KR100750980B1 - 빗물 처리 시스템 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 빗물 처리 시스템에 관한 것으로써, 보다 상세하게는 장시간의 강우, 폭우, 집중호우 등으로 인하여 강우량이 많을 경우에 하수관거나 우수관거의 과부하로 인한 빗물의 역류, 하천의 범람, 표면침하 등의 피해를 방지하고자 하는 빗물 처리 시스템에 관한 것이다.
이를 위하여 본 발명은 건물 및/또는 지표면으로부터 집수된 빗물을 침전조로 유입하기 위한 유입관; 지하에 매설되며 유입된 빗물 내의 이물질을 걸러냄과 동시에 빗물을 일시 저장하기 위한 침전조; 지하에 매설되며, 빗물을 지하 토양으로 흘려보내기 위한 것으로써, 전후방이 막히고 외주면에 다수개의 구멍이 형성된 원통 형상의 하나 이상의 저류조; 상기 침전조와 저류조의 전방을 연결하는 연결관; 및 상기 저류조의 후방에 형성되어 빗물이 배수되는 배수관을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.

Description

빗물 처리 시스템{A Treatment System of Rainwater}
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 빗물 처리 시스템의 구성도이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 빗물 처리 시스템에서 저류조를 발췌하여 도시한 사시도이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 빗물 처리 시스템에서 복수개의 저류조를 병렬 연결하여 사용할 경우를 설명하기 위한 사시도이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 빗물 처리 시스템에서 저류조를 병렬연결 및 적층하여 사용할 경우를 설명하기 위한 사시도이다.
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>
10 ... 침전조 11 ... 뚜껑
15 ... 스크린 20 ... 저류조
21 ... 구멍 25 ... 지지플레이트
30 ... 유입관 31 ... 필터
40 ... 연결관 41 ... 메인연결관
42 ... 분기관 50 ... 배수관
60 ... 부직포
본 발명은 빗물 처리 시스템에 관한 것으로써, 보다 상세하게는 장시간의 강우, 폭우, 집중호우 등으로 인하여 강우량이 많을 경우에 하수관거나 우수관거의 과부하로 인한 빗물의 역류, 하천의 범람, 표면침하 등의 피해를 방지하고자 하는 빗물 처리 시스템에 관한 것이다.
현재 도시지역은 지표면의 대부분이 빗물의 침투가 어려운 아스팔트, 콘크리트, 블록 등으로 덮혀 있다. 따라서 강우시 빗물의 대부분은 지표면 아래의 토양으로 침투되지 못하고 우수관거나 하수관거를 통하여 하천으로 직접 유입되거나, 하수처리장으로 유입되어 처리되고 있다. 이러한 상황에서 폭우, 집중호우로 인하여 처리하여야 할 빗물의 양이 우수관거나 하수관거의 설계치를 초과하는 경우에는 빗물의 역류, 표면침하 등이 발생하게 되며, 장시간 또는 일시에 과량의 빗물이 하천으로 유입되면 하천의 범람 등과 같은 피해가 발생하게 된다.
현재에는 각종 형태의 기상이변이 속출하고 있으며, 특히 폭우, 집중호우로 인한 기록적인 강우량이 빈번하므로 과거에 설계되어 시공된 우수관거나 하수관거의 처리능력은 부족할 수 밖에 없다. 처리능력을 향상시키기 위해서는 막대한 예산을 들여 우수관거, 하수관거, 맨홀 등을 추가로 설치하여야 한다.
또한 우수관거나 하수관거를 통하여 하천으로 직접 유입되거나 하수처리장으로 유입된 빗물에는 각종 오염물질이 포함되어 있다. 즉, 내리는 빗물을 바로 집 수하는 경우에는 1급수 내지는 1급수에 준할 정도로 오염이 거의 없는 수준이나, 우수관거나 하수관거를 통하여 모인 빗물은 3 내지 5급수 정도까지 수질이 악화되게 된다. 이러한 3 내지 5급수 정도의 물이 하천으로 직접 유입되면 수질오염으로 인한 각종 환경문제를 유발하게 되며, 하수처리장으로 집수된 경우에도 이를 처리하는 데에 막대한 비용이 소모되고 있는 실정이다.
이러한 문제점을 해결하고자 도시지역을 덮고 있는 콘크리트를 빗물이 통과되는 공극이 형성된 투수성 콘크리트로 대체하거나, 투수성 콘크리트로 제작한 맨홀 및 블록 등을 시공함으로써, 빗물을 지표면 아래의 토양으로 침투시키고자 하는 시도가 있다.
그러나 상기와 같은 투수성 콘크리트의 공극은 빗물내의 오염물질이나 토사 등으로 인하여 쉽게 막히게 되는 단점이 있다. 오염물질이나 토사로 인하여 공극이 막히게 되면 지표면 아래의 토양으로 침투되는 빗물의 양은 현저히 감소되며, 이를 해결하기 위해서는 주기적 또는 폭우 및 집중호우가 있은 후에 인력을 투입하여 막힌 공극을 다시 복원하여야 하는 문제점이 있다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 창출된 것으로서, 빗물이 지표면 아래의 토양으로 침투되어 처리될 수 있도록 함으로써, 폭우, 집중호우로 인한 피해를 줄일 수 있는 빗물 처리 시스템을 제공하는 것을 그 목적으로 한다.
본 발명의 다른 목적은 투수성 콘크리트의 공극이 쉽게 막히어, 이를 극복하 기 위하여 많은 비용과 인력이 투입되던 문제를 해결하고자 하는 데에 있다.
본 발명의 또 다른 목적은 우수관거나 하수관거를 통하면서 수질이 악화된 물이 하천으로 유입되는 것을 상당 부분 예방하고, 또한 수질이 악화된 물을 처리하는 데에 막대한 비용이 소요되던 문제를 해결하고자 하는 데에 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 빗물 처리 시스템은, 건물 및/또는 지표면으로부터 집수된 빗물을 침전조로 유입하기 위한 유입관; 지하에 매설되며 유입된 빗물 내의 이물질을 걸러냄과 동시에 빗물을 일시 저장하기 위한 침전조; 지하에 매설되며, 빗물을 지하 토양으로 흘려보내기 위한 것으로써, 전후방이 막히고 외주면에 다수개의 구멍이 형성된 원통 형상의 하나 이상의 저류조; 상기 침전조와 저류조의 전방을 연결하는 연결관; 및 상기 저류조의 후방에 형성되어 빗물이 배수되는 배수관을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.
상기 저류조로는 이물질이 유입되지 않는 것이 바람직한데, 이를 위하여 상기 유입관의 내부에 이물질을 거르기 위한 필터를 설치하거나, 상기 침전조에 이물질을 거르기 위한 탈부착식 스크린을 설치할 수 있다. 또한 시스템의 구성에 따라 상기 필터와 탈부착식 스크린을 동시에 설치할 수도 있다.
본 발명에 있어, 상기 저류조는 단독으로 사용될 수도 있고, 복수개가 연결되어 사용될 수도 있다. 복수개의 저류조를 병렬로 연결하여 사용하는 경우에, 상기 연결관은 상기 침전조와 연결되는 메인연결관과 각각의 저류조의 전방과 상기 메인연결관을 연결하는 분기관으로 구성된다.
또한 상기 병렬로 연결된 복수개의 저류조를 복수의 단으로 적층하여 사용할 수도 있는데, 이 경우에는 병렬 연결되고 적층된 상기 저류조의 위치를 고정함과 동시에 저류조와 저류조의 사이에 토사가 유입되는 것을 방지하기 위하여, 병렬 연결되고 적층된 저류조들의 전단 및 후단에는 지지플레이트가 밀착되어 설치되는 것이 바람직하다.
본 발명에 있어서 상기 저류조의 구멍은 빗물이 지하 토양으로 배출되는 공간이므로 토사 등이 유입되지 않는 것이 바람직하며, 이를 위하여 상기 저류조 전체를 부직포가 감싸도록 하는 것이 바람직하다.
상기 유입관, 침전조, 저류조, 연결관, 배수관 및 지지플레이트는 부식을 방지하고 내구성을 증가시키기 위하여 합성수지재로 형성하는 것이 바람직하며, 시공의 편의 및 가격경쟁력 등을 추가로 감안하면 합성수지재 중에서도 폴리에틸렌으로 형성하는 보다 바람직하다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 대하여 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 빗물 처리 시스템의 구성도이고, 도 2는 본 발명의 실시예에 따른 빗물 처리 시스템에서 저류조를 발췌하여 도시한 사시도이며, 도 3은 본 발명의 실시예에 따른 빗물 처리 시스템에서 복수개의 저류조를 병렬 연결하여 사용할 경우를 설명하기 위한 사시도이고, 도 4는 본 발명의 실시예에 따른 빗물 처리 시스템에서 저류조를 병렬연결 및 적층하여 사용할 경우를 설명하 기 위한 사시도이다.
도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 빗물 처리 시스템은, 건물 및/또는 지표면으로부터 집수된 빗물을 침전조로 유입하기 위한 유입관(30)과; 지하 토양에 매설되며 유입된 빗물 내의 이물질을 걸러냄과 동시에 빗물을 일시 저장하기 위한 침전조(10)와; 지하 토양에 매설되며 빗물을 지하 토양으로 흘려보내기 위한 것으로써, 전후방이 막히고 외주에 다수개의 구멍(21)이 형성된 원통형상의 하나 이상의 저류조(20)와; 상기 침전조(10)와 상기 저류조(20)의 전방을 연결하는 연결관(40); 및 상기 저류조(20)의 후방에 연결되어 빗물이 배수되는 배수관(50)을 포함한다. 상기 연결관(40)은 침전조(10)를 경유한 빗물이 저류조(20)로 유입되는 관로를 형성하고, 상기 배수관(50)은 저류조(20) 내부에서 토양으로 침투되지 못한 나머지 빗물이 배수되는 관로를 형성한다.
빗물 내의 이물질은 저류조(20) 내로 유입되지 않는 것이 바람직하다. 이를 위하여 집수된 빗물을 침전조(10)로 유입하는 유입관(30)내에 이물질을 거르기 위한 필터(31)를 설치하거나, 연결관(40)과 이어지는 침전조(10) 내부에 스크린(15)을 설치한다. 상기 스크린(15)은 침전조(10) 내부에 탈부착식으로 설치되는데, 관리자는 적절한 시점에 스크린(15)을 탈착하여 스크린(15)에 부착된 오염물질을 제거할 수 있다. 상기 필터(31)나 스크린(15)은 선택적으로 설치될 수 있으며, 둘 모두가 사용될 수도 있다.
상기 침전조(10)는 뚜껑(11)을 가지는 맨홀구조로 구현된다. 유입관(30) 내의 필터(31)를 거쳐 침전조(10)에 일시 저장된 빗물은 침전조(10)에서 다시 한번 부유형 이물질이나 침전형 이물질이 제거되면서 연결관(40)으로 이동한다.
상기 저류조(20)는 지하 토양에 매설 되며, 전후방이 막히고 외주면에 다수개의 구멍(21)이 뚫려 있는 원통 형상을 가진다. 저류조(20)는 원통 형상이 아닌 다양한 형태로도 구현 가능하나, 본 발명에서 원통 형상을 채택한 것은 원통 형상은 그 구조적 특징으로 인해 토압과 지표면의 동적하중에 효과적으로 견딜 수 있는 내구성을 지니기 때문이다.
상기 침전조(10)의 크기 및 저류조(20)의 크기 및 갯수는 처리하고자 하는 빗물의 양에 따라 달라진다. 즉, 지역의 강우량, 건물 및/또는 지표면의 면적 등을 고려하여 침전조(10)의 크기 및 저류조(20)의 크기 및 갯수를 선택한다. 저류조(20)의 제작 및 시공 등을 고려할 때 바람직한 단위 저류조(20)의 직경(D)은 0.5 내지 3m, 길이는 3 내지 10m 범위이다.
이러한 저류조(20)에는 침전조(10)를 경유한 빗물이 연결관(40)을 경유하여 유입되며, 유입된 빗물은 잠시 동안 저류조(20) 내부에 머무르면서 저류조(20)의 외주면에 형성된 구멍(21)을 통하여 지하토양으로 침투되어 배수된다. 유입되는 빗물의 양이 지하토양으로 침투되는 양보다 많을 경우에는, 배수관(50)을 통하여 배수된다.
많은 양의 빗물을 처리하고자 할 경우에는, 도 3에 도시된 바와 같이, 복수개의 저류조(20)를 병렬로 연결하여 사용한다. 이렇게 저류조(20)를 병렬로 배치하여 사용할 경우, 연결관(40)은 침전조(10)와 연결되는 메인연결관(41)과, 각각의 저류조(20)의 전방과 메인연결관(41)을 연결하는 분기관(42)으로 구성된다.
또한 보다 많은 빗물을 처리하고자 할 경우에는 도 4에 도시된 바와 같이 복수개의 저류조(20)를 병렬로 배치함과 동시에 적층하여 사용한다. 이 경우 적층된 저류조(20)의 위치를 고정함과 동시에 저류조(20)와 저류조(20)의 사이에 토사가 유입되는 것을 방지하기 위하여 복수개의 저류조(20)의 전단 및 후단에는 지지플레이트(25)가 밀착되어 설치된다. 즉, 넓은 판 형상이 복수개의 저류조(20)의 전단 및 후단에 접착 또는 융착 등의 방식으로 기밀하게 밀착되는 것이다.
저류조(20)의 외주면에 형성되어 있는 구멍(21)에는 토사가 유입되지 않도록 저류조(20) 전체를 부직포(60)가 감싸는 것이 바람직하다. 상기의 부직포(60)는 토사가 구멍(21)을 막게 되는 것을 방지함과 동시에, 저류조(20) 내부로 유입된 빗물이 구멍(21)을 통하여 지하토양(S1)으로 원할히 배수될 수 있도록 한다.
상기의 유입관(30), 침전조(10), 저류조(20), 연결관(40), 배수관(50), 지지플레이트(25)는 금속재, 콘크리트, 합성수지재 등의 다양한 재질로 형성될 수 있다. 그러나 빗물에 의한 부식으로 인하여 수명 단축 및 토양 오염 등이 발생하는 것을 방지하기 위해서는 합성수지재로 이루어지는 것이 바람직하다. 특히 시공의 편의 및 경제성 등을 고려하면 상기의 합성수지재는 폴리에틸렌이 가장 적합하다.
상기와 같은 빗물 처리 시스템에 의하면, 건물 및/또는 지표면으로부터 집수된 빗물은 유입관(30) → 침전조(10) → 연결관(40) → 저류조(20) 순으로 이동한다. 이 과정에서 빗물 내의 이물질은 유입관(30) 내에 설치되어 있는 필터(31)에서 일차적으로 걸러지며, 침전조(10)에서 다시 한번 걸러지게 된다. 즉, 부유형 이물질은 침전조(10)의 상부에 부유할 것이고, 침전형 이물질은 침전조(10)의 바닥 에 가라앉게 될 것이며, 빗물속의 이물질은 스크린(15)에 의하여 제거된다.
이렇게 이물질이 제거되고 저류조(20) 내부로 유입된 빗물은 저류조(20)의 외주면에 형성된 구멍(21)을 통하여 지하토양으로 침투되어 처리되며, 만일 유입되는 빗물의 양이 지하토양으로 침투되는 양보다 많을 경우, 그 잉여의 빗물은 배수관(50)을 통하여 배수된다.
본 발명은 상기한 바람직한 실시예와 첨부한 도면을 참조하여 설명되었지만, 본 발명의 개념 및 범위 내에서 상이한 실시예를 구성할 수도 있다. 따라서 본 발명의 범위는 첨부된 청구범위에 의해 정해지며, 본 명세서에 기재된 특정 실시예에 의해 한정되지 않는 것으로 해석되어야 한다.
상술한 바와 같은 본 발명, 빗물 처리 시스템에 의할 경우, 빗물이 지표면 아래의 토양으로 침투되어 처리될 수 있도록 함으로써, 폭우, 집중호우로 인한 피해를 현저히 줄일 수 있게 된다.
또한 기존의 투수성 콘크리트의 공극이 쉽게 막히어, 이를 극복하기 위하여 많은 비용과 인력이 투입되던 문제를 해결할 수 있게 된다.
또한 본 발명에 의할 경우, 우수관거나 하수관거를 통하면서 수질이 악화된 물이 하천으로 유입되는 것을 상당 부분 예방할 수 있으며, 수질이 악화된 물을 처리하는 데에 막대한 비용이 소요되던 문제를 해결할 수 있게 된다.

Claims (8)

  1. 건물 또는 지표면으로부터 집수된 빗물을 침전조(10)로 유입하기 위한 유입관(30);
    지하에 매설되며 유입된 빗물 내의 이물질을 걸러냄과 동시에 빗물을 일시 저장하기 위한 침전조(10);
    지하에 매설되며, 빗물을 지하 토양으로 흘려보내기 위한 것으로써, 전후방이 막히고 외주면에 다수개의 구멍이 형성된 원통 형상의 하나 이상의 저류조(20);
    상기 침전조(10)와 저류조(20)의 전방을 연결하는 연결관(40); 및
    상기 저류조(20)의 후방에 형성되어 빗물이 배수되는 배수관(50)을 포함하여 이루어지는 빗물 처리 시스템에 있어서,
    상기 침전조(10)에는 상기 연결관(40)으로 이물질이 유입되지 못하도록 이물질을 거르기 위한 탈부착식 스크린(15)이 설치되는 것을 특징으로 하는 빗물 처리 시스템.
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