KR20160022140A - 빗물 침투에 의한 저류 및 증발로 식생 성장이 가능토록 한 확장형 침투 화분 시설물 - Google Patents

빗물 침투에 의한 저류 및 증발로 식생 성장이 가능토록 한 확장형 침투 화분 시설물 Download PDF

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Abstract

본 발명은 빗물의 저류 시설로 사용이 가능하고 빗물에 포함된 비점오염물질의 저감이 가능하며 식생 성장에 필요한 수분의 지속적인 공급이 가능하도록 한 확장형 침투 화분 시설물을 제공한다.
본 발명의 바람직한 실시예에 따른 빗물 침투에 의한 저류 및 증발로 식생 성장이 가능토록 한 확장형 침투 화분 시설물은, 화분 시설로 설정된 구역의 일측으로 상부에 유입구를 갖고 설치된 집수받이와 타측으로 유출구를 갖고 설치된 배수받이와; 상기 집수받이와 배수받이의 사이에 지하로 텃파기를 일정 깊이만큼 수행하여 형성된 여과공간의 둘레로 침투된 빗물을 가둘 수 있도록 시공된 외벽과; 상기 여과공간의 하부에 식생층으로 수분을 공급하기 위해 설치되어 있는 수분공급파이프와; 상기 수분공급파이프 위로 일정 높이만큼 여과공간에 자갈 또는 여과재로 채워진 여과층과; 상기 여과층의 상부에 토사로 채워져 최상면은 상기 유입구보다 낮게 형성되어져 각종 식물이 서식할 수 있도록 토사로 채워진 식생층이 구비되어 있는 것을 특징으로 한다.

Description

빗물 침투에 의한 저류 및 증발로 식생 성장이 가능토록 한 확장형 침투 화분 시설물{Expansion infiltration pot pacility for plant growth by surface detention storage and evaporation}
본 발명은 공동주택단지 녹지 또는 조경시설에 설치된 화분 시설물에 관한 것으로, 특히 빗물의 침투성을 높이고 저류 시설로 사용이 가능하며 빗물에 포함된 비점오염물질의 저감을 꾀하고 식생 성장에 필요한 수분의 지속적인 공급이 가능하도록 한 확장형 침투 화분 시설물에 관한 것이다.
일반적으로 조경시설 및 녹지는 단순히 조경의 의미를 가지고 조성된다. 이러한 조경시설 및 녹지는 초목류 식재, 관목 등 단순 조경적인 기능만을 수행하게 된다.
한편, 우리나라는 물 부족 국가로 분류되며, 탄소배출량이 점차 증가하고 있어 빗물활용, 지하수충진, 온도저감 및 탄소배출저감 등이 요구되고 있는 실정이다.
특히 빗물이 대기중에 내릴 때는 비교적 깨끗한 상태이지만 한번 지표면에 닿으면 지상(도시주거지, 상업지구, 산업공단의 도로, 하수구 및 하천, 농촌의 화학비료에 오염된 논과 밭, 농수로 등)의 각종 오염물질과 뒤섞여 바로 폐수(오수)가 된다. 따라서 빗물의 오염처리와 빗물을 이용한 식생처리를 함께 할 수 있는 조경 또는 녹지 시설이 요구된다.
본 발명의 배경이 되는 기술로는 한국 공개특허 공개번호 제10-2013-0134271호로서, '도로변 빗물 침투 저류시설'이 제안되어 있다. 이는 빗물이 유입하는 전처리조; 전처리조에서 유출된 빗물을 하부 구조체로 유출하는 상부구조체; 상기 상부구조체가 함유할 수 있는 용량을 초과하는 빗물을 유입하여 상기 하부구조체로 유출하는 월류조; 및 빗물을 저류하여 지반으로 지하 침투하는 하부구조체를 포함한다. 그러나 상기 기술은 빗물을 빠르게 지하로 침투시킬 수 있는 저류조 기능을 수행하나, 수분의 증발 구조가 없어 식생 성장을 도모하기 어렵다.
본 발명의 배경이 되는 다른 기술로는 한국 등록특허 등록번호 제10-1288906호로서, '침투도랑'이 제안되어 있다. 이는 침투공이 형성된 바닥과 유입관이 연결된 상류벽 및 처리대상수 이송공과 월류부를 가지는 하류벽을 가지는 전처리조; 침투공이 형성된 바닥과 처리수 이송공과 월류부를 가지는 상류벽 및 배출관이 연결되는 하류벽을 가지는 집수정; 상기 전처리조와 집수정 사이에 설치되며 침투공이 형성된 바닥을 가지는 여과조를 포함하여 이루어지고, 상기 전처리조에 설치되어 유입되는 처리대상수에 혼재하는 협잡물을 걸러내기 위한 협잡물 거름체를 더 포함하고, 상기 여과조의 바닥에 안착되는 여과 및 역세척용 유공관과; 상기 여과 및 역세척용 유공관의 양단에 대응하여 상기 전처리조의 하류벽과 집수정의 상류벽의 하단에 형성되는 역세척용 살수관 삽입공과; 상기 역세척용 살수관 삽입공에 개폐하기 위한 마개를 더 포함하여 구성된 것이다. 그러나 상기 기술은 침투 빗물을 지하수로 배수시키는 것으로 저류조 기능을 수행하기 어렵고, 수분의 증발 구조가 없어 식생 성장을 도모하기 어렵다.
본 발명의 배경이 되는 또 다른 기술로는 한국 등록특허 등록번호 제10-1345009호로서, 비점오염 저감시설을 구비한 구조물에 있어서, 기존수로에 유입된 강우유출수의 초기유출수를 별도의 분배수로로 유입시키는 유량분배구조물; 유량분배구조물로 유도된 초기유출수가 내부로 유입되어 하부로 초기유출수에 함유된 오염물질을 침강시키는 전처리조; 및 전처리조에 저장된 초기유출수가 유입되고, 내부에 골재가 충진되어 초기유출수를 골재에 담수 및 침투시키는 침투도랑;을 포함하는 것을 특징으로 하는 침투도랑을 갖는 비점오염 저감시설물을 제공한다. 상기 기술은 비점오염의 제거대상이 되는 초기유출수만을 유입시켜 전처리조에 저장시키고, 전처리조에 저장된 초기유출수를 서서히 침투도랑에 유입시켜 하부토층으로 담수, 침투시켜 비점오염을 저감시킬 수 있는데 반해, 수분의 증발 구조가 없어 식생 성장을 도모하기 어렵다.
한국 공개특허 공개번호 제10-2013-0134271호 한국 등록특허 등록번호 제10-1288906호 한국 등록특허 등록번호 제10-1345009호
본 발명은 상기와 같은 사정을 감안하여 창안된 것으로, 빗물의 저류 시설로 사용이 가능하고 빗물에 포함된 비점오염물질의 저감이 가능하며 식생 성장에 필요한 수분의 지속적인 공급이 가능하도록 한 확장형 침투 화분 시설물을 제공함에 그 목적이 있다.
본 발명의 바람직한 실시예에 따른 빗물 침투에 의한 저류 및 증발로 식생 성장이 가능토록 한 확장형 침투 화분 시설물은,
화분 시설로 설정된 구역의 일측으로 상부에 유입구를 갖고 설치된 집수받이와 타측으로 유출구를 갖고 설치된 배수받이와;
상기 집수받이와 배수받이의 사이에 지하로 텃파기를 일정 깊이만큼 수행하여 형성된 여과공간의 둘레로 침투된 빗물을 가둘 수 있도록 시공된 외벽과;
상기 여과공간의 하부에 식생층으로 수분을 공급하기 위해 설치되어 있는 수분공급파이프와;
상기 수분공급파이프 위로 일정 높이만큼 여과공간에 자갈 또는 여과재로 채워진 여과층과;
상기 여과층의 상부에 토사로 채워져 최상면은 상기 유입구보다 낮게 형성되어져 각종 식물이 서식할 수 있도록 토사로 채워진 식생층이 구비되어 있는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 외벽측 또는 수분공급파이프의 하부 바닥측에는 여과층에 침투 여과된 빗물을 머금고 있는 침투팩이 더 설치되고;
상기 침투팩은 침투 망체의 내부에 자갈이나 여과재로 채워진 형태이거나 또는 부직포로 적층된 형태인 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 수분공급파이프는 여과공간의 바닥측에 배치되어 상호 연결되어 있는 다수의 바닥측 공급파이프, 바닥측 공급파이프에서 상방으로 연결되어 식생층의 하부 또는 식생층의 표면까지 연장되도록 설치되어 있는 다수의 수직 공급파이프로 구성되고, 상기 바닥측 공급파이프와 수직 공급파이프에는 각기 두께를 관통한 증발공이 분포되어 있고 끝단에는 파이프 캡이 설치되어 있는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 다수의 수직 공급파이프의 하부측에는 침투 빗물을 일정량 저장할 수 있는 링형 수조가 더 연결되어 있는 것을 특징으로 한다.
또한, 수직 공급파이프의 내부에는 인너 파이프가 설치되고, 상기 인너 파이프와 수직 공급파이프의 사이에는 침입 빗물의 유속을 증가시키기 위해 나선형 날개가 더 설치되어 있는 것을 특징으로 한다.
또한, 외벽은 빗물 침투시 오염물질의 여과를 위해 섬유필터로 제작된 것이 사용된 것을 특징으로 한다.
본 발명의 확장형 침투 화분 시설물에 따르면, 빗물이 여과공간의 최상층을 이루는 식생층의 표면에서 흐르도록 유도하면서 그 하부의 여과층을 거쳐 침투되도록 하여 저류를 형성하고, 수분공급파이프에 의해 지속적인 수분의 공급이 식생층에 이루어지도록 하여 공동주택내 녹지나 조경시설에 식생된 식물의 성장에 따른 경관이 향상되고, 저류에 따른 빗물 유출이 저감되고, 비점오염물질의 저감 및 제거되는 효과를 가질 수 있다.
또한 침투팩의 설치시 더 많은 수분을 오랫동안 지속적으로 증발시킬 수 있어 건기의 영향을 덜 받는 식생 환경을 제공할 수 있다.
본 명세서에서 첨부되는 다음의 도면들은 본 발명의 바람직한 실시 예를 예시하는 것이며, 발명의 상세한 설명과 함께 본 발명의 기술사상을 더욱 이해시키는 역할을 하는 것이므로, 본 발명은 첨부한 도면에 기재된 사항에만 한정되어서 해석되어서는 아니 된다.
도 1은 본 발명에 따른 빗물 침투에 의한 저류 및 증발로 식생 성장이 가능토록 한 확장형 침투 화분 시설물의 시공상태도.
도 2는 도 1에 적용된 수분공급파이프의 사시도.
도 3은 도 1에 적용된 수분공급파이프의 변형예에 따른 사시도.
도 4는 도 3의 수분공급파이프가 적용된 확장형 침투 화분 시설물의 시공상태도.
도 5는 본 발명에 적용되는 수분공급파이프의 수직공급파이프측 부분단면사시도.
도 6은 본 발명에 적용되는 침투팩의 사시도.
아래에서 본 발명은 첨부된 도면에 제시된 실시 예를 참조하여 상세하게 설명이 되지만 제시된 실시 예는 본 발명의 명확한 이해를 위한 예시적인 것으로 본 발명은 이에 제한되지 않는다.
본 발명은 자연적인 처리시설로서 여과, 흡착 처리기작으로 도심지나 도로 노면으로부터 발생되는 빗물의 유출량을 저감시키고 또한, 빗물에 포함된 비점오염물질의 저감 및 제거가 가능하도록 한 침투 화분 시설물을 제공한다.
또한 본 발명의 침투 화분 시설물은 도시 내 물의 저류, 증발, 경관 등을 향상시킬 수 있으며, 도시지역과 같이 협소한 지역에서 효율적으로 활용할 수 있도록 한 것이다. 침투 화분 시설물은 자연적 토양 침투를 주 기능으로 가지고 있으나, 바닥면과 벽면을 통한 다중 침투경로 확보 시스템을 구축하여 빗물 유출저감 효과를 향상시킬 수도 있다. 본 발명의 침투 화분 시설물은 공동주택단지 녹지 또는 조경시설에 설치될 수 있다.
도 1과 같이 본 발명의 침투 화분 시설물은 화분 시설로 설정된 구역에 빗물의 흐름을 일측에서 타측으로 유도하기 위해 설정 구역의 일측으로 상부에 유입구(12a)를 갖는 집수받이(12)와 타측으로 유출구(14a)를 갖는 배수받이(14)가 설치된다.
이때 유출구(14a)의 높이는 유입구(12a)와 같거나 이보다 높게 위치한다. 따라서 집수받이(12)에 집수된 빗물은 유입구(12a)를 통해 유출구(14a)로 빠져나가 배수받이(14)를 통해서 배수되는 빗물 흐름의 경로가 형성된다.
집수받이(12)와 배수받이(14)는 콘크리트로 현장 타설되거나 프래캐스트 콘크리트로 공작에서 제작되어 현장에 시공될 수 있다. 집수받이(12)는 빗물 뿐만 아니라 비점오염물질이 유입될 수 있도록 설치된다. 집수받이(12)는 상부에 집수 덮개(13)가 설치된다. 집수 덮개(13)는 빗물이나 오염물질 유입을 허용하고 나뭇잎이나 기타 쓰레기의 유입을 방지하고 발이 빠지지 않는 창살 구조나 망형 구조를 갖는다.
집수받이(12)와 배수받이(14)의 사이에 텃파기를 지하로 일정 깊이만큼 수행하여 여과공간을 시공하고, 여과공간의 둘레로 텃파기 벽면의 붕괴를 막거나 오염물질의 여과를 위해 외벽(18)을 시공한다. 외벽(18)은 목재 또는 섬유필터로 제작된 것으로 구성될 수 있다. 특히 외벽(18)을 섬유필터로 제작하여 설치한 경우 벽체측으로부터 화분으로 유입되는 오염물질의 여과를 수행할 수 있다. 섬유필터로 외벽(18)을 시공하는 경우 섬유필터는 일정한 두께를 갖는 판상의 형태로 제작될 수 있다.
여과공간(16)의 하부에 식생층(24)으로 수분을 공급하기 위해 도 1 및 도 2와 같이 수분공급파이프(20)가 설치되고, 수분공급파이프(20) 위로 일정 높이만큼 여과공간에 자갈 또는 여과재로 채워진 여과층(22)이 시공되고, 여과층(22)의 상부에 토사로 채워져 최상면은 상기 유입구(12a)보다 낮게 형성되어져 각종 식물이 서식할 수 있도록 된 식생층(24)이 시공된다.
수분공급파이프(20)는 합성수지 또는 금속재로 제작되어 중공 형태를 갖는 것으로 여과공간의 하부에 설치되어 여과공간의 하부로 여과 침투된 빗물을 증발시켜 식생에 필요한 수분을 제공한다. 수분공급파이프(20)는 여과공간(16)의 하부측 바닥에 배치되어 상호 연결되어 있는 다수의 바닥측 공급파이프(201), 바닥측 공급파이프(201)에서 상방으로 연결되어 식생층(24)의 하부 또는 표면까지 연장되도록 설치되어 있는 다수의 수직 공급파이프(202)로 구성된다. 이때 바닥측 공급파이프(201)와 수직 공급파이프(202)에는 각기 두께를 관통한 증발공(201a)(202a)이 분포되어 있고 끝단에는 파이프 캡(203)이 설치된다.
이때 수분공급파이프(20)는 수직 공급파이프(202)의 상단이 식생층(24)의 표면으로 노출되거나 식생층(14)의 하부측으로 매입될 수 있도록 시공된다.
한편, 도 3 및 도 4와 같이 다수의 수직 공급파이프(202)에는 적어도 하나 이상의 것이 선택되어 하부측에 침투 빗물을 일정량 저장할 수 있는 링형 수조(204)가 더 연결되어 구성될 수 있다. 따라서 수직 공급파이프(202)의 내부로 유입된 침투 빗물은 중간에 링형 수조(204)에 저장된다.
또한 도 5와 같이 수직 공급파이프(202)의 내부에는 인너 파이프(206)가 설치되고, 인너 파이프(206)와 수직 공급파이프(202)의 사이에는 침입 빗물의 유속을 증가시키기 위해 나선형 날개(208)가 더 설치되어 구성될 수 있다. 나선형 날개(208)는 수직 공급파이프(202)의 내부로 유입된 침투 빗물을 하부측으로 갈수록 가속시켜 빗물 침투의 흐름을 더욱 증가시키고 동시에 빗물 침투성을 높이는 역할을 한다. 이때 인너 파이프(206)에는 타공(206a)이 형성될 수 있다.
이와같이 구성된 침투 화분 시설물의 작용을 설명한다.
먼저, 침투 화분 시설물이 시공된 지역에 우천이 발생되면, 집수받이(12)를 통해서 집수된 빗물 및 비점오염물질은 유입구(12a)를 통해 식생층(14)의 표면을 경유한 후 배출구(14a)를 통해 배수받이(14)로 배출된다. 이 과정에서 식생층(14)의 표면을 통해 또는 수분공급파이프(20)를 통해 빗물이 바닥측으로 침투하게 된다.
이때 여과층(22)을 경유하는 과정에서 빗물의 여과 및 오염물질의 흡착이 이루어지고 수분공급파이프(20)측으로 빗물의 침투가 일어난다. 따라서 침투 화분 시설물에는 공동주택단지내 불투수면에서 발생되는 빗물의 유출량 및 비점오염물질의 저감 및 제거가 일어나고 도시 내 물의 저류 기능을 수행하게 된다.
특히, 수직 공급파이프(202)의 내부에 인너 파이프(206)가 설치되고 이들 사이에 나선형 날개(208)가 설치되어 있는 경우 수직 공급파이프(202)의 내부로 침투된 빗물은 가속화되어 빗물 침투가 높아지고 지하수의 수량이 증가된다.
또한 우천이 종료된 후에는 수분공급파이프(20)의 증발공(201a)(202a)을 통해 수분의 증발이 일어나 지속적으로 식생층(24)에 심어진 식물에 수분의 공급이 이루어짐으로써 식물 성장의 양호해져 녹지 및 조경시설의 경관이 향상된다.
여기서, 도 3 및 도 4와 같이 수분공급파이프(20)에 링형 수조(204)가 설치되어 있는 경우, 침투 빗물을 일정량 저장하게 되므로 건기시에도 지속적으로 수직 공급파이프(202)를 통해 식생층(24)으로 수분을 공급하여 식생 성장의 발육을 돕게 된다.
한편, 본 발명의 침투 화분 시설물은 수분공급파이프(20)의 하부로 여과층(22)에 침투 여과된 빗물을 머금고 있는 침투팩(30)에 의해 침투 빗물의 량이 증가되어 빗물 유출 저감의 효과를 증대시킬 수 있다. 침투팩(30)은 침투 망체(301)의 내부에 자갈이나 여과재로 채워진 형태이거나 또는 부직포로 적층된 형태가 될 수 있다.
지금까지 본 발명은 제시된 실시 예를 참조하여 상세하게 설명이 되었지만 이 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 제시된 실시 예를 참조하여 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위에서 다양한 변형 및 수정 발명을 만들 수 있을 것이다. 본 발명은 이와 같은 변형 및 수정 발명에 의하여 제한되지 않으며 다만 아래에 첨부된 청구범위에 의하여 제한된다.
12: 집수받이
14: 배수받이
18: 외벽
20: 수분공급파이프
201: 바닥측 공급파이프
202: 수직공급파이프
204: 링형 수조
206: 인너파이프
208: 나선형 날개
22: 여과층
24: 색생층
30: 침투팩

Claims (6)

  1. 화분 시설로 설정된 구역의 일측으로 상부에 유입구(12a)를 갖고 설치된 집수받이(12)와 타측으로 유출구(14a)를 갖고 설치된 배수받이(14)와;
    상기 집수받이(12)와 배수받이(14)의 사이에 지하로 텃파기를 일정 깊이만큼 수행하여 형성된 여과공간의 둘레로 침투된 빗물을 가둘 수 있도록 시공된 외벽(18)과;
    상기 여과공간의 하부에 식생층(24)으로 수분을 공급하기 위해 설치되어 있는 수분공급파이프(20)와;
    상기 수분공급파이프(20) 위로 일정 높이만큼 여과공간에 자갈 또는 여과재로 채워진 여과층(22)과;
    상기 여과층(22)의 상부에 토사로 채워져 최상면은 상기 유입구(12a)보다 낮게 형성되어져 각종 식물이 서식할 수 있도록 토사로 채워진 식생층(24)이 구비되어 있는 것을 특징으로 하는 빗물 침투에 의한 저류 및 증발로 식생 성장이 가능토록 한 확장형 침투 화분 시설물.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 외벽(18)측 또는 수분공급파이프(20)의 하부 바닥측에는 여과층(22)에 침투 여과된 빗물을 머금고 있는 침투팩(30)이 더 설치되고;
    상기 침투팩(30)은 침투 망체(301)의 내부에 자갈이나 여과재로 채워진 형태이거나 또는 부직포로 적층된 형태인 것을 특징으로 하는 빗물 침투에 의한 저류 및 증발로 식생 성장이 가능토록 한 확장형 침투 화분 시설물.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 수분공급파이프(20)는 여과공간(16)의 바닥측에 배치되어 상호 연결되어 있는 다수의 바닥측 공급파이프(201), 바닥측 공급파이프(201)에서 상방으로 연결되어 식생층(24)의 하부 또는 식생층(24)의 표면까지 연장되도록 설치되어 있는 다수의 수직 공급파이프(202)로 구성되고, 상기 바닥측 공급파이프(201)와 수직 공급파이프(202)에는 각기 두께를 관통한 증발공(201a)(202a)이 분포되어 있고 끝단에는 파이프 캡(203)이 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 빗물 침투에 의한 저류 및 증발로 식생 성장이 가능토록 한 확장형 침투 화분 시설물.
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 다수의 수직 공급파이프(202)의 하부측에는 침투 빗물을 일정량 저장할 수 있는 링형 수조(204)가 더 연결되어 있는 것을 특징으로 하는 빗물 침투에 의한 저류 및 증발로 식생 성장이 가능토록 한 확장형 침투 화분 시설물.
  5. 제 3항 또는 제 4항에 있어서,
    수직 공급파이프(202)의 내부에는 인너 파이프(206)가 설치되고, 상기 인너 파이프(206)와 수직 공급파이프(202)의 사이에는 침입 빗물의 유속을 증가시키기 위해 나선형 날개(208)가 더 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 빗물 침투에 의한 저류 및 증발로 식생 성장이 가능토록 한 확장형 침투 화분 시설물.
  6. 제 1항에 있어서,
    외벽(18)은 빗물 침투시 오염물질의 여과를 위해 섬유필터로 제작된 것이 사용된 것을 특징으로 하는 빗물 침투에 의한 저류 및 증발로 식생 성장이 가능토록 한 확장형 침투 화분 시설물.
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