KR101786494B1 - 대규모 빗물 저류조의 유지 관리 시스템 - Google Patents

Abstract

강 또는 하천이나 저지대 또는 매립지 등의 침수 피해 방지 또는 하천이나 지하수의 재활용을 위한 대규모 또는 대형의 빗물(우수) 저류조를 원격에서 이동 가능하게 자동으로 실시간 감시하고 제어할 수 있으며, 빗물 저류조 안으로 유입되는 우수를 자동으로 분류하여 불순물들을 제거한 소정의 탁도 이하의 여수를 이용하여 별도의 인력이나 추가의 장비가 없이 우수 저류조의 바닥에 잔류하는 침전물 등을 자동으로 세척하도록 구성된 대규모 또는 대형의 빗물(우수) 저류조의 유지 관리 시스템이 제공된다.
본 발명에 따른 대규모 빗물 저류조의 유지 관리 시스템은, 하천 제방이나 수로의 벽에 설치된 적어도 2개 이상의 수위 레벨 표시(WL)에 대해서 각각 3차원 입체 영상 신호(I)와 각각의 수위 레벨(L) 정보를 동시에 디스플레이되도록 중첩하여 비교한 3차원 입체 영상 수위 레벨 신호(S)를 발생시키는 유지 관리 제어 수단(100)과, 3차원 입체 영상 수위 레벨 신호(S)를 중계 시스템(210)을 통해서 화상으로 원격에서 이동 가능하게 모니터하도록 구성된 이동 가능한 원격 제어 수단(200)과, 유입되는 우수에서 소정의 탁도(Tlim) 이하의 여수만을 별도로 분류하여 저장하는 여수 자동 분류 수단(300)과, 그리고 이러한 여수를 이용하여 빗물 저류조(10)의 바닥에 잔류하는 침전물을 세척하기 위한 세척 수단(500)을 포함한다.

Description

대규모 빗물 저류조의 유지 관리 시스템{A SYSTEM FOR CONTROLLING THE MAINTENANCE OF LARGE SCALE STORMWATER STORAGE RESERVOIRS}

본 발명은 빗물 저류조 또는 우수 저류조의 유지 관리에 관한 것이며, 특히 강 또는 하천이나 저지대 또는 매립지의 침수 피해 방지 또는 하천이나 지하수의 재활용을 위한 대규모 빗물(우수) 저류조의 유지 관리 시스템에 관한 것이다.

보다 구체적으로, 본 발명은 수천 톤 내지 수십만 톤 용량의 대규모 빗물 저류조를 원격에서 이동 가능하게 자동으로 실시간 감시하고 제어하며, 이러한 빗물 저류조 안으로 유입되는 빗물(우수)을 자동으로 분류하여 오수와 슬러리, 부유물 또는 현탁물 같은 불순물들을 제거한 소정의 탁도 이하의 여수를 별도로 저장하며, 이와 같이 보관된 여수를 이용하여 별도의 인력이나 추가의 장비가 없이 빗물 저류조의 바닥에 잔류하는 침전물 등을 자동으로 세척할 수 있는 대규모 빗물 저류조의 유지 관리 시스템에 관한 것이다.

빗물 저류조 또는 우수 저류조는 빗물 유출 저감 시설의 일종으로, 홍수나 집중 호우 발생시 수로(강이나 하천의 유로, 원천적인 물 공급을 위한 상수도나 하수도, 또는 도심 지역의 투수성 포장이나 투수 블록 또는 침투 도랑과 같은 침투형 설비 등)를 통해서 유입되는 유량의 일부를 일시적으로 저류하여 유출량을 조절함으로써 하류에서의 홍수 또는 침수 피해를 방지하고 물의 재이용을 촉진하여 물 자원을 효율적으로 활용하고 수질을 관리하는 시설이다. 이와 같은 빗물 저류조는 강이나 하천, 대규모 택지 개발지역, 인구가 집중하고 도시화가 진전되어 향후 빗물 유출량의 증대가 예상되는 지역, 그리고 상습적으로 침수 피해를 받는 저지대 또는 매립지 지역, 특히 도시 지역에서 하천 개수(河川改修)나 새로운 수로를 구축하는 것이 시공간 및 재정상 어려움이 있는 지역 등에서 매우 유용하며, 때로는 이러한 빗물 저류조가 도시의 저 영향 개발과 관련되어 필수적으로 도입되기도 한다.

저 영향 개발(Low-impact development, LID)은 강우 유출 발생지에서부터 침투, 저류를 통하여 도시화에 따른 수 생태계를 최소화하고 개발 이전의 상태에 최대한 가깝게 만들기 위한 토지이용 계획 및 도시 개발 기법을 말한다. 이는 도심 지역의 홍수 또는 기후 변화로 인한 집중강우 등으로 도시 물순환 체계에 대한 필요성이 대두함으로 인하여, 비점오염원의 발생 원천에서부터의 관리가 최적이라는 판단에 따라서 장치형 시설에 비해 자연형 시설이 효율 및 유지 관리 측면에서 유리하다는 결론을 도출하였다. 이러한 저 영향 개발(LID) 기법은 저류, 여과, 증발 등 복합적 다기능을 수행하는 경우가 많으므로 분류하기가 쉽지 않으며, 국내에서는 도입 초기 단계로 그 종류가 아직도 법적으로 규정되거나 분류되어 있지 않은 상황이다. 실제로, 자연형 비점오염(nonpoint pollution) 저감 시절 중에서도 일부 시설은 이러한 저 영향 개발 기법으로 볼 수 없는, 예를 들어 침투 기능이 없는 단순 저류지 또는 기존의 중앙집중식 빗물 관리의 일환으로 배수구의 말단에 설치되는 대형 저류지 등이 있다.

이러한 배경에서, 대형 또는 대규모 저류조는 대체로 외부 환경에 따라서 그 설치 방식이 댐식, 굴착식, 또는 지하식으로 구분되며, 지하식 저류조의 경우에 처리 효율을 높이기 위해서 길이 대 폭의 비율이 최소 1.5 대 1 이상이 되어야 한다. 대규모 저류치는 고밀도 도심지를 제외한 주거 단지, 산업 단지, 각종 공원, 도로, 또는 주차장 등과 같이 비교적 넓은 부지 면적을 가지는 다방면의 입지에 적용이 가능하며, 계절에 따른 최고 지하수위나 기반 암의 깊이와 침투율에 따라서 30~90cm 정도의 깊이로 굴착하는 것이 바람직하다. 또한, 바람직하게 일정한 경사도를 가지되, 경사도는 15% 미만이 적당하다. 최근에는 다양한 방식의 빗물 저류조의 시공 방식이 개발되어 실제로 적용되고 있고, 다양한 설치 환경에 적합하게 여러 가지 유형으로 빗물 저류조의 설치가 수행되고 있으며, 이에 대한 효율적인 유지 관리를 위한 여러 가지 방법 및 장치들이 개발되고 있다.

예를 들면, 일본 특허공개 2009-108534(2009년 5월 21일)에 개시된 우수(빗물) 저류 시설의 감시 관리 시스템에서는 외부에서 송신되는 수위 데이터를 외부의 데이터 처리장치에서 수신하는 동시에 별도로 우수(빗물) 저류 시설 부근의 강우 데이터를 수신하는 데이터 수집 수단 및 우수(빗물) 저류 시설로의 유입량 데이터 혹은 수위 변화 데이터에 근거하여 우수(빗물) 저장 시설의 정상적 가동을 판단하는 방법을 개시하였으며, 일본 특허공개 2013-227849(2013년 11월 7일)에 개시된 우수(빗물) 저류 탱크의 수위 관리 시스템에서는 우수(빗물) 저류 탱크의 우수(빗물) 유입로 및 배출로의 각각의 관로의 개폐 밸브에 설치된 개폐 제어 작동에 대해서 이를 제어하는 제어 프로그램에 따라서 강우 예보에 의한 강우량이 일정한 값을 기준으로 각각 저수 운전 모드 및 배수 운전 모드로 실행되도록 구성하는 관리 시스템을 제안하고 있다. 또한, 한국 특허공개 10-2012-0038303(2012년 4월 23일) 및 10-2013-0090278(2013년 8월 13일) 그리고 한국 특허공고 10-1277227(2013년 6월 26일)에서는 빗물과 상수를 연계한 다중 구조의 저류조 운영 시스템들 및 운영 방법들이 개시되어 있으며, 이들 문헌에 개시된 바에 따르면 기상예보/강우 데이터와 강우 예측량, 그리고 실제로 감시되는 강우 데이터, 수위 데이터, 및 수질 데이터에 근거하여 다수의 빗물 저류조와 다수의 CSOs(합류식 하수관거 월류수) 저류조들의 제어 방식을 제안하고 있다. 한편, 초기 우수(빗물) 배수 제어 시스템으로서 2013년 4월 24일 한국 특허공고 10-1257709에 따르면, 충분한 정화 기간을 주기적으로 제공하여 일정 수준의 수질을 관리하는 제어 방식을 제안하고 있다.

이들 종래 기술의 공통된 특징들은 각각의 제어 방식을 보다 효율적으로 수행할 수 있는 미리 프로그램된 제어 루프를 사용함으로써 관리자의 인위적인 개별 관리에 비해서 훨씬 효율적인 양질의 빗물 관리에 초점을 맞추고 있다는 점이다. 그러나 이들 문헌들에서 제시하는 방법들 또는 장치들은 빗물 저류조의 근본적인 기능 또는 역할이라 할 수 있는 홍수 또는 집중 강우로 인한 피해 방지라는 측면들보다는 일정 수준의 수질 확보라는 이차적인 문제에 관심을 두고 있다.

그렇지만, 이러한 대규모 빗물 저류조에 있어서 무엇보다도 중요하고 시급한 문제는 빗물 저류조의 가장 필수적인 요건인 침수 피해 방지와 관련하여 이를 더 효율적으로 유지 관리하기 위한 자동화된 시스템의 개발이라고 할 수 있다. 다시 말해서, 설계시 홍수나 집중 호우 등에 대비한 최대 수용 용량과 관련한 모든 데이터가 실제 상황의 적용에서 문제가 발생하는 근본적인 원인은 시시각각으로 변화할 수 있는 외부 환경에 대해서 분석 및 대책이 가장 적시에 이루어져야 한다는 점이며, 이를 위해서는 최소한 정확한 시뮬레이션에 의한 빠른 대처가 가능하도록 모든 데이터를 실시간으로 원격에서 제어할 수 있어야 한다는 점이다.

이와 더불어, 연중 최대의 강우량이 나타나는 기간, 특히 여름철 외에는 평균 이하의 강우량에 근거하여 효율적인 빗물 저류조의 유지 관리가 이루어져야만 하는데, 이를 위해서 저류조의 내부 여건을 설계시의 상태로 계속 유지하여야 함은 물론이다. 특히, 빗물 저류조의 내부에는 홍수 또는 일시적인 폭우로 인하여 다량의 빗물(우수)이 유입하면서 강 또는 하천 그리고 도시 지역의 도로 주변 등에서 휩쓸려 들어오는 흙이나 토사 또는 잔해물이나 폐기물 등과 같은 각종 물질들을 대량으로 포함할 수 있으며, 이로 인하여 빗물 저류조 내부의 수질은 급작스럽게 매우 불량한 상태로 될 수 있다. 더욱이, 이들 물질들은 빗물 저류조로부터 쉽사리 배출되지 않고 바닥으로 침전하여 침전물 형태로 굳어질 수 있으며, 이에 따라서 비상 시에 빗물 저류조의 기능을 저해할 뿐만 아니라 빗물 저류조의 정확한 수용 능력, 즉 수량의 측정에도 많은 오차를 일으킬 수 있는 원인이 된다. 따라서, 주기적으로 이들 바닥 침전물들을 제거해야만 하지만, 대규모 빗물 저류조의 경우에 이는 용이하지가 않다.

대부분의 빗물 저류조의 내부 세척에는 막대한 비용이 추가되어야 하는데, 많은 인력의 동원뿐만 아니라 세척을 위한 용수 공급 및 살수에 필요한 차량의 지원 등이 필요하고 시간이 많이 소요된다. 따라서, 이러한 대규모 빗물 저류조의 유지 관리의 문제는 간단한 것이 아니며, 일 년에 1회 내지 2회 정도, 많아야 4회 정도의 세척 작업을 수행하는 정도에 머물고 있는 실정이다. 이러한 상황에서, 대규모 빗물 저류조의 내부에서 발생하는 침전물의 고형화와 더불어 부패 또는 부식으로 인하여 비위생적인 환경을 조성할 수 있으며, 특히 모기 유충이나 파리 등의 해충이 번식할 수 있는 장소가 되어 버릴 수 있는데, 이는 빗물 저류조의 내부는 물론이고 빗물(우수) 저류조가 설치된 지역의 전체적인 환경을 저해하는 심각한 원인으로 작용할 수 있다.

한국 특허공개 10-2015-0045609(2015년 04월 29일)에서는 이러한 목적으로 별도의 청소용 저류조를 설치하여 저류조의 내부를 청소할 수 있는 하천 범람 방지 시스템을 제안하고 있다. 그러나 한국 특허 공개 10-2015-0045609에 개시된 시스템에 따른 구성에 의해서는 소형의 저류조에 대해서는 어느 정도의 효과를 기대할 수 있다고 하여도, 대규모 빗물 저류조에 적용할 경우에 바닥에 잔류하는 다량의 침전물을 제거하기에는 한계가 있다. 더욱이, 홍수 또는 갑작스런 폭우와 같이 일시적으로 다량의 빗물(우수)이 빗물 저류조 안으로 유입하면서 강 또는 하천 그리고 도시 지역의 도로 주변 등에서 휩쓸려 들어오는 흙이나 토사 또는 잔해물이나 폐기물 등과 같은 각종 물질들을 대량으로 포함할 수 있는 상황에서는 이러한 물질들이 청소용 저류조 안으로 그대로 유입되어 버릴 수 있으므로 빗물 저류조의 세척 작용에 바람직하지 않은 영향을 준다.

일본 특허공개 2009-108534(2009년 5월 21일) 일본 특허공개 2013-227849(2013년 11월 7일) 한국 특허공개 10-2012-0038303(2012년 4월 23일) 한국 특허공개 10-2013-0090278(2013년 8월 13일) 한국 특허공고 10-1277227(2013년 6월 26일) 한국 특허공고 10-1257709(2013년 4월 24일) 한국 특허공개 10-2015-0045609(2015년 04월 29일)

이와 같은 관점에서, 본 발명 주 목적은 강 또는 하천이나 저지대 또는 매립지의 침수 피해 방지를 위한 대규모 빗물(우수) 저류조 또는 도심 지역의 하천이나 지하수의 재활용을 위한 대용량 빗물(우수) 저류조에 대해서 유입되는 빗물(우수)를 원격에서 이동 가능하게 자동으로 실시간 감시하고 제어할 수 있는 대규모 빗물 저류조의 유지 관리 시스템을 제공하는 것이다.

또한, 본 발명의 다른 목적은 빗물 저류조 안으로 유입되는 빗물을 자동으로 분류하여 오수와 슬러리, 부유물 또는 현탁물 같은 불순물들을 제거한 소정의 탁도 이하의 여수를 별도로 저장하고, 이와 같이 오수로부터 자동으로 분류하여 저장된 여수를 이용하여 별도의 인력이나 추가의 장비가 없이 빗물(우수) 저류조의 바닥에 잔류하는 침전물 등을 주기적으로 신속하게 자동으로 세척할 수 있는 대규모 빗물 저류조의 유지 관리 시스템을 제공하는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은 빗물(우수)의 유입으로부터 최종 배출 단계에 이르기까지 일괄하여 신속하게 자동으로 작동할 수 있도록 설계 가능한 대규모 빗물 저류조의 유지 관리 시스템을 제공하는 것이다.

이와 같은 목적을 이루기 위하여 본 발명에 따른 대규모 빗물 저류조의 유지 관리 시스템은, 우수의 유입을 위한 유입구, 우수의 배출을 위한 배출구, 및 유입구와 배출구의 각각의 수문을 개폐하는 수문 개폐 작동 수단을 포함하는 수천 톤 내지 수십만 톤 용량의 대규모 빗물 저류조와, 빗물 저류조 부근의 하천 제방이나 수로의 벽에 설치된 적어도 2개 이상의 수위 레벨 표시를 각각 화상으로 인식하여 3차원 입체 영상 신호로 변환시키고, 각각의 수위 레벨 표시에 대해서 소정의 수위 레벨 정보를 수치화하고, 각각의 3차원 입체 영상 신호와 각각의 수위 레벨 정보를 동시에 디스플레이되도록 중첩하여 비교한 3차원 입체 영상 수위 레벨 신호를 발생시키며, 수위 레벨이 소정의 임계 수위 레벨에 도달하면 대응하는 3차원 입체 영상 임계 수위 레벨 신호를 발생시키도록 구성되어 있는 유지 관리 제어 수단과, 그리고 이러한 유지 관리 제어 수단으로부터 발생되는 3차원 입체 영상 수위 레벨 신호를 중계 시스템을 통해서 화상으로 수신하도록 구성되어 있는 이동 가능한 원격 제어 수단을 포함한다.

또한, 본 발명에 따른 대규모 빗물 저류조의 유지 관리 시스템은 빗물 저류조 안으로 유입되는 빗물에 대한 탁도를 측정하는 탁도 측정 수단, 이러한 탁도 측정 수단에 근거하여 빗물 저류조의 유입구를 통해서 유입되는 우수(빗물)를 오수와 여수로 자동으로 분리하는 오수 분리 수단, 및 탁도 측정 수단에 의해서 측정된 소정의 탁도 이상의 오수와 빗물 저류조의 바닥으로 침전하여 잔류하는 현탁물 등이 제거된 여수만을 별도로 저장하는 여수 저장 수단을 갖추고 있는 여수 자동 분류 수단과, 별도의 여수 저장 수단 내에 저장된 여수를 운반하는 여수 이송 관로와, 그리고 여수 이송 관로를 통해서 전달되는 여수를 이용하여 빗물 저류조의 바닥에 잔류하는 침전물을 세척하기 위한 세척 수단을 더 포함한다.

이와 같이 구성된 본 발명에 따른 유지 관리 제어 수단은 빗물 저류조의 안팎으로 수집 가능한 모든 데이터들을 수집하고 이를 실시간으로 분석하여 송신할 수 있도록 구성됨으로써 전체적으로 빗물 저류조의 유지 관리에 만전을 기할 수 있는 시스템을 구축할 수 있다. 본 발명에 따른 유지 관리 제어 수단의 본질적인 특징은 앞에서 설명한 바와 같이 3차원 입체 영상 신호와 함께 수위 레벨 신호를 중첩하여 3차원 입체 영상 수위 레벨 신호를 발생시키도록 구성한 것으로서, 이는 강 또는 하천의 수위를 3차원 영상을 통해서 모니터할 뿐만 아니라 컴퓨터 시뮬레이션 또는 마이크로소프트에 의해서 프로그램된 소정의 수위 레벨 신호에 따라서 자동으로 작동하는 것이다.

이와 같은 구성이 가능한 것은 소위 화상 인식 시스템(Image recognition system)의 발전에 따라서 고도의 3차원 입체 영상에 추가의 프로그램화된 수치 또는 기호를 부가하여 이를 표준 패턴과 식별하고 인식하는 소프트웨어의 개발에 있다고 하겠다. 이와 같은 방식의 관리 및 제어는 다양한 분야에서 활용될 수 있는데, 예를 들어 지능형 터널 유고(돌발 상황) 감지 시스템과 같은 지능형 영상 감시 시스템(Intelligent Video Surveillance)이 있다. 이는 고속도로 등의 터널 내에서의 차량 충돌이나 화재 등의 상황을 실시간으로 원격에서 모니터하면서 감시할 뿐만 아니라 사고 발생시 후속 조처를 자동으로 수행하거나 또는 적어도 즉각적으로 관리자에게 이러한 상황을 전달하여서 신속하게 대처할 수 있게 함으로써 추가의 사고를 방지할 수 있는 장점이 있다. 그 외에도, 디스플레이 화면상의 이동 물체를 검출하고 PTZ 카메라를 활용하여 이를 추적해서 근접 영상을 확보하는 고성능 카메라 + PTZ 카메라 연동의 지능형 추적 시스템, 또는 영상과 함께 음성을 인식하여 구분하는 지능형 영상 음성 분석 시스템 등이 있다.

본 발명에 따른 빗물 저류조의 유지 관리 시스템은 이와 같은 최신의 화상 인식 기술의 개념에 입각하여 제시된 것으로서, 안개나 기후 등의 영향을 받지 않고 고화상도의 영상을 제공할 수 있도록 전자파로서 레이저 광을 사용하는 소위 라이다(lidar) 방식의 레이더를 활용한다. 이는 기존의 레이더에 비해서 방위 분해능이나 거리 분해능 등이 매우 우수하다. 레이저 광은 마이크로파에 비해 도플러 효과가 크다는 점을 이용하여 아주 작은 저속도 목표물의 속도 측정도 가능한 레이저 도플러 레이더와, 목표 물체의 분자의 라만 시프트(raman-shift)에 의한 송신 광과 다른 파장의 수신 광을 검출하여 그 파장, 강도 등으로부터 대기의 성분 분석 등을 동시에 실행하는 레이저 라만 레이더 등이 있다. 이러한 고성능 라이다는 현재 자율 주행 자동차 또는 드론용으로 활용되고 있으며, 기상 관측에서 안개 감지기 또는 안개 모니터 시스템으로도 널리 활용되고 있는데 측정 거리 20km 이하에서 안개나 박무 등은 물론이고 해무나 황사, 눈 또는 비의 감지 등도 가능하다.

본 발명의 바람직한 일 실시 예에 따르면, 유지 관리 제어 수단은 소정의 임계 수위 레벨에 대해서 3차원 입체 영상 임계 수위 레벨 신호의 발생에 대응하여 빗물 저류조의 수문 개폐 작동 수단으로 유입구의 개방을 명령하는 우수 유입 명령 신호를 자동으로 송신하는 동시에 원격 제어 수단으로 경고 신호를 자동으로 송신하는 수위 감지 및 관리 수단, 및 빗물 저류조의 유입구 및 배출구의 각각의 수문의 개폐 상태를 확인하는 수문 개폐 신호를 원격 제어 수단으로 3차원 입체 영상으로 송신하는 수문 개폐 관리 수단을 더 포함한다. 3차원 입체 영상 신호, 3차원 입체 영상 수위 레벨 신호, 3차원 입체 영상 임계 수위 레벨 신호, 및 수문 개폐 신호는 모두가 또는 그 일부가 컴퓨터 시뮬레이션 또는 마이크로프로세서에 의해서 프로그램될 수 있다.

바람직한 일 실시 예에서, 본 발명에 따른 원격 제어 수단은 유지 관리 제어 수단으로부터 송신되는 소정의 3차원 입체 영상 임계 수위 레벨 신호에 상응하는 경고 신호에 따른 빗물 저류조의 수문 개폐 작동 수단의 개방 또는 폐쇄 여부를 유지 관리 제어 수단의 수문 개폐 확인 수단으로부터 수신되는 수문 개폐 신호를 통해서 확인하고, 수문 개폐 작동 수단이 원활하게 작동하지 않았을 때 수동 개폐 명령 신호를 빗물 저류조의 비상 개폐 작동 수단으로 수동으로 송신한다. 빗물 저류조의 비상 개폐 작동 수단은 이러한 원격 제어 수단의 수동 개폐 명령 신호에 응답하여 빗물 저류조의 유입구 및 배출구의 각각의 수문을 개방 또는 폐쇄하는 비상 개폐 작동 수단을 더 포함한다.

바람직하게, 원격 제어 수단은 예를 들어 원격에서 빗물 저류조와 분리된 별도의 중앙 관제실 또는 상황실과 같은 장소에 설치된 화상 모니터 장치로 구현될 수 있다. 이와는 다르게, 원격 제어 수단이 예를 들어 노트북이나 태블릿 PC 같은 휴대용 컴퓨터의 모니터 또는 휴대전화의 화면과 같이 원거리 이동 가능한 인터넷 기반 휴대용 모니터 장치로 구현될 수도 있다. 이와 같이 관리자가 원격에서 이동 가능하게 빗물 저류조의 모든 상황을 실시간으로 3차원 영상 및 그에 따른 세부 데이터와 함께 미리 설계된 자동화 프로그램에 근거하여 모니터하면서 감시할 수 있으며, 긴급 상황에서 일부 작동에 문제가 발생하는 경우에도 원격에서 즉시 그러한 상황에 대응하는 명령을 전달할 수 있으므로, 빗물(우수)의 유입으로부터 최종 배출 단계에 이르기까지 대규모 또는 대형의 빗물 저류조를 일괄하여 신속하게 자동으로 유지 관리하는 것이 가능하다.

따라서, 이와 같은 최신의 기술들을 구체적으로 조합하여 대규모 또는 대형의 빗물(우수) 저류조를 실시간으로 원격에서 관리하고 제어할 수 있는 본 발명에 따른 새로운 유지 관리 시스템은 지금까지 본 발명의 기술 분야에서 한 번도 시도되지 못한 것이며, 또한 이러한 기술들을 도입한 빗물 저류조의 유지 관리 시스템이나 방법에 관하여 언급되거나 시사된 바도 전혀 없다. 더욱이, 본 발명에 따른 빗물 저류조의 유지 관리 시스템은 막대한 비용과 오랜 시간을 들여서 만들어진 기존의 대규모 또는 대형의 빗물 저류조의 관리에서 발생하는 여러 가지 근본적인 문제들의 해결책으로도 제시될 수가 있다는 점에서 매우 중요하다.

본 발명의 바람직한 일 실시 예에 따르면, 여수 자동 분류 수단의 오수 분리 수단은 빗물 저류조의 내부에 설치되어 빗물 저류조의 유입구로부터 유입되는 빗물(우수)을 일차적으로 차단하도록 구성된 월류 벽으로 구성할 수 있다. 바람직하게, 오수 분리 수단은 월류 벽의 높이를 측정하기 위한 월류 벽 높이 센서와, 그리고 상기 월류 벽의 높이를 조절하도록 구성된 월류 벽 높이 조절 수단을 포함한다. 여수 자동 분류 수단의 여수 저장 수단은 월류 벽을 통해서 유입하는 여수를 저장하기 위한 여수 저류 탱크와, 여수 저류 탱크의 수위를 측정하도록 구성된 여수 수위 센서와, 그리고 여수 저류 탱크 안에 저장된 여수를 배출시키기 위한 여수 배출 펌프를 포함한다. 바람직하게, 여수 자동 분류 수단의 탁도 측정 수단은 오수 분리 수단의 월류 벽 전면에서 상하로 이동 가능하게 설치된다.

바람직하게, 탁도 측정 수단에 의해서 측정되는 탁도, 월류 벽 높이 센서에 의해서 측정되는 월류 벽의 높이, 및 여수 수위 센서에 의해서 측정되는 여수 저류 탱크의 수위에 관련한 데이터가 모두 유지 관리 제어 수단의 수질 관리 수단에서 수집되어서 원격 제어 수단의 화상 모니터 수단 및 휴대용 모니터 수단으로 송신된다.

빗물 저류조의 수위 센서와 여수 저류 탱크의 여수 수위 센서는 높은 정밀도로 광범위한 계측이 가능한 비접촉식 초음파 수위 센서를 사용할 수 있다. 초음파 수위 센서는 수면 위쪽에 설치되어 수면을 측정하는 공중식, 및 수면 아래에 설치되어 수면을 측정하는 수중식이 있는데, 둘 중에서 어느 방식이라도 무방하지만 공중식이 더 바람직하게 적용될 수 있다.

본 발명의 일 실시 예에 따르면, 세척 수단은 여수 저장 수단의 여수 저류 탱크로부터 여수 이송 관로를 통해서 공급되는 여수를 수용하도록 빗물 저류조의 바닥에 설치된 다수의 분기관과, 각각의 분기관에 일정 간격으로 형성된 다수의 분출 수단과, 그리고 다수의 분출 수단을 통하여 여수를 가압하여 분출시키도록 각각의 분기관과 여수 이송 관로의 연결 지점들에 연결되어 있는 압축기를 포함한다. 빗물 저류조의 바닥에 잔재하는 침전물은 여수 수위 센서에 의해서 확인되는 여수의 잔류량에 근거하여 여수 배출 펌프를 작동시켜서 여수 저류 탱크 내부에 저장된 여수를 여수 이송 관로를 통해서 세척 수단의 다수의 분기관으로 배출시키는 동시에 세척수단의 압축기를 작동시켜서 다수의 분기관에 설치된 다수의 분출 수단에 의해서 빗물 저류조의 배출구 방향으로 여수를 가압 분사함으로써 배출될 수 있다.

여수 저장 수단의 여수 배출 펌프는 바람직하게 수중 펌프로 구성될 수 있다. 또한, 이러한 배출 펌프와 세척 수단의 압축기를 함께 연결하여 동시에 작동하도록 구성할 수도 있으며, 또는 각각의 여수 배출 펌프를 별도의 수중 펌프들로 구성하고 세척 수단의 압축기에 별도의 배출 펌프를 함께 연결하여 작동하도록 구성할 수도 있다. 여수 저장 수단의 여수 배출 펌프와 세척 수단의 압축기는 각각 유지 관리 제어 수단의 배전반을 통해서 또는 별도의 배전반을 통해서 작동될 수 있으며, 바람직하게 원격 제어 수단의 화상 모니터 수단이나 휴대용 모니터 수단을 통해서 작동될 수도 있다.

본 발명의 대규모 또는 대형의 빗물 저류조의 유지 관리 시스템에 따르면, 강 또는 하천이나 저지대의 침수 피해 방지 또는 하천이나 지하수의 재활용을 위한 대규모 또는 대형의 빗물(우수) 저류조의 수위를 3차원 입체 영상 신호와 소정의 수위 레벨 정보를 동시에 디스플레이되도록 중첩하여 비교한 3차원 입체 영상 수위 레벨 신호에 근거하여 이동 가능하게 자동으로 실시간 감시하고 제어할 수 있으며, 빗물 저류조 안으로 유입되는 우수(빗물)를 자동으로 분류하여 불순물들을 제거한 소정의 탁도 이하의 여수를 이용하여 별도의 인력이나 추가의 장비가 없이 빗물 저류조의 바닥에 잔류하는 침전물 등을 자동으로 세척할 수 있다.

본 발명의 대규모 또는 대형의 빗물 저류조의 유지 관리 시스템은 빗물(우수)의 유입으로부터 최종 배출 단계에 이르기까지 일괄하여 신속하게 자동으로 작동할 수 있도록 빗물 저류조의 설계가 가능하므로 매우 효율적이면서도 효과적인 홍수 및 침수 피해의 방지의 대책을 제공할 수 있다.

또한, 본 발명에 따르면 연중 어느 때라도 대규모 또는 대형의 빗물(우수) 저류조에 대해서 신속하고도 간단한 방식의 효율적인 세척이 가능하므로 저류조 내부뿐만 아니라 주변의 환경 관리에 있어서 항상 만전을 기할 수 있다. 더욱이, 이러한 대규모 또는 대형의 빗물 저류조의 세척이 별도의 차량이나 장비를 추가할 필요없이 최소의 인원으로 수행될 수 있으므로, 유지 및 관리에 소요되는 비용을 최소화할 수 있으므로 매우 경제적이다.

도 1은 본 발명의 바람직한 일 실시 예에 따른 빗물 저류조의 유지 관리 시스템의 전체적인 구조를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 2는 본 발명에 따른 빗물 저류조의 유지 관리 시스템에서의 제어 방식을 보여주기 위한 개략적인 흐름도이다.
도 3은 본 발명의 바람직한 일 실시 예에 따른 빗물 저류조의 유지 관리 시스템에서 여수 자동 분류 수단을 예시적으로 도시한 개략적인 측방향 단면도이다.
도 4는 본 발명의 바람직한 일 실시 예에 따른 빗물 저류조의 유지 관리 시스템에서 세척 수단을 예시적으로 도시한 개략적인 평면도이다.

이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 바람직한 일 실시 예에 따른 빗물(우수) 저류조의 유지 관리 시스템을 보다 상세히 설명하면 다음과 같다. 여기서, 우수라는 의미는 빗물을 포함하는 모든 물을 의미하는 것이며, 따라서 별도로 이를 구분하지 않아도 통상적으로 본 발명이 기술 분야에서 빗물 또는 우수로 표현되는 양자를 모두 지칭하는 용어로 이해되어야 한다.

도 1을 참조하면, 강이나 하천 지역의 홍수를 방지하기 위한 대규모 빗물 저류조(10)에 대한 본 발명의 일 실시 예에 따른 빗물 저류조의 유지 관리 시스템의 개략적인 구조가 도시되어 있다. 빗물 저류조(10)는 우수의 유입을 위한 유입구(20), 우수의 배출을 위한 배출구(30), 및 이들 유입구(20)와 배출구(30)의 수문을 개폐하기 위한 수문 개폐 작동 수단(40)을 포함하고 있다. 빗물 저류조(10)의 유입구(20)에는 홍수 또는 갑작스런 폭우와 함께 유입되는 여러 가지 부유물 또는 현탁물 등을 일차적으로 걸러내기 위한 거름망(21)이 설치된다. 이와 같은 대규모 빗물 저류조(10)는 바닥에 잔류하는 침전물을 배출하기 용이하도록 설계시 바닥을 경사지게 배열하는 것이 바람직하다.

도 1에 도시된 바람직한 일 실시 예에서는, 빗물 저류조(10)가 강이나 하천의 장마철 또는 일시적 폭우 등으로 인한 홍수 또는 침수 피해를 방지하기 위한 대규모 빗물 저류조에 적용되었으나, 본 발명은 이러한 구조의 빗물 저류조(10)에만 제한되는 것은 결코 아니며, 도로망의 재구축이 어려운 도시 환경의 물 수급 구조를 개선하기 위한 대규모 빗물 저류조 또는 예를 들어 저지대나 매립지와 같은 취약 지역의 침수 등을 대비하기 위한 대용량 또는 대형의 빗물 저류조에도 적용될 수 있음은 앞에서 설명한 바와 같다. 따라서, 도 1에 도시된 바와 같이 본 발명의 바람직한 일 실시 예에서 우수 유입구(20) 또는 배출구(30)는 예를 들어 수문과 같은 구조물을 포함하는 개념으로서 이해되어야 할 것이나, 앞서 언급한 도시 지역이나 저지대와 같은 다른 환경에 적용되는 경우에서는 이러한 우수 유입구(20) 또는 배출구(30)가 별도의 수문이 없고 단지 우수가 유입되는 다양한 구조로 변형될 수 있음은 당연한 것으로서, 이는 본 발명의 개념에서 벗어나지 않는 한 모두가 본 발명의 범위 안에 있다. 마찬가지로, 빗물 저류조(10)의 수문 개폐 작동 수단(40)도 이들 유입구(20) 또는 배출구(30)의 변경 또는 개조에 상응하는 구조로 변형될 수 있으며, 이는 본 기술 분야의 당업자들에게 널리 공지된 사항들이므로 이에 대해서 더 이상의 상세한 설명은 생략하기로 한다.

도 1에 도시된 바와 같이, 빗물 저류조(10)는 유입구(20) 또는 배출구(30)의 비상 개폐 작동 수단(50)과, 빗물 저류조(10)의 수위를 측정하기 위한 저류조 수위 센서(60)와, 그리고 유입구(20)로부터 이러한 유입구(20)를 통해서 유입되는 우수 중에서 부유물 또는 현탁물 등을 포함하는 정제되지 않은 오수가 배출되는 배출구(30)까지의 오수 배출 통로(70)를 더 포함하고 있다. 여기서, 바람직하게 저류조 수위 센서(60)는 초음파 수위 센서로 구성될 수 있다. 이와 같은 초음파 수위 센서는 비접촉식이며 매우 높은 정밀도로 광범위한 계측이 가능하므로 빗물 저류조(10)에서 사용하기에 적합하다. 초음파 수위 센서는 수면 위쪽에 설치되어 수면을 측정하는 공중식, 및 수면 아래에 설치되어 수면을 측정하는 수중식이 있는데, 둘 중에서 어느 방식이라도 무방하지만 공중식이 더 바람직하게 적용될 수 있다.

이와 같은 구성의 빗물 저류조(10)가 연결되어 있는 강 또는 하천의 부근에는 서로 소정의 거리를 두고서 위치된 적어도 2개 이상의 수위 레벨 표시(WL)가 설치되어 있다. 이들 수위 레벨 표시(WL)는 강 또는 하천의 양쪽 가장자리의 제방이나 둑 또는 중앙의 다리나 교각 등에 설치될 수 있다. 이러한 수위 레벨 표시(WL)는 바람직하게 적어도 2개 이상, 또는 더 바람직하게는 적어도 3개 이상의 위치에 설치하여서 정확한 수치를 제공하도록 구성할 수 있다.

본 발명에 따른 빗물 저류조의 유지 관리 시스템에서, 유지 관리 제어 수단(100)은 각각의 수위 레벨 표시(WL)를 화상으로 찍어서 3차원 입체 영상 신호(I)로 변환하는 동시에 각각의 수위 레벨 표시(WL)에 대하여 소정의 수위 레벨(L) 정보로 수치화하고, 이들 3차원 입체 영상 신호(I)와 수위 레벨(L) 정보를 동시에 디스플레이되도록 중첩하여 비교한 3차원 입체 영상 수위 레벨 신호(S)를 발생하도록 구성된 수위 감지 및 관리 수단(110)을 포함한다. 도 1에 잘 도시된 바와 같이, 수위 감지 및 관리 수단(110)은 이러한 3차원 입체 영상 수위 레벨 신호(S)를 원격 제어 수단(200)의 중계 시스템(210)을 통해서 원거리에 위치한, 예를 들어 중앙 관제실 또는 상황실(80)과 같은 장소에 설치된 원격 제어 수단(200)의 화상 모니터 수단(220)으로 송신하도록 구성되어 있다. 따라서, 중앙 관제실 또는 상황실(80)에서 관리자는 직접 눈으로 강이나 하천의 수위 레벨 표시(WL)를 확인할 필요가 없이 원거리에 떨어진 상태에서 이러한 3차원 입체 영상 수위 레벨 신호(S)를 실시간으로 모니터할 수 있다. 더욱이, 본 발명에 따른 유지 관리 제어 수단(100)의 수위 감지 및 관리 수단(110)은 이러한 3차원 입체 영상 수위 레벨 신호(S)를 원격 제어 수단(200)의 중계시스템(210)을 통해서 예를 들어 노트북이나 태블릿 PC 같은 휴대용 컴퓨터의 모니터 또는 휴대전화의 화면과 같이 원거리 이동 가능한 인터넷 기반의 휴대용 모니터 수단(230)으로 송신할 수 있으며, 따라서 관리자는 고정된 중앙 관제실 또는 상황실(80)에 부재 중인 상황에서도 시공간에 구애받지 않고 3차원 입체 영상 수위 레벨 신호(S)를 원격 제어 수단(200)의 휴대용 모니터 수단(230)을 통해서 실시간으로 모니터할 수 있다. 또한, 후술하는 바와 같이 관리자는 본 발명에 따른 유지 관리 제어 수단(100)의 수위 감지 및 관리 수단(110)으로부터 송신되는 3차원 입체 영상 수위 레벨 신호(S)를 근거로 빗물 저류조(10)의 내부에서 발생하는 모든 상황을 원격 제어 수단(200)의 화상 모니터 수단(220) 또는 휴대용 모니터 수단(230)을 통해서 원격에서 실시간으로 조정하며 관리할 수 있다.

본 발명에 따른 유지 관리 제어 수단(100)의 수위 감지 및 관리 수단(110)의 본질적인 특징은 앞에서 설명한 바와 같이 3차원 입체 영상 신호(I)와 함께 수위 레벨 신호(L)를 중첩하여 3차원 입체 영상 수위 레벨 신호(S)를 발생시키도록 구성한 것으로서, 이는 강 또는 하천의 수위를 3차원 영상을 통해서 모니터할 뿐만 아니라 컴퓨터 시뮬레이션 또는 마이크로소프트에 의해서 프로그램된 소정의 수위 레벨 신호에 따라서 자동으로 작동하는 것이다. 이와 같은 구성은 소위 화상 인식 시스템에 따라서 고도의 3차원 입체 영상에 추가의 프로그램화된 수치 또는 기호를 부가하여 이를 표준 패턴과 식별하고 인식하는 소프트웨어를 이용한 것이다.

이와 같은 방식의 관리 및 제어는 다양한 분야에서 활용되고 있으며, 대표적인 예로서 지능형 터널 유고 감지 시스템과 같은 지능형 영상 감시 시스템이 있다. 이는 터널 내에서의 차량의 충돌이나 화재 등의 상황을 실시간으로 원격에서 모니터하면서 감시할 뿐만 아니라 사고 발생시 후속 조처를 자동으로 수행하도록 구성되거나 또는 적어도 즉각적으로 관리자에게 이러한 상황을 전달하여서 신속하게 대처할 수 있게 함으로써 추가의 사고를 방지할 수 있는 장점이 있다. 그 외에도, 디스플레이 화면상의 이동 물체를 검출하고 PTZ 카메라를 활용하여 이를 추적해서 근접 영상을 확보하는 고성능 카메라 + PTZ 카메라 연동의 지능형 추적 시스템, 또는 영상과 함께 음성을 인식하여 구분하는 지능형 영상 음성 분석 시스템 등이 있다.

본 발명에 따른 빗물 저류조의 유지 관리 시스템은 이와 같은 최신의 화상 인식 기술의 개념에 입각하여 제시된 것으로서, 안개나 기후 등의 영향을 받지 않고 고화상도의 영상을 제공할 수 있도록 전자파로서 레이저 광을 소위 라이다(lidar) 방식의 레이더를 활용한다. 이는 기존의 레이더에 비해서 방위 분해능이나 거리 분해능 등이 매우 우수하다. 레이저 광은 마이크로파에 비해 도플러 효과가 크다는 점을 이용하여 아주 작은 저속도 목표물의 속도 측정도 하는 레이저 도플러 레이더와, 목표 물체의 분자의 라만 시프트(raman-shift)에 의한 송신광과 다른 파장의 수신광을 검출하여 그 파장, 강도 등으로부터 대기의 성분 분석 등을 동시에 실행하는 레이저 라만 레이더 등이 있다. 이러한 고성능 라이다는 현재 자율 주행 자동차 또는 드론용으로 활용되며, 기상 관측에서 안개 감지기 또는 안개 모니터링 시스템으로도 널리 활용되고 있는데 측정 거리 20km 이하에서 안개나 박무 등은 물론이고 해무나 황사, 눈 또는 비의 감지 등도 가능하다.

따라서, 이와 같은 수위 감지 및 관리 수단(110)을 포함하는 본 발명의 빗물 저류조의 유지 관리 제어 수단(100)은 도 1에 도시된 바와 같이 강이나 하천에 인접하게 설치할 수도 있고, 또는 관리상의 문제 등을 감안하여 원격의 위치에 설치할 수도 있으며, 바람직하게 빗물 저류조(10)의 상부에 별도의 안전 관리 공간에 설치하면 더욱 좋다.

다시 도 1을 참조하면, 유지 관리 제어 수단(100)은 빗물 저류조(10)의 유입구(20) 및 배출구(30)와 관련하여 각각의 수문의 개폐 상황을 모니터할 수 있도록 구성된 수문 개폐 관리 수단(120)과, 빗물 저류조(10)의 저수 가능한 용량에 관련된 데이터, 이후에 설명되는 바와 같이 빗물 저류조(10) 안으로 유입되는 우수로 인한 빗물 저류조(10) 내부의 탁도(T)에 대한 데이터, 및 이러한 탁도(T)에 근거하여 우수로부터 분류되어 별도로 저장되는 깨끗한 상태의 여수의 용량에 관련된 데이터 등을 수집하여 관리하도록 구성된 빗물 저류조(10) 내부의 수질 관리 수단(130)과, 그리고 갑작스런 우수의 유입과 함께 유입되는 여러 가지 혼합물 등으로 인하여 빗물 저류조(10)의 바닥에 침전되는 침전물의 상태를 확인하도록 구성된 바닥 침전물 관리 수단(140)을 더 포함하고 있다. 더욱이, 본 발명에 따른 유지 관리 제어 수단(100)은 빗물 저류조(10) 외부의 환경과 관련하여 비가 오거나 또는 눈이 내리는 등의 상황을 감지하는 강우 감지기(151), 빗물 저류조(10) 주변의 온도 및 습도 등을 감지하는 대기 온습도 센서(152), 유지 관리 제어 수단(100)이 위치된 부근에 대한 온도 및 습도 등을 감지하는 노면 온습도 센서(153), 및 비 또는 눈의 양을 시간에 따라서 확인할 수 있도록 측정하는 강우량 센서(154) 등을 갖추고 있는 기상 데이터 수집 수단(150)과, 그리고 이들 감지기 또는 센서 등을 제어하기 위한 제어반(160)을 더 포함하고 있다.

이와 같이 구성된 본 발명에 따른 유지 관리 제어 수단(100)은 다음에 더 상세히 설명되는 바와 같이, 빗물 저류조(10)의 안팎으로 수집 가능한 모든 데이터들을 수집하고 이를 실시간으로 분석하여 송신할 수 있도록 구성됨으로써 전체적으로 빗물 저류조(10)의 유지 관리에 만전을 기할 수 있는 시스템을 구축할 수 있다.

도 1에 도시된 본 발명의 바람직한 일 실시 예에서, 빗물 저류조의 유지 관리 시스템은 빗물 저류조(10)의 내부에 설치된 여수 자동 분류 수단(300)을 포함한다. 이러한 여수 자동 분류 수단(300)은 빗물 저류조(10) 안으로 유입되는 우수에 대한 탁도(T)를 측정하는 탁도 측정 수단(310)과, 탁도 측정 수단(310)에 근거하여 빗물 저류조(10)의 유입구(20)를 통해서 유입되는 우수를 오수와 여수로 자동으로 분리하는 오수 분리 수단(320)과, 그리고 탁도 측정 수단(310)에 의해서 측정된 소정의 탁도(Tlim) 이상의 오수와 빗물 저류조(10)의 바닥으로 침전하거나 빗물 저류조(10)의 내부에 잔류하는 부유물 또는 현탁물 등이 제거된 여수만을 별도로 저장하는 여수 저장 수단(330)을 갖추고 있다. 이러한 여수 자동 분류 수단(300)의 상세한 구성과 작동에 대해서는 도 3을 참조하여 다음에 더 상세하게 설명하기로 한다.

이제, 도 2를 참조하여 본 발명에 따른 빗물 저류조의 유지 관리 시스템에서 유지 관리 제어 수단(100) 및 원격 제어 수단(200)의 기능을 중심으로 실시간 원격 자동 관리 제어 기능에 대해서 더 상세히 설명하기로 한다. 도 2를 참조하면, 본 발명에 따른 유지 관리 제어 수단(100)의 수위 감지 및 관리 수단(110)은 앞에서 설명한 바와 같이 빗물 저류조(10) 부근의 하천 제방이나 수로의 벽에 설치된 적어도 2개 이상의 수위 레벨 표시(WL)를 각각 화상으로 인식하여 3차원 입체 영상 신호(I)로 변환시키는 동시에 이들 수위 레벨 표시(WL)에 대해서 소정의 수위 레벨(L) 정보를 수치화하고, 각각의 3차원 입체 영상 신호(I)와 수위 레벨(L) 정보를 동시에 디스플레이되도록 중첩하여 비교한 3차원 입체 영상 수위 레벨 신호(S)를 발생시키며, 이를 원격 제어 수단(200)의 중계시스템(210)을 통해서 중앙 관제실 또는 상황실(80)에 설치된 원격 제어 수단(200)의 화상 모니터 수단(220) 및 원거리 이동 가능한 인터넷 기반 휴대용 모니터 수단(230)으로 송신한다.

이와 같이 구성된 본 발명에 따른 빗물 저류조의 유지 관리 시스템에서, 강 또는 하천에 설치된 수위 레벨 표시(WL)에 대응하는 소정의 수위 레벨(L) 정보가 집중 호우 또는 홍수 등의 상황에서 소정의 임계 수위 레벨(Llim)을 초과하면, 유지 관리 제어 수단(100) 및 원격 제어 수단(200)은 다음과 같이 작동한다. 먼저, 도 2에 도시된 바와 같이 유지 관리 제어 수단(100)의 수위 감지 및 관리 수단(110)이 이러한 소정의 임계 수위 레벨(Llim)을 3차원 입체 영상 신호(I)와 중첩하여 3차원 입체 영상 임계 수위 레벨 신호(Slim)를 발생시키고 이를 원격 제어 수단(200)의 화상 모니터 수단(220) 및 이동 가능한 휴대용 모니터 수단(230)으로 각각 실시간으로 즉시 전송한다. 이와 동시에, 수위 감지 및 관리 수단(110)은 3차원 입체 영상 임계 수위 레벨 신호(Slim)에 대응하는 경고 신호(A)를 원격 제어 수단(200)의 화상 모니터 수단(220) 및 이동 가능한 휴대용 모니터 수단(230)으로 각각 자동으로 송신하는 동시에 빗물 저류조(10)의 수문 개폐 작동 수단(40)으로 유입구(20)의 개방을 명령하는 우수 유입 명령 신호(O1)를 자동으로 송신하도록 구성되어 있다.

바람직한 일 실시 예에서, 경고 신호(A)는 원격 제어 수단(200)의 화상 모니터 수단(220) 및 이동 가능한 휴대용 모니터 수단(230)에 디지털 방식의 화상으로 표시된다. 이러한 경고 신호(A)의 표시에 따라서, 중앙 관제실 또는 상황실(80)의 관리자는 즉시 비상근무 태세로 전환하여 화상 모니터 수단(220)에 나타나는 빗물 저류조(10)의 모든 데이터를 화면으로 예의 주시하면서 여러 가지 필요한 작동을 지시할 수 있다. 한편, 관리자가 중앙 관제실 또는 상황실(80)에 부재시에는 이동 가능한 휴대용 모니터 수단(230)을 통해서 마찬가지로 빗물 저류조(10)의 모든 데이터를 근거로 비상근무의 작동을 수행할 수 있다. 본 발명의 다른 실시 예에서, 경고 신호(A)는 디지털 방식의 화상 형태와 함께 경고음을 발생하도록 구성될 수 있다. 이와 같이 경고 신호(A)와 함께 발생하는 경고음은 관리자가 화상 모니터 수단(220) 또는 휴대용 모니터 수단(230)을 주시하고 있지 않은 상태에서도 3차원 입체 영상 임계 수위 레벨 신호(Slim)에 대응하여 신속하게 비상근무 태세로 전환할 수 있게 한다. 경고음은 주기적인 간격을 두고서 계속 발생하도록 설계될 수도 있고, 또는 관리자가 확인할 때까지 계속해서 반복되도록 설계될 수도 있다.

한편, 소정의 임계 수위 레벨(Llim)에 대응하여 수위 감지 및 관리 수단(110)으로부터 수신되는 유입구(20)의 개방을 명령하는 우수 유입 명령 신호(O1)에 따라서 빗물 저류조(10)의 수문 개폐 작동 수단(40)이 유입구(20)의 수문을 자동으로 개방한다. 이에 따라서, 강 또는 하천이나 저지대의 침수 피해를 방지하도록 빗물 저류조(10) 안으로 소정 양의 우수가 유입되며, 이와 관련하여 앞에서 설명한 바와 같이 빗물 저류조(10)의 유입구(20) 및 배출구(30)의 각각의 수문의 개폐 상황을 모니터할 수 있도록 구성된 수문 개폐 관리 수단(120)에 의해서 우수가 유입되는 유입구(20)의 수문의 개방 상태가 확인된다. 도 2에 잘 도시된 바와 같이, 수문 개폐 관리 수단(120)은 유입구(20)의 수문의 개폐 상태에 대한 수문 개폐 신호(S O/C)를 원격 제어수단(200)의 중계 시스템(210)을 통하여 마찬가지로 화상 모니터 수단(220) 및 휴대용 모니터 수단(230)으로 각각 송신한다.

유입되는 우수의 양은 본 기술 분야에서 널리 공지된 방식으로 설계될 수 있으며, 예를 들어 앞에서 설명한 바와 같이 유지 관리 제어 수단(100)의 수질 관리 수단(130)에서 제공되는 빗물 저류조(10)의 저수 가능한 용량에 관련된 데이터(D), 빗물 저류조(10)의 바닥에 침전된 침전물의 상태를 확인하도록 구성된 바닥 침전물 관리 수단(140)으로부터 수집되는 데이터(D), 및 기상 데이터 수집 수단(150)의 강우량 센서(154)로부터 수집되는 데이터(D) 등에 근거하여 최적의 양이 유입되도록 설계될 수 있다. 이들 데이터(D)는 도 2에 도시된 바와 같이 유지 관리 제어 수단(100)의 배전반(160)으로 수집되어서 원격 제어 수단(200)의 중계 시스템(210)을 통하여 화상 모니터 수단(220) 및 휴대용 모니터 수단(230)으로 전달된다. 이와 같이 유입되는 우수의 양은 실제로 빗물 저류조(10)의 최대 저수 용량과 관련하여 유효 저수 용량의 범위 내에서 시간에 따라서 가변적으로 변화하도록 설계할 수가 있다.

본 발명의 다른 실시 예에서, 별도의 수문 개폐 작동 수단(40)을 통하지 않고 유입구(20)의 수문을 강 또는 하천의 압력에 근거하여 자동으로 개방하도록 설계할 수 있다. 이와 같은 경우에서, 바람직하게 수문 개폐 작동 수단(40)은 앞에서 설명한 바와 같이 유입되는 우수의 양을 빗물 저류조(10)의 유효 저수 용량의 범위 내에서 시간에 따라서 가변적으로 변화시키도록 수문 개폐 관리 수단(120)으로부터 수신되는 수문 개폐 신호(S O/C)에 근거하여 개방된 수문의 개방 각도를 조절하도록 설계할 수가 있으며, 또는 다수의 수문 중에서 일부만을 개방하도록 조절하는 기능을 수행하도록 설계할 수도 있다. 이와 같이 수문 개폐 작동 수단(40)의 구조나 그 기능 및 작동에 대해서는 본 발명의 기술 분야의 당업자들에게 잘 공지된 사항이므로 이에 대한 세부적인 설명은 생략하기로 한다.

다시 도 2를 참조하면, 수문 개폐 관리 수단(120)으로부터 수신되는 수문 개폐 신호(S O/C)에 근거하여 수문 개폐 작동 수단(40)이 원활하게 작동하지 않을 경우에 대비하여, 관리자가 원격 제어 수단(200)의 화상 모니터 수단(220) 또는 휴대용 모니터 수단(230)을 통해서 실시간으로 모든 데이터를 주시하면서 동시에 빗물 저류조(10)로 유입되는 우수의 양을 제어하도록 예를 들어 비상 작동 스위치와 같은 수단을 통해서 수동 개폐 명령 신호(O2)를 수동으로 송신할 수 있도록 구성되어 있다. 이러한 수동 개폐 명령 신호(O2)는 빗물 저류조(10)의 비상 개폐 작동 수단(50)으로 송신될 수 있으며, 이에 따라서 비상 개폐 작동 수단(50)은 유입구(20)의 수문의 개방 각도를 조절하거나 또는 다수의 수문 중에서 일부 수문만을 개방하도록 조절할 수가 있다. 수문 개폐 작동 수단(40)과 마찬가지로 비상 개폐 작동 수단(50)의 세부 구조나 그 기능 및 작동에 대해서는 본 발명의 기술 분야에서 널리 공지된 방식으로 수행될 수 있으며, 이는 본 발명의 근본적인 개념이 아니므로 여기서는 상세한 설명을 생략하기로 한다.

도 1에 도시된 본 발명의 바람직한 일 실시 예에서, 강 또는 하천에 설치된 수위 레벨 표시(WL)에 대응하는 소정의 수위 레벨(L) 정보가 소정의 임계 수위 레벨(Llim) 이하가 되면, 도 2에 도시된 바와 같이 수위 감지 및 관리 수단(110)은 3차원 입체 영상 임계 수위 레벨 신호(Slim)의 발생을 중단하고 정상적인 3차원 입체 영상 수위 레벨 신호(S)를 원격 제어 수단(200)의 화상 모니터 수단(220) 및 이동 가능한 휴대용 모니터 수단(230)으로 각각 실시간으로 즉시 전송한다. 이와 관련하여, 관리자는 유지 관리 제어 수단(100)으로부터 수신되는 3차원 입체 영상 수위 레벨 신호(S)를 포함하여 빗물 저류조(10) 주변의 모든 데이터(D)를 실시간으로 감시하면서 적절한 시기에 유입구(20)의 폐쇄 및 배출구(30)의 개방에 관련한 우수 배출 명령 신호(O3)를 원격 제어 수단(200)의 화상 모니터 수단(220) 또는 이동 가능한 휴대용 모니터 수단(230)에 의해서 수문 개폐 작동 수단(40)으로 송신할 수 있다. 이에 따라서 배출구(30)를 통해서 소정 양의 오수가 빗물 저류조(10)로부터 도 1에 예시적으로 도시된 오수 배출 통로(70)를 통해서 배출된다. 배출구(30)를 통해서 배출되는 오수의 양은 앞서 설명한 바와 같이 수문 개폐 관리 수단(120)의 수문 개폐 신호(S O/C) 및 빗물 저류조(10)의 수위 센서(60)로부터 측정되는 빗물 저류조(10) 내부의 수위와 관련하여 유지 관리 제어 수단(100)의 수질 관리 수단(130)을 통해서 수신되는 데이터(D)로부터 확인할 수 있다. 또한, 유입구(20)를 통하여 유입되는 우수의 양과 마찬가지로 배출구(30)를 통해서 배출되는 오수의 양은 본 발명의 기술 분야에서 공지된 방식에 따라서 최적으로 설계될 수 있으며, 이에 대한 세부 사항의 설명은 생략하기로 한다.

실제로, 빗물 저류조(10)의 오수 배출 통로(70)를 통해서 배출구(30)로 배출되는 오수는 유입구(20)를 통해서 유입되는 우수 중에서 일부이다. 이는, 다음에 설명되는 바와 같이 빗물 저류조(10)의 내부에 설치된 본 발명에 따른 여수 자동 분류 수단(300)에 의해서 자동으로 분류되는 일정한 기준, 예를 들어서 앞에서 언급된 소정의 탁도(Tlim) 이하의 여수와 분리되는 부유물 또는 현탁물 등을 포함하는 오수이다. 이러한 오수의 배출은 직접 강이나 하천으로 방류될 수도 있으나, 앞에서 언급한 바와 같이 강이나 하천의 수원을 보호하기 위한 시설들 또는 하천이나 지하수 등의 수질 관리 문제를 해결하고 이를 재활용하기 위한 시설들, 예를 들면 CSOs 저류조 또는 여러 정화 시설들과 같은 정화 처리 단계들을 통해서 일정 수준이상으로 처리되는 것이 바람직하다.

바람직한 실시 예들에서, 본 발명에 따른 유지 관리 제어 수단(100) 및 원격 제어 수단(200)의 처리 단계들 및 작동 수단들은 일부 또는 모두가 자동으로 수행되도록 설계될 수가 있다. 앞에서 설명된 일 실시 예에서는 임계 수위 레벨(Llim)에 상응하는 3차원 입체 영상 임계 수위 레벨 신호(Slim)에 따라서 유입구(20)를 통하여 우수가 유입되는 작동에 대해서만 자동으로 수행하는 것으로 구성하였으나, 예를 들어 소정의 강우량 및 유입되는 우수의 양에 근거하여 오수 배출 통로(70)를 통해서 오수를 배출하도록 배출구(30)의 수문을 개방하는 것도 이와 유사한 방식으로 자동으로 수행하도록 구성할 수가 있음은 물론이다. 따라서, 빗물 저류조(10)의 설계시 주변의 외부적 환경, 예를 들면 연 강수량이나 예상되는 일시적인 폭우의 양 등에 근거하여 그리고 설치될 빗물 저류조(10)의 용량이나 예를 들어 탁도(T)와 같은 수질의 오염 등급 등을 고려하여 예를 들어 수문과 같은 유입구(20) 또는 배출구(30)의 수문 개폐 작동 수단(40) 또는 비상 개폐 작동 수단(50)을 자동으로 작동하도록 설계하는 것이 가능하다. 이와 관련하여, 유지 관리 제어 수단(100)을 통해서 수행되는 3차원 입체 영상 수위 레벨 신호(S), 3차원 입체 영상 임계 수위 레벨 신호(Slim), 수문 개폐 신호(S O/C), 및 경고 신호(A) 및 자동 개폐 명령 신호(O1)는 모두가 컴퓨터 시뮬레이션 또는 마이크로프로세서에 의해서 프로그램될 수 있다. 또한, 필요에 따라서 수동 개폐 명령 신호(O2)를 대신하는 비상 개폐 명령 신호 또는 우수 배출 명령 신호(O3)를 대신하는 자동 배출 명령 신호를 마찬가지로 소정의 레벨에 부합하도록 자동으로 작동되는 신호들로서 컴퓨터 시뮬레이션 또는 마이크로프로세서에 의해서 프로그램할 수 있다.

본 발명에 따르면, 이와 같이 빗물 저류조에 대한 수위 관리 및 제어의 부분들이 필요에 따라서 자동으로 수행될 수 있는 빗물 저류조의 유지 관리 시스템이 제공된다. 또한, 후술하는 바와 같이 빗물 저류조의 외부 환경 및 내부 설계에 관련한 모든 데이터를 고려하여 필요에 따라서 자동으로 작동할 수 있는 효율적인 빗물 저류조의 유지 관리 시스템을 제공할 수 있다.

이제, 도 3을 참조하여 본 발명의 빗물 저류조의 유지 관리 시스템의 바람직한 일 실시 예에 따른 여수 자동 분류 수단(300)의 구성과 작동에 대해서 상세히 설명한다. 앞에서 설명한 바와 같이 여수 자동 분류 수단(300)은 탁도 측정 수단(310), 오수 분리 수단(320), 및 여수 저장 수단(330)을 포함하고 있다. 도 3에 도시된 바람직한 일 실시 예에서, 여수 자동 분류 수단(300)의 탁도 측정 수단(310)은 앞에서 언급한 바와 같이 빗물 저류조(10)의 유입구(20)를 통해서 유입되는 우수의 탁도(T)를 측정하도록 설치된 것이다. 탁도 측정 수단(310)에 의해서 측정되는 탁도(T)는 유지 관리 제어 수단(100)의 수질 관리 수단(130)으로 수집되며, 수질 관리 수단(130)으로 수집된 탁도(T)에 관련한 소정의 탁도 신호(ST)는 앞에서 설명한 방식으로 제어반(160)에 의해서 원격 제어 수단(200)의 중계 시스템(210)을 통해서 화상 모니터 수단(220) 및 휴대용 모니터 수단(230)으로 송신된다.

강이나 하천으로부터 유입되는 우수는 많은 부유물 또는 현탁물을 포함하고 있으며, 특히 홍수나 갑작스런 강우시에 상류로부터 유입되는 우수는 강바닥이나 가장자리에 쌓여 있던 흙이나 토사 또는 폐기물 등과 같은 물질들을 대량으로 포함할 수 있으며, 이로 인하여 빗물 저류조(10) 내부의 수질은 매우 불량한 상태로 될 수 있다. 본 발명에 따르면, 이와 같은 물질들을 여수 자동 분류 수단(300)의 오수 분리 수단(320)에 의해서 자동으로 분류하여 오수 배출 통로(70)를 통해서 오수를 배출시키는 동시에 소정의 탁도(Tlim) 이하의 여수를 별도의 여수 저장 수단(330) 안으로 수용하도록 구성되어 있다.

도 3에 도시된 바와 같이, 오수 분리 수단(320)은 서로 일정한 공간을 두고 배열된 다수의 월류 벽(321)과, 각각의 월류 벽(321)의 높이를 측정하는 월류 벽 높이 센서(322)들과, 이들 월류 벽(321)의 높이를 상하 방향으로 조절할 수 있도록 구성된 월류 벽 높이 조절 수단(323)들과, 그리고 각각의 월류 벽(321)을 통해서 유동하는 여수를 정제하도록 각각의 월류 벽(321)의 상부에 설치된 일방향 여과 필터(324)를 포함하고 있다. 한편, 여수 저장 수단(330)은 인접하는 두 개의 월류 벽(321)들 사이로 소정 양의 여수를 수용하도록 구성된 다수의 여수 저류 탱크(331)와, 각각의 여수 저류 탱크(331)의 수위를 측정하도록 구성된 여수 수위 센서(332)들과, 그리고 여수 저류 탱크(331)에 저장된 여수를 배출시키기 위한 여수 배출 펌프(333)를 포함하고 있다.

여기서, 탁도 측정 수단(310)은 월류 벽(321)의 상부의 수질을 측정하도록 적절히 위치되어야 하는데, 도 3에 도시된 실시 예에서 예를 들어 제일 앞쪽의 월류 벽(321)의 전면에 인접하게 상하로 이동 가능하게 설치하는 것이 바람직하다. 또한, 탁도 측정 수단(310)으로서 월류 벽(321)의 전면으로 인접하게 일렬로 상부에 배열된 다수의 탁도계를 사용함으로써 더 신뢰성 있는 정밀한 측정이 가능하다. 월류 벽(321) 및 이와 관련한 월류 벽 높이 센서(322)들, 그리고 이들 월류 벽(321)의 높이를 상하 방향으로 조절하는 월류 벽 높이 조절 수단(323)에 대한 구성은 본 발명의 기술 분야에서 널리 공지된 다양한 방식을 채택할 수 있으며, 이는 빗물 저류조(10)의 설계시 고려되어야 하는 여러 가지 조건들에 맞게 적절히 구성할 수 있으므로 여기서 더 세부적인 설명은 생략하기로 한다. 바람직하게, 여수 수위 센서(332)는 앞에서 설명한 저류조 수위 센서(60)와 마찬가지로 높은 정밀도로 광범위한 계측이 가능한 비접촉식 초음파 수위 센서를 사용한다.

앞에서 설명한 탁도 측정 수단(310)에 의해서 측정되는 탁도(T)와 마찬가지로, 월류 벽 높이 센서(322)들에 의해서 측정되는 각각의 월류 벽(321)의 높이에 대한 데이터(D)와, 그리고 여수 수위 센서(332)들에 의해서 측정되는 각각의 여수 저류 탱크(331) 내부의 수위에 관련한 데이터(D)는 모두가 유지 관리 제어 수단(100)의 수질 관리 수단(130)으로 수집되며, 수질 관리 수단(130)은 이와 관련한 모든 데이터를 배전반(160)에 의해서 원격 제어 수단(200)의 화상 모니터 수단(220)과 휴대용 모니터 수단(230)으로 각각 송신한다.

이와 같은 구성으로부터, 앞에서 설명한 바와 같이 빗물 저류조(10)의 유입구(20)를 통해서 유입되는 다량의 불순물을 포함하는 우수는 오수 배출 통로(70)를 통해서 배출구(30)로 배출되기 전에 월류 벽(321)의 전면으로 상부에 설치된 탁도 측정 수단(310)에 의해서 일차적으로 그 탁도(T)가 측정된다. 측정된 탁도(T)에 관련한 데이터는 마찬가지로 유지 관리 제어 수단(100)의 수질 관리 수단(130)으로 수집되며, 수질 관리 수단(130)에 의해서 수집된 데이터를 근거로 배전반(160)에 의해서 소정의 탁도 신호(ST)가 원격 제어 수단(200)의 화상 모니터 수단(220)과 휴대용 모니터 수단(230)으로 송신된다.

외부 환경에서 강우량이 줄어들면, 이에 따라서 빗물 저류조(10)의 유입구(20)를 통해서 유입되는 우수의 양도 점차 감소하고 우수에 포함되는 부유물이나 현탁물의 양도 점차 줄어들며 강바닥이나 기슭에서 유입되는 흙이나 토사 또는 폐기물 등은 빗물 저류조(10)의 바닥으로 가라앉게 된다. 그 결과, 제일 앞쪽에 설치된 월류 벽(321)의 상부 지역에서 탁도 측정 수단(310)에 의해서 측정되는 우수의 탁도(T)가 소정의 탁도(Tlim) 이하의 상태가 되면, 이에 상응하는 탁도 신호(ST)가 원격 제어 수단(200)의 화상 모니터 수단(220)과 휴대용 모니터 수단(230)에 디스플레이된다. 이때, 관리자는 월류 벽 높이 센서(322)로부터 측정되는 월류 벽(321)의 높이를 확인하고 유지 관리 제어 수단(100)의 제어반(160)을 통해서 월류 벽 높이 조절 수단(323)을 작동시켜서 월류 벽(321)의 높이를 하향으로 조절한다. 이에 따라서, 유입구(20)를 통해서 유입되는 우수 중에서 상부에 있는 소정의 탁도(Tlim) 이하의 깨끗한 여수가 월류 벽(321)을 넘어서 여수 저장 수단(330)의 여수 저류 탱크(331) 안으로 유입된다. 바람직하게, 월류 벽(321)의 상부에 설치된 일방향 여과 필터(324)는 월류 벽(321)을 통과하여 여수 저장 탱크(331) 안으로 유입되는 여수를 더 정제하기 위한 것이다.

제어반(160)의 조절은 원격 제어 수단(200)의 화상 모니터 수단(220) 또는 휴대용 모니터 수단(230)을 통해서 실시간으로 원격에서 이루어질 수 있으며, 또는 관리자가 직접 배전반(160) 내부에 설치된 예를 들어 작동 스위치 등과 같은 수단을 수동으로 조작함으로써 이루어질 수도 있다.

제일 앞쪽의 월류 벽(321)을 넘어서 유입되는 여수가 제일 앞쪽의 여수 저류 탱크(321)에 충분히 저장되면, 제일 앞쪽의 여수 저류 탱크(321) 내부에 설치된 여수 수위 센서(332)로부터 수질 관리 수단(130)으로 전달되는 여수 수위에 관련한 데이터(D)가 배전반(160)에 의해서 중계 시스템(210)을 통해서 원격 제어 수단(200)의 화상 모니터 수단(220)과 휴대용 모니터 수단(230)에 디스플레이되며, 관리자는 다시 유지 관리 제어 수단(100)의 제어반(160)을 통해서 그 다음의 월류 벽(321)에 대한 월류 벽 높이 조절 수단(323)을 통해서 월류 벽(321)의 높이를 낮출 수 있으며, 이에 따라서 제일 앞쪽의 여수 저류 탱크(331)로부터 다음의 여수 저류 탱크(331)로 소정의 탁도(Tlim) 이하의 여수가 계속해서 유입될 수 있다.

이와 같은 방식으로, 빗물 저류조(10)의 내부에 설치된 본 발명의 여수 자동 분류 수단(300)의 여수 저장 수단(330)에 제공된 모든 여수 저류 탱크(331) 내부에 소정의 탁도(Tlim) 이하의 분류된 여수를 단계적으로 채울 수가 있으며, 각각의 여수 저류 탱크(331)에 대해서 초음파 수위 센서로 구성된 각각의 여수 수위 센서(332)로부터 실시간으로 여수 수위들에 관련한 데이터(D)가 수질 관리 수단(130)으로 수집된 후에 배전반(160)에 의해서 앞에서 설명한 방식으로 원격 제어 시스템(200)으로 전달된다. 따라서, 관리자는 본 발명의 원격 제어 시스템(200)을 통해서 유지 관리 제어 수단(100)으로부터 빗물 저류조(10)에 관련한 모든 데이터 정보를 모니터하면서 필요에 따라서 적절한 작동을 수행할 수 있다. 바람직하게, 이와 같은 작동은 유지 관리 제어 수단(100)의 수위 감지 및 관리 수단(110)과 원격 제어 수단(200)의 구성 및 작동에 관련하여 앞에서 설명한 방식으로 빗물 저류조(10)의 설계시 필요에 따라서 일부 작동들을 자동으로 수행하도록 컴퓨터 시뮬레이션 또는 마이크로프로세서에 의해서 미리 프로그램할 수 있다.

도 3에 도시된 바람직한 일 실시 예에서는 여수 자동 분류 수단(300)의 오수 분리 수단(320)이 월류 벽(321)을 통해서 소정의 탁도(Tlim) 이하의 여수를 분리하는 구성으로 제시되었지만, 본 발명은 이러한 특정 실시 예로만 국한되는 것은 아니다. 이와는 다르게, 여수 자동 분류 수단(300)이 예를 들어 앞에서 언급한 바와 같은 별도의 CSOs 저류조 또는 본 발명의 기술 분야에서 널리 공지된 여러 정화 시설들과 같은 정화 처리 단계들을 통해서 별도의 저장 공간 안에 여수를 분리 저장하는 것으로 구성될 수도 있음을 물론이다. 따라서, 도 3에 도시된 여수 자동 분류 수단(300)의 구성 및 작동은 본 발명에 따른 빗물 저류조의 유지 관리 시스템의 바람직한 일 실시 예를 단지 예시적으로 설명하기 위한 것이며, 이러한 구체적 구성에 대해서 본 발명의 범위 내에서 임의의 변형 또는 변경 및 개조가 얼마든지 가능하다는 점을 명확히 인식해야만 할 것이다.

본 발명에 따르면, 빗물 저류조(10) 안으로 유입되는 우수 중에서 소정의 탁도(Tlim) 이상의 여수를 여수 자동 분류 수단(300)에 의해서 별도의 여수 저장 수단(330)의 여수 저류 탱크(331) 안으로 저장할 수 있으며, 이와 같이 저장된 여수는 빗물 저류조(10)의 바닥에 잔류하는 침전물을 세척하도록 사용된다. 이러한 세척 과정은 종래 기술에서 구체적으로 제시된 바 없으며, 이에 대해서 더 구체적으로 설명하면 다음과 같다.

도 4를 참조하면, 본 발명의 바람직한 일 실시 예에 따른 빗물 저류조의 유지 관리 시스템에서 빗물 저류조(10)의 바닥에 잔류하는 침전물을 세척하도록 구성된 세척 수단(500)이 예시적으로 도시되어 있다. 세척 수단(500)은 도 3에 도시된 여수 자동 분류 수단(300)의 여수 저장 수단(330)과 연결되어 있는데, 구체적으로 설명하면 여수 저장 수단(330)의 각각의 여수 저장 탱크(331) 안에 수용된 여수는 각각의 여수 배출 펌프(333)에 의해서 별도의 여수 이송 관로(400)를 통하여 세척 수단(500)으로 이송된다. 이러한 이송은 관리자에 의해서 유지 관리 제어 수단(100)의 제어반(160)을 통하여 여수 저장 수단(330)의 여수 배출 펌프(333)를 작동시킴으로써 이루어질 수 있다.

앞에서 설명한 바와 같이 제어반(160)은 빗물 저류조(10)의 외부 또는 내부의 임의의 위치에 별도로 설치될 수 있다. 이와 다르게, 도 1과 관련하여 앞에서 설명한 유지 관리 제어 수단(100)의 제어반(160)과는 별도로 세척 수단(500)의 제어반을 구성하여 여수 배출 펌프(333)를 구동하도록 설계할 수도 있다. 또한, 유지 관리 제어 수단(100)의 제어반(160) 또는 세척 수단(500)의 별도의 제어반은 관리자가 직접 수동으로 작동시킬 수 있으며, 이와는 다르게 앞에서 설명한 바와 같이 일부 작동을 자동으로 수행하도록 구성할 수도 있고, 또는 원격 제어 수단(200)의 화상 모니터 수단(220) 또는 휴대용 모니터 수단(230)을 통해서 관리자가 원격에서 실시간으로 작동시킬 수도 있음은 물론이다. 이러한 구성 및 작동은 본 발명의 기술 분야에서 잘 공지된 방식으로 빗물 저류조(10)의 구조 및 설계에 따라서 얼마든지 임의로 변형되거나 변경 또는 개조될 수 있으며, 이는 근본적으로 본 발명의 주 목적이나 개념과는 별개이므로 이에 대해서 더 상세한 설명은 생략한다.

도 4에 도시된 바와 같이, 여수 저장 수단(330)의 각각의 여수 저장 탱크(331)로부터 여수 배출 펌프(333)에 의해서 여수 이송 관로(400)를 통해서 유입되는 여수는 세척 수단(500)의 다수의 분기관(510)으로 분배된다. 이들 분기관(510)은 빗물 저류조(10)의 바닥에 잔류하는 침전물을 세척하여 배출구(30)를 통해서 예를 들어 강이나 하천의 하류와 같은 외부로 또는 예를 들어 별도의 CSOs 저류조와 같은 하수 정화 시설 등으로 배출하기 위한 것으로서, 각각의 분기관(510)에는 일정 간격을 두고서 적절한 크기의 구멍으로 천공된 다수의 분출 수단(520)이 제공되어 있다. 이와 같이 다수의 분기관(510) 상에 제공된 다수의 분출 수단(520)을 통해서 빗물 저류조(10)의 바닥에 잔류하는 침전물을 제거하도록 세척 수단(500)에는 각각의 분기관(510)과 여수 이송 관로(400)의 연결 지점들에서 여수를 가압하여 이송하기 위한 압축기(530)들이 배치되어 있다. 따라서, 본 발명에 따른 세척 수단(500)의 압축기(530)에 의해서 가압된 여수가 다수의 분기관(510)의 분출 수단(520)들을 통해서 가압 분사 방식으로 분출되므로, 별도의 인원이나 장비를 투입하지 않고서 단지 관리자가 유지 관리 제어 수단(100)의 제어반(160) 또는 세척 수단(500)의 별도의 제어반을 조작함으로써 빗물 저류조(10)의 바닥에 잔류하는 침전물을 자동으로 세척할 수가 있다.

빗물 저류조(10)의 바닥에 잔재하는 침전물은 도 2에 도시된 유지 관리 제어 수단(100)의 침전물 관리 수단(140)에 의해서 측정되는데, 이러한 침전물 관리 수단(140)은 앞에서 설명한 수위 감지 및 관리 수단(110)과 유사하게 구성할 수 있다. 즉, 침전물 관리 수단(140)은 빗물 저류조(10)의 내부에서 우수가 거의 배출된 상황에서 바닥에 굳어진 형태로 잔류하는 침전물을 3차원 입체 영상으로 제공하도록 구성된다. 이와 같은 3차원 입체 영상 정보는 제어반(160)에 의해서 소정의 침전물 높이 레벨 정보와 중첩된 3차원 입체 영상 신호를 발생시키며, 이러한 신호는 원격 제어 수단(200)의 중계 시스템(210)을 통해서 화상 모니터 수단(220)과 휴대용 모니터 수단(230)으로 송신되며, 빗물 저류조(10)의 내부에 잔류하는 침전물의 높이가 소정의 임계 높이 레벨을 초과하면 관리자는 세척 수단(500)을 통해서 여수 저류 탱크(331) 안에 수용된 여수를 이용하여 빗물 저류조(10)를 세척하는 작업을 수행할 수 있다.

여수 수위 센서(332)에 의해서 확인되는 여수의 잔류량에 근거하여 여수 배출 펌프(333)를 작동시켜서 여수 저류 탱크(331) 내부에 저장된 여수를 여수 이송 관로(400)를 통해서 세척 수단(500)의 다수의 분기관(510)으로 배출시키는 동시에 세척수단(500)의 압축기(530)를 작동시켜서 다수의 분기관(510)에 배열된 다수의 분출 수단(520)을 빗물 저류조(10)의 배출구(30) 방향으로 여수를 가압 분사함으로써 잔류물을 배출할 수 있다.

여수 저장 수단(330)의 여수 배출 펌프(333)는 바람직하게 수중 펌프로 구성될 수 있다. 또한, 이러한 배출 펌프(333)와 세척 수단(500)의 압축기(530)를 함께 연결하여 동시에 작동하도록 구성할 수도 있으며, 또는 각각의 여수 배출 펌프(530)를 별도의 수중 펌프들로 구성하고 세척 수단(500)의 압축기(530)에 별도의 배출 펌프를 함께 연결하여 작동하도록 구성할 수도 있다. 여수 저장 수단(330)의 여수 배출 펌프(333)와 세척 수단(500)의 압축기(530)는 각각 유지 관리 제어 수단(100)의 배전반(160)을 통해서 또는 별도의 배전반을 통해서 작동될 수 있으며, 바람직하게 원격 제어 수단(200)의 화상 모니터 수단(220)이나 휴대용 모니터 수단(230)을 통해서 작동될 수도 있다.

이와 같이 압축기(530)를 이용한 가압 분사 방식의 세척은 이 기술 분야에서 널리 공지된 방식으로서, 빗물 저류조(10)의 기하학적 구조나 크기 또는 형태에 따라서 각각의 압축기(530)의 적용 압력 및 필요한 전력 등이 정해질 수 있으며, 또한 다수의 분기관(510)의 배열이나 형상 그리고 분출 수단(520)의 각각의 구멍의 크기나 형상 등이 적절하게 설계될 수 있다. 따라서, 본 발명에 따른 세척 수단(500)에서 각각의 분기관(510), 분출 수단(520), 및 압축기(530)의 구성은 도 4에 개략적으로 예시된 실시 예로부터 얼마든지 변형되거나 변경 또는 개조될 수 있으며, 예를 들면 다수의 분기관(510)을 빗물 저류조(10)의 바닥으로부터 일정 거리만큼 위로 설치함으로써 바닥에 잔류하는 침전물이 굳어져서 다수의 분출 수단(520)의 구멍이 막힘으로 인한 작동 불량을 사전에 방지할 수도 있다.

바람직하게, 침전물이 단단하게 굳어지는 것에 대비하여 여수 이송 관로(400)를 통하여 유입되는 여수를 세척 수단(500)의 다수의 분기관(510)을 통해서 하향으로 그리고 배출구(30)를 향해서 분사하도록 분출 수단(520)의 구멍의 방향을 적절하게 배향시키는 것도 가능하며, 바람직하게 예를 들면 회전식으로 구성된 분사 노즐과 같이 적절한 구성을 적용할 수 있음은 물론이다. 이와 같은 세척 수단(500)의 전체적인 구조 또는 각각의 세부적인 구성은 적용되는 빗물 저류조(10)의 크기나 기하학적 구조에 적합하게 얼마든지 변경될 수 있다.

지금까지 본 발명의 빗물 저류조의 유지 관리 시스템의 세부적인 구성과 그에 따른 작동을 바람직한 일 실시 예를 통해서 설명하였으며, 예시적으로 설명된 본 발명의 각 구성 부품들의 세부적인 구성 또는 전체적인 구조의 적절한 변형이나 변경 또는 개조는 본 발명의 사상에서 벗어나지 않는 한도 내에서 얼마든지 임의로 바뀔 수 있으며, 이는 모두가 본 발명의 범위에 속함은 당연하다.

10: 빗물 저류조 20: 유입구
21: 거름망 30: 배출구
40: 수문 개폐 작동 수단 50: 비상 개폐 작동 수단
60: 저류조 수위 센서 70: 오수 배출 통로
80: 중앙 관제실 또는 상황실
100: 유지 관리 제어 수단
110: 수위 감지 및 관리 수단 120: 수문 개폐 관리 수단
130: 수질 관리 수단 140: 침전물 관리 수단
150: 기상 데이터 수집 수단
151: 강우 감지기 152: 대기 온습도 센서
153: 노면 온습도 센서 154: 강우량 센서
160: 제어반
200: 원격 제어 수단 210: 중계 시스템
220: 화상 모니터 수단 230: 휴대용 모니터 수단
300: 여수 자동 분류 수단
310: 탁도 측정 수단
320: 오수 분리 수단 321: 월류 벽
322: 월류 벽 높이 센서 323: 월류 벽 높이 조절 수단
324: 일방향 여과 필터
330: 여수 저장 수단 331: 여수 저류 탱크
332: 여수 수위 센서 333: 여수 배출 펌프
400: 여수 이송 관로
500: 세척 수단 510: 다수의 분기관
520: 다수의 분출 수단 530: 압축기
A: 경고 신호 D: 데이터
I: 3차원 입체 영상 신호 L: 수위 레벨
Llim: 임계 수위 레벨
O1: 우수 유입 명령 신호 O2: 수동 개폐 명령 신호
O3: 우수 배출 명령 신호
S: 3차원 입체 영상 수위 레벨 신호
Slim: 3차원 입체 영상 임계 수위 레벨 신호
S O/C: 수문 개폐 신호
ST: 탁도 신호 T: 탁도
Tlim: 소정의 탁도 WL: 수위 레벨 표시

Claims (13)

1. 강 또는 하천이나 저지대 또는 매립지의 침수 피해 방지를 위한 대규모 빗물 저류조의 유지 관리 시스템으로서,
   우수의 유입을 위한 유입구(20), 우수의 배출을 위한 배출구(30), 및 상기 유입구(20)와 상기 배출구(30)의 각각의 수문을 개폐하는 수문 개폐 작동 수단(40)을 포함하는 수천 톤 내지 수십만 톤 용량의 대규모 빗물 저류조(10)와,
   상기 빗물 저류조(10) 부근의 하천 제방이나 수로의 벽에 설치된 적어도 2개 이상의 수위 레벨 표시(WL)를 각각 화상으로 인식하여 3차원 입체 영상 신호(I)로 변환시키고, 각각의 상기 수위 레벨 표시(WL)에 대해서 소정의 수위 레벨(L) 정보를 수치화하고, 각각의 상기 3차원 입체 영상 신호(I)와 각각의 상기 수위 레벨(L) 정보를 동시에 디스플레이되도록 중첩하여 비교한 3차원 입체 영상 수위 레벨 신호(S)를 발생시키며, 상기 수위 레벨(L)이 소정의 임계 수위 레벨(Llim)에 도달하면 대응하는 3차원 입체 영상 임계 수위 레벨 신호(Slim)를 발생시키도록 구성되어 있는 유지 관리 제어 수단(100)과,
   상기 유지 관리 제어 수단(100)으로부터 발생하는 상기 3차원 입체 영상 수위 레벨 신호(S)를 중계 시스템(210)을 통해서 화상으로 수신하여 원격에서 모니터하도록 구성되어 있는 원격 제어 수단(200)과,
   상기 빗물 저류조(10) 안으로 유입되는 우수에 대한 탁도(T)를 측정하도록 구성되어 있는 탁도 측정 수단(310), 상기 탁도 측정 수단(310)에 근거하여 상기 유입구(20)를 통해서 유입되는 우수를 오수와 여수로 자동으로 분리하도록 구성되어 있는 오수 분리 수단(320), 및 상기 탁도 측정 수단(310)에 의해서 측정된 소정의 탁도(Tlim) 이하의 여수만을 별도로 저장하도록 구성되어 있는 여수 저장 수단(330)을 갖추고 있는 여수 자동 분류 수단(300)과,
   상기 여수 자동 분류 수단(300)에 저장된 여수를 운반하도록 구성되어 있는 여수 이송 관로(400)와, 그리고
   상기 여수 이송 관로(400)를 통해서 전달되는 여수를 이용하여 상기 빗물 저류조(10)의 바닥에 잔류하는 침전물을 세척하도록 구성되어 있는 세척 수단(500)을 포함하고 있는 대규모 빗물 저류조의 유지 관리 시스템에 있어서:
   상기 유지 관리 제어 수단(100)은,
   상기 소정의 임계 수위 레벨(Llim)에 대응하는 상기 3차원 입체 영상 임계 수위 레벨 신호(Slim)의 발생에 대응하여 상기 빗물 저류조(10)의 상기 수문 개폐 작동 수단(40)으로 상기 유입구(20)의 개방을 명령하는 우수 유입 명령 신호(O1)를 자동으로 송신하는 동시에 상기 원격 제어 수단(200)으로 경고 신호(A)를 자동으로 송신하고, 상기 수위 레벨(L)이 상기 소정의 임계 수위 레벨(Llim) 이하가 되면 상기 빗물 저류조(10)의 상기 배출구(30)의 개방을 명령하는 우수 배출 명령 신호(O3)를 상기 수문 개폐 작동 수단(40)으로 자동으로 송신하도록 구성되어 있는 수위 감지 및 관리 수단(110)과,
   상기 빗물 저류조(10)의 상기 유입구(20) 및 상기 배출구(30)의 각각의 수문의 개폐 상태를 확인하는 3차원 입체 영상의 수문 개폐 신호(S O/C)를 상기 원격 제어 수단(200)으로 자동으로 송신하도록 구성되어 있는 수문 개폐 관리 수단(120)과,
   상기 여수 자동 분류 수단(300) 내부의 모든 관련 데이터를 수집하여서 상기 원격 제어 수단(200)으로 송신하도록 구성되어 있는 수질 관리 수단(130)과, 그리고
   상기 빗물 저류조(10)의 바닥에 잔재하는 침전물을 측정하여 상기 원격 제어 수단(200)으로 침전물의 높이에 관한 데이터를 송신하도록 구성되어 있는 침전물 관리 수단(140)을 포함하고 있으며;
   상기 원격 제어 수단(200)은,
   원격에서 상기 빗물 저류조(10)와 분리된 별도의 중앙 관제실 또는 상황실(80)의 화상 모니터 수단(220), 및
   원거리 이동 가능한 인터넷 기반 휴대용 모니터 수단(230)을 포함하고 있으며;
   상기 여수 자동 분류 수단(300)의 상기 오수 분리 수단(320)은,
   상기 빗물 저류조(10)의 내부에 설치되어 상기 빗물 저류조(10)의 상기 유입구(20)로부터 유입되는 우수를 일차적으로 차단하도록 구성되어 있는 다수의 월류 벽(321)과,
   각각의 상기 월류 벽(321)의 높이를 측정하도록 구성되어 있는 월류 벽 높이 센서(322)와, 그리고
   각각의 상기 월류 벽(321)의 높이를 조절하도록 구성되어 있는 월류 벽 높이 조절 수단(323)을 포함하고 있으며;
   상기 여수 자동 분류 수단(300)의 상기 여수 저장 수단(330)은,
   각각의 상기 월류 벽(321)을 통해서 유입하는 여수를 저장하기 위한 다수의 여수 저류 탱크(331)와,
   각각의 상기 여수 저류 탱크(331)의 수위를 측정하기 위한 여수 수위 센서(332)와, 그리고
   각각의 상기 여수 저류 탱크(331) 안에 저장된 여수를 배출하기 위한 여수 배출 펌프(333)를 포함하고 있으며;
   상기 여수 자동 분류 수단(300)의 상기 탁도 측정 수단(310)이 상기 오수 분리 수단(320)의 상기 월류 벽(321)의 전면에서 상하로 이동 가능하게 설치되어 있으며;
   상기 탁도 측정 수단(310)에 의해서 측정되는 탁도(T), 상기 월류 벽 높이 센서(332)에 의해서 측정되는 상기 월류 벽(321)의 높이, 및 상기 여수 수위 센서(332)에 의해서 측정되는 상기 여수 저류 탱크(331)의 수위에 관련한 모든 데이터(D)가 상기 수질 관리 수단(130)으로 수집되어서 상기 원격 제어 수단(200)의 상기 화상 모니터 수단(220) 및 상기 휴대용 모니터 수단(230)으로 송신되며;
   상기 세척 수단(500)은,
   상기 여수 저장 수단(330)의 상기 여수 저류 탱크(331)로부터 상기 여수 이송 관로(400)를 통해서 공급되는 여수를 수용하도록 상기 빗물 저류조(10)의 바닥에 설치된 다수의 분기관(510)과,
   각각의 상기 분기관(510)에 일정 간격으로 형성된 다수의 분출 수단(520)과, 그리고
   상기 다수의 분출 수단(520)을 통하여 여수를 가압하여 분출시키도록 각각의 상기 분기관(510)과 상기 여수 이송 관로(400)의 연결 지점들에 연결되어 있는 다수의 압축기(530)를 포함하고 있으며;
   상기 침전물 관리 수단(140)에 의해서 측정되는 침전물의 높이가 소정의 높이에 도달하면 상기 빗물 저류조(10)의 상기 배출구(30)를 통해서 침전물을 배출하도록 상기 여수 수위 센서(332)에 의해서 확인되는 여수의 잔류량에 근거하여 상기 배출 펌프(333)를 작동시켜서 상기 여수 저류 탱크(331) 내부에 저장된 여수를 상기 여수 이송 관로(400)를 통해서 상기 다수의 분기관(510)으로 배출시키는 동시에 상기 세척수단(500)의 상기 압축기(530)를 작동시켜서 상기 다수의 분기관(510)에 설치된 다수의 분출 수단(520)에 의해서 상기 빗물 저류조(10)의 상기 배출구(30) 방향으로 여수를 가압 분사하는 것을 특징으로 하는 대규모 빗물 저류조의 유지 관리 시스템.
2. 삭제
3. 제 1 항에 있어서, 상기 빗물 저류조(10)가 상기 유입구(20)와 상기 배출구(30)의 각각의 비상 수문을 개방 또는 폐쇄하는 비상 개폐 작동 수단(50)을 더 포함하고 있으며,
   상기 수문 개폐 관리 수단(120)으로부터 수신되는 상기 수문 개폐 신호(S O/C)를 통해서 상기 수문 개폐 작동 수단(40)에 따른 상기 빗물 저류조(10)의 상기 유입구(20) 및 상기 배출구(30)의 각각의 수문의 개방 또는 폐쇄가 원활하게 작동하지 않을 때 상기 원격 제어 수단(200)의 상기 화상 모니터 수단(220) 또는 상기 휴대용 모니터 수단(230)을 통해서 상기 비상 개폐 작동 수단(50)으로 수동 개폐 명령 신호(O2)를 수동으로 송신하도록 구성되어 있고,
   상기 비상 개폐 작동 수단(50)은 상기 원격 제어 수단(200)의 상기 수동 개폐 명령 신호(O2)에 응답하여 상기 유입구(20) 및 상기 배출구(30)의 각각의 비상 수문을 개방 또는 폐쇄하도록 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 대규모 빗물 저류조의 유지 관리 시스템.
4. 삭제
5. 삭제
6. 제 1 항에 있어서, 상기 수질 관리 수단(130)은 상기 탁도 측정 수단(310)에 의해서 측정된 탁도(T)가 소정의 탁도(Tlim) 이하가 되면 상기 월류 벽(321)의 높이를 조절하는 월류 벽 높이 조절 신호를 상기 월류 벽 높이 조절 수단(323)으로 송신하며,
   상기 월류 벽 높이 조절 수단(323)이 상기 월류 벽 높이 조절 신호에 따라서 더 많은 여수를 상기 여수 저장 수단(330) 안으로 유입하도록 상기 월류 벽(321)의 높이를 소정의 크기만큼 낮게 자동으로 조절하는 것을 특징으로 하는 대규모 빗물 저류조의 유지 관리 시스템.
7. 제 1 항에 있어서, 상기 여수 자동 분류 수단(300)의 상기 오수 분리 수단(320)은 상기 월류 벽을 통해서 유동하는 여수를 정제하는 일방향 여과 필터(324)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 대규모 빗물 저류조의 유지 관리 시스템.
8. 삭제
9. 제 1 항에 있어서, 상기 유지 관리 제어 수단(100)이 상기 여수 저장 수단(330)의 상기 여수 배출 펌프(333)와 상기 세척 수단(500)의 상기 압축기(530)를 작동시키기 위한 배전반(160)을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 대규모 빗물 저류조의 유지 관리 시스템.
10. 제 9 항에 있어서, 상기 여수 저장 수단(330)의 상기 여수 배출 펌프(333)와 상기 세척 수단(500)의 상기 압축기(530)가 각각 상기 원격 제어 수단(200)의 상기 화상 모니터 수단(220) 및 상기 휴대용 모니터 수단(230)을 통해서 작동되는 것을 특징으로 하는 대규모 빗물 저류조의 유지 관리 시스템.
11. 제 10 항에 있어서, 상기 빗물 저류조(10)의 유입구(20)에는 여러 가지 부유물 또는 현탁물 등을 일차적으로 걸러내기 위한 거름망(21)이 설치되며,
    상기 빗물 저류조(10)의 내부에는 수위를 측정하기 위한 저류조 수위 센서(60)가 설치되며,
    상기 저류조 수위 센서(60)와 상기 여수 수위 센서(332)가 초음파 수위 센서로 구성되어 있으며,
    상기 유지 관리 제어 수단(100)은 상기 빗물 저류조(10) 외부의 비가 오거나 또는 눈이 내리는 상황을 감지하는 강우 감지기(151), 상기 빗물 저류조(10) 주변의 온도 및 습도 등을 감지하는 대기 온습도 센서(152), 상기 유지 관리 제어 수단(100)이 위치된 부근에 대한 온도 및 습도 등을 감지하는 노면 온습도 센서(153), 및 비 또는 눈의 양을 시간에 따라서 측정하는 강우량 센서(154)를 갖추고 있는 기상 데이터 수집 수단(150)을 더 포함하며,
    상기 기상 데이터 수집 수단(150)으로 수집되는 모든 데이터(D)가 상기 배전반(160)을 통해서 상기 원격 제어 수단(200)으로 송신되는 것을 특징으로 하는 대규모 빗물 저류조의 유지 관리 시스템.
12. 제 1 항에 있어서, 상기 유지 관리 제어 수단(100)의 상기 3차원 입체 영상 신호(I), 상기 3차원 입체 영상 수위 레벨 신호(S), 및 상기 수문 개폐 신호(S O/C)가 화상 인식 시스템을 이용한 컴퓨터 시뮬레이션 또는 마이크로프로세서에 의해서 프로그램되어 있으며, 상기 3차원 입체 영상 신호(I)가 전자파로서 레이저 광을 사용하는 라이다에 의해서 제공되는 것을 특징으로 하는 대규모 빗물 저류조의 유지 관리 시스템.
    
13. 삭제

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