KR101185579B1 - 초기우수배제형 빗물 저류장치 - Google Patents

초기우수배제형 빗물 저류장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 초기우수배제형 빗물저류장치에 관한 것으로써, 특히 우기 시 발생되는 초기 5%의 우수는 많은 부유물이 내재되어 있으므로 초기우수배제에 의해 침전물은 배제(排除)하고, 이후 빗물은 저류조로 유입시켜 저장 후 건기 시 정원용수와 일반 준 생활용수로 재사용할 수 있도록 하는 초기우수배제형 빗물 저류장치에 관한 것이다.
이를 실현하기 위한 본 발명은 초기우수배제장치(1)의 초기우수탱크(10)에는 우수가 유입되는 우수유입구(11)와, 상기 우수유입구(11)에서 유입된 우수가 수리학적 구조에 의해 유속이 저하되면서 부상물은 상부에 위치하고, 빗물에 내재된 침전물은 하부로 가라 앉도록 하는 정류부(12)와, 빗물에 포함된 가벼운 낙엽, 쓰레기 등 부상하는 것을 걸러낼 수 있도록 개방할 수 있는 점검구(16)와, 상기 1 저류조(21)의 상부에는 초기우수탱크(10)에서 정화된 용수가 유입되는 저류빗물유출구(21a)와, 빗물저류조장치(2)의 빗물저류조탱크(20)에는 동일한 높이로 설계되고, 같은 용수의 용량을 수용할 수 있도록 상기 1저류조(21)와 동일한 다수의 2?3?4?5저류조(21)(22)(23)(24)(25)와, 상기 1?2?3?4저류조(21)(22)(23)(24)를 각각 구획하는 1?2?3?4실구획벽(21b)(22a)(23a)(24a)과, 상기 1?2?3?4실구획벽(21b)(22a)(23a)(24a)에는 각각의 저류조 내부에서 용수의 흐름이 자유롭게 이동할 수 있도록 개방된 다수의 실별유출구(21c)(22b)(23b)(24b)와, 상기 5저류조(25)에는 용수를 정원 용수나 일반 준 생활용수로 사용할 수 있도록 하는 재사용펌프(26)와, 상기 재사용펌프(26)에 연결되어 재사용펌프의 동작을 제어하는 펌프제어부(27)를 갖는 초기우수배제형 빗물 저류장치에 있어서,
상기 정류부(12)에 의해 침전된 슬러지와 자연 잉여우수(剩餘雨水) 남아 있는 침전물이 초기우수탱크(10)에서 초과하는 우수에 의해 자연적으로 외부로 배출하기 위한 잉여우수유도관(13)과, 상기 초기우수탱크(10) 측면부에 배치된 여과부(14)에는 다수의 다공(142a)을 갖는 여과실 유입구(142)와, 상기 여과실 유입구(142) 상부에는 미세한 잔여물을 제거하는 여과필터(143)와, 상기 초기우수탱크(10)와 1저류조(21) 사이에는 초기우수탱크(10)에 수용된 우수의 수위보다 1저류조(21)에 수용된 용수의 수위가 낮을 경우 수위의 낙차에 의해 초기우수탱크(10)있던 용수가 1저류조(21)로 이동하는 사이폰관(30)을 갖는 것을 특징으로 한다.

Description

초기우수배제형 빗물 저류장치{The first rainfall exclusion type rainwater storage devices}
본 발명은 초기우수배제형 빗물 저류장치에 관한 것으로써, 특히 우기 시 발생되는 초기 5%의 우수는 많은 부유물이 내재되어 있으므로 초기우수배제에 의해 침전물은 배제(排除)하고 이후 빗물은 저류조로 유입시켜 저장 후, 건기 시 정원용수와 일반 준 생활용수로 재사용할 수 있도록 하는 초기우수배제형 빗물저류장치에 관한 것이다.
우리나라의 연평균 강수량은 1,245㎜로 세계평균 880㎜보다 1.4배 높지만 인구밀도가 높아 1인당 연 강수량은 2,591㎜으로, 세계 1인당 연 강수량의 1/8에 불과하다. 따라서 이와 같은 물 부족을 해결하기 위하여 범국가적인 물 부족 개선 시스템의 개발이 절실한 실정이나, 빗물의 빠른 배수에만 주력해온 이른바 사막형 물 관리 시스템에 따른 결과로 인해 도심에서는 배수능력 저하로 배수구에서 역류가 발생하여 대규모 침수가 잦고, 농촌에서는 하천의 범람으로 인한 농작물의 막대한 피해가 속출하고 있는 실정이다.
특히 우리나라는 매년 홍수와 가뭄을 동시에 겪는 재해 발생 특성상 물 관리하기가 가장 어려운 국가 중 하나이며, 여름에 집중되는 빗물을 저장하고 저류시설을 통한 유출저감을 통해 그 빗물을 활용할 수 있는 시설이 미비한 것이 사실이다.
따라서, 최근에는 우수로 인한 피해를 최소화하기 위하여 우수를 지면으로 배수하지 않고 우수를 받아서 침전물과 부상물을 필터링해서 그 우수를 일정한 용적을 갖는 저류조에 저장하였다가 정원용수와 일반 준 생활용수로 사용하도록 하는 등의 다양한 기술수단이 개발되어 있다. 그 일례로 한국특허공보제10-0485227에 개시된 것을 살펴보면 다음과 같다.
기술적 설명에 앞서 선행기술 자료에서 구성된 초기우수저장탱크는 본 발명에 없는 구성적 요소이기 때문에 제외한 상태에서 설명하기로 한다.
즉, 우수유입관의 우수유입구 전면 우수저장탱크의 침전조 상부에 미세여과망이 설치된 여과장치와, 그 일측에 다수의 타공홀의 천공된 와류방지판을 설치하였으며, 이류관을 통해 저장조로 넘어가는 길목에 소독제가 내장된 확산형소독장치를 설치하고, 침전물흡입배출관을 저장탱크의 침전조와 저장조 바닥면에 위치하도록 하며 침전물배출펌프와 침전물 흡입배출관 사이에 침전물배출조절밸브를 설치하여 저장탱크를 지중에 매립한 것으로 되어 있다.
그러나, 상기에 전술된 바와 같이 우수저장탱크내 침전조와 저장조에 포집된 침전물을 침전물배출펌프가 가동되어 침전물흡입배출관으로 흡입 외부로 배출할 수 있도록 되어 있는바, 펌프를 이용한 기구적인 방법으로 침전물을 배출하는 기술적 수단은 설치비용이 많이 소요되는 단점이 있으며, 공기가 늦어지는 결과를 초래 할 수밖에 없는 것이다.
또한, 타공홀을 갖는 와류방지판은 유속이 빠른 빗물의 속력을 완화시켜 침전효율을 향상시키는 수단으로 설치되어 있는데 빗물의 유속을 어느 정도 완화시킬 수는 있으나, 장기적인 관점에서 볼 때 빗물에 혼입된 비중이 있는 토사 등이 타공홀을 막는 부작용이 발생하여 와류방지판의 기능을 상실하게 되는 문제점을 발견할 수 있는 것이다.
그리고, 상기 전술되지 않는 부분에서 월류수배출구는 우수유입구 일측에 설치되어 있는 것으로써, 우수저장탱크의 침전조와 저장조 내부로 수용되는 우수가 만수위가 되면 월류수배출구로 넘치게 되어 월류수배출관을 경유, 하수구로 배출하도록 되어 있다.
그러나, 상기와 같이 잉여된 우수가 월류수배출구로 이송될 때 꼭 거쳐야 하는 여과장치에서 문제점이 발생한다. 즉, 여과장치에 배치된 미세 여과망에는 그동안 유입된 우수 내의 많은 양의 쓰레기, 토사, 유기물 등이 포집된 된 상태이기 때문에 역류하는 우수에 의해 각종 쓰레기와 함께 월류수배출관을 통해 하수구로 배출하게 되어 하천의 오염을 심화시키는 문제점이 있으며, 특히, 많은 양의 쓰레기가 동시에 월류수배출구로 이동하면 월류수배출구가 쓰레기에 의해 막히는 문제점을 노출하고 있는 것이다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출한 것으로써, 그 목적으로는 초기우수탱크로 유입된 우수 내의 자연 잉여우수와 함께 바닥에 누적된 침전물을 외부로 배출하는 잉여우수유도관이 배치되어 있어 자연적인 현상에 의해 침전물을 배출할 수 있도록 하는 것을 제공함에 그 목적이 있는 것이다.
또 다른 목적은 빗물저류조탱크에 다수개의 각 실로 분리되어 있는 상태에서 도 각각의 실에 수용할 수 있는 용수의 수위가 동일하게 하고, 초기우수탱크와 빗물저류조탱크 사이에 사이폰관이 배치되어 있기 때문에 초기 우수의 효율적인 분리와 저장량을 증대할 수 있도록 하는 것을 제공함에 그 목적이 있는 것이다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명은 초기우수배제장치(1)의 초기우수탱크(10)에는 우수가 유입되는 우수유입구(11)와, 상기 우수유입구(11)에서 유입된 우수가 수리학적 구조에 의해 유속이 저하되면서 부상물은 상부에 위치하고, 빗물에 내재된 침전물은 하부로 가라 앉도록 하는 정류부(12)와,
빗물에 포함된 가벼운 낙엽, 쓰레기 등 부상하는 것을 걸러낼 수 있도록 개방할 수 있는 점검구(16)와, 상기 1 저류조(21)의 상부에는 초기우수탱크(10)에서 정화된 용수가 유입되는 저류빗물유출구(21a)와, 빗물저류조장치(2)의 빗물저류조탱크(20)에는 동일한 높이로 설계되고, 같은 용수의 용량을 수용할 수 있도록 상기 1저류조(21)와 동일한 다수의 2?3?4?5저류조(21)(22)(23)(24)(25)와,
상기 1?2?3?4저류조(21)(22)(23)(24)를 각각 구획하는 1?2?3?4실구획벽(21b)(22a)(23a)(24a)과, 상기 1?2?3?4실구획벽(21b)(22a)(23a)(24a)에는 각각의 저류조 내부에서 용수의 흐름이 자유롭게 이동할 수 있도록 개방된 다수의 실별유출구(21c)(22b)(23b)(24b)와, 상기 5저류조(25)에는 용수를 정원 용수나 일반 준 생활용수로 사용할 수 있도록 하는 재사용펌프(26)와, 상기 재사용펌프(26)에 연결되어 재사용펌프의 동작을 제어하는 펌프제어부(27)를 갖는 초기우수배제형 빗물 저류장치에 있어서,
상기 정류부(12)에 의해 침전된 슬러지와 자연 잉여우수(剩餘雨水) 남아 있는 침전물이 초기우수탱크(10)에서 초과하는 우수에 의해 자연적으로 외부로 배출하기 위한 잉여우수유도관(13)과, 상기 초기우수탱크(10) 측면부에 배치된 여과부(14)에는 다수의 다공(142a)을 갖는 여과실 유입구(142)와, 상기 여과실 유입구(142) 상부에는 미세한 잔여물을 제거하는 여과필터(143)와, 상기 초기우수탱크(10)와 1저류조(21) 사이에는 초기우수탱크(10)에 수용된 우수의 수위보다 1저류조(21)에 수용된 용수의 수위가 낮을 경우 수위의 낙차에 의해 초기우수탱크(10)있던 용수가 1저류조(21)로 이동하는 사이폰관(30)을 갖는 것으로 달성된다.
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이상에서와 같이 본 발명은 초기우수탱크로 유입된 우수 중에 자연 잉여우수와 함께 바닥에 누적된 침전물을 외부로 배출하는 잉여우수유도관이 배치되어 있어 자연적인 현상에 의해 침전물을 배출할 수 있으며, 빗물저류조탱크가 다수개의 각 실로 분리되어 있는 상태에서도 각각의 저류조가 수용할 수 있는 용수의 수위가 동일하게 하는 실별유출구가 배치되어 있고 초기우수탱크와 빗물저류조의 1저류조 사이에는 사이폰관이 연결되어 저장 능력의 증대와 차기초기우수의 유입이 용이한 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 평단면도.
도 2는 본 발명의 측단면도.
도 3은 본 발명의 여과부의 확대도.
본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니 되며, 발명자는 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.
이하 첨부된 도면을 참조하여 본 고안의 바람직한 실시 예를 상세히 설명하기로 한다.
첨부도면 도 1 내지 2에 도시된 바와 같이 초기우수배제장치(1)의 초기우수탱크(10)에는 초기우수탱크 우수유도시 우수유입구(11)가 좌측단에 배치되고, 상기 우수유입구(11)에서 유입된 우수 중에 부상물은 상부에 위치하고, 우수에 내재된 침전물은 하부로 가라앉도록 하는 정류부(12)는 초기우수탱크(10)의 중앙에 위치하며, 상기 초기우수탱크(10)에서 침전된 슬러지와 초과하는 우수를 초기우수탱크(10) 외부로 배출하기 위한 잉여우수유도관(13)은 상기 정류부(12) 중앙에 수직으로 배치되어 있다.
여기서 상기 잉여우수유도관(13)의 하단부는 우수나 침전물이 유입되는 잉여우수유입구(13a)와, 잉여우수유도관(13) 상단부는 초기우수탱크(10)를 관통하여 외부로 노출된 잉여우수유출구(13b)가 형성되어 있다.
또한, 잉여우수유도관(13)은 초기우수탱크(10)내에 수위가 상승하여 잉여배출수위라인(L1)까지 우수가 도달하게 되고 이 후에도 우수가 지속적으로 유입되어 초기우수탱크(10)에서 저장할 공간이 없게 되면 자연적인 현상에 의해 초기우수탱크(10) 외부로 배출하는 기능을 갖게 된다.
상기 우수유입구(11)의 대향된 위치에는 미세 잔여물을 제거하는 수단을 갖는 여과부(14)가 배치되어 있다.
여기서, 여과부(14)에 다수의 다공(142a)을 갖는 여과실 유입구(142)와, 상기 여과실 유입구(142) 상부에는 미세한 잔여물을 제거하는 여과필터(143)가 배치되어 있다.
그리고, 초기우수탱크(10) 상부에는 빗물에 포함된 가벼운 낙엽, 쓰레기 등 부상하는 것을 걸러낼 수 있도록 개방할 수 있는 점검구(16)가 배치되어 있다.
빗물저류조장치(2)의 빗물저류조탱크(20)에는 동일한 높이로 설계되고, 같은 용수의 용량을 수용할 수 있는 다수의 1?2?3?4?5저류조(21)(22)(23)(24)(25)로 분배될 수도 있고, 그 이상의 분배도 가능하다.
상기 1저류조(21)의 입구에는 상기 여과부(14)에서 정화된 용수가 유입되는 저류빗물유출구(21a)가 형성되고, 상기 1?2?3?4저류조(21)(22)(23)(24)를 각각 구획하는 1?2?3?4실구획벽(21b)(22a)(23a)(24a)이 형성되어 있다.
상기 1?2?3?4실구획벽(21b)(22a)(23a)(24a)에는 각각의 저류조 내부에서 우수의 흐름이 자유롭게 이동할 수 있도록 개방된 다수의 실별유출구(21c)(22b)(23b)(24b)를 하부에 배치하나 그 방향은 위치에 구분 없이 배치할 수 도 있다.
상기 5저류조(25)에는 용수를 정원 용수나 일반 준 생활용수로 사용할 수 있도록 하는 재사용펌프(26)가 배치되어 있으며, 상기 재사용펌프(26)는 펌프제어부(27)에 의해 제어된다.
그리고 상기 초기우수탱크(10)와 1저류조(21) 사이에는 초기우수탱크(10)에 수용된 우수의 수위보다 1저류조(21)에 수용된 용수의 수위가 낮을 경우 수위의 차이에 의해 초기우수탱크(10)로부터 1저류조(21)로 용수가 이동하도록 사이폰관(30)이 배치되어 있다.
상기와 같이 구성된 본 발명의 작용은 다음과 같다.
먼저, 초기우수탱크(10)의 우수유입구(11)로 우수가 유입되면, 우수유입구(11) 단부와 직교하는 위치에 정류부(12) 상단부로 우수가 유입된다. 이때 유입된 우수 중에 포함된 가벼운 낙엽, 쓰레기 등은 정류부(12)의 수면(水面)으로 부상하게 된다. 그리고 나머지 비중이 있는 침전물은 하부로 가라앉는다.
상기와 같이 부상된 쓰레기와 낙엽 등은 점검구(16) 주변에 모이게 되고 초기우수탱크(10) 바닥면에는 침전물이 포집되어진다.
상기와 같이 부상되는 가벼운 낙엽과 쓰레기 및 누적된 침전물 슬러지를 필터링한 우수는 초기우수탱크(10)의 상부에 배치된 여과부(14)의 다수의 다공(142a)을 갖는 여과실유입구(142)로 우수가 유입되고, 여과실유입구(142)의 상부에 배치된 여과필터(143)로 우수에 함유된 미세한 잔여물을 제거하게 된다.
상기 여과부(14)에서 잔여물이 제거된 맑은 용수는 저류빗물유출구(21a)를 통해 빗물저류조탱크(20)의 선단에 위치한 1저류조(21)로 유입된다.
상기와 같이 많은 용수가 1저류조(21)에 유입되는 현상이 지속적으로 유입되면, 1실구획벽(21b) 하부에 개방된 실별유출구(21c)로 물이 유출되어 2저류조(22)로 이송하게 된다.
이와 동일한 방법으로 각 2?3?4저류조(22)(23)(24)에 천공된 실별유출구(22b)(23b)(24b)를 통해 2,3,4,5저류조(22)(23)(24)(25)에 용수가 이송되어 각 1?2?3?4?5저류조(21)(22)(23)(24)(25)에 채워지는 상태에서 각각의 저류조가 동일한 만수수위라인(L2)을 이루어지는 것이다.
상기와 같이 각각의 저류조가 만수수위라인(L2)이 되면 더 이상 빗물저류조탱크(20)에 저장할 능력이 없게 되어 우수의 흐름이 차단되지만, 초기우수탱크(10)로는 지속적으로 우수가 유입된다, 이렇게 우수가 유입되어 초기우수탱그(10)의 잉여배출수위라인(L1)까기 우수가 도달되고 그 이상의 수위로 올라가면 잉여우수유도관(13)으로 외부로 배출된다.
즉, 차기 공정인 1저류조(21)로는 만수위에 의해 자연적인 원리에 의해 자동 차단된 상태에서 초기우수탱크(10)내에는 수압이 가중되면서 우수는 자연적으로 외부와 연결된 잉여우수유도관(13)의 잉여우수유입구(13a)로 이동 수직으로 상승하여 잉여우수유출구(13b)로 배출하는 것이다. 이때 초기우수탱크(10)에 바닥면에 포집된 침전물 또한 함께 외부로 방출되는 것이다.
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이후에 우기가 종료되고 건기가 도래하면 초기우수탱크(10)에서 더 이상 유입되는 용수가 없고, 빗물저류조탱크(20)에 수용된 저장용수는 재사용펌프(26)로 정원 용수나 일반 준 생활용수로 사용하기 때문에 만수수위라인(L1) 이하로 수위가 낮아지게 된다.
그리고 그동안 빗물저류조탱크(20) 수위가 초기우수탱크(10)에 저장된 우수 보다 낮기 때문에 만수위시 수면에 잠기게 된 사이폰관(30)은 내부에 우수가 충만되어 사이폰 작용이 가능한 상태로 전환되어 있음으로써 사이폰관(30)의 기능이 발휘되어 초기우수탱크(10)로부터 저장된 우수가 빗물저류조탱크(20)로 유입되는 것이다.
따라서, 사이폰관(30)에 의해 초기우수탱크(10)의 수위는 사이폰관(30) 끝단부의 수위까지 하강하여 1/2로 자연 감소되어 차기 우기 시 초기우수의 저장 공간을 자연확보하게 된다.
이상과 같은 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 발명자가 가장 바람직한 일실시예에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형 예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.
1. 초기우수배제장치 10: 초기우수탱크
11: 우수유입구 12: 정류부
13: 잉여우수유도관 13a :잉여우수유입구
13b: 잉여수유출구 14: 여과부
142: 여과실유입구 142a: 다공
143: 여과필터 16: 점검구
2: 빗물저류장치 20: 빗물저류조탱크
21: 1저류조 21a: 저류빗물유출구
21b: 1실구획벽 22: 2저류조
22a: 2실구획벽
23: 3저류조 23a: 3실구획벽
24: 4저류조 24a: 4실구획벽
25: 5저류조 21c, 22b, 23b, 24b: 실별유출구
26: 재사용펌프 27: 펌프제어부
30: 사이폰관 L1: 만수수위라인
L2: 잉여배출수위라인

Claims (4)

  1. 초기우수배제장치(1)의 초기우수탱크(10)에는 우수가 유입되는 우수유입구(11)와, 상기 우수유입구(11)에서 유입된 우수가 수리학적 구조에 의해 유속이 저하되면서 부상물은 상부에 위치하고, 빗물에 내재된 침전물은 하부로 가라 앉도록 하는 정류부(12)와,
    빗물에 포함된 가벼운 낙엽, 쓰레기 등 부상하는 것을 걸러낼 수 있도록 개방할 수 있는 점검구(16)와, 상기 1 저류조(21)의 상부에는 초기우수탱크(10)에서 정화된 용수가 유입되는 저류빗물유출구(21a)와, 빗물저류조장치(2)의 빗물저류조탱크(20)에는 동일한 높이로 설계되고, 같은 용수의 용량을 수용할 수 있도록 상기 1저류조(21)와 동일한 다수의 2?3?4?5저류조(21)(22)(23)(24)(25)와,
    상기 1?2?3?4저류조(21)(22)(23)(24)를 각각 구획하는 1?2?3?4실구획벽(21b)(22a)(23a)(24a)과, 상기 1?2?3?4실구획벽(21b)(22a)(23a)(24a)에는 각각의 저류조 내부에서 용수의 흐름이 자유롭게 이동할 수 있도록 개방된 다수의 실별유출구(21c)(22b)(23b)(24b)와, 상기 5저류조(25)에는 용수를 정원 용수나 일반 준 생활용수로 사용할 수 있도록 하는 재사용펌프(26)와,
    상기 재사용펌프(26)에 연결되어 재사용펌프의 동작을 제어하는 펌프제어부(27)를 갖는 초기우수배제형 빗물 저류장치에 있어서,
    상기 정류부(12)에 의해 침전된 슬러지와 자연 잉여우수(剩餘雨水) 남아 있는 침전물이 초기우수탱크(10)에서 초과하는 우수에 의해 자연적으로 외부로 배출하기 위한 잉여우수유도관(13)과,
    상기 초기우수탱크(10) 측면부에 배치된 여과부(14)에는 다수의 다공(142a)을 갖는 여과실 유입구(142)와, 상기 여과실 유입구(142) 상부에는 미세한 잔여물을 제거하는 여과필터(143)와,
    상기 초기우수탱크(10)와 1저류조(21) 사이에는 초기우수탱크(10)에 수용된 우수의 수위보다 1저류조(21)에 수용된 용수의 수위가 낮을 경우 수위의 낙차에 의해 초기우수탱크(10)있던 용수가 1저류조(21)로 이동하는 사이폰관(30)을 갖는 것을 특징으로 하는 초기우수배제형 빗물 저류장치.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 잉여우수유도관(13) 하단부에는 잉여우수가 유입되는 잉여우수유입구(13a)와, 상단부에는 초기우수탱크(10) 외부로 노출된 잉여우수유출구(13b)가 형성된 것을 특징으로 하는 초기우수배제형 빗물 저류장치.
  3. 삭제
  4. 청구항 1에 있어서,
    상기 초기우수탱크(10)에 배치된 사이폰관(30)의 하단부가 1저류조(21)에 있는 사이폰관(30)의 하단부 보다 높은 위치에 배치된 것을 특징으로 하는 초기우수배제형 빗물 저류장치.

















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