JP2002070126A - 雨水貯留施設及びその施工方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 雨水を地中に一時貯留することにより、洪水
等の災害を防止し、かつ日常における塵害等も防止で
き、しかも目詰まり等の問題が起こりにくい雨水貯留施
設を提供する。 【解決手段】 主としてクレイからなる表層１０と該表
層の下に設けられた雨水貯留層２０とを有する雨水貯留
施設において、前記表層と雨水貯留層とに隣接する、砕
石を充填してなる透水部４０が、該雨水貯留施設の少な
くとも一部に設けられ、前記表層１０上の雨水が該透水
部４０を経て前記雨水貯留層２０に流入するようにす
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、普段は主としてグ
ラウンド等に使用され、降雨時には地中に雨水を一時貯
留することが可能な雨水貯留施設に関する。

【０００２】

【従来の技術】学校の運動場や各種競技場等として使用
される、主としてクレイからなるグラウンドでは、グラ
ウンド表層土に安定材を混合して表面を固結させ、その
際、表面に勾配を設けて、グラウンド外周等に設けた排
水溝に雨水を導入することにより表面排水を行ってい
る。また、地下排水は暗渠を利用して行っている。

【０００３】上記のような従来工法による舗装構造は、
日本が世界第二の多雨国と言われていた頃には、効率的
な表面排水を行うことにより、ぬかるみや霜害を防止す
るという目的を達成していた。

【０００４】しかしながら、近年都市の過密化が進み、
また地球規模での環境悪化により、ヒートアイランド現
象が起こり、列島内の地下水の枯渇や少雨化傾向に起因
する、塵害やアレルギー性鼻炎の蔓延等の問題が深刻に
なっている。

【０００５】実際、全国５００箇所の試掘調査を行った
結果、表層土の固結によって、表面の雨水がほとんど地
中に浸透せずに、表面排水化している事実が確認され
た。

【０００６】表層土が固結するのは、表層面又は地中２
〜３ｃｍのところに、シルト及び粘土の懸濁が堆積し
て、目詰まりを生じ、クラストを形成するためである。

【０００７】そのメカニズムは、八幡敏雄著「土壌の物
理」（東大出版、１９７５年出版）によれば、次の通り
である。すなわち、降り始めの雨滴は地面の表層に並ぶ
土粒子の集合体をたたき、揺さぶりをかけるとともに、
それを急速に水浸しにすることによってスレーキングを
起こさせ、粒子相互の結合をゆるめる仕事をする（スレ
ーキングというのは、乾いた土塊を急激に水に浸したと
き、土塊の外側がいち早く飽和し、そのため内部に空気
が閉じ込められ、その圧によって土塊がくずれる現象の
ことである）。引き続く雨滴は以後の打撃によって地表
の表層に厚さの極めて薄いやや目詰まりしたクラストを
つくる。これが原因となって、侵入が少々衰え、地面に
雨水がたまり気味になる。そこへ、さらに降ってくる雨
滴が雨水と分散した土粒子とを混ぜ合わせる。こうし
て、そこに大部分の懸濁質がシルト粘土であるところの
懸濁水ができあがる。そして、それが細かい亀裂やクラ
ストの薄い部分などから土壌層の内部へと流れ込んでい
くものと考えられる。

【０００８】また、上記のように雨水が表面排水化して
いるために、地中の保水量が減少する一方で、海面の水
位は数ｃｍも上昇し、日本近海では海水がどんどん蒸発
する結果、気圧が低下して台風が多く発生している。そ
れも雨台風が多く、一箇所に集中的に降る傾向がある
が、上記したように雨水が地中に浸透しないため、都市
型洪水や土石流等の災害が多発している。

【０００９】上記した問題を解決するために、雨水の表
面排水としての流出を抑制して、地中に一時貯留する必
要がある。

【００１０】その一つの解決方法として、図１に示すよ
うな雨水貯留施設が提案されている。

【００１１】この構造は、グラウンドの表層１の下に砕
石等からなる雨水貯留層２を設け、グラウンドの周囲に
設けられた側溝３を雨水貯留層２と有孔管４で結んだも
のである。雨水は、表層１から雨水貯留層２に直接浸透
すると共に、側溝３に流入し、側溝３から有孔管４によ
って雨水貯留層２に導入されてそこに一時貯留される。
一時貯留された雨水は、その下の地層に浸透し、一部は
有孔管を用いた暗渠排水管５によって外部に排出される
ようなされている。なお、表層１の表面には勾配が設け
られ、側溝３への雨水の流入が促進されている。

【００１２】しかしながらこのような構造においては、
表層１から土が流出して側溝３から有孔管４に流れ込
み、そのため比較的細い有孔管４や雨水貯留層２が短期
間で目詰まりを起こし易く、しかも地中に埋められた有
孔管４を掘り出して修復するのは、事実上極めて困難で
あるという問題があった。

【００１３】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記に鑑み
てなされたものであり、雨水を地中に一時貯留すること
により、洪水等の災害を防止すると共に日常における塵
害等も防止でき、しかも目詰まり等の問題が生じにくい
雨水貯留施設を提供することを目的とする。

【００１４】

【課題を解決するための手段】請求項１の雨水貯留施設
は、上記の課題を解決するために、主としてクレイから
なる表層と該表層の下に設けられた雨水貯留層とを有す
る雨水貯留施設であって、前記表層と雨水貯留層とに隣
接する、砕石を充填してなる透水部が、その雨水貯留施
設の少なくとも一部に設けられ、前記表層上の雨水が該
透水部を経て前記雨水貯留層に流入するようになされた
ものとする。

【００１５】上記雨水貯留施設においては、前記表層及
び雨水貯留層と透水部との間に透水性シートが敷設さ
れ、かつ透水部の上面に目詰まり防止材が敷設されてい
ることが好ましい（請求項２）。

【００１６】また、前記表層は、団粒構造安定化材を用
いて得られた耐水性団粒構造土からなることが好ましい
（請求項３）。

【００１７】さらに、前記雨水貯留層は、団粒構造安定
化材を用いて得られた耐水性団粒構造土を含有してなる
ことが好ましい（請求項４）。

【００１８】請求項５の雨水貯留施設の施工方法は、主
としてクレイからなる表層と該表層の下に設けられた雨
水貯留層とを有する、グラウンドの雨水貯留施設の施工
方法であって、施工現場の土を掘削し、篩い選別して、
細粒土と粗粒土とに分別し、砕石及び／又は前記粗粒土
を用いて雨水貯留層を形成し、前記細粒土に団粒構造安
定化材を添加し、混練して得られた団粒構造土を用いて
前記雨水貯留層の上に表層を形成し、前記表層と雨水貯
留層とに隣接させて、砕石を充填してなる透水部を形成
することからなる。

【００１９】上記施工方法においては、前記粗粒土に団
粒構造安定化材を添加し、混練して得られた団粒構造土
を用いて前記雨水貯留層を形成することが好ましい（請
求項６）。

【００２０】

【発明の実施の形態】以下、図を用いて本発明をさらに
具体的に説明するが、本発明はこれに限定されるもので
はない。

【００２１】図２は、本発明の一実施例である雨水貯留
施設を示す模式断面図である。

【００２２】本図において、符号１０はグラウンドの表
層、２０は雨水貯留層、３０は側溝、３１は側溝の蓋、
４０は透水部、４１は目詰まり防止材、５０は透水シー
ト、６０は暗渠排水管、６１は砕石、６２は透水フィル
ターをそれぞれ示す。

【００２３】本図に示された雨水貯留施設では、表層１
０の下に雨水貯留槽２０が設けられ、これら両者に接す
るように透水部４０が設けられている。表層１０は、好
ましくは耐水性団粒構造土からなり、雨水貯留槽２０
は、砕石及び／又は団粒構造土からなり、透水部４０
は、砕石を充填してなる。これらについては後述する。
透水部４０のさらに外側には、側溝３０が設けられ、側
溝３０には蓋３１が設けられている。

【００２４】表層１０及び雨水貯留槽２０と透水部４０
との間には、透水シート５０が敷設されている。透水部
４０の上には、目詰まり防止材４１が敷設されている。

【００２５】雨水貯留槽２０の下には、溝が形成されて
排水管６０が配され、排水管６０の周囲には砕石６１が
充填されている。排水管６０は多孔管であり、外部の排
水施設に接続されている。

【００２６】上記の構造を有する雨水貯留施設において
は、雨水が図中に矢印で示したように表層１０中に一部
浸透しながら表層１０上を流れ、透水部４０に到達す
る。通常の降雨であれば、その雨水はほとんどが透水部
４０に流入するが、単位時間当たりの降雨量が特に多
く、透水部４０への流入許容量を超えた場合は、透水部
４０の表面を通過して、側溝３０に流入する。

【００２７】上記において表層１０に浸透した雨水は、
そのまま下方向に浸透を続けて雨水貯留槽２０に流入し
てここに一時貯留される。また、透水部４０に流入した
雨水も、透水シート５０を経て、表層１０及び雨水貯留
槽２０に浸透又は流入する。雨水貯留槽２０に貯留され
た雨水は、一部はその下の地層に徐々に浸透して自然に
消散し、一部は暗渠排水管６０を経て外部に排水され
る。

【００２８】表層１０の表面には、従来技術と同様、雨
水が滞りなく流れるように適度な勾配を設けるのが好ま
しく、勾配の大きさは、通常０．５〜０．７°程度とす
る。

【００２９】上記の構造によれば、雨水が砕石が充填さ
れてなる透水部４０を経て雨水貯留槽２０に流入するの
で、比較的細い有孔管を用いた従来技術と比べて目詰ま
りのおそれは格段に小さくなり、万一目詰まりを起こし
た場合でも、透水部４０のみの掘削ですむので修復が容
易である。

【００３０】しかも、透水部４０の上に目詰まり防止材
４１が敷設されているので、目詰まり防止材４１を必要
に応じて交換することにより、透水部４０の目詰まりを
ほぼ完全に防止できる。

【００３１】上記した表層１０を構成する土としては、
好ましくは団粒化した土を用いる。団粒化した土を用い
た場合、透水性に優れるので降雨後短時間で雨水が地中
に浸透してグラウンドが使用可能な状態になると共に、
表層１０に保水性が付与されるので日常の塵害防止効果
が顕著である。また、適度な弾性も付与されるので、地
面から人体への衝撃が緩和され、運動中の転倒等による
ケガも防止できる。

【００３２】特に、アルミナ等を含む原料からなる団粒
構造安定化材（水硬性結合材）を用いて団粒化した場
合、団粒構造に耐水性が付与されて団粒構造が長期間持
続する。従って、上記透水性等の各効果が持続すると共
に、表層土が雨水と共に流出しにくくなるので、透水部
や雨水貯留層の目詰まりのおそれは、より小さくなる。
団粒構造安定化材の種類は、特に限定されないが、廃棄
物の有効利用を兼ねて、浄水場の上水（浄水）汚泥を原
料とするものが好適に利用できる。中でも、団粒構造安
定化材自体に団粒構造を付与したものが好ましく、その
ような団粒構造安定化材は、例えば、上水汚泥を脱水・
乾燥した脱水ケーキを粉砕後団粒化篩選別機に投入し
て、団粒化しながら篩選別し、得られた一定粒径以下の
原料を砂などの多孔性材料と混合して混練機で混練する
ことにより得られる。

【００３３】上記表層１０の厚さは、通常３０〜１００
ｍｍ程度であり、好ましくは、７０〜１００ｍｍ程度と
する。

【００３４】雨水貯留層２０は、従来技術と同様、砕石
を敷き詰めて構成することもできるが、砕石に代えて、
あるいは砕石と共に後述する粗径団粒構造土を用いるこ
とができ、その場合、砕石の使用量を減らすことができ
て経済的に有利であるのみならず、グラウンドの弾性も
より向上する。

【００３５】雨水貯留層２０の厚さは、通常１００〜５
００ｍｍ程度である。

【００３６】上記表層１０と雨水貯留層２０を構成する
素材としては、次に述べるように、グラウンドの劣化土
を利用して得られる団粒構造土を用いることが、環境保
全や経費節減の点から特に好ましい。

【００３７】すなわち、施工現場から採掘した劣化土
を、まず団粒化篩選別機を用いて団粒化しながら篩い選
別し、細粒土と粗粒土とに分別する。得られた細粒土と
粗粒土にそれぞれ団粒構造安定化剤を加え、混練機で混
練することにより、耐水性のある団粒構造土が得られ
る。細粒土から得られた細粒団粒構造土は表層１０に、
粗粒土から得られた粗粒団粒構造土は雨水貯留層２０に
それぞれ用いる。なお、上記したように、雨水貯留層２
０には、粗粒団粒構造土と小石や砕石とを混合して用い
ることもできる。

【００３８】透水部４０は、上記した雨水の流れが確保
されるように、表層１０と雨水貯留層２０の両者に接す
るように設けられることが必須の要件である。従って、
その厚さは、表層１０と雨水貯留層２０の厚さにより決
定され、本実施例では、その底面は、雨水貯留層の底面
とほぼ同じ高さ、上面は、表層１０の表面とほぼ同じ高
さにそれぞれ設定されているが、これに限定されず、例
えばその底面をこれより高くすることができる。

【００３９】透水部４０の幅も、本発明の目的が達成さ
れる範囲内で決定すればよいが、通常は２００〜３００
ｍｍ程度である。

【００４０】さらに、設置場所、設置数及び長さも特に
限定されず、降雨量やグラウンドの条件に応じて個別に
決定する。すなわち、グラウンドの周縁部に沿ってその
全体に設けてもよいが、通常は周縁部の最も適切な部分
に沿って設ければよい。例えば、グラウンドが四角形で
全体的に傾斜している場合、低い側に位置する一辺のみ
に設けてもよく、この一辺を含む二辺又は三辺に設けて
もよい。また、グラウンドが円形や不定形の場合、低い
部分を中心に、目的達成に必要な長さと個数設ければよ
い。

【００４１】透水部４０を構成する砕石の大きさは、通
常は、２０〜４０ｍｍ程度（４〜５号）であり、３０〜
４０ｍｍ程度が好ましい。また、有効間隙率は、通常２
５〜４０％程度とし、約３０％が好ましい。

【００４２】透水シート５０は、表層及び雨水貯留層
と、透水部との間に、目詰まり防止のために用いられる
もので、例えば１層又は多層の不織布等のフィルターか
らなるものである。その具体例としては、タキロン
（株）製グリ・シートＫＰ１２−３００、ＫＰ１２−６
００、ＫＰＹ１２−４００等が挙げられる。

【００４３】目詰まり防止材４１は、透水部４０の上面
に、目詰まり防止のために敷設されるものであり、例え
ば図３に示すような３層構造を有するポリエチレン面状
排水材が好適に用いられる。図３に示されたポリエチレ
ン面状排水材は、高密度ポリエチレンの帯４２を波形に
成形して多数並列し、その両面をポリエチレンネットか
らなるフィルター材４３で覆ったものである。ポリエチ
レン面状排水材の具体例としては、東拓工業（株）製Ｔ
ＡＣメンドレン等が挙げられる。

【００４４】側溝３０及びその蓋３１は、本発明におい
て必須ではないが、設置する場合は従来のものと同様に
構成すればよく、側溝３０内の雨水は、排水管その他適
当な手段によって外部に排出されるようにする。

【００４５】なお、上記表層１０、雨水貯留層２０、透
水部４０、透水シート５０の設置順序としては、透水部
４０を先に設け、その側面に透水シート５０を設けてか
ら、雨水貯留層２０及び表層１０を順に設けてもよく、
あるいは雨水貯留層２０及び表層１０を先に設け、その
側面に透水シート５０を設けてから、透水部４０を設け
てもよい。

【００４６】

【発明の効果】請求項１の雨水貯留施設によれば、雨水
が雨水貯留槽に一次貯留されることにより、洪水等の災
害が防止され、また、乾燥による日常の塵害等も防止さ
れる。そして、雨水が砕石を充填してなる透水部を経て
雨水貯留層に貯留されるので、従来の有孔管を用いたも
のと比較して表層から流出した土による目詰まりなどの
トラブルが生じ難く、万一生じた場合でも修復が容易で
ある。

【００４７】請求項２のものによれば、透水部の目詰ま
りがより確実に防止され、メンテナンス（目詰まり防止
材の交換）も極めて容易である。

【００４８】請求項３のものによれば、表層の透水性が
確保され、また表層からの土の流出が抑制される。

【００４９】さらに、保湿性及び弾性の向上により、塵
害防止効果がより向上すると共に、地面から人体への衝
撃が緩和され、転倒時のケガも防止できる。これは請求
項４のものについても同様である。

【００５０】請求項５及び６の施工方法によれば、上記
した各効果が得られる雨水貯留施設が得られるのみなら
ず、廃棄物の有効利用を図ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】従来の雨水貯留施設を示す模式断面図である。

【図２】本発明の一実施例を示す模式断面図である。

【図３】目詰まり防止材（ポリエチレン面状排水材）を
示す斜視図である。

【符号の説明】

１……表層 ２……雨水貯留槽 ３……側溝 ４……有孔管 １０……表層 ２０……雨水貯留槽 ３０……側溝 ３１……蓋 ４０……透水部 ４１……目詰まり防止材 ４２……高密度ポリエチレン製帯 ４３……フィルター材 ５０……透水シート ６０……暗渠排水管 ６１……砕石 ６２……透水フィルター

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】主としてクレイからなる表層と該表層の下
   に設けられた雨水貯留層とを有する雨水貯留施設であっ
   て、 前記表層と雨水貯留層とに隣接する、砕石を充填してな
   る透水部が、該雨水貯留施設の少なくとも一部に設けら
   れ、 前記表層上の雨水が該透水部を経て前記雨水貯留層に流
   入するようになされたことを特徴とする雨水貯留施設。
2. 【請求項２】前記表層及び雨水貯留層と透水部との間に
   透水性シートが敷設され、かつ透水部の上面に目詰まり
   防止材が敷設されたことを特徴とする、請求項１に記載
   の雨水貯留施設。
3. 【請求項３】前記表層が、団粒構造安定化材を用いて得
   られた耐水性団粒構造土からなることを特徴とする、請
   求項１又は２に記載の雨水貯留施設。
4. 【請求項４】前記雨水貯留層が、団粒構造安定化材を用
   いて得られた耐水性団粒構造土を含有してなることを特
   徴とする、請求項１又は２に記載の雨水貯留施設。
5. 【請求項５】主としてクレイからなる表層と該表層の下
   に設けられた雨水貯留層とを有する、グラウンドの雨水
   貯留施設の施工方法であって、 施工現場の土を掘削し、篩い選別して、細粒土と粗粒土
   とに分別し、 砕石及び／又は前記粗粒土を用いて雨水貯留層を形成
   し、 前記細粒土に団粒構造安定化材を添加し、混練して得ら
   れた団粒構造土を用いて前記雨水貯留層の上に表層を形
   成し、 前記表層と雨水貯留層とに隣接させて、砕石を充填して
   なる透水部を形成することを特徴とする、雨水貯留施設
   の施工方法。
6. 【請求項６】前記粗粒土に団粒構造安定化材を添加し、
   混練して得られた団粒構造土を用いて前記雨水貯留層を
   形成することを特徴とする、請求項５に記載の雨水貯留
   施設の施工方法。