무전원 자동수문장칟자동수질정화장치 잇따라 개발장마철 홍수예방·갈수기 건천화 방지…‘일석이조’ 효과<워터저널 12월호에 게재>

현직 공무원이 수압에 따라 수문이 자동으로 여닫히는‘무전원 자동수문장캄와 전원 없이 자동으로 수질을 정화할 수 있는 장치를 잇따라 개발, 화제가 되고 있다.
보은군 건설과 농지담당인 이호천 계장(50·지방토목 6급)이 바로 그 사람.

그는 보은군에서 지하수·물관리·수계관리 등을 담당하면서 군민들에게 맑고 깨끗한 물을 공급하기 위해 현장에서 겪은 문제점 해결을 위한 끈임없는 연구 노력을 해왔다.

지난 1999년에는 지하수 관정이나 폐공을 통해 지하수오염을 알아 낼 수 있는 ‘휴대용 공내촬영기’와 2002년에는 간이상수도 소독약품을 전기시설 없이 자동으로 투입되는 ‘무동력 자동약품투입기’를 개발한 바 있다.

수압 따라 수문 자동 개폐

이호천 계장은 “현재 전국에서 설치되어 있는 자동 수문장치의 경우자동과 반자동 형식으로 되어 있지만 구동축 모터 등을 사용해야 하기 때문에 전기가 없으면 가동이 불가능하고, 여름철 낙뢰에 잦은 고장이 우려되는 것은 물론 인명사고의 위험이 있고, 장마철에는 떠내려온 쓰레기나 나무 등이 수문사이에 걸려 수해 우려가 있는 등 수문으로서의 제역할을 하지 못하는 실정”이라면서 이러한 문제점을 해결하기 위해 2002년부터 연구 개발에 착수, 지난해 4월 ‘무전원 자동수문장캄 및 ‘무전원 자동수질정화장캄를 동시에 개발했다고 밝혔다.

이 계장은 또“무전원 자동수문장치는 고정축, 물막이용 수문, 물받이, 자석, 강력스프링으로 구성, 흐르는 물의 힘에 의하여 작동되기 때문에 별도의 구동모터 등을 사용하지 않아 전기 없이도 사용할 수 있는 시스템으로 갈수기에는 고정축에 수문을 고정, 수문의 일정한 높이까지 충분한 수량을 담수하며, 강력스프링 및 자석의 힘에 의해 지지하던 수문이 강우량 증가로 인해 유입수량이 많게 되면 일정높이 이상 수위상승시 수압의 저항으로 수문이 자동으로 개폐되는 원리”라고 설명한다.

‘무전원 자동수질정화장캄는 수위상승에 의해 정해진 기준치 이상 수위가 높아지면 싸이폰 원리로 배수관으로 물을 배출하고 반대로 수량이 줄어 수위가 낮아지면 자동으로 수위가 조절되므로 공기가 유입되어 싸이폰 원리가 폐지된다.

<사진설명 designtimesp=17250> ▲이호천 계장이 개발, 보은군 내속리면에 설치된 무전원 자동수문장캄와 ‘무전원 자동수질정화장캄(오른쪽). 갈수기에는‘무전원 자동수문장캄로 소하천을 막아 물을 고이게 하면서도‘무전원 자동수질정화장캄(원내)를 이용, 물이 흐르도록 해 자정능력을 향상시킬 뿐 아니라 물 속의 각종 슬러지를 빼내 수질오염을 근원적으로 차단할 수 있다. 또한 수문에 어도가 부착되어 있어 물고기들이 자유롭게 왕래할 수 있는 자연형 하천을 유지시키므로 생태계 복원에 일조할 수 있다.



특히 갈수기에는‘무전원 자동수문장캄로 소하천을 막아 물을 고이게 하면서도‘무전원 자동수질정화장캄를 이용, 물이 흐르도록 해 자정능력을 향상시킬 뿐 아니라 물 속의 각종 슬러지를 빼내 수질오염을 근원적으로 차단할 수 있다.

또 장마철 쓰레기가 수문에 걸리지 않도록 설계돼 유속 방해에 따른 제방유실 위험 등이 없고, 전기 없이 수문이 자동으로 개폐돼 낙뢰로 인한 고장 우려가 없다.


어도 부착 생태계 복원 일조

따라서 이 장치는 하천에 흐르는 수량에 정비례하여 자동으로 가뭄과 홍수시 제어가 가능하며, 전기를 사용하지 않아 장소에 제한이 없고 수명이 반영구적이며, 갈수기에도 물을 막아 폭기(자연적 산소공급방식)하여 자정능력을 극대화시킨다. 이와함께 제품의 설치가 간단한 것은 물론 유지·관리에 별도의 인원이 불필요하며, 기존의 제품보다 성능은 우수하지만 가격은 매우 저렴하다.

또한 수문에 어도가 부착되어 있어 물고기들이 자유롭게 왕래할 수 있는 자연형 하천을 유지시키므로 생태계 복원에 일조할 수 있다.
이 계장은 “우리나라의 경우 지역별, 계절별 강수량 차이가 크고 변화의 폭도 커 수자원 관리에 어려움이 많은데 특히 장마철에는 일시에 많은 물이 흘러왔다 빠져나가 일주일 이내부터 건천화되어 잡초가 무성하고 슬러지 등으로 하천오염을 가중시키고 있다”면서 “이 장치를 설치할 경우 평상시에도 수량을 많이 확보할 수 있는 등 이수·치수 및 환경기능을 동시에 가지고 있어 장마철 수해방지 및 가뭄시 건천화를 방지할 수 있다”고 강조한다.

이 장치는 지난 3월 특허출원(제2004-15278호) 실용신안등록 이중출원(제2004-6061호) 했으며 올들어 지난 5월에는 행자부 주관 지역경제활성화사업 경영수익사업으로 채택돼 5억5000만원의 사업비를 확보했다.
또 지난 6월 경록기업(대표 이인호)과 지적재산 및 상징물 사용 계약을 체결, 매년 판매수익금의 5%를 로열티로 보은군이 받기로 했으며, 내년 말까지 7억원을 들여 보은군 외속리면 구인리 외속농공단지 내에 공장을 설립, 무전원 자동수문과 수질정화장치를 본격 생산할 계획이다.

현재 이장치는 보은군 내속리면 사내리 대형주차장 앞 하천에 설치돼 있으며, 내년 5월께는 전국 하천 담당자와 환경단체 등이 참가한 가운데 보은서 시연회를 열 계획이다. 이와함께 조달청 납품도 추진 중이다.

휴대용 공내촬영기도 개발

지하수 오염의 주원인인 폐공의 방치 및 무분별한 개발을 방지하기 위해 지난 1999년에 개발한 지하수 ‘휴대용 공내촬영기’(실용신안등록 180328)는 휴대가 가능해 어느 곳에서나 촬영이 용이하고, 촬영 영상을 파일로 저장해 보고서용과 준공검사용으로 편집이 가능할 뿐만 아니라 CD에 영구 보관할 수 있으며, 촬영하면서 어느 지점에 어떤 이상이 있는지 직접 PC를 이용해 자료 입력이 가능하다.

특히 휴대용 공내촬영기 내에 조명이 장착돼 지하 500m까지도 선명한 화질로 촬영이 가능해 지표수 유입의 확인이 가능하기 때문에 지하수 오염의 주원인인 폐공방치 및 무분별한 개발을 방지하고, 성실시공을 유도해 부실시공 방지가 가능하다.

그리고 지하수맥의 위치와 방향을 확인해 지하수에 관한 자료로 사용 가능하며, 암반층, 절리층등 지중분석과 폐공시 소요되는 촬영비, 지하수 개발에 따른 촬영비 절감은 물론 대수층 판독으로 불필요한 굴착을 방지해 시추비를 절감할 수 있다.

또 자체 전원을 보유하고 차량 씨거잭을 이용해 전원을 쓸 수 있으며 배터리 전압과 조명전압이 디지털로 표시되고 조명의 밝기를 조절 할 수 있는 컨트롤 박스와 초소형 카메라로 구성돼 수중펌프를 사용중인 관정도 촬영이 가능하고, 급격한 온도변화에도 김서림이 발생하지 않아 선명한 화질을 연출 할 수 있는 공내 카메라로 구성됐다.

또한 특수 표면처리로 긁힘이 없고 방수기능이 탁월한 공내 카메라와 케이블 등을 수납하는 릴케이스와 측정오차 0.0005%, 최소 특정단위 1m(stock), 알루미늄 삼발이를 사용해 가볍고 튼튼한 수심 측정기로 돼 있다.

조달청 우수제품…중국 수출 예정

이 제품은 지난해 4월 조달청과 조달물품 계약 체결, 전국 50여개 지자체에 공급되고 있다. 특히 이 계장은‘차량용 공내촬영기’에 GPS를 장착하는 등 한단계 업그레이드시켜 판매 계약업체인 태명토탈(주)(사장 이명근)을 통해 중국 등지에 수출할 계획이다.

2002년에 개발한 ‘무동력 자동약품투입기’(실용신안등록 0293325호)는 전기시설이 없는 간이상수도 물탱크에 자동으로 액체(차아염소산나트륨) 소독약품을 투입하는 것으로 물탱크(배수지)의 원수 유입구에서 유량에 따라 작동하는 연동밸브가 소독약품인 차아염소산칼슘 양을 조절해 투입하는 원리로 0.2ppm의 적정 농도 유지가 가능하다. 뿐만 아니라 장비 안에 약품통이 내장돼 하루 급수량 1천톤 이하의 소규모 간이상수도는 1회 약품 투입으로 5개월까지 장기간 사용할 수 있다.

이호천 계장은 앞으로 무선센서와 유압실린더로 작동하는 무전원 자동수문을 개발해 저수지, 논물막기, 산간계곡 등으로 사용영역을 확대할 계획이다.

또 교량의 다리 밑 콘크리트 부식 및 세굴조사와 낚시할 때의 어군 탐지용, 하수관거 촬영용, 상수도관 관망도 작성용, 댐이나 강의 익사자 색출용 등의 용도로도 휴대용 공내촬영기가 사용 가능토록 연구를 하고 있으며, 기존 제품보다 성능이 월등히 개선된 간이상수도 자동약품투입기도 개발할 예정이다. <문의= (043)540-3451/011-498-1060 designtimesp=17295>
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