JP2001329602A - 地表水の地下排水装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 地表水を効率よく地下に排水するための装置
に関する。 【解決手段】 地表Ｅ近傍に埋設した集水部材１０と、
該集水部材の底壁１２に形成した流出孔１２ａに上端開
口部が連結され、下端部の透水部が非帯水層Ｃに到達す
る落水管３０とを備え、前記集水部材内に第一フィルタ
ー１３を介して流入した地表水を第二フィルター１４を
介して前記落水管へ、更に該落水管の前記透水部から前
記非帯水層Ｃに排水する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、地表水の地下排水
装置、更に詳しくは、海岸砂丘地帯などの地下水位が高
い地盤において、雨水や雪解け水等により地下水位がさ
らに上昇した地表水を地中の非帯水層へ排水するための
装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】図１に示すように、例えば海岸砂丘地帯
の地盤では、地表から近い順に、透水性の高い中粒砂か
らなる帯水層Ａ，透水性の低いシルトや粘土からなる不
透水層Ｂ，透水性の高い砂礫等からな非帯水層Ｃの三層
構造から構成されており、透水性が非常に高い帯水層Ａ
にはその下部の不透水層Ｂによって大量の地下水が滞留
していて、帯水層Ａ中の地下水位Ｄが地表面に近い場所
に存在している。

【０００３】このように、地下水位Ｄの高い地盤におい
ては、地下水の利用が容易であるという利点から畑地や
水田の灌水として利用されてきたが、降雨の時期などに
おいて地下水位Ｄがさらに上昇して地表部が冠水するこ
とが頻繁に起こり、畑地等では農作物が多大な被害を受
ける、といった深刻な問題が発生していた。

【０００４】このような問題点を解決するため、側溝の
底壁に穴を開けたり、底壁をポーラス状にしたり、或い
は又、側溝の底壁に開けた穴に水浸透管の一端を装着
し、該水浸透管の他端を帯水層Ａ中に開口するように設
置することにより、側溝内の雨水を地中へ浸透させる方
法が採られている。また都市部では、雨水等の地中への
浸透が減少していることから、地表Ｅから帯水層Ａまで
導水装置を設置して、地下水位Ｄを十分に確保する方法
が採られている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかし、海岸砂丘地帯
などの地下水位Ｄが高い地盤にあっては、降雨時におい
て地表水を帯水層Ａに排水しても再び地表Ｅに溢出して
しまい、何ら問題の解決にはならない。そこで、本発明
者等は、地表Ｅに溢出した雨水等の地表水を透水性の高
い非帯水層Ｃに排水還元することにより、冠水による農
作物等の被害を確実に防止することができ、また、都市
部にあっても地下水の保水量を増加させることができ
る、との結論を得て本発明を完成するに至った。

【０００６】ここで、地表水を単に非帯水層Ｄに排水す
るだけでは実質的な問題解決にはならない。すなわち、
頻繁に起こる冠水による被害を最小限に止めるために
は、地表水を効果的に集水及び排水して迅速に対処する
必要があり、また、構成が簡単で比較的容易に施工する
ことができるものでなければならない。さらに、排水を
行なう非帯水層Ｃの環境保全にも配慮する必要がある。

【０００７】本発明は、上記の問題点に鑑みてなされた
ものであり、地下水位の高い地盤において、地表に溢れ
出た雨水等の地表水を効率よく非帯水層に排出し、地表
水による冠水の発生を確実に防止することができるとゝ
もに、容易に施工することができ、且つ非帯水層の環境
保全も図ることもできる地表水の地下への排水装置を提
供することを目的としたものである。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
め、本発明の排水装置は、地表から近い順に帯水層，不
透水層，非帯水層からなる地盤において、地表水を地下
に排水する装置であって、地表近傍に埋設され、側壁に
前記地表水の流入孔を、底壁に流出孔をそれぞれ有し、
これら流入孔及び流出孔に前記地表水を浄化するための
フィルターをそれぞれ取り付けた集水部材と、該集水部
材の上方開放部を塞ぎ、前記流入孔以外から集水部材内
に前記地表水が流入することを阻止する蓋部材と、前記
集水部材の流出孔に上端開口部を連結した中空管であ
り、その下端部が前記非帯水層に到達する落水管とを備
え、前記流入孔から集水部材内に流入した前記地表水
を、前記流出孔から落水管を通じて前記非帯水層に排水
する構成としてある。

【０００９】好ましくは、前記集水部材を、四方の側壁
と底壁からなるコンクリート製の枡状ブロックとした構
成、又は、対向する一対の側壁と底壁からなるコンクリ
ート製の水路ブロックとし、該水路ブロックを複数連結
させて水路を形成した構成とし、さらに、前記蓋部材
に、前記地表水の流入孔を設けるとともに、該流入孔に
前記地表水を浄化するためのフィルターを取り付けた構
成としてもよい。

【００１０】また、前記落水管を、コンクリート製又は
鋼製とし、該落水管の下端部の中空内に砕石を充填した
構成、又は、コンクリート製又は鋼製とした前記落水管
の下端開口に、複数の透水孔を穿設した透水蓋を取り付
けた構成としてもよい。さらに、コンクリート製とした
前記落水管の下端部のみを透水性のコンクリートで形成
した構成、又は、鋼製とした前記落水管の下端部の側面
に複数の透水孔を穿設した構成としてもよい。

【００１１】

【発明の実施の形態】以下、本発明の第一実施形態に係
る排水装置について、図１乃至図４を参照しつつ説明す
る。図１において、本実施形態の排水装置１は、地表か
ら近い順に、帯水層Ａ，不透水層Ｂ及び非帯水層Ｃから
なる地盤において、雨水等で飽和された前記帯水層Ａの
地表部Ｅ近傍における水（地表水）を地下に排水するこ
とを目的とし、図２に示すような集水部材１０と蓋部材
２０及び落水管３０からそれぞれ構成されている。

【００１２】前記集水部材１０は、図２及び図３
（ａ），（ｂ）に示すように、四方の側壁１１と底壁１
２とからなるコンクリート製の枡形ブロックで、各側壁
１１の上縁中央には矩形状の流入孔１１ａが形成されて
おり、該集水部材１０の上方開口部１０ａを前記蓋部材
２０で密閉することにより、前記各流入孔１１ａのみか
ら集水部材１０内に地表水が流れ込むようになってい
る。

【００１３】１３は前記各流入孔１１ａに取付けた第一
フィルターで、地表Ｅ近傍に溢れた地表水から土砂，塵
等を除去して浄化するためのものであり、前記流入孔１
１ａ内に圧入された第一フィルター１３は、図３（ｂ）
に示すように、透水孔を多数穿設した二枚の固定板１３
ａ，１３ｂで内外から挟み、該各固定板１３ａ，１３ｂ
をボルト１３ｃにより側壁１１に固定することにより取
付けられている。

【００１４】１２ａは前記集水部材１０の底壁１２に形
成した円形の流出孔で、図３（ｂ）及び図４に示すよう
に、前記流入孔１１ａから第一フィルター１３を介して
集水部材１０内に流れ込んだ地表水を外部に流し出すた
めのものであり、この流出孔１２ａには地表水を浄化す
るための第二フィルター１４が取付けてある。なお、こ
こで使用する前記第一フィルター１３及び第二フィルタ
ー１４は、砂粒，塵などを取り除けるものであれば材
質，形状は問わない。

【００１５】この第二フィルター１４は前記流出孔１２
ａ内に圧入されており、その上下両面を流出孔１２ａ内
に嵌合により設置した上下二枚の固定円板１４ａ，１４
ｂにより挟み込んで固定されている。そして、この固定
円板１４ａ，１４ｂには透水孔が多数穿設されており、
前記第二フィルター１４の下面側に取り付けた固定円板
１４ｂの下面には、後述する落水管３０の上端開口部３
０ａの内周面と係合する係合片１４ｃが突設している。

【００１６】３０は円筒状の落水管で、図２及び図４に
示すように、その上端開口部３０ａは集水部材１０の前
記流出孔１２ａ内に嵌合によって装着されており、他方
の下端開口部３０ｂは非帯水層Ｃに達している。そし
て、本実施形態では、この落水管３０の帯水層Ａ，不透
水層Ｂに位置する部分を非透水性の普通コンクリートで
形成した非透水部３１とするとゝもに、非帯水層Ｃに位
置する下端部を透水性のポーラスコンクリートで形成し
た透水部３２としてある。なお、図中、３３は前記透水
部３２の中空内には充填した砕石である。

【００１７】したがって、集水部材１０の流出孔１２ａ
から流れ出た地表水は第二フィルター１４を介して落水
管３０内に流下し、該落水管３０の下端部に形成した透
水部３２及び砕石３３により更に浄化された上で非帯水
層Ｃに排水される。なお、透水部３２内に砕石３３を充
填して落水管３０の下端開口部３０ａを塞ぐことによっ
て、非帯水層Ｃから落水管３０内への砂礫などの侵入を
防止することができるとゝもに、透水性を有する透水部
３２及び砕石３３とにより地表水を効率よく非帯水層Ｃ
へ排水することができる。

【００１８】次に、上記構成からなる本実施形態の排水
装置１の施工方法について、図１，図２及び図４を参照
しつつ説明する。まず、図１に示すような三層の地盤に
おいて、落水管３０をプレボーリング工法又は中堀工法
等によって、その下端開口部３０ｂが非帯水層Ｃに達す
るまで埋設する。このとき、地表Ｅから落水管３０の上
端開口部３０ａまでの深さを、前記集水部材１０の高さ
及び蓋部材２０の厚さの合計とほぼ等しくし、地表Ｅ近
傍に前記集水部材１０及び蓋部材２０の埋設スペースを
確保する。

【００１９】そして、埋設した前記落水管３０の上端開
口部３０ａから所定量の砕石３３を投入し、該砕石３３
を落水管３０の下端部における透水部３２内に充填す
る。その後、集水部材１０の流出孔１２ａ内に落水管３
０の上端開口部３０ａを挿入しつつ集水部材１０を地表
Ｅ近傍に埋設し、前記流出孔１２ａに取付けた第二フィ
ルター１４を介して集水部材１０と落水管３０を連結さ
せる。最後に、集水部材１０の上方開放部１０ａを蓋部
材２０で塞ぎ、本排水装置１の施工が完了する。

【００２０】このような本実施形態の排水装置１によれ
ば、地表Ｅに溢れた雨水等の地表水を各流入孔１１ａか
ら第一フィルター１３により浄化して集水部材１０内に
流し込み、一次浄化したこの地表水を流出孔１２ａから
第二フィルター１４により浄化して落水管３０内に流し
込む。そして、二次浄化したこの地表水を透水部３２と
砕石３３により更に浄化した上で透水性の高い非帯水層
Ｃに排水する。

【００２１】而して、落水管３０の透水部３２と砕石３
３は共に透水性を有するので、その下端開口部３０ｂが
砕石３３により塞がれつつも全体として透水性の高い非
帯水層Ｃに地表水を効率よく排水することができる。し
たがって、冠水に迅速に対処することができるとゝも
に、地表水を三次浄化してから排水するので、非帯水層
Ｃの環境保全を図ることができる。

【００２２】次に、本発明の第二実施形態に係る排水装
置について、図５を参照しつつ説明する。同図におい
て、本実施形態の排水装置２では、集水部材を対向する
一対の側壁４１，４１と底壁４２からなるコンクリート
製の水路ブロック４０とし、該水路ブロック４０を複数
連結させて水路を形成した構成としてある。そして、複
数の水路ブロック４０による前記水路の終端を、例え
ば、図１における海岸Ｆ付近に到達させる。

【００２３】前記水路ブロック４０の両側壁又は一方の
側壁４１の上縁中央には、前記第一実施形態と同様に、
矩形状に切り欠いた流入孔４１ａが形成されており、各
流入孔４１ａには、前記地表水を浄化するための第一フ
ィルター４３が取り付けてある。そして、水路ブロック
４０の上方開放部４０ａを蓋部材５０で塞ぐことによ
り、地表水は各流入孔４１ａのみから前記第一フィルタ
ー４３を介して水路ブロック４０内に流れ込むようにな
っている。

【００２４】また、水路ブロック４０の底壁４２には、
前記第一実施形態と同様に、円形の流出孔４２ａが形成
されており、該流出孔４２ａには地表水を浄化するため
の第二フィルター４４が、前記第一実施形態と同様の透
水孔を有する上下二枚の固定円板４４ａにより挟み込ん
で固定されている。さらに、各水路ブロック４０の流出
孔４２ａには前記第二フィルター４４を介してそれぞれ
落水管６０の上端開口部が連結してあり、該落水管６０
の下端開口部は非帯水層Ｃ内に位置している。

【００２５】ここで、本実施形態において、前記落水管
６０は鋼製の円筒管であり、地中に埋設したこの鋼製の
落水管６０の帯水層Ａ及び不透水層Ｂに位置する部分を
非透水部６１とするとゝもに、非帯水層Ｃに位置する下
端部を、複数の透水孔６２ａを穿設した透水部６２とし
てある。ここで、該透水孔６２ａの孔径の大小，孔数の
多少を変更することにより、地表水の排水量を適宜調整
することができる。なお、図中６３は、前記第一実施形
態と同様に、前記透水部６２の中空内には充填した砕石
である。

【００２６】このような構成からなる本実施形態の排水
装置２によれば、複数の水路ブロック４０からなる水路
によって、第一フィルター４３を介して水路ブロック４
０内に流入した大量の地表水を海岸Ｆに排水すると同時
に、その一部を第二フィルター４４を介して落水管６０
に流下させ、この流下水を落水管６０の下端部から透水
部６２，砕石６３を介して非帯水層Ｃに排水することが
でき、地表Ｅの冠水をより効果的に防止することができ
る。

【００２７】なお、本発明の排水装置は、上述した第一
及び第二実施形態に限定されるものではない。例えば、
上述した各実施形態では、非帯水層Ｃに達する落水管３
０，６０の下端部に砕石３３，６３を充填した構成とし
たが、該砕石３３，６３の代わりに或いは砕石３３，６
３と併用して、図６に示すような透水蓋８０を落水管７
０の下端開口部７０ｂに溶接した構成としてもよい（第
三実施形態）。

【００２８】詳述すると、落水管７０の下端開口部７０
ｂには継手金具７１が取り付けられており、該継手金具
７１は、落水管７０の下端面に設けた端板７１ｂと下端
部外周を覆う補強バンド７１ａとから構成されている。
このような継手金具７１の端板７１ｂに前記透水蓋８０
を溶接等により装着する。該透水蓋８０は、落水管７０
とほぼ同径とした鋼製の円板であり、その中央には複数
の透水孔８１が穿設してある。なお、各透水孔８１内に
フィルター材を充填した構成としてもよい。

【００２９】このような構成によれば、落水管７０内を
流下する地表水を透水蓋８０で最終的に浄化してから非
帯水層Ｃに排水することができるとゝもに、非帯水層Ｃ
から該落水管７０内への砂礫等の侵入を防止することが
できる。また、前記透水蓋８０は予め工場内で落水管７
０に溶接することができるので、上述した砕石３３，６
３を用いた場合と比較して、現場での施工工程を一工程
省略できる。

【００３０】さらに、本発明の排水装置は、上述した第
一乃至第三実施形態に限定されるものではなく、冠水の
防止に必要な排水効率や浄化効率に応じて、集水部材１
０，４０、落水管３０，６０、砕石３３，６３又は透水
蓋８０などの各構成要素の種々の組み合わせによる実施
が可能である。

【００３１】例えば、集水部材１０，４０は集水枡状又
は水路ブロック状の二種類があり、これに対してコンク
リート製又は鋼製のいずれの落水管３０，６０を選択し
ても良い。また、該落水管３０，６０の下端部に透水部
３２，６２を設けるか否かも状況に応じて選択すること
ができる。さらに、この落水管３０，６０には砕石３
３，６３を充填しても、透水蓋８０を取り付けてもよ
く、これら砕石３３，６３及び透水蓋８０を両方を設け
てもよい。

【００３２】これに加え、上述した第一及び第二実施形
態では、集水部材１０，４０の側壁１１，４１にのみ流
入孔１１ａ，４１ａと第一フィルター１３，４３を設け
た構成としたが、前記地表水の集水効率をさらに向上さ
せるため、側壁１１，４１或いは蓋部材２０，５０にも
流入孔とフィルターを設けた構成としてもよい。

【００３３】

【発明の効果】本発明に係る地表水の地下排水装置は、
上記のような構成であるから、地下水位の高い地盤にお
いて、地表水を迅速に非帯水層に排水することができ
る。したがって、地表の冠水を確実に防止することがで
きるとゝもに、非帯水層の環境保全も図ることができ、
施工も容易である、といった諸効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】海岸砂丘地帯の地盤を示す概要図である。

【図２】本発明の第一実施形態に係る排水装置の断面説
明図である。

【図３】同排水装置の構成部材分解斜視図（ａ）と平面
図（ｂ）である。

【図４】同排水装置の要部を示す部分拡大断面図であ
る。

【図５】本発明の第二実施形態に係る排水装置を示す斜
視図である。

【図６】本発明の第三実施形態に係る排水装置の要部を
示す部分斜視図である。

【符号の説明】

１，２ 排水装置 １０，４０ 集水部材 １０ａ 上方開放部 １１ 側壁 １１ａ 流入孔 １２ 底壁 １２ａ 流出孔 １３ 第一フィルター １４ 第二フィルター ２０，５０ 蓋部材 ３０，６０，７０ 落水管 ３０ａ，６０ａ 上端開口部 ３０ｂ，６０ｂ，７０ｂ 下端開口部 ３１，６１ 非透水部 ３２，６２ 透水部 ３３，６３ 砕石 ６２ａ，８１ 透水孔 ７１ 継手金具 ８０ 透水蓋

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 山中 宣昭 山形県酒田市上本町６番７号 前田製管株 式会社内 (72)発明者 佐藤 仁 山形県酒田市上本町６番７号 前田製管株 式会社内 Ｆターム(参考） 2D063 AA12 AA13 AA14 AA15

Claims (9)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 地表から近い順に帯水層，不透水層，非
   帯水層からなる地盤において、地表水を地下に排水する
   装置であって、 地表近傍に埋設され、側壁に前記地表水の流入孔を、底
   壁に流出孔をそれぞれ有し、これら流入孔及び流出孔に
   前記地表水を浄化するためのフィルターをそれぞれ取り
   付けた集水部材と、 該集水部材の上方開放部を塞ぎ、前記流入孔以外から集
   水部材内に前記地表水が流入することを阻止する蓋部材
   と、 前記集水部材の流出孔に上端開口部を連結した中空管で
   あり、その下端部が前記非帯水層に到達する落水管とを
   備え、 前記流入孔から集水部材内に流入した前記地表水を、前
   記流出孔から落水管を通じて前記非帯水層に排水するこ
   とを特徴とする地表水の地下排水装置。
2. 【請求項２】 前記集水部材を、四方の側壁と底壁から
   なるコンクリート製の枡形ブロックとしたことを特徴と
   する請求項１記載の地表水の地下排水装置。
3. 【請求項３】 前記集水部材を、対向する一対の側壁と
   底壁からなるコンクリート製の水路ブロックとし、該水
   路ブロックを複数連結させて水路を形成したことを特徴
   とする請求項１記載の地表水の地下排水装置。
4. 【請求項４】 前記蓋部材に、前記地表水の流入孔を設
   けるとともに、該流入孔に前記地表水を浄化するための
   フィルターを取り付けたことを特徴とする請求項１，２
   又は３記載の地表水の地下排水装置。
5. 【請求項５】 前記落水管を、コンクリート製又は鋼製
   としたことを特徴とする請求項１，２，３又は４記載の
   地表水の地下排水装置。
6. 【請求項６】 前記落水管の下端部の中空内に、砕石を
   充填したことを特徴とする請求項５記載の地表水の地下
   排水装置。
7. 【請求項７】 前記落水管の下端開口部に、多数の透水
   孔を穿設した透水蓋を装着したことを特徴とする請求項
   ５又は６記載の地表水の地下排水装置。
8. 【請求項８】 コンクリート製とした前記落水管の下端
   部近傍のみを透水性のコンクリートで形成したことを特
   徴とする請求項５，６又は７記載の地表水の地下排水装
   置。
9. 【請求項９】 鋼製とした前記落水管の下端部の側壁面
   に複数の透水孔を穿設したことを特徴とする請求項５，
   ６又は７記載の地表水の地下排水装置。