KR20210033097A

KR20210033097A - 방조제 호소 저층수 배제 장치

Info

Publication number: KR20210033097A
Application number: KR1020190114051A
Authority: KR
Inventors: 김건형
Original assignee: 주식회사 하이써그
Priority date: 2019-09-17
Filing date: 2019-09-17
Publication date: 2021-03-26
Also published as: KR102246907B1

Abstract

본 발명은 방조제 내측 호소의 저층수(99)를 외해측으로 배제하는 장치에 관한 것으로, 수문(10) 수로에 결합되는 스톱로그(stoplog)(30)에 방수구(31)가 형성되고, 방수구(31)의 호소측 단에 배출관(40)이 연결되어, 별도의 동력 없이도 호소측 수역과 외해측 수역간 수두차에 의하여 저층수(99)가 배출되는 것이다.
본 발명을 통하여, 기존 방조제 시설물에 대한 대대적인 개조 또는 수문(10) 설비에 대한 대대적인 교체 없이도 방조제 내측 호소의 저층수(99)를 효과적으로 배제할 수 있으며, 이로써 방조제 호소의 오염을 방지할 수 있다.

Description

방조제 호소 저층수 배제 장치{BOTTOM WATER EXCLUTION APPARATUS FOR TIDE EMBANKMENT}

본 발명은 방조제 내측 호소의 저층수(99)를 외해측으로 배제하는 장치에 관한 것으로, 수문(10) 수로에 결합되는 스톱로그(stoplog)(30)에 방수구(31)가 형성되고, 방수구(31)의 호소측 단에 배출관(40)이 연결되어, 별도의 동력 없이도 호소측 수역과 외해측 수역간 수두차에 의하여 저층수(99)가 배출되는 것이다.

방조제 내측 호소(湖沼)에는 제체에 의하여 정체되는 저층수(99) 형성이 불가피하며, 이러한 저층수(99)는 호소내 수질을 악화하는 요인으로 작용한다.

특히 도 1에서와 같이, 수문(10) 수로의 저판부(21) 이하의 표고가 형성되는 호소내 영역의 저층수(99)는 수문(10)의 개방으로도 배제되지 않는 바, 장기간 정체로 인하여 저층수(99)는 물론 호소 전체에 대한 심각한 오염을 야기하게 된다.

방조제 내측 호소의 저층수(99)를 배제하기 위하여 다양한 방안이 고려된 바 있으며 이를 약술하면 다음과 같다.

우선, 방조제 제체 하단부에 방수로를 형성하는 방안을 들 수 있는데, 이는 신설 방조제에서는 고려할 수 있으나 기설 방조제에서는 현실적으로 적용이 어려운 문제점이 있을 뿐 아니라, 제체의 안정성 저하는 물론 방수로 및 관련 개폐수단 등에 대한 유지관리에도 막대한 비용이 소요되는 문제점이 있다.

특히, 방조제 내측 호소의 저층수(99) 배제는 상시 실시될 필요는 없으며, 수질 악화 우려시 주기적 내지 간헐적으로 실시하게 되는 바, 영구 상설 시설물로서의 방수로 구축은 효율성 및 경제성 측면에서도 비합리적이라 할 수 있다.

이에, 수문(10) 하단부에 소형 개폐구 내지 통수관을 형성하여 하층 수역에서의 수류 발생을 유도하는 방안을 고려할 수 있으며, 관련 종래기술로는 특허 제1773826호 등을 들 수 있다.

그러나 이러한 수문(10) 부속 시설물은 수문(10) 하단 이하의 수역에 대한 배수는 근본적으로 불가능한 한계가 있으며, 특히 기설 방조제의 경우 수문(10)은 물론 수문(10) 장착 수로 구조물에 대한 교체 내지 개조가 필요한 문제점이 있어 현실적 대안이 될 수 없다.

이에, 기설 방조제에 대한 적용이 가능한 방안으로서, 호소 저부와 외해를 연결하는 관로를 방조제 제체 상부에 설치하고, 이 관로가 사이펀(siphon)으로 거동하도록 운용하거나, 관로에 펌프를 연결하여 저층수(99)를 압송하는 방안을 고려할 수 있으나, 이 역시 상당한 문제점을 가진다.

우선, 호소 저부와 외해간 사이펀을 구성하는 방안은 관로의 상단 표고가 방조제 제체 상단을 상회할 수 밖에 없으므로 초기 기동시 별도의 가압 내지 흡출 수단이 반드시 동원되어야 할 뿐 아니라, 호소 저부와 외해를 연결함에 있어 관로에 상당한 연장이 형성될 수 밖에 없는 바, 이로 인한 수두손실과 일반적인 방조제의 운용상 호소와 외해간 수위차가 상대적으로 미미한 점을 감안할 때, 무동력 운용이 사실상 불가능하거나 설령 가능하다 하여도 충분한 유량을 확보할 수 없다.

한편, 관로에 펌프를 연결하는 방안은 사실상 흡입 준설과 동일한 방식으로서, 장비 동원 및 운용에 있어서 막대한 비용이 소요되는 심각한 문제를 가진다.

본 발명은 전술한 문제점을 감안하여, 기존 시설물에 대한 대대적인 교체 내지 개조 없이 적용할 수 있음은 물론, 운용 과정에서 일체의 동력이 필요하지 않도록 창안된 것으로, 방조제 호소 저층수(99) 배제 장치에 있어서, 방조제를 횡단하는 수로가 형성되고 수로를 개폐하는 수문(10)이 설치되되, 호소측 수로벽(22)에는 스톱로그(30)가 결합되는 결합부(25)가 형성되어, 결합부(25)에 스톱로그(30)가 결합됨에 따라 수문(10)의 호소측 수로가 차단되고, 스톱로그(30)를 관통하는 방수구(31)가 형성되며 방수구(31)의 호소측 단에는 배출관(40)의 일단이 연결되고 배출관(40)의 타단에는 유입부(41)가 형성되며, 유입부(41)는 호소의 저면에 안착되어 호소의 수위가 외해의 수위를 초과하고 수문(10)이 개방된 상태에서 호소의 저층수(99)가 외해로 배출됨을 특징으로 하는 방조제 호소 저층수 배제 장치이다.

또한, 상기 결합부(25)에 결합되는 스톱로그(30)의 방수구(31)와 배출관(40) 사이에는 배출관(40)을 개폐하는 밸브(50)가 설치됨을 특징으로 하는 방조제 호소 저층수 배제 장치이며, 상기 결합부(25)에는 다수의 스톱로그(30)가 적층되어 결합되되, 밸브(50) 상부에는 밸브(50)를 개폐하는 샤프트(51)가 장착되고, 밸브(50)가 설치된 스톱로그(30) 상측에 적층되는 스톱로그(30)에는 호소측으로 돌출된 브래킷(37)이 형성되며, 브래킷(37)에는 상기 밸브(50)를 개폐하는 샤프트(51)와 평면상 동심을 이루는 샤프트(51)가 자유롭게 회전 가능하도록 결합되고, 밸브(50)가 설치된 스톱로그(30) 상측에 적층되는 스톱로그(30)의 샤프트(51)와 상기 밸브(50)를 개폐하는 샤프트(51)는 상호 결합되되, 결합되는 양측 샤프트(51)의 말단에는 비원형 단면의 팁(53)과, 이 팁(53)에 치합되는 소켓(54)이 각각 형성됨을 특징으로 하는 방조제 호소 저층수 배제 장치이다.

본 발명을 통하여, 기존 방조제 시설물에 대한 대대적인 개조 또는 수문(10) 설비에 대한 대대적인 교체 없이도 방조제 내측 호소의 저층수(99)를 효과적으로 배제할 수 있으며, 이로써 방조제 호소의 오염을 방지할 수 있다.

특히, 장치 구성이 극히 간소할 뿐 아니라, 장치의 운용에 있어서 일체의 동력이 소요되지 않으므로, 설치 및 유지 관리에 있어서 경제성을 확보할 수 있다.

도 1은 일반적인 방조제 수문 수로의 대표 단면도
도 2는 일반적인 방조제 수문 수로의 스톱로그 설치 방식 설명도
도 3은 본 발명이 적용된 방조제 수문 수로의 대표 단면도
도 4는 본 발명이 적용된 방조제 수문 수로의 평단면도
도 5는 본 발명의 스톱로그 발췌 부분절단 사시도
도 6은 본 발명의 스톱로그 설치 방식 설명도
도 7은 밸브가 적용된 본 발명의 일 실시예 대표 단면도
도 8은 도 7 실시예의 스톱로그 분해 사시도
도 9는 본 발명의 유입부 일 실시예 발췌 사시도
도 10은 다열 배출관이 적용된 본 발명의 일 실시예 평단면도
도 11은 본 발명 유입부의 변형된 실시예 발췌 사시도

도 2는 일반적인 방조제의 수문(10) 장착 수로에 있어서의 스톱로그(30) 사용 방식을 도시한 것으로, 동 도면의 상부에 도시된 바와 같이 수문(10) 수로 구조물의 상부에서 스톱로그(30)를 수로로 투입함으로써, 동 도면의 하부에 도시된 바와 같이 수문(10)의 개폐와 무관하게 수로가 폐쇄되며, 이로써 수문(10) 수로 및 관련 시설물의 유지 관리 작업시 수로 내부로의 접근이 가능하게 된다.

도 2에 예시된 수문(10) 장착 수로는 주로 방조제에 적용되는 형식으로서, 제체를 관통하는 수로가 저판부(21)와 수로벽(22)으로 형성되고, 수로를 횡단하는 수문(10)이 설치되며, 양측 수로벽(22) 사이에는 상판부(23)가 구성되어 수문(10)을 구동하는 권양기(11)가 설치되고, 제체 상단 도로와 연결된 교량으로 상판부(23) 상면이 활용되기도 한다.

수로를 임시 폐쇄하는 차수판인 스톱로그(30)는 도 2의 하부 도면에서와 같이, 다수의 스톱로그(30)가 상, 하로 적층되는 방식으로 설치되되, 상판부(23) 상면에서 주행하는 갠트리크레인(gantry crane) 등의 장비에 의하여, 수문(10) 수로를 구성하는 양측 수로벽(22)의 결합부(25)에 스톱로그(30)의 측단부가 결합되는 방식으로 설치된다.

수로벽(22)에 형성되는 결합부(25)는 스톱로그(30)의 측단부가 결합되는 홈 또는 가이드 프레임 형식으로 구성되며, 도면상 도시되지는 않았으나, 통상의 문비시설에서와 같이, 원활한 활동을 위한 로울러가 장착되거나 수밀성 확보를 위한 지수재가 설치될 수 있다.

본 발명은 이러한 스톱로그(30)를 활용하여 구성되는 방조제 호소 저층수(99) 배제 장치로서, 도 3에서와 같이, 방수구(31)가 천공 형성되는 스톱로그(30)와 방수구(31)와 연결되는 배출관(40) 및 배출관(40) 말단부에 형성되는 유입부(41) 등으로 구성된다.

즉, 본 발명은 도 3 및 도 4에서와 같이, 방조제를 횡단하는 수로가 형성되고 수로를 개폐하는 수문(10)이 설치되되, 호소측 수로벽(22)에는 스톱로그(30)가 결합되는 결합부(25)가 형성되어, 결합부(25)에 스톱로그(30)가 결합됨에 따라 수문(10)의 호소측 수로가 차단되고, 도 5에서와 같이, 스톱로그(30)를 관통하는 방수구(31)가 형성되며 방수구(31)의 호소측 단에는 배출관(40)의 일단이 연결되고 배출관(40)의 타단에는 유입부(41)가 형성되며, 도 3 및 도 4에서와 같이, 유입부(41)가 호소의 저면에 안착되는 것이다.

따라서, 도 3에서와 같이, 호소의 수위가 외해의 수위를 초과하고 수문(10)이 개방된 상태에서 호소의 저층수(99)가 외해로 배출되는데, 작동 과정에서 일체의 동력 부여가 불필요할 뿐 아니라, 호소와 외해간 수위차가 미미한 경우에도 원활한 작동이 가능하다.

즉, 본 발명은 전술한 사이펀 방식의 종래기술과 달리, 저층수(99)의 배출 관로가 오리피스(orifice)로서 거동하는 것으로, 운용 과정은 물론 초기 기동시에도 일체의 가압 내지 흡입이 불필요하며, 외해 수위 및 스톱로그(30) 방수구(31)를 상회하는 방조제 내측 호소의 수위가 형성되기만 하면 저층수(99)의 배출이 가능하게 된다.

한편, 도 6은 본 발명이 적용된 스톱로그(30)를 설치하는 과정을 예시한 것으로, 본 발명 적용 스톱로그(30)의 설치에 특수한 장비의 동원은 필요하지 않으며, 동 도면상에는 배출관(40)의 말단부가 적재되는 바지선 등의 선박과 배출관(40)의 말단부를 견인하는 크레인 등이 예시되어 있으나, 배출관(40)이 호소 저면부에 기 거치된 상태에서 스톱로그(30)를 설치할 수도 있다.

도 6에 예시된 상황을 설명하면, 다층의 스톱로그(30)를 수로벽(22)의 결합부(25)에 순차 결합하되, 배출관(40)이 연결된 스톱로그(30)가 최 하단에 위치하도록 결합하고, 이와 동시에 유입부(41)를 비롯한 배출관(40)의 말단부는 호소내 위치한 선박에 적재하여 스톱로그(30)의 원활한 결합을 도모한다.

도 3 및 도 6에 도시된 바와 같이, 본 발명에 적용되는 배출관(40)으로는 자유로운 굴곡이 가능한 연성관을 적용하는 것이 바람직하며, 이로써 스톱로그(30)의 수로내 결합시 배출관(40)의 용이하고 안정적인 취급이 가능할 뿐 아니라, 저층수(99)의 배출과정에서도 배출관(40)의 호소 저면 지면에 대한 긴밀한 안착이 가능하다.

스톱로그(30)의 다층 결합이 완료되면, 도 6의 중간부 도면에서와 같이, 배출관(40) 말단의 유입부(41)를 견인하여 이동시킨 후, 소기의 정위치에 도달하면 유입부(41)를 하강시켜 호소 저면에 안착시킨다.

상기와 같은 스톱로그(30)의 다층 결합 및 배출관(40)의 정위치 침설은 도 6에서와 같이, 수문(10)이 폐쇄되어 수로 내부 및 수로 인근 호소내 수역이 정온한 상태에서 진행하는 것이 유리하다.

전체 스톱로그(30)의 결합 및 배출관(40)의 정위치에 안착이 완료된 상태에서, 도 6의 하단부에 도시된 바와 같이, 수문(10)을 개방하면, 수문(10)과 스톱로그(30) 사이의 물이 외해측으로 우선 배제됨과 동시에 호소내 저층수(99)가 배출관(40) 및 수로를 경유하여 외해로 배출된다.

즉, 도 3 및 도 6의 하단부에 도시된 바와 같이, 배출관(40) 및 스톱로그(30)의 방수구(31)가 오리피스로 거동하면서, 호소내 저층수(99)가 유입부(41), 배출관(40) 및 방수구(31)를 거쳐 스톱로그(30) 외측으로 배출되는 것으로, 배출된 저층수(99)는 수문(10) 수로를 통하여 외해로 배출되는 것이다.

이러한 본 발명의 방조제 호소 저층수(99) 배제 장치는 방조제 또는 수문(10) 수로 구조물에 상시 설치되는 설비가 아니며, 통상의 스톱로그(30)와 같이 필요에 따라 자유롭게 착탈할 수 있는 장치인 바, 평상시에는 일반적인 수문(10) 장착 수로로서 운용하다가 저층수(99)의 침적으로 인한 호소내 오염이 우려되면, 적절한 수위 조건이 조성된 상태에서 본 발명 적용 스톱로그(30)를 수로벽(22) 결합부(25)에 결합하여 저층수(99)를 배제하고, 저층수(99)의 배제가 완료되면 본 발명 적용 스톱로그(30)를 수문(10) 수로에서 분리하여 철수하는 방식으로 운용될 수 있다.

한편, 도 7 및 도 8은 밸브(50)가 적용된 본 발명의 실시예를 도시한 것으로, 수로벽(22)의 결합부(25)에 결합되는 스톱로그(30)의 방수구(31)와 배출관(40) 사이에 배출관(40)을 개폐하는 밸브(50)가 설치되는 것이다.

따라서, 도 7에서와 같이, 호소내 저층수(99)를 배출함에 있어서, 배출관(40)을 개폐함은 물론 밸브(50)의 개도를 조절함으로써 배출 유량을 조절할 수도 있어, 본 발명 방조제 호소 저층수(99) 배제 장치의 탄력적인 운용이 가능하며, 특히 이러한 배출관(40)의 개폐는 스톱로그(30)의 결합 및 분리 과정에서 유용하게 활용될 수 있다.

도 7에서와 같이, 배출관(40)이 연결되는 스톱로그(30)는 다층의 스톱로그(30) 중 주로 최 하단부에 위치하게 되므로, 스톱로그(30)에 밸브(50)가 장착될 경우 이를 수로 상부에서 조작할 수 있도록 구성할 필요가 있다.

이에, 본 발명에서는 도 7 및 도 8에서와 같이, 각각의 스톱로그(30)에 수직 샤프트(51)를 설치하고, 스톱로그(30)의 적층 결합시 각 스톱로그(30)의 샤프트(51)가 상호 연결될 수 있도록 구성하였다.

즉, 도 7에서와 같이, 결합부(25)에는 다수의 스톱로그(30)가 적층되어 결합되되, 도 8에서와 같이, 밸브(50) 상부에는 밸브(50)를 개폐하는 샤프트(51)가 장착되고, 밸브(50)가 설치된 스톱로그(30) 상측에 적층되는 스톱로그(30)에는 호소측으로 돌출된 브래킷(37)이 형성되며, 브래킷(37)에는 상기 밸브(50)를 개폐하는 샤프트(51)와 평면상 동심(同心)을 이루는 샤프트(51)가 자유롭게 회전 가능하도록 결합되는 것이다.

또한, 도 8에서와 같이, 밸브(50)가 설치된 스톱로그(30) 상측에 적층되는 스톱로그(30)의 샤프트(51)와 상기 밸브(50)를 개폐하는 샤프트(51)는 상호 결합되되, 결합되는 양측 샤프트(51)의 말단에는 비원형(非圓形) 단면의 팁(53)과, 이 팁(53)에 치합되는 소켓(54)이 각각 형성되어, 상측 스톱로그(30)의 샤프트(51) 하단부와 하측 스톱로그(30)의 샤프트(51) 상단부가 결속됨으로써, 전체 스톱로그(30)의 샤프트(51)가 작동상 단일 축으로 회전될 수 있다.

도 8에 도시된 실시예에서는 밸브(50)에 구성된 샤프트(51) 상단에 소켓(54)이 형성되고, 각 스톱로그(30)에 구성된 샤프트(51)의 상단 및 하단에 각각 소켓(54) 및 팁(53)이 형성되고 있으나, 반대로 샤프트(51)의 상단에 팁(53)이 형성되고 하단에 소켓(54)이 형성될 수도 있다.

도 7에서와 같이, 본 발명의 배출관(40) 말단에 형성되는 유입부(41)는 저층수(99)가 배출관(40)으로 유입되는 입구로서, 호소내 소기의 정위치에 안정적으로 고정됨과 동시에, 철수시에는 용이한 인양이 가능하도록 구성될 필요가 있다.

특히, 유입부(41) 및 배출관(40)은 저층수(99)의 진입 과정에서 충격 내지 요동이 발생될 수 있는 바, 이를 극복하고 안착상태를 유지할 수 있도록 구성될 필요가 있다.

이에, 본 발명에서는 도 9에서와 같이, 유입부(41)를 콘크리트 등의 중량물로 구성하고, 입구부를 배출관(40)이 비하여 확대 형성함으로써, 유입부(41)의 안착 및 저층수(99) 진입 충격 경감을 도모하였다.

특히, 도 7에서와 같이, 유입부(41)에 부표(49)를 연결함으로써, 수상에서 유입부(41)의 위치를 용이하게 파악할 수 있도록 하였으며, 배출관(40) 및 유입부(41)의 설치 및 철수시 수행되는 배출관(40) 및 유입부(41)의 인양 및 견인 역시 용이하게 수행할 수 있도록 하였다.

도 7에서와 같이, 부표(49)는 유입부(41)와 계류삭으로 연결되는데, 계류삭으로는 추후 유입부(41)의 인양 및 견인시 필요한 강도를 발휘할 수 있는 강연선을 적용함으로써, 배출관(40) 및 유입부(41)의 인양 및 철수시 수중 작업 없이도 용이한 장비 결선 작업이 가능하도록 하였다.

이러한 본 발명의 방조제 호소 저층수(99) 배제 장치는 도 10에서와 같이, 단일 스톱로그(30)에 다수의 배출관(40)을 구성함으로써, 광범위한 영역의 저층수(99)를 일거에 배제할 수도 있으며, 도 11에서와 같이, 하단부가 호소 저면 지반에 관입되는 철골 구조의 유입부(41)를 적용함으로써, 호소 저면의 연약지반에서도 배출관(40) 및 유입부(41)를 안정적으로 고정할 수 있다.

10 : 수문
11 : 권양기
21 : 저판부
22 : 수로벽
23 : 상판부
25 : 결합부
30 : 스톱로그
31 : 방수구
37 : 브래킷
40 : 배출관
41 : 유입부
49 : 부표
50 : 밸브
51 : 샤프트
53 : 팁
54 : 소켓
99 : 저층수

Claims

방조제 호소 저층수(99) 배제 장치에 있어서,
방조제를 횡단하는 수로가 형성되고 수로를 개폐하는 수문(10)이 설치되되, 호소측 수로벽(22)에는 스톱로그(30)가 결합되는 결합부(25)가 형성되어, 결합부(25)에 스톱로그(30)가 결합됨에 따라 수문(10)의 호소측 수로가 차단되고;
스톱로그(30)를 관통하는 방수구(31)가 형성되며 방수구(31)의 호소측 단에는 배출관(40)의 일단이 연결되고 배출관(40)의 타단에는 유입부(41)가 형성되며;
유입부(41)는 호소의 저면에 안착되어 호소의 수위가 외해의 수위를 초과하고 수문(10)이 개방된 상태에서 호소의 저층수(99)가 외해로 배출됨을 특징으로 하는 방조제 호소 저층수 배제 장치.
청구항 1에 있어서, 결합부(25)에 결합되는 스톱로그(30)의 방수구(31)와 배출관(40) 사이에는 배출관(40)을 개폐하는 밸브(50)가 설치됨을 특징으로 하는 방조제 호소 저층수 배제 장치.
청구항 2에 있어서, 결합부(25)에는 다수의 스톱로그(30)가 적층되어 결합되되, 밸브(50) 상부에는 밸브(50)를 개폐하는 샤프트(51)가 장착되고;
밸브(50)가 설치된 스톱로그(30) 상측에 적층되는 스톱로그(30)에는 호소측으로 돌출된 브래킷(37)이 형성되며, 브래킷(37)에는 상기 밸브(50)를 개폐하는 샤프트(51)와 평면상 동심을 이루는 샤프트(51)가 자유롭게 회전 가능하도록 결합되고;
밸브(50)가 설치된 스톱로그(30) 상측에 적층되는 스톱로그(30)의 샤프트(51)와 상기 밸브(50)를 개폐하는 샤프트(51)는 상호 결합되되, 결합되는 양측 샤프트(51)의 말단에는 비원형 단면의 팁(53)과, 이 팁(53)에 치합되는 소켓(54)이 각각 형성됨을 특징으로 하는 방조제 호소 저층수 배제 장치.