KR101236417B1

KR101236417B1 - 생태공간 시설 구조

Info

Publication number: KR101236417B1
Application number: KR1020120052288A
Authority: KR
Inventors: 오광식; 이광준
Original assignee: 오광식
Priority date: 2012-05-17
Filing date: 2012-05-17
Publication date: 2013-02-25
Also published as: KR20120056250A

Abstract

본 발명은 생태공간 시설구조 및 조성방법에 관한 것으로써, 더욱 상세하게는 생태공간내의 일정 부근을 굴착하여 형성된 구덩이에 각종 산업시설이나, 하천 및 공원을 설치하고 특히, 청정 지하수와 빗물을 용수로 대체할 수 있다.
이를 위하여 본발명은 생태공간 조성 부지 내의 일정 부근에 토사를 파서 계단 형태로 이루어진 경사부와 바닥에 물을 저장하는 저수조로 구성된 굴착부와, 평지로 이루어진 조성부 및 상기 굴착부의 경사부를 따라 형성한 하천 및 상기 저수조에 저장된 물을 하천을 통하여 순환시키는 양수시설부로 이루어진 것을 특징으로 한다.

Description

생태공간 시설 구조{Device establishig area of ecology}

본 발명은 생태공간 시설 구조 및 조성방법에 관한 것으로써, 더욱 상세하게는 조성부지내의 일정 지역의 토사를 굴착하여 구덩이를 형성하고, 상기 구덩이에 각종 산업시설이나, 하천 공원등으로 활용함은 물론 특히 청정 지하수와 빗물을 용수로 이용할 수 있는 생태공간 시설구조 및 조성방법에 관한 것이다.

현재 사회는 거대 도시화하에 따라 대단위 부지에 산업단지, 택지단지 및 공원등이 계획에 따라 유치하게 된다. 하지만, 산업화의 촉진과 지구의 온난화등으로 대단위 조성부지에는 공장에서의 오수 및 폐수의 문제, 열악한 주위 환경등으로 삭막하게 생활할 수 밖에 없었다.

최근에 이러한 열악한 환경을 개선하고자 도시 주변에 호수를 조성하거나 인공 하천을 설치하는등 친환경적인 생태공간을 가진 도시를 조성하는데 주력하고 있다.

하지만, 국내의 일산 신도시에 조성한 호수공원은 실질적으로 담수호에 지나지 않을 뿐만 아니라 빗물을 제대로 활용하지 못한 형편이었다.

또한, 청계천 복개공사를 통하여 한강의 물을 끌어 올려 흐르게 하여 쾌적한 도시 환경에 기여하고 있으나, 이 또한 수질 문제를 포함하고 있다.

본 발명은 상기의 종래의 문제점을 해결하기 위하여 생태공간 조성부지내의 일정 지역을 굴착하여 형성된 구덩이에 각종 산업시설이나 하천, 공원등을 유치하고 특히 정화된 지하수와 빗물을 각종 시설에 필요한 용수로 적극 이용하는 생태공간의 시설 구조 및 조성방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.

상기의 목적을 달성하기 위하여 본 발명은, 생태공간 조성 부지내의 일정 부근에 토사를 파서 계단 형태로 이루어진 경사부와 물을 저장하는 저수조로 구성된 굴착부와, 평지로 이루어진 조성부와 상기 굴착부의 경사부를 따라 형성한 하천 및 상기 저수조에 저장된 물이 하천을 통여 순환하도록 하는 양수시설부로 이루어진 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명은 생태공간 조성부지의 일정 부근에 토사를 파서 경사면과 물을 저장할 수 있는 저수조로 이루어진 굴착부 형성 단계와, 상기 조성부지의 평지로 이루어진 조성부와 상기 경사면에 하천(40)을 형성하는 하천 축조 단계 및 상기 저수조와 상기 하천를 연결할 수 있도록 상수로와 펌프(51)를 설치하는 양수시설부 설치 단계 이루어진 생태공간 조성방법을 포함한다.

본 발명은 생태공간의 일정지역에 굴착을 통해 만들어진 구덩이에 정화된 빗물과 지하수를 저장할 수 있는 저수조로 활용하여 잡용수로 이용하는 한편, 저수조에 저장된 물을 조성부지내에 순환시킴으로써 생태공간을 조성할 수 있다.

도 1은 생태공간의 대략적인 구조도,
도 2는 도 1의 사시도,
도 3은 본발명의 하천(40)의 평면도,
도 4은 도 3의 A-A의 단면도,
도 5는 도 4의 각각의 단면도,
도 6와 도 7은 본 발명의 제거부(160)와 정화부(170)를 나타낸 사시도,
도 8은 본 발명에 따른 생태공간의 조성 방법을 나타내는 단계별 작업 흐름
도이다.

이하, 본 발명을 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하기로 한다.

도 1은 생태공간의 대략적인 구조도이며, 도 2는 상기 도 1의 사시도에 관한것이다.

도 1 내지 도 2에서 알 수 있듯이 본 발명은 생태공간 조성 부지(10)내의 일정 부근에 토사를 파서 계단 형태로 이루어진 경사부(23)와 물을 저장하는 저수조(25)로 구성된 굴착부(20)와, 평지로 이루어진 조성부(30)와 상기 굴착부(20)의 경사부(23)를 따라 형성한 하천(40) 및 상기 저수조(25)에 저장된 물이 하천(40)을 통하여 순환하도록 하는 양수시설부(50)로 이루어진 다.

한편, 굴착부(20)의 경사부(23)는 다수의 경사면(21)과 다수의 수평면(22)을 포함한다.

또한, 굴착부(20)의 지질의 상태에 따라 굴착부(20)내에 오,폐수가 스며들지 않거나 지하수의 과다한 유입을 방지하기 위하여 차수부를 설치할 수도 있다.

상기의 차수부는 굴착부(20)의 둘레를 쉬트파일(Sheet pile)(60)를 항타하거나 그라우팅을 실시한다.

이때, 쉬트파일(60)은 지질에 따라 변경 가능하지만 대략 지하 대략 25~35m 깊이까지 삽입되도록 하는 것이 바람직하다.

한편, 쉬트파일(60)을 항타하는 도중에 암반이 나와 작업이 진행하기에 어려움이 발생하면 암반에서 물이 새어 나오는 부위를 그라우팅한다.

이처럼, 상기 굴착부(20)의 둘레를 쉬트파일(60)의 설치 또는 그라우팅을 실시하여, 굴착부(20)에 발생한 구덩이와 조성부(30)의 지반 침하를 방지할 수 있다.

본 발명은 생태공간에 조성된 산업시설, 공공시설 및 아파트등에 제공되는 용수를 외부에서 제공받지 않고 정화된 빗물이나 지하수를 활용하는 것을 특징으로 한다.

본 발명은 이를 위하여 굴착부(20)의 저수조(25)에 채워진 지하수 및 빗물을 정화시키기 위하여 하천을 만들어 순환시키는 한편, 오염된 빗물(초기 내리는 빗물)을 정화시키는 시설을 별도로 설치한다.

도 2는 본발명의 생태공간의 대략적인 사시도를 나타내고 있다.

상기 도면에 굴착부(20)의 저수조(25)에 채워진 물을 순환시키는 구성이 표현되어 있다.

저수조(25)에 저장된 물은 평지의 조성부(30)에 설치된 펌프(51)로 하여금 상수로(55)를 통하여 하천(40)에 공급된다. 상기 하천(40)은 평지로 이루어진 조성부(30) 및 굴착부(20)의 경사부(23)로 형성되어 저수조(25)에 연결하게 된다.

따라서, 펌프(51)를 가동하면 저수조(25)의 물은 저수조(25)→ 상수로(55)→ 조성부(30)의 하천(40) → 경사부(23)의 하천(80)→저수조(25)로 순환하게 되어, 저수조(25)에 저장된 물을 자연스럽게 정화시킨다

물론, 상기의 펌프(51)와 하천(40)은 조성부지의 단지별 특성에 맞게 여러곳에 설치하거나 만들 수 있다.

한편, 하천(40) 중간마다 공지의 정화시설부(70)를 복수로 설치하여 더욱더 청정한 물을 순환시킨다.

또한, 조성부(30)와 굴착부(20)의 경사부(21)가 접하는 하천에 수문(72)을 설치하여 자연낙하에 의하여 수질을 더욱 개선시킬 수 있다.

청정한 빗물하천은 초기에 내리는 빗물을 어떻게 정화시킬 수 있는가에 따라 달라질 수 있다.

본 발명은 이러한 초기에 내리는 빗물을 수집하기 위한 수단이 하천(40)과 함께 설치하거나, 별도의 설치할 수도 있다.

도 3은 본발명의 하천(40)의 평면도이고 도 4은 도 3의 A-A의 단면도이며, 도 5는 도 4의 각각의 단면도이다.

도 3 및 도 4에서 알 수 있듯이 본 발명의 상기 빗물 수집수단(100)은

노상의 빗물이 유입되는 우수관(110)과, 상기 우수관(110)을 통과한 빗물이 상기 하천(40)에 흐르는 물과 동일한 방향으로 흐르도록 안내하는 집수관(130) 및 상기 집수관(130)을 통과한 빗물을 일시적으로 모이게 유도하는 저류조(140)로 이루어진다.

집수관(130)은 우수관(110)의 직경보다 상당히 크게 형성한다.

또한, 본 발명은 초기의 오염된 빗물이 내린 후에 강수량이 많아지게 되면 우수관(110)에 흐르는 빗물이 하천(40)으로 유입되도록 상부 우수관(110)과 연결되는 집수정(150)을 설치한다.

따라서, 도 4에서 알 수 있듯이, 상기의 집수정(150)을 통과한 빗물은 하천바닥부(120)의 하부에 설치된 하부 우수관(115)을 거쳐 집수관(130)으로 흐르게 된다.

도 5C에 나타나 있듯이 집수정(150)은 하천(40)의 경사면과 접하는 부분이 상부 우수관(110)의 유입구(111)보다 높고 폭은 어느정도 크게 형성하여 상부 우수관(110)의 유입구(111)를 통과한 빗물이 일시적으로 집수정(150)에 저장된다.

그 후 상기 집수정(150)에 상부 우수관(110)으로 유입되는 유량이 많아져 집수관(130)의 용량을 넘을 경우 집수정(150)의 월류부(151)를 통하여 하천(80)으로 넘쳐 흐르게 된다.

한편, 도 4에 표현한 바와 같이, 빗물 저수조(55)와 근접한 하천(40)의 하류 부근에 집수관(130)에 연결된 지류관(145)을 지상에 설치하여, 집수관(130)에 모여진 빗물이 지류관(145)을 통하여 하천(40)외에 있는 저류조(140)에 모여지도록 한다.

한편, 빗물수집수단(100)을 하천과 별개로 둘 경우, 별도의 지류관(145)을 설치할 필요없이 집수관(130)은 곧바로 저류조(140)에 연결할 수 있다.

상기의 지류관(145)은 하천(40)과 별개의 위치에 설치되게 된다.

본발명의 집수관(130)과 저류조(140)사이에 설치된 지류관(145)상에 오염된 물과 함께 섞인 부유물을 거르는 제거부(160)와 물을 정화시키는 정화부(170)가 설치된다.

도 6와 도 7은 본 발명의 제거부(160)와 정화부(170)를 나타내고 있다.

제거부(160)는 지류관(145)의 일부를 확대하여 상기 지류관(145)의 단면적보다 크게 하여 유속을 느리게 하는 만곡부(161), 흐름의 방향을 변화시키는 유도부(162) 및 지류관(145)의 바닥보다 깊게 형성한 침전부((164)로 이루어져 빗물이 상기 제거부(160)를 통과하는 동안에 부유물질과 침전물질이 상기 제거부(160)에 남겨지게 된다.

또한, 정화부(170)는 지류관(145)의 일부를 확대한 확관부(171)와, 확관부(171)의 내부에 물이 흐르는 방향에 직교하도록 설치된 정화필터(175)로 구성된다.

한편, 상기의 정화부(170)의 확관부(171)의 내부를 지류관(145)의 바닥보다 깊게 형성하여 습지를 조성할 수 있다.

이와같이 제거부(160)와 정화부(170)를 갖는 지류관(145)을 거치는 동안 상당히 걸러진 빗물은 저류조(140)에 도달하게 된다.

저류조(140)는 수질의 상태에 따라 정화 처리장으로 연결되는 제1관로(141)와, 하수종말 처리장에 연결되는 제 2관로(142) 및 배수로에 연결되는 제 3관로(143)를 포함하고 있다. 본 발명은 저류조(140)에 연결된 관로의 일례에 불과하며 수질의 상태에 따라 다양한 시설물에 연결하여 빗물을 정화시킬 수 있을 것이다.

한편, 본발명에 도시되어 있지 않지만 통상의 하수종말 처리장 내지 상기 정수 처리장의 시설을 통과한 빗물은 청정한 상태로 저수조(55)에 흘러 보낼수 있게 된다.

다음은 본 발명의 생태공간 조성방법에 대하여 설명한다.

도 8은 본 발명에 따른 생태공간의 조성 방법을 나타내는 단계별 작업 흐름도이다.

즉, 본 발명에 따른 생태공간의 조성 방법은 굴착부(20) 형성 단계(S1)와, 하천 축조 단계(S2) 및 양수시설부(50) 설치 단계(S3)로 이루어진다.

물론, 각 단계별 실시는 동시에 진행시켜도 무방하다.

상기의 구체적인 단계별 실시예는 다음과 같다.

가. 굴착부 형성 단계(S1)

굴착부 형성 단계(S1)는 생태공간 조성부지의 대략 중간 지점을 굴착하여 구덩이를 만드는 작업이다.

상기 굴착부(20)는 대략 25m~35m의 깊이로 파게 되는데, 이 때 굴착하여 얻어진 토사와 암반은 조성부(30)의 시설이나 공원조성 등에 유효하게 사용할 수 있다.

상기 굴착부(20)의 바닥면은 저수조(25)로서, 굴착하면서 새어 나온 지하수나 앞에서 설명한 정화된 빗물을 저장하여 저수조(25)에 저장된 물을 펌프로 순환시켜서

굴착하기전 굴착부(20)의 지하 상태를 수질조사하여 오, 폐수가 스며들거나 과다한 지하수가 분출될 가능성이 있으면 다음에 설명하는 차수부 설치작업을 선행한다.

한편, 굴착부(20)내의 구덩이는 도 2에서 나타나 있듯이 경사부(23)는 계단 형태로 형성하여 완만한 경사면(21)과 수평면(22)으로 이루어지고, 각각의 수평면(25)에 산업시설이나, 건물, 공원, 태양광 발전소등 다양한 시설을 건설 할 수 있다.

아울러, 상기 굴착부(22)의 경사부(23)을 계단식으로 형성함으로써 히빙, 보일링, 파이핑, 슬라이딩, 지하수 유입 등으로 인한 문제점을 사전에 방지할 수 있다.

또한, 굴착부(50)의 바닥면은 정지작업을 통하여 빗물을 저장할 수 있는 저수조(55)를 만들고, 상기 저수조(25)의 물을 순환하여 보다 정화된 물을 얻을 수 있다.

나. 하천 축조 단계(S2)

하천 축조 단계(S2)는 생태공간 조성부지에서 굴착부(20)를 제외한 평지로 이루어진 조성부(30)와 상기의 굴착부(20)의 경사면에 하천을 만들어 하천(40)의 물이 저수조(25)로 흐르도록 하는 작업이다.

조성부(30)에 축조되는 하천은 산업단지, 공공시설단지, 택지단지등 단지의특성에 맞게 각각 설치할 수 있다.

또한 하천(40)을 만들 때 앞에서 설명한 빗물 수집수단(100)을 설치하는 작업을 같이 하는 것이 바람직하다.

다. 양수시설부(50) 설치 단계(S3)

양수시설부(50) 설치 단계(S3)는 저수조(20)와 조성부(30)의 하천(40)을 연결하기 위하여 상수로(55)를 개설하고 조성부(30)의 하천(40)이 시작하는 지점에 펌프(51)를 설치하는 작업이다.

펌프(51)는 단지별 물의 사용량에 따라 맞게 선정할 수 있음은 물론이다.

다음은, 굴착부(20)를 시공하기전 수질의 상태를 검사하여 필요에 따라 굴착부(20)에 오염된 물이 스며들지 않도록 하는 차수벽 설치 단계(S0)에 대하여 설명하기로 한다.

라. 차수벽 설치단계(S0)

차수벽 설치단계(S0)는 굴착부(20)에 오,폐수가 유입될 가능성이 있거나 과다하게 지하수가 새어나와서 굴착부(20)의 지반을 붕괴할 염려가 있을 때 이를 방지하기 위하여 굴착부(50)의 둘레를 쉬트파일(Sheet pile)(60)를 항타하거나 그라우팅을 실시한다.

이처럼, 상기 굴착부(50)의 둘레를 쉬트파일(60)의 설치 또는 그라우팅을 실시함으로써, 굴착부(50)에 발생한 구덩이의 지반 침하를 방지할 수 있다.

상기의 차수벽 설치단계(S0)는 고가의 비용이 소요되므로, 굴착부(20)를 선정할 때 굴착부(20)내의 수질조사 및 암반조사를 실시하여 필요에 따라 선택하여 실시하는것이 바람직하다.

앞에서 적시한 본 발명의 생태공간의 조성 부지에 생기는 구덩이의 물을 순환시키는 수단과 정화된 빗물을 수집하는 수단은 하나의 실시예에 불과한 것이며, 빗물을 이용한 다른 많은 방법들을 포함시킬 수 있을 것이다.

이와같이 본 발명은 생태공간내의 일정지역을 굴착하여 조성부의 시설 및 공사에 활용함으로써 비용을 절감하는 동시에준설에 의해 형성된 구덩이에 각종 산업시설이나 하천을 유치하는 동시에 저장조로 활용함으로써 조성된 단지에 청정한 용수를 공급할 수 있게 된다.

또한, 생태공간내에 청정한 물을 순환시키는 하천을 통하여 생태공간을 조성할 수 있기 때문에 친환경적인 단지를 만들 수 있다.

10: 생태공간 조성 부지 20: 굴착부
23: 경사부 25: 저수조
30: 조성부 40: 하천
50: 양수시설부 60: 쉬트파일(Sheet pile)
100: 빗물수집수단 130: 집수관

Claims

생태공간 조성 부지(10)내의 중앙 부근에 토사를 파서 계단 형태로 이루어진 경사부(23)와 물을 저장하는 저수조(25)로 구성된 굴착부(20);
평지로 이루어진 조성부(30) 및 상기 굴착부(20)의 상기 경사부(23)를 따라 형성한 하천(40);
상기 저수조(25)에 저장된 물이 하천(40)을 통하여 순환하도록 하는 양수시설부(50) 및
상기 하천(40)에 빗물 수집수단(100)을 설치하되,
상기 빗물 수집수단(100)은 노상의 빗물이 유입되는 우수관(110, 115)과
하천 바닥부(120)에 설치되어 상기 우수관(110)을 통과한 빗물이 상기 하천(40)에 흐르는 물과 동일한 방향으로 흐르도록 안내하는 집수관(130)과
상기 집수관(130)을 통과한 빗물을 일시적으로 모이게 하는 저류조(140) 및
유수량이 많아지면 빗물이 상기 하천(40)으로 유입되도록 상기 하천 바닥부(120)와 접하는 부분에 상기 우수관(110, 115)과 연결되는 집수정(150)으로 이루어진 것을 특징으로 하는 생태공간 시설 구조.
제 1항에 있어서,
상기 집수정(150)이 하천(40)의 경사부(41)와 만나는 지점에 월류부(151)를 설치하여 하천(40)의 수면보다 높은 지점에 위치하도록 하며, 상기 월류부(151)를 통하여 빗물이 상기 하천(40)으로 흐르게 하는 것을 특징으로 하는 생태공간 시설 구조.
제 1항에 있어서,
상기 저수조 (25)와 근접하는 상기 하천(40)의 하류 부근에 상기 집수관(130)에 연결되는 지류관(145)를 설치하여, 상기 집수관(130)에 모여진 빗물이 상기 지류관(145)을 통하여 저류조(140)에 모여지도록 하는 것을 특징으로 하는 생태공간 시설 구조.
제 3항에 있어서,
상기 저류조(140)는 수질의 상태에 따라 정수 처리장으로 연결되는 제1관로(141)와
하수 종말 처리장에 연결되는 제2관로(142) 및
배수로에 연결되는 제3관로(143)를 포함하는 것을 특징으로 하는 생태공간 시설 구조.
제 4항에 있어서,
상기 하수종말 처리장 내지 상기 정수 처리장을 통과한 물은 상기 저수조(25)에 연결되는 것을 특징으로 하는 생태공간 시설 구조.
제 3항에 있어서,
상기 지류관(145)은 하천(40)외에 설치되며, 상기 지류관(145)에 빗물이 흐르는 동안에 부유물과 침전물을 제거하는 제거부(160)와 물을 정화시키는 정화부(170)를 설치한 것을 특징으로 하는 생태공간 시설 구조.
제 6항에 있어서,
상기 제거부(160)는 상기 지류관(145)의 단면적보다 크게 하여 유속을 느리게 하는 만곡부(161)와, 흐름의 방향을 변화시키는 유도부(162) 및 지류관(145)의 바닥보다 깊게 형성한 침전부(164)로 이루어져 빗물이 상기 제거부(160)를 통과하는 동안에 부유물질과 침전물질이 상기 제거부(160)에 남게되는 것을 특징으로 하는 생태공간 시설 구조.
제 6항에 있어서,
상기 정화부(170)는 상기 지류관(145)의 일부를 확대한 확관부(171)와, 흐름의 방향을 변화시키는 유도부(172) 및 상기 확관부(171)의 내부에 설치된 정화필터(175)로 이루어진 것을 특징으로 하는 생태공간 시설 구조.
제 8항에 있어서,
상기 정화필터(175)는 물이 흐르는 방향에 직교하도록 설치된 것을 특징으로 하는 생태공간 시설 구조.