KR102089235B1 - 다기능 비점오염 저감 구조물 - Google Patents

다기능 비점오염 저감 구조물 Download PDF

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KR102089235B1
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Abstract

본 발명의 일실시예는 도로에 설치되는 다기능 비점오염 저감 구조물을 제공한다. 다기능 비점오염 저감 구조물은 도로 상에 흐르는 우수유출수가 유입되는 유입구를 가지며, 도로와 구분되는 시설물 영역을 정의하는 경계석부; 상기 유입구와 연통되며 상기 시설물 영역에서 지하측으로 연장되도록 형성되며, 상기 배수용 경계석을 통해 유입된 우수유출수로부터 오염물을 일부 제거하는 전처리조; 상기 시설물 영역 내에서 상기 전처리조의 측면에서 지하측으로 연장되도록 형성되며, 상기 경계석부를 넘어 유입되는 우수유출수나, 상기 전처리조로부터 넘쳐 유입되는 우수유출수를 침투시키며, 식생수가 식재될 수 있는 식생토; 그리고 상기 식생토 및 상기 전처리조의 하부에 구비된 침투도랑으로서, 상기 경계석부의 지하측에 위치하는 격벽부와, 격벽부 사이에 충진된 골재를 가지며, 상기 전처리조 및 상기 식생토로부터 유입되는 우수유출수가 침투되는 침투도랑;을 포함한다.

Description

다기능 비점오염 저감 구조물 {MULTIFUNCTIONAL NONPOINT POLLUTION REDUCTION STRUCTURE}
본 발명은 다기능 비점오염 저감 구조물에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 저영향 개발기술인 침투도랑을 가지는 다기능 비점오염 저감 구조물에 관한 것이다.
수질오염원은 크게 점오염원(point-source pollution)과 비점오염원(non-point source pollution)으로 나눌 수 있다. 점오염원은 주로 일반가정이나 영업지역에서 발생하는 생활하수, 공장에서 배출하는 산업폐수, 대단위 축산시설에서 발생하는 축산폐수 등과 같이 발생지역과 발생량의 추적이 비교적 용이한 것들을 이른다. 이러한 점오염원은 하수처리의 주요 대상이다.
비점오염원은 비특정(非特定)오염원, 면(面)오염원, 이동오염원 또는 기타수질오염원이라고도 하는데 점오염원이 특정한 배출경로를 가진 것과는 달리 비점오염원은 도시노면배수나 농경지배수와 같이 불특정한 배출경로를 통해 비점오염물질을 발생시키는 장소 또는 지역을 가리킨다.
비점오염물질은 주로 비가 올 때 지표면 우수유출수와 함께 유출되는 오염물질로서 농지에 살포된 비료나 농약, 토양침식물, 축사유출물, 교통오염물질, 도시지역의 먼지와 쓰레기, 자연동·식물의 잔여물, 지표면에 떨어진 대기오염물질 등을 말한다. 이러한 비점오염원은 비교적 오염 기여도가 적어 자연처리에 의존하고 있다.
따라서 모든 오염물질을 포함한 채 배출되는 빗물(우수유출수)이 실제로 주된 비점오염원이 된다. 비점오염물질은 대개 많은 비가 와야 유출되기 때문에 일간·계절간 배출량의 차이가 크고 예측과 정량화가 어려우며, 인위적 조절이 어려운 기상조건·지질·지형 등에 영향을 많이 받는 특성을 지니고 있다.
생활하수 등 점오염원은 꾸준한 환경기초기설 설치 등으로 인해 지속적으로 감소하고 있으나 비점오염원은 토지이용의 고도화 등으로 인해 지속적으로 증가하고 있다. 특히, 비점요염원이 수질에 미치는 영향은 점차 증가할 것으로 예측되어 비점오염원의 적극적인 관리가 필요하게 되었다.
종래에는 이러한 오염을 줄이기 위한 대책으로 도시지역의 노면배수는 저류조(貯留槽)를 설치하여 초기에 내린 비로 인해 발생한 오염물질을 침전시킨 후 방류하도록 하고, 농경지에서 배출되는 비료·농약성분이 다량 함유된 농업배수는 하천으로 직접 유입되지 않도록 저류조, 습지정화시설, 수초대(水草帶)등을 설치하였다.
이러한 오염저감시설을 설치함에 있어서, 저영향개발 방법, 즉 강우유출 발생지에서부터 침투, 저류를 통해 도시화에 따른 수생태계에 미치는 영향을 최소화하여 개발 이전의 상태에 최대한 가깝게 만들기 위한 토지이용 계획 및 도시개발 기법이 적용되는 것이 바람직하다.
이러한 경향에 따라 첨단 수자원 고도수처리 빗물관리기술의 핵심으로서 저영향개발기술이 적용된 침투도랑이 주목받고 있다. 도 1에 예시된 종래의 침투도랑은 자갈층 등으로 채워진 도랑형태의 처리시설로서 우수유출수(3)가 침투도랑을 통해 흐르는 동안 자갈층(52,54)의 공극에 의한 흡착, 침전, 침투에 의해 오염물질을 처리하는 시설이다.
침투도랑은 주로 주거지역, 공원, 녹지지역, 도로 인근녹지지역 등에 적합하며, 폭이 좁은 긴 도랑형태로 배수구역 가장자리 및 자투리땅에 쉽게 설치될 수 있다. 특히, 침투도랑은 집수면적에 따른 다양한 모양과 규모로 설치할 수 있는 시설로서 경제적이며 대체로 유지관리가 용이한 기술요소이다.
한편, 도로는 초기우수처리를 빠르게 배수해야 하는 고유의 기능이 매우 중요하다. 우수처리가 지연되면 도로의 기능 저하로 차량의 흐름에 커다란 영향을 준다. 특히 물고임으로 수막현상과 결빙현상으로 차량운행에 어려움이 있다.
이러한 우수처리를 위해서는 도로에 설치되는 시설이 우수처리기능을 가지는 것이 바람직하며, 따라서 도로의 고유기능이 저하되지 않도록 하는 도로분리대 기술이 필요하다. 그러나, 기존의 침투도랑 기술은 도로분리대에 적용에는 다음과 같은 문제가 있다.
예를 들어, 종래의 침투도랑 기술은 도로분리대 적용시 지반공극을 증가시켜 도로의 고유기능을 저해하며, 도로의 지반침하에 대한 안정성을 확보하기가 어렵다.
또한, 도로분리대 기능, 조경공간 기능, 침투도랑 기능 등을 모두 하기에는 각 기능 간에 충돌이 발생할 수 있다. 특히, 종래의 도로분리대에 상기와 같은 다기능을 적용하기에는 도로분리대의 경계석 설치가 난해하며, 도로면에서 수집되는 우수의 처리 기능의 적용이 어렵다.
또한, 우수유출수 투수 및 침투로 인한 동결과 이에 따른 파손, 침사의 막힘에 의한 배수 불량, 식생 고사, 여과재 교체 등의 문제로 다기능 도로분리대 또는 다기능 중앙분리대의 구현이 어려운 것이 현실이다.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 도로분리대 기능, 조경공간 기능, 침투도랑 기능 등을 모두 가지는 다기능 비점오염 저감 구조물 및 이를 이용한 비점오염 저감방법을 제공하는 것이다.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 이상에서 언급한 기술적 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상기 기술적 과제를 달성하기 위하여, 본 발명의 일실시예는 도로에 설치되는 다기능 비점오염 저감 구조물을 제공한다. 다기능 비점오염 저감 구조물은 도로 상에 흐르는 우수유출수가 유입되는 유입구를 가지며, 도로와 구분되는 시설물 영역을 정의하는 경계석부; 상기 유입구와 연통되며 상기 시설물 영역에서 지하측으로 연장되도록 형성되며, 상기 유입구를 통해 유입된 우수유출수로부터 오염물을 일부 제거하는 전처리조; 상기 시설물 영역 내에서 상기 전처리조의 측면에서 지하측으로 연장되도록 형성되며, 상기 경계석부를 넘어 유입되는 우수유출수나, 상기 전처리조로부터 넘쳐 유입되는 우수유출수를 침투시키며, 식생수가 식재될 수 있는 식생토; 그리고 상기 식생토 및 상기 전처리조의 하부에 구비된 침투도랑으로서, 상기 경계석부의 지하측에 위치하는 격벽부와, 격벽부 사이에 충진된 골재를 가지며, 상기 전처리조 및 상기 식생토로부터 유입되는 우수유출수가 침투되는 침투도랑;을 포함한다.
본 발명의 실시예에 있어서, 상기 경계석부는 도로의 중앙분리대를 이루도록 일측으로 길게 연장된 띠(band) 형태의 상기 시설물 영역의 경계에 위치할 수 있다.
본 발명의 실시예에 있어서, 경계석부는, 상기 시설물 영역의 직선형 경계를 따라 배열된 복수의 직선형 경계석; 상기 시설물 영역의 곡선형 경계를 따라 배열된 복수의 곡선형 경계석; 그리고 상기 복수의 직선형 경계석 사이에 개재되어 우수유출수가 유입되는 유입구가 형성된 배수용 경계석;을 포함할 수 있다.
본 발명의 실시예에 있어서, 상기 침투도랑의 격벽부는, 상기 경계석부의 하면과 마주하는 상면과, 홈이 형성된 하면을 가지는 상측 지지부; 상기 상측 지지부의 하측에 위치하며, 홈이 형성된 상면을 가지는 하측 지지부; 그리고 상단이 상기 상측 지지부의 홈에 삽입되고, 하단이 상기 하측 지지부의 홈에 삽입되는 투수패널;을 포함할 수 있다.
본 발명의 실시예에 있어서, 전처리조는, 바닥부; 상기 바닥부에 연결되며 유출공이 형성된 측벽; 그리고 상기 바닥부와 측벽이 정의하는 공간에 충진되어 도로로부터의 하중을 지지하는 쇄석;을 포함할 수 있다.
본 발명의 실시예에 있어서, 투수패널은, 상기 식생토의 측면을 지지하여 상기 식생토의 유실을 방지하는 널판부; 그리고 상기 널판부의 하단으로부터 하측으로 연장되며, 우수유출수가 도로의 지하토로 유출되도록 하는 침투공이 형성된 타공부;를 포함할 수 있다.
본 발명의 실시예에 있어서, 상측 지지부와 하측 지지부에 복수의 투수패널이 슬롯 형태로 연속 장착될 수 있다.
본 발명의 실시예에 있어서, 상기 침투도랑의 하측에 형성되어, 상기 침투도랑의 상기 골재의 공극으로 침투한 우수유출수가 배수되도록 하는 우수배수관;을 더 포함할 수 있다.
본 발명의 실시예에 있어서, 상기 침투도랑의 골재는, 모래층; 상기 모래층 위에 적층된 제1 자갈층; 상기 제1 자갈층을 덮은 부직포; 그리고 상기 부칙포 위에 적층되며 상기 제1 자갈층보다 작은 사이즈의 자갈층으로 구성되는 제2 자갈층;을 포함할 수 있다.
본 발명의 실시예에 있어서, 상기 전처리조에 형성되어 침투용량을 초과할 경우 우수유출수를 우회로를 이용해 월류시키는 월류관;을 더 포함할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따르면, 경계석의 특수한 구성과, 도로 지하에 설치되는 침투도랑의 특수한 구조로 인해 도로분리대 기능, 조경공간 기능, 침투도랑 기능 등을 모두 원활히 할 수 있는 다기능 비점오염 저감 구조물 및 이를 이용한 비점오염 저감방법을 제공할 수 있다.
본 발명의 효과는 상기한 효과로 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 상세한 설명 또는 특허청구범위에 기재된 발명의 구성으로부터 추론 가능한 모든 효과를 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
도 1은 종래의 침투도랑의 일 예를 나타내는 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 다기능 비점오염 저감시설을 나타내는 도면이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 다기능 비점오염 저감시설의 설치예들을 설명하기 위한 도면이다.
도 4는 도 2의 A-A' 선을 따른 단면의 일 예를 나타내는 도면이다.
도 5 및 도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 다기능 비점오염 저감시설의 침투도랑을 설명하기 위한 도면들이다.
이하에서는 첨부한 도면을 참조하여 본 발명을 설명하기로 한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며, 따라서 여기에서 설명하는 실시예로 한정되는 것은 아니다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.
명세서 전체에서, 어떤 부분이 다른 부분과 "연결(접속, 접촉, 결합)"되어 있다고 할 때, 이는 "직접적으로 연결"되어 있는 경우뿐 아니라, 그 중간에 다른 부재를 사이에 두고 "간접적으로 연결"되어 있는 경우도 포함한다. 또한 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 구비할 수 있다는 것을 의미한다.
본 명세서에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 명세서에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
이하 첨부된 도면을 참고하여 본 발명의 실시예를 상세히 설명하기로 한다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 다기능 비점오염 저감시설을 나타내는 도면이다. 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 다기능 비점오염 저감시설의 설치예들을 설명하기 위한 도면이다.
본 발명의 실시예에 따른 다기능 비점오염 저감 구조물은 불투수 도로(10)면에 내린 빗물이 땅속으로 침투되지 못하도록 신속하게 배제함으로써 여러 가지 물순환 왜곡현상을 사전예방하여 사회기반시설인 도로(10)의 고유기능이 저하되지 않도록 하는 기술이다. 또한 본 실시예의 다기능 비점오염 저감 구조물은 첨두유량 증가에 따른 도시홍수, 지하침투 감소에 따른 지하수 고갈 및 하천 건천화와 비점오염에 대응할 수 있는 저영향개발 기술일 수 있다.
도 3에는 비점오염 저감 구조물로서 도로중앙분리대와 도로(10)와 보도의 경계 또는 도로(10)와 주차장 등의 경계에 설치된 비점오염 저감 구조물이 예시되어 있다. 본 실시예에서는 도로(10)에 설치되는 다기능 비점오염 저감 구조물로서, 도로중앙분리대를 중심으로 설명한다.
다기능 비점오염 저감 구조물은 경계석부(100), 전처리조(300), 식생토(500) 및 침투도랑(700)을 포함한다.
다기능 비점오염 저감 구조물은 길게 연장된 형태를 가지며, 이러한 도로중앙분리대 형태의 다기능 비점오염 저감 구조물이 형성되는 영역을 시설물 영역으로 정의한다.
도로(10)는 초기 우수를 빠르게 배수할 수 있는 기능을 가지는 것이 매우 중요하다. 우수처리가 지연되면 도로(10)의 기능 저하로 차량의 흐름에 커다란 영향을 준다. 특히 물고임으로 수막현상과 동파로 인한 미끄러움 현상으로 차량운행에 어려움을 줄 수 있다.
본 실시예의 다기능 비점오염 저감 구조물은 도로중앙분리대로서, 빠른 배수를 위한 후술될 침투도랑(700) 기능과 조경환경을 제공하는 기능을 모두 수행하는 다기능 구조물이다.
본 실시예에서, 경계석부(100)는 도로(10)의 중앙분리대를 이루도록 일측으로 길게 연장된 띠(band) 형태의 시설물 영역을 정의한다. 즉, 경계석부(100)는 시설물 영역과 도로(10)의 경계에 위치할 수 있다. 다기능 비점오염 저감 구조물은 화단형 도로중앙분리대에 저류 및 침투기능을 부여하여 상기 다기능을 수행할 수 있다.
경계석부(100)는 복수의 경계석을 포함하며, 복수의 경계석이 시설물 영역의 경계를 따라 배열될 수 있다. 예를 들어, 경계석부(100)는 시설물 영역의 직선형 경계를 따라 배열된 복수의 직선형 경계석(110)과, 시설물 영역의 곡선형 경계를 따라 배열된 복수의 곡선형 경계석(130)과, 배수용 경계석(150)을 포함할 수 있다.
도 2에 예시된 바와 같이, 배수용 경계석(150)은 복수의 직선형 경계석(110) 사이에 개재될 수 있고, 배수용 경계석(150)에는 우수유출수가 유입되는 유입구가 형성될 수 있다.
예를 들어, 일정 간격(약 20~30M)을 두고 배수용 경계석(150)이 설치되고, 도로(10) 상의 경계석부(100)의 측면을 따라 흐르는 빗물, 즉 우수유출수를 배수용 경계석(150)의 유입구로 접수하게 된다.
전처리조(300)는 배수용 경계석(150)의 유입구와 연통되며 시설물 영역에서 지하측으로 연장되도록 형성될 수 있다. 전처리조(300)는 배수용 경계석(150)을 통해 유입된 우수유출수로부터 오염물을 일부 제거할 수 있다.
식생토(500)는 시설물 영역 내에서 전처리조(300)의 측면에서 위치하며, 지하측으로 연장되도록 형성될 수 있다. 식생토(500)는 경계석부(100)를 넘어 유입되는 우수유출수나, 전처리조(300)로부터 넘쳐 유입되는 우수유출수를 침투시켜 처리할 수 있다. 또한, 식생토(500)에는 식생수가 식재될 수 있어서, 다기능 비점오염 저감 구조물은 우수유출수의 처리시설(침투도랑(700) 기능)과 도로중앙분리대로서 기능뿐만 아니라 조경공간을 제공하는 기능도 가질 수 있다.
본 실시예에 따르면, 식생토(500)에 식재된 식생이 안정화되는 기간에 강우 유출수를 우회시키는 번거로움이 제거될 수 있다.
또한, 전술된 전처리부는 우수유출수가 포함하는 오염된 각종 이물질과 비점오염원이 식생토(500)로 유입되는 것을 방지할 수 있다. 즉, 전처리조(300)와 식생토(500)가 분리되어 있어서 식생토(500)에는 우수유출수의 오염원이 직접적으로 영향을 미치는 것을 차단하여 식생토(500)에 식재되는 식생에 자연과 같은 환경을 제공할 수 있다.
침투도랑(700)은 자갈층과 같은 골재(750) 등으로 채워진 도랑형태의 구조물로서 우수유출수가 침투도랑(700)을 통해 흐르는 동안 자갈층 공극에 의한 흡착, 침전 및 침투에 의해 오염물질이 제거 또는 처리될 수 있다.
침투도랑(700) 기술은 아래의 표1에 정리된 바와 같이, 초기우수저감량 15~35%이상, TSS 80%이상, BOD 77%이상, TN 40%이상, TP 40% 이상, 저감 효율을 갖는 기술로 수질오염총량관리기술지침에서 침투도랑으로 분류되는 저영향개발 기술이다.
Figure 112019092646685-pat00001
침투도랑(700)은 주로 주거지역(공동주택 등), 공원, 녹지지역, 도로(10) 인근녹지지역 등에 적합하다. 침투도랑(700)은 폭이 좁은 긴 도랑형태로 배수구역 가장자리 및 자투리땅에 설치할 수 있다. 특히 집수면적에 따른 다양한 모양과 규모로 설치될 수 있는 시설로서 경제적이며 대체로 유지관리가 용이한 기술요소이다.
본 실시예에서 침투도랑(700)은 도 3에 예시한 바와 같이, 도로중앙분리대에 적용된다. 침투도랑(700)은 식생토(500) 및 전처리조(300)의 하부에 형성되어 전처리조(300) 및 식생토(500)로부터 처리된 우수유출수를 침투시켜 처리할 수 있다.
침투도랑(700)은 격벽부(710) 및 골재(750)를 포함할 수 있다.
격벽부(710)는 경계석부(100)의 지하측에 위치할 수 있다. 따라서, 경계석부(100)가 전술한 바와 같이 시설물 영역의 둘레 경계를 따라 배열된 것과 같이, 격벽부(710)도 시설물 영역의 둘레 경계를 따라 배열될 수 있다. 따라서 일측 직선형 경계와 타측 직선형 경계에 각각 배치된 격벽부(710)는 서로 대향하며 마주볼 수 있다.
골재(750)는 전술된 바와 같이 경계를 따라 배열되어 서로 마주보는 격벽부(710) 사이에 충진될 수 있다. 골재(750)는 순차로 적층된 모래층(751), 큰 자갈층(753), 작은 자갈층(755)을 포함할 수 있다. 큰 자갈층(753)과 작은 자갈층(755) 사이에는 부직포(도 1의 53 참조)가 개재될 수 있다. 즉, 침투도랑(700)의 설치 시에는, 최상부 약 30 cm를 제외하고 막힘을 방지하기 위하여 투수성이 있는 부직포를 이용하여 골재(750)의 층들 사이에 개재시킬 수 있다.
이러한 적층 구조는 도 1에 예시된 모래층(51), 큰 자갈층(52), 부직포(53) 및 작은 자갈층(54)의 구조가 차용될 수 있다. 우수유출수의 침투와 흐름이 있다고 해도 격벽부(710)에 의해 골재(750)가 보존될 수 있다.
전처리조(300) 및 식생토(500)로부터 유입되는 우수유출수는 침투도랑(700)의 골재(750)로 침투되면서 골재(750)의 공극에 의한 흡착, 침전, 침투에 의해 또 한번 오염물질이 처리될 수 있다.
도 4는 도 2의 A-A' 선을 따른 단면의 일 예를 나타내는 도면이다.
도 2 및 도 3에 예시된 바와 같이, 유배수용 경계석(150) 및 전처리조(300)는 길게 형성된 다기능 도로중앙분리대에 복수개가 간격을 두고 형성될 수 있다.
전처리조(300)는 바닥부(305), 측벽부(310) 및 쇄석(330)을 포함할 수 있다. 바닥부(305)는 도 4의 상측 그림에 도시된 바와 같이, 침투도랑(700)의 바닥의 위치에 근접하게 형성될 수 있다. 또는 도 4의 하측 그림에 도시된 바와 같이, 전처리조(300)의 바닥부(305)는 침투도랑(700)의 바닥보다 높은 위치에 형성될 수도 있다. 또는 이와 다르게 전처리조(300)의 바닥부는 생략될 수도 있다.
측벽부(310)는 바닥부(305)로부터 상측으로 연장되어 있으며, 통 형상을 가질 수 있다. 전처리조(300)의 측벽부(310)에는 유출공(311)이 형성될 수 있다.
쇄석(330)은 바닥부(305)와 측벽부(310)가 정의하는 공간에 충진될 수 있다. 유배수용 경계석(150)의 유입구를 통해 전처리조(300)로 유입되거나, 전처리조(300)의 상측으로 넘어온 우수유출수가 전처리조(300)의 쇄석(330)으로 침투되어 하측으로 흐를 수 있고, 유출공을 통해 침투도랑(700)으로 유출될 수 있다. 이에 따라 우수유출수는 다시 침투도랑(700)에 의해 정화될 수 있다.
전처리조(300)의 쇄석(330)은 바닥부와 측벽이 정의하는 공간에 충진되므로, 전처리조(300)는 도로(10)에서 발생되는 진동 및 하중에 대해 견딜 수 있는 저항력을 가질 수 있다. 즉, 전술한 바와 같은 전처리조(300)의 구성은 본 실시예에 따른 다기능 비점오염 저감 구조물의 도로중앙분리대로서 견고성 확보에 큰 기여를 할 수 있다.
또한, 전처리조(300)는 예를 들어, 20~30M 간격으로 설치될 수 있다. 전처리조(300)는 우수유출수의 침사, 각종 환경오염물질을 사전에 제거할 수 있어 시설의 기능 저하를 방지할 수 있다. 특히, 전처리조(300)는 도로(10)에 방치되는 각종 이물질의 하천 유입을 사전에 예방하여 2차적인 환경부하량이 감소되는 효과와, 침투도랑(700)의 기능저하로 인한 홍수를 예방하는 효과를 줄 수 있다.
우수유출수가 많아 다기능 비점오염 저감 구조물의 침투용량을 초과할 경우 우회로를 이용해 월류시키도록 전처리조(300)에 월류관(350)을 설치할 수 있다.
또한, 직경 10∼15 cm의 뚜껑이 있는 관측공을 전처리조(300)나 식생토(500)에 설치하여 수위, 침투시간 및 오염물 퇴적량을 관측할 수 있다.
도 5및 도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 다기능 비점오염 저감시설의 침투도랑(700)을 설명하기 위한 도면들이다.
침투도랑(700)의 격벽부(710)는 도 5에 도시된 바와 같은 곡선형 격벽부(710)와 도 6에 도시된 바와 같은 직선형 격벽부(710)가 있을 수 있다. 평면상으로 볼 때 전술된 시설물 영역 중 일측의 직선형 경계를 따라 직선형 격벽부(710) 복수개가 연쇄되도록 배열될 수 있고, 타측의 직선형 경계를 따라 직선형 격벽부(710) 복수개가 연쇄되도록 배열될 수 있다. 곡선형 격벽부(710)는 도 2에 도시된 바와 같이, 시설물 영역의 길이 방향 끝에서 곡선형 경계를 따라 배치될 수 있다.
격벽부(710)는 상측 지지부(711), 하측 지지부(713) 및 투수패널(715)을 포함할 수 있다.
상측 지지부(711)는 경계석부(100)의 하면과 마주하는 상면과, 홈이 형성된 하면을 가질 수 있다.
하측 지지부(713)는 상측 지지부(711)의 하측에 위치하며, 홈이 형성된 상면을 가질 수 있다.
투수패널(715)은 격벽부(710)의 벽면을 이루는 부재로서 합성수지로 형성될 수 있으며, 투수패널(715)의 재질이 합성수지만으로 한정되는 것은 아니다.
합성수지 패널은 폐자원을 활용한 녹색제품으로 재활용 패널이 사용될 수 있다. 또한, 금속제 프레임으로 합성수지 패널을 보강할 수도 있다.
투수패널(715)의 상단이 상측 지지부(711)의 홈에 삽입되고, 투수패널(715)의 하단이 하측 지지부(713)의 홈에 삽입될 수 있다. 경계석부(100)의 각 경계석과, 상측 지지부(711), 하측 지지부(713) 및 투수패널(715) 간에 규격이 호환성을 가지도록 제작될 수 있다.
상측 지지부(711)와 하측 지지부(713)에 복수의 투수패널이 슬롯 형태로 연속 장착될 수 있다. 예를 들어 도 5 및 도 6에 도시된 바와 같이, 하나의 상측 지지부(711) 및 하측 지지부(713) 쌍에 복수의, 예를 들어, 2개의 투수패널(715)이 슬롯에 장착되는 것처럼 장착될 수 있다(도 5 및 도 6 참조).
도 2에 도시된 바와 같이 격벽부(710)는 침투도랑(700)의 외벽일 뿐만 아니라, 식생토(500)의 측면벽으로서도 기능할 수 있다. 구체적으로 투수패널(715)은 널판부(7151)(plate portion) 및 타공부(7153)를 포함할 수 있다.
널판부(7151)의 상단은 상측 지지부(711)의 홈에 삽입된다. 널판부(7151)는 식생토(500)의 측면을 지지하여 식생토(500)의 유실을 방지할 수 있다.
타공부(7153)는 널판부(7151)의 하단에 일체로 형성될 수 있다. 타공부(7153)에는 복수의 침투공(71532)이 형성될 수 있다. 골재(750)를 침투한 우수유출수가 타공부(7153)의 침투공(71532)을 통해 저류 및 지하측으로 침투될 수 있다.
본 실시예의 다기능 비점오염 저감 구조물이 설치되기에 적합한 토성은 양토(loam), 사질양토(sandy loam), 양질양 토(loamy sand)이고, 침투속도는 13∼210 mm/hr 정도일 수 있다.
또한, 침투도랑(700)의 바닥, 즉 골재(750)의 최하층의 하부에는 우수배수관(770)이 형성될 수 있다. 이러한 우수배수관(770)을 통해 우수유출수의 일부를 목적지로 이송할 수 있다.
매우 중요한 국가기반시설인 도로(10)는 불투수시설의 대표적인 예이다. 이러한 불투수성으로 인해 도로(10) 상의 물을 도로(10)변으로 빠르게 배수하게 되는데, 이는 물의 수집을 어렵게 하고, 효율적으로 물을 이용하지 못하게 할 수 있다.
본 실시예에서는 배수용 경계석(150)을 통한 빠른 배수와 함께, 전처리조(300), 식생토(500) 및 침투도랑(700)에 의해 도로(10) 분리대에 투수 기능을 부여하여 저류 및 침투를 원활하게 하여 도로(10)의 기본 기능을 유지하면서 물을 효율적으로 관리할 수 있도록 할 수 있다.
본 실시예의 다기능 비점오염 저감 구조물은 도로중앙분리대에 적용되며, 주차장의 강우유출수 처리에도 적용될 수 있다.
또한, 본 실시예의 다기능 비점오염 저감 구조물은 저류지를 설치할 수 없는 작은 부지나 배수구역 가장자리 및 자투리땅에 쉽게 설치 가능하다.
전술한 바와 같은 실시예의 다기능 비점오염 저감시설, 즉 도로중앙분리대에 의하면, 도로(10) 상의 강우 유출수가 신속하게 경계석부(100)의 유배수용 경계석(150)의 유입구를 통해 유입될 수 있다. 이러한 유배수용 경계석(150)은 도로중앙분리대로서의 다기능 비점오염 저감시설의 직선형 양측 경계에 다수개가 구비될 수 있다.
따라서, 본 발명의 실시예에 따른 다기능 비점오염 저감시설은 도로중앙분리대로서 기능하면서, 우수유출수 처리시설로도 기능할 수 있다. 또한, 식생토(500)에는 식생수를 식재할 수 있으므로, 본 발명의 실시예에 따른 다기능 비점오염 저감시설은 조경환경을 조성하는 기능도 추가로 가질 수 있다.
우수유출수는 유배수용 경계석(150)을 통해 전처리조(300)로 유입되거나, 전처리조(300)의 상측에서 직접 유입될 수 있다. 전처리조(300)로 유입된 우수유출수는 전처리조(300)의 쇄석(330)의 공극에 흡착, 침전 및 침투될 수 있고, 이에 따라 우수유출수의 오염물질 중 일부가 처리 또는 제거될 수 있다.
우수유출수는 전처리조(300)를 통과하여 하측의 침투도랑(700)으로 유입될 수 있다. 또한, 식생수로 침투한 우수유출수가 침투도랑(700)으로 유입될 수 있다. 침투도랑(700)으로 유입된 우수유출수는 침투도랑(700)의 골재(750)의 공극에 흡착, 침전 및 침투될 수 있다. 이 과정에서 다시 강유유출수가 포함한 오염물질이 제거 내지 필터링될 수 있다.
침투도랑(700)의 골재(750)를 침투한 강우 유출수는 격벽부(710)의 타공부에 형성된 침투공(71532)을 통해 지하의 지층으로 침투되거나, 하측에 형성된 우수유출관을 통해 배출될 수 있다.
전처리조(300)의 쇄석(330) 및 측벽의 구조로 인해 도로(10)로부터 발생되는 하중에 대한 저항력이 강화될 수 있다. 또한, 침투도랑(700)의 격벽부(710)의 널판부(7151)에 의해 식생토(500)의 유실이 방지되며, 침투도랑(700)의 골재(750)가 격벽부(710)에 의해 보존될 수 있다.
이러한 구조로 인해 다기능 비점오염 저감시설은 도로중앙분리대, 침투도랑(700), 조경환경 제공 등 다기능을 기능하면서도, 도로(10)의 가혹한 환경에서도 지반의 약화나 유실 등의 염려를 현저히 감소시킬 수 있다.
또한, 다기능 비점오염 저감시설은 경계석부(100)에 형성된 다수의 유입구를 통해 신속히 우수유출수를 처리할 수 있어서, 도로(10)의 기능을 유지하면서 신속히 도로(10)면 상의 우수유출수를 배수처리할 수 있다.
전술한 본 발명의 설명은 예시를 위한 것이며, 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 쉽게 변형이 가능하다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 예를 들어, 단일형으로 설명되어 있는 각 구성 요소는 분산되어 실시될 수도 있으며, 마찬가지로 분산된 것으로 설명되어 있는 구성 요소들도 결합된 형태로 실시될 수 있다.
본 발명의 범위는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
10 : 도로
100 : 경계석부
110 : 직선형 경계석
130 : 곡선형 경계석
150 : 배수용 경계석
300 : 전처리조
310 : 측벽부
330 : 쇄석
350 : 월류관
500 : 식생토
700 : 침투도랑
710 : 격벽부
711 : 상측 지지부
713 : 하측 지지부
715 : 투수패널
7151 : 널판부
7153 : 통공부
71532 : 침투공
750 : 골재
751 : 모래층
753 : 큰 자갈층
755 : 작은 자갈층

Claims (10)

  1. 도로에 설치되는 다기능 비점오염 저감 구조물로서,
    도로 상에 흐르는 우수유출수가 유입되는 유입구를 가지며, 도로와 구분되는 시설물 영역을 정의하는 경계석부;
    상기 유입구와 연통되며 상기 시설물 영역에서 지하측으로 연장되도록 형성되며, 상기 유입구를 통해 유입된 우수유출수로부터 오염물을 일부 제거하는 전처리조;
    상기 시설물 영역 내에서 상기 전처리조의 측면에서 지하측으로 연장되도록 형성되며, 상기 경계석부를 넘어 유입되는 우수유출수나, 상기 전처리조로부터 넘쳐 유입되는 우수유출수를 침투시키며, 식생수가 식재될 수 있는 식생토; 그리고
    상기 식생토 및 상기 전처리조의 하부에 구비된 침투도랑으로서, 상기 경계석부의 지하측에 위치하는 격벽부와, 격벽부 사이의 내측에 상기 식생토와 골재가 상측 및 하측에 적층 충진되고, 상기 전처리조 및 상기 식생토로부터 유입되는 우수유출수가 침투되는 침투도랑;을 포함하되,
    상기 경계석부는,
    상기 시설물 영역의 직선형 경계를 따라 배열된 복수의 직선형 경계석;
    상기 시설물 영역의 곡선형 경계를 따라 배열된 복수의 곡선형 경계석; 그리고
    상기 복수의 직선형 경계석 사이에 개재되어 우수유출수가 유입되는 유입구가 형성된 배수용 경계석;을 포함하고,
    상기 배수용 경계석은,
    상기 우수유출수의 원활한 배수를 위하여, 도로에 인접한 일측면에서 상기 전처리조에 인접한 타측면으로 향할수록 상기 유입구가 폭이 좁아지며 상기 전처리조와 연통되고,
    상기 침투도랑의 격벽부는,
    상기 경계석부의 하면과 마주하는 상면과, 홈이 형성된 하면을 가지는 상측 지지부;
    상기 상측 지지부의 하측에 위치하며, 홈이 형성된 상면을 가지는 하측 지지부; 그리고
    상단이 상기 상측 지지부의 홈에 삽입되고, 하단이 상기 하측 지지부의 홈에 삽입되는 투수패널;을 포함하며,
    상기 투수패널은,
    상기 식생토와 상기 골재의 적층 구조에 대응하여,
    상단이 상기 상측 지지부의 홈에 삽입되고 상기 격벽부 사이에 적층된 상기 식생토의 측면을 지지하여 상기 식생토의 유실을 방지하는 널판부; 그리고
    상기 널판부의 하단에 일체로 형성되어 상기 널판부의 하단으로부터 하측으로 연장되며, 상기 골재로 침투된 우수유출수가 도로의 지하토로 유출되도록 하는 침투공이 형성된 타공부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 다기능 비점오염 저감 구조물.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 경계석부는 도로의 중앙분리대를 이루도록 일측으로 길게 연장된 띠(band) 형태의 상기 시설물 영역의 경계에 위치하는 것을 특징으로 하는 다기능 비점오염 저감 구조물.
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 제1항에 있어서,
    상기 전처리조는,
    바닥부;
    상기 바닥부에 연결되며 유출공이 형성된 측벽부; 그리고
    상기 바닥부와 측벽부가 정의하는 공간에 충진되어 도로로부터의 하중을 지지하는 쇄석;을 포함하는 것을 특징으로 하는 다기능 비점오염 저감 구조물.
  6. 삭제
  7. 제1항에 있어서,
    상기 상측 지지부와 상기 하측 지지부에 복수의 투수패널이 슬롯 형태로 연속 장착되는 것을 특징으로 하는 다기능 비점오염 저감 구조물.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 침투도랑의 하측에 형성되어, 상기 침투도랑의 상기 골재의 공극으로 침투한 우수유출수가 배수되도록 하는 우수배수관;을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 다기능 비점오염 저감 구조물.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 침투도랑의 골재는,
    모래층;
    상기 모래층 위에 적층된 제1 자갈층;
    상기 제1 자갈층을 덮는 부직포; 그리고
    상기 부직포 위에 적층되며 상기 제1 자갈층보다 작은 사이즈의 자갈층으로 구성되는 제2 자갈층;을 포함하는 것을 특징으로 하는 다기능 비점오염 저감 구조물.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 전처리조에 형성되어 침투용량을 초과할 경우 우수유출수를 우회로를 이용해 월류시키는 월류관;을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 다기능 비점오염 저감 구조물.
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