KR101294715B1 - 도로의 비점오염물질 처리장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 강우시 도로에 빗물이 흐르면서 노면의 비점오염물질이 함유된 초기빗물을 식생에 의해 정화하고 비점오염물질 중 큰 입자의 이물은 별도로 분리하는 것에 의하여 시설의 유지관리가 용이함은 물론 식생을 이용한 다양한 형태의 문양을 재현하도록 조경하여 우수한 환경적 장식미를 도모하는 것을 제공하도록, 차도와 보도의 경계부분인 도로변에 매립 설치되고 사방 중 차도에 접하는 한쪽 측면으로 유입구가 구비되며 내부에 빗물을 수용토록 유입공간이 형성되는 본체와; 상기 본체의 내부에 길이방향을 따라 설치되고 상기 유입공간을 이물수집구역과 식생구역으로 구획하는 투수격벽과; 상기 투수격벽을 기준으로 상기 본체의 식생구역에 상하 적층된 구조를 이루고 상부에 다양한 식생식물이 식재되며 상기 유입구를 통해 유입된 빗물로부터 비점오염물질을 여과하는 식생여재층;을 포함하는 도로의 비점오염물질 처리장치를 제공한다.

Description

도로의 비점오염물질 처리장치{Nonpoint Source Contaminant Treatment Apparatus of Road}

본 발명은 도로의 비점오염물질 처리장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 강우시 도로에 빗물이 흐르면서 노면의 비점오염물질이 함유된 초기빗물을 식생에 의해 정화하고 비점오염물질 중 큰 입자의 이물은 별도로 분리하는 것에 의하여 시설의 유지관리가 용이함은 물론 식생을 이용한 다양한 형태의 문양을 재현하도록 조경하여 우수한 환경적 장식미를 도모하는 것이 가능한 도로의 비점오염물질 처리장치에 관한 것이다.

일반적으로 수질오염의 발생원은 크게 점오염원과 비점오염원으로 구분하는데, 점오염원과 비점오염원은 서로 상대적인 개념으로서, 점오염원은 생활하수나 공장폐수와 같이 오염물질의 유출경로가 명확한 장소에서 배출되는 오염원을 말하고, 비점오염원은 도시의 도로나 농지, 산지, 공사장 등에서 강우시 빗물과 함께 오염물질이 불특정하게 유출되는 오염원을 말한다.

따라서 점오염원은 유출경로가 명확하여 수집이 쉽고 강우 여부와는 무관하여 배출량에 큰 변동이 없으므로 계절에 따른 영향이 상대적으로 적은 만큼 연중 발생량 예측이 가능하여 관거 및 처리장 등 처리시설의 설계와 관리가 용이한 반면, 비점오염원은 불특정장소에서 강우시 유출되어 그 배출경로가 명확하게 구분되지 않기 때문에 수집이 어렵고 발생량이 강우량 등의 기상여건에 영향을 받으므로 처리시설의 설계 및 유지관리가 어려운 실정이다.

이러한 비점오염원 중에서 도시비점오염물질로는 도로 노면의 퇴적물과 대기오염물질 등이 있으며, 모두 강우시 빗물에 의해 쓸려 도로유출수를 처리하기 위해 도로변에 설치된 빗물받이로 유출되고, 이어 특별한 처리 없이 바로 하천 및 호소로 유입됨에 따라 수질오염에 의한 물고기의 집단 폐사나 저서생물의 서식처를 파괴하여 수생태계를 교란시키는 원인으로 작용한다.

아울러 최근 도시화로 인한 지역의 불투수성 재질을 갖는 설비(예를 들면, 아스팔트나 콘크리트 등)가 증가하여 강우시 토양으로 흡수되거나 증발하지 않고 계속해서 하천이나 호소로 배출되기 때문에 홍수의 위험이 높아지며 지하수로의 함양이 줄어들어 비강우시 하천의 건천화를 유발하는 등 문제점이 있었다.

상기한 문제로부터 비점오염물질을 처리하기 위한 종래의 기술로서, 한국등록특허 제806564호에는 유입되는 오염수에 포함되어 있는 오염물질을 저감시킬 수 있도록 수조몸체로 이루어진 처리시설로서, 수조몸체의 폭방향으로 설치되는 침강장치를 구비하되, 침강장치는 수조몸체의 바닥면과 이격높이를 두면서, 수직상태로 배치되는 적어도 하나 이상의 침사판을 포함하며, 침강장치는 침사판이 2열로 배치되어 앞에 위치하는 1열 침사판과 바로 뒤에 위치하는 2열 침사판으로 이루어지되, 1열 침사판 및 2열 침사판들이 각각 이루는 이격폭이 서로 엇갈리게 배열된 비점오염원 처리시설이 개발되어 있다.

또한 한국등록특허 제883436호에는 비점오염원에서 발생하는 낙석, 자갈, 부유물질뿐만 아니라 유기물질, 질소나 인 등의 비점오염물질을 정화하여 하천으로 흘려 보냄으로써 비점오염물질로 인한 수질오염의 방지를 통해 정수장에 유입되는 유기물질 부하를 줄일 수 있는 비점오염원 처리장치로서, 유입되는 우수 중의 이물질을 비중의 차이에 의해 분리하는 침전부와, 침전부로부터 유출되는 우수 중의 유기물을 제거하는 제 1생물막 처리부와, 제 1생물막 처리부로부터 유출되는 우수 중의 질소 및 인을 제거하는 제 2생물막 처리부를 구비하는 생물막을 이용한 비점오염원 처리장치가 개발되어 있다.

또한 한국등록특허 제912458호에는 우수의 흐름을 U자형으로 유도하여 유출시키는 제1침강조와; 상기 제1침강조의 외부에서 상기 제1침강조로 우수가 흘러들어오는 측벽 상부의 유수구멍에 맞추어 설치되며, 상기 우수에 포함된 기름 성분을 흡착시키고 걸러내는 제1필터부재와; 상기 유출수 정화처리시스템을 조성하고자 하는 지역의 하방으로 일정 크기의 수용공간을 파내 원지반을 다진 후 잡석다짐을 하고, 상기 조성한 수용공간의 바닥과 측벽을 다공성 재질에 의해 일정두께의 다공성 침조 구조로 형성하며, 상기 수용공간 내측의 하부와 측벽은 슬러지를 침강시키기 위해 여과부재를 덧대인 상태로 형성되어, 우수의 흐름을 U자형으로 유도하여 유출시키는 제2침강조와; 상기 제1침강조에서 상기 제2침강조로 우수가 흘러들어오는 측벽 상부의 유수구멍에 맞추어 설치되며, 상기 우수에 포함된 기름 성분을 흡착시키고 걸러내는 제2필터부재와; 하방으로의 우수 흐름을 U자형으로 유도하기 위해 중심을 가로지르도록 수직으로 일정깊이로 막는 상태로 형성되어, 상기 제1침강조 및 제2침강조 상부에 각각 씌워지도록 덮는 덮개와; 상대적으로 낮아 상기 제2침강조로부터 우수가 유출되는 부분에서의 상기 유출수 정화처리시스템을 조성하고자 하는 지역의 하방을 자연식생 저수구조로 완만하게 파내 기초를 다진 후, 상기 다진 기초의 상부를 식물종자나 근경의 식물종자층이 포함된 여과부재를 덧대인 상태로 여과부재부에 초화류를 식생시키므로써 상기 제2침강조로부터의 우수를 저수하고 저류로 흘리면서 생태적으로 정화시키는 생태정화조를 포함하여 구성되는 비점오염원 유출수정화처리시스템이 공지되어 있다.

그러나 상기한 종래기술은 대부분 침전과 여과와 같이 물리적 처리방법으로 한정되어 있어 빗물 중에 함유된 각종 유기물을 완전히 제거할 수 없으며, 일부 기술들은 넓은 시설을 설치할 면적의 토지를 수용하는데 어려움이 있고 시공비용이 많이 소요된다는 문제점이 있었다.

또한 종래의 비점오염물질 처리장치는 강우 시에 집수 되는 초기 빗물을 침전, 여과 등으로 정화하는 기술을 보여주고 있으나, 그와 같은 구조는 설비의 체적이 커야만 소기의 여과 효율이 보장되는 것이므로 도로변, 주차장 등에 배치하기가 어려운 문제점이 있었다.

이에 따라 협소한 공간에 설치가능한 기술로서 한국등록특허 제668479호에는 유출수가 외부 경사면을 거쳐 유입되도록 개구되어 있는 측면 상부의 유입구와 식물이 식재되고 덮개쇠망이 설치될 수 있도록 개구되어 있는 덮개면을 구비한 콘크리트 박스와; 상기 콘크리트 박스 내부에 채워져 유출수가 통과되면서 정화되도록 하는 토양 여재층과; 상기 콘크리트 박스의 중공부내에서 처리된 유출수를 수집하여 공공수역으로 이송하는 제 1 유공배수관과; 상기 제 1 유공배수관을 통해 이송되지 못한 유출수가 지하로 침투될 수 있도록 콘크리트 박스 저면의 양면으로 유공이 노출되게 매설되는 제 2 유공배수관 및 유출수가 비점오염물질 처리구조물의 처리량 이상으로 유입되었을 때 유입구 또는 콘크리트 박스 덮개면 상부로 유출수가 넘치는 현상을 방지하기 위해 상기 콘크리트 박스의 중공부에 설치되고 말단이 토양 여재층의 표면 위로 돌출되도록 형성하여 공공수역으로 유출수를 이송케 하는 바이패스관으로 구성된 것을 특징으로 하는 비점오염물질 처리시스템이 공지되어 있다.

그러나 상기한 종래의 비점오염물질 처리시스템은 설비 후 계속해서 반복적인 여과작용으로부터 오염물질이 축적되어 막히기 때문에 매번 오염물질을 제거해야만 하는 작업의 곤란성이 있음은 물론 설비의 효용성이 떨어지고, 결국 여재를 교체해야만 하는 경우 나무를 캐야하기 때문에 여재의 교체작업이 어려움은 물론 나무에 의해 표현할 수 있는 조경으로는 미관에 한계가 있으며, 오염물질 중 협잡물(쓰레기, 부유물 등)과 같은 거대입자의 이물이 설비시설에 쌓이게 되어 여과효율이 떨어지고 아주 빈번히 청소를 해야만 하는 번거로움이 있었다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 도로의 비점오염물질이 함유된 초기빗물을 정화하도록 자갈 또는 화산석과 함께 잔디가 식재된 식생수단을 설치하여 구성하므로, 다양한 형태의 문양을 재현토록 조경할 수 있어 미관상 우수한 환경적 장식미를 제공함은 물론 빗물을 토양에 의한 미생물 분해 및 식물에 의해 자연 분해하여 정화효율을 높이고 여재의 교체작업에 대한 작업의 편의성을 도모할 수 있는 도로의 비점오염물질 처리장치를 제공하는데, 그 목적이 있다.

뿐만 아니라, 본 발명은 비점오염물질을 함유한 초기빗물을 정화할 식생공간과는 별도로 비점오염물질 중 협잡물처럼 입자가 큰 이물이 수집될 수 있는 공간을 구획하여 구성하므로, 빗물을 여과하는 식생공간의 막힘 현상을 미연에 방지하여 시설의 유지 및 관리에 편의성을 제공하고 식생에 의한 여과효율을 높임은 물론 시설의 효용성을 높일 수 있는 도로의 비점오염물질 처리장치를 제공하기 위한 것이다.

본 발명에 따른 도로의 비점오염물질 처리장치는 차도와 보도의 경계부분인 도로변에 매립 설치되고 사방 중 차도에 접하는 한쪽 측면으로 유입구가 구비되며 내부에 빗물을 수용토록 유입공간이 형성되는 본체와; 상기 본체의 내부에 길이방향을 따라 설치되고 상기 유입공간을 이물수집구역과 식생구역으로 구획하는 투수격벽과; 상기 투수격벽을 기준으로 상기 본체의 식생구역에 상하 적층된 구조를 이루고 상부에 다양한 식생식물이 식재되며 상기 유입구를 통해 유입된 빗물로부터 비점오염물질을 여과하는 식생여재층;을 포함하여 이루어진다.

상기 본체에는 개방된 상부에 설치되고 외부로부터 햇빛과 공기가 통하여 식생식물의 성장시키거나 보호하는 그레이팅덮개가 구비된다.

또한 상기 본체와 차도의 사이에 설치되고 차도로부터 빗물이 통과되어 상기 유입공간으로 유입될 수 있도록 상기 유입구에 대응하여 연통하는 관통공이 형성된 경계석을 더 포함하여 구성하는 것도 가능하다.

상기 투수격벽은 상기 본체의 길이방향을 따라 길게 연장하여 “│”형상의 단면형상으로 형성하는 것도 가능하고, 상기 본체의 길이방향을 따라 연장된 양쪽 끝단이 전방을 향해 직각으로 연장하여 “ㄷ”형상의 단면형상으로 형성하는 것도 가능하다.

상기 투수격벽은 연속 또는 독립된 공극을 다량 포함하여 투수성이 우수한 재질인 포러스 콘크리트로 형성한다.

상기 식생여재층은 상부에 다양한 식생식물이 식재되는 식생층과, 상기 식생층의 하부에 구비되어 빗물을 1차적으로 여과하는 식생토양층과, 상기 식생토양층의 하부에 구비되어 빗물을 재차 여과하는 화산석층으로 구성된다.

상기 식생여재층의 식생층은 잔디와 자갈 또는 화산석을 이용하여 다양한 형태의 문양을 재현토록 조경가능하게 형성된다.

그리고 상기 본체의 식생구역에는 상기 식생여재층의 하부에 구비되고 상기 식생여재층을 거쳐 여과된 빗물이 유입되며 일정수위까지 저류 상태를 유지할 수 있도록 형성되는 빗물저류조를 더 포함하여 구성하는 것도 가능하다.

상기 빗물저류조의 내부 상측에 설치되고 지속적인 빗물의 유입으로 만수위 상태를 이룰 경우 빗물받이 시설을 향해 빗물을 배출하는 유출관이 형성된다.

본 발명에 따른 도로의 비점오염물질 처리장치에 의하면, 강우시 도로의 비점오염물질과 함께 유입되는 빗물로부터 비점오염물질 중 입자가 큰 이물과 미세한 입자의 유기물을 각각 처리하여 빗물을 정화할 수 있도록 이물수집구역과 식생구역으로 내부 공간을 구획하는 투수격벽을 구성함으로써, 비점오염물질 중 유기물을 토양에 의한 미생물 분해 및 식물에 의해 자연분해하여 빗물의 정화효율을 극대화하고, 이물수집구역으로부터 이물이 제거된 빗물을 여과하여 식생구역의 막힘 현상을 미연에 방지하므로 시설유지 및 관리의 편의성을 제공함은 물론 식생에 의한 여과효율 및 시설의 효용성을 극대화할 수 있는 효과를 얻는다.

뿐만 아니라, 본 발명에 따른 도로의 비점오염물질 처리장치는 식생식물인 잔디와 함께 자갈 또는 화산석을 이용하여 상부에 식생층을 구성함으로써, 다양한 형태의 문자나 문양으로 조경하여 문자화 및 형상화를 재현하기 때문에 메시지를 전달할 수 있음은 물론 미관상 우수한 환경적인 장식미를 제공할 수 있는 효과가 있다.

또한, 본 발명에 따른 도로의 비점오염물질 처리장치는 상부에 잔디 등이 식재된 식생층을 쉽게 걷어낸 후 여재에 대한 교체작업이 가능하도록 구성함으로써, 작업의 편의성을 도모하고 유지관리비용을 절감하여 경제성을 향상시키며 작업의 효율성을 극대화할 수 있는 효과가 있다.

도 1은 본 발명에 따른 일실시예를 나타내는 분리사시도.
도 2는 본 발명에 따른 일실시예를 나타내는 단면도.
도 3의 (a),(b)는 각각 본 발명에 있어서 투수격벽의 제1실시예 및 제2실시예가 적용된 상태를 나타내는 평단면도.
도 4는 본 발명의 처리장치를 도로변에 적용한 상태를 개략적으로 나타내는 개념도.

본 발명은 차도와 보도의 경계부분인 도로변에 매립 설치되고 사방 중 차도에 접하는 한쪽 측면으로 유입구가 구비되며 내부에 빗물을 수용토록 유입공간이 형성되는 본체와; 상기 본체의 내부에 길이방향을 따라 설치되고 상기 유입공간을 이물수집구역과 식생구역으로 구획하는 투수격벽과; 상기 투수격벽을 기준으로 상기 본체의 식생구역에 상하 적층된 구조를 이루고 상부에 다양한 식생식물이 식재되며 상기 유입구를 통해 유입된 빗물로부터 비점오염물질을 여과하는 식생여재층;을 포함하는 도로의 비점오염물질 처리장치를 기술구성의 특징으로 한다.

또한, 상기 본체에는 개방된 상부에 설치되고 외부로부터 햇빛과 공기가 통하여 식생식물의 성장시키거나 보호하는 그레이팅덮개를 포함하는 도로의 비점오염물질 처리장치를 기술구성의 특징으로 한다.

또한, 상기 본체와 차도의 사이에 설치되고 차도로부터 빗물이 통과되어 상기 유입공간으로 유입될 수 있도록 상기 유입구에 대응하여 연통하는 관통공이 형성된 경계석을 더 포함하는 도로의 비점오염물질 처리장치를 기술구성의 특징으로 한다.

또한, 상기 투수격벽은 상기 본체의 길이방향을 따라 길게 연장하여 “│”형상의 단면형상으로 형성되는 도로의 비점오염물질 처리장치를 기술구성의 특징으로 한다.

또한, 상기 투수격벽은 상기 본체의 길이방향을 따라 연장된 양쪽 끝단이 전방을 향해 직각으로 연장하여 “ㄷ”형상의 단면형상으로 형성되는 도로의 비점오염물질 처리장치를 기술구성의 특징으로 한다.

또한, 상기 투수격벽은 연속 또는 독립된 공극을 다량 포함하여 투수성이 우수한 재질인 포러스 콘크리트로 형성하는 도로의 비점오염물질 처리장치를 기술구성의 특징으로 한다.

또한, 상기 식생여재층은 상부에 다양한 식생식물이 식재되는 식생층과, 상기 식생층의 하부에 구비되어 빗물을 1차적으로 여과하는 식생토양층과, 상기 식생토양층의 하부에 구비되어 빗물을 재차 여과하는 화산석층을 포함하는 도로의 비점오염물질 처리장치를 기술구성의 특징으로 한다.

또한, 상기 식생여재층의 식생층은 잔디와 자갈 또는 화산석을 이용하여 다양한 형태의 문양을 재현토록 조경가능하게 형성되는 도로의 비점오염물질 처리장치를 기술구성의 특징으로 한다.

또한, 상기 본체의 식생구역에는 상기 식생여재층의 하부에 구비되고 상기 식생여재층을 거쳐 여과된 빗물이 유입되며 일정수위까지 저류 상태를 유지할 수 있도록 형성되는 빗물저류조를 더 포함하는 도로의 비점오염물질 처리장치를 기술구성의 특징으로 한다.

또한, 상기 빗물저류조의 내부 상측에 설치되고 지속적인 빗물의 유입으로 만수위 상태를 이룰 경우 빗물받이 시설을 향해 빗물을 배출하는 유출관을 포함하는 도로의 비점오염물질 처리장치를 기술구성의 특징으로 한다.

다음으로 본 발명에 따른 도로의 비점오염물질 처리장치의 바람직한 실시예를 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.

먼저 본 발명에 따른 도로의 비점오염물질 처리장치의 일실시예는 도 1 내지 도 4에 나타낸 바와 같이, 본체(10)와, 투수격벽(20)과, 식생여재층(30)을 포함하여 이루어진다.

상기 본체(10)는 도 1 및 도 2에 나타낸 바와 같이, 상자형상으로 이루어지고, 상부가 개방된 상태로 형성되며 차도(2)와 보도(3)의 경계부분인 도로변에 매립하여 설치된다.

상기 본체(10)의 내부에는 도로로부터 이동된 빗물을 수용할 수 있도록 충분한 넓이를 갖는 유입공간(13)이 형성된다.

상기 본체(10)는 외부로부터 상기 유입공간(13)을 향해 관통된 유입구(11)가 구비된다. 즉, 상기 본체(10)의 둘레를 이루는 사방의 사면 중 차도(2)에 접하는 한쪽 측면의 상단으로 유입구(11)를 구비하여 상기 유입공간(13)을 향해 빗물이 자연히 유입되도록 구성한다.

상기 본체(10)는 콘크리트 또는 합성수지를 재료로 구성된다. 바람직하게는, 보다 강한 내구성을 형성토록 콘크리트를 재료로 적용하여 구성하는 것이 바람직하다.

상기 본체(10)의 개방된 상부에는 그레이팅덮개(19)가 안치하여 결합 설치된다.

상기 그레이팅덮개(19)는 상기 본체(10)의 상면을 덮어 상기 유입공간(13)에 위치한 식생식물(예를 들면, 잔디, 클로버 등)을 비롯한 처리장치의 내부 구성을 보호함은 물론 상기 그레이팅덮개(19)는 다수의 구멍이 형성된 형태로서 외부로부터 햇빛과 공기가 통하기 때문에 식생식물을 성장시킨다.

상기 그레이팅덮개(19)는 일반적으로 도로변이나 주차장 등에서 사용하는 철재의 다양한 그레이팅의 구조를 적용하여 실시하는 것이 가능하므로 상세한 설명은 생략한다.

상기 본체(10)와 차도(2)의 사이 즉, 상기 유입구(11)의 전방에는 일반적으로 차도(2)와 보도(3)를 구분하도록 설치되는 경계구조물과 동일한 위치 및 형상으로 계속해서 연계하여 설치되는 경계석(40)을 더 포함하여 구성하는 것도 가능하다.

상기 경계석(40)에는 차도(2)로부터 상기 유입공간(13)으로 빗물이 통과되어 유입될 수 있도록 상기 유입구(11)에 대응하여 연통하는 관통공(41)이 형성된다.

상기 경계석(40)의 재질이나 외형은 통상적으로 차도(2)와 보도(3)를 구분하도록 구비된 경계구조물과 동일한 구조로 사용한다.

도면에 나타내지는 않았지만 상기 본체(10)는 보도가 없는 차도(예를 들면, 고속도로 등)의 도로변에 설치하는 것도 가능하다.

상기와 같이 차도(2)만 있는 도로변에 상기 본체(10)가 설치되는 경우 상부 개방된 부분 즉, 상기 그레이팅덮개(19)를 통해 빗물이 유입될 수 있도록 설치하는 것이 가능하다. 즉, 상기 본체(10)의 사방 측면이 모두 동일한 높이를 이루고 상부에 상기 그레이팅덮개(19)가 안착하여 설치고정된 구조를 이룬다.

상기 투수격벽(20)은 도 2 및 도 3에 나타낸 바와 같이, 상기 본체(10)의 내부에 길이방향을 따라 설치되고 상기 유입공간(13)을 2개의 구역 즉, 이물수집구역(15)과 식생구역(17)으로 구획하도록 형성된다.

상기 투수격벽(20)은 상기 본체(10)에 형성된 상기 유입구(11)의 높이와 동일수평선상의 높이를 이루도록 형성하는 것도 가능하고, 상기 유입구(11)의 높이보다 낮은 높이를 이루도록 형성하는 것도 가능하다.

예를 들면, 상기 본체(10)의 유입공간(13)으로 유입된 빗물은 상기 이물수집구역(15)으로 먼저 유입되는데, 상기 이물수집구역(15)에서 만수위를 이뤄 오버플로우될 경우 상기 유입구(11)를 통해 역으로 배출되는 현상을 방지하고 상기 투수격벽(20)의 높이를 상기 유입구(11)의 높이보다 같거나 낮게 설정함에 따라 상기 투수격벽(20)의 상측으로 오버플로우되어 상기 식생구역(17)에 빗물이 공급되도록 형성한다.

상기 투수격벽(20)은 도 3에 나타낸 바와 같이, 상기 본체(10)의 유입공간(13)에 “│”형상, “ㄷ”형상 등의 단면을 가지는 형상으로 성형제작하여 설치된다.

상기 투수격벽(20)은 상기 본체(10)로부터 분리가능한 결합구조로 구성하는 것이 가능하다. 즉, 상기 투수격벽(20)은 지속적인 사용으로부터 교체가 필요한 경우 분리 후 새로 결합할 수 있도록 구성하는 것이 바람직하다.

상기 투수격벽(20)의 제1실시예는 도 3의 (a)에 나타낸 바와 같이, 상기 본체(10)의 길이방향을 따라 길게 연장하여 “│”형상의 단면형상을 가지도록 형성한다.

예를 들면, 상기 본체(10)의 내부 폭 길이에 대응하는 길이를 이루며 양쪽 끝단이 상기 본체(10)의 내면에 접하도록 “│”형상의 단면으로 성형하여 적용된다.

상기 투수격벽(20)의 제2실시예는 도 3의 (b)에 나타낸 바와 같이, 상기 본체(10)의 길이방향을 따라 연장된 양쪽 끝단이 전방을 향해 직각으로 연장하여 “ㄷ”형상의 단면형상을 가지도록 형성한다.

예를 들면, 상기 본체(10)의 내부 폭 길이보다 짧은 길이를 이루고 양쪽 끝단이 전방을 향해 연장한 후 상기 본체(10)의 내면에 접하도록 “ㄷ”형상의 단면으로 성형하여 적용된다.

상기와 같이 투수격벽(20)을 제2실시예로 구성하게 되면, 상기 이물수집구역(15)의 공간을 좁히는 반면, 상기 식생구역(17)의 공간을 넓힐 수 있으므로 빗물의 정화효율 및 조경의 다양성을 도모하는 것이 가능하다.

상기 투수격벽(20)은 연속 또는 독립된 공극을 다량 포함한 재질로서 포러스 콘크리트를 사용하여 제조한다.

상기에서처럼 포러스 콘크리트를 사용하여 상기 투수격벽(20)을 구성하는 것에 의하여, 다공성과 투수성이 우수하기 때문에 상기 이물수집구역(15)으로 유입된 빗물이 상기 식생구역(17)을 향해 스며들어 원활한 이동성을 제공하는 것이 가능하다.

상기 이물수집구역(15)은 상기 투수격벽(20)에 의해 구획된 상기 유입공간(13) 중 빗물이 가장 먼저 유입되는 공간으로서, 상기 유입구(11)가 구비된 방향의 한쪽 부분에 형성된다.

상기 이물수집구역(15)에서는 상기 유입구(11)를 통해 유입된 빗물 중 입자크기가 큰 협잡물(쓰레기, 부유물 등)을 가라앉혀 모으는 역할을 수행한다.

상기 이물수집구역(15)은 지역적 특성에 의해 협잡물의 수집량이 많은 지역에는 상기 식생구역(17)과 동일한 깊이 혹은 더 깊은 깊이로 형성하는 것도 가능하고, 협잡물의 수집량이 적은 지역에는 상기 식생구역(17)의 깊이보다 낮은 깊이로 형성하는 것도 가능하다.

상기 식생구역(17)은 상기 식생여재층(30)이 구비되어 상기 이물수집구역(15)으로부터 이동된 빗물을 여과 및 정화하는 역할을 수행한다.

상기 식생여재층(30)은 도 2에 나타낸 바와 같이, 상기 투수격벽(20)을 기준으로 상기 본체(10)의 식생구역(17)에 상하 적층된 구조를 이루고 상부에 다양한 식생식물이 식재되며 상기 유입구(11)를 통해 유입된 빗물로부터 비점오염물질을 여과흡착 및 미생물에 의한 정화가 진행될 수 있도록 구성되는 것으로서, 식생층(31)과 식생토양층(33) 및 화산석층(35)으로 구성한다.

상기 식생층(31)은 상부에 다양한 식생식물이 식재되어 위치하는 것으로, 식재된 식생식물의 뿌리를 통해 토양에 부착된 유기물 등을 분해한다.

상기 식생여재층(30)의 식생층(31)은 잔디와 자갈 또는 화산석을 이용하여 다양한 형태의 문양을 재현토록 조경가능하게 형성된다.

예를 들면, 상기 식생층(31)의 식생식물인 잔디를 이용하여 표현코자하는 문자나 문양(로고 등)을 이루도록 식재하고 그 주변공간에는 자갈 또는 화산석을 이용하여 채우므로 상기 식생층(31)을 조경하는 것이 가능하고, 반대로 자갈 또는 화산석을 이용해 문자나 문양을 표현하고 남은 주변공간에 식생식물인 잔디를 채워 상기 식생층(31)의 조경을 완성토록 형성하는 것도 가능하다.

상기와 같이 식생층(31)을 조경하는 것에 의하여, 다양한 환경조성이 가능하고 미관상 우수한 환경적 장식미를 제공하는 것이 가능하다.

상기 식생토양층(33)은 상기 식생층(31)의 하부에 구비되어 상기 이물수집구역(15)으로부터 유입된 빗물을 1차적으로 여과한다.

상기 식생토양층(33)은 마사토로 구성된다. 여기서, 상기 식생토양층(33)을 이루는 마사토란 화강암이 풍화되어 생긴 흙으로서, 배수성과 통기성이 좋아서 밭작물이나 조경수식재, 양생화, 분재, 화분 등에 많이 사용되고, 그 중에서도 돌가루와 비슷한 상태의 흙을 백마사라고 하며, 본 발명의 상기 식생토양층(33)에 사용되는 마사토는 백마사이다.

백마사는 점토성분이 거의 포함되지 않은 돌가루와 비슷한 상태의 흙으로, 배수성이 뛰어나고 흙속의 산소함유량이 높으며 화분에 사용할 때는 마사토와 부엽토를 7대3 정도로 배합하여 사용되며, 세근(잔뿌리)이 빨리 나오고 착근 형성이 용이하여 소나무 이식이나 정원수 식재 및 장뇌삼 이식과 인삼의 종자파종에 사용되고, 특히 배수성이 뛰어나고 부서진 면이 각지지 않고 부드러워 학교운동장이나 마당, 테니스장 등에 사용된다.

상기 식생토양층(33)은 상기 식생구역(17)의 상부에서 0.2~0.3m의 깊이를 이루도록 형성하는 것이 바람직하다.

상기 식생여재층(30)의 화산석층(35)은 상기 식생토양층(33)의 하부에 구비되어 빗물을 재차 여과하는 것으로서, 화산석으로 구성된다.

상기 화산석층(35)의 화산석은 화산재의 일종으로 고온의 화산열에 의하여 점토가 타서 생겨난 것으로 화산에 의해 형성된 지형에서 발견될 수 있는데, 우리나라의 경우 화산섬인 제주도에서 쉽게 발견된다.

일반적으로 화산석은 상온에서 음이온을 발생시키며, 상온(40℃이하)에서 92%이상의 적외선을 방사하는 이상적인 천연물질로 알려져 있다. 화산석은 다공질로 흡수성과 통기성이 다른 암석보다 우수하며, 화산석의 내화도는 1120~1210℃이고, 흡수율은 17.7~32.5%, 마모율은 47.25~67.22%라고 알려져 있다. 즉, 화산석은 내화도와 흡수율 및 마모율이 일반 자갈이나 모래보다 상대적으로 높다.

또한 화산석은 주로 산화규소와 산화알루미늄 및 산화철로 이루어지고 이산화티타늄을 포함한다. 이산화티타늄은 화산석에 3~7%가 존재하며, 광촉매작용을 수행하는데, 이산화티타늄의 광촉매작용에 의해 활성산소가 생성되며, 이러한 활성산소는 대기오염물질과 수질오염물질 및 악취물 등을 산화분해한다. 이산화티타늄의 광촉매작용에 따라 화산석은 향균, 살균, 탈취 및 유기물분해 기능 등을 반영구적으로 가진다.

또 화산석은 습도가 높으면 수분을 흡수하며, 습도가 낮으면 수분을 배출하여 인위적인 장치 없이도 자연적으로 습도조절을 할 수 있고, 화산석이 수족관에 투입되면 수족관에는 이끼가 생기지 않으며, 상처 난 물고기의 상처 치유능력도 향상되고, 식물의 화분에 투입되면 일반적인 식물의 생존기간보다 오래 생존하며, 화산석을 냉장고에 넣어 놓으면 냉장고의 악취가 제거되는 탈취기능을 갖는다.

상기 화산석층(35)은 상기 식생토양층(33)의 하부에 0.3~0.4m의 깊이를 이루도록 형성하는 것이 바람직하다.

상기 본체(10)의 식생구역(17)에는 상기 식생여재층(30)을 거쳐 여과된 빗물이 유입되며 일정수위까지 저류 상태를 유지할 수 있도록 형성되는 빗물저류조(37)를 더 포함하여 구성한다.

상기 빗물저류조(37)는 상기 식생여재층(30)의 하부 즉, 상기 화산석층(35)의 하부에 설치된다.

도면에 나타내지는 않았지만 상기 빗물저류조(37)는 상기 본체(10)의 외측 즉, 상기 본체(10)의 외부 하면에 연통하도록 위치하여 더 많은 수위의 빗물을 저류 상태로 유지할 수 있도록 상대적으로 큰 용량으로 구성하는 것도 가능하다.

상기 빗물저류조(37)는 콘크리트를 재료로 사용하여 구조물을 형성하는 콘크리트 형의 빗물저류조를 적용하여 구성하는 것도 가능하고, 플라스틱을 재료로 사용한 구조물에 방수시트를 씌운 형태로 형성하는 플라스틱 형의 빗물저류조로 구성하는 것도 가능하다. 바람직하게는, 처리장치의 설비위치 즉, 토압과 차량통행 등의 지반을 고려하여 콘크리트 형의 빗물저류조(37)를 적용하는 것이 바람직하다.

상기 빗물저류조(37)는 현장에서 조립하여 시공할 수 있도록 블록형으로 형성하고, PC콘크리트 공법을 사용하여 시공하는 것이 바람직하다.

상기 빗물저류조(37)에는 계속해서 저류되는 빗물을 외부로 배출할 수 있도록 도로마다 설치된 별도의 빗물받이(5) 시설과 연결되는 유출관(38)을 포함하여 구성된다.

상기 유출관(38)은 도 2에 나타낸 바와 같이, 상기 빗물저류조(37)의 내부 상측에 설치되고 지속적인 빗물의 유입으로 만수위 상태를 이룰 경우 상기 빗물받이(5) 시설을 향해 빗물을 배출토록 형성된다.

예를 들면, 도 4에서처럼 일반적으로 도로상에 설치되는 상기 빗물받이(5) 시설은 100m간격을 두고 설치되는데, 그 사이에 10~20m간격으로 본 발명의 처리장치를 설치하고 상기 유출관(38)을 통해 상기 빗물저류조(37)와 상기 빗물받이(5) 시설을 서로 연결하여 상기 빗물저류조(37) 내에 저류된 빗물을 유출한다.

다음으로 본 발명에 바람직한 실시형태에 따른 도로의 비점오염물질 처리장치의 작동관계를 살펴본다.

먼저 강우시 빗물은 도로의 비점오염물질과 함께 혼합된 상태로 도로변을 향해 흘러 처리장치의 내부로 유입되는데, 빗물은 경계석(40)의 관통공(41)을 거쳐 유입구(11)를 통해 본체(10)의 유입공간(13)으로 유입된다.

이때 빗물은 상기 유입공간(13) 중 상기 유입구(11)에 근접한 이물수집구역(15)에 유입되고, 상기 이물수집구역(15)에서는 빗물과 함께 혼합상태를 유지하는 비점오염물질 중에서 입자가 큰 협잡물이 가라앉으면서 자연히 분리된다.

이어 상기 이물수집구역(15)으로부터 큰 입자의 비점오염물질이 분리된 빗물은 투수격벽(20)의 공극을 통해 식생구역(17)으로 이동하거나 상기 유입구(11)로부터 계속해서 유입되는 빗물에 의해 상기 투수격벽(20)의 상단으로 오버플로우되면서 상기 식생구역(17)에 공급된다.

여기서 상기 식생구역(17)으로 공급된 빗물은 식생여재층(30)의 식생층(31)과 식생토양층(33) 및 화산석층(35)을 순서대로 거치면서 여과흡착 및 정화가 진행되어 비점오염물질로부터 빗물을 정화한다.

이처럼 정화된 빗물은 빗물저류조(37) 내에 유입되면서 저류되고, 상기 빗물저류조(37)를 통해 일정 수위만큼 저류된 상태를 유지하던 빗물은 유출관(38)에 의해 빗물받이(5) 시설로 유출된다.

이 후 상기 이물수집구역(15)에서 분리된 협잡물은 외부에서 흡입하는 작업을 통해 제거하여 시설을 유지한다.

즉, 상기와 같이 구성되는 본 발명에 따른 도로의 비점오염물질 처리장치에 의하면, 강우시 도로의 비점오염물질과 함께 유입되는 빗물로부터 비점오염물질 중 입자가 큰 이물과 미세한 입자의 유기물을 각각 처리하여 빗물을 정화할 수 있도록 이물수집구역과 식생구역으로 내부 공간을 구획하는 투수격벽을 구성함으로써, 비점오염물질 중 유기물을 토양에 의한 미생물 분해 및 식물에 의해 자연분해하여 빗물의 정화효율을 극대화하고, 이물수집구역으로부터 이물이 제거된 빗물을 여과하여 식생구역의 막힘 현상을 미연에 방지하므로 시설유지 및 관리의 편의성을 제공함은 물론 식생에 의한 여과효율 및 시설의 효용성을 극대화하는 것이 가능하다.

뿐만 아니라, 본 발명은 식생식물인 잔디와 함께 자갈 또는 화산석을 이용하여 상부에 식생층을 구성함으로써, 다양한 형태의 문자나 문양으로 조경하여 문자화 및 형상화를 재현하기 때문에 메시지를 전달할 수 있음은 물론 미관상 우수한 환경적인 장식미를 제공하는 것이 가능하다.

또한, 본 발명은 상부에 잔디 등이 식재된 식생층을 쉽게 걷어낸 후 여재에 대한 교체작업이 가능하도록 구성함으로써, 작업의 편의성을 도모하고 유지관리비용을 절감하여 경제성을 향상시키며 작업의 효율성을 극대화하는 것이 가능하다.

상기에서는 본 발명에 따른 도로의 비점오염물질 처리장치의 바람직한 실시예에 대하여 설명하였지만, 본 발명은 이에 한정되는 것이 아니고 특허청구범위와 발명의 상세한 설명 및 첨부한 도면의 범위 안에서 여러가지로 변형하여 실시하는 것이 가능하고, 이 또한 본 발명의 범위에 속한다.

2 : 차도 3 : 보도 5 : 빗물받이
10 : 본체 11 : 유입구 13 : 유입공간
15 : 이물수집구역 17 : 식생구역 19 : 그레이팅덮개
20 : 투수격벽 30 : 식생여재층 31 : 식생층
33 : 식생토양층 35 : 화산석층 37 : 빗물저류조
38 : 유출관 40 : 경계석 41 : 관통공

Claims (10)

1. 차도와 보도의 경계부분인 도로변에 매립 설치되고 사방 중 차도에 접하는 한쪽 측면으로 유입구가 구비되며 내부에 빗물을 수용토록 유입공간이 형성되는 본체와;
   상기 본체의 내부에 길이방향을 따라 설치되고 상기 유입공간을 이물수집구역과 식생구역으로 구획하는 투수격벽과;
   상기 투수격벽을 기준으로 상기 본체의 식생구역에 상하 적층된 구조를 이루고 상부에 다양한 식생식물이 식재되며 상기 유입구를 통해 유입된 빗물로부터 비점오염물질을 여과하는 식생여재층;을 포함하여 이루어지되,
   상기 본체의 식생구역에는 상기 식생여재층의 하부에 구비되고 상기 식생여재층을 거쳐 여과된 빗물이 유입되며 일정수위까지 저류 상태를 유지할 수 있도록 형성되는 빗물저류조가 형성되며,
   상기 빗물저류조의 내부 상측에 설치되고 지속적인 빗물의 유입으로 만수위 상태를 이룰 경우 빗물받이 시설을 향해 빗물을 배출하는 유출관을 포함하여 이루어지고,
   상기 식생여재층은 상부에 다양한 식생식물이 식재되는 식생층과, 상기 식생층의 하부에 구비되어 빗물을 1차적으로 여과하는 식생토양층과, 상기 식생토양층의 하부에 구비되어 빗물을 재차 여과하는 화산석층을 포함하여 이루어지며,
   상기 투수격벽은 연속 또는 독립된 공극을 다량 포함하여 투수성이 우수한 재질인 포러스 콘크리트로 이루어지는 것을 특징으로 하는 도로의 비점오염물질 처리장치.
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