5. 1) 기존 해수취수시설 비교 ◎ : 양호 △ : 보통 X : 불량
구분 소규모 개별 해수취수 항외 해수취수 항내 해수취수
개요
취수 소규모 펌프를 이용하여 개별 항외에서 수중펌프를 이용하여 항내에서 펌프장을 이용 취수후
방식 사용처에서 직접 취수 취수, 저장조로 이송후 사용처 공급 직결관로로 사용처 공급
수량 △ (소규모 취수) ◎ (중규모 취수) ◎ (중규모 취수)
수질 X (항내 부유물 유입) △ (비교적 양호) ◎ (모래여과에 의해 수질확보)
유지
관리 ◎ (비교적 용이, 항내시설) △ (유지관리 어려움, 항외시설) ◎ (용이, 항내시설)
유지
고가 고가 비교적 저렴
관리비
공급비용 20~30만원 20~30만원 10만원
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6. 2) 기존 소규모 해수취수시설 사례
Bad Case
속초관광수산시장
동명항 앞바다와 시장상가를 연결(L=1.9Km)
파도 높을 때 탁류 유입 → 상인들 어류 폐사 우려
취수지점이 제자리를 잡지 못해 파도가 높을 때 탁류가 취수됨
대포항
해수 취·송수관 757m, 양흡입식 펌프 150마력 3기
대포항 개발공사로 인한 오탁수 인입파이프로 유입 → 어류 집단 폐사 발생
임시 취수관로를 설계에 반영 않고 비전문가들이 시공, 운영하여 문제 발생
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8. ▣ 신청기술 내용 및 범위
신기술명칭 2중관 구조의 취수관과 강제 역세척 장치를 갖는 매립식 해수취수시설
• 부유물질로 인하여 해수를 직접 취수하기 곤란한 해안에서 여과사를 이용한 전처리
• 부유물질이 저감된 해수를 2중관 구조의 취수관을 통해 직접취수
신기술 내용 • 여과사를 조수간만의 차를 이용한 자연세척과 강제 역세척 장치를 사용하여
여과 성능 유지
• 취수된 해수를 직결라인을 통해 사용처에 공급하는 매립식 해수취수시설
• 여과사를 통해 부유물질이 저감된 해수를 2중관 구조의 취수관으로 직접취수
• 조수간만의 차를 이용한 자연세척과 역세척장치를 통한 강제세척을 병용하여
신기술 범위
여과성능을 지속적으로 유지
• 취수된 해수를 직결라인을 통해 사용처에 공급하는 매립식 해수취수시설
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15. 1) 해수취수 특허출원 (총 4건)
출원번호
구분 출원인 명칭 도면 내용 요약
(출원일)
조수 간만의 차가 있는 조수간만이 일어나는 해안에 간조 해
10-2011- 동부건설(주)
해안환경에 적용되는 수면으로부터 일정 깊이로 터파기하
특허 0082649 동부엔지니어링(주)
해수 취수 시스템 및 여 해수를 여과 유입하는 시스템 및
(2011.08.19) 권상길 그 시공방법
그 시공방법
10-2011- 동부건설(주) 돌적층형 수중보를 갖 취수장 내로 해수가 침출될 수 있도록
특허 0082650 동부엔지니어링(주) 는 해수 취수 시스템 및 해상쪽을 향해 돌적층형 수중보를 설
(2011.08.19) 권상길 그 시공방법 치하는 시스템 및 그 시공방법
여과된 해수를 취수하고 역세척시에
10-2011- 동부건설(주) 조수 간만의 차가 있는
는 공기와 역세척수를 통해 여과사가
특허 0082651 동부엔지니어링(주) 해수환경에 적합한
세척되고 부유된 점토질은 슬러지 포
(2011.08.19) 권상길 해수 취수 장치 집관을 통해 포집하는 장치
10-2011- 동부건설(주) 취수관은 여과수를 흡수집수하고
해수취수용 파이프
특허 0082652 동부엔지니어링(주) 역세척수를 균등분배 하는 기능을
조립체
(2011.08.19) 권상길 수행하는 장치
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16. 2) 선행건설기술로 조사된 기술과의 차별성
구분 신청기술 선행기술
선행기술 1 선행기술 2 선행기술 3
단면도
“바다의 모래층을 여과층으로
2중관 구조의 취수관과 강제 역세척 “해수 표면 취수장치” “취수장 전처리 시스템”
기술명 활용하는 해수취수시스템”
장치를 갖는 매립식 해수취수시설 한국공개특허 2011-0020077 한국등록실용 374,433
한국등록특허 1,027,103
대상 해수 해수 해수 하천
스트레이너형 외관과 유공형 내관의 스트레이너형 단일관
취수관 단일관 구조의 집수관 단일관 구조의 취수관
2중관 구조의 취수관 구조의 취수관
터널이나 도랑에 저장 후
해수 관로를 통해 해수담수화 여과수 저장조에 저장 후
직결관로를 통해 사용처에 공급 송수관과 펌프를 이용해
공급 처리장으로 이송 정수장으로 이송
사용처에 공급
산기관, 슬러지 포집관 등으로 역세척 수조 구비 역세관 구비
역세척 역세척장치 없음
구성된 강제 역세척장치 (산기관, 슬러지 포집관 없음) (산기관, 슬러지 포집관 없음)
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17. 3) 동종분야 유사 기술과의 차별성
구분 신청기술 유사기술
유사기술 1 유사기술 2 유사기술 3
단면도
수직형 취수장치를 매립형 취수장치를 관정 및 우물장치를
2중관 구조의 취수관과 강제 역세척
기술명 이용한 해수취수시설 이용한 해수취수시설 이용한 해수취수시설
장치를 갖는 매립식 해수취수시설
- 동명항 등 11곳 시공 - 마산시 공동어시장 등 6곳 시공 - 대포항 등 2곳 시공
해변가 근처의 일정한 장소에
여과된 해수를 2중관 구조의
해저의 모래층을 통해 관정을 설치하거나 우물통을
취수관을 이용해 직접취수하고 여과없이 해저에서 직접 취수
여과된 해수를 취수 설치하여 자연 인입된 해수를
직결관로를 통해 사용처에 공급
펌핑하여 공급하는 방식
차별성
여과사의 주기적인 세척을 위한
역세척장치 없음 역세척장치 없음 역세척장치 없음
강제 역세척장치 보유
유지관리 용이, 사용료 저렴 관폐색 발생. 유지관리 어려움. 사용료 고가
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19. 1 수 질
1) 부유물질이 어패류에 미치는 영향
2) 호소수 수질환경기준 및 측정항목 (환경부, 2006. 12)
기 준
이용목적별
구분 등급 BOD SS DO 대장균군수 T-P T-N
적용대상 pH
(mg/L) (mg/L) (mg/L) (MPN/100ml) (mg/L) (mg/L)
상수원수1급 0.010 0.200
Ⅰ 6.5～8.5 1이하 1이하 7.5이항 50이하
자연환경보전 이하 이하
상수원수2급 0.030 0.400
Ⅱ 수산용수1급 6.5～8.5 3이하 5이하 5이상 1,000이하
생 수영용수 이하 이하
활 상수원수3급 0.050 0.600
Ⅲ 수산용수2급 6.5～8.5 6이하 15이하 5이상 5,000이하
환 이하 이하
공업용수1급
경
공업용수2급 0.100
Ⅳ 6.0～8.5 8이하 15이하 2이상 - 1.0이하
농업용수 이하
공업용수3급 쓰기이
레등 0.150
Ⅴ 6.0～8.5 10이하 2이상 - 1.5이하
생활환경보전 떠지 니것
있 아할 이하
주) 수산용수 : 물고기 이외의 수중 생물의 정상적인 서식 및 번식이 유지되고, 그 수역에 있어서의 어업이 지장 없이 실시되며,
또한 어획물의 경제 가치가 손상되지 않는 물
측정항목 : 5개항목 (COD, 부유물질, 총질소, 총인, PH )
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20. 3) 현장 수질측정 결과
- 부유물질 저감 효과
20.00
구분 외항 내항 취수후
15.00
08-30 13.30 15.60 1.90 부 수질측정일자
유 08-30
물 09-19
09-19 10.10 12.70 2.60 질 10.00 09-30
(mg/L) 10-19
10-31
09-30 19.40 9.10 2.70 10-31
5.00
10-19
09-30
10-19 - 8.60 2.00
09-19
-
외항 08-30
10-31 - 5.60 1.30 내항
취수후
취수지점
부유물질 저감으로 수질개선효과 입증됨
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21. 2 2중관 구조 취수관
1) 검증항목
검증 항목 세부 검증 항목 수치모의 조건
2중관구조 외부관의 유무에 따른 압력변화 유, 무
(unit) 내-외부관의 간격 3.0, 6.0, 10.0 mm
취
배치
수 취수관의 배치 간격 3열 취수관 배치
(multiple)
간조 : 2.4 kg/m2
관 유공밀도 유공밀도 흡입압력, 취수량 관계
만조 : 2.6 kg/m2
(single)
밀도가 일정할 경우와 변할 경우
2) 외부관 유무에 따른 성능
구분 y-z 단 면 x-z 단 면
유속분포 유속벡터 유속분포
외
부
관
있
음
• 취수관의 끝부분(xs#8)까지 균등 분포 및 균등양 취수 • 외부관이 있는경우 평균 난류에너지 1/6 감소
외부관의 필요성이 입증됨
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22. 3) 내외부관 간격에 따른 성능
구분 y-z단 면 x-z 단 면
압력분포 유속벡터 유속벡터
내외부관
간 격
6 mm
4) 다열관 배치에 따른 성능
경계조건 : 2.5m 간격으로 3열의 취수관 배치
다열관 유속분포
2.5m 2.5m
내외부관 간격이 클수록 외부관에 작용하는 분포하중이 커짐
→ 경제적 최적 설계 6mm
취수관 다열 배치시 취수량 2% 감소 → 최적 취수관 간격 2.5m
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23. 5) 유공밀도의 변화
목적
- 상부유공내 취수량 균등 유입
- 역세척수 균등배출로 역세척 효율 증가
구간별 상부유공 평균 유입유량 차이
y-z 단 면 최대 평균 최소 평균
(Max-Min) 표준편차
구분 유입유량 유입유량
유속분포 유속벡터 (kgf/s) (kgf/s)
(kgf/s) (kgf/s)
0.5 m 등간격 0.100 0.068 0.032 0.011
0.6 m 등간격 0.102 0.072 0.030 0.010
0.8 m 등간격 0.109 0.081 0.028 0.010
유공밀도변화 0.099 0.077 0.022 0.008
유입유량 표준편차 가장 작음 → 균등 양 취수 → 역세척 균등배출
최적설계 → 유공밀도변화에 따른 취수관
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24. 3 남당항-격포항 비교
1) 공사비 절감
구 분 비교기술 (남당항) 신청기술 (격포항)
재 료 비 2,179,993,874 원 1,028,376,586 원
노 무 비 599,423,595 원 589,212,610 원
경 비 316,316,481 원 298,772,156 원
순 공 사 원 가 합 계 3,095,733,950 원 1,916,361,352 원
공 사 비 비 교 100% 62%
순공사 원가 기준 : 남당항 대비 38% 공사비 절감 효과
2) 공사기간 단축
구 분 1개월 2개월 3개월 4개월 5개월 6개월 7개월 8개월 비 고
남당항
격포항 공사기간 단축효과 : 25%
3) 공사비 절감 및 공사기간 단축 요인
장거리 취수송수관(800m), 여과조(800톤), 저장조 시설물제외
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25. 4) 공 정
남당항 (항외 해수취수)
취수 송수관 펌프실 여과조 / 저장조
펌프실
여과조/저장조
취수 여과조
펌프실 저장조
송수관 (800톤)
배수관
사용처
및 급수관
격포항 (항내 해수취수)
여과사 및 취수관 펌프실
펌프실
여과된 배수관
펌프실 사용처
해수취수 및 급수관
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26. 5) 유지 관리
구 분 남당항 격포항
공 법 항외 해수취수 항내 해수취수
설계수량 11,000톤/일 7,500톤/일
실공급 여과시설 효율저하로
9,000~10,000톤
가능수량 약 6,000~7,000 톤으로 추정
공사금액 약 33억원 약 22억원
공사기간 약 8개월 약 6개월
송수관로 / 800m 취수 송수관로
없음
해수저장조 800톤 규모의 육상 해수저장조
유지관리
최소 2인(500만원) 1인(250만원)
인원 및 비용
해상장비 투입으로 비용 과다 소요 항내로 고장 및 수리 용이
고장 및 수리
(3,000만원/회) 역세척으로 관폐색방지
해수공급가격
20~30만원/월 10만원/월
(1가구)
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31. 신 청 기 술 신규성
• 특허정보원 선행기술조사
역세수조 • 2중관 구조의 취수관
• 역세척장치
취수장치
• 소규모 매립형 항내 해수취수시설
진보성
펌프실
• 수산용수 1급 만족
• 2중관 구조의 취수관
• 공사비 및 공사기간 단축
• 안정적 해수공급 및 유지관리 최소화
항 목 조 건
유량(Q)
여과속도(FL)
.
7500㎥/day(Operating time : 24 hr/day)
32.47㎥/㎡ · d
시장성
여층두께 250 ~ 300cm • 어가의 요구시설
여재의 성상 2 ~ 5mm 여과사리 • 저렴한 가격으로 해수공급
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32. 모래여과로 부유물질이 저감된 해수를 직접 취수하여 직결관로를 통해 사용처에 공급
스트레이너형 외관과 유공형 내관의 2중관 구조의 취수관으로 관폐색 방지 및 관 전체
길이의 효율적 이용
신규성 산기관, 슬러지 포집관 등으로 구성된 역세척장치를 통해 주기적으로 여과사를
세척하여 여과성능 유지
매립식 해수취수시설로 구조물의 안전성 및 기상조건에 영향을 받지 않고 안정적
해수 공급 가능
모래여과를 통한 부유물질 저감으로 호소수 수질환경 기준 수산용수 1급 해수 공급
2중관 구조로 관폐색 방지 및 관내 와류방지로 관 전체 길이 효율적 활용 및 균등량 취수
진보성 상부 유공 밀도 변화를 통해 균등량 취수 / 역세척수 균등 배출
유사한 취수량 규모의 남당항 대비 38% 공사비 절감/ 25% 공사기간 단축
/ 유지관리 인원 감소 / 공급가격 저렴
국가어항, 지방어항 등 지속적 개발
어촌개발사업비 지속적 증가
시장성
어항 현대화 / 다기능화 등 어촌 개발시 어가의 요구시설
양호한 수질의 안정적 해수공급 / 저렴한 해수공급 가격으로 수요자 만족도 높음
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