| 연구개발개요 |
○ 자동 노면수 저류시스템 개발 - 최근의 기후변화로 인한 시간당 강우량이 증가함에 따라 도로부 및 저지대의 내수 배제 불량에 따른 도시내수침수 피해가 늘어가는 실정이나 과밀화된 도심지의 지하 공간 부족으로 저류시설의 설치가 매우 어려운 상황이므로 도시 배수시설과 연계된 도로 측구부 저류시설의 설치를 통한 내수 침수 지연 및 치수 능력 향상을 통해 내수 침수 방어 능력을 극대화 할 수 있는 무동력 측구 저류시스템 구축 - 기존 도로 측구 시설을 이용한 저류시스템 도입으로 도심지 지하공간의 신규 저류시설의 설치에 비해 예산 절감 효과 발생○ 자동 노면수 저류시스템의 시공 및 유지관리 기술 개발구축 - 전기적인 동력이나 인위적인 힘을 사용하지 않고 무동력(부력)을 활용하여 도시 배수시설의 배수 및 저류가 자동적으로 가능하도록 하여 도시 관거시설의 유기적인 배수능력의 확보 - 측구 저류조의 저류효율 향상을 위하여 기존에 사용하는 일반 PC 암거 보다 고강도를 유지하면서 외벽 두게가 얇은 형태의 암거 구조물 설계를 위하여 초고강도 콘크리트를 활용한 측구 저류조를 개발하여 최적 단면 설계를 위한 시공 및 설계 방안을 제시하고 시제품 제작 - 측구 저류조의 시공 후에는 유지관리를 위한 방안이 필요하므로 소구경 관거의 관리 방안과 비슷한 유지관리 기술 제시○ RFID 기반 측구 저류조 통합관리 시스템 개발 - 대부분의 하수관거 시설을 지하에 설치되어 역류 및 배수 불량에 따른 관거 시설에서의 문제 상황을 도시 침수시에 실시간으로 확인이 어려운 상황이므로 본 연구에서 는 측구 저류 시스템 뿐만 아니라 하수관거의 배수 상황을 실시간으로 모니터링하기 위하여 IoT 기술을 융합한 계측센서(동적센서)와 근거리이동통신(RFID)이 적용 된 역류방지 개폐도어 작동 여부 확인이 가능한 센싱 기술을 도출하고 빗물받이 상단에 설치되는 RFID 그레이팅을 통해 모니터링에 필요한 계측 값을 획득하여 통신 모듈을 통해 통합관리 플랫폼에 전송하는 노면수 저류 통합관리 시스템을 구현
|
| 최종목표 |
○ 근거리 이동통신(RFID) 기술이 융합된 도로 배수시설 자동역류 방지 및 노면수 저류 통합관리 시스템 개발○ 근거리 이동통신(RFID) 기술을 융합한 도로 배수시설의 구조 개선과 저류능력(효율) 향상을 고려한 설계 및 시공기술의 개발을 통한 도시지역의 침수저감○ 기존 배수 시설에서 배제되었던 도로 측구시설의 구조개선 방안의 제시를 통하여 도심지 배수능력 향상○ 도로 배수시설의 구조 개선과 저류 능력(효율) 향상을 고려한 설계 및 시공기술의 개발을 통한 도시지역의 침수저감○ 기존 배수 시설에서 배제되었던 도로 측구시설의 구조개선 방안의 제시를 통하여 도심지 배수능력 향상
|
| 연구내용 및 범위 |
○ 도로내 노면수 저류시스템 개발 - 도시유출 및 설계 모형을 활용한 도로내 노면수 저류시스템의 효과 분석 - 수리실험을 통한 도로내 자동 역류 방지 및 노면수 저류시스템의 적용성 분석 - 시범유역 적용을 통한 도로내 노면수 저류시스템의 효과(치수 및 경제성) 분석○ 도로내 노면수 저류시스템의 시공 및 유지관리 기술 개발 - 역류수 유입 방지를 위한 역류 개폐도어 개발 및 도로내 관거 저류조 연결 빗물받이 개발 - 노면 유송잡물 및 비점오염 저감을 위한 개선 빗물받이 개발 - 초고강도 콘크리트 활용 빗물받이 및 저류조 개발 - 도로내 노면수 저류시스템의 적용을 위한 시공 및 유지관리 기술 개발○ 근거리 이동통신(RFID) 기반 노면수 저류 통합관리 시스템 개발 - 근거리 이동통신(RFID) 기반 노면수 저류조 계측센서(동적센서) 및 통신모듈 개발 - 빅데이터 및 AI 기반 노면수 저류 통합관리 시스템 개발- 본 연구과제의 비전은 도심지 내수침수로 인한 피해를 최소화하기 위하여 도시 배수시설의 구조 개선과 저류 능력(효율) 향상을 고려한 설계 및 시공기술의 개발 및 기존 배수 시설에서 배제되었던 도로 측구시설의 구조개선의 창의적인 저류공간의 확보 및 설계 기술의 개발을 통한 도심지 배수시설의 배수능력 향상에 있음 본 연구에서 제안하는 자동 역류방지 및 노면수 저류시스템은 이와 같은 문제 해결이 가능하며 동력을 사용하지 않고 자동적으로 운영되는 창의적인 기술이다. 자동 노면수 저류시스템은 평상시에는 빗물받이로부터 유입되는 도로에서의 유출량을 중앙 배수관거로 유입시키다가 하천수위의 상승 및 도심지 저지대 배수분구의 침수로 인하여 중앙 배수관거가 만관이 될 경우 역류차단 개폐도어에서 부력에 의하여 자동으로 빗물받이와 연결부에서 닫히면서 빗물받이에서 도로로의 역류를 차단하는 시스템을 구현한다.- 동시에 도로로부터 유입되는 유출수는 노면수 저류조로 유입되면서 자동으로 노면수 저류조에 저류된다. 측구는 도로의 경사를 따라서 설치되기 때문에 상류부 빗물받이로부터 유입되는 유출수는 노면수 저류조를 따라서 하류부로 이동하게 되어 하류부 노면수 저류조에서부터 상류부 노면수 저류조로 지속적으로 저류시킨 다. 측구 말단부 빗물받이와 직상류부 빗물받이 사이의 노면수 저류조에 유출수가 모두 저류되면 역류차단 개폐도어에 의해서 직상류부 빗물받이의 노면수 저류조의 연 결부가 자동으로 닫히게 되고, 이와 같이 연속적으로 상류부로의 저류가 가능하게 된다. 이후 하류부 침수 상황이 해소가 되면 자연스럽게 빗물받이에서의 역류차단 개 폐도어가 열리게 되면서 중앙 배수관거로의 배수가 가능한 시스템이다.- 또한, 본 연구에서 개발하고자 하는 노면수 저류 시스템의 관거 역류 및 도심지에서의 침수 저감 효과를 향상시키기 위해서는 도로의 노면 측구를 통하여 유입되는 각종 유송잡물을 차집할 수 있으면서도 노면수가 하수관거 시설로 배수될 수 있는 빗물받이 필요하므로 본 연구에서는 빗물받이 내에서 유송잡물을 차집하면서도 우수 를 관거시설로 배수할 수 있는 빗물받이 형상 및 차집 필터(가이드)를 개발하여 크기가 큰 유송잡물 뿐만 아니라 도로에서 발생하는 비점오염원을 차단이 가능하고 빗물 받이 청소 등을 위한 유지관리 비용을 절감할 수 있도록 탈부착이 가능한 비점오염원 저감 빗물받이를 개발한다. - 대부분의 하수관거 시설을 지하에 설치되어 역류 및 배수 불량에 따른 관거 시설에서의 문제 상황을 도시 침수시에 실시간으로 확인이 어려운 상황이므로 최종적으로 본 연구에서는 측구 저류 시스템 뿐만 아니라 하수관거의 배수 상황을 실시간으로 모니터링하기 위하여 IoT 기술을 융합한 계측센서(동적센서)와 근거리이동통신(RFID) 이 적용된 역류방지 개폐도어 작동 여부 확인이 가능한 센싱 기술을 도출하고 빗물받이 상단에 설치되는 RFID 그레이팅을 통해 모니터링에 필요한 계측 값을 획득하여 통신모듈을 통해 통합관리 플랫폼에 전송하는 그림 2.6과 같은 노면수 저류 통합관리 시스템을 구현한다.
|
