2018년 한국농공학회 논문집에 “재해대비 농업용저수지 취수시설로서 사이폰의 현장적용성에 관한 실험적 연구“라는 제목으로 한국 농어촌공사 농어촌연구원 소속 양영진, 이태호, 오수훈 연구원이 개재한 논문이 실렸습니다.
논문 내용은 아래와 같으며 이 곳에서 논문 원본을 보실 수 있습니다.
연구목적
기존의 복통 개보수 공법들은 이질재료간 접속부 다짐불량 등 근본적인 결함으로 인해 정밀시공이 어려워 개보수 이후에도 저수지를 운용함에 따라 파이핑 등의 문제가 재발할 가능성이 높다.
복통의 취약점을 개선하기 위한 대체공법으로 본 연구에서는 제체 안전성에 유리한 사이폰을 제시하고자 하며, 실내 수리모형실험 및 현장 시공실험을 통해 사이폰의 재해대비 농업용저수지 취수시설로서의 현장 적용가능성을 평가하였다.
연구결과
수리모형실험과 현장시공실험을 통해 재해대비 농업용저수지 취수시설로서 사이폰 대체공법의 적용성에 대해 검토하였다. 본 연구로부터 얻은 결론과 사이폰 적용시 문제점에 대한 대책방안은 다음과 같다.
(1) 유량확보와 조절 : 모형실험과 시공실험 결과 저수지와 토출부의 수두차에 따라 취수목적의 충분한 유량확보가 가능하였으며, 제수밸브의 개폐를 통해 유량조절이 가능하였다.
(2) 진동과 공동현상 : 모형실험시 포화증기압 이하의 부압이 발생하였고 공동현상은 발생하지 않았으며, 시공실험을 통한 측정결과에서도 사이폰 작동시 진동, 소음, 충격은 발생하지 않았다.
(3) 유입부 막힘 : 모형실험을 통한 최대 수두차에서의 사이폰 유입분포 실험에서도 나타났듯이 유입구를 기준으로 0.8 m정도만 이격하더라도 흡입유속이 현저하게 감소하여 부유물에 의한 막힘현상은 나타나지 않을 것으로 판단되며, 시공실험시 펌프가동을 통한 역방향 공기배출을 통하여 막힘현상의 해결이 가능하였다.
(4) 유출부 세굴 : 모형실험결과 최대 유속은 1.11 m/s로 용수로의 허용유속 이하로 발생하였으며, 유출부의 수류는 집수정에서 잠류로 바뀌었기 때문에 세굴의 문제는 없을 것으로 판단된다.
(5) 초기 작동 : 모형실험과 시공실험 결과 사이폰 최초 작동시 1회만 펌프를 작동시켜 사이폰의 만관상태를 유지하면 이후 밸브개폐만으로 지속적인 작동이 가능하였다.
(6) 사전방류 : 모형실험결과 사수위 이하까지 저수량의 사전방류가 가능하였으며, 사전방류량이 클 경우 초기 설계에 반영하여 적용이 가능할 것이다.
향후 사이폰 대체공법의 설계비, 시공비, 유지관리비 등 경제성에 대한 정량적인 추가 검토가 필요하며, 그 결과와 본 연구내용을 확장하여 농업기반시설 사이폰 취수시설 설계지침과 시방서에 대한 안을 제시하여 활용할 예정이다.