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배수시설의 형태

배수에는 지하배수와 지표배수 2가지가 있다.

배수시설의 맨 끝쪽 처분 지점이 배출구이다. 지표배수는 주집수(主集水) 배수구, 옥외배수구, 옥외배수관으로 이루어져 있고 지하배수는 주배수구, 부배수구, 부배수구로부터 나온 측면배수구로 이루어져 있다. 배출구는 배수시설에서 마지막으로 물을 처리하는 곳이며, 주배수구는 물을 배출구로 운반하고, 부배수구 또는 옥외배수구는 여러 작은 단위지역으로부터 물을 모아 주배수구에 연결하는 역할을 한다.

배수의 가장 작은 단위인 측면 및 옥외배수구는 경지 중의 물을 제거하는 역할을 한다.

배수시설에 있어서 배출구는 자연상태의 개울, 강 또는 커다란 시설배수구인데, 시설배수구의 단면은 보통 사다리꼴이며 측면의 둑은 평평하여 안정성이 있어야 한다. 둑 위에서는 풀이 자랄 수도 있는데, 물의 흐름을 방해할 가능성이 있는 교목과 관목은 제거해야 한다.

지표배수시설은 지표면의 물에서부터 옥외배수로 바닥에 있는 물까지 모두 제거한다.

지표배수는 지표면의 물을 천천히 통과시켜 지표면을 개량하는 수단으로 쓰이며, 지표면의 고인 물을 제거함으로써 지하배수의 보조역할도 한다.

지표면의 옥외배수에는 여러 가지 형태가 있는데, 이중에서 가장 널리 이용되고 있는 방법은 평행식 배수와 난잡배수이다. 평행식 배수는 토양과 경지의 경사에 따라 수로간의 간격을 수백m로 일정하게 유지하며 평행으로 설치하는 방법이고, 난잡배수는 일정 지역에서 낮은 곳을 향해 물이 흘러가도록 하는 방법이다.

평행식 배수는 균일하게 배수를 해주지만 난잡배수는 수로에 연결되어 있는 곳보다 낮은 지역만을 배수하게 된다. 2가지 경우 모두 수로가 얕고 양쪽이 납작한 형태로 되어 있어 경작지로 이용할 수도 있다. 작물은 물이 줄 사이로 흘러가게 하기 위해 수로에 직각으로 심는다.

지표배수구가 제대로 기능을 하기 위해서는 정지작업(整地作業)이 필수적이다.

정지작업은 경지의 경사가 배수 수로를 향할 수 있도록 경지의 형태를 바꾸는 작업이다. 경사도는 전체 경작지가 균일할 수도 있으며, 부분부분에 따라 다를 수도 있다. 디지털컴퓨터가 등장하기 전까지는 정지작업 계획에 필요한 계산을 하는 데 시간이 많이 소요되었으나, 오늘날에는 정지작업의 마지막 설계를 결정하기 전에 컴퓨터를 이용함으로써 수많은 가능성들을 빠르게 조사할 수 있다.

흔히 관(管)을 이용한 배수라고 부르는 지하 배수시설에서는 배출구를 제외한 모든 부분이 지표 아래 있다.

이 배수시설은 배수구 깊이의 토양수까지 전부 제거할 수 있고, 식물의 뿌리 발달에 필요한 많은 양의 토양을 제공하며, 봄에 지표의 온도 상승을 돕고, 토양 미생물 활동의 균형을 유지시켜주며, 토양 중의 공기와 작물성장을 극대화하는 데 필요한 그밖의 요인들을 제공해주므로 지표배수보다 더 나은 배수방법이라고 할 수 있다.

지하배수에서의 가장 작은 단위는 물을 토양으로부터 제거하는 측면배수구이다.

측면배수구는 균일하게 또는 무작위로 배열될 수 있는데 어떠한 방법을 택할 것인가 하는 문제는 자라고 있는 작물의 종류와 이용가치, 토양의 종류, 강수형태에 따라 결정된다. 균일 측구가 설치된 배수체계에서 가장 중요한 문제는 측구의 깊이와 설치 간격이다. 일반적으로 균일하게 배수를 하기 위해서는 측구가 깊을수록 측구의 간격을 크게 설치한다. 이론적인 연구에 의하면 측구는 30cm 정도 깊이에 7.3m 간격으로 설치하는 것이 좋다고 하므로 보통 24~91m 간격을 두고 0.91~1.5m 깊이로 설치한다.

지하배수 시설은 습지뿐 아니라 관개지에서도 중요한데, 지하수면을 조절하고 물의 흐름을 확실히 함으로써 뿌리층에 염분이 축적되거나 토양의 생산성이 떨어지는 것을 방지한다.

배수시설의 건설과 유지

대부분의 지하배수구는 도랑을 파고 관을 묻은 후 다시 도랑을 메꾸는 방식으로 만드는데 미국과 유럽에서는 도랑을 파지 않고 배수관을 설치할 수 있는 기계를 개발하기 위한 작업이 진행중이다.

배수구의 경사도를 적절하게 유지하도록 기계를 조절하는 일이 중요한 문제인데, 최근 레이저 광선을 이용한 굴착기술의 발달이 이러한 문제를 해결해주었다. 토관이나 콘크리트관이 지금까지 사용되어 온 주재료였으나, 현재는 플라스틱관이 많이 사용되고 있으며 이것은 가벼워서 다루기 쉽다는 장점을 가지고 있다.

적절히 관리만 된다면 배수시설은 상당히 오랫동안 사용할 수 있다.

선택성 제초제를 사용하여 관목과 수초들이 수로에 자라지 못하도록 하고 쇠창살을 배출구에 설치하여 설치류와 굴을 파고 사는 동물들이 배수구 안에 집을 짓지 못하도록 한다. 지표배수시설은 지표상의 작은 변화에도 커다란 영향을 받을 수 있기 때문에 거의 매년 배수구의 경사도, 수로의 교차 부분, 정지작업된 지역의 경사도에 대한 유지·보수가 필요하다. 지하배수시설은 정기적인 점검만 필요할 뿐 다른 보수작업이 거의 필요없다. 배출구와 이따금씩 생기는 재료의 구조적 결함이 주요 정비내용이다.