원수 취수시설

1. 개요

 원수 취수 시설은 지표수로부터 원수의 취수를 제어하는데 이용한다. 이것의 일차적인 목적은 물고기, 떠다니는 협잡물, 조대 침전물, 다른 방해가 되는 부유성 물질을 배제하면서 가장 좋은 수질의 물을 선택적으로 취수하는 것이다. 이러한 시설들은 취수문, 스크린, 제어 밸브, 펌프, 화학약품 주입기, 유량계, 사무실, 기계 수리실을 갖춘 단순한 수중형 취수관 또는 고가탑 형태의 시설일 수 있다. 댐의 한 부분이거나 다른 지역에 위치한 분리된 시설물일 수도 있다.

 

2. 취수시설의 형태

 몇 가지 다른 취수시설 유형들이 일반적으로 사용된다. 이러한 것들에는 부유형(floating), 수중형(submerged), 탑형(tower), 수변형(shore), 교각형(pier) 시설들이 있다. 취수시설의 선택은 취수하고자 하는 수원의 특성과 취수하려는 물의 수질과 수량에 달려있다. 

 

 1) 부유형 취수시설(Floating Intake)

 부유형 취수시설은 기존 호수나 저수지에 취수시설을 건설하는데 비교적 저렴한 방법이다. 부유형 취수시설은 지리학적 조건이 다른 취수시설의 설치에 부적당하고, 연중 수위의 변화가 거의 없는 수원에 특히 적합하다. 이러한 시설들은 펌프, 스크린, 밸브, 전기 스위치, 기어와 기타 설비들을 수표면에 지탱하게 하는 barge-type의 구조로 이루어져 있다. 구조물은 취소한 두개의 교각(pier)에 단단히 고정된다. 이러한 교각은 각각 호수나 저수지 바닥에 기초한 철제나 콘크리트 기둥으로 이루어져 있으며, 구조물에 부착된 특별히 설계된 슬리브(sleeve)를 통하여 연결된다. 이러한 형태는 현장에 고정하는 구조이지만, 수위 변화에 자유롭게 뜰 수가 있다. 구조물은 원수 배관과 전선을 지지하는 다리에 의해 연안으로 연결되어 있고 접근이 용이하다. 

 

 2) 수중형 취수시설(Submerged Intake)

 수정형 취수시설은 연중 수위변화가 상대적으로 작은 하천이나 호수로부터 취수하는데 이용된다. 이러한 취수시설은 cribs 또는 스크린이 부착된 벨마우스(bellmouth)로 건설된다. 그것들은 취수관 유입 말단을 보호하기 위해 단순한 콘크리트 박스나 조약돌이 채워진 목재형 cribe으로 이루어져 있다. 취수관은 펌프가 설치된 연안의 웅덩이 또는 중력으로 수송하는 시스템으로 물을 배출한다. 상단의 개구부는 주철이나 망으로 덮여있다. 미세 스크린은 펌프장 또는 정수장에 있는 웅덩이에 설치한다. 실트질이 많은 호수에서 취수구는 바닥으로부터 약 1~2m 높여야 한다.

 

 3) 노출형(Exposed) 또는 탑형 취수시설(Tower Intake)

 노출형 취수대 또는 탑형 구조물들은 일반적으로 수위 변동이 심한 하천이나 저수지에서 많은 양을 취수할 때 이용된다. 이것들은 도보용 다리로 연결할 수 있을 정도의 해안 근처나 보트에 의해서만 근접 가능한 곳에 설치한다. 수문-제어형 취수구(gate-controlled opening)는 port)라 하는데, 일반적으로 최적의 수질을 선택하기 위한 여러 수위에 설치한다. 노출형 또는 탑형 취수시설에는 습식 취수탑과 건식 취수탑 두 개의 주요 유형이 있다.

 ○ 습식 취수탑(Wet-Intake Tower)

 습식 취수탑은 저수지의 표고까지 물을 채우는 콘크리트 원형 외곽으로 이루어져 있고, 내부우물이 있어 취수관과 연결된다. 취수구는 콘크리트로 된 외부와 내부의 우물로 되어있다. 내부 우물로 연결되는 취수구는 물이 우물로 유입되는 것을 조절하는 수문을 가지고 있다. 외곽부에 물을 채우는 목적은 안쪽 우물이 비었을 때 부력과 균형을 맞추는데 필요한 무게를 제공하기 위함이다.

○ 건식 취수탑(Dry-Intake Tower)

 건식 취수탑에서는 물이 수문 제어형 취수구를 통하여 우물로 유입한다. 물로 채운 외부 우물이 없기 때문에 건식 취수탑은 습식 취수탑보다 건축물을 무겁게 하여 물이 비어 있을 때 부력에 견딜 수 있게 해야 한다. 그러나 이러한 취수시설은 취수구를 적절히 사용하여 선택된 수위에서 물을 취수할 수 있기 때문에 유용하다. 

 

 4) 연안형 취수시설(Shore-Intake Structure)

 연안형 취수시설은 거의 일정한 수위를 갖는 호수나 저수지 또는 수변의 수심이 깊은 하천이나 호수에 이용된다. 전형적으로 이러한 것들은 수변에 개방된 콘크리트 구조의 취수구로서 펌프장과 통합하여 건설되기도 한다.

 

 5) 교각형 취수시설(Pier Intake)

 교각형 취수시설들은 연안형 시설을 세우기에는 수변의 수심이 너무 낮은 호수나 하천에 이용된다. 또한 취수를 기존의 수체에 건설해야 할 필요가 있을 때 이용된다. 이러한 형태의 시설은 철제 기둥이나 콘크리트 교각 위에 설치한 철제나 콘크리트 플랫폼(platform)으로 이루엉져 있다. 플랫폼은 펌프, 파이프, 밸브, 전기 스위치와 다른 설비를 지지한다. 다리로 플랫폼에서 연안까지 연결하여 접근이 용이하게 하고 원수 파이프라인을 지지하게 한다.