JP2005290767A

JP2005290767A - 沿岸域肥沃化システム

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Publication number: JP2005290767A
Application number: JP2004105586A
Authority: JP
Inventors: Kazuo Nakamura; 和夫中村
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2004-03-31
Filing date: 2004-03-31
Publication date: 2005-10-20

Abstract

【課題】フルボ酸鉄と、海洋深層水を有効活用することにより沿岸の生物環境回復に関する沿岸域肥沃化システムを提供することを目的とする。
【解決手段】深層水揚水装置を構成する流体ジェットポンプを駆動するところの駆動流体にあらかじめ有機酸鉄の定量供給装置により有機酸鉄を添加し、該駆動流体を持って深層水揚水装置が深層水をくみ上げ供給し、変形逆Ｕ字管型分配送水装置の吸水口側へ放出される深層水と周辺の表層水を大容量揚水ポンプが吸引攪拌して、該分配送水装置を通して再び沿岸域の海底に設けた放水口から放出されることで、新規な沿岸域肥沃化システムを実現したものである。
【選択図】図１

Description

本発明は、沿岸域肥沃化システムに関する。より詳しくは、流体ジェットポンプと軸流ポンプを用いた揚水手段と、岩盤を刳り貫いて構築する放水口の製作手段と、有機酸鉄定量供給装置による鉄イオン環境の改善と、変形逆Ｕ字管サイホンを用いて省エネルギーで深層水と表層水の混合から放水までを行う手段と工法とを含む、沿岸の生物環境回復に関するものである。

「深層水取水装置」に関して、特開２００２−１３８５２０号（以下、特許文献１という
）に、「本発明の深層水の取水装置は、揚水ポンプと、深層水の取水口から揚水ポンプの吸水口に連通する取水パイプと、一端が揚水ポンプの吐出口に連通する吐出パイプと、から構成する深層水の取水装置において、取水パイプの途中にエゼクタポンプを設け、揚水ポンプの吐出口或いは吐出パイプの途中から、エゼクタポンプのノズルに連通する循環パイプを設けたことを特徴とする」の記載がある。
それから、「エゼクタポンプ２０は、筒状の筒体２１とノズル２２とから構成する。」の記載がある。

「鉄ミネラル」に関して、「宗林由樹、植物プランクトンは鉄の夢を見るか？」において地球規模での海洋性プランクトンが鉄ミネラルを抑制因子として、植物の生長に関わることを論じている。
「フルボ酸鉄」に関して、「畠山重篤著、森は海の恋人、北斗出版」において昔から魚付き林という言葉があり山が海の魚を育てるということに自らの体験として、三陸の牡蠣を育てるために山に植林をして、成功した体験と、微量分析のプロである北海道大学水産学部の松永勝彦博士の提唱した、山から海に鉄分を運ぶフルボ酸鉄の供給量が、河川河口域から広がる沿岸に大きな影響を与え、このフルボ酸の現象が磯焼けなどの海中の異変の原因であると論じている。
畠山重篤著、メールマガジン「みやぎの自然」、特別号２００４年１月、

特開２００２−１３８５２０号公報宗林由樹、植物プランクトンは鉄の夢を見るか？、環境保全、Ｖｏｌ１３、ｐ３２−４０、京都大学環境保全センター、１９９８宗林由樹、鉄仮説と深層海流の謎を探る−地球気候の鍵を握る微量元素、化学、Ｖｏｌ５４（８）、ｐ１２−１５、１９９９畠山重篤著、森は海の恋人、北斗出版、１９９４年１０月初版刊行、畠山重篤著、メールマガジン「みやぎの自然」、特別号２００４年１月、

しかしながら、特許文献１には、取水の方法のみでこのような沿岸富栄養化に対する考慮はないなどの問題点があり、海洋深層水を揚水して沿岸域肥沃化をはかる技術が提供されていない。
また、非特許文献には、鉄イオンおよびその鉄イオンを安定に取込むフルボ酸鉄の重要性が様々な角度から示されているが、深層水による沿岸海域富養化までの具体的な提案は見あたらないなどの問題がある。

本発明は、フルボ酸鉄と、海洋深層水を有効活用することにより沿岸の生物環境回復に関する沿岸域肥沃化システムを提供することを目的とする。

本願発明者は、鋭意研究の結果、流体ジェットポンプによる深層水取水と、大容量揚水ポンプを取水口側にもち吐出口側を海中にある複数の放水口とする変形逆Ｕ字管型分配送水装置と、有機酸鉄の定量供給装置を最適配置の構成にすることにより該発明を完成し、上記課題を解決した。すなわち
本発明は、深層水揚水装置を構成する流体ジェットポンプを駆動するところの駆動流体にあらかじめ有機酸鉄の定量供給装置により有機酸鉄を添加し、該駆動流体を持って深層水揚水装置が深層水をくみ上げ供給し、変形逆Ｕ字管型分配送水装置の吸水口側へ放出される深層水と周辺の表層水を大容量揚水ポンプが吸引攪拌して、該分配送水装置を通して再び沿岸域の海底に設けた放水口から放出されることで、新規な沿岸域肥沃化システムを実現したものである。

本発明は前記課題を解決するために次のように構成される。
本発明は、沿岸域肥沃化システムであり、流体ジェットポンプを含む深層水揚水装置と、大容量揚水ポンプを取水口側にもち吐出口側を海中にある複数の放水口とする変形逆Ｕ字管型分配送水装置と、有機酸鉄の定量供給装置とを主たる構成とする。
本発明は、沿岸域肥沃化システムであり、深層水揚水装置が流体ジェットポンプと、取水管と、深層水複合揚水管とを含み、吐出口を大容量揚水ポンプの吸水口側の海中にもつことを主たる構成とする。
本発明は、沿岸域肥沃化システムであり、変形逆Ｕ字管型分配送水装置が大容量揚水ポンプと、送水管と、エアー排出ポンプと、陸側から海中に向けて海底を掘削した複数条の小径ボーリング孔による放水管路と、海底から小径ボーリング孔に向けて鑽孔した放水口とを含み、取水口も放水口も海中にあることを主たる構成とする。
本発明は、沿岸域肥沃化システムであり、有機酸鉄の定量供給装置が有機酸鉄貯留タンクと、定量供給ポンプとを含むことを主たる構成とする。

本発明にいう沿岸域肥沃化システムとは、海洋深層水のもつ豊富な栄養塩類に、有機酸鉄を添加混合して当該海域へ放水して、生物生産の機能を高めて回復させようとするものをいう。
本発明にいう深層水揚水装置とは、流体ジェットポンプを用いて取水地点から、大流量揚水ポンプの吸水口のある海中まで揚水するもので、一般にいう揚程を持たないため揚水に必要な動力は、管路の流体抵抗と表層と深層の密度差に起因する重量増加分のみであり、揚水に要する動力はわずかであるものをいう。
本発明にいう変形逆Ｕ字管型分配送水装置とは、吸水口も放水口も海中にありサイホンの原理を用いた配管構造になっており省エネルギーを考慮したもので最低限度の動力のみで運転が可能であるものをいう。
本発明にいう有機酸鉄とは、一般にフルボ酸鉄と呼ばれるもので樹木から生じる腐葉土の中のアルカリ性水溶液に溶出するものをいう。

本発明にいう有機酸鉄の定量供給装置とは、チューブポンプの様にモータの回転数に比例して流量が決定されるポンプをいい、放水流量にあわせて当該ポンプの回転数を制御することで有機酸鉄濃度を一定濃度に制御することが可能であるものをいう。
本発明にいう有機酸鉄貯留タンクとは、フルボ酸鉄を多量に貯留するためのものをいう。
本発明にいう大容量揚水ポンプとは、低落差大流量の特性を持つ軸流ポンプや斜流ポンプをいうが、大流量用の流体ジェットポンプを用いることも可能であるものをいう
本発明にいうエアー排出ポンプとは、変形逆Ｕ字管型分配送水装置のサイフォン部分の空気を速やかに排出して、サイフォン機能を有効に利用し起動時の動力を少なくするためのものである。
本発明にいう小径ボーリング孔とは、海底が岩盤である場合に特にホース等の配管を用いずに、ボーリング孔そのものを配管として、その先の海底に鑽孔した縦穴を放水口として用いるためのものである。

以上説明したように本発明により、海洋深層水を用いて沿岸域の肥沃化を行い近年問題となっている、沿岸域の磯焼け現象の進行をくい止め、さらに藻場を回復させて豊かな生態系を持つ海を取り戻すことができる。
そこで、本発明では、自然の営みを模倣し、海洋深層水にフルボ酸鉄をごく微量添加し、水温調整のために表層水と混合して、沿岸海域に供給することで豊かな海に回復させるものである。

本発明の実施の形態を本発明システムに基づいて説明する。本発明の実施例の装置の概念図を図１に示す。沿岸海域肥沃化システムとは、流体ジェットポンプを含む深層水揚水装置と、大容量揚水ポンプを取水口側にもち吐出口側を海中にある複数の放水口とする変形逆Ｕ字管型分配送水装置と、有機酸鉄の定量供給装置とからなるものであって、
本発明の実施例の装置を図１に示す。沿岸域肥沃化システムは、有機酸鉄の供給装置をあわせもつ深層水揚水装置からなり流体ジェットポンプ１４と深層水複合揚水管１８と駆動流体送水管２０と高圧ポンプ２２と駆動水タンク２８と有機酸鉄の定量供給装置３０と有機酸鉄貯留タンク３２で、また駆動流体揚水用の補助ポンプ２６があり深層水揚水に関わる部分が構成されている。

つぎに、変形逆Ｕ字管型分配送水装置を構成する部分であり、大流量軸流ポンプ１６はカップリング４０を介して電動機３８で駆動され、この低揚程大流量軸流ポンプ３４はフランジ４２を介して送水管４４へ接続され分配部４８を経由して放水路５０を通り放水口５２より放水され、また、送水管４４内にエアーがあるとサイフォン動作に支障が生じるのでこのエアーを排出するためのエアー排出装置４６である。

本発明の実施例の装置を一部機材が違う実施例の概念図を図２に示す。低揚程大流量軸流ポンプ３４から流体ジェットポンプ１６に置き換えたもので、システムとしての効率は多少図１の構成に劣るが、駆動流体送水管を延長することで動力関係の機材を海岸近くに置かなくても良いというメリットがあり、これは大きな特徴となっている。

本来は、河川が山からの恵みとして海にもたらしていた、樹木の落ち葉などが腐食して有機酸を発生し、その有機酸は鉄イオンを取込んで有機酸鉄となり、それが河川に流れ込み下って海に注ぎ込んでいた。

本発明の沿岸域肥沃化システムを低揚程大流量軸流ポンプを用いて具現した構成図である。本発明の沿岸域肥沃化システムを大流量流体ジェットポンプを用いて具現した構成図である。

符号の説明

１０深層水取水口
１２表層水取水口
１４流体ジェットポンプ１
１６流体ジェットポンプ２
１８深層水複合揚水管
２０駆動流体送水管
２２高圧ポンプ１
２４高圧ポンプ２
２６取水ポンプ
２８駆動水タンク
３０有機酸鉄の定量供給装置
３２有機酸鉄貯留タンク
３４低揚程大流量軸流ポンプ
３６軸流ポンプ吸水口
３８電動機
４０カップリング
４２フランジ
４４送水管
４６エアー排出装置
４８分配部
５０放水路
５２放水口

Claims

流体ジェットポンプを含む深層水揚水装置と、大容量揚水ポンプを取水口側にもち吐出口側を海中にある複数の放水口とする変形逆Ｕ字管型分配送水装置と、有機酸鉄の定量供給装置とを主たる構成とする沿岸域肥沃化システム。
深層水揚水装置が流体ジェットポンプと、取水管と、深層水複合揚水管とを含み、吐出口を大容量揚水ポンプの吸水口側の海中にもつ請求項１に記載の沿岸域肥沃化システム。
変形逆Ｕ字管型分配送水装置が大容量揚水ポンプと、送水管と、エアー排出ポンプと、陸側から海中に向けて海底を掘削した複数条の小径ボーリング孔による放水管路と、海底から小径ボーリング孔に向けて鑽孔した放水口とを含み、取水口も放水口も海中にある請求項１または請求項２に記載の沿岸域肥沃化システム。
有機酸鉄の定量供給装置が有機酸鉄貯留タンクと、定量供給ポンプとを含む請求項１から請求項３のいずれかに記載の沿岸域肥沃化システム。