KR100799733B1 - 우수 저류 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 우수 저류 장치에 관한 것으로서, 굴삭된 지면의 바닥면과 측면 하단부에 설치되어 지상면으로부터 유입되는 우수가 외부로 나가지 못하도록 하는 유연성 있는 불투수재; 상기 불투수재 상단에 일정 높이로 적층되는 제 2 투수층; 상기 제 2 투수층 사이를 가로질러 형성되고 상기 불투수재의 외부로 연장되는 유출관을 구비하는 다수의 천공이 형성되어 있는 우수 배관; 상기 제 2 투수층 상면에 적층되고 상부로부터의 압력에 견딜 수 있도록 하며 우수가 제 2 투수층으로 고르게 내려가도록 하는 복수개의 중공부가 형성된 투수용 블록; 상기 투수용 블록 상면에 위치하여 우수만을 투수용 블록방향으로 여과시키기 위한 필터재; 상기 필터재의 상면에 적층되어 우수를 지하 방향으로 흘러내리도록 하기위한 제 1 투수층; 및 상기 제 1 투수층 사이를 가로질러 형성되고 공기의 유입/유출을 위한 다수의 천공을 구비하는 공기 배관; 을 포함하여 구성되는 우수 저류 장치에 관한 것이다.

본 발명에 의하면, 우천시 침수에 의한 피해를 최대한으로 줄여 인명과 재산을 보호할 수 있는 우수 저류 장치를 제공할 수 있다.

우수 저류 장치, 불투수면, 집중강우, 공극

Description

우수 저류 장치{Stormwater Storage System}

도 1은 종래기술에 따른 우수저류 및 지하침투를 유도하는 장치의 시공상태를 보인 단면도.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 우수저류 장치가 설치되는 사시도.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 우수저류 장치의 일부 절개사시도.

도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 우수저류 장치의 A-A' 단면도.

도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 우수저류 장치의 저류시설의 사시도.

도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 우수저류 장치의 일부확대 단면도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *

3 : 물받이 10 내지 12 : 맨홀

14 : 배수공 20 : 필터층

30 : 부직포 100 : 우수 저류 장치

110 : 불투수성 멤브레인 120 : 제 2 투수층

130 : 천공된 우수 배관 131 : 유출관

140 : 투수용 블록 141 : 투수용 블록 중공부

150 : 필터재 160 : 제 1 투수층

170 : 천공된 공기 배관

본 발명은 우천시 침수에 의한 피해를 최대한으로 줄여 인명과 재산을 보호하거나 필요에 의해 우수가 원활히 아래로 이동할 수 있도록 하는 우수 저류 장치에 관한 것이다.

도 1은 종래기술에 따른 우수저류 및 지하침투를 유도하는 시스템의 시공상태를 보인 단면도를 나타낸다.

동 도면에서 보는 바와 같이 상기 시스템은 일반 단독주택, 연립 주택과 같이 비교적 우수량이 적은 배수 지역에 설치되 상기 맨홀(10)은 적어도 2단 이상으로 분리 구성되어 상, 하부측 맨홀(11)(12)이 적층 형식으로 조립 시공되며, 저면을 막는 바닥이 없어 빗물이 흘러나갈 수 있도록 하며, 내부 공간(12)에는 자갈과 모래로 이루어진 혼합자갈 즉 필터층(20)이 채워지는 구성에 관한 것이다.

다시 말해, 상기 맨홀(10)은 땅을 파낸 다음 부직포(30)를 깔고, 그 위에 일정 두께로 혼합자갈을 깐 다음 상기 맨홀(10)을 시공하되, 맨홀의 내측 공간과 그 주변에 상기 필터층(20)을 채워 넣는다.

여기서, 상기 부직포(30)는 기존 토양(1)이 필터층(20)에 혼합되어 필터층(20)의 공극이 폐쇄되는 일이 없도록 하여 투수능력과 저류 능력이 감소되는 일이 없도록 하기 위한 것으로, 상기 필터층(20)의 상부에는 각종 식물이나 나무를 심어 환경 미화에 도움을 주며, 그 뿌리 부분에 미생물 서식을 돕고 또한 증발을 증가시키게 된다. 맨홀(10) 시공 후 맨홀의 상단은 기존 토양과 도로 포장/또는 부식토 층으로 마무리한다.

한편, 상기 맨홀(10)은 조립식으로 콘크리트를 타설하여 시공됨이 바람직하나 경우에 따라서 합성수지 등에 의해 제작 시공될 수 있으며, 하부측 맨홀(12)에는 다수의 배수공(14)이 등간격 혹은 불규칙한 간격으로 천공되어 이를 통해 우수가 배수될 수 있도록 한다.

또한, 상기 상부측 맨홀(11)에는 우수 입수관(15)이 연결되어 이를 통해 우수가 유입되도록 하는 구성이며, 이 입수관(15)이외에 지붕 물받이(3)에 연결된 체인(4)을 통해서도 우수가 유입되도록 하는 구성이다.

이러한 구성의 유도 시스템은 입수관(15) 혹은 물받이(3)에서 흘러 내리는 우수가 맨홀(10)의 내측 다시 말해 필터층을 통과하면서 오염물질에 제거되도록 하면 강수량이 많은 경우 우수의 일부가 배수공을 통해 배수되어 수위와 여과 정도가 조절되도록 하는 발명에 관한 것이다.

상기와 같은 발명에 의할 때, 일부지역의 강수 또는 물받이에 의한 우수의 유도에 의한 배수유도의 효과는 있지만, 대규모의 우수저류시설의 설치에는 미흡한 점이 있었다.

또한, 우수저류 및 지하침투를 유도하는 시스템의 중단부를 구성하는 맨홀 및 필터층(자갈 등)으로 하여 구성됨으로써 구성부가 구간별로 달라 장기 사용에 의한 필터부위의 부분적인 지면의 하강에 의해 노면이 고르지 못하게 되거나 이로 인해 우수 저류 효과의 감소 등으로 인해서 상기 우수 저류 시설이 설치되는 부분을 사람들이 발길이 닿지 않도록 하거나 식재 등으로 마무리 함으로써 토지 이용상에 문제점이 있었다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 감안하여 창안한 것으로서 돌발성 집중 강우가 발생할 경우 주차장, 운동장 등 빠른 배수가 요구되는 장소에 설치되는 우수저류 장치를 제공하는데 있다.

또한, 상기 저류장치가 설치되는 공간 전체에 대해 하단의 구조물의 경도의 상이로 인해 부분적인 지면의 하강이나 굴곡이 생기지 않는 우수 저류 장치를 제공하는데 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 의한 우수 저류 장치는,

굴삭된 지면의 바닥면과 측면 하단부에 설치되어 지상면으로부터 유입되는 우수가 외부로 나가지 못하도록 하는 유연성 있는 불투수재; 상기 불투수재 상단에 일정 높이로 적층되는 제 2 투수층; 상기 제 2 투수층 사이를 가로질러 형성되고 상기 불투수재의 외부로 연장되는 유출관을 구비하는 다수의 천공이 형성되어 있는 우수 배관; 상기 제 2 투수층 상면에 적층되고 상부로부터의 압력에 견딜 수 있도록 하며 우수가 제 2 투수층으로 고르게 내려가도록 하는 복수개의 중공부가 형성된 투수용 블록; 상기 투수용 블록 상면에 위치하여 우수만을 투수용 블록방향으로 여과시키기 위한 필터재; 상기 필터재의 상면에 적층되어 우수를 지하 방향으로 흘러내리도록 하기위한 제 1 투수층; 및 상기 제 1 투수층 사이를 가로질러 형성되고 공기의 유입/유출을 위한 다수의 천공을 구비하는 공기 배관; 을 포함하여 구성되는 우수 저류 장치에 관한 것이다.

상기 우수 배관에 형성된 다수의 천공은 우수 배관의 상부에만 형성되도록 구성하는 것이 가능하다. 또한, 상기 불투수재 상단에 일정 높이로 적층되는 제 2 투수층과 상기 필터재의 상면에 적층되어 우수를 지하 방향으로 흘러내리도록 하기 위한 제 1 투수층은 지름 25mm이하 크기의 자갈로 구성된 자갈층인 것으로 하여 구성되는 것 또한 가능하다.

그리고 상기 투수용 블록 상면에 위치하여 우수만을 투수용 블록방향으로 여과시키기 위한 필터재는 투수성 부직포로 구성되고, 상기 유연성 있는 불투수재는 필름막 재질의 불투수성 멤브레인으로 구성되며, 상기 투수용 블록의 중공부는 정육각형의 형상으로 각 변의 길이가 5 내지 6cm인 것으로 하여 구성되는 것 또한 가능하다.

이하, 본 발명에 대한 바람직한 실시예에 대해 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 우수 저류 장치가 설치되는 사시도를 도 3은 상기 장치의 일부 절개사시도를, 도 4는 상기 장치의 정면 단면도를, 도 5는 상기 장치의 저류시설의 사시도를, 도 6은 상기 장치의 일부확대 단면도 각 나타낸다.

동 도면에서 보는 바와 같이 우수 저류 장치(100)는 일반 가정에서의 집중호우시 우수의 범람을 막기위해, 주차장 등에서 빗물이 지하로 스며들도록 하기위해 그리고 축구장과 같은 운동장에 있어서 필요에 의해 집중호우시라도 언제든지 배수가 이루어지도록 하기 위한 장소에 설치될 수 있다.

상기 장치(100)는 주차장이나 운동장 등 또는 필요에 의해 빗물의 저류 및 지하 침투를 유도할 필요가 있는 장소에 설치되는 것으로서 먼저 상기 장소를 일정 깊이로 파낸 다음 제일 하단에 불투수성 멤브레인(110)을 위치시킨다.

상기 불투수성 멤브레인(110)의 상단에는 자갈을 일정 높이로 깔아서 위치시키되 상기 멤브레인(110)과 자갈의 상단부 사이 즉, 상기 자갈의 중단부에는 횡으로 가로지르는 복수개의 천공된 우수 배관(130)을 구비하되 상기 우수 배관(130)은 각 양측 방향으로 불투수성 멤브레인(110) 외부로 유출관(131)을 형성한다.

상기 자갈의 상단에는 세로로 긴 중공부(141)가 형성되고 단면의 형상이 6각형이 복수개 모여있는 벌집형상인 투수용 블록(140)이 형성된다.

상기 투수용 블록(140)의 상단에는 투수용 섬유질의 필터재(150)가 구비되어 상기 필터재(150) 상단에 위치하는 자갈이 상기 투수용 블록(140) 내부로 들어오는 것을 방지하게 된다.

상기 투수용 섬유질의 필터재(150) 상단에 위치하는 자갈 내부로는 공기의 출입통로인 천공된 파이프를 구비하되 상기 파이프는 공기의 흡입 및 배출의 효과를 높이도록 하기위해 복수개를 구비하여 형성되거나 상기 파이프를 분기시켜 공기의 흡입과 배출의 효과를 높이도록 하는 것이 가능하다.

상기 우수 저류 장치(100)를 설치하기 위해서는 먼저 주차장이나 운동장 등 배수가 이루어져야할 장소에 대해 일정한 깊이의 굴삭이 이루어져야한다. 상기 굴삭의 깊이는 상기 장치(100)를 설치하고자 하는 곳의 집중호우 시점에 있어서의 강우량에 따라 결정되는 것이 바람직하다.

일정깊이의 굴삭이 이루어진 후에는 상기 굴삭면의 밑면과 측면을 우수가 통과하지 못하는 불투수성 재질의 멤브레인(110)으로 감싸게 된다. 상기 불투수성 멤브레인(110)은 유연성 있는 필름막으로 구비되며 상기 불투수성 멤브레인(110)의 양 측면에는 상기 불투수성 멤브레인(110)의 상단부에 구비되는 자갈층 내부를 관통하는 천공된 우수 배관(130)의 끝단이 상기 불투수성 멤브레인(110)의 외부로 노출될 수 있도록 하는 복수개의 홀이 형성되어 있다.

불투수성 멤브레인(110)은 궁극적으로 상기 장치(100)가 설치되는 장소에 내리는 비 등이 상부로부터 내려와 고여지는 곳으로 상기 멤브레인(110) 내부에 우수가 외부로 흘러가지 않고 고여 있으면 적절한 저류의 효과를 가지지 못하게 된다.

따라서 상기 불투수성 멤브레인(110)을 관통하는 천공된 우수 배관(130)이 형성되며 상기 천공된 우수 배관(130)은 그 상하측에 일정크기의 자갈로 형성된 적층구간(제 2 투수층, 120)에 의해 감싸지게 된다.

상기 천공된 우수 배관(130)은 금속재 재질 또는 유연성있는 플라스틱 재질의 사용이 가능하며 특히 상기 배관의 상부에는 제 2 투수층(120)의 자갈은 배관 내부로 들어오지 못하나 우수는 배관 내부로 스며들 수 있는 정도의 홀을 구비하여 배수의 효과를 높일 수 있도록 한다. 상기 우수 배관(130)의 천공을 상부에만 형성하는 이유는 우수 배관(130) 내부로 들어오는 물이 배관 내부로 들어온 이후로는 배관 내부에서 배관 외부로 나가지 못하도록 하기 위함이다.

상기와 같은 경우 우수 등이 배관 높이의 중단부 이상 차야만 배수의 효과를 볼 수 있게 된다는 단점이 있는데, 상기와 같은 문제를 해결하기 위하여 상기 멤브레인(110)의 형상을 상기 배관이 위치하는 곳을 낮게 형성하여 구비되도록 하는 것이 가능하다. 즉, 상기 멤브레인(110)의 단면의 형상을 요철부를 형성하여 구비하되 우수 배관(130)을 돌출부가 아닌 함몰부에 형성하여 상기와 같은 문제점을 해결할 수 있다.

상기 우수 배관(130)의 끝단인 유출관(131)은 불투수성 멤브레인(110) 외부로 노출시켜 상기 우수 저류장치(100)가 설치되는 외부로 우수를 배출시킬 수 있게 한다.

우수 배관(130)은 제 2 투수층(120)에 의해 감싸지면게 되는데 이는 상기 배관을 외부로부터의 충격으로부터 보호할 뿐만 아니라 적절한 배수의 효과를 가질 수 있도록 하기 위함이며 이를 위해서는 상기 제 2 투수층(120)을 자갈층으로 하여 구비될 수 있다.

상기 제 2 투수층(120) 상단에는 투수용 블록(140)이 위치한다. 상기 투수용 블록(140)은 최대의 공극률이 나오도록 하기 위하여 유연성있는 폴리 프로필렌 재질의 다각형 형상의 세로방향의 중공부(141)를 가진 벌집형상의 허니컴 튜브 형상으로 구비된다. 상기 육각형상의 세로로 긴 튜브는 상부로부터의 압력에 견딜 수 있으면서도 공극률이 떨어지지 않도록 하기위함이며 한 변의 길이가 5 내지 6cm 내외로 구성되는 것이 바람직하다.

상기 투수용 블록(140)은 상부로부터의 압력에 견딜 수 있도록 형성되며 바람직하게는 40톤/m² 이상의 압력에도 견딜 수 있어야 한다. 그리고 측면부에서 압력에 대해서도 어느정도 내구성을 가져야 하면 바람직하게는 2톤/m² 이상의 압력에 견딜 수 있어야 한다.

상기 투수용 블록(140)은 이동과 설치의 편의를 위해 일정한 규모의 크기로 형성되며 상기 투수용 블록(140)의 크기는 가로 및 세로의 길이가 각각 2m 및 1m로 형성되게 하고 높이는 상기 장치(100)가 설치되는 지역에 따라 높이가 각각 다른 투수용 블록(140)의 제작이 가능하다. 바람직하게는 상기 블록의 높이는 4cm 내지 48cm로 규격화 하여 제작되며 동일지역에는 동일한 규격의 투수용 블록(140)이 종횡으로 연결되어 구비되는 것이 바람직하다.

상기 규격화된 투수용 블록(140)에 의해 상기 블록 상면으로부터의 부분적인 압력에 의해서도 지면의 일부만이 함몰되는 일이 발생되지 않는 효과도 있다.

상기 투수용 블록(140)의 상단에는 투수용 섬유질의 필터재(150)가 구비되어 상기 필터재(150) 상단에 위치하는 자갈이 상기 투수용 블록(140) 내부로 들어오는 것을 방지하게 된다. 상기 투수용 섬유질은 상부로부터 먼지나 자갈 등이 물과 함께 투수용 블록(140) 내부로 들어오는 것을 방지하기 위해 구비되며 상기 투수용 섬유질은 우수 저류 장치(100)가 설치되는 전 부분에 걸쳐 씌어져야 한다. 바람직하게는 상기 필터재(150)는 부직포로 형성되는 것이 가능하다.

상기 필터재(150) 상부에는 제 1 투수층(160)이 형성된다. 제 1 투수층(160)은 필터재(150) 상부에 일정높이를 형성하여 구비되되 상기 제 1 투수층(160)은 지름 약 25mm 내외의 자갈로 구성되는 자갈층으로 하여 구성되는 것이 바람직하다. 이는 제 1 투수층(160)이 모래일 경우 상기 필터재(150) 내부로 모래가 스며들게 되어 배수의 효과가 떨어지게 되고, 점토 등과 같이 점도가 높은 재질일 경우 투수가 되질 않아 배수의 효과를 기대할 수 없게 되기 때문이다.

상기 제 1 투수층(160)은 일정높이로 구비되어야 하는데 이는 외면에 상기 필터재(150)가 노출되지 않도록 하여 필터재(150)의 손상을 막는 효과를 발휘하기 위함이며 또한 제 1 투수층(160) 내부에 천공된 공기 배관(170)을 설치하도록 하기 위함이다.

상기 천공된 공기 배관(170)은 제 1 투수층(160)을 이루는 자갈 사이에 형성되되 우수가 상기 장치(100) 내부로 들어갈 때 상기 장치(100) 내부에 있던 공기를 외부로 배출하기 위한 것이다. 상기 배관은 하부에 공기가 들어올 수 있는 복수개의 홀을 구비한 것으로서 우수 저류 장치(100)가 설치되는 제 1 투수층(160)의 중 단부에 복수개 형성되거나 1개가 형성되되 공기의 외부로의 배출을 원활하게 하도록 하기 위해 여러 방향으로 분기되 형상의 파이프로 형성하여 구비됨이 바람직하다.

통상, 제 1 투수층(160)의 상면에 아무런 구조물이 없을 경우 우수시 우수가 제 1 투수층(160)으로 이동하는 경우 상기 장치(100)에 있던 공기는 제 1 투수층(160)을 구성하는 자갈 사이사이로 자연스럽게 이동할 수 있을 것이나, 제 1 투수층(160) 위에 투과성의 아스팔트 또는 벽돌 구조물 등으로 설치되는 주차장 등에서는 상기 요소는 필수적으로 구비되어야 한다.

즉, 투과성 있는 아스팔트 등으로 상기 제 1 투수층(160)이 덮혀 있을 때, 집중 호우시 우수가 상기 아스팔트 등을 통과하여 우수 저류 장치(100) 내부로 들어오는 경우 상기 장치(100)에 있던 공기가 원활히 외부로 배출되지 아니하면 공기 자체의 압력에 의해 우수가 장치(100) 내부로 들어오지 못하게 되는 문제점이 있을 수 있기 때문이다.

상기 제 1 투수층(160)의 상부에는 사용자의 필요에 따라 앞에서 설명한 바와 같이 운동장이 설치되거나, 주차장이 설치되거나, 기타 식재를 위한 공간, 공원 조성 및 투수층 보도 등과 같이 활용되는 것이 가능하다.

이상에서 설명한 것은 본 발명에 따른 우수 저류 장치의 실시예에 불과한 것으로, 본 발명은 상기한 실시예에 한정되지 않고, 이하의 특허청구범위에서 청구하는 바와 같이 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 분야에서 통상 의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변경 실시가 가능한 범위까지 본 발명의 기술적 사상이 있다고 할 것이다.

본 발명에 의하게 되면 우천시 침수에 의한 피해를 최대한으로 줄여 인명과 재산을 보호할 수 있는 우수 저류 장치를 제공할 수 있다.

또한, 상기 우수 저류 장치가 설치되는 장소를 운동장이나 주차장 기타 사용자의 필요에 의해 사용이 가능하며 상기 장치가 설치되는 하부구조물의 구성이 동일하여 지면부의 부분 침식이나 부분 함몰이 생기지 아니하여 장기간 사용하여도 내구성이 뛰어난 우수 저류 장치를 제공할 수 있다.

그리고, 상기 장치를 구성하는 구조물의 형태가 간단하고 재질이 가벼운 재질을 사용함에도 불구하고 상부로부터 받는 압력에 강한 재질을 사용함으로써 설치가 간편하고 작업이 쉽게 이루어짐으로써 설치 경비를 절감하고 작업시간을 단축할 수 있다는 장점이 있다.

또한, 상기 장치의 용도폐지로 인한 경우 등에 있어서도 주요 구성물인 투수용 블록은 상기 장치로부터 분리하여 다른 곳에 재 설치 가능하므로 자원 재활용면에서도 우수하다.

Claims (7)

1. 굴삭된 지면의 바닥면과 측면 하단부에 설치되어 지상면으로부터 유입되는 우수가 외부로 나가지 못하도록 하는 유연성 있는 불투수재;

   상기 불투수재 상단에 일정 높이로 적층되는 제 2 투수층;

   상기 제 2 투수층 사이를 가로질러 형성되고 상기 불투수재의 외부로 연장되는 유출관을 구비하는 다수의 천공이 형성되어 있는 우수 배관;

   상기 제 2 투수층 상면에 적층되고 상부로부터의 압력에 견딜 수 있도록 하며 우수가 제 2 투수층으로 고르게 내려가도록 하는 복수개의 중공부가 형성되며 상기 중공부는 정육각형의 형상으로 각 변의 길이가 5 내지 6cm인 투수용 블록;

   상기 투수용 블록 상면에 위치하여 우수만을 투수용 블록방향으로 여과시키기 위한 필터재;

   상기 필터재의 상면에 적층되어 우수를 지하 방향으로 흘러내리도록 하기위한 제 1 투수층; 및

   상기 제 1 투수층 사이를 가로질러 형성되고 공기의 유입/유출을 위한 다수의 천공을 구비하는 공기 배관;

   을 포함하여 구성되는 우수 저류 장치.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 우수 배관에 형성된 다수의 천공은 우수 배관의 상부에만 형성된 것을 특징으로 하는 우수 저류 장치.
3. 제 1 항에 있어서,

   상기 불투수재 상단에 일정 높이로 적층되는 제 2 투수층은 지름 25mm이하 크기의 자갈로 형성된 자갈층인 것을 특징으로 하는 우수 저류 장치.
4. 제 1 항에 있어서,

   상기 필터재의 상면에 적층되어 우수를 지하 방향으로 흘러내리도록 하기 위한 제 1 투수층은 지름 25mm이하 크기의 자갈로 구성된 자갈층인 것을 특징으로 하는 우수 저류 장치.
5. 제 1 항에 있어서,

   상기 투수용 블록 상면에 위치하여 우수만을 투수용 블록방향으로 여과시키기 위한 필터재는 투수성 부직포인 것을 특징으로 하는 우수 저류 장치.
6. 제 1 항에 있어서,

   상기 유연성 있는 불투수재는 필름막 재질의 불투수성 멤브레인인 것을 특징으로 하는 것을 특징으로 하는 우수 저류장치.
7. 삭제

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