집수매거

집수매거란

집수매거는 하천 바닥 아래 자갈층에 다공관을 매설해 복류수를 모으는 수평형 취수시설이다.

강 바닥 아래로 스며 흐르는 물을 긴 관으로 모아 쓰는 시설이다. 이 물을 복류수라고 부른다.

복류수는 흙을 지나며 자연 여과되어 탁도와 세균이 줄어든다.

구조와 원리

구조는 집수관, 자갈 필터층, 집수정, 펌프 설비의 네 부분으로 이해하면 된다.

물은 자갈층을 지나 집수관으로 들어와 집수정에 모인 뒤 펌프로 보내진다.

이 유입량은 Darcy 법칙 Q = k i A로 구한다.

투수계수가 클수록, 자갈·모래층일수록 같은 경사에서 더 많은 물이 모인다.

계산 예제

이제 Darcy 법칙으로 값을 넣어 계산해 보자.

투수계수 0.01 cm/s는 단위를 m/s로 바꿔 1.0×10⁻⁴ m/s가 된다.

대입하면 유량은 4.0×10⁻⁶ m³/s다. 시간당으로는 약 14.4 L/h가 된다.

결과는 작은 값이다. 실제 설계에서는 현장 시험값과 막힘 손실을 함께 반영한다.

이 예제는 계산 흐름을 보이기 위한 가상의 값이라 실제 설계 값으로 쓰지 않는다.

헷갈리는 점

헷갈리기 쉬운 점은 집수매거가 제방의 안과 밖 중 어디에 있는지에 따라 형태가 달라진다는 것이다.

제외지 설치는 원수 유입 경로가 짧지만 홍수 피해에 약하다. 제내지 설치는 제방이 보호해 안정성이 높다.

하상에 세립분이 쌓이면 막힘(clogging)이 생겨 집수량이 줄어든다.

흔한 실수는 집수매거를 단순한 배수관으로 설명하는 것이다.

답안에는 자갈 피복으로 세립분 유입과 막힘을 막는다는 점을 함께 써야 한다.

정리

정답은 두 배가 된다. Q는 i에 비례하므로 i가 두 배면 Q도 두 배다.

정리하면 집수매거는 하상 아래 자갈층의 복류수를 자연 여과 상태로 모으는 취수 시설이다.

자갈 피복과 세척, 점검, 수질 감시를 함께 해야 취수 안정성이 확보된다.

시험에서는 정의, 설치 조건, 막힘 방지, 유지관리, 수질 보전 다섯 항목을 중심으로 쓴다.