KR20100023734A - 비점오염원 관리를 위한 비 노출 배수로구조 - Google Patents

Abstract

본 발명은 도로의 갓길 등에 설치되는 배수로 또는 그와 같은 기능을 가지는 시설물에 있어서 오물로 인한 배수구 폐쇄나 시공의 결함이나 사용중 지반의 변형으로 인한 배수불량을 해소하기 위한 방법으로 기존의 개방형 배수구가 아닌 폐쇄형 배수구를 가진 비점오염원 관리를 위한 비 노출 배수로구조에 관한 발명이다.

현재 노출되어 있는 개방형 배수구를 폐쇄형 배수구로 노출 없이 설치하여 늘 청결한 주변 환경을 유지하고 배수로에 고인 물로 인한 통행의 불편을 없애고 상부로 자전거가 통행할 수 있도록 투수성 자전거 도로용 배수유도판과 배수관을 만들어 지속적인 투수 공극의 유지로 갓길이 늘 청결을 유지할 수 있는 비 노출 유공배수관에 관한 발명이다.

상부 보강그리드. 투수층. 탄성층. 쇄석. 그리드. 배수구.

Description

비점오염원 관리를 위한 비 노출 배수로구조{Structure of invisible drainage}

본 발명은 배수구를 폐쇄형 비 노출로 설치하여 전체 배수를 유도하고 노견의 잔존 우수가 고이지 않도록 하며 현재의 부분적 개방형 배수로의 단점인 배수로 내 오염원의 유입으로 인한 막힘 현상을 방지하기 위한 기술과 표면 및 투수구조의 막힘 현상을 방지하고 복원하는 비점오염원 관리를 위한 비 노출 배수로구조에 관한 것이다.

본 발명은 출원인이 출원 등록한 제10-0497565호의 친환경 투수성 탄성 포장구조 및 시공방법과 출원번호 제10-2008-0065870호 보강매트와 유공관이 결합 된 무 배수로 투수 기층구조 및 그 시공방법, 그리고 출원번호 제10-2008-0082284호 무노출 배수관과 청소용 맨홀, 출원번호 제10-2008-0120222호 다공성 탄성포장재를 이용한 비점오염원 처리용 배수관과 청소용 맨홀을 바탕으로 하였다.

기존의 배수로나 도로의 측면 배수구에는 비가 온 후 물 고임 현상이 발생하고 배수구에 낙엽이나 각종 쓰레기 유입과 다른 요인으로 배수구가 막힘으로 인하여 갑작스런 폭우가 내리면 빗물이 범람하고 있는 실정이다.

그로 인해 배수로를 통하여 흘러들어간 각종 오물로 인한 청소 및 준설을 주기적으로 하여야 하기 때문에 비용이 투자되고 늘 청결한 상태를 유지하기가 어려우며 오물의 하천 유입으로 하천의 오염을 가중시켜 하천생태계를 파괴하여 물고기의 떼죽음 같은 결과를 가져오고 있다.

또한 배수로에 빠지지 못한 물이 고여 썩어서 냄새가 나고 해충의 서식처를 제공하고 그로 인해 주기적 소독을 필요로 한다.

배수구가 철제 혹은 그와 유사한 재질로 만들어져 있어서 운동장의 경우는 안전사고의 원인요소로 상존하여 안전 또한 크게 위협받고 있다.

이상과 같이 위험요소 제거와 배수로의 오염과 해충의 서식, 오물의 투입으로 인한 배수로 역할의 상실, 오염원의 하천 유입, 배수로의 설치로 청소 및 준설로 발생하는 비용의 감소를 본 발명을 통하여 해결하여야 하는 당면 문제이다.

그리고, 현재 사용하고 있는 배수관이나 집수정은 상부에 스틸 그레이팅으로 마감하거나 시멘트로 제작된 뚜껑을 사용하는데 상부에 낙엽이나 오물이 있을 경우 배수구의 상부 구멍을 막아 우수가 투입되는데 어려움이 있다.

한편, 수질보전정책에서 도시지역 하수처리 설치 및 산업 폐수 처리 의무 부과 등의 점오염원 위주로 추진하였으나 점오염 관리만으로 수질 개선의 한계가 있어 비점오염원에 대해서 새로운 관리 대책을 마련 추진해 나가는 것이 필요하다.

도시 지역의 지속적 개발에 따라 비점오염원은 도시 지역에서 대부분 발생 되고 있어 도시 지역의 비점오염원 관리가 중요하다.

기존의 비점오염원 제어 방법들은 비점오염원 유출 현장에서 관리하는 것이 아닌 집수 후 관리가 대부분이며, 낮은 설계 강우 강도 값을 가지고 있어 설계 강우 강도 이상 시 비점오염원을 제어하기 어려운 실정이다.

우리나라는 여름철 강우가 집중되어 다른 나라에 비해 높은 분산값을 가지고 최근 여름철의 강우 집중현상이 더 심화되고 있어 큰 설계 강우 강도를 가지는 비점오염원 처리 방안이 필요하다.

또한 불투수면이 많고 비점오염원의 관리를 위한 여유 공간이 적은 도시 지역에 전체적인 적용은 어려우며, 설치 및 유지관리 비용이 많이 필요하다.

이와 같이 기존 도시 지역 비점오염원 제어는 도시 전체적 비점오염원 관리가 아닌 비용, 시설 설치 공간의 한계, 시설 용량의 한계 때문에 부분적 비점오염원 관리가 대부분이어서 도시지역의 비점오염원 관리가 어려운 실정이다.

이와 같이 기존 도시 지역 비점오염원 제어는 도시 전체적 비점오염원 관리가 아닌 비용, 시설 설치 공간의 한계, 시설 용량의 한계 때문에 부분적 비점오염원 관리가 대부분이어서 도시지역의 비점오염원 관리가 어려운 실정이다.

이에 따라 높은 처리 용량을 가져 도시 전체의 우수 유출수를 처리할 수 있고, 기존의 우수 유출수 집수 시스템과 연계가 용이하고 다른 설치공간을 필요로 하지 않으며, 경제적인 비점오염원 제어 방법이 필요하다.

그리고, 낙엽이나 비점오염원으로 기존의 배수구가 막혀 장마철 시작 전 막힌 배수구를 청소하여 원활한 배수가 되도록 하여 폭우로 인한 도로의 침수를 막고 신속하게 배수를 시켜 차마 나 행인의 통행에 불편이 없도록 하여야 한다.

위에서 나열한 문제점을 해결하기에 본 고안은 지속적 투수를 유도하기 위한 방법으로 상부에 일정 두께의 탄성층을 형성하여 탄성으로 인한 공극 막힘 현상을 차단하였고 투수층의 공극을 최대화하여 미세 고형분이 투수층에 도달하여도 하부에 설치된 유공관으로 유도하여 배출시키는 방법으로 지속적으로 공극을 유지할 수 있도록 하였다.

강우로 인한 도로의 물 고임과 배수구의 배수능력이 한정되어 동시 배수능력을 높여 강우 시에도 물 고임 현상을 방지하고 기존의 배수로를 노출형이 아닌 비 노출형태로 개선하고 우수의 원활한 유입과 유입된 우수를 우수 관로를 통하여 배출하고 일차 거름을 통과한 미립자는 집수정에 쌓이게 하여 집수정을 청소함으로 늘 최적의 배수상태를 유지하게 할 수 있다.

배수로를 노출하지 않고 표면의 물을 유공관을 이용한 배수로로 유도하는 것을 내용으로 하며 표층 부의 탄성 포장재에서 전달되는 상부 압력과 빗물로 인해 투수층 공극을 지속적으로 유지하며 하부 배수관으로 우수가 침투하도록 유공관 구조를 이용하며 관의 강도를 높이기 위하여 내부에 반원형구조를 이용하였다.

따라서 배수구의 막힘 방지와 우수를 배수관으로 원활하게 투입시키며 비점 오염원의 배수로 유입을 방지하고 배수구의 막힘 현상 없이 지속적 우수의 유입을 확보하는 비점오염원 관리를 위한 비 노출 배수로구조를 제공하는 것이다.

또한, 표층이 탄성을 지니고 있어 작은 상부 충격에도 입자성 물질의 제거가 용이하여 투수 공극이 지속적으로 유지되어 공극 막힘 현상을 해결하였고, 도시지역의 불투수층에서 유출되는 강우 유출수에 포함되어 있는 비점오염물질을 다공성 탄성층에서 제거하여 관로 및 하천으로 비점오염원 물질의 유입을 방지하여 도시지역의 비점오염원 관리에 효과적인 방법이 될 것이다.

앞에서 설명한 대로 배수구의 청소상태가 불량할 경우 일시적인 강우로 통행에 불편은 물론 차량의 사고를 유발한다.

이러한 배수구 막힘 현상과 강우시에도 비점오염원을 일차적으로 제거하여 하천에 우수 만 방류되도록 하여 하천을 비점 오염원으로부터 보호하여야하는 문제가 일차적 과제이다.

둘째 현재의 배수구와 같이 하부가 보일 정도의 개방형이 아닌 외관상 폐쇄형인 배수구를 이용하여 기존의 배수구가 가지는 배수능력을 확보하는 문제를 해결하여야 하는 문제가 두번째 문제이다.

셋째 현재 투수성 포장재가 시공 후 몇 개월의 경과 하여도 투수공극이 폐색되는 현상을 흔하게 볼 수 있는데 이를 해결하는 것이 세번째 과제이다.

이러한 폐색은 투수포장재의 투수부가 탄성을 지니지 않아 투수 공극에 비점오염원 등 미세물질이 침착되어 투수공을 막을 때 상부의 답압이나 기타 다른 압력에 의해 공극 막힘이 가중되어 복원이 불가능하게 투수공이 막히는 현상이 발생하는데 이러한 투수공의 공극 막힘을 해결함으로써 비점 오염원의 원활한 제거를 기할 수 있다.

비점오염원의 하천 유입을 막기 위하여 많은 연구를 하였지만 지금까지 소량 의 우수를 처리할 수 있는 기계적 장치를 이용하는 것이었고, 기계적 장치의 처리 한계가 5mm/hr의 처리밖에는 할 수 없어 그 효율이 비용투자에 비하여 적은 것이 현실이지만 본 발명은 100mm/hr의 강우도 쉽게 처리하며 그 효율 또한 기존의 기계장치에 버금가는 효율을 내도록 할 수 있다.

상기 목적을 달성하기 위해 본 발명에 따른 비점오염원 관리를 위한 비 노출 배수로구조는, 상부가 개방된 배수관 몸체, 상기 상부보강그리드의 하부에 형성되는 탄성층, 상기 탄성층 하부에 형성되는 투수층, 및 상기 쇄석층 하부에 마련되는 상부압력 지지대를 포함하도록 형성된다.

상기 탄성층 상부에는 상기 배수관 몸체의 상부를 덮는 상부보강그리드 및

상기 상부보강그리드에 충진되는 탄성칩을 더 포함하도록 하고, 상기 몸체는 운반을 용이하게 하기 위한 견인수단과, 상기 상부압력 지지대를 지지하는 턱을 마련하도록 한다.

상기 몸체는 길이 방향의 양 단부에 마련되는 이음부 홈과, 상기 이음부 홈에 삽입되는 이음부재를 더 포함할 수 있으며, 상기 탄성층은 바인더와 혼합한 탄성칩으로 이루어져 있으며, 상기 투수층은 쇄석, 또는 바인더와 혼합한 숯, 코르크 및 야자섬유로 이루어질 수 있다.

상기 상부압력 지지대는 우수가 쉽게 배수되도록 하는 홀을 더 포함하도록 한다.

그리고, 본 발명에 의한 비 노출 배수로구조는 상기 배수관 몸체와 연통되는 통공과 상부에 형성된 개구부, 상기 개구부를 덮는 덮개, 상기 배수관 몸체를 수용하는 배수관 수용턱 및, 내측 하부에 우수에 포함된 잔류물을 모으는 포집부를 포함하는 맨홀을 더 포함하도록 형성되며, 상기 덮개는, 탄성칩으로 구성된 상부덮개와 그리드로 이루어진 하부덮개를 포함하도록 형성된다.

우수를 즉시 지하로 유입시켜 지하수의 수위를 보충하고 잔류우수를 유공관을 통해 배출하여 배수로에 들어가는 오물을 억제하여 배수로의 준설이나 물 빠짐 불량으로 냄새나 해충 서식의 원인을 없애는 효과를 얻을 수 있어 폭우가 내려도 배수로에 오물이 없어 배수로가 막히는 일이 최소한으로 줄어들게 되었다.

강우로 인한 비점오염원의 유입을 막아 초기 강우로 인한 하천 생태계를 보호하고 또한 청소 및 준설을 주기적으로 하지 않아도 늘 청결한 상태를 유지할 수 있다.

또 가장 중요한 것은 도로의 노견에 노출되지 않는 배수로를 도로와 나란히 설치함으로 빗물이 현재의 배수구를 통하여 배수 될 때 생기는 배수의 부하를 덜어주어 노견에 물 고임을 없애고 그로 인하여 교통사고를 줄이고 우천시에도 운전에 최적의 상태를 제공하여 줄 수 있게 되어 사고로 인한 사회적 비용을 감소시키고 귀중한 인명을 보호하는 역할을 할 수 있다.

또한 지상에 노출된 배수로를 없앰으로 점차 확산 되는 자전거인구를 소화하기 위하여 별도의 자전거 도로를 개설할 필요성을 느끼는 현재, 배수로 부위의 상부를 자전거가 이용할 수 있게 함으로 인해 도로의 토지 이용에 효율성을 극대화하 고 자전거가 배수로 위를 상시 통행함으로 배수로 상부의 공극이 늘 배수가 원활한 상태로 유지되게 할 수 있어 별도의 청소나 배수 공극의 확보를 위한 작업이 필요하지 않은 결과를 얻을 수 있다.

또한 노출된 배수로가 없어 운동장 같은 다중 이용 시설에서 경기 중 부상을 예방하고 안심하고 운동을 할 수 있는 공간을 제공할 수 있게 되었다.

이와 같이 운동장의 위험요소 제거와 배수로의 문제를 해결하고 하천의 오염, 해충의 서식, 오물의 투입으로 인한 배수역할의 상실을 예방하고 상시 배수가 원활한 배수로의 설치로 효율적인 부지의 이용에 장애를 주는 여러 문제점이 해결되고 평균적으로 10m도로의 경우 갓길이 차지하는 면적이 도로의 8-12%임을 감안하면 본 발명으로 토지이용의 효율성을 극대화할 수 있고 관리도 손쉽게 할 수 있는 효과를 거둘 수 있다.

본 발명의 상기 및 그 밖의 목적과 새로운 특징은 본 명세서의 기술 및 첨부도면에 의해 더욱 명확하게 될 것이다.

본 발명은 상시 빗물이 투수형 배수로로 형성된 갓길을 통해 유입되어 갓길에 물 고임이 없고 갓길의 배수구를 없앰으로 배수로 부위를 다른 용도로 사용할 수 있게 함으로 토지의 효율적 이용은 물론 우수로 인한 오염원의 하천유입을 방지하고 그로 인한 불편을 없애고 유지비를 줄이기 위하여 운동장, 도로, 단지 내 도로 등 조성시 배수가 지속적이고 원활하게 될 수 있도록 하는 방법이다.

본 발명의 실시는 바람직하게는 U자형 또는 원형 배수로를 시멘트 또는 에이 치디피이(HDPE)또는 에프알피(FRP)등의 재료를 이용하여 견인수단(11)과 상부 보강그리드(8)가 있는 형상으로 만들고(도 1 참조); 내부에 시멘트, 고강도 플라스틱 또는 에이치디피(HDEP) 또는 주철 또는 피복된 강철, 에프알피(FRP)로 상부 압력 지지대(3)를 만들어 하부에 우수의 흐름이 원활하도록 배수로를 형성하고; 상부 압력지지대(3) 위에 쇄석 등을 원료로 하는 투수층(5)을 형성하고; 쇄석을 다짐하여 꺼짐을 방지하고 쇄석의 상부에 우레탄 바인더를 살포거나 혼합하여 쇄석을 안정화시키고; 상부에 5-7mm의 탄성칩을 바인더와 혼합하여 채워 탄성층(6)을 형성하고; 바인더와 혼합하여 채운 탄성칩(6) 상부에 도 2에 도시된 것과 같은 상부보강그리드(8)를 배수로의 크기에 맞추어 올려놓고; 보강그리드의 빈 공간을 탄성칩(10)으로 채워 우수가 쉽게 배수관으로 유입되도록 하며 이때 상부 압력지지대(3)는 상부에서 유입되는 우수가 쉽게 배수로로 들어가도록 반원형이나 중간부위가 높게 만든 후 우수가 들어가도록 홀(31)을 형성하여 우수가 상부 압력지지대(3)로 인하여 부하 없이 쉽게 하부 배수로로 유입되게 한다.

상기 상부보강그리드(8)는 체결홈(7)을 이용하여 배수로 몸체(1)에 고정될 수 있다. 그리고, 고정위치에는 마감재(4)를 덮어 표면 평평도를 유지하도록 한다.

상기 탄성층(6)을 형성하는 탄성칩은 미세한 다공성으로 이루어져 물은 쉽게 빠지고 도시지역의 불투수층에서 유출되는 강우 유출수에 포함되어 있는 비점오염물질을 다공성 탄성층에서 제거하여 관로 및 하천으로 비점오염원 물질의 유입을 방지하여 배수관으로 들어가지 못하는 구조로 되어 있고, 미세한 비점오염원이 다공성의 공극을 막을 경우 작은 상부 충격에도 탄성층 자체의 탄성이 있으므로 입자 성 물질의 제거가 용이하여 투수 공극이 지속적으로 유지되어 공극 막힘 현상을 해결하여 도시지역의 비점오염원 관리를 효과적으로 할 수 있는 방법이 될 것이다.

또한 상부 압력지지대(3) 상부에 쇄석을 형성하여 표층에 가해지는 압력이 쇄석과 탄성층(6)을 통하여 완화되며 상부 압력지지대(3)에 전달되게 하여 상부 압력지지대(3)가 상부 압력을 받아 배수로 전체가 상부 하중에도 견딜 수 있도록 하여주며 쇄석의 상부에 빗물을 통해 유입되는 비점오염원의 일차적 거름망 역할을 하는 탄성층(6)을 형성하기가 좋은 구조를 제공해주게 하여준다.

위의 상부 지지대를 고정하기 위하여 U형 배수로의 내부 상단부를 하단보다 10-20mm 넓게 만들어 턱(2)을 주어 상부 압력지지대(3)를 그 턱(2)에 걸리도록 설치할 수 있다.

본 발명에 의한 배수로 구조는 도 6 및 도 7에 도시된 것과 같이, 배수로 몸체(1)에 이음부홀(32)을 형성하고 이에 삽입되는 배수관이음부재(33)를 통하여 상호 연결이 가능하게 할 수 있다.

수질의 정화나 비점오염원의 일차 거름을 효과적으로 하기 위하여 필요한 경우 쇄석을 대신하여 숯을 바인더와 혼합하여 상부 지지대 상부에 설치하고 그 상부에 코르크나 숯, 야자섬유를 충진하여 상부에서 침투되는 우수의 불순물을 일차로 흡착하게 하여 주고 그 상부에 두께 20mm로 고무 칩을 깔아주고 중량 100㎏의 무게로 5-10초간 전압 한 후; 상부 보강 그리드(8)를 설치하고; 상부 보강 그리드(8)의 공간에 4-7mm의 고무(SBR), 코르크, 우레탄, 이피디엠(epdm)으로 만든 칩을 우레탄 바인더와 혼합하여 채워 물이 투수 되도록 한다.

상부 탄성층(6)은 입자가 5-7mm로 투수 공극이 충분히 유지되고 투수 계수가 10×10^-1 로 노면의 우수가 신속하게 하부 유공관으로 유도되도록 하였다.

또한 상부에 전체적으로 탄성을 가진 배수부를 설치하여 배수부를 통해 배수관으로 빗물을 유도하여 노출된 배수로의 위험성과 오염으로부터의 보호는 물론 투수층과 하부에 배수공이 있는 배수관을 설치함으로써 빗물을 토양으로 유입시켜 지하수위를 높이고 토양 식생에 영양과 수분을 공급하는 역할을 하게 할 수 있다.

상부의 폐쇄형 배수구 부위에 낙엽 등 배수를 방해하는 물질이 있어도 표면이 거칠게 형성되어 있어 표면의 막힘이 적고 빗물이 낙엽 등 오물을 배수 부위 상부에서 뜨게 하여 하부로 배수가 원활하게 진행되는 구조를 가지게 하여 원활한 배수를 실현할 수 있도록 하였다.

탄성층(6)은 하부 투수층(5)의 공극 막힘을 방지하며 상부의 충격을 흡수하고 표층의 다른 구조물의 공극을 지속적으로 유지하기 위한 방법으로 설치되며 또 가장 중요한 투수와 배수 부분에는 공극을 최대화하기 위하여 일정한 입도의 쇄석을 포설하고 상부를 다진 후 바인더를 이용하여 표면을 안정시켜 탁월한 투수, 배수 능력을 지니게 하고 상부 탄성칩으로 한 번 더 투수층을 안정시킴으로 해서 대전지역 측정강우량 평균치로 환산할 경우 200년 빈도의 100mm/hr의 강우 시에도 표면의 물 고임 없이 원활한 배수 성능을 가지도록 설치한다.

이를 수치화하여 계산한 것은 다음과 같이 나타낼 수 있다.

가)포설 두께 및 투수 계수

1.탄성 층: t= 7cm. k= 7cm/sec

2.투수층: t=20cm, k=50cm/sec

나)강우 강도

I=100mm/hr(대전지방 200년 빈도 확률강우량)

다)강우 시 수직침투 여부 검토.

100mm/hr의 강우 강도로 비가 올 때.

100mm/hr=10cm/3600sec=0.00278cm/sec

탄성층의 투수 성능이 7cm/sec 이므로

k=7cm/sec.이고 강우 시 침투속도는 0.00278cm/sec 이므로 표면 배수가 발생하지 않는다.

1. 단위 면적당 강우량.

10cm/60min ×1.0m×15.0m= 0.25cm/min.

2.단위면적15m×1m 에서 투수층을 통한 수직방향 우수배제능력 검토.

(조건:투수부 60㎝×1m)

1. 단위 폭당 내리는 우수 량.

Q = 100mm/hr ×1.0m ×15.0m

= 10cm/3600sec×100cm ×1500cm = 417/sec

2. 단위 폭당 우수배제량.

q = kiA

=7cm/sec×1× 100cm×60cm = 42000/sec

q = kiA = 42000/sec. Q = 417/sec

q＞Q

로 계산되므로 현재 강우로 발생하는 문제가 해결되었다.

참고로 투수 계수에 따른 유체의 흐름은 다음의 표1과 같다.

포화토의 대표적인 투수계수

	K
흙의 종류	cm/sec	ft/min
깨끗한 자갈	100-1.0	200-2.0
조립질 모래	1.0-0.01	2.0-0.02
세립질 모래	0.01-0.001	0.02-0.002
실트질 점토	0.001-0.00001	0.002-0.00002
점토	< 0.000001	< 0.000002

표2는 장치형 처리시설의 처리 효율을 나타낸 것이고, 표3은 표층에 다공성 포장재를 사용하여 SS, BOD, COD 등 강우 유출수에 포함된 비점오염물질을 제거를 테스트한 결과치를 나타낸 것으로 표2의 각 기술에 비교하여 설계강도가 월등함에도 제거효율은 장치형 처리시설에 비하여 손색이 없음을 볼 수 있다.

처리기술	설계강우강도(mm/hr)	제거효율(%)
		SS	BOD	COD
M-Filter	5	80	67	-
Stormfilter	5	80	67	-
모세침윤 트렌치법		80-95	60-90	-
복류정화법		80-90	60-90	-
표면모래여과법(관개전법)	5	70-90	60-85	-
Sand Filter	5	80	-	55
Stormsys	5	98	93.4	-
수유입장치	5	35	-	5
Stormceptor	5	73-83	-	26

기술	설계강우강도 (mm/hr)	제거효율(%)
		SS	BOD	COD
본 발명품	100	85	25	47

이러한 결과를 비추어 볼 때 비점오염원의관리를 위하여 다공성 탄성포장재를 이용하여 비점오염원을 제거하고 오물로 인한 배수구 막힘 현상을 방지할 수 있다.

이런 막힘 방지 원리는 우수가 다공성 탄성층의 공극을 통하여 배수관으로 들어갈때 일시적으로 다공성 탄성층 상부에 있는 물이 낙엽이나 기타 오염원을 뜨게하여 다공성 탄성층의 상부와 낙엽이나 오염원 중간에 물이 흘러들어 다공성 탄성층의 공극을 통하여 배수로로 쉽게 들어갈 수 있다.

또한 위에서 설명하였듯 자체의 탄성을 지니고 있어 공극에 끼인 비점오염원의 작은 알갱이가 다공성 탄성포장재의 공극을 막은 경우 상부에서 작은 충격을 주어도 공극 폐색 현상이 제거되어 처음과 같이 원활하게 투수가 된다.

본 발명에 따른 비 노출 배수로구조의 탄성층(6)을 이용한 배수관을 통하여 맨홀(30)에 이르는 미세 비점오염원이 청소용 맨홀(30)의 하부에 침전되고 깨끗한 우수가 배수로를 통하여 하천에 방류되어 하천의 오염을 방지하고 청소용 맨홀(30)에서 잔유물만 흡입하면 쉽게 오염원이 제거되어 비점오염원 관리가 쉽게 이루어지게 할 수 있다.

배수로의 청소를 위한 맨홀(30)을 제작함에 시멘트 또는 에이치디피이(HDPE) 또는 에프알피(FRP)로 도 3에 도시된 것과 같이 배수관수용턱(42)이 연결될 배수관의 외부 치수보다 10-20mm 크게 하여 배수로와 접합을 용이하게 하고 통공(44)이 배수관과 연통되도록 하며, 맨홀(30)의 하부에 잔류물을 모을 수 있는 포집부(41)를 만드는데, 배수관을 통해 유입된 미립자를 모아 진공청소기를 이용해 쉽게 제거할 수 있도록 중앙부를 가장 깊게 만들어야 한다. 또한 시공의 편의를 위하여 양 측면에 견인수단(43)을 만들어 기계를 이용한 시공이 편리하도록 만든다.

또 맨홀(30)의 상부는 2중의 덮개를 설치하는 것이 바람직한데 하부의 덮개는 상부의 압력에 견딜수 있도록 철제를 이용하여 만들고 상부의 덮개는 바람직하게는 탄성을 가지는 소재를 이용하여 그리드를 만들고 그리드의 사이를 탄성칩으로 투수 가능한 구조를 만들어 오염원은 차단하고 우수 만 집수정 하부로 투입되게 한다.

상기 맨홀(30)은 비 노출 배수로의 길이를 따라 20~30 미터에 하나씩 설치될 수 있도록 한다.

본 발명에 의한 비 노출 배수로구조는 자전거 도로에도 쉽게 적용할 수 있다.(도 8 및 도 9 참조) 투수형 자전거 도로는 배수로의 한쪽 벽을 다른 한쪽보다 200-300mm낮게 만들어 자전거 도로용 배수 유도판(51)과 연결하여 상부에 쇄석을 채우고 우레탄 바인더로 쇄석을 안정화시키고; 상부에 탄성칩을 우레탄 바인더와 혼합하여 포설하고; 상부에 상부 보강 그리드를 설치하고 상부보강 그리드의 공간을 표면 마감용 탄성칩으로 마감하며, 상부 보강 그리드 지지턱(52)을 형성하여, 마감 층 상부로 자전거가 통행할 수 있도록 하여 토지의 이용을 극대화 할수 있게 실시하므로 탄성칩의 공극 막힘을 별도의 관리 없이 자전거 통행시 가해지는 압력으로 공극을 지속적으로 유지할 수 있도록 설치한다.

자전거 도로를 설치할 경우는 하부구조물을 설치하고 상부에 쇄석부터 표면 마감까지 현장에서 설치할 수 있다.

한편, 도 10은 본 발명에 따른 비 노출 배수로구조의 다른 실시예를 도시한 사시도이다. 원활한 투수를 위한 원리는 동일하며, 다만 적층구조를 변형하여 사용할 수 있는 또 다른 예를 보이는 것이다.

본 실시예에서는 철제 그레이팅(105)을 하부에 위치시키고, 상기 철제 그레이팅(105)을 탄성칩으로 충진하며, 배수로 몸체(109)에 안착될 수 있도록 턱(107)을 마련한다.

상기 철제 그레이팅(105) 상부에는 배수관 상단에서 8-12cm 하부에 다공성 탄성포장재가 들어가 탄성층을 형성할 수 있도록 하고, 양측면에 "ㄷ"자 형태의 홈(106)을 만들어 전체적인 형태를 유지할 수 있도록 한다.

만들어진 "ㄷ"자 홈(106)과 다공성 탄성포장재로 충진된 철제 그레이팅(105)위에 5-7mm의 다공성 탄성포장재(102)를 배수로 상부보다 2-5cm 아래까지 형성하고 그 상부 표층에 표층용 다공성 탄성포장재(101)로 마감한다.

또한 배수관의 양쪽 혹은 한쪽 측면을 막고 중간에 연결구멍(103)을 만들어 기존의 다른 배수관과 연결이 가능케 만들고 양 측면에 작업시 견인이 가능하도록 견인고리(108)를 설치한다.

이때 다공성 탄성포장재는 탄성을 지니는 칩(chip)형태나 널판지 형태를 타공하여 사용하며 칩(chip) 형태를 바인더와 혼합하여 사용처에 따라 바인더의 양으로 표면 강도와 투수능력을 조절할 수 있다.

표면의 강도를 위하여는 널판지 형태의 다공성 탄성포장재를 이용하여 칩으로 마감할 때 낮은 표면 마찰 강도를 차량의 통행도 가능할 수 있도록 강도를 높일 수 있으며 칩(chip)도 바인더의 양을 조절하여 강도를 높일 수 있다.

이상 본 발명자에 의해서 이루어진 발명을 상기 실시예에 따라 구체적으로 설명하였지만, 본 발명은 상기 실시예에 한정되는 것은 아니고 그 요지를 이탈하지 않는 범위에서 여러 가지로 변경 가능한 것은 물론이다.

빗물의 투수는 환경과 밀접한 관계를 지니고 있으며 자연생태계에 커다란 역할을 하고 있다.

빗물의 투수와 도심 비점오염원의 하천유입으로 하천의 오염이 심각해지고 있어 선진국은 비점 오염원의 관리에 많은 비용과 노력을 아끼지 않고 있는 추세에 우리나라도 이제 오염원관리에 많은 노력과 연구에 투자하고 있는 실정이다.

본 발명은 이러한 현존하는 문제를 해결하여 오염원을 일차 배수로에서 차단하여 하천으로의 유입을 막아 초기 우수에 많이 함유된 오염물질을 걸러주므로 오염원 처리에 소요되는 비용을 절감하고 지면에 노출된 배수로를 없앰으로 보다 효율적인 토지이용을 할 수 있으며 나아가 안전사고의 예방에도 큰 몫을 다 하리라 생각한다.

또 도로의 측구를 본 발명으로 개량하여 자전거 도로를 설치할 경우 토지의 이용을 극대화하는 장점이 있어 자전거 도로 개설에 따를 땅값에 투자될 막대한 예산을 절감하며 강우에도 도로 측구 부위의 물 고임을 방지하고 우수가 지하로 유입되도록 고안하여 환경 생태계에 생명을 불어넣을 수 있는 방법으로 사용되어 질 수 있다.

도 1은 본 발명에 따른 비 노출 배수로구조의 일 실시예에 따른 사시도.

도 2는 본 발명에 따른 비 노출 배수로구조의 상부 보강 그리드의 사시도.

도 3은 본 발명에 따른 비 노출 배수로구조의 청소용 맨홀의 일 실시예에 따른 사시도.

도 4는 도 3의 맨홀에 덮개가 결합되는 양상을 도시한 사시도.

도 5는 본 발명에 따른 비 노출 배수로구조의 상부 압력 지지대의 일 실시예에 따른 단면도 및 측면도.

도 6은 본 발명에 따른 비 노출 배수로구조의 배수관 몸체에 형성되는 이음부홀의 일 실시예를 도시한 도면.

도 7은 상기 이음부 홀에 삽입되는 배수관 이음부재의 사시도.

도 8은 본 발명에 따른 비 노출 배수로구조가 적용된 자전거 도로의 단면도.

도 9는 상기 자전거 도로에 설치되는 자전거도로용 배수유도판의 사시도.

도 10은 본 발명에 따른 비 노출 배수로구조의 다른 실시예에 따른 사시도.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명*

1. 배수로 몸체 2. 상부압력지지대 설치 턱

3. 상부압력 지지대 4. 마감부재

5. 투수층

6. 하부 탄성층 7. 상부 보강 그리드 체결홈

8. 상부 보강 그리드 10. 상부 탄성칩

11. 견인수단 20. 맨홀 뚜껑

21. 철제그리드 22. 탄성칩

30. 맨홀 31. 상부압력 지지대 배수 홀

32. 이음부 홈 41. 포집부

42. 배수관 수용턱 43. 견인수단

44. 맨홀 통공 51. 자전거도로용 배수 유도판

52. 상부 보강 그리드 지지 턱

53. 상부 보강 그리드 지지 턱 결합용 홀

Claims (10)

1. 상부가 개방된 배수관 몸체,

   상기 배수관 몸체의 내측 상부에 형성되는 탄성층,

   상기 탄성층 하부에 형성되는 투수층, 및

   상기 투수층 하부에 마련되는 상부압력 지지대를 포함하는 것을 특징으로 하는 비 노출 배수로구조.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 탄성층 상부에는 상기 배수관 몸체의 상부를 덮는 상부보강그리드 및

   상기 상부보강그리드에 충진되는 탄성칩을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 비 노출 배수로구조.
3. 제 1 항에 있어서,

   상기 몸체는 운반을 용이하게 하기 위한 견인수단과, 상기 상부압력 지지대를 지지하는 턱을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 비 노출 배수로구조.
4. 제 1 항에 있어서,

   상기 몸체는 길이 방향의 양 단부에 마련되는 이음부 홈과,

   상기 이음부 홈에 삽입되는 이음부재를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 비 노출 배수로구조.
5. 제 1 항에 있어서,

   상기 탄성층은 바인더와 혼합한 탄성칩으로 이루어져 있으며,

   상기 투수층은 쇄석, 또는 바인더와 혼합한 숯, 코르크 및 야자섬유로 이루어진 것을 특징으로 하는 비 노출 배수로구조.
6. 제 1 항에 있어서,

   상기 상부압력 지지대는 우수가 쉽게 배수되도록 하는 홀을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 비 노출 배수로구조.
7. 제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서,

   상기 배수관 몸체와 연통되는 통공과 상부에 형성된 개구부,

   상기 개구부를 덮는 덮개,

   상기 배수관 몸체를 수용하는 배수관 수용턱 및,

   내측 하부에 우수에 포함된 잔류물을 모으는 포집부를 포함하는 맨홀을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 비 노출 배수로구조.
8. 제 7 항에 있어서,

   상기 덮개는, 탄성칩으로 구성된 상부덮개와 그리드로 이루어진 하부덮개를 포함하는 것을 특징으로 하는 비 노출 배수로구조.
9. 상부가 개방된 배수관 몸체,

   상기 배수관 몸체 내부에 안착되며, 다공성 탄성포장재가 충진된 철제 그레이팅 및,

   상기 철제 그레이팅 상부에 형성되는 다공성 탄성포장재층을 포함하는 것을 특징으로 하는 비 노출 배수로구조.
10. 상부가 개방되고 일 측벽이 타 측벽보다 낮게 형성된 배수관 몸체,

    지지턱을 가지며 상기 배수관 몸체의 낮게 형성된 일 측벽과 연결되는 배수 유도판,

    상기 배수 유도판의 상부로부터 상기 배수관 몸체의 내측 상부에 걸쳐 형성되는 투수층,

    상기 투수층 상부에 형성되는 탄성층,

    상기 탄성층 상부에 위치하며 탄성칩으로 충진되는 상부보강그리드 및,

    상기 투수층 하부로서 상기 배수관 몸체의 내측에 마련되는 상부압력 지지대를 포함하는를 포함하는 것을 특징으로 하는 비 노출 배수로구조.

Images