KR101354398B1 - 빗물을 재활용하기 위한 도로 경계석구조 - Google Patents

Abstract

본 발명은 빗물을 재활용하기 위한 경계석 구조에 관한 것으로서 경계석에 관통홈을 형성하고 유입방지턱을 끼울 수 있도록 하는데 비가올 때 처음 도로에 흐르는 빗물은 하수관을 통해 이물질과 함께 쓸려간후 어느 정도 깨끗한 빗물만 유입될 수 있도록 유입방지턱은 바닥으로부터 이격된 턱을 가지고 있으며 지하의 저수조와 관통홈을 연결하여 저수조에 빗물을 저장하여 주위의 초목의 생장에 필요한 물을 공급하고 도로가 건조하고 온도가 높을 때 수분을 제공한다.

Description

빗물을 재활용하기 위한 도로 경계석구조{STRUCTURE OF ROAD BORDER}

본 발명은 빗물을 활용하기 위한 도로 경계석 및 저수장치에 관한 것이다.

본 발명은 빗물을 활용하기 위한 도로 경계석 및 제조방법에 관한 것이다. 차도의 경우 투수성이 없는 아스팔트 콘크리트 또는 시멘트 콘크리트로 이루어진 도로 포장체가 포장되어 있고, 보도의 경우는 최근 수해예방과 생태계 복원을 위하여 다양한 투수성 콘크리트를 이용하여 보도포장을 하고 있지만 이 경우에도 설치 초기에는 신속한 투수(透水)가 되지만 시간이 흐름에 따라 미세먼지와 부유물질들이 투수콘크리트의 공극사이를 메꾸어 버리어 투수 기능을 상실하게 된다.

따라서 강우시 도시지역에 내리는 빗물의 대부분은 지표면 아래의 토양으로 침투되지 못하고 우수관거나 하수관거를 통하여 하천으로 직접 유입되거나, 하수처리장으로 유입되어 처리되고 있다.

결과적으로 지중으로 스며드는 물의 비중이 저조하여 지하수가 고갈되고, 폭우시 하천에의 물 유입이 가속화됨에 따라 하천의 범람을 일으키게 되며, 땅속에 미생물이 서식하지 못하여 가로수가 잘 자라지 못하는 등 자연 환경 보존 측면에서 여러가지 문제점이 있었다.

이러한 문제점을 해결하기 위한 일 방편으로 빗물 재활용을 위한 다양한 기술들이 개발되어 있는데 이러한 일례로서, 대한민국 특허공개 2007-0050193호에는 장시간의 강우, 폭우, 집중호우 등으로 인하여 강우량이 많을 경우에 하수관거나 우수관거의 과부하로 인한 빗물의 역류, 하천의 범람, 표면침하 등의 피해를 방지하고자 하는 빗물 처리 시스템이 개시되어 있고, 실용신안등록 제0398164호에는 우천시 오염물질이 상당량 포함된 초기 빗물을 배제하고 이후 빗물을 저수 처리하여, 재활용 용수로 공급할 수 있도록 하는 초기 빗물처리장치가 개시되어 있고, 대한민국 특허공개 2002-0050189호에는 오염지역 및 개발지역에서 유출하는 초기 강우 유출수를 무동력으로 자동적 선착순 분리하여 저류지에 필요한 기간까지 저장하면서 침전, 여과 흡착 방법 등으로 오염물질을 정화한 후 천천히 방류함으로서 첨두 유출량을 줄여 홍수를 예방하며 방류수역의 수질을 개선하고 나아가 빗물을 중수도로 사용할 수 있도록 한 빗물 정화장치 및 방법이 개시되어 있고, 대한민국 공개특허10-0909352호에는 빗물을 복합적으로 처리하여 재활용 하는 방법들이 개시되어 있다.

이러한 장치들은 빗물을 한곳으로 집중하여 모아 복잡한 처리과정을 거쳐 재활용 하는데 초기 설치비용과 유지관리비가 많이 소요되며, 또한 강우는 도시 전체에 내리고 도로는 높낮이가 있기 때문에 기존의 처리 체계로는 폭우시 넓은 지역에서 발생되는 수해를 방지하기에는 한계가 있으며, 빗물을 넓은 지역의 토양으로 분산 침투시키거나 분산 저수하여 지하 생태계를 복원하거나, 다양한 목적으로 재활용하기에는 한계가 있다.

또한 최근에 도로변에 내리는 빗물들을 효율적으로 넓은 지역에 투수시키기 위하여, 빗물이 모여 하수관로로 흘러가도록 수로 역할을 하는 도로 경계석 자체를 투수성 재질로 만든다거나 도로 경계석에 관통홀을 뚫어서 빗물이 소통될 수 있도록 하고 있는데, 투수성 경계석의 경우 투수의 효율성은 높은 반면, 경계블록 전면에 걸쳐 빗물을 토양에 침투시키고자 하는 것이 목적이기 때문에 빗물을 모아 재활용 하는 기능은 없는 것이며, 도시화와 산업화가 진행된 도심지내의 도로 포장면을 따라 흐르는 빗물의 경우 대부분 유류 또는 유류방울들이 빗물에 포함되어 있고, 더욱이 미세 중금속 과 먼지, 용해성의 유기물, 질소 및 인과 같은 토양 과 수질오염에 치명적인 물질들이 아무런 제거 장치 없이 토양으로 침투된다는 것이다.

본 발명은 상기한 바와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 집중호우시 도로변에 기름막이나 부유물질등과 같은 오염물질등은 제거된 상태에서 빗물을 신속하게 지하토양으로 투수시키거나 지하 저수조에 분산 저수 시킬 수 있는 도로 경계석을 제공하는데 그 목적이 있다.

상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위하여 빗물을 재활용하기 위한 도로 경계석구조를 제공하는데 경계석의 하부에는 경계석의 한쪽끝단으로부터 다른쪽 끝단을 관통하는 관통홈이 한 개 이상 형성이 되며 상기 관통홈에는 유입방지턱이 끼워지는데 상기 유입방지턱은 한쪽 끝단이 높게 형성되어 관통홈쪽으로 빗물이 유입될 때 어느 정도 빗물이 고인후에야 유입이 가능하도록 할 수 있다.

상기 관통홈은 바닥면으로부터 일정간격 이격되어 형성되는 것일 수 있다.

상기 유입방지턱의 상단부부관 관통홈 사이에는 여과필터가 끼워지는 것일 수 있다.

상기 유입방지턱의 안쪽은 물이 유입되는 방향보다 낮은 높이의 통로가 형성되는 것일 수 있다.

상기 경계석의 후면에 형성되어 관통홈으로부터 들어온 빗물이 빠져나가는 배출구는 지하에 매립되는 저수조와 연결되는 것일 수 있다.

상기 저수조는 흡입구와 발수구를 가지며 발수구는 저수조의 바깥에서 아래쪽에서 위쪽방향으로 자른 형태로 형성되어 흙이 저수조 안쪽으로 들어오지 못하도록 하는 것일 수 있다.

상기 저수조는 습도계,온도계중 어느 하나 이상과 연결되어 있으며 살수펌프를 더 포함하여 습도계와 온도계에 미리 정해진 조건에 따라 저수조에 저장된 빗물을 살수펌프를 통하여 방출하는 것일 수 있다.

상기한 바와 같은 경계석 구조에 의하여 깨끗한 빗물을 모아서 다양한 용도로 사용하는 것이 가능하게 된다.

도1내지 도8은 본 발명에 따르는 일실시예를 도시하는 도면

이하,첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명을 상세하게 설명한다. 도1은 본 발명에 따른 도로 경계석구조의 경계석을 도시한다. 본 발명에 따른 경계석은 차도에서 보도쪽으로 경계석을 관통하는 다양한 형태의 관통홈(11)이 형성되어 있으며 보도쪽은 보도블록의 하부토양과 맞닿아 있으며 배출홈이 형성된다. 관통홈(11)은 경계석의 바닥쪽에 형성될 수도 있으며 바닥보다 조금 더 높은 위치에 형성될 수도 있다.

도2,3은 관통홈(11)이 형성된 부분을 따라 자른 단면을 도시한다. 관통홈(11)의 안쪽에는 관통홈(11)의 하단부터 일정높이에 이르도록 불투성 재질의 오염물질을 막기위한 유입방지턱(12)이 삽입되는데 이것은 통상 차도에 유류찌꺼기나 중금속 분진등과 같은 먼지들은 비가 오기 시작하여 차도변에 물이 고여 흐르기 시작하면 우선하여 배수구를 통해 하수 관로로 흘러들어 가게되는데 이러한 물질이 경계석 안쪽으로 유입되지 않게 하기 위함이다. 하수관로를 통해 오염물질이 흘러들어 간 후 일정 높이 이상에서 고여서 흐르는 빗물은 오염 부유물질이 제거된 비교적 깨끗한 빗물이 흐르게 된다.

이와 같이 오염물질 유입방지턱(12)을 두는 것만으로도 자연상태에서 대규모의 장치없이 차도변의 빗물에 함유된 초기 오염물질들이 1차적으로 제거된 상태에서 깨끗한 빗물만을 관통홈(11)을 통과하도록 할 수 있다. 오염물질 유입방지턱(12)의 상단부와 관통홈(11)의 상단부 사이의 공간에는 투수성 여과필터(13)를 삽입시킨다. 여과필터(13)는 스펀지나 기타 비슷한 형태로 투수가 가능하며 여과기능이 있는 것이 사용되며 공지의 것이 사용될 수 있다.

여과필터(13)는 오염물질 유입 방지턱(12)에의해 1차적으로 오염물질은 걸러졌지만 나뭇잎이나 비닐등 다양한 부유물질에 의해 빗물 유입구가 막히는 것을 방지하며 한번 더 여과 필터(13)를 통해 빗물을 걸러주기 위함이다. 또한 비가 오지 않더라도 도로변은 다양한 먼지나 모래등이 쌓일 수 있는데 그와 같은 먼지나 모래등에 의해 관통홈이 막히는 것을 방지 하는 역할도 한다.

오염물질 유입 방지턱(12)의 안쪽은 방지턱의 높이보다 낮게형성된 통로(14)가 형성되어 있다. 통로(14)는 빗물등이 지나가는 역할을 하지만 비가 오지 않는 경우 유입방지턱의 안쪽에 분진등이 안착되어 쌓이도록 하여 청소가 가능하게 함으로써 항상 빗물이 잘 통과할 수 있도록 하며 유지관리를 용이하게 하기 위함이다.

도3은 또다른 경계석의 단면을 도시한다. 도3의 경계석은 관통홈이 도2에서 보다 조금더 높게 형성되어 있으며 이것은 이물질이 유입되는 것을 좀더 효율적으로 막기 위함이다. 도5에는 이러한 경계석의 사시도가 도시된다.

본 발명에서 지칭하는 도로 경계석의 포함 범위는, 공장에서 규격화 되어 생산되는 시멘트계의 콘크리트 재질 이나 화강암이나 대리석등으로 만든 도로경계석 뿐만 아니라, 현장에서 형틀을 제작한후 콘크리트 타설을 하여 만드는 도로 경계석도 포함한다.

즉 차도 측의 아스팔트나 콘크리트 포장면에 있어서 보도와 접하는 부분에서 수직으로 만들어져 차도와 보도를 구획하는 모든 구조물을 의미한다.본 발명에서 지칭하는 관통홈의 의미는 경계석 하단부에 홈을 판 것 뿐만 아니라 등록 특허 20-0228200 투수 경계블럭" 에 명기된 모든 종류의 관통홀도 포함한다.

도4는 유입방지턱을 관통홈(11)으로부터 뺀 모습을 도시한다. 유입방지턱(12)은 관통홈에 끼우는 형태이기 때문에 침전물이 생기는 경우 빼서 청소한 후 다시 삽입할 수 있기 때문에 물이 흐르는 유로를 언제가 깨끗하게 유지하도록 할 수 있다.

도5는 관통홈이 높게 형성된 형태의 실시예를 도시한다.

도6은 지하 저수조와 경계블럭이 연결된 모습을 도시한다. 경계블럭의 다른쪽 끝단은 통로를 지나 뚫려 있으며 저수조와 파이프(19)를 통해 연결이 된다 저수조는 다수개의 빗물 흡입구(16)와 빗물 발수구(17)를 가지고 있다.흡입구는 측면이다 상면에 형성될 수 있으며 외부와 파이프(19)를 통해 연결될 수도 있으며 젖은 헝겊이 연결되어 있거나 아무것도 연결되어 있지 않을 수 있다.

저수조는 한 개 이상의 경계블럭과 연결되어 있으며 이를 위하여 빗물 흡입구(16)를 가지며 발수구(17)를 통하여 주위의 초목들이 자라는데 도움을 줄 수 있는 수분을 제공한다.

관통홈(11)의 반대쪽 끝단에 있는 배출구(15)로부터 토양에 매립된 저수조의 측면 흡입구는 호스와 같이 빗물을 이동시킬 수 있는 수단을 통하여 연결이 된다. 이때 측면 흡입구의 높이는 보도측 방향에 있는 배출구(15)보다 낮거나 같아야 한다.

흡입구중에서는 배출구(15)에 연결된 것도 있으며 배출구에 연결되지 않은 흡입구는 집중 호우시 보도 블럭을 통해 투수된 물이 저수조에 저장될 수 있는 흡입 통로가 된다. 이것은 폭우시 미처 투수되지 못하고 표토층에 남아있는 물을 적은 시간에 최대한 저장 시켜 홍수를 예방하기 위함이다.

만일 토양에 매립된 측면부의 흡입구(16)가 없이, 외부와 노출된 저수조 상단부의 흡입구를 통하여 빗물을 유입하게 되면 , 이때에 유입되는 빗물의 양은 오직 저수조 상부 면적에 내리는 빗물에 국한됨으로서 재활용 할 수 있는 많은 양의 물을 단기간에 저수하기가 어렵게 될 뿐만 아니라 홍수 예방에도 큰 기여를 할 수 없게 된다. 물론 이 경우 토양 표토층에 매립된 측면 흡입구에는 토양이 저수조 안으로 밀려들어오지 못하도록 여과 수단이나 장치를 갖출수 있다.

지하 저수조의 빗물 발수구(17)를 통해 저수조 내부의 물을 모세관현상에 의해 외부에 발수 시킬수 있도록 수분 흡수천의 일 측단을 저수조 안쪽에 바닥에 닿도록 놓아야 하며 일측 단은 저수조 밖 토양에 놓이게 된다.

또한, 지하 저수조의 상부는 지표면 위로 노출되게 만들 수도 있다. 이것은 저수된 빗물을 다양한 목적에 재활용 할 수 도 있고 , 저수조의 유지 관리를 쉽게 하기 위함이다 . 또한, 도6에서와 같이 저수조에는 살수펌프를 연결할 수 있다. 이것은 저장되어 있는 물을 한꺼번에 사용할 수 있게 하기 위함이다.

또한, 저수조가 매립된 측면 및 상부 식생토의 함수량을 감지하는 습도 센서를 더 포함할 수 있는데 상기 습도센서는 상기 펌프와 연결되어 식생토의 함수량이 또는 습도가 소정 이하로 하강할 경우 경우 자동으로 펌프를 가동시켜 살수를 하도록 하여 비가 올 때 저장된 물을 비가 오지 않을 때 사용함으로써 쾌적한 환경을 유지할 수 있도록 한다.

또한, 노면에는 노면(아스팔트나 도로의 포장면)의 온도를 감지하는 온도센서를 더 포함하고 온도센서는 상기 펌프와 연결되어 노면의 온도가 소정 이상으로 상승할 경우 자동으로 펌프를 가동시켜 살수를 가능하게 하여 도로열섬현상 저감 기능을 수행하도록 할 수 있다.

이러한 저수조는 다수개가 서로 연결될 수 있는데 이것은 요즘은 교차로나 차선이 모이는 곳 등에 있는 차량 안전지대 부근에는 평면적으로 넓은 장방형의 화단이 조성된다. 이 경우 상부 화단의 하부에 넓게 자리하도록 저수조를 만들면 식물들의 뿌리 성장에도 지장을 줄수 있고 , 조성된 화단에 내리는 빗물의 지하 토양으로의 투수도 방해할 수 있다. 그래서 넓은 화단의 군데군데 식물의 생육에 지장을 주지 않으면서 물을 분산 저수 할 수 있도록 다수개의 저수조를 분산 배치 할 수 있다. 이 경우 화단 내부에 있는 저수조는 도로변에 있는 저수조와 빗물 소통 파이프로 연결되어있어서 빗물이 저수 될 수 있도록 한다.

펌프를 이용하지 않고 빗 자연 발수 나 흡수를 위하여 만들어진 저수조의 측면 개구부의 단면은 저수조 내측 개부부 하단이 저수조 외측 개구부 상단보다 같거나 높게 위치 하도록 경사지어 있는 것이 바람직하다. 그 이유는 외부의 흙이 저수조 내부로 들어오지 못하도록 하면서 오직 수분 많이 소통되도록 하기 위함이다.

도7은 저수조의 발수구(17)를 도시한다. 발수구는 도면에 도시된 것과 같이 저수조의 바깥쪽에서 아래에서 위로 잘라낸 듯한(저수조의 안쪽에서 위에서 아래로 경사지게 잘라낸듯하게) 형성되도록 하여 외부의 흙은 넘어 올 수 없도록 하면서도 한쪽끝단은 저수조의 바닥에 접하고 다른쪽 끝은 발수구(17)를 넘어서 외부의 흙과 접하는 이동천(18)이 부착된다. 저수조에 물이 차있게 되면 모세관현상에 의해 이동천(18)을 따라서 물이 외부로 흐르게 되어 자연스럽게 저수조 주변의 흙에 물을 공급하게 된다.

흙쪽에 접하는 이동천(18)은 도시된 것과 같이 저수조의 바닥쪽까지 늘어뜨릴 수도 있으나 외부의 흙과 닿으면 물을 공급하는데 크게 문제는 없게 된다.

도8은 두 개의 저수조(20)를 연결하고 이동천을 연결한 모습을 도시한다. 여러개의 저수조를 연결하여 저수용량을 늘릴 수 있다.

11: 관통홈 12: 유입방지턱
13: 여과필터 14: 통로
15: 배출구 16:흡입구
17:발수구 18:이동천
19:파이프 20:저수조

Claims (7)

1. 빗물을 재활용하기 위한 도로 경계석구조로서,
   경계석의 하부에는 경계석의 한쪽끝단으로부터 다른쪽 끝단을 관통하는 관통홈이 한 개 이상 형성이 되며
   상기 유입방지턱은 길다란 형태로서 관통홈의 하단에 관통홈의 길이방향으로 유입방지턱이 끼워져 관통홈의 유입방지턱의 높이만큼 빗물이 유입되는 것을 막으며
   상기 유입방지턱의 상단부분과 관통홈 사이에는 여과필터가 끼워지며 유입방지턱은 한쪽 끝단이 높게 형성되어 관통홈쪽으로 빗물이 유입될 때 어느 정도 빗물이 고인후에야 유입이 가능하도록 하며
   상기 경계석의 후면에 형성되어 관통홈으로부터 들어온 빗물이 빠져나가는 배출구는 지하에 매립되는 저수조와 연결되며
   상기 저수조는 흡입구와 발수구를 가지며 발수구는 저수조의 바깥에서 아래쪽에서 위쪽방향으로 자른 형태로 형성되어 흙이 저수조 안쪽으로 들어오지 못하도록 하는, 빗물을 재활용하기 위한 도로 경계석구조
   
2. 제1항에 있어서, 상기 관통홈은 바닥면으로부터 일정간격 이격되어 형성되는 것을 특징으로 하는, 빗물을 재활용하기 위한 도로 경계석구조
   
   
   
   
3. 삭제
4. 삭제
5. 삭제
6. 삭제
7. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 저수조는 습도계,온도계중 어느 하나 이상과 연결되어 있으며 살수펌프를 더 포함하여 습도계와 온도계에 미리 정해진 조건에 따라 저수조에 저장된 빗물을 살수펌프를 통하여 방출하는 것을 특징으로 하는, 빗물을 재활용하기 위한 도로 경계석구조
   
   

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