과학연구

해양심층수취수공정과 뽐프의 허용흡입높이 결정에 대한 연구

 2020.4.2.

위대한 령도자 김정일동지께서는 다음과 같이 교시하시였다.

《나라의 모든 자연부원을 전면적으로 조사장악하고 적극적으로 개발리용하여 자체의 원료, 연료, 동력기지를 확대강화하며 산이 많고 바다를 끼고있는 자연지리적조건에 맞게 산림자원과 해양자원을 효과적으로 개발리용하도록 하여야 합니다.》 (김정일선집》 증보판 제22권 22페지)

김일성종합대학 력학부에서는 해양자원을 효과적으로 개발리용할데 대하여 주신 위대한 장군님의 교시와 경애하는 김정은동지의 말씀을 철저히 관철하기 위하여 경제적가치가 매우 큰 해양심층수개발리용에서 첫 공정인 취수공정과 뽐프의 허용흡입높이 결정방법에 대하여 연구하였다.

일반적으로 해양심층수는 태양광의 영향이 적게 미치는 수십m이하의 바다물로서 분포지역과 수심에 따라 그의 특성이 다르다.

현재까지 탐사된 결과에 의하면 심층수의 적지는 우리 나라의 조선동해와 일본, 하와이, 중국대북 수역이다.

심층수의 리용목적에 따라 채취심도가 결정되며 깊을수록 수질특성이 더 좋아진다.

오늘 심층수의 리용분야는 농업, 의학, 양어와 양식, 식료공업 등 매우 넓으며 그에 대한 수요는 더욱 높아지고있다.

심층수의 개발리용에서 중요한 문제의 하나는 심층수의 취수공정을 합리적으로 구성하여 취수량을 늘이고 건설비를 줄이며 운영의 편리성을 보장하는것이다.

선행연구에 의하면 심층수취수방법에는 여러가지 류형의 해안취수방법과 해상취수방법이 있다.

취수위치에서 수중뽐프를 관입구에 설치하면 관로안의 부압수두를 낮추고 공동의 발생과 절류현상을 없애는 우점은 있으나 뽐프의 설치와 보수를 비롯한 운영에서 불합리한 점들이 많다.

따라서 지상이나 수상에 설치된 뽐프로 취수하는 경우가 많은데 이 경우 뽐프의 흡입높이가 설정된 취수관에서의 취수량과 관로내부 흐름의 공동발생에 영향을 주기때문에 이것을 정확히 평가하고 뽐프의 설치위치를 합리적으로 설정하는것이 중요하다.

선행연구에서 수중뽐프를 일반적으로 수면으로부터 수m아래에 설치하여 공동이 발생하지 않게 뽐프의 흡입높이가 6.5m를 초과하지 말아야 한다고 지적하고 구체적인 계산방법은 서술되여있지 않았다.

우리는 지상에 설치된 뽐프로 취수하는 경우 해안취수공정을 새롭게 제기하고 뽐프의 허용흡입높이를 결정하는 계산체계를 세우고 한 대상에 대한 설계정수들을 결정하였다.

연구를 통하여

첫째로, 수중뽐프를 리용하는 선행연구와 달리 지상에 설치된 뽐프로 취수하는 공정을 세워 건설과 운영의 편리성을 보장할수 있게 하였다.

둘째로, 뽐프의 허용흡입높이를 결정하기 위한 계산체계를 세우고 해양수심에 따르는 밀도차에 의한 취수관로에서 수면저하와 취수관내에서 류속에 의한 손실수두를 계산하기 위한 기본관계식들을 체계화하였다.

셋째로, 시간당 1 000m3 의 해양심층수를 채취할수 있는 한 대상에 대한 계산을 진행하여 합리적인 설계정수와 양수동력을 결정하였다.