KR100533326B1 - 비점오염물질의 정화가 가능한 우수 배출시스템 - Google Patents

Abstract

본 발명은 우수 배출시스템에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 강우시 도로변의 비탈지면에 쌓인 유기물, 중금속, 오일 등의 비점오염물을 함유한 초기 우수를 정화하면서 배수로를 통한 원활한 배수가 이루어지도록 한 비점오염물질의 정화가 가능한 우수 배출시스템을 제공하려는 것이다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명은 비탈지면으로부터 하부 도로변으로 연결되는 경계부분에 배수로가 형성되어 흘러내린 우수를 상기 배수로로 원활하게 배출하기 위한 우수 배출시스템에 있어서, 상기 배수로에 대하여 그 일측벽과 비탈지면 사이에 터파기하여 상기 비탈지면으로부터 우수가 유입되도록 하는 공동을 형성하는 한편, 상기 공동에 접하는 배수로의 측벽에는 다수개의 유입공을 형성하고, 상기 공동에는 비탈지면으로부터 최초 유입되는 초기우수에 포함된 비점오염물질을 흡수하여 정화한 후에 지하 및 배수로의 유입공으로 배출하기 위하여 식물의 식재가 가능하도록 모래가 도포된 제1여재층, 일정크기의 자갈이 깔린 제2여재층, 부직포가 깔린 제3여재층 및 합성수지와 같은 인공여재를 이용한 제4여재층을 포함하는 여재층이 형성된 것을 특징으로 한다.

Description

비점오염물질의 정화가 가능한 우수 배출시스템{DRAINING SYSTEM FOR PURIFYING THE NON-POINT POLLUTION MATERIAL IN RAINWATER}

본 발명은 강우시 초기우수에 포함된 비점오염물질을 정화하기 위한 배출 시스템에 관한 것으로서, 보다 구체적으로는 강우시 도로변의 비탈지면에 쌓인 유기물, 중금속, 오일 등의 비점오염물을 함유한 초기 우수를 정화하면서 배수로를 통한 원활한 배수가 이루어지도록 한 비점오염물질의 정화가 가능한 우수 배출시스템에 관한 것이다.

일반적으로 오염물질은 생활하수, 산업폐수 및 축산폐수 등과 같이 배출지점이 뚜렷하고 한정된 점오염원(點汚染源)으로부터 배출되는 점오염물질과 농경지, 목초지, 산림지, 건축현장, 광산, 벌채지, 폐기물처리장, 쓰레기매립장, 도심지, 도로 및 산업현장 등과 같이 배출지역이 광범위한 비점오염원(非點汚染源)으로부터 배출되는 비점오염물질로 나눌 수 있다.

전술한 바와 같은 비점오염원으로부터 배출되는 오염물질로는 중금속, 병원성 미생물, 유기화합물, 방사성물질, 유독물질 및 기타 염류 등 매우 다양한 형태로 분포되어 있다. 이러한 비점오염물질들은 통상 강우시에 빗물에 쓸려 빗물과 함께 하천, 내만, 호소 등의 공공수역이나 지하수로 흘러 들어가게 되어 수질오염을 야기시킴은 물론, 이로 인한 생태계의 파괴와 함께 최종적으로는 인간에게 까지 매우 큰 폐해를 주게 된다.

한편, 전술한 바와 같은 오염물질 가운데 배출지점이 뚜렷하고 한정된 점오염물질의 경우에는 가정이나 공장, 축산농가 등에 별도의 정화장치나 폐수처리시설이 설치되어 오염물질의 정화가 어느 정도 이루어지고 있으나, 비점오염물질의 경우에는 배출지역이 광범위할 뿐만 아니라 대부분 지표면에 잔존해 있다가 강우시 빗물과 함께 하천, 내만, 호소 등의 공공수역이나 지하수로 유입되어 수질오염을 야기시키는 주원인이 되고 있다.

특히, 비점오염물질의 경우에는 전술한 바와 같이 강우시 특히 초기우수시 내리는 빗물과 함께 하천, 내만, 호소 등의 공공수역이나 지하수로 유입되므로 비점오염물질이 포함된 초기우수를 하천, 내만, 호소 등의 공공수역이나 지하수로 정화없이 흘려보내지 않는 것이 무엇보다도 중요하다.

전술한 바와 같은 오염물질 중의 비점오염물질은 우리 나라의 경우 수량적인 측면에서는 홍수로 또한 수질적인 측면에는 강우시 비점오염물질 유출로 인한 공공수역의 수질악화가 초래되고 있다. 특히, 도시지역은 불투수성 포장비율이 높아짐에 따라 강우시 피크 유출량도 커지고, 이에 따라 비점오염물질의 이동력도 증가하여 수질과 수량적인 측면에서 관리가 필요한 실정이다.

그리고, 전술한 비점오염원이란 점오염원의 상대적 개념으로 공장, 생활하수등 고정된 오염원이 아닌데서 발생되는 오염원을 말하는 것으로, 통상 강우시에 빗물과 같이 유출되는 오염원을 일걷는다. 이러한 비점오염원은 4대강 오염부하의 22∼37%에 달할 뿐만 아니라 팔당상수원의 경우 오염부하의 약 절반인 44.5%가 비점오염원으로 조사되는 등 수질에 미치는 영향이 매우 크다는 것을 알 수 있다.

한편, 전술한 우수유출수 중의 오염물질 유출특성은 초기우수유출수에서 비교적 높은 오염농도를 나타내므로 약 20mm의 강우에 대한 우수유출수 처리시설 용량만으로도 전체 강우 사상의 80% 이상을 처리할 수 있는 것으로 연구 보고되고 있다.

따라서, 초기우수유출수를 처리하기 위한 방안으로써 기존 도시지역의 경우에는 토지수용의 어려움으로 넓은 토지면적을 필요로 하는 우수유출수 처리시설은 설치하기 어려우므로 비교적 토지이용에 제한이 적은 침투형시설이나 Stormceptor 등의 장치형시설 그리고 빗물펌프장의 유수지를 이용하는 방안, 신규 도시의 조성시에는 지역의 불투수율 증가에 따른 수문 유출특성의 급격한 변화를 방지하기 위해 도시의 불투수율 면적비를 일정수준으로 제한하거나 개발전후의 우수유출량의 변화를 비교하여 개발전보다 유출량이 많을 경우에는 이를 조절하기 위한 침투 및 저류시설 등을 설치케 하는 방안 및 도시지역의 토지이용계획시 수변지역은 하천수질에 직접적인 영향을 미칠 수 있는 지역이므로 가급적 이용 및 훼손을 억제하고 수변지역을 비점오염물질 저감을 위한 완충녹지대로 이용하는 방안 등이 보고되고 있다.

또한, 전술한 바와 같은 우수유출수 처리시설의 조속한 도입뿐만 아니라 주기적인 도시청소의 실시, 장마전 맨홀 및 우수관거설비의 점검 및 청소, 유수지 바닥의 퇴적물 준설, 건설지역의 우수유출수 방지턱 설치 등을 통해 도시지역에 산재해 있는 각종 비점오염원을 사전에 제거하는 방안도 검토되고 있다.

그러나, 전술한 바와 같은 초기우수유출수를 처리하기 위한 여러 방안에도 불구하고 실제로 적용되어 실효성을 거두기란 토지수용에 따른 어려움 등의 제한적인 요소가 너무 많아 사실상 어려운 상태이다.

본 발명은 전술한 바와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 그 주된 목적으로는 강우시 도로변의 비탈지면에 쌓인 유기물, 중금속, 오일 등의 비점오염물을 함유한 초기 우수를 정화하면서 배수로를 통한 원활한 배수가 이루어지도록 한 비점오염물질의 정화가 가능한 우수 배출시스템을 제공하려는 것이다.

나아가, 본 발명은 강우시 초기우수에 포함된 비점오염물질을 정화한 후 배수로를 통해 공공수역이나 지하수 등으로 흘려 보내도록 한 비점오염물질의 정화가 가능한 우수 배출시스템을 제공하려는 것이다.

상기 목적 달성하기 위한 본 발명은 비탈지면으로부터 하부 도로변으로 연결되는 경계부분에 배수로가 형성되어 흘러내린 우수를 상기 배수로로 원활하게 배출하기 위한 우수 배출시스템에 있어서,상기 배수로에 대하여 그 일측벽과 비탈지면 사이에 터파기하여 상기 비탈지면으로부터 우수가 유입되도록 하는 공동을 형성하는 한편, 상기 공동에 접하는 배수로의 측벽에는 다수개의 유입공을 형성하고, 상기 공동에는 비탈지면으로부터 최초 유입되는 초기우수에 포함된 비점오염물질을 흡수하여 정화한 후에 지하 및 배수로의 유입공으로 배출하기 위하여 식물의 식재가 가능하도록 모래가 도포된 제1여재층, 일정크기의 자갈이 깔린 제2여재층, 부직포가 깔린 제3여재층 및 합성수지와 같은 인공여재를 이용한 제4여재층을 포함하는 여재층이 형성된다.

삭제

이하에서는 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.

참고로, 본 발명의 명세서에는 비점오염물질이 다량 함유된 초기우수와 계속된 강우로 인해 비점오염물질이 초기우수에 비해 상대적으로 적게 함유되거나 비점오염물질이 함유되지 않은 우수를 구별하여 설명한다.

도 1 은 본 발명에 따른 비점오염물질의 정화가 가능한 우수 배출시스템의 단면도이다.

본 발명에 따른 기술은 도로(40)를 향해 비스듬하게 절개되어 강우시 도로(40)로 우수가 유입되는 비탈지면(20)을 일 실시예로 설명하지만, 대도시의 도로나 주차장, 상업 및 공업지역 등에 대하여 강우시 그 주변의 비탈지면으로부터 유기물, 중금속, 오일 등과 같은 비점오염물질을 함유한 초기 우수를 정화처리하기 위한 모든 지역에 다양하게 적용할 수 있다.

본 발명의 실시예에 따른 비점오염물질의 정화가 가능한 우수 배출시스템은 육상식물(10)이 식재되는 비탈지면(20)과 도로(40)에 설치되는 배수로(30) 사이에 설치되는데, 이는 최초 강우시에 대기나 비탈지면(20)에 함유된 비점오염물질이 다량 함유된 초기우수를 정화한 후 지하로 방류하는 것은 물론이고, 상기 유입공(30a)을 통해 배수로(30)로 배출된다.

이와 같은 비점오염물질의 정화가 가능한 우수 배출시스템은 비탈지면(20)과 도로(40) 사이에 길게 터파기를 하여 공동(50)을 형성한 후, 이 공동(50)에 초기우수를 정화하기 위한 여재층을 형성한다.

상기 여재층은 모래, 토양, 자갈, 쇄석, 예를 들어 합성수지와 같은 인공여재를 단독 또는 혼합하여 형성하는데, 본 발명에 따른 실시예로서 제1여재층(52)은 식물을 직재하기 위한 모래가 도포되어 이루어지며, 제2여재층(54)은 일정크기의 자갈로 이루어지고, 제3여재층(56)은 부직포가 도포되어 이루어진다.

즉, 도 1에 도시된 바와 같이 본 발명에 따른 실시예에서는 최상층에서부터 차례대로 모래, 자갈을 반복하여 도포하는 한편, 최하층에는 부직포를 도포하여 이루어진다.

한편, 최상층의 제1여재층(52)은 비탈지면(20)으로부터 유입되는 초기 우수가 배수공(32)으로 바로 유입되는 것을 방지함과 아울러, 여재층으로 원활한 흡수가 이루어지도록 오목하게 형성되거나 배수로의 측벽보다 낮게 형성된다.

또한, 최상층의 제1여재층(52)으로서 모래에는 잔디와 같은 육상식물이나 수생식물 또는 수변식물 등 자연정화기능을 갖는 다양한 식물(10)이 식재된다.

이러한 식물(10)은 그 줄기와 뿌리가 미생물의 부착 매질로 이용되며, 통기 조직을 통해 산소를 전달함으로써 미생물의 분해 활동을 촉진하여 질산화와 탈질화 작용을 유도한다.

이에, 비탈지면(20)으로부터 유입되는 초기 우수는 최상층의 제1여재층(52)에 고이면서 하부로 스며들어 필터링된다. 또한, 초기 우수에 함유된 비점오염물질 중 상기 제1여재층에 식재된 식물(10)에 부착된 것은 상기 식물 주변의 미생물에 의해 분해가 이루어진다.

따라서, 최초 강우시 비점오염물질이 다량 함유 초기 우수는 비탈지면(20)을 흘러내린 후에, 곧바로 여재층으로 유입되어 정화된다. 정화된 우수의 일부는 지하로 흡수되고 일부는 상기 배수로(20)의 측벽에 다수 개 형성된 유입공(30a)을 통해 배수로(30)의 내부로도 유입된다.

한편, 계속된 강우로 인하여 불어난 우수는 비점오염물질이 적게 함유되어 있다. 이와 같이 비점오염물질을 적게 함유하고 있는 우수는 상기 여재층의 정화를 거치지 않고 곧바로 배수공(32)을 통해 배수로(30)로 유입된다. 이는 강우가 계속되는 경우 공동(50) 내부의 여재층에 포함된 수분이 포화됨으로서 더이상의 흡수가 이루어지지 않기 때문이다. 이와 같이 여재층으로 흡수되지 않고 배수공(32)으로 곧바로 유입되는 우수는 배수로(30)를 통해 공공 수역으로 유도된다. 이들은 초기우수와는 달리 비점오염물이 함유되어 있지 않으므로, 별도로 정화처리할 필요가 없다.

즉, 본 발명은 비탈지면(20)으로부터 흘러내린 비점오염물질이 함유된 초기우수를 공동(50)으로 유도하여 여재층 및 식물(10)을 통해 정화처리한 후에 지하수로 유도하거나 유입공(30a)을 통해 배수로(30)로 배출하고, 이후 비점오염물질이 함유되지 않은 우수는 초기 우수와는 달리 배수로(30)의 배수공(32)를 통해 원활한 배출이 이루어진다. 따라서 정화처리되어 지하수로 유입되는 초기 우수 이후의 우수는 계속된 강우로 공동(50)에 형성된 여재층으로 흡수되지 않고 곧바로 배수로(30)로 유입된다.

도 2는 본 발명에 따른 비점오염물질의 정화가 가능한 우수 배출시스템의 다른 실시예를 나타낸 단면도이다.

도 2는 앞서 설명한 실시예와 같이 인공여재를 사용한 것으로서, 제1여재층(52)은 모래, 제2여재층(54)은 자갈, 제3여재층(56)은 부직포 마지막으로 제4여재층(60)은 인공여재를 사용하였다. 이때, 상기 제4여재층(60)을 구성하는 인공여재로는 플라스틱류의 합성수지를 이용한다.

즉, 본 발명에 따른 실시예는 자갈, 모래, 토양, 쇄석, 인공여재 등을 필요에 따라 용이하게 적용하게 되는데, 이러한 여재층의 선택 및 그 크기는 공동(50)의 크기와 함께 해당 지역의 강우량과 우수의 유입량 등을 고려하여 다양하게 실시한다.

즉, 본 발명에 따른 비점오염물질의 정화가 가능한 우수 배출시스템은 비탈지면(20)과 대기 중의 비점오염물질을 다량 함유하고 있는 초기우수를 집중적으로 정화하고, 비점오염물질이 초기우수에 비해 적은 우수는 배수공(32)을 통해 배수로(30)로 직접 유입되어 공공 수역으로 방류됨으로서 원활한 배수가 이루어진다. 이때, 강우 초기에는 비점오염물질을 포함한 초기 우수가 공동(50) 내부의 여재층으로 빠른 흡수가 이루어지지만, 강우가 계속되는 경우에는 공동(50) 내부의 여재층에 포함된 수분이 포화됨으로서 더이상의 흡수가 이루어지지 않는다.

결국, 비점오염물질을 다량 함유하고 있는 초기우수는 자연적으로 여재층과 식물에 의해 정화되는 한편, 비점오염물질을 함유하지 않는 우수는 초기 우수와 달리 곧바로 배수로(30)를 통해 공공수역으로 방류된다.

본 발명은 전술한 실시예에 국한되지 않고 본 발명의 기술사상이 허용하는 범위 내에서 다양하게 변형하여 실시할 수 있다.

이와 같이 구성된 본 발명의 비점오염물질의 정화가 가능한 우수 배출시스템에 의하면 강우시 도로변의 비탈지면에 쌓인 유기물, 중금속, 오일 등의 비점오염물을 함유한 초기 우수를 정화하면서 배수로를 통한 원활한 배수가 이루어지도록 함으로서 초기 우수와 함께 유입되는 비점오염물질에 의해 하천, 내만, 호소 등의 공공 수역이나 지하수 등이 오염되는 것을 방지할 수 있는 매우 유용한 효과가 발휘된다.

또한, 강우시 초기 우수에 포함된 비점오염물질을 정화하여 공공 수역이나 지하수 등으로 흘려 보냄으로써 비점오염물질로 인한 수질오염의 방지를 통해 자연생태계의 보호와 최종소비자인 인간에게 미치는 폐해를 방지할 수 있는 매우 유용한 효과가 발휘된다.

도 1 은 본 발명에 따른 비점오염물질의 정화가 가능한 우수 배출시스템의 단면도.

도 2 는 본 발명에 따른 비점오염물질의 정화가 가능한 우수 배출시스템의 다른 실시예를 나타낸 단면도.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

10 : 식물 20 : 비탈지면

30 : 배수로 30a: 유입공32 : 배수공

40 : 도로 52 : 제1여재층

54 : 제2여재층 56 : 제3여재층

60 : 제4여재층

Claims (2)

1. 삭제
2. 비탈지면으로부터 하부 도로변으로 연결되는 경계부분에 배수로가 형성되어 흘러내린 우수를 상기 배수로로 원활하게 배출하기 위한 우수 배출시스템에 있어서,

   상기 배수로에 대하여 그 일측벽과 비탈지면 사이에 터파기하여 상기 비탈지면으로부터 우수가 유입되도록 하는 공동을 형성하는 한편, 상기 공동에 접하는 배수로의 측벽에는 다수개의 유입공을 형성하고, 상기 공동에는 비탈지면으로부터 최초 유입되는 초기우수에 포함된 비점오염물질을 흡수하여 정화한 후에 지하 및 배수로의 유입공으로 배출하기 위하여 식물의 식재가 가능하도록 모래가 도포된 제1여재층, 일정크기의 자갈이 깔린 제2여재층, 부직포가 깔린 제3여재층 및 합성수지와 같은 인공여재를 이용한 제4여재층을 포함하는 여재층이 형성된 것을 특징으로 하는 비점오염물질의 정화가 가능한 우수 배출시스템.