KR101788120B1

KR101788120B1 - 우수용 저류 및 배수 시스템

Info

Publication number: KR101788120B1
Application number: KR1020160168801A
Authority: KR
Inventors: 한상종; 황환국
Original assignee: 한국건설기술연구원
Priority date: 2016-12-12
Filing date: 2016-12-12
Publication date: 2017-11-15

Abstract

하수관로 일 지점과 연결 설치되며 하부에 설치된 하수유입구 및 하수유출구에 더하여 하수유출구보다 높은 위치에 설치되는 우수분류구를 가지는 우수분류용 연결부와, 우수분류구에 연결되도록 일측 상부에 형성된 저류조입구와 타측 하부에 개폐가능하게 설치되는 저류조출구를 가지며 도로 하부에 하수관로를 따라 설치되어 우수저류공간을 형성하는 우수저류조와, 저류조출구에서 방출되는 물을 받아 위의 일 지점에 비해 하류에 있는 하수관로 지점으로 방류하도록 이루어지는 저수방류용 연결부를 구비하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 우수용 저류 및 배수 시스템이 개시된다.
본 발명에 따르면, 종래 우수용 배수관로 시스템의 설계 용량의 부족을 우수저류조의 저수 기능을 이용하여 부분적으로 보충할 수 있고 특히 초기 우수보다는 첨두 부하를 수용할 수 있어서 도심 집중호우에 의한 지역적인 침수의 위험을 줄일 수 있다.

Description

우수용 저류 및 배수 시스템 {Storage and drainage system for storm water}

본 발명은 빗물을 집수하고 이송하여 하천 등으로 방출하는 우수용 배수관로 시스템 및 그 시공방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 통수로 인근에 저수조를 구비하여 높은 강우 강도를 가지는 우천시에 일시적으로 우수를 저장하고 통수로의 수위가 회복되면 저장된 우수를 방류할 수 있는 우수용 저류 및 배수 시스템에 관한 것이다.

빗물은 지표에 도달하면 일부는 표면으로 흐르고, 일부는 토양의 공극을 채우고, 지하로 스며들어 지하수를 이룬다. 지하수는 지하 지형에 따라 찬정을 형성하기도 하고, 불투수층 위를 경사에 따라 흐르다가 지표를 만나 용출하면 다시 지표수를 이룬다. 지표수는 하천 시스템에 유입되며, 주변의 호수나 바다로 유입된다.

대부분의 지표는 토양으로 덮이지만 도시에서는 도로가 아스팔트나 시멘트와 블럭 같은 불투수성 표면으로 덮이고, 건물의 밀도도 높아 토양이 노출된 지표 영역이 줄어들게 된다. 따라서, 상당부분의 빗물이 토양으로 스며들지 못하고 지표의 경사를 따라 흐르게 된다.

지표의 경사를 따라 흐르는 지표수는 사람이나 차량의 교통을 방해할 수 있고, 집중호우가 있는 경우, 부분적으로 많은 빗물이 흘러서 지표 도로를 침식하거나, 일부 저지대에 모여들어 침수를 일으키는 등 악영향을 미칠 수 있다.

따라서, 현대 도시에서는 이런 지표수를 집수하여 우수관로나 하수관로를 통해 주변 하천으로 방출하거나 유수지로 보내게 되는 우수용 배수관로 시스템을 가지는 것이 일반적이다.

도11은 기존의 도시 도로의 통상적인 배수관로 시스템 일부를 개략적으로 나타내는 개념도이다.

도로에 내린 빗물은 도로 경사를 따라 도로 가장자리에 일정 간격으로 형성된 집수구 혹은 빗물받이(10)로 흘러들어 간다. 빗물받이(10)에 들어간 빗물은 빗물받이 저면에서 일정 높이에 형성된 빗물받이 연결관(20)을 따라 도로 중앙이나 측면 또는 하부에 깊이 매설된 우수관 혹은 하수관(30)으로 유입되고, 하수관 네트워크를 따라 유수지나 빗물펌프장을 거치거나 혹은 직접 하천으로 방출된다. 하수관 중간중간에는 하수관의 점검 보수를 위한 맨홀이 설치된다.

따라서, 하수관이나 우수관은 도시 건설 계획에 따라 도로 등을 만들 때 기본적인 계획에 따라 건설되며, 그 관경이나 처리 용량, 유수지의 설치 등은 그 지역의 기후와 강수량, 강우 강도와 빈도 등을 고려하여 건설된다.

그러나, 최근 지구 온난화 등의 영향으로 기후의 변동으로 보이는 많은 현상들이 나타나고 있으며, 종래에 도시 건설 당시에 예측한 강수량, 강우 강도가 현실적으로 맞지 않게 되는 경우가 많이 있다.

따라서, 강우 강도가 커지고 호우 빈도가 늘어나면 기존의 도로에 설치된 하수나 우수용 배수관로 시스템에서는 이를 감당하지 못하여 지역적인 침수현상이 자주 발생하게 된다.

도시에서의 이런 지역적인 침수현상은 비록 짧은 시간이라 할지라도 그 지역의 도로와 전기 등의 시스템에 큰 타격을 줄 수 있고, 도로와 전기 시스템의 문제는 그 지역뿐 아니라 주변지역과 넓게는 도시 전체에도 큰 혼란을 초래할 수도 있다.

또한, 차량이나 지하철역사, 가옥 등의 침수는 매우 많은 물적 손실을 가져오며, 통행인이 하수 맨홀에 빠지거나 전기 감전으로 사망하는 인명피해마저 초래할 수 있어서 침수는 큰 문제가 될 수 있다.

이런 경우, 새로 증설되는 도로나 시가에서는 그에 맞는 하수나 우수용 배수관로 시스템을 만들 수 있지만 기존의 도심 도로에서 하수나 우수용 배수관로 시스템의 처리 용량을 변경하는 것은 매우 어려운 실정이다. 가령, 최근 서울의 하수관거의 설계빈도 이상의 국지성 호우가 빈발하여 기존 하수관거 설계빈도를 10년(강우강도는 약 75mm/hr)에서 30년(강우강도는 약 90mm/hr)으로 상향하는 등 하수관거 관경확대의 필요성을 인식하고 있다. 이에 따라 통수능력에 문제가 되는 일정 구간의 기설 관거를 굴착하여 관경이 큰 것으로 교체함으로서 통수능력을 확대하여도, 유출량이 모아지는 배수구역 관망 하류측의 또 다른 구간에서 잉여 유출량의 문제가 발생될 수 있다. 따라서 하수관망 시스템 전체의 포괄적인 고려가 필요하나 하수관망 전체를 교체하는 것은 막대한 정비비용과 교통체증 유발 등의 사회적 비용이 소요되기 때문에 긴급도 우선순위별로 단계적으로 정비해 나아가야 한다.

하수관거의 교체 외에 국지성 호우에 따른 수방대책으로서 배수구역의 말단부에 설치되어 있는 기존 빗물펌프장 용량확대, 빗물펌프장 신설 및 우수저류조 확대 설치 등을 통하여 방재효과를 거두고 있으나 하천변 부지 내에 확대할 수 있는 용량은 한계가 있고, 강우 유출수의 중간 유하과정에서 발생하는 하수관망 내에서 잉여(또는 초과)의 첨두(피크)유량 문제는 해결하지 못한다.

이러한 문제점의 다른 대안으로 분산형 온사이트 우수 저류조 설치, 즉 배수구역 말단에 한 번에 모이는 첨두(피크)유량을 분산하기 위하여 배수구역의 중간 중간에 소규모 우수 저류조 설치하는 것을 검토하고 있으나, 이런 시설물은 과밀 도심지역 내 유효한 설치공간 확보가 어려운 점이 있으며, 앞서 언급한 하수관거의 관경확대 등의 관거정비와 함께 이루어져야 하므로 이들만으로는 도심지 침수방지를 위한 완전한 대책이 될 수는 없다.

한편, 지역적인 도심 침수는 기존 우수용 배수관로 시스템의 설계적인 문제뿐 아니라 시설관리상의 문제로 인하여 발생할 수 있다. 가령, 하수관 내부에 퇴적토나 쓰레기가 쌓이거나, 가로수의 뿌리가 침투하면 관로내 통수공간을 좁히고 우수 처리 용량을 줄이는 결과를 가져올 수 있다. 빗물받이 저부 이토실의 공간에 존재하는 습윤한 토사퇴적 환경은 가로수의 나무뿌리가 습기를 찾아서 침입하기 좋은 환경으로서 느티나무, 느릅나무 등은 나무뿌리 침입 특성이 강하며, 빗물받이 청소시 나무뿌리는 준설차로 제거되지 않기 때문에 강우시 배수불량의 원인이 되고 있다.

또한, 빗물받이 연결관(20)이나 맨홀과 맨홀 사이의 노후 하수관은 관정렬교란(Out of pipeline alignment) 현상으로서 이음부 단차, 관침하(역경사) 등이 발생되면 설계치를 하회하는 통수능력만 얻을 수 있다. 이를 좀 더 설명하면, 연결관(20)은 지상으로부터 대개 0.5~1.5m 이내의 깊이에 있어 지상의 교통하중에 영향을 받으며, 폴리에칠렌관 등의 소구경 연성관 재질이 상당히 많아서 연성관의 관변형이 상당히 발생되고 있으며, 콘크리트계통관에서도 무근콘크리트 연결관의 파손, 콘크리트관 이음부의 관정렬 교란 등으로 연결관의 통수능력이 심각하게 저하되어 연결관(20)의 기능이 유명무실해진 경우가 많다. 이것은 강우시 배수기능에 심각한 악영향을 미쳐서 도심지 내수침수를 야기할 뿐만 아니라, 장기적으로는 도로함몰을 야기시켜 교통사고 등의 인명피해를 일으킬 수 있는 위험이 존재한다.

결국 하수관거 정비시 전체 하수관망 시스템내에서 받아들이지 못하는 첨두(피크)유량을 제어할 수 있는 포괄적이고 효과적인 정비 대안이 필요하다.

도12에는 선행등록특허인 “우수용 배수관로 시스템 및 그 시공방법 (출원번호 제10-2014-0163160 (2014.11.21.), 등록번호 제10-1673421)”의 전체적 구성이 개시된다. 이 특허에서는 기존 하수관거의 통수능력을 초과하는 잉여유출량이 도로면으로 유출되어 침수되는 것을 방지하기 위한 이중배제용량을 가지고 있으며, 그러한 침수발생원인이 되는 강우시 첨두(피크)유량을 제어하기 위한 이중배제구조의 연결관 140(a)와 140(b)를 구성하여 침수에 대응하는 방법론을 제시하고 있다.

등록특허 제10-1176937호 : 지하 매립형 조립식 저류조 및 시공방법 등록특허 제10-0553085호 : 보강대가 구비된 블록을 사용한 조립식 빗물저장시설 및 그 시공방법 등록특허 제10-0658971호 : 경사면을 형성하는 블록을 사용한 조립식 빗물저장시설 및 그 시공방법 등록특허 제10-1180458호 : 인도의 우수침투형 블럭구조 일본국특허공개 제2014-95274호 : 우수저장침투시스템 등록번호 제10-1673421 : 우수용 배수관로 시스템 및 그 시공방법

본 발명은 상술한 종래 우수용 배수관로 시스템의 설계 용량의 부족 문제나 시설 노후화와 관리상의 문제로 도심 집중호우시에 배수처리 용량이 충분하지 못하게 되고, 지역적인 침수를 일으키는 등의 문제점을 줄이거나 해결하기 위한 것으로, 기존 우수용 배수관로 시스템을 보완하여 전체적인 우수 처리용량을 늘리는 효과를 가질 수 있고, 특히, 도심 집중호우에 의한 침수 피해 등을 예방하도록 첨두 부하를 수용할 수 있는 우수용 저류 및 배수 시스템을 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명은 또한, 기존 하수관로와 쉽게 조합되어 도심 도로의 기설 하수나 우수 관거의 전면적 굴착, 교체의 필요성을 줄이고 그에 따른 교통체증 유발 등의 사회적 비용 소요를 막을 수 있는 우수용 저류 및 배수 시스템을 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명은 또한, 분산형 저류조의 설치시 부지선정의 문제나, 대심도 지하저류시설 등의 사회적 합의가 필요하여 실행하기 어려운 방법에 비하여 실현가능한 도심지 침수방지 대안으로서 우수용 저류 및 배수 시스템을 제공하는 것을 목적으로 한다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 우수용 저류 및 배수 시스템은

하수관로 중간에 설치되며 하부에 설치된 하수유입구 및 하수유출구에 더하여 하수유출구보다 높은 수위에 설치되는 우수분류구를 가지는 우수분류용 연결부와, 우수분류구에 연결되도록 일측 상부에 형성된 저류조입구와 타측 하부에 개폐가능하게 설치되는 저류조출구를 가지며 도로 하부에 하수관로를 따라 설치되어 우수저류공간을 형성하는 우수저류조와, 저류조출구에서 방출되는 물을 우수분류용 연결부 하류에 있는 하수관로 중간으로 방류하는 저수방류용 연결부를 구비하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.

본 발명에서 통상적으로 저수방류용 연결부는 관리를 위한 공간을 가진 맨홀 혹은 관리조로 이루어지고, 이 맨홀이나 관리조에는 저류조출구보다 낮은 수위의 물도 하수관로로 보낼 수 있도록 펌프장치가 구비된다.

본 발명에서 우수용 저류 및 배수 시스템은 하수관의 관경이나 전체 하수관로 시스템에서의 상, 중, 하류 위치에 따라 다른 형태를 가질 수 있다. 가령, 우수저류조의 형태 및 위치, 우수분류용 연결부나 저수방류용 연결부의 형태 및 구성과 기존 하수관에 대한 상태적 위치도 달라질 수 있다.

본 발명에서 우수저류조는 도로 하부에 설치되므로 도로를 지나는 차량이나 승객의 무게를 견뎌야 하므로 그 공간 내부에는 공간을 지지하는 뼈대 구조를 형성하는 것이 바람직하며, 뼈대 구조를 이루는 한 방법으로 자체가 뼈대 구조를 가지고 내부와 벽면에 홀을 가져 어느 방향으로든 물을 유통시킬 수 있으며, 별다른 시공 없이도 단위개체들을 쌓고 서로 고정하는 것에 의해 전체적으로 공간을 이루고 하중을 지지하는 뼈대 구조를 이룰 수 있는 유통블럭이 사용될 수 있다. 유통블럭은 경량이면서 내구성과 강성을 합성수지 등의 재료로 형성하는 것이 바람직하다.

또한, 이런 유통블럭을 쌓아 공간을 형성, 유지하는 구조에서는 우수저류조 공간을 커버하는 벽체를 별도의 콘크리트 벽체와 같은 중량 벽체 대신에 차수벽체를 이루기 위해 우수저류조 외각의 유통블럭들 외측면을 차수시트로 감싸는 형태로 제작할 수 있다. 또한, 차수시트와 유통블럭 사이에는 차수시트만으로 차수하기에 기계적 강성이 떨어질 수 있음을 감안하여 차수 및 구조보강용 판넬이 설치될 수 있다.

본 발명에서 우수저류조의 일부 위치에는 우수저류조 관리를 위해 내부공간으로 통하는 맨홀이 설치될 수 있다.

본 발명에서 저수방류용 연결부에는 우수저류조의 저류조출구보다 바닥이 더 낮게 형성된 공간을 마련하여 저류조출구에서 물이 방출될 때 그 일부가 수용되면서 이토실의 역할을 하게 할 수 있다.

본 발명에서 유통블록를 사용하는 경우, 유통블럭은 가령 레고의 볼록 돌기와 오목 홈과 같은 결속수단 또는 접속용 결속기를 통해 인접 유통블럭과 서로 연결되는 것일 수 있다. 차수 및 구조보강용 판넬이나 유수저류조 바닥을 받치면서 베이스 역할을 하는 바닥 부재가 있다면 이들도 유통블럭과 이런 간이한 수단으로 결속되는 것일 수 있다.

본 발명에서 하수관로는 도로를 따라 형성된 별도의 메인 하수관로(중간구경 하수관로)에서 분기되어 이 메인 하수관로 일부 구간에 병렬 설치되는 보조 하수관로이며, 메인 하수관로는 상류 위치에 있는 메인용 우수분류용 연결부에서 이 보조 하수관로와 분기되어 하류 위치에 있는 메인용 저수방류용 연결부에서 통합되고, 메인용 우수분류용 연결부도 하부에 메인 하수유입구와 메인 하수유출구를 가지는 외에 메인 하수유입구보다 높은 위치에 보조 하수관로와 연결되는 메인 우수분류구를 더 가지는 것일 수 있다.

본 발명에 따르면, 종래 우수용 배수관로 시스템의 설계 용량의 부족을 우수저류조의 저수 기능을 이용하여 부분적으로 보충할 수 있고 특히 초기 우수보다는 첨두 부하를 수용할 수 있어서 도심 집중호우에 의한 지역적인 침수의 위험을 줄일 수 있다.

본 발명에 따르면 우수용 배수관로 시스템의 시설 노후화와 관리 상의 문제로 도심 집중호우시에 배수처리 용량이 충분하지 못하게 되는 것을 기존 시스템을 개량하는 방법으로 추가 설치하기 쉬워서 기존 하수관로 및 배수관로 시스템과 결합시켜 도심 집중호우에 의한 지역적인 침수 위험을 줄일 수 있다

본 발명에 따르면 우수저류조는 초기 우수나 하수의 유입을 원천적으로 억제하여 우수용 저류 및 배수 시스템 내에서 첨두유량만 선택적으로 차집할 수 있으며, 악취가 발생하지 않고, 이토 등 세척관리 작업의 필요성을 줄임으로써 관리비용 및 노력을 줄일 수 있다.

도1은 본 발명의 일 실시예에 대한 전체적 구성을 나타내는 횡단면도,
도2는 본 발명의 일 실시예에 따란 전체적 구성을 나타내는 평면도,
도3은 본 발명의 일 실시예의 우수분류용 연결부의 아래쪽 내부 구성을 나타내는 사시도로 평시와 저류시의 상태를 비교하여 나타내는 사시도,
도4a 본 발명의 일 실시예로서 3단계 하수위에 대처하는 실시예의 저수방류용 연결부의 내부 구성을 나타내는 사시도,
도4b는 본 발명의 일 실시예로서 2단계 하수위에 대처하는 실시예의 저수방류용 연결부의 내부 구성을 나타내는 사시도,
도5는 본 발명의 우수용 저류 및 배수 시스템 가운데 중간 관경의 하수관로에 결합될 수 있는 시스템의 제2 실시예에 대한 평면도,
도6은 본 발명의 제2 실시예에서 우수분류용 연결부 주변 구성을 평상시와 강우시를 비교하여 나타내는 사시도,
도7은 본 발명의 제2 실시예에서 저수방류용 연결부 주변 구성을 나타내는 사시도,
도8은 본 발명의 제3 실시예에 대한 전체적 구성을 나타내는 평면도,
도9는 본 발명의 제3 실시예의 우수분류용 연결부의 구성을 나타내는 사시도,
도10은 본 발명의 제3 실시예와 다른 실시예의 우수분류용 연결부 구성을 나타내는 사시도,
도11은 종래의 우수 배수 시스템의 일 예를 나타내는 평면도,
도12는 종래의 우수용 저류 및 배수 시스템의 일 예의 구성을 나타내는 사시도
도13은 우수저류조를 채우며 공간을 지지하는 본 발명의 유통블럭의 일 실시예를 나타내는 사시도이다.

이하 도면을 참조하면서 구체적 실시예를 통해 본 발명을 보다 상세히 설명하기로 한다.

도1 및 도2는 본 발명의 우수용 저류 및 배수 시스템 가운데 비교적 작은 관경의 하수관로에 결합되는 시스템의 일 실시예에 대한 측면도 및 평면도이다.

이런 실시예는 집수구역 내의 비교적 상류에 속하는 하수관경 800mm 이하의 하수관로와 주로 결합된다.

하수관경 800mm 이하의 하수관로와 결합되는 본 실시예의 우수용 저류 및 배수 시스템의 경우, 하수관로(130)의 상류측에 형성되는 우수분류용 연결부(210), 이 하수관로의 하류측에 형성되는 저수방류용 연결부(230), 이들 두 연결부 사이에서 도로 하부에 일정 폭으로 하수관로를 따라 하수관로를 감싸듯이 설치되는 우수저류조(220)를 구비하여 이루어진다.

우수저류조(220)의 공간 내부는 그 위에 설치된 도로구조물 무게와 도로를 지나는 차량이나 승객의 무게를 지탱할 수 있도록 내부가 적층연결된 유통블럭들로 채워진다. 여기서 개개의 유통블럭(121a)은 도13에 도시된 바와 같이 가볍고 단단한 합성수지 재질로 대략 정육면체 형상에 뼈대 구조를 형성하며, 내부와 벽면에 홀을 가져 어느 방향으로든 물을 유통시킬 수 있고, 별다른 시공 없이도 단위 개체들을 쌓고 볼트 너트 등의 결합부재 등으로 서로 고정하는 것에 의해 전체적으로 공간을 이루고 하중을 지지하는 뼈대 구조를 이룰 수 있다.

또한, 우수저류조(220)의 여기서 정확히 도시되지 않지만 사방 및 상하 벽체는 차수가 이루어질 수 있도록 우수저류조 공간 최외각을 이루는 유통블럭들의 외측면에 차수보드(차수 및 구조보강용 판넬) 및 차수시트로 방수시공하여 이루어진다. 무게를 많이 받는 우수저류조 하부는 통상의 차수보드 대신에 세라믹이나 강성 합성수지로 이루어진 베이스 블럭이 사용될 수 있다.

유통블럭은 가령 레고의 볼록 돌기와 오목 홈과 같은 결속수단 또는 접속용 결속기를 통해 인접 유통블럭과 서로 연결되는 것일 수 있다. 차수 및 구조보강용 판넬이나 유수저류조 바닥을 받치면서 베이스 역할을 하는 바닥 부재가 있다면 이들도 유통블럭과 이런 간이한 수단으로 결속되는 것일 수 있다.

우수저류조(220)가 설치된 구간에서 도로변에 설치된 빗물받이(110)에서 유입되는 우수와 주변 건물에서 오수받이(115)를 통해 유입되는 하수는 모두 우수저류조 벽체를 통해 그 내측에 설치된 하수관로(130')로 유입되도록 이루어진다.

본 발명에서 우수저류조의 일부 위치에는 우수저류조(220) 관리를 위해 내부공간으로 통하는 맨홀(222)이 설치될 수 있다.

우수분류용 연결부(210)는 비교적 적은 공간을 차지하면서 하수관로(130)에 설치하기 쉬운 하수관 맨홀 형태를 가지고 있다. 이런 형태는 도3을 통해 개시된다.

도3의 상부 도면(a)에서 보면 위쪽은 통상의 하수관로용 맨홀이지만 하부에는 하수가 유입되는 입구와 유출되는 출구(215) 외에 출구 양쪽의 다소 높은 위치에 우수분류구(213)가 설치되어 있다. 우수분류구(213)와 출구(215) 사이에는 입구 쪽을 향해 길게 뻗으며 바닥쪽에서 위로 다소 돌출 형성되는 분리벽체(217)가 설치되어 맨홀로 유입되는 평상시의 하수가 흐르거나 강우 초기에 아직 빗물이 충분히 하수관로에 유입되지 못하여 하수가 일정 수위에 도달하기 전에는 쉽게 우수분류구(213)로 유입되지 못하도록 제한하는 역할을 한다.

우수저류조(220)는 우수분류용 연결부(210)의 하류에 있는 하수관로(130') 주변에 도로(6)보다 작은 일정 폭으로 설치된다. 이 구간에서 하수관로(130')는 우수저류조(220)를 통과하도록 설치된다.

강우가 지속적으로 이루어져 하수유량이 늘어나고 수위가 높아지면 도3의 하부 도면(b)에서 보이듯이 하수관로(130')뿐 아니라 우수분류구(213)로도 물이 흘러가게 된다. 우수분류구(213)는 우수분류관(213')을 통해 우수저류조(220)의 일측 상부에 있는 저류조입구로 연결되어 있다.

수위를 2단계로 분류한 하나의 실시예에 따르면 우수분류관은 우수저류조 내부로 연장되지 않고 우수저류조로 흘러들어간 물은 저류조출구(223)가 초기에 닫힌 상태이므로 즉시로 우수저류조를 채워 우수저류조 수위가 높아지게 된다.

수위를 3단계로 분류한 다른 실시예에 따르면 우수분류관은 우수저류조 내에서 반원통 형태로 연장되어 우수저류조의 하류측 상부를 관통하여 저수방류용 연결부(230)로 이어지는 형태를 가진다. 이런 경우, 2단계로 일단 수위가 올라가 우수분류관으로 흘러들어간 하수는 즉시 우수저류조 공간을 채우는 것이 아니고 우수분류관을 통과하여 저수방류용 연결부(230) 내로 흘러들어가게 된다.(도4a 참조) 그리고, 3 단계로 하수관로의 수위가 더 높아지면 우수분류관을 통해 우수저류조 공간으로 들어간 하수는 반원통 형태의 우수분류관을 따라 흘러 저수방류용 연결부로 내려가는 과정에서 수위가 반원통 형태의 우수분류관의 벽체의 가장 높은 부분보다 높아져 그 위로 개방된 상부를 통해 흘러넘쳐 우수저류조 공간을 아래부터 채우게 된다. 물론, 하부 일부는 계속 우수분류관을 통해 흘러 저수방류용 연결부로 들어갈 수 있다. 이런 구성에서는 우수분류관의 우수저류조 내의 반원통 형태의 구간에서 반원통을 이루는 벽체의 높이에 의해 우수저류조로 들어가는 하수 수위조절이 가능하므로 우수분류구가 반드시 우수분류용 연결부의 하수 출구보다 높은 위치에 있는 것이 아닐 수도 있다.

우수분류구(213)로 들어가는 물은 높은 수위의 물이므로 흙이나 기타 고형물은 많이 유입되지 않는다.

우수저류조(220)에 물이 채워지는 가운데 강우가 줄어들고, 중단되면 하수관로(130)로 유입되는 우수도 줄어들고 하수위는 다시 평시 수준을 회복하게 된다. 실시예에 따라 하수 수위는 3단계 수위에서 2 단계 수위를 거쳐 평시 수준으로 회복될 수 있다. 평시 수준으로 회복되거나 2단계 수위로 되면 더 이상 우수저류조(220)로 물이 유입되지 않게 된다.

평시 상태에서는 하수관로(130)는 용량의 여유가 있으므로 우수저류조에 채워진 물을 저류조출구(223)를 개방하여 저수방출용 연결부(230)를 통해 하수관로(130)로 방류하게 된다. 저류조출구(223)는 우수저류조(220)에서 하수관로(130')의 상대적으로 하류 위치에 있으며, 가장 낮은 위치의 물도 방류할 수 있도록 가장 아래쪽에 설치되므로 저류조출구(223)를 열면 상당한 압력으로 저장된 물이 방류된다.

하수위가 2단계로 관리되는 실시예에서는 저수방류용 연결부로서 관리조가 도4b와 같은 형태로 설치되어 있다. 관리조는 일종의 맨홀 공간으로 지면으로 출입하는 통로 맨홀(232)이 형성되어 있다. 하수관로(130')는 우수저류조를 지나고 우수저류조(220)에 연결 설치된 관리조도 지나 계속 하류로 하수가 흐르도록 설치되어 있다. 저수방류용 연결부(230)를 이루는 관리조는 바닥이 저류조출구(223)보다 더 낮게 형성되어 일종의 이토실(236)을 이룬다. 저류조출구(223)에서 방류가 이루어질 때 우수저류조 내의 저류조출구(223) 근처에 있던 흙이나 기타 고형물도 함께 쓸려 저수방출용 연결부 하부 이토실(236) 공간으로 내려올 수 있다.

방출된 우수는 저수방류용 연결부(230) 내에서 쌓여 수위가 높아지면 하수관로(130)와 연결된 별도 유입구를 통해 하수관로로 들어갈 수 있지만 수위가 충분히 높아지지 않는 경우, 내부에 설치된 펌프(235) 및 펌프연결관(237)을 통해 하수관로(130)로 들어가게 된다. 관리조에는 펌프(235)를 조절하기 위한 조절부도 포함될 수 있으며, 관리조의 수위는 이 조절부가 침수되지 않도록 설계되어야 한다.

도5는 본 발명의 우수용 저류 및 배수 시스템 가운데 중간 관경인 800 내지 1500mm 관경의 메인 하수관로(160)에 주로 결합될 수 있는 시스템의 제2 실시예에 대한 평면도이다.

도6은 우수분류용 연결부 주변 구성을 나타내는 사시도이며, 이런 구성에서 평상시 메인 하수관로(160)의 수위가 낮은 경우와 강우시 메인 하수관로의 수위가 높아 보조 하수관로(하수관로 130)로 물이 흐르는 경우를 비교하여 나타내고 있다.

도7은 저수방류용 연결부 주변 구성을 나타내는 사시도이다.

이 실시예에서 하수관로(130)는 도5에서 보이듯이 도로를 따라 형성된 별도의 메인 하수관로(중간구경 하수관료: 160)에서 분기되어 이 메인 하수관로 일부 구간에 병렬 설치되는 보조 하수관로이며, 메인 하수관로(160)는 상류 위치에 있는 메인용 우수분류용 연결부(161)에서 이 보조 하수관로(130)와 분기되어 하류 위치에 있는 메인용 저수방류용 연결부(163)에서 통합된다. 메인용 우수분류용 연결부(161)는 도6에서 보이듯이 하부에 메인 하수유입구와 메인 하수유출구를 가지는 외에 메인 하수유입구보다 높은 위치에 보조 하수관로와 연결되는 메인 우수분류구를 더 가진다.

보다 구체적으로 설명하면, 앞선 실시예와 비교할 때 메인 하수관로 관경이 커서 우수저류조 내에 메인 하수관로를 설치하기가 어렵고 따라서 도로 하부에 설치되지만 메인 하수관로 옆에 별도로 보조 하수관로가 설치되고 이 보조 하수관로에 우수용 저류 및 배수 시스템이 결합되어 형성되는 형태를 보이고 있다.

우수분류용 연결부(210), 우수저류조(220), 저수방류용 연결부(230)의 자체적 구성은 앞선 실시예와 동일하게 이루어지고, 우수저류조(220)와 저수방류용 연결부(230)를 관통하여 흐르는 하수관로(130')도 있지만 이 하수관로(130')는 앞선 실시예의 하수관로(130')와 성격을 달리하는 보조 하수관로가 된다. 우수저류조 설치 구간에서 앞서의 실시예와 같이 도로의 빗물받이(110)와 인근 건물의 오수받이(115)는 보조 하수관로(130)와 연결된다.

만약 빗물받이와 오수받이가 메인 하수관로(160)로 연결되도록 한다면 이 실시예에서 보조 하수관로(130)는 우수저류조 및 저수방류용 연결부를 관통하도록 설치된 부분은 반드시 필요하지 않아 생략될 수도 있는 구성이 된다.

메인 하수관로(160) 상류에는 보조 하수관로(130)를 분기하기 위해 상류분기맨홀 혹은 메인용 우수분류용 연결부(161)가 설치되고, 상류분기맨홀은 하부에 하수 입구와 출구를 설치하는 외에 입구와 출구보다 높은 위치에 분기구(메인우수분류구)를 설치하여 이루어진다. 마찬가지로 메인 하수관로 하류에는 보조 하수관로를 통합하기 위해 하류분기맨홀(메인용 저수방류용 연결부:163)이 설치되고, 하류분기맨홀은 하부에 하수 입구와 출구를 설치하는 외에 보조 하수관로(130)의 물이 유입되도록 유입구를 설치하여 이루어진다.

여기서 우수분류용 연결부, 우수저류조, 저수방류용 연결부(관리조: 도7 참조)의 세부 구성은 앞서 실시예와 실질적으로 동일하게 이루어지므로 구체적인 설명은 생략하기로 한다.

도8은 본 발명의 우수용 저류 및 배수 시스템 가운데 1500mm 관경 이상의 하수관로 혹은 박스형 하수관거(170)에 주로 결합될 수 있는 제3 실시예에 대한 평면도이다.

이 실시예는 앞선 실시예와 비교할 때 우수저류조(220) 및 저수방류용 연결부(230)를 지나는 하수관로(130')가 메인 하수관로이건 보조 하수관로이건 전혀 존재하지 않고, 우수분류용 연결부(310)가 병렬하여 하수관거(170)를 따라가면서 복수 개가 설치되어 있다는 점에서 차이가 있다. 그리고, 우수분류용 연결부(310)도, 통상의 맨홀 형태로 하부에 하수 입구와 하수 출구가 설치되고 여기에 부가하여 그 상부 위치에 우수분류구가 설치되는 형태라기보다는, 도8의 사시도에서 나타나듯이 하수 입구와 하수 출구가 대형 하수관거(170) 자체로 이루어지며, 이 대형 하수관거 위쪽에 공간을 마련하기 위한 맨홀형 구조물이 설치되고 이 맨홀형 구조물에 월류구(우수분류구: 313))가 형성되는 형태로 이루어진다.

즉, 우수분류용 연결부(310)는 하수관거(170) 일 지점 상부에 내부 공간이 서로 통하도록 돌출 설치되는 구조물 벽체에 월류구(우수분류구:313)를 설치하고, 이것을 우수저류조(220) 상부와 연결시켜 형성하되, 우수부류용 연결부(310)는 하나의 우수저류조(220)에 대해 하수관거(170)를 따라 복수 개가 설치되어 연결된다고 할 수 있다.

월류구(313)는 월류관(313')을 통해 하수관거(170)와 평행하게 하수관거를 따라 형성된 우수저류조(220)의 상부 벽체에 있는 저류조입구와 연결되고 대부분이 우수인 강수시 하수, 특히 흙이나 무거운 고형물이 비교적 적은 표면 하수가 이 월류관(313')을 통하여 우수저류조로 유입된다.

도10은 대형 하수관거에 결합되는 본 발명 시스템의 다른 실시예를 나타낸다. 이런 실시예에서는 우수분류용 연결부가 더욱 간단하게 이루어지고 있다. 도로 하부에 도로를 따라 나란히 형성된 하수관거(170)와 우수저류조(220)가 측벽 상부를 공유하여 이 측벽 상부에 하수 흐름을 따라 형성된 다수의 관통홀 혹은 관통슬릿(313")이 실시예에서는 도로(5) 하부에 하수관거(170)를 따라 병행하도록 설치되며, 하수관거(170)의 하류쪽 하부에 개폐가능하게 설치되는 저류조출구를 가지며 우수저류공간을 형성하는 우수저류조와, 이 저류조출구에서 방출되는 물을 받아 하수관거의 하류 지점으로 방류하도록 이루어지는 저수방류용 연결부가 구비되며, 이 하수관거와 적어도 일부 구간에서 우수저류조가 벽체를 공유하고 그 공유된 벽체의 상부에 하수관거를 따라 하나 이상의 관통홀 혹은 관통슬릿을 형성하여 하수관거의 수위가 높아지면 하수가 우수저류조로 월류할 수 있도록 이루어진다.

이런 실시예들에서 우수저류조 설치 구간에서 도로의 빗물받이와 인근 건물의 오수받이는 대형 하수관거로 바로 연결된다.

관리조는 앞선 실시예에서와 비슷한 형태를 가지지만 관리조를 관통하는 하수관로는 없으므로 강우가 종료되고 하수 수위가 평상 수위를 찾았을 때 유수저류조에서 저류조출구를 통해 관리조로 유입되는 물은 펌프에 의해 배출관을 통해 인접한 대형 하수관거로 방출된다.

여기서도 우수저류조의 구성, 가령 유통블럭에 의한 공간 확보 및 유지, 차수수단에 의한 차수, 관리조의 구성은 앞선 실시예에서 살펴본 바와 동일하게 이루어질 수 있다.

이상에서는 비록 한정된 실시예를 통해 본 발명을 설명하고 있으나, 이는 본 발명의 이해를 돕기 위해 예시적으로 설명된 것일 뿐 본원 발명은 이들 특정의 실시예에 한정되지 아니한다. 즉, 당해 발명이 속하는 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명을 토대로 다양한 변경이나 응용예를 실시할 수 있을 것이며 이러한 변형례나 응용예는 첨부된 특허청구범위에 속함은 당연한 것이다.

5: 인도 6: 도로(차도)
110: 빗물받이 115: 오수받이
121a: 유통블럭 130, 130': 하수관로
160: 메인 하수관로 170: 하수관거
210, 310: 우수분류용 연결부 213: 우수분류구
213': 우순분류관 215: 출구
217: 분리벽체 220: 우수저류조
222: 맨홀 223: 저류조출구
230: 저수방류용 연결부 232: 맨홀
235: 펌프 236: 이토실
237: 펌프연결관 313: 월류구(우수분류구)
313': 월류관 313": 관통 슬릿

Claims

하수관로 일 지점과 연결 설치되며 하부에 설치된 하수유입구 및 하수유출구에 더하여 상기 하수유출구보다 높은 위치에 설치되는 우수분류구를 가지는 우수분류용 연결부와,
상기 우수분류구에 연결되도록 일측 상부에 형성된 저류조입구와 타측 하부에 개폐가능하게 설치되는 저류조출구를 가지며 도로 하부에 상기 하수관로를 따라 설치되어 우수저류공간을 형성하는 우수저류조와,
상기 저류조출구에서 방출되는 물을 받아 상기 일 지점에 비해 하류에 있는 하수관로 지점으로 방류하도록 이루어지는 저수방류용 연결부를 구비하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 우수용 저류 및 배수 시스템.
제 1 항에 있어서,
상기 저수방류용 연결부는 상기 저류조출구보다 낮은 위치의 바닥을 가지는 관리조로 이루어지고,
상기 하류에 있는 하수관로 지점은 상기 저류조 출구보다 높은 위치에 있으며,
상기 관리조에는 상기 관리조 내부의 물을 상기 하류에 있는 하수관로 지점으로 배출할 수 있는 펌프장치가 구비되는 것을 특징으로 하는 우수용 저류 및 배수 시스템.
제 1 항에 있어서,
상기 우수저류조 내부 공간은 직육면체 형태의 뼈대 구조를 가지고 내부와 벽면에 홀을 가져 어느 방향으로든 물을 유통시킬 수 있는 단위 개체인 합성수지 재질의 유통블럭 복수 개를 서로 결합하여 만든 전체적인 뼈대 구조로 유지되며
상기 우수저류조 외각을 이루는 유통블럭들의 외측면은 차수시트로 감싸는 방식으로 차수처리가 이루어진 것을 것을 특징으로 하는 우수용 저류 및 배수 시스템.
제 3 항에 있어서,
상기 유통블럭은 볼록 돌기와 오목 홈을 상호 체결하는 방식으로 상호 결합되며,
상기 유통블럭과 상기 차수시트 사이에는 차수 및 구조보강용 판넬이나 블럭형태의 바닥부재가 개입 설치되고,
상기 판넬이나 바닥부재도 볼록 돌기와 오목 홈으로 상기 유통블럭과 결합되는 것을 특징으로 하는 우수용 저류 및 배수 시스템.
제 1 항에 있어서,
상기 우수분류용 연결부, 상기 우수저류조, 상기 저수방류용 연결부 각각에는 지상으로 통하는 관리용 통로(맨홀)가 구비되는 것을 특징으로 하는 우수용 저류 및 배수 시스템.
제 1 항 내지 제 5 항 가운데 어느 한 항에 있어서,
상기 하수관로는 상기 우수저류조 및 상기 저수방류용 연결부를 관통하도록 설치된 것을 특징으로 하는 우수용 저류 및 배수 시스템.
제 1 항 내지 제 5 항 가운데 어느 한 항에 있어서,
상기 하수관로는 도로를 따라 형성된 별도의 메인 하수관로에서 분기되어 상기 메인 하수관로 일부 구간에 병렬 설치되는 보조 하수관로이며,
상기 메인 하수관로는 상류 위치에 있는 메인용 우수분류용 연결부에서 상기 하수관로와 분기되어 하류 위치에 있는 메인용 저수방류용 연결부에서 통합되고, 상기 메인용 우수분류용 연결부도 하부에 메인 하수유입구와 메인 하수유출구를 가지는 외에 상기 메인 하수유입구보다 높은 위치에 상기 하수관로와 연결되는 메인 우수분류구를 더 가지는 것을 특징으로 하는 우수용 저류 및 배수 시스템.
제 1 항 내지 제 5 항 가운데 어느 한 항에 있어서,
상기 우수저류조는 상기 하수관로를 따라 하수관로와 인접하게 병렬설치되고
상기 우수분류용 연결부는 상기 하수관로 일 지점 상부에 내부 공간이 서로 통하도록 돌출 설치되는 구조물 벽체에 상기 우수분류구가 설치되고,
상기 우수분류구를 상기 우수저류조 상부와 연결시켜 형성하되, 상기 우수분류용 연결부는 하나의 상기 우수저류조에 대해 상기 하수관로를 따라 복수 개가 설치되어 연결되는 것을 특징으로 하는 우수용 저류 및 배수 시스템.
도로 하부에 하수관거를 따라 병행하도록 설치되며, 상기 하수관거의 하류쪽 하부에 개폐가능하게 설치되는 저류조출구를 가지며 우수저류공간을 형성하는 우수저류조와,
상기 저류조출구에서 방출되는 물을 받아 상기 하수관거의 하류 지점으로 방류하도록 이루어지는 저수방류용 연결부를 구비하여 이루어지며,
상기 하수관거와 적어도 일부 구간에서 벽체를 공유하고 상기 벽체의 상부에 상기 하수관거를 따라 복수 개의 관통홀 혹은 관통슬릿을 형성하여 상기 하수관거의 수위가 높아지면 하수가 상기 우수저류조로 월류할 수 있도록 이루어지는 것을 특징으로 하는 우수용 저류 및 배수 시스템.
하수관로 일 지점과 연결 설치되며 하부에 설치된 하수유입구 및 하수유출구에 더하여 우수분류구를 가지는 우수분류용 연결부와,
상기 우수분류구에 연결되도록 일측 상부에 형성된 저류조입구와 타측 하부에 개폐가능하게 설치되는 저류조출구를 가지며 도로 하부에 상기 하수관로를 따라 설치되어 우수저류공간을 형성하는 우수저류조와,
상기 저류조출구에서 방출되는 물을 받아 상기 일 지점에 비해 하류에 있는 하수관로 지점으로 방류하도록 이루어지는 저수방류용 연결부와,
상기 저류조입구로부터 상기 우수저류조를 관통하여 상기 저수방류용 연결부로 연결되고, 상기 우수저류조 내부 공간에서 반원통 형태로 상부가 개방되어 하수 수위에 따라 하수가 넘칠 수 있도록 이루어지는 우수분류관이 더 구비되어 이루어지는 것을 특징으로 하는 우수용 저류 및 배수 시스템.