JP2005194859A - 多目的雨水貯留浸透施設 - Google Patents

Abstract

【課題】在来設置されてきた雨水貯留施設では利水機能はあるが浸透機能はないので貯留槽が一杯の時に降雨があると余剰水として河川に流出する。浸透施設は降雨時に自然浸透するのみで浸透能力は固定されて降雨の強弱には関係なくまた晴天時には浸透機能は停止する。これらの問題点を解決し降雨を最大限に捕らえ、これを積極的に有効活用する。
【解決手段】貯留施設と浸透施設を送水管で連結し、季節、貯留量、降雨量、利水量に応じて浸透施設への送水を制御する。浸透施設は不透水膜と透水層を交互に作り、雨水の横移動により目詰りを防止する。浸透管は垂直に立て、下方から送水されるのでこの浸透管内部の水位により浸透層の浸水面積は変化し、水位による浸透層への圧力の変化も作用し、浸透量の変化、制御を容易にした。
【選択図】図１

Description

本発明は雨水を有効活用する為の雨水貯留浸透施設に関するものである。

近年都市化の進展に伴い建物や道路の舗装等により雨水の地表からの浸透可能な地域は少なくなり雨水が直接河川に流入し河川の溢水、氾濫が多発するようになった。また地下水位の低下は湧水の枯渇を招き、河川の常時の流量を減少させ、地表の高温、乾燥によるヒートアイランド現象の一因とも言われている。水資源確保の意味でも雨水は貴重である。この為に雨水貯留施設、浸透施設は今日多くの地域で採用されるに至っている。本発明は雨水を貯留し、有効活用し、地下浸透を計る多目的な施設であり、この技術分野に大きく寄与すると考えられる。

在来は雨水貯留施設と浸透施設は各々別個のものとして使用されている。住宅地等の大規模開発の場合には雨水貯留施設として調整池が用いられてきた。これは平地に凹部を作り、雨が降った場合には一時的に凹部を池の様に雨水を貯留し、雨が止むと自然に河川に放流され、一部の雨水は調整池底部より地下に浸透される。雨が止んで河川への放流は河川の氾濫防止には効果的であるが、雨水の利用はさせていない。また調整池よりの地下浸透は底部に泥膜が形成され、浸透能力の低下が発生する。この施設は大きな土地面積を必要とし、晴天時の使用目的も限定されるので都市に於ける土地の有効活用の面からも問題がある。

雨水貯留施設は地下空間を作り、雨水を貯留し、生活用水として利用されているのもある。降雨量は季節、及びその時々により大きく変動するが貯留量が固定化されているので、降雨量の変化に対応する事が難しい。浸透施設との連携も無いので地下浸透もなく雨水の有効利用の面から問題がある。

雨水浸透施設には浸透トレンチ、浸透ます、透水性舗装、浸透池などがある。これらは基本的に透水性の高い砂、砕石等を介して地中に雨水を浸透させるもので雨水は単に重力により下方に移動するのでその際雨水に浮游する微粒子を引き込み、長年月の期間に浸透施設底部に目詰りを起こし、浸透能力を低下させる原因となっている。更にこの目詰りを補修、復元させることは困難で、また浸透量も常時正確に把握する事は出来ていない。

雨水浸透施設は施設内に雨水が自然流下又は貯留して重力により地下浸透がなされるのであくまで自然的な浸透能力で浸透量は固定されている。一方降雨量は常時季節、年次、年間を通じて変化するので浸透能力を上回る降雨量には対応出来ず、また反対に渇水期にも地下浸透が行われ、雨水の有効利用に問題がある。

解決しよう問題点は雨水貯留施設、浸透施設の能力を季節、時期により変化する降雨量に適切に対応出来る様にすることと、周辺環境に応じて貯水を利水、地下浸透水に配分使用することが可能なる様にする点である。

本発明は次のような手段で解決される。
雨水貯留施設と浸透施設を送水管でつなぎ、季節による降雨量と貯留水量により利水、浸透水を自動制御で連携操作をさせる。浸透施設の浸透層は人工的な水平地層にし、雨水の横移動を計り送水管に有孔浸透管を垂直に立てて送水し、この水圧を調整をする事で浸透量の調整を周辺環境に対応させる。

本発明により、豊水期、渇水期とも雨水の有効利用は一層可能となり、積極的な雨水の地下浸透が計られる様になる。

貯留施設と浸透施設を送水管で連結し、浸透水ポンプ、利水ポンプ、浸透層水位計、貯留槽水位計を備え付け、季節による降雨量と貯留量を関連させて制御すれば両施設を最も有効に機能させる事が出来、貯留した雨水を無駄無く利用する事が可能になる。

図１は本発明の実施例であり多目的雨水貯留浸透施設の一般図を示す。地盤１を開削し、貯留槽３を支持台１５の上に据付、埋設土１６で地下に貯留槽を設置する。浸透施設は地盤１を開削し、不透水膜７と砂、砕石等よりなる透水層８を交互に層状に配列し、送水管５及び適宜小穴の開いた浸透管６を不透水膜７を貫通して垂直に立てられ埋設土１４にて地表を固めた構造となっている。両施設は送水管５で連結されている。、

貯留施設には雨水を集水する流入管２が取り付けられ、貯留槽３が一杯になると排水溝に流れる様になっている。利水管４は利水ポンプ１０で送水され、トイレ洗浄、散水、洗車、ビル空調用、緑化灌水等の目的に利用する。送水管５は浸透水ポンプ９で送水され、浸透施設内で浸透管６より雨水が流出し透水層８を経て地盤１に雨水が浸透する。

透水層８に流出した雨水は透水層内の水圧を受けて不透水膜７に遮られつつ透水層８を横に移動し、地盤１に到達し、地中に浸透吸収される。雨水に浮遊する微粒子は不透水膜７上に沈澱し雨水の横移動を妨げる事はない。

貯留槽３には貯留水位を計る貯留水位計１１，浸透層内には透水層８の水位を計る浸透層水位計１３が設置され、制御函１２はこれらの両水位計と浸透水ポンプ９、利水ポンプ１０とが互いに連動して制御される．

貯留槽の残存水量は貯水総量の比率で表１の残存水指数（Ａ）と規定する。

降雨量は地域、季節により変動する。例えば東京都の月別降雨量は気象庁統計により過去３０年平均は表２の如くなっていてこれを基礎に降雨量の強弱を季節降雨指数とし、残存水指数と季節降雨指数との積で管理指数として制御する。
管理指数＝残存水指数（Ａ）×季節降雨指数（Ｂ）

浸透水量の増減は送水ポンプの水圧の大小により成される。雨水は浸透層下部より浸透が始まり逐次送水が増えると上方に水位が上がり内部の水圧は上昇する。この水位の上昇した高さに幅を掛けた面積の大小及び水圧の影響により浸透水量は増減する。浸透水量は浸透層内部に設置した浸透層水位計１３により送水ポンプ９を制御すれば容易に柔軟に雨水を地下浸透水量を調整する事が出来る。これは設置地点に於ける地盤側の透水性にも大きく影響を受けるので事前の調査が必要である。これにより降雨量の強弱があっても地下浸透水量を調節し、余剰水の河川放流を少なくする事が出来る。

雨水の利用状況は前記の管理指数により概略表３の様に規定し、制御函１２には電子回路による利水ポンプ１０、浸透水ポンプ９、貯留水位計１１、浸透水位計１３により全体的な自動制御がなされる。

利水と浸透水は常に両者の総量で管理され、残存水指数が高くなると浸透水への送水が多くなり余剰雨水の捕足に有効に作用する事になる。

雨水を貯留し、利水、地下浸透水に使用する事は環境保全、水資源保護、河川の氾濫防止に役立ち、非常災害時の防災用水としても利用出来るのでその効果は大きく、既存の技術、産業の組み合わせで実現可能なので環境産業、防災産業として発展すると考えられる。

多目的雨水貯留浸透施設の一般図としての説明図である。図の左側は雨水貯留施設、右側は雨水浸透施設の各々断面を示す。 雨水貯留施設の側面図としての説明図である。 雨水浸透施設の側面図としての説明図である。

符号の説明

１ 地盤
２ 雨水集水管
３ 雨水貯留槽
４ 利水管
５ 送水管
６ 雨水浸透管
７ 不透水膜
８ 透水層
９ 送水ポンプ
１０ 利水ポンプ
１１ 貯水槽水位計
１２ 制御函
１３ 浸透層水位計
１４ 埋設土
１５ 支持台
１６ 埋設土

Claims (2)

1. 雨水貯留施設と浸透施設を送水管にて連結し、季節による降雨量と貯留量に準じて利水、浸透水の両者を自動制御し、雨水を有効利用する方法。
2. 浸透施設の浸透層は不透水膜と透水性の高い砂、砕石等を交互に水平に配列した人工的水平地層で雨水の横移動を計り、不透水膜を貫通する垂直な透水管に下方より雨水を送り、この水位の調節により浸透量を調節する方法。

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