JP2006045883A - 雨水集積施設 - Google Patents

Abstract

【課題】本発明は、本発明は、雨水を効率よく集積し、浄化する手段の提案である。
【解決手段】本発明は、地下に凹面状に非透水性層を形成し、当該非透水性層の上部を透水性の土壌で被覆して雨水集積部となし、当該雨水集積部の下部に雨水貯留部を設けた雨水集積施設において雨水集積部に流入する雨水を波状の堰を介して流入させる雨水集積施設である。流入しようとする雨水中に含まれる土砂を除去するため、雨水集積部の周囲に波状の堰を設け土砂を波状の堰間に沈殿させる。雨水集積部の一部を雨水貯留材で置き換え貯留効率も向上させる。
【選択図】図1

Description

本発明は、雨水の有効利用を目的とする雨水集積施設技術に属する。

雨水を有効利用を目的とする雨水貯留技術の一つとして、山の斜面の麓に溜池を掘り山の斜面に降った雨水を集めることが古来より行われている。
またちいさな火山島などでは地下水脈はなく、河も雨が降った時だけ流れる程度のものでしかないため雨水を雨樋などで集め生活用水として蓄え使用している。

雨季と乾季がはっきりと分かれる地域では、雨季に蓄えた水を計画的に使用するか、河川の水に依存するよりない。河川も大河であれば乾季においても水の流れが絶えることはないが中小の河川にあっては乾季の間に干上がり水不足に陥る。
このような地方では井戸に頼ることとなるがこれも乾季の間には水量の不足、水質の悪化などで十分ではない。

一方雨水の貯留タンクはコンクリート製の地下タンクが一般的であるが、小型のプラスチック製などの貯留部材を地下に配設し、その周囲を非透水性のシートで覆い貯留空間を確保する方法が、その施工の容易性と施工期間の短縮などの利点から普及してきている。これら貯留部材を利用した雨水貯留方法は下記の特許公報に開示されている。
特開昭62-101097 特開昭62-126179 特開平9-296486 特開平11-43971 特開平10-115778 特開平10-252108

本発明は、雨水を効率よく浄化しながら集積する手段の提案である。

本第1の発明は、地下に凹面状に非透水性層を形成し、当該非透水性層の上部を透水性の土壌で被覆して雨水集積部となし、当該雨水集積部の下部に雨水貯留部を設けた雨水集積施設において雨水集積部に流入する雨水を波状の堰を介して流入させる雨水集積施設である。流入する雨水中に含まれる土砂を除去するため、雨水集積部の周囲に波状の堰を設け土砂を堰間に沈殿させる。
本第2の発明は、上記載の雨水集積部を構成する透水性の土壌を下記に示す貯留部材のいずれか単独でもしくは組み合わせて置き換えた雨水集積施設である。
１．透孔を有する平板を組み合わせて得られる箱状もしくは容器状部材。
２．透孔を有する平板部と平板部に連結する筒部とからなる部材。
３．表面に透孔を有する筒状部材。
４．平行に設けられた透孔を有する2枚の平板を筒状部材で連結した部材。
５．表面に透孔を有する波板部材。
雨水を効率よく貯留するため貯留率の高い各種貯留部材を用いて貯留効率を向上する。
また、これら貯留部材は軽量なため人力で施工でき、工期も短くなる。
本第３の発明は、本第２の発明に記載された貯留空間を形成する貯留部材の隙間に濾過部材を充填した雨水集積施設である。繊維を絡めたもの、あるいは繊維のひもを充填させたものあるいは不撚布などを濾過部材として用い雨水中の夾雑物を除去することで雨水の利用範囲を広げたものである。
本第４の発明は、本第３の発明に記載された貯留空間の最外郭部の内方に属する貯留部材の隙間に濾過部材を充填した雨水集積施設である。
雨水を濾過部材を介して受け入れるため、濾過部材の前に雨水を貯める空間を確保した。
本第５の発明は、上記３から４に記載の雨水集積施設の雨水貯留部を複数に区分し、それぞれ異なる用途に使用するものである。
本第６の発明は上記３ないし４記載の雨水集積施設において、雨水貯留部を複数の区画に区分し、かつ各区分に通じる濾過部材を充填した貯留部材の層の厚みあるいは種類を異なるようにした雨水集積施設である。区分された雨水貯留部に貯留される雨水中の不溶成分の量がそれぞれ異なり、含まれる不溶成分の量に応じた用途に供せられる。
本第7の発明は上記２ないし6記載の雨水集積施設において、雨水貯留部を2つに区画し、区画された雨水貯留部の境界に濾過シートを循環可能に設け、当該濾過シートの後方に位置する雨水貯留部中の雨水を利用する雨水集積施設である。途中循環型の濾過シートを介在させることで、後方に位置する濾過部材の寿命を延ばすことができる。濾過シートを循環させることで、地上部に引き上げた濾過シートの部分を洗浄することで濾過シートの濾過寿命を延ばすことができる。

本発明は、雨水を集積部に導入するに当たり、雨水の流入路に波型の堰を設け雨水中に存在する土砂などの懸濁物が堰間に沈殿し除去されて雨水集積部に流入する。そのため、集積した雨水の清浄性を高めることができる。
雨水の集積部の一部を貯留部材に置き換えたため雨水集積部並びに雨水貯留部の貯留効率が向上する。
貯留部材中に濾過部材を充填し、濾過部材を通過した雨水を集積部中央あるいは雨水貯留部に集めるため、雨水の清浄度がより高まり、利用範囲が広がる。
貯留部材によって形成される貯留空間の最外隔部の内方に属する貯留部材に濾過部材を充填したため、雨水を受け入れる際に十分な貯留空間が確保され、時間をかけて濾過をすることが可能となる。
貯留空間を複数に区分し、各貯留空間に通じる濾過部材の量、種類を変更したため用途に応じた品質の雨水が得られる。
雨水貯留部を2つに区画し、その区画の境界に循環可能な濾過シートを設けたため、雨水中に含まれる懸濁物が除去され、後方に存在する濾過部材の負荷が減少し、寿命が長くなる。

以下本発明を図により詳細に説明する。
図1は本第１の発明における雨水集積施設の基本概念を示す図である。
本発明の目的は、雨水集積部上空に降った雨水も直接透水性の土壌を介して雨水貯留部に貯留すると同時に、山や丘の斜面あるいは道路上に降った雨水を導水路に導き雨水集積部に受け入れるものである。
そのため浸透性土壌の下部には非透水性の層を設け集まった雨水が非透水性層上に貯まるようになっている。非透水性層は粘土でもよいがゴムシートあるいはプラスチック製のシートなどがその取り扱いが容易なため好ましい。
周辺に降った雨水は雨水貯留施設の周囲に設けられた波状の堰を超えて施設に流れ込み浸透性の土壌を通って濾過されながら最下部に設けた雨水貯留部に集積される。
波状の堰は波型で順次その頂点の高さが集積施設に向かって低下するように構成されている。土砂を含む雨水は波状の堰の一つを超えるたびに含有する土砂を波状堰の谷間に沈殿させ、清浄化され雨水集積施設の上部に流れ込む。波状堰は雨水集積施設の周囲から内側に向かって波紋状に構成されていても、雨水集積施設の周囲に設けたらせん状の流路の流れ方向に直角に設けてもよい。波状堰の波状の形状も凹部と凸部が交互に現れる形状を取れれば凹部と凸部の形状は問わない。流れ方向に対し順次その凸部の高さが減少するように構成されていればよい。
必要に応じて施設上部の周辺部にさらに壁状の堰あるいは柵を設け浮遊性のごみを雨水集積部の周辺部に集め除去することもできる。壁状の堰はらせん状に中心部まで延ばし浮遊性のごみを一箇所に集めることでもよい。
本雨水集積施設は地下を掘削して設けてもよいが、谷間を利用して形成することでもよい。あるいは道路の分離帯の下に設け、道路上の雨水を集めるものでもよい。

図２は、本第２の発明にかかわる雨水集積施設の概念を示す図である。図示するように浸透性土壌の一部を下記の貯留部材で置き換えたものである。これは道路の中央分離帯などに設け路面上に降った雨を側溝などで集め直接雨水取入口から施設内に受け入れることを考慮した雨水集積施設である。
１．透孔を有する平板を組み合わせて得られる箱もしくは容器状部材。
２．透孔を有する平板部と平板部に開口する筒部とからなる部材。
３．表面に透孔を有する筒状部材。
４．平行に置かれた２枚の透孔を有する平板を筒で結合した部材。
５．表面に透孔を有する波板部材である。
上記貯留部材は図６に示されている。いずれも図７に示すように上下左右に配置可能とされその配置物が雨水を貯留する貯留空間を確保するものである。透水性土壌と貯留部材で構成される貯留部との間には土砂が入り込まないよう透水性のシートを敷き設する。また使用する貯留部材によっては適宜壁材を用いて配置物の大きな開口部を透孔をその表面に有する壁材などで塞ぐ必要がある。これら貯留部材の材質、形状、大きさなどはプラスチック製あるいはステンレススチール製等耐久性、強度、取り扱いの容易性などを考慮して決めることができる。

図3は、本第３の発明に係る雨水集積施設の概念を示す図である。
貯留部材にて形成される貯留部の周辺部を構成する貯留部材の隙間に濾過部材を充填したものである。濾過部材は繊維マット、繊維製のひもを束ねたもの、あるいは木炭、活性炭、ゼオライト、砕石、貝殻などが使用され透水性の土壌により濾過し切れない細かな粒子を除去するものである。あるいは後述するように土壌を経由しないで直接雨水集積施設に受け入れる場合に効果を発揮するものである。濾過部材は、その機能が失われた時点で雨水集積施設を掘り起こし再充填することができる。
濾過部材は使用する貯留部材が箱状もしくは容器状のものであれば、その内部に充填して使用する。平板と筒部からなる部材はその筒部を互に向き合わせあるいは2枚の板材を筒状部材で連結したものでは平板間にひも状あるいは繊維状の濾過部材をかけて使用できる。その他筒状部材波板状部材では活性炭、ゼオライトなど粒子状の濾過部材をネットなどに包みその隙間に充填して使用できる。

図4は、雨水集積施設の周辺から流入する雨水を直接貯留部材で形成される貯留部に導入するものである。多量の水が直接入るよう前記貯留部の周辺部分に存在する貯留部材には濾過部材を充填せず貯留空間として確保する。すなわち貯留部材からなる貯留部を３段に区画し、上層部を一時貯留空間、中層部を濾過空間下層部を貯留空間とするものである。

図５は、貯留空間を複数に分割しそれぞれその利用分野を変えるものである。例えば雑用水、必要な処理を加えて飲料用とするなどである。

図6は、貯留空間を複数に区画し、各区画ごとに最終貯留部に通じる濾過部材の量を変化させたものである。貯留部Ａには十分に濾過された水が貯留され、必要な処理を経て飲料水などに使用されるものである。貯留部Ｂ，Ｃとその途中の濾過部材の量が減少するようになっており、貯留部Ｃに貯留された雨水は例えば雑用に供される。あるいは同じような結果が得られるよう、種類の異なる濾過部材を充填してもよい。

図7は、貯留空間を大きく2分し、その境界に循環可能な濾過シートを介在させた雨水集積施設である。濾過シートの前方に当たる雨水貯留部に雨水を受け入れ、濾過シートで相対的に粗大な浮遊物を濾別し、その後方を清浄な雨水の集積部としたものである。図では濾過シートの後方に属する雨水集積部には前述した濾過部材を貯留部の周辺部に存在する貯留部材の空間に充填してさらに浄化した雨水を貯留する貯留部を設けている。このように途中濾過シートを設けることで濾過部材の寿命を延ばすことができる。
また濾過シートは地上部まで引き上げ、そこで洗浄し濾過シートを再生することで濾過シートの寿命も延ばすことが可能となっている。濾過シートは一般土木用に使用されている保護シート類を利用することが可能である。
上記発明は単独あるいは組み合わせて使用することができる。

本発明にかかわる雨水集積施設の第１の例を示す概念図である。 本発明にかかわる雨水集積施設の第２の例を示す概念図である。 本発明にかかわる雨水集積施設の第３の例を示す概念図である。 本発明にかかわる雨水集積施設の第４の例を示す概念図である。 本発明にかかわる雨水集積施設の第５の例を示す概念図である。 本発明にかかわる雨水集積施設の第６の例を示す概念図である。 本発明にかかわる雨水集積施設の第７例を示す概念図である。 本発明の雨水集積施設に使用可能な貯留部材の例である。 各貯留部材を配置した状態を示す概念図である。

符号の説明

１ 雨水集積施設
２ 透水性土壌
３ 波状堰
４ 不透水層
５ 壁状堰
６ 貯留部材
７ 雨水貯留部
８ 濾過部材
９ 透水シート
10 雨水取入口
11 循環型濾過シート

Claims (7)

1. 地下に凹面状に非透水性層を形成し、当該非透水性層の上部を透水性の土壌で被覆して雨水集積部となし、当該雨水集積部の下部に雨水貯留部を設けた雨水集積施設において雨水集積部に流入する雨水を波状の堰を介して流入させることを特徴とする雨水集積施設。
2. 請求項1記載の雨水集積部を構成する透水性の土壌を下記に示す貯留部材のいずれか単独でもしくは組み合わせて置き換えたことを特徴とする雨水集積施設。
   １．透孔を有する平板を組み合わせて得られる箱状もしくは容器状部材。
   ２．透孔を有する平板部と平板部に連結する筒部とからなる部材。
   ３．表面に透孔を有する筒状部材。
   ４．平行に設けられた透孔を有する2枚の平板を筒状部材で連結した部材。
   ５．表面に透孔を有する波板部材。
3. 請求項２記載の貯留空間を形成する貯留部材の隙間に濾過部材を充填したことを特徴とする雨水集積施設。
4. 請求項３記載の貯留空間の最外郭部の内方に属する貯留部材の隙間に濾過部材を充填したことを特徴とする雨水集積施設。
5. 請求項３ないし４記載の雨水集積施設において、雨水貯留部を複数の区画に区分したことを特徴とする雨水集積施設。
6. 請求項３ないし４記載の雨水集積施設において、雨水貯留部を複数の区画に区分し、かつ各区分に通じる濾過部材を充填した貯留部材の層の厚みあるいはその種類を変えたことを特徴とする雨水集積施設。
7. 請求項２ないし6記載の雨水集積施設において、雨水貯留部を2つに区画し、区画された雨水貯留部の境界に濾過シートを循環可能に設け、当該濾過シートの後方に位置する雨水貯留部中の雨水を利用することを特徴とする雨水集積施設。
   

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