KR102337289B1 - 친환경 빗물관리를 통한 도시 열섬현상 감소 시스템 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 친환경 빗물관리를 통한 도시 열섬현상 감소 시스템에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 ICT(Information and Communications Technologies)를 기반으로 다양한 수자원을 통합관리할 수 있으며, 특히 우수를 이용하여 해당 지역에서 1차적으로 정화 처리한 순환수를 일부 저장하였다가 여름철 열섬 현상이 나타날 때 사용할 수 있는 친환경 빗물관리를 통한 도시 열섬현상 감소 시스템에 관한 것이다.
Description
본 발명은 친환경 빗물관리를 통한 도시 열섬현상 감소 시스템에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 ICT(Information and Communications Technologies)를 기반으로 다양한 수자원을 통합관리할 수 있으며, 특히 우수를 이용하여 해당 지역에서 1차적으로 정화 처리한 순환수를 일부 저장하였다가 여름철 열섬 현상이 나타날 때 즉시 사용할 수 있으며, 빗물의 순환 흐름 효율이 우수한 친환경 빗물관리를 통한 도시 열섬현상 감소 시스템에 관한 것이다.
서울시의 경우 전체 면적의 절반 정도가 불투수 포장이고, 이 면적 중 불투수 포장도가 상당수인 도시사막화 지역이 크게 증가하고 있다. 환경에 대한 고려가 없는 도시개발 사업으로 인해 녹지면적률은 감소하고 불투수면적률은 늘어나는 등의 문제가 발생하고 있으며 이로 인하여 빗물이 땅속으로 침투되지 못하고 대부분이 하수관거로 유출되고 있다.
또한 우수의 침투량 저하 및 지하수 배제로 인한 지하수위 하강 및 도시하천의 건천화가 심화되고 있으며 그로 인해 도시열섬현상은 더욱 심화되고 있으며(Dewatering 현상), 강우시 집중적으로 유출되는 비점오염원이 수질오염에서 차지하는 비중은 2003년 현재 수계별로 42~69%를 차지하고 있으나, 2015년에는 65~70%에 이를 것으로 예상되어 도시비점오염원 관리의 중요성이 증대되고 있다.
UN 산하기관 IPCC(Intergovernmental Panel on Climate Change;정부간기후변화위원회)의 발표에 따르면 지난 100년 동안 지구표면 대기 평균온도가 0.3~0.6도 상승하였고 앞으로 해수면 높이는 10~25cm 상승하고 이산화탄소배출량이 해마다 1.7배씩 늘어날 전망하고 있으며, 2100년의 지구 평균 기온 0.8~3.5 도 상승, 해수면 15~95cm 상승할 것으로 예상하며, 지구의 평균기온이 향후 100년 동안 최고 5.8 도 증가할 수 있고 그에 따른 해수면 상승 가능성을 예측하고 있다.우리나라의 에너지 소비는 1990년대 매년 10% 정도 증가하였으며 2000년대에도 증가세가 지속 되고 있으며, 서울의 평균기온 상승률은 약 2.1℃/100년으로 고온화의 장기변화(지구온난화의 약 3배)를 나타내고 있다.
또한 집중 호우시 우수저장능력 저하로 도시홍수 빈발하고 있어 1995~2004년까지 도시지역 홍수 등 자연재해로 인한 총 피해액은 19조 5천 652억원이며, 특별시, 광역시 및 시급 이상의 도시에서 10년간 발생한 풍수해 피해 총액은 17조 5천 455억원(전체 자연피해액의 90%)으로 집계되고 있다(도시홍수재해관리기술사업단 2004년).
이와 같이 호우에 대응하기 위한 집중배제방식의 빗물관리는 오히려 도시열섬현상과 도시홍수 등 도시기후변화를 심화시키고 있는 실정이다. 이에 대응한 지구온난화 및 도시기후 상승에 대한 대응기술 개발이 시급한 실정이다. 지구온난화 및 도시기후 상승의 주된 원인중 하나는 도시화되면서 우수가 지표면에서 투수되어 하부로 침투되지 못하고 포장면 상부에서 하천으로 유입되기 때문에 지표면의 온도상승을 저감시켜 줄 수분이 지표면 하부에 존재하지 않게 되기 때문이다.
현재 이러한 문제를 해결하기 위해서 건물 등에는 옥상녹화, 벽면녹화 등의 시설을 설치하지만 도로면에는 여름철에 물차를 이용하여 도로에 간헐적으로 살수를 하는 등 소극적인 방법을 마련하고 있을 뿐이다.
이러한 문제를 해결하기 위해 대한민국 등록특허 제10-1070783호에서는 노면(1)이 일정 온도 이상으로 상승하면 자동으로 노면(1)에 살수하여 노면(1)이 일정온도 이하로 유지되게 하는 도로에 관한 것으로, 노면(1)의 하부에 설치되어 우수(雨水) 및 살수된 물이 노면(1) 가장자리에 설치된 배수로(2)를 따라 흐르다가 포집배관(11)에 포집되어 저장되는 우수저류조(10); 상기 우수저류조(10)와 연결되어 우수저류조(10)에 저장된 물을 노면(1)의 중앙선을 따라 설치된 살수배관(21)으로 펌핑하여 노면(1)에 살수하는 펌프(20); 노면(1)의 온도를 감지하는 온도센서(30); 및 상기 포집배관(11)의 상단에 설치되어 포집된 우수(雨水) 및 살수된 물이 우수저류조(10)에 저장되기 전에 정화시켜주는 비점오염원저감장치(40);를 포함하여 구성되고, 상기 배수로(2)에는 비점오염원저감토양(50)이 채워져서 상기 배수로(2)로 유입된 우수(雨水) 및 살수된 물이 추가로 정화되며, 상기 온도센서(30)는 상기 펌프(20)와 연결되어 노면(1)의 온도가 소정 이상으로 상승할 경우 자동으로 펌프(20)를 가동시켜 살수를 가능하게 하는 것을 특징으로 하는 도시 열섬현상 저감기능을 구비한 도로가 개시되어 있다.
다만, 상기 등록특허의 경우, 배수로(2)에 정화수단으로서 토양(50)을 채워서 정화하는데, 토양의 경우 그 종류에 따라 입자 크기가 다양한데 그 중에서 0.01mm 이하 입자의 토양은 필터를 설치하더라도 포집배관(11)을 통해 이 막히거나, 우수저류조(10)에 대부분 흘러들어가 이를 살수하게 되면 도로가 심각하게 오염되는 부작용이 있다.
또한, 상기 등록특허에서는 비점오염원저감장치(40)는 스크링, 걸름망 등과 같은 간단한 장치로 큰 오염물질을 걸러주는 것에서부터, 다층으로 구성된 필터 등 다양한 것의 활용이 가능하다고 예시하고 있으나, 비점오염원저감장치(40)는 유기물에 의한 오염을 거의 분해 제거하지 못하며 특히 산성비나, 대기 중에 황사나 미세 먼지가 많을 때 내린 비를 정화하는 기능을 수행하기 어려운 단점이 있다.
특히, 상기 등록특허에서는 도 9에 도시된 바와 같이 살수배관이 중앙분리대에 설치되기 때문에 기존 도로에서는 전혀 적용할 수 없고 신설 도로에 설치가능한 구조라는 점에서 적용 한계가 있을 뿐만 아니라, 신설 도로에 설치하더라도 도로 전체 면적에 우수저류조(10)를 설치하는 것은 경제적인 측면이나, 도로 설치 기간 등을 고려할 때 실현 가능성이 크게 떨어지는 문제가 있다.
이에 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 ICT(Information and Communications Technologies)를 기반으로 다양한 수자원을 통합관리할 수 있으며, 특히 우수를 이용하여 해당 지역에서 1차적으로 정화 처리한 순환수를 일부 저장하였다가 여름철 열섬 현상이 나타날 때 즉시 사용할 수 있으며, 빗물의 순환 흐름 효율이 우수한 친환경 빗물관리를 통한 도시 열섬현상 감소 시스템을 제공하는 것이다.
본 발명의 해결하고자 하는 과제는 이상에서 언급된 것들에 한정되지 않으며, 언급되지 아니한 다른 해결과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해되어 질 수 있을 것이다.
상기한 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 따른 친환경 빗물관리를 통한 도시 열섬현상 감소 시스템은 스마트 시티 물관리 시스템을 활용한 친환경 빗물관리를 통한 도시 열섬현상 감소 시스템에 있어서,
상기 스마트 시티 물관리 시스템은 물공급 관리 서버를 포함하는 물공급 관리부 및 수질 관리부를 포함하고,
상기 수질 관리부는,
우수를 집수하여 이송하는 우수 관로와, 우수 관로들을 연결하는 우수 맨홀과, 상기 우수 맨홀에서 분기하여 우수 중 일부를 저장하고 순환하는 순환수저장시설과, 일단은 상기 순환수저장시설에 연결되고 타단은 다른 순환수저장시설이나 각 용수의 사용처로 순환 공급하는 순환수 분사부와, 상기 맨홀, 관로 및 순환수저장시설 중 적어도 어느 하나에 설치되는 수질 측정부와, 상기 관로 및 순환수저장시설에 설치되어 우수를 정화하는 정화부와, 상기 수질 측정부에서 측정된 수질 데이터를 수집, 분석하여 기준 수질 미만으로 오염된 경우 상기 오염된 우수가 흐르는 경로에 배치된 각 관로, 맨홀 또는 순환수저장시설에 설치된 상기 정화부가 선택적으로 작동되어 오염된 우수를 정화하도록 제어하는 수질 관리 서버를 포함하고,
상기 순환수 분사부에서 가열된 지역에 정화된 물을 분사함으로써, 도시 열섬을 예방, 저감할 수 있으며,
상기 정화부는 상기 관로에 설치되는 조립형 정화부와, 상기 순환수저장시설에 설치되는 고정형 정화부로 구성되고,
상기 조립형 정화부는,
상기 관로에 연결되는 관체와, 상기 관체에 설치되며 오존 발생 장치 및 자외선 조사 장치로 구성되는 정화수단과, 상기 정화수단으로 전원을 공급하는 전원공급수단을 포함하되,
상기 관체는 조립이 가능하도록 상부 관체부 및 하부 관체부가 결합하는 구조로 이루어지고, 상기 상부 관체부에는 자외선 조사 장치가 설치되며, 상기 하부 관체부에는 오존 발생 장치가 탑재되고, 상기 하부 관체부의 내주면에는 광촉매 코팅이 형성되며,
상기 고정형 정화부는,
상기 순환수저장시설의 벽면 또는 순환수저장시설을 구획하는 구획벽에 설치되는 정화수단과, 상기 정화수단으로 전원을 공급하는 전원공급수단을 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 스마트 시티 물관리 시스템은 물공급 관리 서버를 포함하는 물공급 관리부 및 수질 관리부를 포함하고,
상기 수질 관리부는,
우수를 집수하여 이송하는 우수 관로와, 우수 관로들을 연결하는 우수 맨홀과, 상기 우수 맨홀에서 분기하여 우수 중 일부를 저장하고 순환하는 순환수저장시설과, 일단은 상기 순환수저장시설에 연결되고 타단은 다른 순환수저장시설이나 각 용수의 사용처로 순환 공급하는 순환수 분사부와, 상기 맨홀, 관로 및 순환수저장시설 중 적어도 어느 하나에 설치되는 수질 측정부와, 상기 관로 및 순환수저장시설에 설치되어 우수를 정화하는 정화부와, 상기 수질 측정부에서 측정된 수질 데이터를 수집, 분석하여 기준 수질 미만으로 오염된 경우 상기 오염된 우수가 흐르는 경로에 배치된 각 관로, 맨홀 또는 순환수저장시설에 설치된 상기 정화부가 선택적으로 작동되어 오염된 우수를 정화하도록 제어하는 수질 관리 서버를 포함하고,
상기 순환수 분사부에서 가열된 지역에 정화된 물을 분사함으로써, 도시 열섬을 예방, 저감할 수 있으며,
상기 정화부는 상기 관로에 설치되는 조립형 정화부와, 상기 순환수저장시설에 설치되는 고정형 정화부로 구성되고,
상기 조립형 정화부는,
상기 관로에 연결되는 관체와, 상기 관체에 설치되며 오존 발생 장치 및 자외선 조사 장치로 구성되는 정화수단과, 상기 정화수단으로 전원을 공급하는 전원공급수단을 포함하되,
상기 관체는 조립이 가능하도록 상부 관체부 및 하부 관체부가 결합하는 구조로 이루어지고, 상기 상부 관체부에는 자외선 조사 장치가 설치되며, 상기 하부 관체부에는 오존 발생 장치가 탑재되고, 상기 하부 관체부의 내주면에는 광촉매 코팅이 형성되며,
상기 고정형 정화부는,
상기 순환수저장시설의 벽면 또는 순환수저장시설을 구획하는 구획벽에 설치되는 정화수단과, 상기 정화수단으로 전원을 공급하는 전원공급수단을 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명에 따른 친환경 빗물관리를 통한 도시 열섬현상 감소 시스템에 있어서, 상기 순환수저장시설은 도로 주변을 따라 복수 개 형성되고,
복수의 순환수저장시설은 어느 하나의 수위가 낮은 경우 순환수를 순환 공급할 수 있도록 서로 연결되어 있으며,
상기 순환수 분사부는,
도로 가장자리에 설치된 연석 구조물에 형성되는 관통홀과, 상기 관통홀에 연결된 순환수공급관으로 이루어지는 것을 특징으로 한다.
복수의 순환수저장시설은 어느 하나의 수위가 낮은 경우 순환수를 순환 공급할 수 있도록 서로 연결되어 있으며,
상기 순환수 분사부는,
도로 가장자리에 설치된 연석 구조물에 형성되는 관통홀과, 상기 관통홀에 연결된 순환수공급관으로 이루어지는 것을 특징으로 한다.
삭제
이상과 같은 구성의 본 발명에 따른 친환경 빗물관리를 통한 도시 열섬현상 감소 시스템은 ICT(Information and Communications Technologies)를 기반으로 다양한 수자원을 통합관리할 수 있으며, 특히 우수를 이용하여 해당 지역에서 1차적으로 정화 처리한 순환수를 일부 저장하였다가 여름철 열섬 현상이 나타날 때 즉시 사용할 수 있으며, 빗물의 순환 흐름 효율이 우수한 효과가 있다.
본 발명의 효과는 이상에서 언급된 것들에 한정되지 않으며, 언급되지 아니한 다른 효과들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해되어 질 수 있을 것이다.
도 1 내지 3은 본 발명의 친환경 빗물관리를 통한 도시 열섬현상 감소 시스템의 일실시예를 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 4는 순환수 스마트워터그리드(SWG) 시스템 개념도이다.
도 5 및 도 6은 본 발명의 스마트 시티 물관리 시스템의 주요 구성을 나타내는 블럭도이다.
도 7은 본 발명의 빗물이 수질 관리부를 통해 정화 처리되는 모습을 나타내는 개념도이다.
도 8은 본 발명의 조립형 정화부의 구조를 개략적으로 나타낸 단면도이다.
도 9는 종래 도시열섬현상 저감 기능을 구비한 도로 구조를 나타낸 도면이다.
도 4는 순환수 스마트워터그리드(SWG) 시스템 개념도이다.
도 5 및 도 6은 본 발명의 스마트 시티 물관리 시스템의 주요 구성을 나타내는 블럭도이다.
도 7은 본 발명의 빗물이 수질 관리부를 통해 정화 처리되는 모습을 나타내는 개념도이다.
도 8은 본 발명의 조립형 정화부의 구조를 개략적으로 나타낸 단면도이다.
도 9는 종래 도시열섬현상 저감 기능을 구비한 도로 구조를 나타낸 도면이다.
이하, 첨부 도면을 참조하여 본 발명의 실시 예를 상세히 설명하면 다음과 같다.
본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명은 생략한다. 또한, 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 판례 등에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 그 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.
본 발명은 스마트 시티 물관리 시스템을 활용한 친환경 빗물관리를 통한 도시 열섬현상 감소 시스템에 관한 것으로서,
도 1 내지 3은 본 발명의 친환경 빗물관리를 통한 도시 열섬현상 감소 시스템의 일실시예를 개략적으로 나타낸 도면이고, 도 4는 순환수 스마트워터그리드(SWG) 시스템 개념도이며, 도 5 및 도 6은 본 발명의 스마트 시티 물관리 시스템의 주요 구성을 나타내는 블럭도이고, 도 7은 본 발명의 빗물이 수질 관리부를 통해 정화 처리되는 모습을 나타내는 개념도이며, 도 8은 본 발명의 조립형 정화부의 구조를 개략적으로 나타낸 단면도이다.
먼저, 도 1 내지 3 참조하면, 본 발명의 친환경 빗물관리를 통한 도시 열섬현상 감소 시스템은 순환수 분사부에서 가열된 지역에 정화된 물을 분사함으로써, 도시 열섬을 예방, 저감할 수 있는 것을 특징으로 한다.
그리고 상기 순환수저장시설은 도로 주변의 보행로를 따라 복수 개 형성될 수 있는데, 상술한 등록특허와 달리 보행로 블럭 교체 작업시 동시에 시공 가능하기 때문에 상대적으로 경제성이 우수하다.
상기 복수의 순환수저장시설은 어느 하나의 수위가 낮은 경우 순환수를 순환 공급할 수 있도록 네트워크 구조로 연결되어 있는데, 이러한 연예된 제어가 가능하게 하는 것은 후술할 스마트 시티 물관리 시스템을 통해 구현할 수 있으며, 빗물 저장을 대용량으로 하지 않아도 주변 지역의 순환수를 공급받는 방식으로 충족할 수 있으므로, 경제적이며 용량 순환 효율을 극대화할 수 있게 된다.
상기 순환수 분사부는 도로 가장자리에 설치된 연석 구조물(222)에 형성되는 관통홀(222a)과, 상기 관통홀(222a)에 연결된 순환수공급관(223)으로 이루어지는 것을 예시할 수 있다.
본 발명에 따른 스마트 시티 물관리 시스템(10)은 도 5 내지 도 8에 도시된 바와 같이 첨단정보기술(ICT,Information and Communications Technologies)을 활용하여 이루어지는데, 다양한 수자원을 효율적으로 생산, 이송, 저장, 배분, 관리하는 지능형 물관리 시스템에 관한 것으로서, 물공급 관리부(100)와, 수질 관리부(200)를 포함하여 이루어진다.
본 발명의 물공급 관리부(100)는 다중 수자원 각각의 가용 수량을 수집하고, 생활 용수, 농업 용수 및 공업 용수 각각의 사용량 또는 수요량을 수집하여 수집한 데이터를 기반으로 취수량, 정수량 및 각 용수의 사용처로의 공급량 중 적어도 하나를 통합관리하는 물공급 관리 서버(110)를 포함한다.
본 발명이 적용되는 다중 수자원은 기존의 하천, 강, 지하수 이외에 하수와, 우수(빗물), 하수나 우수를 1차적으로 정화 처리한 순환수, 해수 등을 포함하는 것을 예시할 수 있다.
상기 가용 수량과, 사용량, 취수량, 정수량 및 각 용수의 사용처로의 공급량의 수집은 국토교통부, 환경부, 행정안전부 등의 정부 기관은 물론, 수자원공사, 농어촌공사와 같은 관련 기관 및 지방자치단계로부터 수집되는 것을 예시할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
본 발명의 물공급 관리 서버(110)는 여러 정부 기관에서 별도로 관리하던 각종 수자원 데이터를 통합 관리하기 때문에 효율성을 높일 수 있게 되는데, 취합된 수자원 데이터를 통해 기간별, 지역별, 용도별 가용 수량 및 사용량을 예측하기 때문에 물 부족이 예상되는 기간, 지역에 대해서는 미리 충분한 수자원을 확보할 수 있도록 해주며, 물이 풍부한 지역에서 물이 부족한 지역으로 물을 공급할 수 있는 각종 정보를 제공하게 된다.
이러한 물공급 관리 서버(110)는 대한민국 등록특허 제10-1668652호에 개시된 바와 같이 이미지 지도 기반의 수용가의 통신 장비, 유량계 및 수압계 각각의 위치 및 상태 정보를 모니터링하는 모니터링부와, 다중 수원에 대한 물 부족 시나리오가 저장된 시나리오 데이터베이스와, 생활 용수, 농업 용수 및 공업용수 각각의 수요량을 고려하여 물 공급 이상을 인지하고, 상기 인지 결과에 따라 물 부족 발생 시 대책 방안에 대한 시나리오를 생성하여 상기 시나리오 데이터베이스에 저장하거나 상기 모니터링부에 의해 모니터링된 원격 수집기 또는 원격 표시기의 데이터를 기초로 물 수급 평가 및 가용 수량 분석을 통해 물 부족 위험을 평가하고, 물 부족 위험 평가 결과에 따라 물 부족 발생 시 대책 방안에 대한 시나리오를 생성하여 상기 시나리오 데이터베이스에 저장하는 시나리오 생성부와, 상기 시나리오 데이터베이스에 저장된 시나리오에 따라 평상시 및 비상시 각각에 해당하는 방안대로 시뮬레이션하는 시뮬레이션부를 포함하여 구성되는 것을 예시할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
본 발명의 수질 관리부(200)는 수자원 중 우수나 하수 중 적어도 일부를 각 지역에서 필요한 용도에 맞도록 정화하여 다양한 수자원으로 활용함과 동시에 기존의 빗물 펌프장, 우수 및 하수 처리시설에 대한 과부하를 예방하는 역할을 한다.
이러한 수질 관리부(200)는 우수를 집수하여 이송하는 우수 관로(210)와, 하수를 집수하여 이송하는 하수 관로(210a)와, 우수 관로(210)들을 연결하는 우수 맨홀(230)과, 하수 관로(210a)들을 연결하는 하수 맨홀(230a)과, 상기 우수 맨홀(230) 또는 하수 맨홀(230a)에서 분기하여 우수 또는 하수 중 일부를 저장하고 순환하는 순환수저장시설(220)과, 상기 맨홀(230,230a), 관로(210,210a) 및 순환수저장시설(220) 중 적어도 어느 하나에 설치되는 수질 측정부(240)와, 상기 관로(210,210a) 및 순환수저장시설(220) 중 적어도 어느 하나에 설치되어 우수 또는 하수를 정화하는 정화부(250)와, 수질 관리 서버(260)를 포함하여 이루어질 수 있다.
상기 수질 측정부(240)는 용존산소량 측정 센서, pH 측정 센서, 질산염 측정 센서, 암모니아 측정 센서, 염도 측정 센서 중 적어도 어느 하나의 센서를 포함할 수 있으나, 이는 예시에 불과하므로 수질 데이터를 측정할 수 있는 것이라면 위에서 언급되지 아니한 센서를 추가할 수도 있다. 그리고 이러한 센서는 유선, 무선으로 수질 데이터를 수질 관리 서버(260)로 송신하게 된다.
이와 같이 본 발명에서는 수질 측정 센서와 통신 기능을 활용한 사물 인터넷을 통해 실시간으로 각 지역의 수자원 수질을 정확하게 파악할 수 있다.
상기 순환수저장시설(220)은 일단은 상기 맨홀(230,230a) 또는 관로(210,210a)에 연결되고 타단은 상기 순환수저장시설(220)에 연결되어 상기 고정형 정화부(250)를 통해 정화된 우수 또는 하수를 다시 관로(210,210a)로 재공급하는 바이패스관(221)과, 일단은 상기 순환수저장시설(220)에 연결되고 타단은 다른 순환수저장시설이나 각 용수의 사용처로 순환 공급하는 순환수공급관(223)과, 상기 바이패스관(221) 또는 순환수공급관(223)에 설치되는 개폐밸브를 포함하여 이루어질 수 있다.
상기 바이패스관(221)은 맨홀(230,230a)의 하수 등을 순환수저장시설(220)로 공급하는 제1바이패스관(221a)과, 순환수저장시설(220)에서 처리된 하수 등을 다시 관로(210,210a)로 공급하는 제2바이패스관(221b)으로 구성될 수 있다. 이때, 바이패스관(221)이 정상적으로 작동하기 위해서는 맨홀에 연결된 배출측 관로로 하수 등이 유입되는 것을 폐쇄하거나 유입량을 제한하는 배출측 관로 개폐장치가 마련되는 것이 바람직하다.
그리고 바이패스관이나 순환수공급관 등에는 동력을 이용하여 하수 등을 이송할 수 있는 펌프 장치가 설치될 수 있음은 물론이다.
상기 순환수저장시설(220)은 각 지역에서 물 부족이 예상되는 기간 동안 예비적으로 필요한 용수를 저장, 정화 및 공급하는 역할을 하는 것으로서, 지하에 매립되는 구조의 저장탱크, 지상에 시공되는 저장 탱크 등 어떤 것이든 가능하다.
상기 정화부(250)는 상기 관로에 설치되는 조립형 정화부(250a)와, 상기 순환수저장시설에 설치되는 고정형 정화부로 구성되는 것을 예시할 수 있다.
상기 조립형 정화부(250a)는 상기 관로(210,210a)에 연결되는 관체(251)와, 상기 관체(251)에 설치되는 정화수단(253)과, 상기 정화수단으로 전원을 공급하는 전원공급수단을 포함할 수 있으며, 상술한 바와 같이 네트워크로 연결된 순환수공급관에도 적용할 수 있도록 모듈식으로 이루어지기 때문에 이웃하는 순환수공급시설에서 다른 순환수공급시설로 부족한 순환수를 공급하는 동안에도 정화 처리가 이루어지기 때문에 순환이 거듭될수록 정화 효율이 극대화되는 특징이 있다.
상기 관체(251)는 기존의 하수 관로나 우수 관로의 규격에 대응되도록 제작되되, 끝단에는 기존의 관로에 연결할 수 있도록 브라켓이 마련되며 조립이 가능하도록 상부 관체부(251a) 및 하부 관체부(251b)가 결합하는 구조로 이루어지고, 어느 하나의 관체부에는 오존 발생 장치(253a), 자외선 조사 장치(253b)를 수용할 수 있는 수용부(252)이 마련되는 구조로 이루어지는 것을 예시할 수 있다. 상기 관체(251)는 콘크리트 관, 금속과, 플라스틱 관 중 적어도 어느 하나로 이루어지는 것을 예시할 수 있다.
상기 공간에 오존 발생 장치가 탑재되는 경우에는 하부 관체부에 수용부가 마련되고, 자외선 조사 장치가 탑재되는 경우에는 상부 관체부에 마련되는 것이 바람직하다. 그리고 상부 관체부의 수용부에 자외선 조사 장치가 마련된 경우 하부 관체부의 내주면에는 TiO2, WO3와 같은 광촉매 코팅이 형성되어 유해 물질을 분해하도록 유도하는 것이 바람직하다.
상기 고정형 정화부는 상기 순환수저장시설의 벽면 또는 순환수저장시설을 구획하는 구획벽에 설치되는 정화수단과, 상기 정화수단으로 전원을 공급하는 전원공급수단을 포함할 수 있다.
상기 순환수저장시설에 설치된 고정형 정화부에서 정화를 완료하면 일부는 바이패스관을 통해 다시 관로로 공급할 수도 있고, 일부는 순환수공급관을 통해 정화된 수질의 용도에 맞추어 사용처로 순환 공급하게 되는데, 예를 들어 우수를 정화한 경우 도시 용수나, 소방용수, 잡용수, 농업용수 등으로 활용할 수 있다.
여기서, 정화수단은 오존 발생 장치, 자외선 조사 장치 중 어느 하나인 것을 예시할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니며 사용할 용도에 맞는 공지의 정화수단, 예를 들어 미생물 처리장치, 폭기장치 등을 사용할 수 있다.
다만, 상기 조립형 정화부의 정화수단의 경우 공간의 제약으로 인해 오존 발생 장치, 자외선 조사 장치를 사용하는 것이 바람직하다.
상기 전원공급수단은 외부 전원을 이용할 수도 있으나, 가로등이나 주변 시설에 설치되는 태양광발전장치를 통해 공급받을 수도 있다.
한편, 수질 관리 서버에서는 상기 수질 측정부에서 측정된 수질 데이터를 수집, 분석하여 기준 수질 미만으로 오염된 경우 상기 오염된 우수 또는 하수가 흐르는 경로에 배치된 각 관로, 맨홀 또는 순환수저장시설에 설치된 상기 정화부가 선택적으로 작동되어 오염된 우수 또는 하수를 정화하도록 제어하게 된다.
그리고 상기 수질 관리 서버에서는 어느 지역에서 물이 부족하지 않으나 우수나 하수의 오염이 심각한 경우에는 주변 하천이 오염되기 때문에 해당 지역의 바이패스관을 개방하여 순환수저장시설에 설치된 고정형 정화부에서 일차적으로 하수나 오수를 정화하도록 할 수도 있고, 오염 정도에 따라 조립형 정화부에서도 함께 정화하도록 제어할 수 있다.
또한, 상기 수질 관리 서버에서 관리하는 순환수 등의 수질 데이터 및 가용 수량 등의 데이터는 물공급 관리 서버로 송출되며, 물공급 관리 서버에서는 최종적으로 순환수의 수질 상태 등을 고려하여 순환수가 필요한 지역으로 공급하도록 제어하게 된다.
이러한 물공급 관리 서버 또는 수질 관리 서버는 각 지역, 예를 들어 동, 구, 시 단위로 설치된 서브 물공급/수질 관리 서버를 통해 데이터를 수집, 저장, 제어 관리할 수도 있다.
이상에서 설명된 본 발명은 예시적인 것에 불과하며, 본 발명이 속한 기술분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 잘 알 수 있을 것이다. 그러므로 본 발명은 상기의 상세한 설명에서 언급되는 형태로만 한정되는 것은 아님을 잘 이해할 수 있을 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다. 또한, 본 발명은 첨부된 청구범위에 의해 정의되는 본 발명의 정신과 그 범위 내에 있는 모든 변형물과 균등물 및 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
10 : 스마트 시티 물관리 시스템
100 : 물공급 관리부 110 : 물공급 관리 서버
200 : 수질 관리부 210 : 우수 관로
210a : 하수 관로 220 : 순환수저장시설
221 : 바이패스관 221a : 제1바이패스관
221b : 제2바이패스관 222 : 연석
222a : 관통홀 223 : 순환수공급관
230 : 우수 맨홀 230a : 하수 맨홀
240 : 수질 측정부 250 : 정화부
250a : 조립형 정화부 251 : 관체
251a : 상부 관체부 251b : 하부 관체부
253 : 정화수단 253a : 오존 발생 장치
253b : 자외선 조사 장치 260 : 수질 관리 서버
100 : 물공급 관리부 110 : 물공급 관리 서버
200 : 수질 관리부 210 : 우수 관로
210a : 하수 관로 220 : 순환수저장시설
221 : 바이패스관 221a : 제1바이패스관
221b : 제2바이패스관 222 : 연석
222a : 관통홀 223 : 순환수공급관
230 : 우수 맨홀 230a : 하수 맨홀
240 : 수질 측정부 250 : 정화부
250a : 조립형 정화부 251 : 관체
251a : 상부 관체부 251b : 하부 관체부
253 : 정화수단 253a : 오존 발생 장치
253b : 자외선 조사 장치 260 : 수질 관리 서버
Claims (3)
- 스마트 시티 물관리 시스템을 활용한 친환경 빗물관리를 통한 도시 열섬현상 감소 시스템에 있어서,
상기 스마트 시티 물관리 시스템은 물공급 관리 서버를 포함하는 물공급 관리부 및 수질 관리부를 포함하고,
상기 수질 관리부는,
우수를 집수하여 이송하는 우수 관로와, 우수 관로들을 연결하는 우수 맨홀과, 상기 우수 맨홀에서 분기하여 우수 중 일부를 저장하고 순환하는 순환수저장시설과, 일단은 상기 순환수저장시설에 연결되고 타단은 다른 순환수저장시설이나 각 용수의 사용처로 순환 공급하는 순환수 분사부와, 상기 맨홀, 우수 관로 및 순환수저장시설 중 적어도 어느 하나에 설치되는 수질 측정부와, 상기 우수 관로 및 순환수저장시설에 설치되어 우수를 정화하는 정화부와, 상기 수질 측정부에서 측정된 수질 데이터를 수집, 분석하여 기준 수질 미만으로 오염된 경우 상기 오염된 우수가 흐르는 경로에 배치된 각 우수 관로, 맨홀 또는 순환수저장시설에 설치된 상기 정화부가 선택적으로 작동되어 오염된 우수를 정화하도록 제어하는 수질 관리 서버를 포함하고,
상기 순환수 분사부에서 가열된 지역에 정화된 물을 분사함으로써, 도시 열섬을 예방, 저감할 수 있으며,
상기 정화부는 상기 우수 관로에 설치되는 조립형 정화부와, 상기 순환수저장시설에 설치되는 고정형 정화부로 구성되고,
상기 조립형 정화부는,
상기 우수 관로에 연결되는 관체와, 상기 관체에 설치되며 오존 발생 장치 및 자외선 조사 장치로 구성되는 정화수단과, 상기 정화수단으로 전원을 공급하는 전원공급수단을 포함하되,
상기 관체는 조립이 가능하도록 상부 관체부 및 하부 관체부가 결합하는 구조로 이루어지고, 상기 상부 관체부에는 자외선 조사 장치가 설치되며, 상기 하부 관체부에는 오존 발생 장치가 탑재되고, 상기 하부 관체부의 내주면에는 광촉매 코팅이 형성되며,
상기 고정형 정화부는,
상기 순환수저장시설의 벽면 또는 순환수저장시설을 구획하는 구획벽에 설치되는 정화수단과, 상기 정화수단으로 전원을 공급하는 전원공급수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 친환경 빗물관리를 통한 도시 열섬현상 감소 시스템. - 제1항에 있어서,
상기 순환수저장시설은 도로 주변을 따라 복수 개 형성되고,
복수의 순환수저장시설은 어느 하나의 수위가 낮은 경우 순환수를 순환 공급할 수 있도록 서로 연결되어 있으며,
상기 순환수 분사부는,
도로 가장자리에 설치된 연석 구조물에 형성되는 관통홀과, 상기 관통홀에 연결된 순환수공급관으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 친환경 빗물관리를 통한 도시 열섬현상 감소 시스템.
- 삭제
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| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| GRNT | Written decision to grant | ||
| G170 | Re-publication after modification of scope of protection [patent] |