KR101959856B1 - 빗물저류조를 활용한 강우시 토양침투율 증대 시스템 - Google Patents

빗물저류조를 활용한 강우시 토양침투율 증대 시스템 Download PDF

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Abstract

본 발명은 빗물저류조를 활용한 강우시 토양침투율 증대 시스템에 관한 것으로, 지하에 매설되고 벽체의 일정 높이 이상과 천정 전체면에는 벽체와 천정을 관통하는 홀이 형성된 빗물저류조와; 상기 빗물저류조 내부에 빗물저류조 내의 수위를 체크하기 위한 수위계와; 상기 빗물저류조 내부에 설치되는 수중펌프와; 상기 수중펌프에 연결설치되고 지하에 매설되는 토양수분공급관과; 토양의 수분함량을 측정하는 토양수분계와; 지하수의 수위를 계측하기 위해 천공된 계측공에 삽입되는 지하수 수위계와: 상기 토양수분계, 지하수 수위계와 수위계에 의한 토양의 수분함량, 지하수 수위와 빗물저류조 내의 수위 데이터를 수신하고 상기 데이터를 기초로 상기 수중펌프를 제어하는 펌프/계측제어반, 및 상기 빗물저류조로 빗물을 유도하기 위해 지하에 매설되는 1차저류조로 구성됨으로써, 강우의 토양침투율을 증대시켜 빗물이 토양으로 잘 흡수되도록 하고, 식생에 수분공급이 원활해지도록 하여 하천으로의 강우유출을 줄일 수 있는 효과가 있다.

Description

빗물저류조를 활용한 강우시 토양침투율 증대 시스템 {System for increase of soil infiltration rate during rainfall using rainwater storage tank}
본 발명은 빗물저류조를 활용한 강우시 토양침투율 증대 시스템에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 강우의 토양침투율을 증대시켜 빗물이 토양으로 잘 흡수되도록 하고, 식생에 수분공급이 원활해지도록 하여 하천으로의 강우유출을 줄일 수 있는 토양침투율 증대 시스템에 관한 것이다.
건물들이 증가하고 지표면의 포장률이 증가함에 따라, 호우시에 빗물이 지하로 침수하지 않고 하수도나 하천으로 일시에 유입되는 현상이 발생하고 있다. 이와 같이 빗물이 일시에 유입되어 유입 허용량을 초과하게 되면 홍수가 발생할 수도 있다. 이를 방지하기 위해 근래에는 빗물을 우수 저류조에 일단 저류하였다가 하천으로 방류하여 빗물의 유출량을 조절하는 기술이 사용되고 있다.
또한, 도시 개발로 인하여 지표면의 계속적인 불투수층 면적비율 증가로 물 순환 체계의 왜곡이 가중되어 도시형 침수나 홍수가 빈번하게 발생하는 문제점이 있다. 한편, 우수와 함께 유출되는 오염물들이 수계로 유입되면 도시 인근의 하천이나 호소의 수질오염을 발생시키거나 상수원을 오염시키는 등의 문제도 발생하고 있다.
또한, 땅속으로의 빗물 침투량이 저하되어 용천수의 고갈과 토양의 건조화로 빗물이 자연순환되지 못하는 등, 도시지역의 물순환은 좀처럼 개선되지 않고 있다.
따라서, 이와 같은 도시형 홍수, 그리고 수질오염의 문제점 등을 해결하기 위해서는 우수를 모아서 적극적으로 활용하는 방법, 즉 강우시 우수를 집수하고 저류하여 생활용수, 비상용수, 조경용수 등으로 활용하여 물 부족 문제를 해결하고, 강우시 빗물을 하수도에 방류하지 않고 지하로 침투시켜 지하생태계를 회복시키는 동시에 지표면으로 유출되는 빗물의 양을 저감시켜 홍수로 인한 피해를 방지할 수 있는 우수저류 침투시설을 확대 보급하는 것이 최선의 선택인데, 그러나 우수저류 침투시설을 보급하는데 있어 체계화된 기술이나 법규 등이 미비해 각기 상이한 시스템 하에서 우수저류 침투시설이 설치 운영됨으로써 기술적 비효율성은 물론 비경제적인 요인이 심화되고 있는 상태이다.
특히, 현재 우수이용시설을 이용한 수해방지대책을 살펴보면, 집중호우가 발생할 경우에 각 지역의 우수저류조의 수위정보와 기상청의 기상정보를 받아서 관리자들에게 상기 우수저류조의 배수를 요청하여 집중호우시의 우수를 저장하도록 한다.
한편, 종래 기술인 대한민국 등록특허공보 제10-0779545호(2007.11.27.공고)는 하천에 유입되는 빗물을 저류하기 위한 저류 시스템에 있어서, 유입되는 빗물 내의 불순물을 거르는 전처리부 및 상기 전처리부를 거친 빗물이 유입되어 저장될 수 있는 저장부를 포함하고, 하천의 상류에서부터 우안과 좌안에 소정 간격으로 복수개 설치되는 저류조; 및 상기 복수개의 저류조의 수위를 동시에 모니터링하여 제어하는 제어수단;을 포함하고, 상기 전처리부는 유입되는 빗물의 불순물을 거름과 동시에 침전시킬 수 있도록 소정입경의 여재 및 상기 여재가 투입될 수 있는 소정 공간이 형성되는 침전조를 포함하는 것을 특징으로 하는 분산형 빗물 저류 시스템이 개시되어 있다.
그러나, 이러한 기술은 일시적인 급격한 유량의 변화에 의한 홍수 등의 재해를 다수의 소규모 저류조에 의해 제어할 수 있게 하는 것으로 저류조에 유입된 유량만을 측정하고 저류상태를 유지할 것인지 유출할 것인지만을 결정하는 단순한 시스템이어서 제한적인 홍수 방지기능을 가질 뿐이어서 상기와 같은 문제점을 해결하기에는 부족하다.
대한민국 등록특허공보 제10-0779545호(2007.11.27.공고, 발명의 명칭: 분산형 빗물 저류 시스템)
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 본 발명의 목적은 토양수분계와 지하수 수위계 및 빗물저류조 내의 수위계를 활용한 모니터링을 통해 강우의 토양침투율을 증대시켜 빗물이 토양으로 잘 흡수되도록 하고, 식생에 수분공급이 원활해지도록 하여 하천으로의 강우유출을 줄일 수 있는데, 다시 말해 폭우시 하천으로의 강우 유출이 많이 일어나는 문제가 발생하지 않도록 비가 오지 않을때 미리 토양 상태가 적당한 함수비를 유지하도록 하는데 유용한, 빗물저류조를 활용한 강우시 토양침투율 증대 시스템을 제공하는 데 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 지하에 매설되고 벽체의 일정 높이 이상과 천정 전체면에는 벽체와 천정을 관통하는 홀이 형성된 빗물저류조와; 상기 빗물저류조 내부에 빗물저류조 내의 수위를 체크하기 위한 수위계와; 상기 빗물저류조 내부에 설치되는 수중펌프와; 상기 수중펌프에 연결설치되고 지하에 매설되는 토양수분공급관과; 토양의 수분함량을 측정하는 토양수분계와; 지하수의 수위를 계측하기 위해 천공된 계측공에 삽입되는 지하수 수위계와: 상기 토양수분계, 지하수 수위계와 수위계에 의한 토양의 수분함량, 지하수 수위와 빗물저류조 내의 수위 데이터를 수신하고 상기 데이터를 기초로 상기 수중펌프를 제어하는 펌프/계측제어반, 및 상기 빗물저류조로 빗물을 유도하기 위해 지하에 매설되는 1차저류조로 구성되는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명에서 상기 빗물저류조 벽체의 일정 높이 이하와 바닥이 토양과 접하는 부분에는 차수막이 추가로 설치된다.
또한, 본 발명에서 강우량 또는 강설량을 측정하고 상기 빗물저류조로 유입되는 강우면적과 강우설량 및 토양 함수비를 고려하여 빗물저류조의 예상 저류량을 산출가능하도록 하는 강우설량계가 추가로 설치된다.
또한, 본 발명에서 상기 토양수분계 또는 지하수 수위계를 통해 계측된 데이터인 토양의 수분함량 또는 지하수 수위가 펌프/계측제어반에 세팅된 일정값 이하로 내려가면 펌프/계측제어반은 빗물저류조 내의 수중펌프를 가동시키도록 제어하여 빗물저류조 내의 빗물을 토양수분공급관을 통해 토양 및 식생에 수분을 공급하게 하고, 토양수분계 또는 지하수 수위계를 통해 계측된 데이터인 토양의 수분함량 또는 지하수 수위가 다시 펌프/계측제어반에 세팅된 일정값을 충족하면 펌프/계측제어반은 빗물저류조 내의 수중펌프를 정지시키도록 제어한다.
또한, 본 발명에서 상기 토양수분계를 통해 계측된 데이터와 지하수 수위계를 통해 계측된 데이터에 따른 수중펌프의 가동조건은 수위계를 통해 계측된 데이터인 빗물저류조 내의 수위가 펌프/계측제어반에 세팅된 일정값을 충족해야 한다.
또한, 본 발명에서 상기 토양수분계는 얕은 표층에 설치되고 지하수 수위계는 토양수분계 인근 지중에 동수(同數)로 설치된다.
또한, 본 발명에서 상기 토양수분공급관은 토양수분계 설치지점까지 연장되어 토양수분공급관 말단부의 다수의 구멍을 통해 지중에서 토양 또는 식생에 빗물을 공급한다.
또한, 본 발명에서 상기 1차저류조와는 제1연결관을 통해, 빗물저류조와는 제2연결관을 통해 빗물이 유입 및 유출되는 생태연못이 추가로 설치된다.
또한, 본 발명에서 상기 생태연못과 생태연못 공급관을 통해 연결시켜 생태연못의 수위를 일정정도 이상 유지시켜 주기 위한 빗물을 공급하게 하는 수중펌프가 빗물저류조 내에 추가로 설치된다.
이상에서 살펴본, 본 발명인 빗물저류조를 활용한 강우시 토양침투율 증대 시스템은 토양수분계와 지하수 수위계 및 빗물저류조 내의 수위계를 활용한 모니터링을 통해 강우의 토양침투율을 증대시켜 빗물이 토양으로 잘 흡수되도록 하고, 식생에 수분공급이 원활해지도록 하여 하천으로의 강우유출을 줄일 수 있어, 폭우시 하천으로의 강우 유출이 많이 일어나는 문제가 발생하지 않도록 비가 오지 않을때 미리 토양 상태가 적당한 함수비를 유지하도록 하는데 유용한 효과가 있다.
도 1 은 본 발명에 따른 토양침투율 증대 시스템의 일실시예를 나타낸 도면.
도 2 는 본 발명에 따른 토양침투율 증대 시스템의 다른 실시예를 나타낸 도면.
도 3 은 본 발명에 따른 토양침투율 증대 시스템에서 빗물저류조와 관련된 구성을 나타낸 도면.
도 4 는 본 발명에 따른 토양침투율 증대 시스템의 계통도.
상기와 같이 구성된 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하면서 상세히 설명하면 다음과 같다. 첨부된 도면들 및 이를 참조한 설명은 본 발명에 관하여 당해 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자들이 쉽게 이해할 수 있도록 하기 위해 예시된 것이며, 본 발명의 사상 및 범위를 한정하려는 의도로 제시된 것은 아님에 유의하여야 할 것이다.
강우의 일부분은 지표면을 흐르거나 유출을 통해서 하천으로 이동하게 된다. 지표면에 떨어진 강우의 일부는 침투가 발생하여 계속 토양 속으로 이동하게 되고, 토양을 통해서 침투된 강우는 중력 또는 모세관현상에 의해 지하수위까지 내려가서 지하수의 일부가 되어 지하공간을 채우게 된다. 실제 토양의 공극은 불균일한 형태의 모세관이라 볼 수 있고 토양의 수분은 이러한 모세관현상에 의해 보유되고 이동하게 된다. 또한, 토양의 수분함량이 많을수록 수분포텐셜의 구배가 크기 때문에 수분이 더 빨리 더 멀리 이동할 수 있다. 따라서, 본 발명은 점토층에 한정하여 적용가능하고 건조한 점토층에 비해 습윤한 점토층이 투수율이 높게 되는 것을 먼저 일러둔다.
도 1은 본 발명에 따른 토양침투율 증대 시스템의 일실시예를 나타낸 도면이고, 도 2는 본 발명에 따른 토양침투율 증대 시스템의 다른 실시예를 나타낸 도면이며, 도 3은 본 발명에 따른 토양침투율 증대 시스템에서 빗물저류조와 관련된 구성을 나타낸 도면이고, 도 4는 본 발명에 따른 토양침투율 증대 시스템의 계통도이다.
도 1 내지 도 4에 나타낸 바와 같이, 빗물저류조(10)는 지하에 매설되고 그 재료는 플라스틱이나 콘크리트일 수 있다. 상기 빗물저류조(10) 벽체의 일정 높이 이하와 바닥이 토양과 접하는 부분에는 빗물저류조(10)의 재료에 따라 방수처리를 위한 차수막(11)을 설치한다. 이는 상기 빗물저류조(10)에 저류되는 일정량의 빗물이 토양으로 누수되지 않도록 하기 위함이고, 빗물저류조(10)는 토지의 활용도를 높이기 위해 유휴공간에 설치하는 것이 바람직하다.
한편, 상기 빗물저류조(10) 벽체의 일정 높이 이상과 천정 전체면에는 벽체와 천정을 관통하는 홀(hole,12)이 형성되어 있어, 빗물저류조(10) 내의 빗물의 수위가 빗물저류조(10) 벽체의 일정 높이 이상일 경우 상기 홀(12)을 통해 저류된 빗물이 유출되어 토양 속으로 침투되거나 토양 속의 빗물이 상기 홀(12)을 통해 빗물저류조(10) 내로 유입될 수 있다.
토양 입자가 빗물저류조(10) 내로 다량 유입되는 것을 방지하기 위해 상기 홀(12)은 작게 형성되어 있는 것이 바람직하고 필요에 따라 빗물만 통과하는 직물을 이용하여 빗물저류조(10) 벽체의 일정 높이 이상과 천정 전체면에 설치보강할 수도 있다.
또한, 상기 빗물저류조(10)에는 유지 관리를 목적으로 맨홀을 설치할 수 있고, 상기 빗물저류조(10)의 내부는 격자로 구분될 수도 있다.
빗물저류조(10) 내부에는 빗물저류조(10) 내의 수위를 체크하기 위한 수위계(13)와 하나이상의 수중펌프(14)가 설치되는데, 상기 수중펌프(14)에는 토양수분공급관(15)이 연결설치된다. 여기서 상기 수위계(13)의 주요한 용도로는 수중펌프(14) 작동을 위해 빗물저류조(10) 내의 수위가 충분한지를 체크하는 것이다.
또한, 본 발명의 시스템에는 추가적으로 토양수분계(20), 지하수 수위계(30)와 강우설량계(40)가 필요하다. 토양수분계(20)는 토양의 수분함량을 전기적으로 측정하는 센서로 일반적으로 지면으로부터 1.0m 이내의 수분함량을 측정하고, 지하수 수위계(30)는 지하수의 수위를 계측하는 센서로 일반적으로 10.0m 정도의 계측공을 천공하여 삽입하며, 강우설량계(40)는 강우량 또는 강설량을 측정하는 센서이다. 한편, 강우설량계(40)는 일정시간 동안의 강우설량을 계측하는 센서로, 기준이 되는 빗물저류조(10)로 유입되는 강우면적과 강우설량 및 토양 함수비 등을 고려하여 빗물저류조(10)의 예상 저류량을 운영자가 산출가능하다.
상기 토양수분계(20), 지하수 수위계(30)와 강우설량계(40)는 측정지점으로 선정된 지점에 설치되어 토양의 수분함량과 지하수 수위 및 강우량(또는 강설량) 데이터를 일정 주기 또는 시스템 운영자의 요청시에 펌프/계측제어반(50)으로 유무선 데이터 통신을 통해 계측 송신하여 상기 펌프/계측제어반(50) 내의 DB서버에 저장하고 저장된 데이터를 기초로 하여 상기 펌프/계측제어반(50) 내의 운영서버가 상기 수중펌프(14)를 유무선으로 제어하게 된다. 물론, 빗물저류조(10) 내의 수위계(13)에서 계측된 데이터도 펌프/계측제어반(50)으로 송신된다.
다시 말해, 토양수분계(20)를 통해 계측된 데이터인 토양의 수분함량이 펌프/계측제어반(50)에 세팅된 일정값 이하로 내려가면 펌프/계측제어반(50) 내의 운영서버가 빗물저류조(10) 내의 수중펌프(14)를 가동시키도록 제어함으로써 빗물저류조(10) 내의 빗물은 토양수분공급관(15)을 통해 토양 및 식생에 수분을 공급하게 되고 토양수분계(20)를 통해 계측된 데이터인 토양의 수분함량이 다시 펌프/계측제어반(50)에 세팅된 일정값을 충족하면 펌프/계측제어반(50) 내의 운영서버가 빗물저류조(10) 내의 수중펌프(14)를 정지시키도록 제어하며, 동일한 방식으로 지하수 수위계(30)를 통해 계측된 데이터인 지하수 수위가 펌프/계측제어반(50)에 세팅된 일정값 이하로 내려가면 펌프/계측제어반(50) 내의 운영서버가 빗물저류조(10) 내의 수중펌프(14)를 가동시키도록 제어함으로써 빗물저류조(10) 내의 빗물은 토양수분공급관(15)을 통해 토양 및 식생에 수분을 공급하게 되고 지하수 수위계(30)를 통해 계측된 데이터인 지하수 수위가 펌프/계측제어반(50)에 세팅된 일정값을 충족하면 펌프/계측제어반(50) 내의 운영서버가 빗물저류조(10) 내의 수중펌프(14)를 정지시키도록 제어하게 된다.
더불어, 수위계(13)를 통해 계측된 데이터인 빗물저류조(10) 내의 수위가 펌프/계측제어반(50)에 세팅된 일정값을 충족해야 펌프/계측제어반(50) 내의 운영서버가 빗물저류조(10) 내의 수중펌프(14)를 가동시키도록 제어하게 되는데, 이는 수중펌프(14)가 작동하기 위한 빗물저류조(10) 내의 최소한의 수위(펌프/계측제어반에 세팅된 일정값)는 유지되어 있어야 하므로, 상술한 토양수분계(20)를 통해 계측된 데이터와 지하수 수위계(30)를 통해 계측된 데이터에 따른 수중펌프(14)의 가동조건은 수중펌프(14)가 작동하기 위한 빗물저류조(10) 내의 최소한의 수위(펌프/계측제어반에 세팅된 일정값)를 전제로 한다.
즉, 본 발명은 토양수분계(20)와 지하수 수위계(30)를 활용하여 토양 상태를 모니터링하고 수위계(13)를 활용하여 빗물저류조(10)를 모니터링하는 개념이다.
참고로, 토양수분계(20)의 데이터는 비가 오지 않는 기간이 길어지면 큰 변화가 있지만 지하수 수위계(30)의 데이터는 상대적으로 변화가 작고, 상기 토양수분계(20)를 통해 계측된 데이터와 지하수 수위계(30)를 통해 계측된 데이터의 신뢰성을 높이기 위해 그 갯수는 많을수록 좋고 지하수 수위계(30)는 토양수분계(20) 인근 지중에 동수(同數)로 설치되는 것이 좋다. 상기 토양수분계(20)와 지하수 수위계(30)가 복수개인 경우 그 해당 데이터는 펌프/계측제어반(50)에서 해당 토양수분계별/ 지하수 수위계별로 각각 관리 분석하고 토양수분공급관(15)을 통한 수분의 공급도 해당 토양수분계별/ 지하수 수위계별로 이루어지게 되며, 필요에 따라 해당 토양수분계별/ 지하수 수위계별 빗물 공급을 위해 전동밸브가 토양수분공급관(15)에 설치될 수 있다.
여기서, 지하에 매설된 상기 토양수분공급관(15)은 일단이 수중펌프(14)에 연결설치되고 타단은 선정된 수분공급지점까지 연장되어 수분공급지점에서 토양수분공급관(15)의 말단부의 다수의 구멍을 통해 지중에서 토양 또는 식생에 빗물을 공급하는 것이 좋다. 상기 수분공급지점은 해당 토양수분계(20) 설치지점을 기준으로 한다.
또한, 상기 토양수분공급관(15)에는 전동밸브(17)가 설치되어 세척용수공급관(16)을 통해 빗물저류조(10) 내 빗물을 도로청소 등 세척용수로 사용할 수도 있는데, 상기 전동밸브(17)도 상기 펌프/계측제어반(50)에서 제어할 수 있다.
따라서, 토양의 수분함량 또는 지하수 수위 둘 중 어느 하나가 일정값 이하로 내려가면 수중펌프(14)의 펌핑을 통해 빗물을 공급함으로써 토양의 수분상태를 적정하게 유지하거나 지하수 수위를 높일 수 있게 되는 것이다. 지하수 수위는 1차저류조(60)와 빗물저류조(10)의 홀(12) 등에서의 빗물의 유출을 통한 토양으로의 침투에 의해서도 지하수 수위가 높아진다. 따라서, 날씨의 영향과 토양수분공급관(15)에 의한 수분 공급의 영향을 많이 받는 얕은 표층은 토양수분계(20)에 의한 토양의 수분함량의 단기적 변화 추이를 위한 것이고, 상대적으로 깊은 지하수 수위변화 추이는 장기적인 것으로 날씨의 영향보다는 빗물저류조(10)와 1차저류조(60)에 의한 빗물 침투 및 토양수분공급관(15)에 의한 수분 공급의 영향을 더 많이 받는다.
이렇게 되면 강우시 강우의 토양침투율을 증대시켜 빗물이 토양으로 잘 흡수되고 식생에 수분공급이 원활해지며 하천으로의 강우유출을 줄일 수 있는데, 반면 토양이 건조하거나 지하수 수위가 낮으면 빗물이 토양 속으로 잘 스며들지 않고 표면유출이 높아 강우유출량이 많아지게 된다. 즉, 빗물이 토양으로 잘 흡수되려면 토양이 어느 정도 젖어있는 상태여야 빗물의 토양침투율이 좋으므로, 폭우시 하천으로의 강우 유출이 많이 일어나는 문제가 발생하지 않도록 비가 오지 않을때 미리 토양 상태가 적당한 함수비를 유지하도록 하는데 본 발명은 유용하다.
상기 빗물저류조(10)로 빗물을 유도하기 위해 소형의 1차저류조(60) 다수개가 또한 지하에 매설된다.
강우시 빗물은 우수받이(61) 또는 우수맨홀을 통해 먼저 1차저류조(60)로 유입되고 1차저류조(60) 내에 빗물이 일정높이 이상 채워지면 빗물은 월류하여 빗물저류조(10)와의 제1연결관(62)을 통해 다수개의 1차저류조(60)로부터 빗물은 빗물저류조(10)로 집수되게 되는 것이다. 여기서, 상기 1차저류조(60)의 바닥면의 작은 구멍을 통해 빗물의 일부가 토양으로 침투되도록 하여 토양에 수분을 공급하게 할 수도 있다.
도 1에 나타낸 바는 1차저류조(60)는 인도측에 매설되어 있고 우수받이(61)는 도로측에 매설되어 있으며 빗물저류조(10)는 유휴공간에 매설되어 있고 식생은 인도에 식재되어 있는 일실시예이다.
도 2에 나타낸 바와 같이, 또 다른 실시예로 1차저류조(60)와 빗물저류조(10)와의 사이에 생태연못(70)을 설치하는 것이다. 1차저류조(60) 내에 빗물이 일정높이 이상 채워지면 빗물은 월류하여 생태연못(70)과의 제1연결관(62)을 통해 다수개의 1차저류조(60)로부터 빗물은 생태연못(70)으로 집수되고, 생태연못(70)에 빗물이 일정높이 이상 채워지면 다시 빗물은 월류하여 빗물저류조(10)와의 제2연결관(63)을 통해 생태연못(70)으로부터 빗물저류조(10)로 빗물은 유입되게 된다. 여기서 빗물의 역류를 방지하기 위해 제1연결관(62)의 레벨은 제2연결관(63)의 레벨보다는 높아야 할 것이다.
또한, 상기 생태연못(70)에는 스크린(72)과 같은 수질개선시설이 설치되는 것이 바람직하고, 생태연못(70)에서는 수생식물에 의해 자연적으로 수처리가 일어나며, 빗물저류조(10) 내에 별개의 수중펌프(14')를 마련하여 생태연못(70)과 생태연못 공급관(71)을 통해 연결시켜 건기시 생태연못(70)의 수위를 일정정도 이상 유지시켜 주기 위한 빗물을 공급하게 하는 것이 좋다. 상기 수중펌프(14')도 상기 펌프/계측제어반(50)에서 제어할 수 있다. 참고로, 도 4에서는 생태연못(70)을 설치하는 경우에 생태연못(70)과 관련된 수중펌프(14')와 생태연못 공급관(71)의 연결선은 점선으로 표시한다.
다음으로, 본 발명에서 빗물의 이동과정을 요약하여 다시 살펴보면 다음과 같다.
강우시 빗물은 우수받이 또는 우수맨홀을 통해 먼저 1차저류조로 유입되고 1차저류조 내에 빗물이 일정높이 이상 채워지면 빗물은 월류하여 빗물저류조와의 제1연결관을 통해 다수개의 1차저류조로부터 빗물저류조로 집수된다. 빗물의 일부는 1차저류조의 바닥면의 작은 구멍을 통해 토양으로 침투된다.
1차저류조와 빗물저류조와의 사이에 생태연못이 선택적으로 설치되는 경우에는 1차저류조 내에 빗물이 일정높이 이상 채워지면 빗물은 월류하여 생태연못과의 제1연결관을 통해 다수개의 1차저류조로부터 생태연못으로 집수되고, 생태연못에 빗물이 일정높이 이상 채워지면 다시 빗물은 월류하여 빗물저류조와의 제2연결관을 통해 생태연못으로부터 빗물저류조로 빗물은 유입된다.
빗물저류조로 유입된 빗물은 빗물저류조 내의 빗물의 수위가 빗물저류조 벽체의 일정 높이 이상일 경우 홀(hole)을 통해 유출되어 토양 속으로 침투된다. 또한, 일정한 조건하에 펌프/계측제어반 내의 운영서버가 빗물저류조 내의 수중펌프를 가동시키도록 제어함으로써 빗물저류조 내의 저류되어 있는 빗물은 토양수분공급관을 통해 토양 및 식생에 빗물을 공급한다.
나아가, 1차저류조와 빗물저류조와의 사이에 생태연못이 선택적으로 설치되는 경우에는 빗물저류조 내 별개의 수중펌프의 가동으로 생태연못 공급관을 통해 생태연못의 수위를 일정정도 이상 유지시켜 주기 위한 빗물을 생태연못으로 공급한다.
따라서, 본 발명은 토양수분계, 지하수 수위계 및 빗물저류조 내의 수위계를 활용한 모니터링을 통해 강우의 토양침투율을 증대시켜 빗물이 토양으로 잘 흡수되도록 하고, 식생에 수분공급이 원활해지도록 하여 하천으로의 강우유출을 줄일 수 있어, 폭우시 하천으로의 강우 유출이 많이 일어나는 문제가 발생하지 않도록 비가 오지 않을때 미리 토양 상태가 적당한 함수비를 유지하도록 하는데 유용하다.
10: 빗물저류조 11: 차수막
12: 홀(hole) 13: 수위계
14,14': 수중펌프 15: 토양수분공곱관
16: 세척용수공급관 17: 전동밸브
20: 토양수분계 30: 지하수 수위계
40: 강우설량계 50: 펌프/계측제어반
60: 1차저류조 61: 우수받이
62: 제1연결관 63: 제2연결관
70: 생태연못 71: 생태연못공급관
72: 스크린

Claims (9)

  1. 지하에 매설되고 벽체의 일정 높이 이상과 천정 전체면에는 벽체와 천정을 관통하는 홀(12)이 형성된 빗물저류조(10)와;
    상기 빗물저류조(10) 내부에 빗물저류조(10) 내의 수위를 체크하기 위한 수위계(13)와;
    상기 빗물저류조(10) 내부에 설치되는 수중펌프(14)와;
    상기 수중펌프(14)에 연결설치되고 지하에 매설되는 토양수분공급관(15)과;
    토양의 수분함량을 측정하는 토양수분계(20)와;
    지하수의 수위를 계측하기 위해 천공된 계측공에 삽입되는 지하수 수위계(30)와:
    상기 토양수분계(20), 지하수 수위계(30)와 수위계(13)에 의한 토양의 수분함량, 지하수 수위와 빗물저류조 내의 수위 데이터를 수신하고 상기 데이터를 기초로 상기 수중펌프(14)를 제어하는 펌프/계측제어반(50), 및
    상기 빗물저류조(10)로 빗물을 유도하기 위해 지하에 매설되는 1차저류조(60)로 구성되는 것을 특징으로 하는, 빗물저류조를 활용한 강우시 토양침투율 증대 시스템.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 빗물저류조(10) 벽체의 일정 높이 이하와 바닥이 토양과 접하는 부분에는 차수막(11)이 추가로 설치되는 것을 특징으로 하는, 빗물저류조를 활용한 강우시 토양침투율 증대 시스템.
  3. 제 1 항에 있어서,
    강우량 또는 강설량을 측정하고 상기 빗물저류조(10)로 유입되는 강우면적과 강우설량 및 토양 함수비를 고려하여 빗물저류조(10)의 예상 저류량을 산출가능하도록 하는 강우설량계(40)가 추가로 설치되는 것을 특징으로 하는, 빗물저류조를 활용한 강우시 토양침투율 증대 시스템.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 토양수분계(20) 또는 지하수 수위계(30)를 통해 계측된 데이터인 토양의 수분함량 또는 지하수 수위가 펌프/계측제어반(50)에 세팅된 일정값 이하로 내려가면 펌프/계측제어반(50)은 빗물저류조(10) 내의 수중펌프(14)를 가동시키도록 제어하여 빗물저류조(10) 내의 빗물을 토양수분공급관(15)을 통해 토양 및 식생에 수분을 공급하게 하고, 토양수분계(20) 또는 지하수 수위계(30)를 통해 계측된 데이터인 토양의 수분함량 또는 지하수 수위가 다시 펌프/계측제어반(50)에 세팅된 일정값을 충족하면 펌프/계측제어반(50)은 빗물저류조(10) 내의 수중펌프(14)를 정지시키도록 제어하는 것을 특징으로 하는, 빗물저류조를 활용한 강우시 토양침투율 증대 시스템.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 토양수분계(20)를 통해 계측된 데이터와 지하수 수위계(30)를 통해 계측된 데이터에 따른 수중펌프(14)의 가동조건은 수위계(13)를 통해 계측된 데이터인 빗물저류조(10) 내의 수위가 펌프/계측제어반(50)에 세팅된 일정값을 충족해야 하는 것을 특징으로 하는, 빗물저류조를 활용한 강우시 토양침투율 증대 시스템.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 토양수분계(20)는 얕은 표층에 설치되고 지하수 수위계(30)는 토양수분계(20) 인근 지중에 동수(同數)로 설치되는 것을 특징으로 하는, 빗물저류조를 활용한 강우시 토양침투율 증대 시스템.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 토양수분공급관(15)은 토양수분계(20) 설치지점까지 연장되어 토양수분공급관(15) 말단부의 다수의 구멍을 통해 지중에서 토양 또는 식생에 빗물을 공급하는 것을 특징으로 하는, 빗물저류조를 활용한 강우시 토양침투율 증대 시스템.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 1차저류조(60)와는 제1연결관(62)을 통해, 빗물저류조(10)와는 제2연결관(63)을 통해 빗물이 유입 및 유출되는 생태연못(70)이 추가로 설치되는 것을 특징으로 하는, 빗물저류조를 활용한 강우시 토양침투율 증대 시스템.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 생태연못(70)과 생태연못 공급관(71)을 통해 연결시켜 생태연못(70)의 수위를 일정정도 이상 유지시켜 주기 위한 빗물을 공급하게 하는 수중펌프(14')가 빗물저류조(10) 내에 추가로 설치되는 것을 특징으로 하는, 빗물저류조를 활용한 강우시 토양침투율 증대 시스템.
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