KR101724155B1 - 수목용 빗물정화 및 물공급시설 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 수목용 빗물정화 및 물공급시설에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 콘크리트와 아스팔트로 뒤덮인 보도와 도로를 따라 설치되어 보도와 도로면을 따라 흐르는 빗물을 기반토양층과 정화 매트로 정화함과 아울러 저류공간으로 유입시켜 저류시킨 후 다수의 심지를 통해 다시 기반토양으로 공급하여 하천이나 지하수가 오염되는 것을 방지하고 집중 호우에 따른 침수를 예방하며 도시미관을 좋게하고 갈수기에 수목이 말라 죽는 것을 방지할 수 있는 수목용 빗물정화 및 물공급시설에 관한 것이다.

Description

수목용 빗물정화 및 물공급시설{FACILITY FOR PURIFICATION AND SUPPLY OF RAIN WATER FOR TREE}
본 발명은 수목용 빗물정화 및 물공급시설에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 콘크리트와 아스팔트로 뒤덮인 보도와 도로를 따라 설치되어 보도와 도로면을 따라 흐르는 빗물을 기반토양층과 정화 매트로 정화함과 아울러 저류공간으로 유입시켜 저류시킨 후 다수의 심지를 통해 다시 기반토양으로 공급하여 하천이나 지하수가 오염되는 것을 방지하고 집중 호우에 따른 침수를 예방하며 도시미관을 좋게하고 갈수기에 수목이 말라 죽는 것을 방지할 수 있는 수목용 빗물정화 및 물공급시설에 관한 것이다.
통상 도로나 보도를 따라서 가로수가 심어져 있다. 가로수는 차도에서 발생하는 오염을 차단하거나 제거하는 기능을 한다. 그런데 이러한 가로수에 대한 물공급은 주로 살수차에 의존하고 있다. 그러나 살수차를 이용한여 물공급은, 충분한 양의 물을 꾸준하게 공급하기 어렵고 유지관리비가 많이 든다. 특히, 갈수기에는 물이 부족하기 때문에 물 부족으로 고사하는 경우가 있다.
이에 따라 최근에는 가로수에 근처에 저수통을 설치하여 일정 기간마다 물을 공급하여 가로수의 성장을 돕는 가로수 물공급 구조가 개발되었다.예를 들어, 대한민국 등록실용신안 20-0371639호 '도로 환경을 위한 가로수 물공급 구조'는, 도 8에서 보는 바와 같이, 도로의 보도에 심어져 있는 가로수에 있어서, 상기 보도(200)에는 가로수(150)에 인접한 뒷 측에 물저장통(400)이 지중 매설되어 자연 낙하에 따라 가로수에 물이 공급되도록 시스템이 구성되는 한편, 상기 물저장통(400)에는 상부 측면에 물공급 주관(300)에서 분기되는 물공급 분기관(320)이 연결되며, 상기 원통형 형태로 형성된 물저장통(400)에는 물공급 분기관(320)이 연결되는 대향면 하부에 물배출구(410)가 설치되고, 보도 블록(210)과 접하는 상부 돌출부에 덮개(430)가 설치되며, 물저장통(400)의 내측에 스폰지로 형성한 내부 보호판(450)이 설치되며, 상기 물저장통(400)에는 내부 바닥에 자갈(500)이 적층되고, 그 자갈이 이루는 층위로 물흡수 스폰지(600)가 설치되어 빗물을 자연 낙하시키도록 설치되어 있다.
그러나 이러한 종래 기술에 따른 가로수 물공급 구조는, 보도(200)에서 유입되는 빗물만 이용하기 때문에 수량 확보가 어렵고, 특히 도로(100)에서 유입되는 빗물을 이용하지 못하는 문제가 있다. 또한, 종래 기술은 물저장통(400)을 가로수의 뒷 측에 일정 거리 떨어져서 설치하므로 용지의 확보가 어려우며 물저장통(400) 내의 물을 가로수(150)에 공급하기 위한 적절한 수단이 제시되지 않아서 효과적으로 공급할 수 없었다.
한편, 도시지역은 지표면의 대부분이 아스팔트나 콘크리트로 뒤덮여서 빗물의 기반 침투가 어렵다. 따라서 폭우나 집중호우로 인하여 빗물의 양이 우수관거나 하수관거의 설계치를 초과하는 경우 빗물의 역류, 표면침하 등이 발생하고 장시간 또는 일시에 많은 양의 빗물이 하천으로 유입되면 하천의 범람 등과 같은 재해가 발생하는 문제가 있었다.
(0001) 대한민국 등록특허 10-0714315 (공고일:2007년 05월 08일) (0002) 대한민국 공개특허 10-2008-0101132 (공개일:2008년 11월 21일)
본 발명은 이러한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위해서 이루어진 것으로서, 본 발명의 주된 목적은 빗물의 침투, 저류, 정화 및 증발산 기능을 수행함과 아울러 녹지공간을 확보할 수 있는 수목용 빗물정화 및 물공급시설을 제공하는 것이다.
또한, 본 발명은 아스팔트나 콘크리트로 뒤덮여 있는 도로나 보도를 따라 흐르는 빗물이 기반토양층이나 식물에 의해 흡수될 뿐만 아니라 일시적으로 저장되어 폭우와 집중호우로 인한 피해를 방지하는 동시에 갈수기에 수목에 빗물을 서서히 공급할 수 있는 수목용 빗물정화 및 물공급시설을 제공하는 것이다.
또한, 본 발명은 기존의 투수성 콘크리트이나 자갈층의 공극이 쉽게 막히는 것을 극복하기 위하여 콘크리트 구조물의 내부에 일정한 크기의 빗물저류공간을 형성함으로써 구조가 단순하고 설치가 용이하여 설치비 및 유지관리비를 절감할 수 있는 수목용 빗물정화 및 물공급시설을 제공하는 것이다.
또한, 본 발명은 상부에는 수목식재공간이 형성되고 하부에는 빗물저류공간이 형성되는 콘크리트 구조물을 수목의 하부에 설치함으로써 용지 확보가 용이하고 보도뿐만 아니라 도로면에서 흐르는 빗물을 정화하여 저장한 후 다수의 심지를 통해서 수목에 지속적으로 물을 공급할 수 있는 수목용 빗물정화 및 물공급시설을 제공하는 것이다.
또한, 본 발명은 콘크리트 구조물로 이루어지고 사람이나 작업도구가 들어 갈 수 있는 저류 공간을 구비하여 청소와 보수작업이 용이한 수목용 빗물여과 및 물공급시설을 제공하는 것이다.
또한, 본 발명은 콘크리트 구조물의 상단에 고무나 플라스틱으로 이루어진 빗물 유입 및 월류수단을 설치함으로써 설치작업을 용이하게 하고 와관을 좋게 하며 콘크리트 구조물의 내구성을 좋게 하는 수목용 빗물정화 및 물공급시설을 제공하는 것이다.
이러한 본 발명의 목적을 달성하기 위한 수단으로서, 본 발명에 따른 수목용 빗물정화 및 물공급시설은,
수목(또는 가로수)의 하부에 매설되고 상부에는 수목식재공간이 형성되며 하부에는 빗물저류공간이 형성되는 콘크리트 구조물과;
상기 콘크리트 구조물의 내부에 수평으로 설치되어 상기 수목식재공간과 빗물저류공간을 구획하고 다수의 관통 홀이 형성된 지지대와;
상기 지지대의 상면에 포설되어 빗물에 포함된 오염물질을 흡착하는 정화매트와;
상기 정화매트 위에 일정한 높이로 토양을 쌓아서 이루어진 기반토양층과;
상기 콘크리트 구조물의 상단 일 측에 형성되어 빗물이 유입되는 유입구와;
상기 콘크리트 구조물의 타 측에 설치되고 상기 기반토양층과 지지대를 관통하여 수직으로 설치되어 상기 기반토양층의 상부로 넘치는 빗물을 상기 빗물저류공간으로 배출하는 월류관과;
상기 빗물저류공간과 기반토양층의 하단 사이에 설치되어 상기 빗물저류공간 에 저장된 빗물을 상기 기반토양층으로 공급하는 다수 개의 심지;를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 있어서, 상기 빗물저류공간의 내부에 일정한 수위가 형성되도록 설치되는 월류벽과, 상기 월류벽을 넘는 빗물을 외부로 배출할 수 있도록 상기 콘크리트 구조물의 측벽에 형성되는 배출 구멍을 더 포함한다.
상기 콘크리트 구조물의 개방된 상단에는 수목보호대가 수평으로 설치되고, 상기 기반토양층에는 테라코템이 포함된다.
상기 유입구에는 빗물 유입수단이 더 설치되되, 상기 빗물 유입수단은 상기 유입구의 외측에 설치되어 외부로부터 유입되는 빗물을 안내하는 유입관과, 상기 유입구의 내측에 설치되어 빗물을 분배하는 빗물 분배수단을 더 포함한다.
상기 빗물 분배수단은 일단이 막혀 있는 원통 파이프로 이루어진 분배관과, 상기 분배관 측면에 형성된 다수의 유입 구멍으로 이루어진다.
상기 분배관은 T자 형상의 파이프로 이루어진다.
상기 분배관의 상면에는 손잡이가 형성되고 상기 분배관의 선단에는 유입구의 주변에 설치된 클램프에 결합하는 플랜지가 형성된다.
상기 월류관은 상기 기반토양층과 지지대를 관통하여 수직으로 설치되고, 상단은 상기 기반토양층의 상부로 돌출되며, 하단은 상기 빗물저류공간의 내부에 위치하고 상단에는 다수의 월류 구멍이 형성된 캡 스크린이 설치된다.
상기 콘크리트 구조물의 측벽의 상단을 따라 설치되고 상기 콘크리트 구조물의 측벽의 외 측에 결합하는 결합부재와 상기 측벽의 내측에 위치하여 빗물이 흐르는 통로부재로 이루어지되, 상기 통로부재는 유입수를 안내하는 유입수 통로부재와 유출수를 안내하는 유출수 통로부재로 이루어지는 빗물 유입 및 월류수단을 더 포함한다.
상기 빗물 유입 및 월류수단은 고무, 실리콘 또는 플라스틱으로 이루어지고 상기 콘크리트 구조물의 측벽의 상단을 따라 설치되되, 상기 유입수 통로부재는 상류 측에 설치되고 상기 유출수 통로부재는 하류 측에 설치되며, 상기 결합부재는 콘크리트 구조물의 측벽의 상단부를 감싸도록 형성되고, 외측 수직벽에는 상기 유입관이 관통하는 관통 구멍이 형성되며, 상기 유입수 통로부재는 빗물이 유동할 수 있도록 관 또는 채널 형태로 이루어지고 외측 수직벽에는 상기 유입관이 관통하는 관통 구멍이 형성되고 내측 수직벽에는 일정한 간격으로 유입 구멍이 형성되고, 상기 유출수 통로부재는 빗물이 유동할 수 있도록 관 또는 채널 형태로 이루어지며, 상기 내측 수직벽에는 기반토양층에서 넘치는 빗물이 유출되는 다수의 월류 구멍이 일정한 간격으로 형성되고 바닥에는 상기 저류공간과 연결되는 월류관이 수직으로 설치된다.
이러한 본 발명의 수목용 빗물정화 및 물공급시설에 따르면, 아스팔트나 콘크리트로 뒤덮여 있는 도로나 보도를 따라 흐르는 빗물이 기반양층과 수목을 이용하여 흡수할 뿐만 아니라 빗물저류공간에 일시적으로 저장한 후 서서히 기반토양층과 수목에 공급함으로써 폭우와 집중호우로 인한 피해를 줄이고 갈수기에 수목이 고사하는 것을 방지할 수 있다.
또한, 본 발명은 도로나 보도를 따라 수목용 빗물정화 및 물공급시설을 설치함으로써 초기우수에 포함된 오염물질을 제거함으로써 우수관거나 하수관거를 통하면서 수질이 나쁜 물이 하천으로 유입되는 것을 방지함과 아울러 다양한 수목을 식재하여 도로변의 조경 및 녹지시설로서의 기능을 수행하고 수목 및 토양을 통해서 수분을 증발시킴으로써 도심지의 온도를 낮추는 효과도 있다.
또한, 본 발명은 충분한 크기의 빗물저류공간을 형성함으로써 강우시 많은 양의 빗물을 저류시킬 수 있을 뿐만 아니라 진흙이나 모래가 퇴적된 경우는 작업자나 직접 들어가거나 작업도구를 집어넣어서 청소나 보수작업을 할 수 있어 유지관리가 용이한 효과가 있다.
도 1은 본 발명에 따른 수목용 빗물정화 및 물공급시설을 보여주는 단면도,
도 2는 본 발명에 따른 빗물 분배수단의 일 예를 보여주는 사시도,
도 3은 도 2에 보시된 빗물 분배수단의 구조를 보여주는 단면도,
도 4는 본 발명에 따른 빗물 분해수단의 다른 실시 예를 보여주는 단면도,
도 5는 본 발명에 따른 빗물월류수단의 일 예를 보여주는 단면도,
도 6 및 도 7은 본 발명에 따른 빗물 유입 및 월류수단을 보여주는 평면도와 단면도,
도 8은 종래 기술에 따른 종래 기술에 따른 빗물 침투 및 저류 시스템을 보여주는 단면도이다.
전술한 목적, 특징들 및 장점은 첨부된 도면과 관련한 다음의 실시 예를 통하여 더욱 분명해질 것이다. 이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 '수목용 빗물정화 및 물공급시설'의 구체적인 실시 예에 대해서 상세히 설명한다.
본 발명은 이하에서 개시되는 실시 예에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며 단지 본 실시 예는 본 발명의 개시가 완전하도록 하며 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위하여 제공되는 것이다.
먼저, 도 1은 본 발명에 따른 수목용 빗물정화 및 물공급시설의 바람직한 실시 예를 보여주는 단면도이다. 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 수목용 빗물정화 및 물공급시설(1)은, 수목(또는 가로수)(2)의 하부에 매설되고, 상부에는 수목식재공간(3)이 형성되고 하부에는 빗물저류공간(5)이 형성되는 콘크리트 구조물(10)과; 상기 콘크리트 구조물(10)의 내부에 수평으로 설치되어 상기 수목식재공간(3)과 빗물저류공간(5)을 상하로 구획하고 다수의 관통 홀(21)이 형성된 지지대(20)와; 상기 지지대(20)의 상면에 포설되어 빗물에 포함된 오염물질을 흡착하는 정화매트(30)와; 상기 정화매트(30) 위에 일정한 높이로 토양을 쌓아서 이루어진 기반토양층(40)과; 상기 콘크리트 구조물(10)의 상단 일 측에 형성되어 상기 토양기판층(40)의 상부로 빗물을 유입시키는 유입구(51)와; 상기 콘크리트 구조물(10) 내의 타 측에 설치되고 상기 기반토양층(40)과 지지대(20)를 관통하여 수직으로 설치되어 상기 기반토양층(40)의 상부로 넘치는 빗물을 상기 빗물저류공간(5)으로 배출하는 월류관(61)과; 상기 빗물저류공간(5)과 기반토양층(40)의 하단 사이에 설치되어 상기 빗물저류공간(5)에 저장된 빗물을 상기 기반토양층(40)으로 공급하는 다수 개의 심지(70);를 포함한다. 그리고 상기 콘크리트 구조물(10)의 상단에는 수목보호대(80)가 수평으로 설치될 수 있다.
본 발명에 따른 수목용 빗물정화 및 물공급시설(1)은 수목(2)의 하부에 설치된다. 즉, 본 발명의 콘크리트 구조물(10)을 지중에 매설한 후, 상기 콘크리트 구조물(10) 내부의 수목식재공간(3)에 수목을 식재함으로써 본 발명의 수목용 빗물정화 및 물공급시설(1)이 완성되다.
바람직하게, 상기 콘크리트 구조물(10)은, 도로나 보도를 따라 설치되고, 상기 수목식재공간(3)에는 다양한 종류의 수목(2)이 심어진다. 그러면 강우시 도로나 보도를 따라 흐르는 빗물이 상기 콘크리트 구조물(10)의 내부로 유입되고, 상기 콘크리트 구조물(10)의 내부에 설치된 기반토양층(40)과 정화매트(30)를 통과하는 동안에 빗물이 정화화게 된다. 그리고 빗물의 일부는 기반토양층(40)에 흡수되어 수목(2)에 공급된다.
이어 정화된 빗물을 상기 기반토양층(40)과 정화매트(30)를 거쳐 아래로 흘러서 빗물저류공간(5)에 저장된다. 그리고 상기 빗물저류공간(5)에 저장된 빗물은 다수의 심지(70)의 모세관 작용에 의해서 다시 토양기판층(40)으로 흡수된다. 따라서 상기 수목식재공간(3)에 내린 뿌리는 심지(70)를 통해서 지속적으로 공급되는 물을 이용할 수 있다. 이에 따라 수목(2)의 생장이 원활하고 갈수기에 수목(2)이 고사하는 것을 막을 수 있다.
더욱 구체적으로, 상기 콘크리트 구조물(10)은, 상부가 개방되고 내부에 일정한 크기의 내부공간이 형성된다. 바람직하게 상기 콘크리트 구조물(10)은 사각형의 박스 형태나 원통으로 이루어지고, 수목(2)의 뿌리가 뻗을 수 있도록 충분한 크기로 이루어진다. 상기 콘크리트 구조물(10)은 공장에서 제작하여 현장에서 시공할 수 있다. 이에 따라 시공기간과 시공비용이 절감된다. 또한, 수목식재공간(3)과 빗물저류공간(5)이 하나의 콘크리트 구조물(10)로 이루어지므로 시공이 용이하고 수평작업의 어려움과 지지력의 변화로 인한 부등침하의 발생을 방지할 수 있다. 또한, 충분한 크기로 빗물저류공간(5)이 구비되어 저류 및 침투 용량이 크므로 강우 유출 억제효과가 탁월하다.
즉, 기존의 자갈 채움 방식의 저류부에 비해 적은 시공 체적으로도 큰 저류 공간을 확보할 수 있다. 예를 들어, 종래의 자갈 채움 방식은 공극률이 35% 이상이므로 약 65% 이상의 공간이 손실을 보게 된다. 또한, 자갈 채움 방식은 자갈 사이의 공극이 쉽게 막혀서 저류공간이 축소될 우려가 있으나 본 발명은 콘크리트 구조물(10)을 이용하여 빗물저류공간(5)을 형성하므로 상대적으로 저류 및 침투 용량이 크다.
상기 콘크리트 구조물(10)의 내부에는 다수의 관통 홀(21)이 형성된 지지대(20)가 설치된다. 상기 지지대(20)는 콘크리트 구조물(10))의 내부 공간에 수평으로 설치되어 상기 수목식재공간(3)과 빗물저류공간(5)으로 상하로 구획한다. 바람직하게 상기 지지대(20)는 콘크리트 구조물(10)의 하단부에 설치되어 충분한 크기로 수목식재공간(3)이 형성되도록 한다.
상기 지지대(20)는 사각이나 원판 형상으로 이루어진 철구조물이나 콘크리트 구조물로 이루어진다. 상기 관통 홀(21)은 기반토양층(40)을 통과한 빗물이 원활하게 아래로 흐를 수 있는 크기로 이루어진다. 그리고 상기 콘크리트 구조물(10)의 내측 면에는 지지대(20)를 지지하기 위한 도시되지 않은 걸림 턱이 형성될 수 있다.
이어, 상기 지지대(20)의 상면에는 정화매트(30)가 설치된다. 상기 정화 매트(30)는 기반토양층(40)에서 유출되는 빗물에 포함된 부유물과 중금속 등의 오염물질을 흡착한다. 바람직하게 상기 정화 매트(30)는 다공성 부직포와, 상기 다공성 부직포에 포함되는 왕겨, 숯, 제올라이트 등의 흡착제로 이루어진다.
상기 정화 매트(30)의 하부에는 부직포(35)가 더 설치될 수 있다. 상기 부직포(35)는 기반토양층(40)에서 유출되지 않도록 한다. 또한, 상기 지지대(20)와 부직포(35) 사이에는 도시되지 않은 배수판이 더 설치될 수 있다. 상기 배수판은 플라스틱 판으로서, 다수의 돌기와 홈이 반복적으로 형성되어 상기 기반토양층(40)에서 유출되는 빗물이 원활하게 배출될 수 있게 한다.
그리고 상기 정화매트(30)의 상부에는 일정한 높이로 토양을 쌓아서 기반토양층(40)을 형성한다. 상기 기반토양층(40)은 수목식재공간(3) 내에 형성된다. 상기 기반토양층(40)의 토양은 인공토양이나 자연토양으로 이루어진다. 또한, 상기 기반토양층(40)의 하부 또는 상부에는 필요에 따라 모래나 자갈층이 더 형성될 수 있다. 도면에는 상기 기반토양층(40)의 상부에 자갈층(48)이 형성되어 있다. 상기 자갈층(48)은 기반토양층(40)이 침식되는 것을 방지하고 빗물이 분산되어 침투되도록 한다.
그리고 상기 기반토양층(40)에는 소정의 수목(2)이 심어진다. 상기 수목(2)은 기반토양층(40)에 뿌리를 내린다. 상기 수목(2)의 뿌리는 기반토양층(40)의 수분을 흡수하여 정화한다. 아울러 상기 기반토양층(40)에는 테라코템(45)과 같은 흡수물질이 더 포함될 수 있다. 상기 테라코템(45)은 수분을 흡수해서 겔 상태로 변하고 수목이 필요할 때마다 수분을 공급할 수 있다. 즉 수목의 뿌리가 테라코템(45) 속으로 들어가 수분을 흡수하고 생장하며 수축과 팽창을 지속함으로써 통지성과 보수력, 배수성을 좋게 한다.
한편, 상기 콘크리트 구조물(10)의 상단 일 측에는 빗물을 유입시키는 유입구(51)가 구비된다. 그리고 상기 유입구(51)에는 빗물 유입수단(50)이 설치된다. 상기 빗물 유입수단(50)은, 도로나 도보의 지표면을 따라 흐르는 빗물이 상기 콘크리트 구조물(10)의 내부로 유입되도록 한다. 바람직하게 상기 빗물 유입수단(50)은 상기 콘크리트 구조물(10)의 일 측에 형성된 유입구(51)와, 상기 유입구(51)의 외 측에 설치되어 도로나 보도의 지표면으로 흐르는 빗물을 상기 유입구(51)로 안내하는 유입관(52)과, 상기 유입구(51)의 내측에 설치되어 상기 유입관(52)을 통해서 유입되는 빗물을 골고루 분배하는 빗물 분배수단(53)을 포함하여 이루어진다.
상기 빗물 분배수단(53)은, 유입수를 균등분배하고 유입수의 유속을 낮추어 토양의 침식을 방지하며, 유입수에 포함된 쓰레기가 기반토양층(51)으로 유입되는 것을 방지한다. 상기 빗물 분배수단(53)의 일 예는, 도 2 및 도 3에서 보는 바와 같이, 상기 유입구(51)에 결합하는 일정 길이의 파이프로서 후단이 막혀 있는 분배관(153)과, 상기 분배관(153)의 양 측면에 형성된 다수의 유입 구멍(154)으로 이루어진다. 또한, 상기 분배관(153)의 선단에는 플랜지(155)가 형성되어 상기 유입구(51)의 주변에 고정된 클램프(52a)에 결합하도록 한다. 또한, 상기 분배관(153)의 상면에는 손잡이(156)가 설치된다.
이와 같이 분배관(153)의 측면에 일정한 높이로 유입 구멍(154)이 형성되고 바닥에는 구멍이 형성되지 않기 때문에 상기 분배관(153)의 내부에 일정 수위를 유지하기 때문에 유입수가 분배관(153)의 길이방향으로 균등 분배된다. 또한, 빗물이 하 방향으로 흐르지 않고 측방향으로 분산 유입되므로 유입수에 의한 토양의 침식을 방지하고 일정한 크기의 유입 구멍(154)을 통해서 빗물이 유입되므로 유입수에 포함된 쓰레기 등 협잡물은 상기 유입 구멍(154)를 통과하지 못하고 분배관(153)의 내부에 포집할 수 있다. 또한, 분배관(153)에 손잡이(156)를 잡고 쉽게 분리할 수 있으므로 포집된 협잡물을 쉽게 제거할 수 있다.
도 4는 본 발명에 따른 빗물 분배수단(53)의 다른 예로서, 상기 유입구(51)에 결합하는 T자 형의 파이프로 이루어진다. 상기 빗물 분배수단(53)은, 일정한 길이의 T자형 파이프로서 양단이 막혀 있는 분배관(253)과, 상기 분배관(253)의 양 측면에 형성된 다수의 유입 구멍(154)으로 이루어진다. 또한, 상기 분배관(253)의 선단에는 플랜지(155)가 형성되어 상기 유입구(51)의 주변에 고정된 클램프(52a)에 결합하도록 한다. 또한, 상기 분배관(153)의 상면에는 손잡이(156)가 형성된다. 특히, 상기 T자 형의 파이프로 이루어진 분배관(253)을 좌우방향으로 설치함으로써 빗물을 균등분배할 수 있다.
그리고, 도 5는 본 발명에 따른 빗물 월류수단(60)을 보여준다. 도시된 바와 같이, 빗물 월류수단(60)은 상기 기반토양층(40)의 상부로 넘치는 빗물을 상기 저류공간(5)으로 배출시킨다. 바람직하게 상기 빗물 원류수단(60)은, 상기 기반토양층(40)과 지지대(20)를 관통하여 수직으로 설치되는 월류관(61)으로 이루어진다. 상기 월류관(61)은 원형이나 사각형의 파이프로 이루어지고, 그 상단은 기반토양의 상부로 일정 높이 노출되게 설치되고 하단은 상기 빗물저류공간(5)의 내부에 위치하도록 설치된다. 그리고 상기 월류관(61)의 상단에는 빗물에 포함된 쓰레기나 식물 사체 등의 유입을 차단하고 단류 흐름을 억제하고 분산유입을 유도하여 토양침식을 방지하는 캡 스크린(62)이 설치된다.
따라서, 강우 시 도로나 보도를 따라 흐르는 빗물이 상기 빗물 유입수단(50)을 통해서 상기 콘크리트 구조물(10)의 내부로 유입된다. 즉, 빗물은 유입관(52)과 유입구(51)를 통과하여 분배관(153)으로 유입된다. 그리고 분배관(153)으로 유입된 물은 분배관(153)의 측면에 일정한 높이로 설치된 유입 구멍(154)을 통해서 기반토양층(40)으로 분배된다. 이때, 유입수에 포함된 쓰레기는 분배관(153)의 내부에 포집되고 주기적으로 제거된다.
이어 상기 콘크리트 구조물(10)의 내부로 공급되는 빗물은 기반토양층(40)에 침투되어 일부는 수목(2)이 직접 흡수하고, 나머지는 기반토양층(40)을 통과하여 아래로 이동한다. 또한, 상기 기반토양층(40)에 흡수된 빗물은 표면과 수목(2)을 통해서 대기 중으로 증발하게 된다. 그리고 상기 빗물 유입수단(50)으로 유입되는 빗물이 기반토양층(40)으로 침투되는 빗물보다 많은 경우에 상기 기반토양층(40)으로 침투하지 못한 빗물은 상기 빗물 월류수단(60)을 통해서 빗물저류공간(5)으로 배출된다.
상기 빗물저류공간(5)으로 이동한 빗물은 일시적으로 저장되었다가 상기 빗물저류공간(5)과 기반토양층(40) 사이에 수직으로 설치된 다수의 심지(70)에 의해서 흡수된다. 상기 심지(70)는 다수의 모세관이 형성되어 빗물저류공간(5) 내의 빗물을 심지(70)를 따라 상승시켜서 기반토양층(40)으로 공급한다. 그리고 기반토양층(40)으로 공급된 물을 다시 모세관현상으로 상승되어 수목(2)의 뿌리로 공급되게 된다. 이와 같이, 본 발명은 빗물저류공간(5)에 다수의 심지(70)가 설치되어 빗물을 서서히 공급하는 것을 특징으로 한다. 한편, 상기 심지(70)에 의한 모세관작용은 일정 높이(예, 40~70cm)로 제한되어 있으므로 그 상단은 수평으로 구부려서 기반토양층(40)과의 접촉면적을 넓혀서 기반토양층(40)으로 빗물이 잘 스며들도록 한다.
한편, 도 6 및 도 7은 본 발명에 따른 빗물 유입 및 월류수단(90)을 보여준다. 빗물 유입 및 월류수단(90)은, 상기 빗물 유입수단(50)과 빗물 월류수단(60)이 결합한 것으로서, 수목(2)이 식재되는 콘크리트 구조물(10)의 측벽 상단에 결합하는 것이다.
상기 빗물 유입 및 월류수단(90)은 고무나 플라스틱 소재로 이루어진다. 상기 빗물 유입 및 월류수단(90)은 사각 틀 형상으로 이루어지고, 빗물이 유입되는 상류 측에는 빗물 유입구멍(154)이 형성되고, 빗물이 배출되는 하류 측에는 빗물 배출구멍(63)이 형성된다. 상기 빗물 유입 및 월류수단(90)은 빗물을 유입시키고 배출시킬 뿐만 아니라 상기 콘크리트 구조물(10)의 측벽의 상단을 감싸서 외관을 좋게 하고 외력으로부터 구조물을 보호하여 내구성을 향상시킨다. 예를 들어, 상기 빗물 유입 및 월류수단(90)은 녹색, 노랑, 파랑 등의 다양한 색으로 이루어질 수 있다.
바람직하게, 상기 빗물 유입 및 월류수단(90)은, 도 6에서 보는 바와 같이, 크게 상류측에 설치되고 빗물이 유입되는 빗물 유입부재(90a)와, 하류측에 설치되고 빗물이 배출되는 빗물 월류부재(90b)로 이루어진다. 상기 빗물 유입부재(90a)와 빗물 월류부재(90b)는 각각 "ㄷ"자 형상으로 이루어지고 서로 마주보게 설치되어 전체적으로 사각 틀 형상(예 "ㅁ"자 형상)으로 이루어진다. 따라서 상기 빗물 유입부재(90a)의 빗물 유입구(154)에서 유입되는 빗물 중 일부는 기반토양층(40)으로 흡수되고 나머지 흡수되지 못하고 넘지는 빗물은 상기 빗물 월류부재(90b)의 빗물 배출구(63)를 통해서 하부로 배출된다.
더욱 구체적으로, 상기 빗물 유입 및 월류수단(90)은, 도 6 및 도 7에서 보는 바와 같이, 크게 결합부재(91)와 통로부재(92a,92b)로 이루어진다. 상기 결합부재(91)는 상기 콘크리트 구조물(10)의 측벽의 상단에 결합하여 빗물 유입 및 월류수단(90)를 고정시킨다. 즉, 상기 결합부재(91)는 "∩"자 형상으로 이루어져 콘크리트 구조물(10) 측벽의 상단에 씌워질 수 있는 구조로 이루어진다.
그리고 상기 통로부재(92)는 다시 빗물이 유입되는 통로부재(92a)와 빗물이 배출되는 통로부재(92b)로 이루어진다. 상기 통로부재(92a,92b)는 상기 결합부재(91)의 내측에 결합하고 빗물이 이동할 수 있도록 관 형태로 이루어진다. 상기 통로부재(92a,92b)는 결합부재(91)와 일체로 형성되거나 별개로 사출성형 된 후 결합할 수 있다.
도 7은 도 6에 도시된 빗물 유입 및 월류수단(90)의 A-A 선의 단면도이다, 도시된 바와 같이, 상기 결합부재(91)는 콘크리트 구조물(10)의 측벽의 외 측면을 감싸는 외측 수직벽(912)을 포함하여 "ㄱ"자 형태로 이루어진다. 상기 외측 수직벽(912)에는 유입관(52)이 관통하는 관통 구멍(913)이 형성된다. 이때, 상기 유입관(52)에는 유입수에 포함된 이물질을 제거하기 위한 도시되지 않은 스크린이 더 설치될 수 있다.
그리고 상기 유입수 통로부재(92a)는 빗물이 기반토양층(40)으로 유입되도록 안내하는 부분으로서, 외측 수직벽(921)과 내측 수직벽(922)을 포함하는 사각 파이프 형상으로 이루어진다. 상기 외측 수직벽(921)에는 유입관(52)이 관통하는 관통 구멍(914)이 형성된다. 그리고 상기 내측 수직벽(922)에는 일정한 간격으로 유입 구멍(154)이 형성된다. 따라서 상기 유입관(52)을 통해서 유입수 통로부재(92a)로 유입되는 빗물은 유입수 통로부재(92a)를 따라 이동하면서 다수의 유입 구멍(154)을 통해서 기반토양층(40)의 상부로 유입되게 된다. 이때 상기 유입 구멍(154)은 바닥에서 일정한 높이로 형성되므로 유입수 통로부태(92a)의 내부에 일정한 수위가 형성되어 균등분배가 가능하다.
이어, 상기 유출수 통로부재(92b)는 기반토양층(40)에서 넘치는 빗물을 빗물저류공간(5)으로 배출하는 것으로서, 내측 수직벽(931)과 외측 수직벽(932)을 포함하여 사각 파이프 형상으로 이루어진다. 상기 내측 수직벽(931)에는 길이방향으로 다수 개의 월류 구멍(63)이 일정한 간격으로 형성된다. 그리고 상기 유출수 통로부재(92b)의 가운데에는 월류관(61)이 설치된다. 상기 월류관(61)은 기반통양층(40)과 지지대(20)을 관통하여 빗물저류공간(5)으로 연결된다. 따라서 상기 다수의 월류 구멍(63)을 통해서 유입되는 빗물은 상기 유출수 통로부재(92b)를 따라 이동한 후 상기 월류관(61)을 통해서 아래로 이동하여 빗물저류공간(5)으로 배출된다.
이하에서는 본 발명에 따른 수목용 빗물정화 및 물공급시설(1)의 설치 방법과 작용에 대해서 설명한다. 먼저, 상기 콘크리트 구조물(10)은 공장에서 만들어진다. 가로나 보도를 따라 빗물의 유입이 용이한 곳에 상기 콘크리트 구조물(10)이 들어갈 수 있는 구덩이를 판다. 이때, 구덩이의 바닥에는 모래층을 설치하고 그 위에 상기 콘크리트 구조물(10)을 설치한다. 상기 콘크리크 구조물(10)은 가로나 도로를 따라서 길이바향으로 길게 설치될 수 있다.
이와 같이, 상기 콘크리트 구조물(10)을 지하에 매설한 다음 상기 콘크리트 구조물(10)의 내부에 지지대(20)를 설치한다. 상기 지지대(20)는 콘크리트 구조물(10)의 내부를 수목식재공간(3)과 빗물저류공간(5)으로 구획한다. 그리고 상기 지지대(20)의 상부에 부직포(35)와 정화매트(30)를 차례로 설치한다. 상기 부직포(35)는 기반토양층(40)의 유출을 방지하기 위해서 콘크리트 구조물(10)의 측벽에 밀착되게 설치한다. 상기 정화매트(30)는 흡착제를 포함하여 상기 기반토양층(40)에서 유출되는 유출수에 포함된 오염물질을 흡착한다.
그리고 상기 정화매트(30)의 상부에는 기반토양층(40)을 형성한다. 상기 기반토양층(40)은 일정량의 토양을 채워서 이루어진다. 이때 상기 기반토양층(40)에는 테라코템(35)을 골고루 혼합한다. 그런 다음 상기 기반토양층(40)에 각종 수목(2)을 심는다.
이와 같이 구성된 수목용 빗물정화 및 물공급시설(1)은, 강우시 도로 및 보도의 지표면을 따라 흐르는 빗물이 콘크리트 구조물(10)의 빗물 유입수단(50)을 통해서 기반토양층(40)의 상부로 공급된다. 빗물은 기반토양층(40)으로 침투되어 수목(2)에 공급되고, 수목(2)이 흡수하지 못한 빗물은 기반토양층(40)을 통해서 아래로 이동한다. 그리고 상기 기반토양층(40)에서 유출되는 빗물은 정화매트(30)를 통과하는 동안에 오염물질이 제거된다. 오염물질이 제거된 빗물은 지지대(20)를 통과하여 빗물저류공간(5)으로 이동된다.
상기 빗물저류공간(5)으로 이동한 빗물은 일시적으로 저장되었다가 상기 빗물저류공간(5)과 기반토양층(40) 사이에 수직으로 설치된 다수의 심지(70)를 통해서 상부로 이동한다. 상기 심지(70)는 다수의 모세관이 형성되어 빗물저류공간(5) 내의 빗물을 상기 심지(70)를 따라 상승하여 상기 기반토양층(40)으로 공급한다. 이와 같이, 본 발명은 빗물저류공간(5)에 다수의 심지(70)가 설치되어 빗물을 서서히 공급하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 빗물저류공간(5)의 바닥 일측에는 월류벽(27)이 형성되고, 상기 월류벽(27) 너머에는 배출 구멍(29)이 형성된다. 따라서 상기 빗물저류공간(5)에는 일정한 수위가 형성되고, 상기 월류벽(27)을 넘는 빗물을 배출 구멍(29)을 통해서 우수관으로 배출된다. 반면에 상기 월류벽(27)을 넘지 목하는 빗물을 상기 다수의 심지(70)를 통해서 상기 기반토양층(40)으로 흡수된다. 따라서 본 발명은 상기 기반토양층(40)에 심어져 있는 수목(2)에 물을 공급할 수 있는 효과가 있다.
한편, 상기 콘크리트 구조물(10)의 빗물저류공간(5) 내에 진흙이나 모래가 퇴적되는 경우, 상기 월류관(61)을 통해서 청소 작업도구를 빗물저류공간(5)으로 넣어서 청소나 보수작업을 실시할 수 있다. 즉, 본 발명은 충분한 크기의 빗물저류공간(5)을 형성하여 많은 양의 빗물을 저장할 수 있을 뿐만 아니라 청소가 간편하여 유지보수가 편리하다.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 수목용 빗물정화 및 물공급시설(1)은, 아스팔트나 콘크리트로 뒤덮여있는 도로나 보도를 따라 흐르는 빗물이 기반양층(40)과 수목(2)을 이용하여 흡수할 뿐만 아니라 빗물저류공간(5)에 일시적으로 저장한 후 서서히 기반토양층(40)과 수목(2)에 공급함으로써 폭우와 집중호우로 인한 피해를 줄이고 갈수기에 수목이 고사하는 것을 방지할 수 있다.
또한, 본 발명은 도로나 보도를 따라 수목용 빗물정화 및 물공급시설(1)을 설치함으로써 초기우수에 포함된 오염물질을 제거함으로써 우수관거나 하수관거를 통하면서 수질이 나쁜 물이 하천으로 유입되는 것을 방지함과 아울러 다양한 수목을 식재하여 도로변의 조경 및 녹지시설로서의 기능을 수행하고 수목(2) 및 토양을 통해서 수분을 증발시킴으로써 도심지의 온도를 낮추는 효과도 있다.
또한, 본 발명은 충분한 크기의 빗물저류공간(5)을 형성함으로써 강우시 많은 양의 빗물을 저류시킬 수 있을 뿐만 아니라 진흙이나 모래가 퇴적된 경우는 작업자나 직접 들어가거나 작업도구를 집어넣어서 청소나 보수작업을 할 수 있어 유지관리가 용이한 효과가 있다.
이상에서, 본 발명의 특정한 바람직한 실시 예에 대하여 도시하고 또한 설명하였다. 그러나 본 발명은 상술한 실시 예에 한정되지 아니하며, 특허청구의 범위에서 청구하는 본 발명의 요지와 사상을 벗어남이 없이 당해 발명에 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 수정과 변형실시가 가능할 것이다.
1: 수목용 빗물정화 및 물공급시설 2: 수목(또는 가로수)
3: 수목식재공간 5: 빗물저류공간
10: 콘크리트 구조물 20: 지지대
27: 월류벽 29: 배출 구멍
30: 정화매트 40: 기반토양층
45: 테라코템 48: 자갈층
50: 빗물 유입수단 51: 유입구
53: 빗물 분배수단 60: 빗물 유출수단
61: 월류관 63: 월류 구멍
70: 심지 80: 수목보호대
90: 빗물 유입 및 월류수단 90a: 빗물 유입부재
90b: 빗물 월류부재 91: 결합부재
92: 통로부재 153,253: 분배관
154: 유입 구멍 156: 손잡이

Claims (10)

  1. 수목(또는 가로수)의 하부에 매설되고 상부에는 수목식재공간이 형성되며 하부에는 빗물저류공간이 형성되는 콘크리트 구조물과;
    상기 콘크리트 구조물의 내부에 수평으로 설치되어 상기 수목식재공간과 빗물저류공간을 구획하고 다수의 관통 홀이 형성된 지지대와;
    상기 지지대의 상면에 포설되어 빗물에 포함된 오염물질을 흡착하는 정화매트와;
    상기 정화매트 위에 일정한 높이로 토양을 쌓아서 이루어진 기반토양층과;
    상기 콘크리트 구조물의 측벽의 상단을 따라 설치되고 상기 콘크리트 구조물의 측벽의 외 측에 결합하는 결합부재와 상기 측벽의 내측에 위치하여 빗물이 흐르는 통로부재로 이루어지되, 상기 통로부재는 유입수를 안내하는 유입수 통로부재와 유출수를 안내하는 유출수 통로부재로 이루어지는 빗물 유입 및 월류수단과;
    상기 빗물저류공간과 기반토양층의 하단 사이에 설치되어 상기 빗물저류공간에 저장된 빗물을 상기 기반토양층으로 공급하는 다수 개의 심지와;
    상기 빗물저류공간의 내부에 일정한 수위가 형성되도록 설치되는 월류벽과, 상기 월류벽을 넘는 빗물을 외부로 배출할 수 있도록 상기 콘크리트 구조물의 측벽에 형성되는 배출 구멍을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 수목용 빗물정화 및 물공급시설.
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  10. 제1 항에 있어서,
    상기 빗물 유입 및 월류수단은 고무, 실리콘 또는 플라스틱으로 이루어지고 상기 콘크리트 구조물의 측벽의 상단을 따라 설치되되, 상기 유입수 통로부재는 상류 측에 설치되고 상기 유출수 통로부재는 하류 측에 설치되며, 상기 결합부재는 콘크리트 구조물의 측벽의 상단부를 감싸도록 형성되고, 외측 수직벽에는 유입관이 관통하는 관통 구멍이 형성되며, 상기 유입수 통로부재는 빗물이 유동할 수 있도록 관 또는 채널 형태로 이루어지고 외측 수직벽에는 유입관이 관통하는 관통 구멍이 형성되고 내측 수직벽에는 일정한 간격으로 유입 구멍이 형성되고, 상기 유출수 통로부재는 빗물이 유동할 수 있도록 관 또는 채널 형태로 이루어지며, 상기 내측 수직벽에는 기반토양층에서 넘치는 빗물이 유출되는 다수의 월류 구멍이 일정한 간격으로 형성되고 바닥에는 상기 빗물저류공간과 연결되는 월류관이 수직으로 설치되는 것을 특징으로 하는 수목용 빗물정화 및 물공급시설.
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