상술한 바와 같이 구성된 본 발명에 따른 다목적 사방댐의 작용을 설명하면 다음과 같다.

본 발명의 다목적 사방댐은 산에서 흙과 돌, 바위, 나무 등이 물과 섞여 빠른 속도로 흘러내리는 토석류는 주로 물과 세립자로 구성된 이토류, 조립질의 물질로 구성된 사토류, 이토류와 사토류가 혼합된 혼합류는 먼저 제 1댐(20)에 의해 차단되고, 제 1댐(20)의 제 1무너미부(21)을 넘어 제 1보조댐(23)의 제1수문(24)을 통하여 하류측으로 흐르게 된다.

이와 같이 흐르는 물이 정수부(50)의 제 2댐(51)으로 유입된다. 그리고 같이 제 2댐(51) 측으로 유입된 물의 일부는 필터유닛(30)의 상면측을 따라 흘러 제 2댐(51)의 제 2무너미부(52)를 넘어 하류측으로 흐르게 되고, 일부이 물은 필터유닛(30)을 통과하면서 여과된 후 저장탱크(40)에 저장된다.

상기와 같이 여과된 물은 필요에 따라 사용되게 되는데, 여과수배출관(61)을 통하여 배출되는 물을 간이 상수도의 상수원 또는 제 2댐(51)의 하류측에 위치되는 수영장 등과 같은 놀이시설에 이용될 수 있다.

한편, 급격한 흐르는 토석류에 의해 저장탱크(40)가 오염된 경우에는 제1댐(20)에 저장된 물을 이용하여 세척할 수 있다. 즉, 역세척유닛(70)의 바이패스관(71)에 설치된 세척밸브(73)를 열어 제 1댐(20)의 저장된 물을 수두차이에 의해 저장탱크(40)로 공급되도록 한다. 이때에 상기 저장탱크(40)의 청소를 위해 제 2수문(65)을 열어 저장탱크(40) 내의 물이 배출되도록 한다. 이러한 작용으로 저장탱크(40) 내의 토사에 의해 오염된 물을 배출함과 아울러 저장탱크의 내부를 세척할 수 있다.

상술한 바와 같은 여과작용으로 필터유닛(30)이 막히는 경우 세척유닛(70)을 이용하여 필터유닛(30)을 역세 할 수 있다.

필터유닛(30)을 세척하기 위해서는 여과수배출관(61)에 설치된 여과수배출밸브(62)를 차단하고, 저장탱크(40)의 청소를 위한 제 2수문(65)을 차단한다. 그리고 상기 바이패스관(71)에 설치된 세척밸브(73)를 열어 제 1댐(20)에 의해 저장된 물이 바이패스관(71)을 통하여 저장탱크(40)으로 공급된다. 이 공급된 물은 저장탱크(40)를 채운 후 제1댐(20)과 저장탱크(40) 사이의 수두 차에 의해 필터유닛(30)을 통하여 역류하게 되고, 나아가서는 필터유닛(30)을 역세 시키게 된다.

이때에 필터유닛(30)을 막는 세립토는 물에 편승되고, 제 2댐(51)의 제 2무너미부(52)를 통하여 하류측으로 흐르게 된다.

상기와 같이 필터유닛(30)의 역세가 완료되면, 상기 바이패스관(71)에 설치된 세척밸브(73)을 차단하고, 제 2수문을 열어 저장탱크(40) 내의 물을 배출시킨다. 그리고 상술한 바와 같은 방법으로 여과수를 저장탱크에 저장한다.

이상에서 설명한 바와 같이 본 발명의 다목적 사방댐은 물과 세립자로 구성된 이토류, 조립질의 물질로 구성된 사토류, 이토류와 사토류가 혼합된 혼합류 등을 여과하여 다목적 용도로 사용할 수 있으므로 사방댐의 활용성을 높일 수 있다. 본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 사람이라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 등록 청구 범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다.

본 발명의 다목적 사방댐에 있어서, 토사 또는 미립자 등으로 오염된 물을 여과하는 기술적 구성은 각종 저수지, 수두 차를 이용한 여과장치 등에 널리 적용 가능하다.

20; 제 1댐
30;필터유닛
40;저장탱크
50;정수부
51;제 2댐

Claims (4)

1. 계곡에 설치되어 토석류를 1차 적으로 저지시키기 위한 제 1댐과; 상기 제 1댐의 하류측에 설치되어 제 1댐으로부터 원류되어 계곡을 따라 흐르는 물을 필터링 하기 위한 필터유닛과, 상기 필터유닛에 의해 걸러진 물을 저장하기 위한 저장탱크를 구비한 정수부;를 포함한 것을 특징으로 하는 다목적 사방댐.
2. 제 1항에 있어서,
   상기 정수부는 제 1댐의 하부측에 설치되는 제 2댐과, 상기 제 2댐에 의해 구획된 공간의 상하방향으로 구획하여 하부측이 상기 저장탱크가 이루어질 수 있도록 하는 구획프레임부와, 상기 구획프레임부에 설치되어 제 1댐으로부터 원류된 물을 필터링하기 위한 상기 필터유닛과, 상기 제 2댐에 설치되어 상기 저장탱크 내의 물을 드레인시키기 위한 제 2수문을 포함한 것을 특징으로 하는 다목적 사방댐.
3. 제 2항에 있어서,
   상기 정수부는 상기 저장탱크에 저장된 물의 오염 시 저장탱크의 내부를 세척할 수 있으며, 상기 필터유닛을 역세 할 수 있는 세척유닛을 더 구비한 것을 특징으로 하는 다목적 사방댐.
4. 제 3항에 있어서,
   상기 세척유닛은 상기 제 1댐에 저장된 물을 제 1댐과 제 2댐의 높이차를 이용하여 상기 저장탱크로 공급하기 위한 바이패스관과, 상기 제 1댐의 내부로 돌출된 바이패스관으로 유입되는 물을 거르기 위한 서브필터와, 상기 바이패스관에 설치되어 바이패스관을 개폐하기 위한 세척밸브을 구비한 것을 특징으로 하는 다목적 사방댐.
   

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