KR101726175B1 - 빗물 저류 침투형 컬럼시스템 - Google Patents

Abstract

본 발명은 빗물 저류 침투형 컬럼시스템에 관한 것으로, 불투수면인 보도, 도로 등에 설치하여 불투수면을 투수면으로 전환시켜 줌으로써 도시 물순환 환경을 개선할 수 있도록 하고, 물을 저류해 놓았다가 건기시 삼투압 원리를 이용하여 저류된 빗물을 주변에 식재된 식물의 뿌리에 공급할 수 있도록 하는 빗물 저류 침투형 컬럼시스템을 제공함에 있다.
상기 목적 달성을 위한 본 발명은, 골재와 결합재를 혼합하고 기둥 형태로 압축 성형한 후 양생하여 공극률이 30~40%가 되도록 제작하되, 선단에 원뿔형 돌출부가 형성되도록 제작하고 지중으로 설치되어 불투수면에서 발생된 우수를 지중으로 투수시킴과 동시에 보수해주는 기둥부; 상기 기둥부의 선단에 결합되어 기둥부를 통해 지중으로 유입된 우수를 저장하여 유출되는 우수를 저감시켜주는 저류부;를 포함하여 구성된 것을 그 기술적 요지로 한다.

Description

빗물 저류 침투형 컬럼시스템{Column system for permeating storage of rainwater}

본 발명은 빗물 저류 침투형 컬럼시스템에 관한 것으로, 불투수면을 투수면으로 전환시켜줌으로써 도시 물 순환 환경을 개선할 수 있도록 하는 빗물 저류 침투형 컬럼시스템에 관한 것이다.

일반적으로 인구가 점점 증가하고 주민의 도시집중화 및 개발사업 등으로 인해 불투수층인 포장면이 증가하고 있으며, 이러한 토지에 내리는 빗물은 거의 증발하거나, 지표면으로 흐르기 때문에 지하로 침투되는 양이 매우 적게 된다.

즉, 우수가 침투되지 않는 표면이 35~100%나 되어 지하에 저류되는 우수가 많지 않아 자연스러운 물 순환에 의한 수자원의 활용이 제대로 이루어지지 않고 있고, 지하수의 과다사용 및 남용으로 자연적 물 순환시스템이 비정상적으로 이루어지고 있으며, 기후변화로 더욱 가속화되고 있는 하절기 집중호우로 인해 사용가능한 용수가 손실됨은 물론 배수관로 통수능력 부족에 따른 우수역류 현상이 빈번히 발생하여 침수피해가 급증하고 있으며, 건기시 심각한 가뭄으로 가로수 등 식생식물이 고사되는 현상이 급증하고 있는 것이 현실이다

따라서 이러한 문제를 해결하기 위해서는 안정적 수문변화 및 물 순환을 유도하여 생태적 여건을 유지하며 연중 안정적인 수량 확보와 침수 피해방지 등을 위한 지속가능한 설계기술과 보다 체계적인 관리 시스템이 요구된다.

공개특허번호 제10-2013-0101854호

상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은, 불투수면인 보도, 도로 등에 설치하여 불투수면을 투수면으로 전환시켜 줌으로써 도시 물순환 환경을 개선할 수 있도록 하고, 물을 저류해 놓았다가 건기시 삼투압 원리를 이용하여 저류된 빗물을 주변에 식재된 식물의 뿌리에 공급할 수 있도록 하는 빗물 저류 침투형 컬럼시스템을 제공함에 있다.

상기한 바와 같은 목적을 달성하고 종래의 결점을 제거하기 위한 과제를 수행하는 본 발명은, 골재와 결합재를 혼합하고 기둥 형태로 압축 성형한 후 양생하여 공극률이 30~40%가 되도록 제작하되, 선단에 원뿔형 돌출부가 형성되도록 제작하고 지중으로 설치되어 불투수면에서 발생된 우수를 지중으로 투수시킴과 동시에 보수해주는 기둥부; 상기 기둥부의 선단에 결합되어 기둥부를 통해 지중으로 유입된 우수를 저장하여 유출되는 우수를 저감시켜주는 저류부;를 포함하여 구성된 것을 특징으로 한다.

또한 상기 기둥부의 골재는 입도가 3~15mm인 다공성흡착재와 쇄석을 1:3의 비율로 혼합하여 구성되고, 상기 결합재는 바인더 100중량부에 대하여, 석분 5~10중량부, 무수석고 3~5중량부, 소석회 2~3중량부, 탄산칼슘 3~7중량부, 물200~500중량부를 교반하여 구성되는 것을 특징으로 한다.

또한 상기 기둥부는, 골재와 결합재를 1200~2500v.p.m 의 진동을 가하면서 100~160kgf/cm² 의 압축력으로 성형하고 50~70℃에서 2시간 증기 양생 후 3~7일 자연건조 시켜 제작되는 것을 특징으로 한다.

또한 상기 기둥부의 투수계수는 3~10mm/s 로 구성되는 것을 특징으로 한다.

또한 상기 저류부는, 내부에 우수가 저장되는 공간부가 형성되고, 상, 하부면에는 우수의 유동이 가능하도록 관통홀이 형성되며, 상측에는 상기 원뿔형 돌출부에 끼워질 수 있도록 오목한 형태의 끼움홈이 형성되어 있는 것을 특징으로 한다.

이상에서 설명한 바와 같이 본 발명에 의하면, 불투수면에 설치하여 우수를 지중으로 침투시켜 도시 물 순환 환경을 개선해주는 매우 유용한 발명이다.

또한 우수를 침투시키면서 보수하는 기둥부와 우수를 저장하는 저류를 포함하여 구성함으로써 지중으로 우수가 투수되도록 함과 동시에 보수 및 저류의 기능도 수행함으로서 유출되는 우수를 저감시키고, 건기시에는 삼투압 원리를 이용하여 보수 및 저류된 우수를 식물의 뿌리로 공급해줌으로써 건기시에도 식물의 생장이 원활하게 이루어지게 되는 효과가 있다.

도 1 은 본 발명에 의한 컬럼시스템을 나타낸 사시도,
도 2 는 본 발명에 의한 컬럼시스템의 단면을 나타낸 단면도,
도 3 은 본 발명에 의한 컬럼시스템을 불투수면에 설치한 상태를 나타낸 예시도,
도 4 는 본 발명에 의한 컬럼시스템을 개수로에 설치한 상태를 나타낸 예시도,
도 5 은 본 발명에 의한 컬럼시스템을 통해 가로수와 같은 식물에 직접적으로 수분을 공급하는 상태를 나타낸 예시도.

이하 본 발명의 실시 예인 구성과 그 작용을 첨부도면에 연계시켜 상세히 설명하면 다음과 같다. 또한 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명은 생략한다.

도 1 은 본 발명에 의한 컬럼시스템을 나타낸 사시도, 도 2 는 본 발명에 의한 컬럼시스템의 단면을 나타낸 단면도, 도 3 은 본 발명에 의한 컬럼시스템을 불투수면에 설치한 상태를 나타낸 예시도, 도 4 는 본 발명에 의한 컬럼시스템을 개수로에 설치한 상태를 나타낸 예시도, 도 5 은 본 발명에 의한 컬럼시스템을 통해 가로수와 같은 식물에 직접적으로 수분을 공급하는 상태를 나타낸 예시도로서,

본 발명의 컬럼시스템은, 지중으로 설치되어 불투수면에서 발생된 우수를 지중으로 침투시키고 보수해주는 기둥부(100)와, 상기 기둥부(100)의 선단에 결합되어 기둥부(100)를 통해 유입된 우수를 저장하여 지중으로 유출되는 우수를 저감시켜주고 건기시에는 기둥부(100)에서 발생되는 삼투압현상을 통해 저류된 우수를 식물의 뿌리로 공급될 수 있도록 하는 저류부(200)를 포함하여 구성된다.

상기 기둥부(100)는, 골재와 결합재를 혼합하고 기둥 형태로 압축 성형한 후 양생하여 제작되되, 선단에 원뿔형 돌출부가 형성되도록 제작된다.

상기 기둥부(100)의 골재는, 다공성흡착재와 쇄석을 1:3의 비율로 혼합하여 구성하는 것이 바람직하다.

상기 골재는 기둥부(100)의 강도를 유지하는 것으로 3~15mm입도의 깬 돌로 구성하며 비중은 2.5~2.8로 구성한다.

또한 상기 다공성흡착재는 우수의 보수(저장)기능을 수행하는 것으로 3~15mm의 입도로 구성하며, 비중은 0.9~1.2로 구성된다.

이러한 골재는 상기와 같이 다공성흡착제와 골재를 구성함으로써 원활한 투수가 이루어지도록 하는 투수계수와 공극률이 형성되게 된다.

한편 상기 결합재는, 바인더와, 석분, 무수석고, 소석회, 탄산칼슘, 물을 교반하여 구성한다.

바람직하게는, 바인더 100중량부에 대하여, 석분 5~10중량부와, 무수석고 3~5중량부와, 소석회 2~3중량부와, 탄산칼슘 3~7중량부와, 물200~500중량부를 교반하여 구성하게 되는 것이다.

상기와 같이 구성되는 기둥부(100)는 상기 결합재와 골재를 혼합하여 몰드에 주입하고, 진동장치를 이용하여 진동을 가하면서 압축 성형한 후 양생함으로써 제작된다.

이때 진동장치의 진동수는 1200~2500vpm으로 구성하고, 100~160kgf/cm² 의 압축력으로 압축 성형하게 된다.

또한 압축 성형된 기둥부(100)의 양생과정은 50~70℃에서 2시간 동안 증기 양생한 후 3~7일 동안 자연건조 하게 된다.

이와 같이 제작되는 기둥부(100)는 압축강도가 100~200kgf/cm² 휨강도가 20~40kgf/cm² 로 구성됨으로써 지중 설치시 외력에 쉽게 파손되지 않고 지중에서 안정적으로 설치된다.

또한 기둥부(100)는 투수계수가 3~10mm/sec로 구성함으로써 불투수면에서 발생되는 우수를 지중으로 빠르게 침투시켜줄 수 있게 되고 건기시에는 저류부(200)의 물을 지표로 끌어올리는 역할을 하게 된다.

한편 상기 저류부(200)는, 내부에 우수가 저장되는 공간부(230)가 형성되고, 상 하부면에는 우수의 유동이 가능하도록 관통홀(220)이 형성되며, 상측에는 상기 원뿔형 돌출부에 끼워질 수 있도록 오목 형태의 끼움홈(210)이 형성된다.

이러한 저류부(200)는 상,하부면에 관통홀(220)이 형성됨으로써 이 관통홀(220)을 통해 기둥부(100)에서 유입되는 우수가 내부에 형성되는 공간으로 유입되어 우수를 저장할 수 있게 된다.

또한 유입된 우수는 하부면에 형성된 관통홀(220)을 통해 토양으로 천천히 배출되어 물의 순환이 이루어진다.

상기 저류부(200)는 FRP와 같은 합성수지 재질로 구성되거나 금속재질로 구성할 수 도 있다.

상기와 같이 기둥부(100)의 하부에 저류부(200)가 설치됨으로써 저류부(200)에 저장된 물이 삼투압현상에 의해 기둥부(100)로 전달되고 기둥부(100)의 상부로도 물이 흘러나오게 됨으로써 지표에 있는 수목에게 물이 공급될 수 있게 된다.

이와 같이 구성된 본 발명의 컬럼시스템은 도면3에서와 같이 기존의 불투수면인 보도나, 도로 등에 다수개를 설치하여 우수가 지중으로 침투될 수 있도록 함으로써 도시 물 순환 환경을 개선하게 된다.

또한 도 4 에서와 같이 개수로의 바닥면에 다수개를 설치하여 강우시 개수로를 따라 흐르는 빗물이 유입되도록 하여 지중으로 투수가 이루어지도록 하고 보수 및 저류의 기능도 수행하게 됨으로써 유출되는 우수를 저감시켜주게 된다.

또한 도 5 에서와 같이 띠녹지나 가로수 주변으로 설치하여 강우시에는 유입된 빗물을 기둥부(100)를 통해 보수하고 저류부(200)를 통해서는 저류해 놓았다가 건기시 삼투압 원리를 이용해 보수 및 저류된 빗물을 식물의 뿌리로 공급할 수 있게 된다.

뿐만 아니라 가로 환경에 존재하는 녹지공간으로도 빗물을 유입 침투시킴으로써 도시 물 순환 회복에 기여하게 된다.

본 발명은 상술한 특정의 바람직한 실시 예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형실시가 가능한 것은 물론이고, 그와 같은 변경은 청구범위 기재의 범위 내에 있게 된다.

(100) : 기둥부 (110) : 원뿔형 돌출부
(200) : 저류부 (210) : 끼움홈
(220) : 관통홀 (230) : 공간부
(300) : 불투수면
(400) : 개수로

Claims (5)

1. 골재와 결합재를 혼합하고 기둥 형태로 압축 성형한 후 양생하여 공극률이 30~40%가 되도록 제작하되, 선단에 원뿔형 돌출부가 형성되도록 제작하고 지중으로 설치되어 불투수면에서 발생된 우수를 지중으로 투수시킴과 동시에 보수해주는 기둥부;
   상기 기둥부의 선단에 결합되어 기둥부를 통해 지중으로 유입된 우수를 저장하여 유출되는 우수를 저감시켜주는 저류부;를 포함하여 구성되되,
   상기 기둥부의 골재는 입도가 3~15mm인 다공성흡착재와 쇄석을 1:3의 비율로 혼합하여 구성되고, 상기 결합재는 바인더 100중량부에 대하여, 석분 5~10중량부, 무수석고 3~5중량부, 소석회 2~3중량부, 탄산칼슘 3~7중량부, 물200~500중량부를 교반하여 구성되며, 상기 골재와 결합재를 1200~2500vpm 의 진동을 가하면서 100~160kgf/cm² 의 압축력으로 성형하고 50~70℃에서 2시간 증기 양생 후 3~7일 자연건조시켜 제작되며, 투수계수는 3~10mm/s 로 이루어지고,
   상기 저류부는 내부에 우수가 저장되는 공간부가 형성되고, 상, 하부면에는 우수의 유동이 가능하도록 관통홀이 형성되며, 상측에는 상기 원뿔형 돌출부에 끼워질 수 있도록 오목한 형태의 끼움홈이 형성되도록 구성되며,
   상기 기둥부에서 발생되는 삼투압현상을 통해 저류부에 저장된 우수를 흡수하여 증산작용을 통해 인근의 식물 뿌리로 공급해주도록 구성된 것을 특징으로 하는 빗물 저류 침투형 컬럼시스템.
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