KR100855630B1

KR100855630B1 - 우수의 수집 및 저장을 위한 지하 구조물

Info

Publication number: KR100855630B1
Application number: KR1020070033169A
Authority: KR
Inventors: 이재식
Original assignee: 이재식
Priority date: 2007-04-04
Filing date: 2007-04-04
Publication date: 2008-09-03
Anticipated expiration: 2027-04-04

Abstract

본 발명은 지표면에 투수성포장을 형성시키고, 그 하부에 우수의 수집 및 저장이 가능한 다수의 쇄석의 기층들을 형성시키되, 기층들 간에 부직포층들을 적층시켜 부직포층에 의해 여과된 우수를 효과적으로 수집 및 저장하여 우수를 재활용할 수 있도록 하는 우수의 수집 및 저장을 위한 지하 구조물에 관한 것으로서, 원지반층 상에 위치하는 하나 이상 10개 이하의 수로 순차적으로 적층되는 기층들; 상기 기층들 중 최상위의 기층 상에 위치하는 투수성포장; 상기 기층들 간, 상기 기층들 중 최상위의 기층과 투수성포장 사이 및 상기 기층들 중 최하위의 기층과 원지반층 사이에 위치하는 부직포층들; 및 상기 기층들과 유체적으로 연결되어 상기 기층들의 측방에 위치하는 집수구;를 포함하여 이루어진다. 상기에서 쇄석은 일정크기로 분쇄된 천연석, 광물, 지하자원 등 일체의 석질재로서 당업자에게는 용이하게 구입하여 사용할 수 있는 것이다.

투수성포장, 불투수성포장, 원지반층, 기층, 쇄석, 우수, 수집, 저장, 망태

Description

우수의 수집 및 저장을 위한 지하 구조물 {Underground construction for collecting and storing rainwater}

도 1은 본 발명에 따른 우수의 수집 및 저장을 위한 지하 구조물의 구조를 개략적으로 도시한 구성도이다.

도 2는 도 1의 사시도이다.

도 3은 본 발명에 따른 우수의 수집 및 저장을 위한 지하 구조물을 구성하는 기층의 구축에 사용되는 집석괴체의 하나의 구체적인 실시예를 도시한 구성도이다.

도 4는 본 발명에 따른 우수의 수집 및 저장을 위한 지하 구조물을 구성하는 집수구의 구조를 개략적으로 도시한 구성도이다.

도 5는 본 발명의 하나의 구체적인 실시예를 도로 하에 설치된 상태를 도시한 도면이다.

도 6은 본 발명의 다른 하나의 구체적인 실시예를 도로 하에 설치된 상태를 도시한 도면이다.

도 7은 본 발명의 하나의 구체적인 실시예를 운동장 하에 설치된 상태를 도시한 도면이다.

※ 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

10 : 투수성포장 11 : 제1기층

12 : 부직포층 13 : 제2기층

14 : 제3기층 15 : 제4기층

16 : 제5기층 17 : 원지반층

18 : 집수구 19 : 불투수성포장

20 : 제6기층 101 : 연석

151 : 제1쇄석 161 : 제2쇄석

181 : 격자창 182 : 빗물받이

183 : 유공관 184 : 통공

185 : 골재층 191 : 도로기층

201 : 제3쇄석

본 발명은 우수의 수집 및 저장을 위한 지하 구조물에 관한 것이다. 보다 상세하게는 본 발명은 지표면에 투수성포장을 형성시키고, 그 하부에 우수의 수집 및 저장이 가능한 다수의 기층들을 형성시키되, 기층들 간에 부직포층들을 적층시켜 부직포층에 의해 여과된 우수를 효과적으로 수집 및 저장하여 우수를 재활용할 수 있도록 하는 우수의 수집 및 저장을 위한 지하 구조물에 관한 것이다.

종래에는 지표 및 지하에 인위적으로 별도 콘크리트 구조물 또는 FRP(fiber reinforced plastic)으로 된 저수통 등의 지하저장장치를 설치하고, 이들을 다시 콘크리트 또는 FRP로 이루어진 관로를 통하여 하천으로 연결함으로써, 강우 시 지표면 상으로 강하하는 우수를 그대로 일시에 방류하는 치수위주의 단순한 시공방법이 주로 시행되어 왔다. 이러한 구조는 지표면 상의 물을 빨리 그리고 정해진 하수로를 통하여 배출토록 함으로써 쾌적한 도시환경에 기여토록 하고 있으나, 이러한 구조로는 우수를 적절히 활용할 수 없다는 단점이 있다.

현재 전세계적으로 지하수의 고갈 등 물부족현상이 곳곳에서 발생하게 되어 심각한 자연환경 파괴적인 상황에 직면하게 됨으로써 당장 지하수를 저장 및 활용할 수 있는 방안을 강구하여야 하는 형편이다. 특히, 최근 물부족국가로 지목되고 있는 상황에서 훌륭한 담수의 하나인 우수를 적절히 활용치 못한다는 것은 수자원의 낭비라 할 수 있다.

특히, 국내의 기후 및 지형적인 관계로 대부분의 지역에서는 늦겨울에서 초여름 사이에 용수부족현상을 매년 겪고 있는데, 이를 해결하기 위한 방안으로 일부에서는 지하수를 채수하는 방안을 채택하고 있다. 그러나 이는 무분별한 지하수의 채수로 인한 지하수원의 고갈 및 지반의 공동화 현상으로 지반이 약해지는 문제점을 초래하고, 지하수면의 하강으로 인하여 인근 해역이나 지하수층으로 오염원이 유입되어 지하수의 수질을 악화시키고, 채수에 어려움을 겪고 있는 실정이다. 이에 따라, 우수를 이용하는 방안이 특허 일본국 공개특허공보 제98-258268호, 동 제98-317434호에 공개되어 있으며, 그 방법을 살펴보면 다음과 같다.

즉, 상기 일본국 공개특허공보 제98-258268호의 경우는 생활용수로서의 재활용을 목적으로 하고 있으며, 초기빗물과 이후의 빗물을 구분하여 이후의 빗물을 재 이용수로 이용하며 처리방법으로 생물여과와 살균방법을 적용하였다. 또한, 상기 제98-317434호의 경우는 전기여과방법을 적용하고 있으며, 특징으로는 산성우를 대비하여 pH의 자동측정 및 설정 pH이하의 물은 배수하는 방안을 주 내용으로 하고 있다. 상기와 같은 종래기술의 내용에서 보면 국내에서의 적용은 다소 어려울 것으로 판단된다. 즉, 강우가 특정시기에 집중되는 상황에서는 이용할 수 있는 빗물의 양은 시설비 및 유지비에 비하여 경제적인 잇점을 찾기가 거의 불가능하기 때문이다. 또한, 근래의 경우 대부분의 빗물이 그대로 사용하기 곤란한 산성우이기 때문에 사용할 수 있는 빗물의 양은 극히 일부분일 것이다.

따라서 상기한 바와 같은 문제점을 해결하고자 하는 기술들의 개발의 노력이 있어 왔다.

대한민국 공개특허공보 제2002-0050437호에는 우수를 재이용하는 방법에 관하여 기술하고 있으며, 이는 강우가 특정시기에 집중되는 경우에도 빗물을 효과적으로 저장 및 재이용할 수 있으며, 폐자원을 이용하여 산성우를 중성우로 경제적으로 처리하고, 우수의 집수중에 혼입되는 탁도성분을 제거하고, 특히 냉각용수로의 재활용에 필요한 적정 경도성분을 동시에 혼입시켜 냉각용수로 이용할 수 있도록 한 것으로서, 제 1집수조내로 포집되어 저장된 우수를 상기 제 1집수조내에 충진된 제강슬래그로서 중화하는 단계; 상기 제 1집수조에서 중화처리된 우수의 수위를 검출하는 제 1수위측정기의 검지신호에 의해서 제 1이송펌프를 작동시켜 우수를 여과장치의 여과재를 통과시킴으로서 이물질 및 탁도를 여과하는 단계; 상기 여과장치를 통과하여 여과된 우수를 제 2집수조에 저장하고, 저장된 여과우수의 수위를 검 출하는 제 2수위측정기의 검지신호에 의해서 우수배출관의 밸브부재를 개방하여 제 2집수조 내의 우수를 지하수층으로 배출처리하는 단계를 포함하는 우수 재이용방법을 제공하는 것을 기술하고 있다.

그러나 이러한 구성을 갖는 상기 선행기술은 우수를 재이용하기 위하여 일단 수집된 우수를 처리하는 것을 내용으로 하고 있는 것으로서, 이를 위해서는 효과적으로 우수를 수집하기 위한 수단이 요구되나, 그러한 수단에 대해서는 언급이 없다.

본 발명의 목적은 지표면에 투수성포장을 형성시키고, 그 하부에 우수의 수집 및 저장이 가능한 다수의 기층들을 형성시키되, 기층들 간에 부직포층들을 적층시켜 부직포층에 의해 여과된 우수를 효과적으로 수집 및 저장하여 우수를 재활용할 수 있도록 하는 우수의 수집 및 저장을 위한 지하 구조물을 제공하는 데 있다.

본 발명에 따른 우수의 수집 및 저장을 위한 지하 구조물은, 원지반층 상에 위치하는 하나 이상 10개 이하의 수로 순차적으로 적층되는 기층들; 상기 기층들 중 최상위의 기층 상에 위치하는 투수성포장; 상기 기층들 간, 상기 기층들 중 최상위의 기층과 투수성포장 사이 및 상기 기층들 중 최하위의 기층과 원지반층 사이에 위치하는 부직포층들; 및 상기 기층들과 유체적으로 연결되어 상기 기층들의 측방에 위치하는 집수구;들을 포함하여 이루어진다.

상기 투수성포장은 서로에 대해 이격되도록 하여 연설되는 다수의 포도용 블 록들과; 상기 블록들 사이 메지에 평균입경 2 내지 5㎜의 쇄석들과 평균입경 9 내지 13㎜의 쇄석들을 채우는 비율을 1 : 1 로 하되, 먼저 9 내지 13㎜의 쇄석을 채운 후, 2 내지 5㎜의 쇄석들을 채워서 이루어진다.

상기 기층들은 서로 다른 평균입경을 갖는 쇄석들을 적층시켜 이루어지되, 상기 기층들이 지표면으로부터 지중으로 향하여 순차적으로 보다 큰 입경의 쇄석들로 적층시켜 이루어질 수 있다.

상기 기층들은 바람직하게는 평균입경 9 내지 13㎜의 쇄석을 5 내지 8㎝의 두께로 적층하여 이루어지는 제1기층과; 평균입경 20 내지 25㎜의 쇄석을 10 내지 12㎝의 두께로 적층하여 이루어지는 제2기층과; 평균입경 40 내지 45㎜의 쇄석을 15 내지 20㎝의 두께로 적층하여 이루어지는 제3기층과; 평균입경 70 내지 75㎜의 쇄석을 25 내지 30㎝의 두께로 적층하여 이루어지는 제4기층; 및 평균입경 70 내지 75㎜의 쇄석을 30 내지 35㎝의 두께로 적층하여 이루어지는 제5기층:들을 포함하여 이루어진다.

상기 원지반층 상에는 상기 제5기층과 동일 또는 유사한 높이에 형성되어 상기 제5기층과 유체적으로 연결되는 제6기층을 더 포함할 수 있다.

상기 제6기층 상에는 통상의 불투수성포장이 형성될 수 있다.

이하, 본 발명의 구체적인 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명한다.

본 발명에 따른 우수의 수집 및 저장을 위한 지하 구조물은, 도 1 및 도 2에 나타낸 바와 같이, 원지반층(17) 상에 위치하는 하나 이상 10개 이하의 수로 순차 적으로 적층되는 기층들; 상기 기층들 중 최상위의 기층 상에 위치하는 투수성포장(10); 상기 기층들 간, 상기 기층들 중 최상위의 기층과 투수성포장(10) 사이 및 상기 기층들 중 최하위의 기층과 원지반층(17) 사이에 위치하는 부직포층(12)들; 및 상기 기층들과 유체적으로 연결되어 상기 기층들의 측방에 위치하는 집수구(18);를 포함하여 이루어짐을 특징으로 한다. 즉, 본 발명에 따르면, 원지반층(17) 상에 구조물을 구축하되, 상기 구조물이 다수의 기층들로 이루어지며, 최상위층에는 보행이나 기타 차량의 이동을 원활하게 하거나 또는 운동 등을 가능하게 하는 일반 생활시설이 설치되도록 함에 있어서, 상기 기층들을 여러 평균입경을 갖는 쇄석들을 적층하여 형성시킴으로써 이 기층들에 의해 우수의 자연스러운 여과 및 쇄석들로 이루어지는 기층을 통과하는 우수의 유속을 저감시켜 강우 시 집중적으로 지면으로 낙하하는 우수의 저지대 및 하천이나 강으로 빨리 흘러가서 충분히 활용되지 못하는 것을 방지하도록 한 점에 특징이 있으며, 상기한 바와 같이 기층들 내에서 완만하게 흐르는 우수를 집수구(18)를 통하여 집수하여 활용토록 한 점에 특징이 있는 것이다. 이는 토양이 그대로 노출되어 있지 아니하고, 또한 수풀이 발달하지 못한 도심지역 등에서 중수용(상수와 하수의 중간 용도로서, 화단 등에 식재된 식물들에의 수분 공급, 생태연못의 조성, 지면이나 건물 등을 세척하는 세척용수 또는 분수용 등으로 사용되는 물)으로 활용할 수 있도록 한다. 특히, 도시의 경우, 인도나 차도 등이 모두 블록이나 아스콘 또는 아스팔트 등으로 포장되어 있기 때문에 우수가 지중으로 침투되지 못하고, 하수도나 하천을 통한 우수의 손실이 급격히 일어나기 때문에 우수를 충분히 활용치 못하는 단점이 있었으며, 본 발명은 이를 극복하기 위한 대안으로서, 원지반층(17) 상에 인도나 차도와 같은 도로를 형성하거나 또는 운동장 등을 조성할 때, 본 발명에 따라 기층들과 상기 기층들 사이에 위치하는 부직포층(12)들 및 투수성포장(10)들을 적층, 형성시키는 것에 의해 우수의 수집 및 저장을 위한 지하 구조물을 구축할 수 있도록 한 점에 특징이 있는 것이다. 상기에서 쇄석은 일정크기로 분쇄된 천연석, 광물, 지하자원 등 일체의 석질재로서 당업자에게는 용이하게 구입하여 사용할 수 있는 것이다.

이하에서는 도시 구역에서 가장 널리 행하여지는 공사 중의 하나인 인도와 차도를 포함하는 도로 공사를 예로 들어 설명토록 한다. 그러나, 본 발명은 단지 도로에만 국한되는 것이 아니라 운동장이나 공단시설 등 주로 노면을 포장하여 활동을 용이하게 하고, 미관을 아름답게 하기 위한 포장 공사들에는 모두 적용될 수 있음은 당업자에게는 당연히 이해될 수 있는 것이다.

상기에서 원지반층(17)은 도로의 공사를 위하여 지면을 다지거나, 도로면의 높이의 조절을 위하여 일정 깊이로 굴착이나 노면을 깎아 낸 뒤 노면을 다지는 작업 등에 의해 주로 형성되는 지면을 의미한다.

상기 원지반층(17) 상에는 그 위에 형성되는 도로 즉, 인도나 차도 등의 면적이나 특성 등에 기초하여 하나 이상 10개 이하의 수로 순차적으로 적층되는 기층들이 형성된다. 상기 기층들은 특히 도로의 면적이나 인도 또는 차도 등 용도 등에 맞추어 다양한 평균입경을 갖는 쇄석들을 사용하여 이들을 적층하는 것에 의해 형성될 수 있으며, 이러한 쇄석의 적층에 의한 기층의 형성은 당업자에게는 용이하게 실시할 수 있을 정도로 이해될 수 있는 것이다. 상기 기층들은 10개를 초과할 수도 있기는 하나, 너무 많은 수의 기층들을 구분하여 형성하는 것은 시간과 노력의 낭비이며, 도로의 완공을 지연시켜 교통의 흐름 등을 방해하게 되는 문제점이 있을 수 있다. 상기 기층들은 서로 다른 평균입경을 갖는 쇄석들을 적층시켜 이루어지되, 상기 기층들이 지표면으로부터 지중으로 향하여 순차적으로 보다 큰 입경의 쇄석들로 적층시켜 이루어질 수 있다. 이렇게 함으로써, 상기 기층들에 의해 완충효과와 지반침하 등을 방지하는 등 원래의 도로의 건설 시 사용되는 기층들을 구조화시켜 노면을 안정시키도록 할 수 있다.

상기 기층들은 바람직하게는 평균입경 9 내지 13㎜의 쇄석을 5 내지 8㎝의 두께로 적층하여 이루어지는 제1기층(11)과; 평균입경 20 내지 25㎜의 쇄석을 10 내지 12㎝의 두께로 적층하여 이루어지는 제2기층(13)과; 평균입경 40 내지 45㎜의 쇄석을 15 내지 20㎝의 두께로 적층하여 이루어지는 제3기층(14)과; 평균입경 70 내지 75㎜의 쇄석을 25 내지 30㎝의 두께로 적층하여 이루어지는 제4기층(15); 및 평균입경 70 내지 75㎜의 쇄석을 30 내지 35㎝의 두께로 적층하여 이루어지는 제5기층(16):들을 포함하여 이루어진다.

상기 제1기층(11)은 평균입경 9 내지 13㎜의 쇄석을 5 내지 8㎝의 두께로 적층하여 이루어지며, 본 발명에서는 특히 우수가 상기 제1기층(11) 상에 형성된 투수성포장(10)을 통과하여 유입될 때, 우수 중에 포함되는 미세한 고형분 등 불순물을 여과하고, 우수 즉, 물만 계속해서 중력에 의해 하강될 수 있도록 함으로써 우수의 수집을 가능하게 하는 기능을 한다. 본 발명은 먼저 보차도의 안전한 시공을 통한 도로의 안전성을 확보한 상태 하에서 지하에 우수수집 및 저장의 구조물 형성 이 가능한 것이므로, 상기 제1기층 내지 제5기층의 각 기층에 대한 시공은 쇄석의 크기가 유사 또는 동일한 쇄석들로 일정한 두께이상의 두께로 다짐을 해야 작업이 용이하고 다짐이 잘 되서 안전한 시공효과를 이룰 수 있으며, 그간의 쇄석 시공시의 경우도 상기 제1기층 내지 제5기층의 각 기층마다 본 발명자들이 제시한 쇄석의 크기와 두께에 따라 시공할 경우에는 작업이 용이하고 다짐이 잘 이루어져서 안전한 시공을 할 수 있었으나, 그 크기와 두께가 작거나 크게 차이가 나는 경우에는 작업이 용이하지 못하고 다짐이 잘 되지 않아 안정한 시공을 보장할 수 없었으며, 또한 상부기층에서 아래로 갈수록 배수기능이 증대되는 현상은 본 발명의 핵심이라 할 수 있는 우수수집 및 저장 기능의 증대를 위한 것으로 각 기층과 기층사이에 부직포층을 두어 투과되는 우수의 유속을 현저하게 저감시킴으로써 각 기층에 우수를 머물게 하여 자연스럽게 저장 또는 유도되게 하고, 머물지 아니하는 우수는 자연스럽게 넘쳐서 기존 관로를 통해 배수되게 하거나 아니면 상기 각 기층을 차례로 거쳐 투과된 후 땅속으로 스며들게 되는 것이며, 일종의 자연 친화적인 자연순환 원칙에 그 기조를 두고 있다고 볼 수 있다. 상기 제1기층(11)을 구성하는 평균입경 9 내지 13㎜의 크기의 쇄석을 5㎝ 내지 8㎝의 두께로 쇄석기층 다짐시공 시 그 작업이 용이하고 다짐이 잘 되서 안전한 시공효과를 이룰 수 있는 것이고, 쇄석의 크기가 크고 작거나, 쇄석기층의 두께가 두껍거나 얇을 경우 안전한 시공효과를 이루기 어려울 수 있다.

상기 제2기층(13)은 평균입경 20 내지 25㎜의 쇄석을 10 내지 12㎝의 두께로 적층하여 이루어지며, 우수의 유입에 의한 배수와 상기 제1기층(11)으로부터의 미 세한 입자들의 유출방지 및 투수의 역할을 향상시키고, 이 기층을 통과하는 우수의 자연정화기능을 수행한다. 상기 제2기층(13)을 구성하는 평균입경 20 내지 25㎜의 크기의 쇄석을 10㎝ 내지 12㎝의 두께로 쇄석기층 다짐시공시 그 작업이 용이하고 다짐이 잘 되서 안전한 시공효과를 이룰 수 있는 것이고, 쇄석의 크기가 크고 작거나, 쇄석기층의 두께가 두껍거나 얇을 경우 안전한 시공효과를 이루기 어려울 수 있다. 또한, 상기 제1기층을 투과한 우수는 제1기층과 제2기층사이에 위치하는 부직포층에 의해 투과되는 우수의 유속이 현저하게 저감됨으로써 각 기층에 우수를 머물게 하여 자연스럽게 저장 또는 유도되게 하고, 머물지 아니한 우수는 자연스럽게 넘쳐서 기존 관로를 통해 배수되게 하거나 아니면 상기 각 기층을 차례로 거쳐 투과되게 한 후, 땅속으로 스며들게 한다.

상기 제3기층(14)은 평균입경 40 내지 45㎜의 쇄석을 15 내지 20㎝의 두께로 적층하여 이루어지며, 우수의 유입이 용이하도록 하고, 자연정화기능을 수행한다. 상기 제3기층(14)을 구성하는 평균입경 40 내지 45㎜의 크기의 쇄석을 15㎝ 내지 20㎝의 두께로 쇄석기층 다짐시공 시 그 작업이 용이하고 다짐이 잘 되서 안전한 시공효과를 이룰 수 있는 것이고, 쇄석의 크기가 크고 작거나, 쇄석기층의 두께가 두껍거나 얇을 경우 안전한 시공효과를 이루기 어려울 수 있다.

상기 제4기층(15)은 평균입경 70 내지 75㎜의 쇄석을 25 내지 30㎝의 두께로 적층하여 이루어지며, 물의 겨울철 동결 방지 깊이에 해당되는 층으로 우수의 유입을 용이하게 하며, 자연정화기능을 수행한다. 상기 제4기층(15)을 구성하는 평균입경 70 내지 75㎜의 크기의 쇄석을 25㎝ 내지 30㎝의 두께로 쇄석기층 다짐시공 시 그 작업이 용이하고 다짐이 잘 되서 안전한 시공효과를 이룰 수 있는 것이고, 쇄석의 크기가 크고 작거나, 쇄석기층의 두께가 두껍거나 얇을 경우 안전한 시공효과를 이루기 어려울 수 있다. 도 1에서는 제4기층(15)을 구성하는 쇄석을 제1쇄석(151)으로 구분하여 표시하였다.

상게 제5기층(16)은 평균입경 70 내지 75㎜의 쇄석을 30㎝ 내지 35㎝의 두께로 적층하여 이루어지며, 도 1에서는 제5기층(16)을 구성하는 쇄석을 제2쇄석(161)으로 구분하여 표시하였다.

특히, 상기 각 기층을 구성하는 쇄석들 중 일부 또는 전부는, 도 3에 나타낸 바와 같이, 본 발명에 따른 우수의 수집 및 저장을 위한 지하 구조물의 기층 구축에 사용되는 ‘집석괴체’로 구성될 수 있다. 상기에서 ‘집석괴체’라는 용어는 돌, 즉 쇄석들을 모아서 하나의 덩어리(괴체)로 구성한 것을 의미하는 것으로 정의되고, 또한 사용되었다. 즉, 쇄석들을 철선, 특히 부식방지를 위하여 아연도금이 된 철선을 직교하여 구성되는 망태 내에 투입하여, 하나의 덩어리, 즉 괴체로 형성시켜 쇄석들을 고정시킴으로써, 단순히 상기한 집석괴체들을 나란히 배열 또는 적층하는 것에 의해 기층을 형성하도록 할 수 있으며, 특히 교통량이 많은 도로의 시공에서 빠르고 효율적인 기층의 형성을 가능하게 하여 도시의 도로의 건설 등에서 효과적으로 적용할 수 있다는 장점을 갖는다. 상기 집석괴체는 도 3에 나타난 바와 같이, 단순한 배열 또는 적층에 의해 기층을 형성할 수 있도록 육면체형 등의 형상으로 성형될 수 있으며, 이러한 육면체형 등의 형상의 성형은 상기 망태를 육면체형 등으로 성형하고, 그 내부에 쇄석을 채우거나, 달리 일단 망태를 원형으로 성형한 후, 그 내부를 쇄석으로 채우면서 육면체형 등의 형상을 갖도록 할 수도 있다. 상기한 집석괴체는 특히 우수의 흐름방향을 유도하고, 그 내부의 쇄석입자의 이탈 및 유실을 방지하는 기능을 한다. 도 3에 나타낸 집석괴체는 인용번호를 도 1의 제4기층(15)을 구성하는 기층의 번호로 나타내었으며, 이러한 도 3의 집석괴체를 도 1의 제5기층(16) 상에 위치하도록 적층, 배열시키는 것에 의해 제4기층(15)을 형성할 수 있음을 예시적으로 나타내고 있다. 특히 상기 집석괴체는 바람직하게는 부직포로 그 표면을 감쌀 수 있으며, 그에 의해 내부의 쇄석입자의 이탈 및 유실을 방지하는 기능 및 우수의 여과기능을 더욱 강화시킬 수 있다.

상기 투수성포장(10)은 상기 기층들 중 최상위의 기층 상에 위치하며, 포장의 표면을 형성한다. 즉, 인도의 경우, 천연석재를 분할하여 형성한 석재블록 또는 콘크리트로 성형한 블록이나 점토블록 등 인도를 포장하는 데 종래부터 사용되어 왔던 통상의 블록들을 배설하는 것에 의해 형성될 수 있다. 또한, 차도의 경우에도 차량의 운행이 가능하면서도 차량의 운행에 의해 쉽게 마모 내지는 파손되지 않는 재질, 바람직하게는 천연석재를 분할하여 형성한 석재블록 등으로 포장될 수도 있다. 상기 투수성포장(10)은 서로에 대해 이격되도록 하여 연설되는 다수의 포도용 블록들과; 상기 블록들 사이 메지에 평균입경 2 내지 5㎜의 쇄석들과 평균입경 9 내지 13㎜의 쇄석들을 1 : 1 비율로 채우되, 먼저 9 내지 13㎜의 쇄석을 채운 후, 그 다음 2 내지 5㎜의 쇄석을 채워서 이루어진다. 상기 메지를 구성하는 쇄석들의 사용에 있어서, 상기 포장블록들 사이 메지 중 일부에 평균입경 9 내지 13㎜의 쇄석들로 채워 질 경우 상기 블록들 상호간 강력하게 지지되거나 고정되어 잘 충진 될 수 있고, 나머지에 2 내지 5㎜의 쇄석들로 채워 질 경우 메지로 인한 문제점 예를 들면, 여성의 하이힐 등의 뒷굽이 빠지는 등의 문제점 등이 방지되는 동시효과를 이룰 수 있다.

달리, 상기 차도는 통상의 아스콘포장이나 아스팔트포장으로 포장될 수도 있으며, 이 경우, 이들 아스콘포장이나 아스팔트포장은 불투수성포장(19)으로 형성될 수도 있다.

상기 부직포층(12)들은 상기 기층들 간, 상기 기층들 중 최상위의 기층과 투수성포장(10) 사이 및 상기 기층들 중 최하위의 기층과 원지반층(17) 사이에 위치되며, 각 기층들 간에서 상기 기층들을 구성하는 쇄석들의 파손 등에 의해 발생될 수 있는 세립자들의 기층들 간의 이동을 방지하여 전체적으로 기층들을 구조적으로 안정화시켜 지반침하 등을 방지하고, 동시에 우수와 함께 이동할 수 있는 불순물 등의 고형분을 여과하는 기능을 한다. 상기 부직포층(12)을 구성하는 부직포는 폴리에스터로 이루어지는 상용화된 부직포가 될 수 있으며, 이러한 부직포는 당업자에게는 용이하게 상용적으로 구입하여 사용할 수 있을 정도로 공지된 것으로 이해될 수 있는 것이다.

상기 집수구(18)는, 도 1에 나타낸 바와 같이, 상기 기층들과 유체적으로 연결되어 상기 기층들의 측방에 위치하며, 도 4에 나타낸 바와 같이, 보도나 차도의 노면과 동일하거나 그 보다 낮은 높이에 위치하는 격자창(181)과; 상기 격자창(181)의 하방에 위치하여 우수를 수집하는 빗물받이(182)들과; 상기 빗물받이(182)들을 서로 연결하고, 또한 연못이나 기타 저수를 위한 설비에 연결하는 유 공관(183)들; 및 상기 빗물받이(182)의 내부에 형성되는 골재층(185);을 포함하여 이루어진다. 따라서 아스콘포장이나 아스팔트포장 등 불투수성포장(19)의 노면을 따라 흐르는 우수가 상기 격자창(181)을 통하여 상기 빗물받이(182)들 내로 유입되도록 하고, 이들 빗물받이(182)들 내로 유입된 우수는 유공관(183)을 통하여 종국적으로는 저수를 위한 설비에 연결되어 강우 시 집중적으로 수집되는 우수를 저수를 위한 설비에 효과적으로 집수시키는 기능을 한다. 상기 빗물받이(182)들은 도로를 따라 적절한 수로 다수개가 설치될 수 있으며, 상기 빗물받이(182)들의 크기 및 개수 등은 본 발명에 따른 우수의 수집 및 저장을 위한 지하 구조물이 설치되는 지역의 연평균 강우량이나 장마기 등의 강우량을 기준으로 적절히 조절할 수 있음은 당업자, 특히 하수처리시설이나 우수처리시설 업자들에게는 용이하게 실시될 수 있음은 당연히 이해될 수 있는 것이다. 특히, 상기 유공관(183)들에는 다수의 통공(184)들이 형성되어 있어, 상기 유공관(183)의 내부와 외부 간의 우수의 수량에 따라 상기 통공(184)들을 통하여 우수가 소통될 수 있도록 한다. 즉, 우수가 집중되어 다량의 우수가 한꺼번에 유입되는 경우, 상기 유공관(183)을 통하는 우수의 양이 많고, 상대적으로 상기 유공관(183)이 통과하는 기층들 내에는 우수 또는 저수된 물의 양이 적은 경우, 상기 통공(184)들을 통하여 유공관(183)들 내를 흐르는 우수를 외부로 공급하여 기층들 내로 분산시키고, 그에 의해 결과적으로 우수의 흐름을 늦추거나, 기층 내에 일시적으로 저수될 수 있도록 한다. 반대로, 기층 내의 수량이 많고, 유공관(183) 내의 수량이 적은 경우, 상기 유공관(183) 내로 물이 흘러들어가도록 하고, 그에 따라 상기 유공관(183)을 통하여 그에 연결된 저수를 위 한 설비에로 흘러들어가도록 한다. 상기 빗물받이(182) 내에는 골재층(185)이 더 형성되어 우수의 유속을 늦추고, 또한 골재층(185)에 의한 자연적인 정화가 가능하도록 한다. 상기 격자창(181)에는 통상 도로의 설비에서 인도와 차도를 구분하는 연석(101)이 더 설치될 수 있다.

또한, 도 1 및 도 2에 나타낸 바와 같이, 상기 원지반층(17) 상에는 상기 제5기층(16)과 동일한 높이에 형성되어 상기 제5기층(16)과 유체적으로 연결되는 제6기층(20)을 더 포함할 수 있다. 이러한 제6기층(20)은 그 위에 종래의 아스콘포장이나 아스팔트포장과 같은 불투수성포장(19) 및 상기한 아스콘포장이나 아스팔트포장을 위한 도로기층(191)들이 형성되도록 할 수 있으며, 그에 의해, 비록 상기 제6기층(20)의 상부에 형성된 불투수성포장(19)을 통하여 우수가 지중으로 유입되지는 못하는 경우에라도, 상기 제5기층(16)과 유체적으로 연결되는 상기 제6기층(20)의 형성으로 저수량을 증대시킬 수 있다.

본 발명에 따른 우수의 수집 및 저장을 위한 지하 구조물은, 도 5에 나타낸 바와 같이, 인도와 차도 모두를 투수성포장(10)으로 형성하여, 인도와 차도 모두에서 우수의 수집 및 저장이 가능하도록 할 수 있으며, 달리, 교통의 상황 등을 고려하여 곤란하거나 다른 문제점이 있을 수 있는 경우, 도 6에 나타낸 바와 같이, 인도를 투수성포장(10)으로, 그리고 차도를 불투수성포장(19)으로 형성할 수도 있다.

또한, 본 발명에 따른 우수의 수집 및 저장을 위한 지하 구조물은, 도 7에 나타낸 바와 같이, 도로가 아닌 운동장이나 지상에 형성되는 경사면 등에도 적용이 가능하다.

상기한 바와 같은 구성을 갖는 본 발명에 따른 우수의 수집 및 저장을 위한 지하 구조물은 기존의 도시에서 도로의 개, 보수 동안에 시행될 수 있음은 물론, 새로 조성되고 있는 대규모 도시개발 및 택지개발지구 등에 적용되어 친환경적인 도시개발을 유도할 수 있다. 또한, 본 발명은 도시의 지하수를 보충하고, 지하수의 오염을 방지하며, 지하수 고갈 및 지하수 부족으로 인한 지반침하 등을 미연에 방지하며, 수집, 정화된 우수를 주변의 녹지 조경수 및 연못이나 공공시설의 중수로 재활용할 수 있으며, 동시에 기존 도시의 과도한 토양포장으로 인한 토양생태계의 파괴와 도시의 열섬화 현상의 심화 및 우수의 지중으로의 침투의 차단으로 인한 홍수유발 등을 방지할 수 있도록 한다.

따라서 본 발명에 의하면 지표면에 투수성포장을 형성시키고, 그 하부에 우수의 수집 및 저장이 가능한 다수의 기층들을 형성시키되, 기층들 간에 부직포층들을 적층시켜 부직포층에 의해 여과된 우수를 효과적으로 수집 및 저장하여 우수를 재활용할 수 있도록 하는 우수의 수집 및 저장을 위한 지하 구조물을 제공하는 효과가 있다.

이상에서 본 발명은 기재된 구체예에 대해서만 상세히 설명되었지만 본 발명의 기술사상 범위 내에서 다양한 변형 및 수정이 가능함은 당업자에게 있어서 명백한 것이며, 이러한 변형 및 수정이 첨부된 특허청구범위에 속함은 당연한 것이다.

Claims

원지반층 상에 위치하는 하나 이상 10개 이하의 수로 순차적으로 적층되는 기층들; 상기 기층들 중 최상위의 기층 상에 위치하는 투수성포장; 상기 기층들 간, 상기 기층들 중 최상위의 기층과 투수성포장 사이 및 상기 기층들 중 최하위의 기층과 원지반층 사이에 위치하는 부직포층들; 및 상기 기층들과 유체적으로 연결되어 상기 기층들의 측방에 위치하는 집수구;들을 포함하여 이루어지되,

상기 기층들이 서로 다른 평균입경을 갖는 쇄석들을 적층시켜 이루어지되, 상기 기층들이 지표면으로부터 지중으로 향하여 순차적으로 보다 큰 입경의 쇄석들로 적층시켜 이루어지며,

상기 투수성포장은 서로에 대해 이격되도록 하여 연설되는 다수의 포도용 블록들과; 상기 블록들 사이 메지에 평균입경 2 내지 5㎜의 쇄석들과 평균입경 9 내지 13㎜의 쇄석들을 채우는 비율을 1 : 1 로 하되, 먼저 9 내지 13㎜의 쇄석을 채운 후, 2 내지 5㎜의 쇄석들을 채워서 이루어짐을 특징으로 하는 우수의 수집 및 저장을 위한 지하 구조물.
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제 1 항에 있어서,

상기 기층들이 평균입경 10 내지 15㎜의 쇄석을 5 내지 8㎝의 두께로 적층하여 이루어지는 제1기층과; 평균입경 20 내지 25㎜의 쇄석을 10 내지 12㎝의 두께로 적층하여 이루어지는 제2기층과; 평균입경 40 내지 45㎜의 쇄석을 15 내지 20㎝의 두께로 적층하여 이루어지는 제3기층과; 평균입경 70 내지 75㎜의 쇄석을 25 내지 30㎝의 두께로 적층하여 이루어지는 제4기층; 및 평균입경 70 내지 75㎜의 쇄석을 30 내지 35㎝의 두께로 적층하여 이루어지는 제5기층:들을 포함하여 이루어짐을 특징으로 하는 우수의 수집 및 저장을 위한 지하 구조물.
제 4 항에 있어서,

상기 원지반층 상에 상기 제5기층과 동일 또는 유사한 높이에 형성되어 상기 제5기층과 유체적으로 연결되는 제6기층을 더 포함하여 이루어짐을 특징으로 하는 우수의 수집 및 저장을 위한 지하 구조물.
제 5 항에 있어서,

상기 제6기층 상에 통상의 불투수성포장이 형성되어 이루어짐을 특징으로 하는 우수의 수집 및 저장을 위한 지하 구조물.