JP2006274703A - 水中排水工法、及び水中排水装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 スカート部の直下の空間での汚濁防止が可能で、スカート部のてっ去作業等も不要な排水工法及び装置を提供する。
【解決手段】 土砂を含んだ排出水Ｍ１を水中に排出する水中排水装置１０１であって、排出水Ｍ１を送出する泥水排出ポンプ２０１に接続された排出管２０２の排出口２０３に平面形状が略円形状で側面形状が薄い略円錐状のスカート状防水シート部材１を設け、このシート部材１と海底Ｂの間のシート内空間Ｃを複数の区画空間Ｖ１等に区分する中仕切り防水シート部材２１等を設け、海底Ｂに固定された主重錘部材５によりシート部材１を海底Ｂ上方に支持し排出口２０３から排出水Ｍ１を排出し、排出水Ｍ１が区画空間Ｖ１等を流動するうちに流速を減少させて土砂をシート部材１の下方の海底Ｂ上に沈積させる。
【選択図】 図１

Description

本発明は、土砂を含んだ汚濁水等である排出水を水中に排出する水中排水工法及び水中排水装置に関し、特に、排出水が周囲の水塊と混合し拡散することを防止する水中排水工法及び水中排水装置に関するものである。

従来、浚渫工事等において発生する土砂を含んだ汚濁水は、排出管の排出口から水中に直接排水されていた。そのため、汚濁水中の土砂が、周囲の水中に拡散し、これにより周囲の水に汚濁が拡散していた。このため、汚濁水が排出される水域を密閉構造部材等で周囲の水と隔離し、汚濁の拡散を防止する対策などが実施されていた。

しかし、上記した密閉構造部材等を施工することは困難であり、工事費用が高い、という問題があった。また、環境浄化対策として、海面付近の溶存酸素量の多い表層水を、ポンプにより、海底付近の酸素の少ない貧酸素水塊へ送り放出することも検討されているが、表層水は、海底付近の水よりも暖かいため密度が小さく、海底付近の貧酸素水塊の中へ放出しても、周囲の貧酸素水塊とほとんど混合することなく海面方向へ浮上してしまう、という問題もあった。

これに対する対策として、排水管の下端に円形のスカート部を設け、このスカート部と水底との間の空間に泥水を流すようにして土砂を水底に沈降させる泥水の水中放出用汚濁拡散防止装置が提案されている（特許文献１を参照）。

しかしながら、上記の汚濁拡散防止装置では、スカート部と水底に囲まれた空間は、１つの大きな略円盤状の空間となっている。そのため、スカート部に波や潮流等が作用して、この大きな略円盤状の空間内の泥水が攪乱した場合には、沈降途中の土粒子や、すでに水底に沈積した土粒子が再度浮上して、流れている泥水本流に合流して混ざり、土粒子の沈降効果が果たせない、という問題がある。

また、上記の汚濁拡散防止装置では、泥水を複数回に分けて何度か投入する場合には、先に投入され既に土粒子が水底に沈積したため「上ずみ」状態となったスカート部と水底に囲まれた大きな略円盤状の空間の中の水に、新たに投入された泥水が、大きな略円盤状の空間の中で混合し、土粒子の沈降効果が低下する、という問題もある。

また、上記の汚濁拡散防止装置では、泥水投入作業が終了した後は、スカート部を移動又はてっ去する必要があり、スカート部の移動作業又はスカート部のてっ去作業が必用である。また、それらの作業の際に、スカート部の直下の水底に既に沈積した土粒子を攪乱させ汚濁を発生させるおそれがある。
実開昭５２−４２５３８号公報

本発明は上記の問題を解決するためになされたものであり、本発明の解決しようとする課題は、スカート部の直下の空間での汚濁防止が可能で、スカート部のてっ去作業等も不要な排水工法及び装置を提供することにある。

上記課題を解決するため、本発明の請求項１に係る水中排水工法は、
土砂を含んだ汚濁水である排出水を水中に排出する水中排水工法であって、前記排出水を送出する排出水送出手段に接続された排出管の排出口に平面形状が略円形状で側面形状が薄い略円錐状のスカート状防水シート部材を設けるとともに、このスカート状防水シート部材と水底の間の薄い略円錐状のシート内空間を複数の区画空間に区分する中仕切り防水シート部材を設け、水底に固定されたシート支持手段により前記スカート状防水シート部材を水底の上方に支持して前記排出口から前記排出水を排出し、当該排出水が前記水底と前記スカート状防水シート部材の間の水中を流動するうちにその流速を減少させて前記土砂を前記スカート状防水シート部材に被覆された領域の水底の上に沈積させ、又は前記スカート状防水シート部材の外部の水と前記排出水が混合することを防止することを特徴とする。

また、本発明の請求項２に係る水中排水工法は、
請求項１記載の水中排水工法において、
前記スカート状防水シート部材及び前記中仕切り防水シート部材は、生分解性材料により作製され、前記排水作業の終了後、第１期間の経過により分解されることにより、前記スカート状防水シート部材及び前記中仕切り防水シート部材のてっ去作業を不要とさせ、かつ、前記スカート状防水シート部材及び前記中仕切り防水シート部材のてっ去作業時の水質汚濁の発生を防止すること
を特徴とする。

また、本発明の請求項３に係る水中排水装置は、
土砂を含んだ汚濁水である排出水を水中に排出するための水中排水装置であって、前記排出水を送出する排出水送出手段に接続された排出管の排出口に平面形状が略円形状で側面形状が薄い略円錐状のスカート状防水シート部材を設けるとともに、このスカート状防水シート部材と水底の間の薄い略円錐状のシート内空間を複数の区画空間に区分する中仕切り防水シート部材を設け、水底に固定されたシート支持手段により前記スカート状防水シート部材を水底の上方に支持して前記排出口から前記排出水を排出し、当該排出水が前記水底と前記スカート状防水シート部材の間の水中を流動するうちにその流速を減少させて前記土砂を前記スカート状防水シート部材に被覆された領域の水底の上に沈積させ、又は前記スカート状防水シート部材の外部の水と前記排出水が混合することを防止することを特徴とする。

また、本発明の請求項４に係る水中排水装置は、
請求項３記載の水中排水装置において、
前記スカート状防水シート部材及び前記中仕切り防水シート部材は、生分解性材料により作製され、前記排水作業の終了後、第１期間の経過により分解されることにより、前記スカート状防水シート部材及び前記中仕切り防水シート部材のてっ去作業を不要とさせ、かつ、前記スカート状防水シート部材及び前記中仕切り防水シート部材のてっ去作業時の水質汚濁の発生を防止すること
を特徴とする。

本発明に係る水中排水工法、及び水中排水装置においては、土砂を含んだ汚濁水である排出水を水中に排出するための水中排水装置であって、排出水を送出する排出水送出手段に接続された排出管の排出口に平面形状が略円形状で側面形状が薄い略円錐状のスカート状防水シート部材を設け、スカート状防水シート部材と水底の間の略円錐状のシート内空間を複数の区画空間に区分する中仕切り防水シート部材を設けるように構成したので、水底に固定されたシート支持手段によりスカート状防水シート部材を水底の上方に支持し排出口から排出水を排出し、排出水が区画空間を流動するうちに流速を減少させて土砂をスカート状防水シート部材の下方の水底の上に沈積させ、スカート状防水シート部材の外部の水と排出水が混合することを防止することができる、という利点を有している。

以下に説明する実施例は、土砂を含んだ汚濁水である排出水を水中に排出するための水中排水装置であって、排出水を送出する排出水送出手段に接続された排出管の排出口に平面形状が略円形状で側面形状が薄い略円錐状のスカート状防水シート部材を設け、スカート状防水シート部材と水底の間の略円錐状のシート内空間を複数の区画空間に区分する中仕切り防水シート部材を設けるように構成したので、水底に固定されたシート支持手段によりスカート状防水シート部材を水底の上方に支持し排出口から排出水を排出し、排出水が区画空間を流動するうちに流速を減少させて土砂をスカート状防水シート部材の下方の水底の上に沈積させ、スカート状防水シート部材の外部の水と排出水が混合することを防止することができ、本発明を実現するための構成として最良の形態である。

以下、本発明の実施例について、図面を参照しながら詳細に説明を行う。図１は、本発明の第１実施例である水中排水装置の構成を示す側断面図である。また、図２は、本発明の第１実施例である水中排水装置の構成を示す上面図である。

図１及び図２に示すように、第１実施例の水中排水装置１０１は、スカート状防水シート部材１と、中仕切り防水シート部材２と、主浮子部材４と、主重錘部材５と、ワイヤー８と、排出管２０２と、泥水排出ポンプ２０２を備えて構成されている。泥水排出ポンプ２０１は、水面Ｓ上の工事船２００に配設されている。また、排出管２０２は、その上端が泥水排出ポンプ２０１に接続されており、水中では、排出管２０２の本体が略鉛直上方から下方に垂下するような状態となっている。排出管２０２の下端は開口した排出口２０３となっており、排出口２０３は海底Ｂの付近の上方まで達している。ここに、泥水排出ポンプ２０１は、特許請求の範囲における排出水送出手段に相当している。

排出口２０３の付近（図１における排出口２０３よりやや上方の位置）には、スカート状防水シート部材１が取り付けられている。このスカート状防水シート部材１は、柔らかい可撓性を有する合成樹脂材料、例えばポリエチレン等から形成されており、平面形状が略円形状で側面形状が薄い略円錐状に形成された部材である。スカート状防水シート部材１の上面形状の円の半径は、例えば、１０メートル以上の値となるように設定されている。

また、スカート状防水シート部材１の中央の頂部には、漏斗状部１１と排出口保持部１２を有する開口が形成されている。漏斗状部１１は、鉛直下方に向かうにつれて径が小さくなる略逆円錐台の側面のような形状に形成されており、上端と下端が開放されている。漏斗状部１１の上端の縁部には、主浮子部材４が取り付けられている。主浮子部材４は、例えば、複数の略球状のフロート（浮子）でもよいし、略リング状（略ドーナツ状）で漏斗状部１１の上端の縁部全体に取り付けられるフロート（浮子）でもよい。

排出口保持部１２は、その上端が漏斗状部１１の下端開口に接続して連通する略円筒状に形成され、下端も開放されている。排出口保持部１２の下端開口は、スカート状防水シート部材１の円錐状部１３の内側の開口部（内部のシート内中央空間Ｃの上端）に連通している。排出管２０２の下部は、漏斗状部１１からさらに下方の排出口保持部１２を挿通してシート内中央空間Ｃの上端にまで差し込まれている。排出管２０２は、排出口保持部１２の付近で、例えば、外側からワイヤー（図示せず）等によって縛り付けられたり、排出口保持部１２の内壁又は排出管２０２の外壁若しくは両者に接着剤等が塗布されるなどして、スカート状防水シート部材１に取り付けられている。あるいは、後述するように、漏斗状部１１の上端の縁部に略ドーナツ状の主浮子部材４を設けておき、この主浮子部材４に空気出入パイプ（図示せず）を用いて空気を注入することにより浮力を与えて浮上させるとともに、空気が入っている主浮子部材４から空気出入パイプ（図示せず）を用いて空気を抜き取ることによりしぼませるとともに、排出管２０２の周囲を絞って締め付け、これにより、排出管２０２をスカート状防水シート部材１の略中央部に差し込んだ状態で固定するようにしてもよい。

また、図１には図示していないが、図２に示すように、スカート状防水シート部材１の円周状の外縁の付近の複数の箇所には、ワイヤー８の上端が取り付けられ、ワイヤー８の下端は、主重錘部材５に取り付けられている。主重錘部材５としては、海底Ｂに固定されたコンクリート塊等が用いられる。

ワイヤー８は、ある程度ゆるんだ状態で、主重錘部材５に取り付けられている。これにより、スカート状防水シート部材１は、海底Ｂの付近の上方位置で、ある程度の余裕をもって上下移動可能な状態で、海底Ｂ付近に支持されている。ここに、主重錘部材５とワイヤー８は、特許請求の範囲におけるシート支持手段に相当している。

また、スカート状防水シート部材１の下表面１３ｂには、スカート状防水シート部材１と海底Ｂの間の薄い略円錐状のシート内空間Ｃを複数の区画空間（例えば、図１及び図２における略環状の区画空間であるシート内第１外周区画空間Ｖ１及びシート内第２外周区画空間Ｖ２。あるいは、図２における略扇状のシート内第１外周区画空間Ｖ１１及びシート内第２外周区画空間Ｖ１２。）に区分する中仕切り防水シート部材２（例えば、図１及び図２における略環状の第１中仕切り防水シート部材２１及び第２中仕切り防水シート部材２２。あるいは、図２における略放射状の第３中仕切り防水シート部材２３。）が取り付けられている。

これらの中仕切り防水シート部材２（例えば、図１及び図２における略環状の第１中仕切り防水シート部材２１及び第２中仕切り防水シート部材２２。あるいは、図２における略放射状の第３中仕切り防水シート部材２３。）は、図１に示すように、略帯状の防水シート部材であり、その鉛直下端には仕切り重錘部材（第１中仕切り防水シート部材２１における符号Ｗ１又は第２中仕切り防水シート部材２２における符号Ｗ２。コンクリート部材又は鋼製チェーンなど。）が取り付けられ、その鉛直上端には仕切りフロート部材（第１中仕切り防水シート部材２１における符号Ｆ１又は第２中仕切り防水シート部材２２における符号Ｆ２）が取り付けられている。このような構成により、中仕切り防水シート部材２（例えば、図１及び図２における略環状の第１中仕切り防水シート部材２１及び第２中仕切り防水シート部材２２。あるいは、図２における略放射状の第３中仕切り防水シート部材２３。）は、下端の仕切り重錘部材（第１中仕切り防水シート部材２１における符号Ｗ１又は第２中仕切り防水シート部材２２における符号Ｗ２）が海底Ｂにほぼ乗っており、また、その上端は浮上するため、中仕切り防水シート部材２（例えば、図１及び図２における略環状の第１中仕切り防水シート部材２１及び第２中仕切り防水シート部材２２。あるいは、図２における略放射状の第３中仕切り防水シート部材２３。）は、ほぼ直立した状態で保持される。

この際、上端の仕切りフロート部材（第１中仕切り防水シート部材２１における符号Ｆ１又は第２中仕切り防水シート部材２２における符号Ｆ２）と、スカート状防水シート部材１の下表面１３ｂとの間には、別の支持又は連結用の部材（後述）によりつながれている。このため、略直立状態の中仕切り防水シート部材２（例えば、図１及び図２における略環状の第１中仕切り防水シート部材２１及び第２中仕切り防水シート部材２２。あるいは、図２における略放射状の第３中仕切り防水シート部材２３。）の上端と、スカート状防水シート部材１の下表面１３ｂとの間には、仕切り上方開口（２５又は２６）が形成されている。なお、上記した略放射状の第３中仕切り防水シート部材２３は、必用に応じて設置すればよく、略環状の第１中仕切り防水シート部材２１と第２中仕切り防水シート部材２２のみを設けるだけでもよい。また、同心円状に設けられる略環状の中仕切り防水シート部材の個数は、３以上であってもよいし、略放射状の中仕切り防水シート部材の個数は、第１実施例における個数４より多くても少なくても（例えば半円に区画するように２個設ける例。）よい。

また、海底Ｂに固定された主重錘部材５により、スカート状防水シート部材１は海底Ｂの上方に浮かぶように支持されている。この状態で、排出口２０３から、排出水Ｍ１を略鉛直下方へ排出する。その後、当該排出水Ｍ１は、海底Ｂとスカート状防水シート部材１の間の水中を流動するうちに、排出水の流れは、図１及び図２において符号Ｍ２及びＭ３で示すようになり、排出水の流速はじょじょに減少させられ、土砂をスカート状防水シート部材１に被覆された領域の海底Ｂの上に沈積させる。この際、スカート状防水シート部材１の外部の水と排出水Ｍ１（又はＭ２若しくはＭ３）が混合することは防止される。

次に、上記した第１実施例の水中排水装置１０１の作用について説明する。泥水排出ポンプ２０１によって送出された排出水Ｍ１は、排出管２０２を通って下降し、排出口２０３から排出される。

排出口２０３の周囲は、スカート状防水シート部材１の排出口保持部１２によって覆われ、緊結されている。このため、排出水Ｍ１は、スカート状防水シート部材１の外部の水中には漏れ出さずに、スカート状防水シート部材１の内部の薄い略円錐状のシート内空間Ｃの中央部付近の頂部付近に排出される。この薄い略円錐状のシート内空間Ｃの中央部付近の空間においても、図１及び図２に示すように、周囲の側部に略環状の第１中仕切り防水シート部材２１と略放射状の第３中仕切り防水シート部材２３、２３が略直立状態で保持されているため、排出水Ｍ１がこの中仕切り防水シート部材のいずれかに当たり、排出水Ｍ１の水の速度が低下し、海底Ｂへの土砂等の沈積が起こり、少し土砂分が減少して排出水Ｍ２となる。

次に、排出水Ｍ２は、第１中仕切り防水シート部材２１の上部に開設された仕切り上方開口２５を通って、次の空間Ｖ１（略環状の第１中仕切り防水シート部材２１及び第２中仕切り防水シート部材２２と略放射状の第３中仕切り防水シート部材２３、２３によって仕切られた空間）へ入る。この空間Ｖ１においても、周囲の側部に第１中仕切り防水シート部材２１と第２中仕切り防水シート部材２２と第３中仕切り防水シート部材２３が略直立状態で保持されているため、排出水Ｍ２が中仕切り防水シート部材のいずれかに当たり、排出水Ｍ２の水の速度が低下し、海底Ｂへの土砂等の沈積が起こり、少し土砂分が減少して排出水Ｍ３となる。

次に、排出水Ｍ３は、第２中仕切り防水シート部材２２の上部に開設された仕切り上方開口２６を通って、次の空間Ｖ２（略環状の第２中仕切り防水シート部材２２と略放射状の第３中仕切り防水シート部材２３、２３によって仕切られた空間）へ入る。この空間Ｖ２においても、周囲の側部に第２中仕切り防水シート部材２２と第３中仕切り防水シート部材２３が略直立状態で保持されているため、排出水Ｍ３が中仕切り防水シート部材のいずれかに当たり、排出水Ｍ３の水の速度が低下し、海底Ｂへの土砂等の沈積が起こり、少し土砂分が減少して排出水Ｍ４となる。この排出水Ｍ４は、スカート状防水シート部材１の最外周の開口である外縁開口１４から外部の水中へ排出される。この時点では、排出水Ｍ４は、土砂分のほとんどない「上澄み」に近い状態となっており、周囲に汚濁を拡散させることはない。

したがって、スカート状防水シート部材１の大きさ（海底Ｂを被覆する面積）が十分に大きな場合には、スカート状防水シート部材１の外縁において、外部の水と触れる時点では、汚濁水の中の土砂成分の大部分が沈積によって減少しており、かつ水流の流速も非常に小さくなっている。これにより、スカート状防水シート部材１の外縁における汚濁水の拡散は抑制されることとなる。

また、汚濁水の中の土砂の密度は、スカート状防水シート部材１の外部の水の密度よりも大きい。このため、スカート状防水シート部材１の外縁における汚濁水は、海底Ｂに非常に静かに置かれたような状態となり、濁りが海面Ｓの方向（上方）へ拡散することが防止される。

上記した第１実施例の水中排水装置１０１において、排出口２０３の直下付近の海底Ｂ１には、シート状部材又は板状部材を設置しておくようにしてもよい。このようにすれば、排出口２０３から下方に向けて排出された排出水が直接海底Ｂに衝突することによる海底土砂の舞い上がりを防止し、濁りをさらに小さくすることができる。

本発明は、上記した第１実施例の水中排水装置以外の構成によっても実現可能である。以下に、本発明の第２実施例である水中排水装置について説明する。参照する図は、第１実施例の水中排水装置１０１の場合の図と同一である。

第２実施例の水中排水装置は、スカート状防水シート部材１と、中仕切り防水シート部材２と、主浮子部材４と、主重錘部材５と、ワイヤー８と、排出管２０２と、泥水排出ポンプ２０２を備えて構成されている。第２実施例の水中排水装置では、これらの構成要素のうち、スカート状防水シート部材１と、中仕切り防水シート部材２と、主浮子部材４と、主重錘部材５のうちの全部又は一部を、生分解性材料により作製する点に特徴がある。特に、スカート状防水シート部材１と、中仕切り防水シート部材２を生分解性材料により作製すると、水中排水装置のほとんど大部分の構成要素が、生分解性材料製となる。生分解性材料は、水中で所定の期間が経過すると、水中の微生物等により分解される公知の材料である。

このように構成することにより、本発明の第２実施例である水中排水装置では、排水作業の終了後、第１期間の経過により微生物等によって分解されることにより、スカート状防水シート部材１及び中仕切り防水シート部材２のてっ去作業が不要となり、かつ、スカート状防水シート部材１及び中仕切り防水シート部材２のてっ去作業時の水質汚濁の発生が防止される。

なお、主重錘部材５として、生分解性材料からなるシートを袋状に形成した袋体の中に、土砂等を詰め込んで土嚢状としたものを用いれば、主重錘部材５も、排水作業の終了後、第１期間の経過により微生物等によって分解され、てっ去作業が不要となり、かつ、てっ去作業時の水質汚濁の発生が防止される。

さらに、主浮子部材４として、生分解性材料からなるシートを袋状に形成した袋体の中に、空気を封入した浮子を用いれば、主浮子部材４も、排水作業の終了後、第１期間の経過により微生物等によって分解され、てっ去作業が不要となり、かつ、てっ去作業時の水質汚濁の発生が防止される。

本発明は、上記した第１、２実施例の水中排水装置以外の構成によっても実現可能である。以下に、本発明の第３実施例である水中排水工法について説明する。参照する図は、第１実施例の水中排水装置１０１の場合の図と同一である。しかし、第３実施例は、「方法の発明」であり、その手順、又は順序に特徴がある。以下、本発明の第３実施例である水中排水工法の手順を順を追って詳細に説明する。

まず、図１の海面Ｓ上で、下方に中仕切り防水シート部材２を取り付けた状態のスカート状防水シート部材１の外縁に主重錘部材５が付けて略円形に拡げた状態で、略ドーナツ状の中空袋からなる主浮子部材４が上方にくるようにして、海中に静かに沈め、海底Ｂにゆっくりと着底させる。この着底状態では、スカート状防水シート部材１の円錐状部の下表面１３ｂは、海底Ｂに当接している。

次に、略ドーナツ状の中空袋からなる主浮子部材４にあらかじめ下端が差し込んであった空気出入パイプ（図示せず）の上端を水上の工事船２００等に搭載された空気ポンプ（図示せず）に接続し、空気ポンプ（図示せず）を作動させ、略ドーナツ状中空袋式主浮子部材４に空気を注入して膨らませる。これにより、略ドーナツ状中空袋式主浮子部材４は浮力を得るから、折り畳まれていた漏斗状部１１が、図１に示すような略漏斗状になって開口し浮上する。

次に、排出管２０２の下端を降下させ、漏斗状部１１に挿入した後、さらに下方へ降下させ、排出口保持部１２を挿通させ、シート内中央空間Ｃの上端にまで差し込む。

次に、この状態で、空気出入パイプ（図示せず）の上端を水上の工事船２００等に搭載された排気ポンプ又は真空ポンプ（図示せず）に接続し、排気ポンプ又は真空ポンプ（図示せず）を作動させ、略ドーナツ状中空袋式主浮子部材４の中の空気を吸引して抜き取りしぼませ、さらに空気吸引を行って、小さく収縮した略ドーナツ状中空袋式主浮子部材４により、排出管２０２の周囲を締め付け、排出管２０２を、スカート状防水シート部材１の中央上端付近に固定する。

次に、排出管２０２の上端を、水上の工事船２００等に搭載された泥水排出ポンプ２０１に接続し、泥水排出ポンプ２０１を作動させ、排出水（泥水）Ｍ１を排出管２０２に送り込む。

排水Ｍ１は、排出口２０３から、スカート状防水シート部材１の中央上端付近の内部に流入し、スカート状防水シート部材１の円錐状部１３が膨らみはじめ、スカート状防水シート部材１の円錐状部１３の上表面１３ａがじょじょに上昇していく。

スカート状防水シート部材１の円錐状部１３への排出水Ｍ１の流入が進行すると、中仕切り防水シート部材２の各部材が、仕切りフロート部材Ｆ１、Ｆ２等の浮力によって海底Ｂから立ち上がるようになる。また、仕切り上方開口２５、２６も開くから、排出水Ｍ１は、じょじょに土砂を海底Ｂに沈積させ、やや上澄みに近くなった部分が排出水Ｍ２となって、その流速を緩めて隣接するシート内第１外周区画空間Ｖ１へ流入していく。

スカート状防水シート部材１の円錐状部１３への排出水Ｍ１の流入がさらに進行すると、上記と同様にして、排出水Ｍ２は、じょじょに土砂を海底Ｂに沈積させ、さらに上澄みに近くなった部分が排出水Ｍ３となって、その流速を緩めて隣接するシート内第２外周区画空間Ｖ２へ流入していく。最後に、ほとんど上澄みとなった排出水Ｍ４は、スカート状防水シート部材１の外縁の開口１４から外部の海中へ排出される。

排出水（泥水）の投入が終了した後は、排気ポンプ又は真空ポンプ（図示せず）を逆に作動させ、略ドーナツ状中空袋式主浮子部材４の中に空気を少量送り込む。これにより、略ドーナツ状中空袋式主浮子部材４は、排出管２０２を締め付け固定しなくなる。

次に、排出管２０２を漏斗状部１１から鉛直上方へ引き抜く。

次に、排気ポンプ又は真空ポンプ（図示せず）を作動させ、略ドーナツ状中空袋式主浮子部材４の中から空気を抜き取る。これにより、略ドーナツ状中空袋式主浮子部材４は、小さく収縮し、スカート状防水シート部材１の上部の開口は閉塞される。

その後、スカート状防水シート部材１の下部の泥水は、スカート状防水シート部材１の自重だけの小さな圧力を上方から受けるため、上澄み水は、ゆっくりとした速度で、隣接する区画空間へ移動していく。

スカート状防水シート部材１の下部の上澄み水は、スカート状防水シート部材１の外縁開口１４から周囲の外部へすべて排出される。その後、スカート状防水シート部材１は、沈積した土粒子を覆う状態で海底に着底する。

この後、スカート状防水シート部材１を移動又はてっ去する必用がある場合には、スカート状防水シート部材１の外縁付近の主重錘部材５を静かに引き上げたのち、スカート状防水シート部材１に他のフロート等（図示せず）を装着し、全体を静かに浮上させ、移動又はてっ去を行う。スカート状防水シート部材１や中仕切り防水シート部材２が生分解性材料で作製されている場合には、着底状態のままで、動かさない。

上記した本発明の第３実施例である水中排水工法には、２つの運用形態がある。第１の運用形態は、排出水（泥水）を連続的に投入する場合である。この泥水連続投入運用形態の場合には、スカート状防水シート部材１の各区画空間は、期間中はほぼ泥水で満たされている。したがって、新たに投入された泥水により、各空間の上澄み水を一つ外隣の区画空間へ押し出すような状態で運用する。

第２の運用形態は、非連続的に排出水（泥水）を投入する場合である。この泥水非連続投入運用形態の場合には、１回で投入される泥水をすべてスカート状防水シート部材１の下の各区画空間で受け入れ、あとは、スカート状防水シート部材１の自重の圧力で、水をゆっくりと外隣の区画空間へ移動させ、土粒子を沈降させる、という状態で運用する。

また、排出水（泥水）の土砂分の濃度、土砂量、土粒子の粒径等により、排出水（泥水）を処理、すなわち土粒子を海底Ｂに沈積させて上澄み水を周囲の外部へ排出する、という処理を完了するための時間は変化する。この処理時間は、スカート状防水シート部材１の水中重量、あるいは中仕切り防水シート部材２の仕切り上方開口２５又は２６の面積を適宜に調整し、スカート状防水シート部材１の下方の空間に上方からかかる圧力と流水部断面積を制御することにより、排出水（泥水）のスカート状防水シート部材１の下方の空間の滞留時間を、短縮又は長期化するようにコントロールすることが可能である。

なお、本発明は、上記各実施例に限定されるものではない。上記各実施例は、例示であり、本発明の特許請求の範囲に記載された技術的思想と実質的に同一な構成を有し、同様な作用効果を奏するものは、いかなるものであっても本発明の技術的範囲に包含される。

例えば、上記実施例においては、水中排水装置（例えば１０１）のスカート状防水シート部材（例えば１）が構築される箇所が海底付近である例について説明したが、本発明はこれには限定されず、他の箇所、例えば、海底以外の他の箇所、例えば、湖、池、沼等の内水部の水底付近に構築されるようにしてもよい。

また、スカート状防水シート部材（例えば１）の平面形状は、略円形状だけでなく、扇形状であってもよい。

また、上記したスカート状防水シート部材１の下表面１３ｂの下方に取り付けられる中仕切り防水シート部材２は、上記した実施例以外の各種の構成をとることが可能である。例えば、図３（Ａ）に示す実施例の水中排水装置１０２のように、第１中仕切り防水シート部材２１Ａは、鋼製ワイヤー６Ａによってスカート状防水シート部材１Ａの下表面１３ｂ１に取り付けられるように構成してもよい。この場合、ワイヤー６Ａどうしの中間の空間が仕切り上方開口２５Ａとなる。Ｆ１Ａは、略ボール状の仕切りフロート部材であり、Ｗ１Ａは、略球状の仕切り重錘部材である。また、符号３１ａは、仕切り重錘部材Ｗ１Ａを第１中仕切り防水シート部材２１Ａに取り付けるワイヤーであり、また、符号３１ｂは、フロートＦ１Ａを第１中仕切り防水シート部材２１Ａに取り付けるワイヤーである。

あるいは、図３（Ｂ）に示す実施例の水中排水装置１０３のように、第１中仕切り防水シート部材２１Ｂは、帯状シート部材６Ｂ（シート部材２１Ｂの一部でもよい）によってスカート状防水シート部材１Ｂの下表面１３ｂ２に取り付けられるように構成してもよい。この場合、帯状シート部材６Ｂどうしの中間の空間が仕切り上方開口２５Ｂとなる。Ｆ２Ｂは、略ボール状の仕切りフロート部材であり、Ｗ１Ｂは、略直方体型のブロック（塊）状の仕切り重錘部材である。また、符号３１ｃは、仕切り重錘部材Ｗ１Ｂを第１中仕切り防水シート部材２１Ｂに取り付けるワイヤーである。

あるいは、また、図３（Ｃ）に示す実施例の水中排水装置１０４のように、第２中仕切り防水シート部材２２Ｃは、網状（ネット状）部材６Ｃによってスカート状防水シート部材１Ｃの下表面１３ｂ３に取り付けられるように構成してもよい。この場合、網状（ネット状）部材６Ｃどうしの中間の空間が仕切り上方開口２６Ｃとなる。Ｆ２Ｃは、略パイプ（ホース）状の仕切りフロート部材であり、Ｗ１Ｃは、小さなブロック（塊）状の仕切り重錘部材である。また、符号３１ｄは、仕切り重錘部材Ｗ１Ｃを第２中仕切り防水シート部材２２Ｃに取り付けるワイヤーである。

本発明は、水域や港湾等の運営・管理を行う事業者、水域において浚渫等の工事を行う土木・建設業等で実施可能であり、これらの産業で利用可能である。

本発明の第１実施例である水中排水装置の構成を示す側断面図である。 本発明の第１実施例である水中排水装置の構成を示す上面図である。 本発明の他の実施例である水中排水装置におけるスカート状防水シート部材と中仕切り防水シート部材の付近の構成を示す図である。

符号の説明

１〜１Ｃ スカート状防水シート部材
２〜２Ｃ 中仕切り防水シート部材
４ 主浮子部材
５ 主重錘部材
６Ａ ワイヤー
６Ｂ 帯状シート部材
６Ｃ 網状部材
７ａ、７ｂ 取付具
８ ワイヤー
１１ 漏斗状部
１２ 排出口保持部
１２ａ 挿通開口
１３ 円錐状部
１３ａ 上表面
１３ｂ〜１３ｂ３ 下表面
１４ 外縁開口
２１、２１Ａ 第１中仕切り防水シート部材
２２ 第２中仕切り防水シート部材
２３ 第３中仕切り防水シート部材
２５〜２５Ｂ 仕切り上方開口
２６、２６Ｃ 仕切り上方開口
３１ａ〜３１ｄ ワイヤー
１０１ 水中排水装置
２００ 工事船
２０１ 泥水排出ポンプ
２０２ 排出管
２０３ 排出口
Ｂ 海底
Ｃ シート内中央空間
Ｄ 海底沈積土砂
Ｆ１〜Ｆ２Ｃ 仕切りフロート部材
Ｍ１〜Ｍ４ 排出水
Ｓ 海面
Ｖ１ シート内第１外周区画空間
Ｖ２ シート内第２外周区画空間
Ｗ１〜Ｗ２Ｃ 仕切り重錘部材

Claims (4)

1. 土砂を含んだ汚濁水である排出水を水中に排出する水中排水工法であって、前記排出水を送出する排出水送出手段に接続された排出管の排出口に平面形状が略円形状で側面形状が薄い略円錐状のスカート状防水シート部材を設けるとともに、このスカート状防水シート部材と水底の間の薄い略円錐状のシート内空間を複数の区画空間に区分する中仕切り防水シート部材を設け、水底に固定されたシート支持手段により前記スカート状防水シート部材を水底の上方に支持して前記排出口から前記排出水を排出し、当該排出水が前記水底と前記スカート状防水シート部材の間の水中を流動するうちにその流速を減少させて前記土砂を前記スカート状防水シート部材に被覆された領域の水底の上に沈積させ、又は前記スカート状防水シート部材の外部の水と前記排出水が混合することを防止することを特徴とする水中排水工法。
2. 請求項１記載の水中排水工法において、
   前記スカート状防水シート部材及び前記中仕切り防水シート部材は、生分解性材料により作製され、前記排水作業の終了後、第１期間の経過により分解されることにより、前記スカート状防水シート部材及び前記中仕切り防水シート部材のてっ去作業を不要とさせ、かつ、前記スカート状防水シート部材及び前記中仕切り防水シート部材のてっ去作業時の水質汚濁の発生を防止すること
   を特徴とする水中排水工法。
3. 土砂を含んだ汚濁水である排出水を水中に排出するための水中排水装置であって、前記排出水を送出する排出水送出手段に接続された排出管の排出口に平面形状が略円形状で側面形状が薄い略円錐状のスカート状防水シート部材を設けるとともに、このスカート状防水シート部材と水底の間の薄い略円錐状のシート内空間を複数の区画空間に区分する中仕切り防水シート部材を設け、水底に固定されたシート支持手段により前記スカート状防水シート部材を水底の上方に支持して前記排出口から前記排出水を排出し、当該排出水が前記水底と前記スカート状防水シート部材の間の水中を流動するうちにその流速を減少させて前記土砂を前記スカート状防水シート部材に被覆された領域の水底の上に沈積させ、又は前記スカート状防水シート部材の外部の水と前記排出水が混合することを防止することを特徴とする水中排水装置。
4. 請求項３記載の水中排水装置において、
   前記スカート状防水シート部材及び前記中仕切り防水シート部材は、生分解性材料により作製され、前記排水作業の終了後、第１期間の経過により分解されることにより、前記スカート状防水シート部材及び前記中仕切り防水シート部材のてっ去作業を不要とさせ、かつ、前記スカート状防水シート部材及び前記中仕切り防水シート部材のてっ去作業時の水質汚濁の発生を防止すること
   を特徴とする水中排水装置。

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