JP2009139247A

JP2009139247A - 流入調整管

Info

Publication number: JP2009139247A
Application number: JP2007316512A
Authority: JP
Inventors: Kosei Matsusei; 孝生松政
Original assignee: Kanto Jidosha Kogyo KK; Kanto Auto Works Ltd
Current assignee: Kanto Jidosha Kogyo KK; Toyota Motor East Japan Inc
Priority date: 2007-12-07
Filing date: 2007-12-07
Publication date: 2009-06-25
Anticipated expiration: 2027-12-07
Also published as: JP4578513B2

Abstract

【課題】観測井戸から地下水を採取する際に、分析を行いたい地下水層の地下水を効率良く採取する。
【解決手段】有底筒状の観測井戸２に挿入され、観測井戸２に流入する地下水の量を調整する流入調整管１に、両端が開口し、その両端の開口を連通する連通孔を有する筒状に形成された管体１０と、管体１０の上端に取付けられ、管体１０の軸方向に荷重を加える押圧部１５とを設ける。管体１は、筒壁に複数の孔が開口された多孔部１０ａ、および多孔部１０ａの両端に形成された蛇腹部１０ｂを有し、観測井戸２に挿入された際、多孔部１０ａが所定の地下水層の深さに位置するように形成される。また、管体１０ａは、押圧部１５からの荷重を受けると、多孔部１０ａの両端に形成された蛇腹部１０ｂの筒壁が径方向に広がり、蛇腹部１０ｂの筒壁と、観測井戸２の内周側面とが密着する。
【選択図】図３

Description

本発明は、地下水の水質調査などに利用する観測井戸の技術に関し、例えば、観測井戸から地下水を効率良く採取するために、観測井戸に挿入して利用される観測井戸用の流入調整管の技術に関する。

従来から、廃棄物の最終処分場や工場などでは、環境対策として、施設内に観測井戸を設置し、その観測井戸から汲み出した地下水を分析し、地下水の汚染状況を把握するようにしている。
例えば、特許文献１には、下端が塞がれた有底筒状の井戸形成管体を地中に埋設しておき、井戸形成管体の側面の筒壁に形成された開孔から、地下水を管体の筒内に流入させる観測井戸の構成が開示されている。

特開２０００−２８４９５号公報

ところで、観測井戸の深さや、観測井戸の設置環境にもよるが、一般的に、観測井戸には、複数の地下水層から地下水が流入してくる。そして、地下水の水質汚染の調査においては、ある特定の地下水層の汚染状況を把握したい場合や、地下水層毎の汚染状況を把握したい場合が多い。このような場合、従来の観測井戸では、複数の地下水層からの地下水が混合した状態で貯水されるため、調査したい地下水層の地下水だけを採取することができないという技術課題があった。以下、この技術課題について、図４を参照して説明する。

図４は、複数の地下水層から地下水が流入してくる観測井戸の構成を示した断面図である。
図示するように、観測井戸２は、上端が開放２０ａされ、下端に底面部２０ｂが形成された筒状の井戸形成管体２０を備える。この井戸形成管体２０は、筒壁に複数の開孔が形成されたストレーナ部２１と、筒壁に孔が開口されていない連結管部２２とを備えている。また、井戸形成管体２０は、軸方向が地面ＧＬと直交し、且つストレーナ部２１が地下水層（ここでは、第１地下水層４０および第２地下水層４１）の深さに配置されるように地中に埋設されている。観測井戸２に溜まった地下水は、ポンプ等の採水手段３０により汲み出される。
このように形成された、観測井戸２には、第１地下水層４０からの地下水と、第２地下水層４１からの地下水とがストレーナ部２１の開孔から流入する。すなわち、観測井戸２の井戸形成管体２０の筒内には、第１地下水層４０からの地下水と、第２地下水層４１からの地下水とが混合された状態で溜まっていく。

そして、図示するような観測井戸２では、ある特定の地下水層の汚染状況を把握したい場合（例えば、第１地下水層４０からの地下水だけ採水したい場合）や、地下水層毎の汚染状況を把握したい場合に、調査したい地下水層の地下水だけを採取することができなかった。
なお、調査したい地下水層からの地下水だけを採取できる観測井戸を新たに設置すれば、所望する地下水層からの地下水を採水することも可能であるが、この手法では、コストおよび手間がかかってしまう。また、新たに観測井戸を埋設させる手法では、地下水層毎の汚染状況を把握したい場合に、地下水層毎に観測井戸を採掘しなければならず、非効率的である。
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、観測井戸から地下水を採取する際に、分析を行いたい地下水層の地下水を効率良く採取することを目的とする。

上記課題を解決するための本発明は、有底筒状の観測井戸に挿入され、該観測井戸内に流入する地下水の量を調整する流入調整管に適用される。
そして、上記流入調整管は、両端が開口し、該両端の開口を連通する連通孔を有する筒状に形成された管体と、前記管体の上端に取付けられ、該管体の軸方向に荷重を加える押圧部とを備え、前記管体は、筒壁に複数の孔が開口された多孔部、および前記多孔部の両端に形成された蛇腹部を有し、前記観測井戸に挿入された際、該多孔部が所定の地下水層の深さに位置するように形成され、さらに、前記管体は、前記押圧部からの荷重を受けると、前記多孔部の両端に形成された蛇腹部の筒壁が該管体の径方向に広がり、該蛇腹部の筒壁と、該観測井戸の内周側面とが密着することを特徴とする。

このように、本発明に係る流入調整管は、多孔部の両端に蛇腹部が形成されている管体と、管体の軸方向に荷重を加える押圧部とを備えている。また、管体は、観測井戸に挿入された際、多孔部が所定の地下水層の深さに位置するように形成されている。
そして、管体は、押圧部からの荷重を受けると、その荷重により蛇腹部の筒壁が該管体の径方向に広がり、蛇腹部の筒壁と、観測井戸の内周側面とが密着する。これにより、流入調整管の管体内部には、多孔部と対向する位置にある観測井戸の側面からの地下水だけが流入されるようになる。この構成により、流入調整管の内部（観測井戸の底面部）には、採水したい地下水層からの地下水だけを流入させることができるようになる。すなわち、本発明によれば、新たな観測井戸を設置することなく、すでに設置されている観測井戸に流入調整管を挿入することにより、調査したい地下水層の汚染状況を分析することができるようになる。

また、前記管体は、前記蛇腹部に接続して該管体の長さを調整する連結部を有し、前記多孔部、前記蛇腹部、および前記連結部は、所定の長さに形成され、夫々を任意に直結することにより、所望の長さの管体になすことが望ましい。
このように、本発明では、管体を構成する、多孔部、蛇腹部、および連結部が、所定の長さに形成され、夫々を任意に直結することにより、所望の長さの管体になすことができる。
したがって、本発明によれば、分析者が調査したい地下水層の位置に多孔管を配置させることができるため、調査したい地下水層を狙って、地下水の採取を行うことができる。

このように、本発明によれば、観測井戸から地下水を採取する際に、分析を行いたい地下水層の地下水を効率良く採取することができる。

以下、本発明の実施形態について、図面を用いて説明する。
先ず、本実施形態の観測井戸用の流入調整管の概略構成について、図１を用いて説明する。

図１は、本発明の実施形態の観測井戸用の流入調整管の概略図である。
図示するように、流入調整管１は、両端が開口し、その両端の開口を連通する連通孔１０ｄを有する筒状の管体１０と、管体１０の上端に取り付けられ、管体１０の軸方向に荷重を加える押圧部１５とを備える。なお、押圧部１５は、両端が開口し、その両端の開口を連通する連通孔１５ｄを有する。なお、管体１０の上端に押圧部１５を取り付けた際、管体１０の連通孔１０と、押圧部１５の連通孔１５ｄとが連通する。

管体１０は、筒壁に複数の孔１４が開口されている中空筒状の多孔管１０ａと、多孔管１０ａの両端に、それぞれ接続される筒壁が蛇腹状に形成された中空筒状の蛇腹管１０ｂと、蛇腹管１０ｂに接続される中空筒状の連結管１０ｃとを備える。なお、蛇腹管１０ｂおよび連結管１０ｃの筒壁には孔は開口されていない。
また、管体１０は、観測井戸２の井戸形成管体２０（図３参照）に挿入された際、その外周側面が井戸形成管体２０の内周側面と接触する形状に形成されている。また、流入調整管１は、観測井戸２に挿入された場合、採水したい地下水層の深さに多孔管１０ａが配置されるように構成されている。
なお、各管（多孔管１０ａ、蛇腹管１０ｂ、連結管１０）の材質について特に限定されるものではないが、例えば、金属やガラス繊維を含む合成樹脂により成形されているものを用いることができる。

なお、図１では、管体１０は、１つの多孔管１０ａと、２つの蛇腹管１０ｂと、２つの連結管１０ｃとにより構成されているが、あくまでもこれは例示である。観測井戸２に流入調整管１を挿入した場合、採水したい地下水層の深さに多孔管１０ａが配置できるように、複数種の管（多孔管１０ａ、蛇腹管１０ｂ、連結管１０ｃ）を任意に組み合わせるようにしても良い。例えば、採水したい地下水層の長さに応じて、多孔管１０ａの数を増加させるようにしてもよい（例えば、２つの多孔管１０ａを直列に接続してもよい）。また、例えば、観測井戸２が深い場合には、連結管１０ｃの数を増やすようにしても良い。

押圧部１５は、観測井戸２に流入調整管１を挿入した状態で、分析者の操作にしたがい、管体１０の軸方向への荷重を増減させる。なお、押圧部１５は、分析者からの操作にしたがい、管体１０の軸方向への荷重を増減できるものであればよく、具体的な構成について特に限定されるものではない。例えば、押圧部１５は、分析者からの回転操作に応じて、管体１０の軸方向にかける荷重を可変させる機構として構成されていてもよい。また、押圧部１５は、電力により駆動し、管体１０の軸方向にかける荷重を可変させる加圧装置であってもよい。また、押圧部１５は、ハンドル１５ａを備え、分析者がハンドル１５ａを操作することにより、管体１０の軸方向にかける荷重をかけるようにしてもよい。

つぎに、管体１０を構成する各管（多孔管１０ａ、蛇腹管１０ｂ、連結管１０ｃ）の接続手段について、図２を用いて説明する。

図２は、本発明の実施形態の流入調整管１の管体１０を分解した概略側面図を示している。
図示するように、各管（多孔管１０ａ、蛇腹管１０ｂ、連結管１０ｃ）は、所定の長さに形成されている。
また、各管（多孔管１０ａ、蛇腹管１０ｂ、連結管１０ｃ）は、それぞれ、上端部に接続部（１０ａ１、１０ｂ１、１０ｃ１）が形成され、その接続部（１０ａ１、１０ｂ１、１０ｃ１）の外周面には、雄ネジ（１０ａ２、１０ｂ２、１０ｃ２）が形成されている。また、各管（多孔管１０ａ、蛇腹管１０ｂ、連結管１０ｃ）は、下端部の内周面に、上記の雄ネジ（１０ａ２、１０ｂ２、１０ｃ２）と螺合する雌ネジ（１０ａ３、１０ｂ３、１０ｃ３）が形成されている。
そして、例えば、連結管１０ｃと、蛇腹管１０ｂとを接続する場合には、連結管１０ｃの雌ネジ１０ｃ３（或いは、蛇腹管１０ｂの雌ネジ１０ｂ３）と、蛇腹管１０ｂの雄ネジ１０ｂ２（或いは、連結管１０ｃの雄ネジ１０ｃ２）とを螺合させればよい。この構成により多孔管１０ａ、蛇腹管１０ｂ、連結管１０ｃを任意に組み合わせて接続することが可能になる。すなわち、分析者は、多孔管１０ａ、蛇腹管１０ｂ、連結管１０ｃの夫々を任意に直結することにより、所望の長さに管体１をなすことが可能になる。

つぎに、本実施形態の流入調整管１を用いて、複数の地下水層から地下水が流入する観測井戸において、所望する地下水層の地下水を採水する作業手順について、図３を用いて説明する。
図３は、本実施形態の流入調整管を観測井戸に挿入した状態を示した断面図である。なお、図３に示す観測井戸は、上述した図４で示したもの同じである。すなわち、観測井戸２の井戸形成管体２０は、ストレーナ部２１が第１地下水層４０および第２地下水層４１の両者と当接した状態で地中に埋設されている。

まず、分析者は、前段階の作業として、ポンプなどの採水手段により、観測井戸２に溜まっている地下水を汲み出す。この作業により、観測井戸２の中に溜まった地下水を空にする。

つぎに、分析者は、観測井戸２の井戸形成管体２０の筒内に、井戸形成管体２０に挿入された際に第１地下水層４０の深さに多孔管１０ａが配置されるように構成されている流入調整管１を挿入する。なお、ここで用いられる流入調整管１は、多孔管１０ａの両側が蛇腹管１０ｂにより挟まれているものとする。
流入調整管１は、観測井戸２に挿入されると、図３に示すように、管体１０の下端部が観測井戸２の底面部２０ｂに載置される。また、流入調整管１は、第１地下水層４０の深さに多孔管１０ａが配置されるとともに、第２地下水層４１の深さに連結管１０ｃが配置される。

つぎに、押圧部１５により、管体１０の上端に軸方向下向き（図３に示すＹ１方向）の荷重をかける。
具体的には、分析者が押圧部１５のハンドル１５ａを操作し、管体１０の上端に軸方向下向き（図３に示すＹ１方向）の荷重Ｆを加える。これにより、管体１０は、上端と当接する押圧部１５と、下端と当接する観測井戸２の底面２０ｂとの間に挟まれて加圧される。管体１０が加圧されると、多孔管１０ａの両端に接続されている、蛇腹管１０ｂの側面が径方向（図示するＸ方向）に広がり、蛇腹管１０ｂの外周側面と、観測井戸２の井戸形成管体２０の内周側面とが密着した状態になる。

そして、蛇腹管１０ｂの外周側面と井戸形成管体２０の内周側面とが密着すると、その密着部分により、多孔管１０ａの上下に接続している各管（蛇腹管１０ｂ、連結管１０ｃ）の外周側面と、井戸形成管体２０との間の隙間を経由して、多孔管１０ａの内部へ流れてくる水を止水することができる。

これにより、多孔管１０ａの筒内には、その外周側面と対向した位置にある井戸形成管体２０のストレーナ部２１からの地下水だけが流入されるようになる。すなわち、多孔管１０ａの筒内には、ストレーナ部２１を介して、第１地下水層４０からの地下水だけが流入される。
そして、多孔管１０ａの筒内に流入した、第１地下水層４０からの地下水は、多孔管１０ａ下側に接続されている各管（蛇腹管１０ｂ、連結管１０ｃ）の内周側面を経由し、流入調整管１の下端部の内周壁と、当該下端部と当接する底面部２０ｂとにより形成された底部に貯水されていく。
なお、本実施形態の流入調整管１では、第２地下水層４１の深さには、連結管１０ｃが配置されている。そのため、井戸形成管体２０のストレーナ部２１を介し、井戸形成管体２０の内部に流入する第２地下水層４１からの地下水が、流入調整管１の管内に流入することはない。

つぎに、分析者は、所定時間経過後に、ポンプなどの採水手段により、流入調整管１の下端部の内周壁と、当該下端部と当接する井戸形成管体２０の底面部２０ｂとにより形成された底部に貯水されている第１地下水層４０からの地下水を汲み出す作業を行う。この作業により、分析者は、所望する地下水層からの地下水を採取することができる。

そして、上記の作業により所望する地下水層からの地下水を汲み出したら、最後に、観測井戸２から流入調整管１を引き抜く。なお、流入調整管１を引く抜く際、分析者は、ハンドル１５ａを操作し管体１０への加重を弱め、その後、長い棒材などを利用して、径方向に広がっている蛇腹管１０ｂを引き伸ばして引き抜くとよい。

なお、第１地下水層４０からの地下水を取得した後で、第２地下水層４１からの地下水を採取する必要がある場合には、流入調整管１の管体１０の各管（多孔管１０ａ、蛇腹管１０ｂ、連結管１０ｃ）の構成を変更した上で、上述した作業を行えばよい。すなわち、流入調整管１を観測井戸２に挿入した際、第２地下水層４１の深さに多孔管１０ａが配置されるように、各管（多孔管１０ａ、蛇腹管１０ｂ、連結管１０ｃ）の配置を入れ替えて、上述した作業を行えばよい。

このように本実施形態の流入調整管１では、管体１０を構成する各管（多孔管１０ａ、蛇腹管１０ｂ、連結管１０ｃ）の配置を入替えたり、任意に組み合わせることができる。そのため、本実施形態によれば、採水する地下水層を選択できるようになる。
また、本実施形態に係る流入調整管１は、多孔管１０ａの上下両端に蛇腹管１０ｂが接続された管体１０と、管体１０の軸方向に荷重を加える押圧部１５とを備えている。そして、管体１０は、押圧部１５からの荷重を受けると、その荷重により蛇腹管１０ｂの筒壁が該管体の径方向に広がり、蛇腹管１０ｂの筒壁と、観測井戸２の内周側面とが密着するように構成さている。これにより、多孔管１０ａの両端部を止水することができるため、管体１０の内部には、多孔管１０ａと対向する位置にある観測井戸２の内周側面からの地下水だけが流入されるようになる。
したがって、本実施形態によれば、調査したい地下水層からの地下水だけを採水したり、地下水層毎に地下水を採水したりすることができるようになる。

また、本実施形態によれば、既存の観測井戸に流入調整管１を挿入することにより、調査したい地下水層の調査ができるため、新たに観測井戸を採掘する必要がない。そのため、本実施形態によれば、コストおよび手間をかけずに効率良く地下水層の分析を行うことができる。

また、本実施形態によれば、調査したい地下水層からの地下水だけを採水できるため、必要のない地下水の汲み上げを防止することができる。
また、多孔管１０ａは、調査したい地下水層の深さにあるストレーナ部２１にだけ対向するように配置されている。そのため、観測井戸２のストレーナ部２１を介して、入り込む泥や砂の量を減少させることができるようになる。

なお、本実施形態の流入調整管１の構成によれば、複数の地下水層から地下水が流入する観測井戸だけでなく、１つの地下水層からの地下水が流入する観測井戸においても、必要以上に地下水を汲み上げてしまうことを防止することができるようになる。

具体的には、観測井戸の地下水を分析する場合、観測井戸に溜まった地下水を一度取り出すことが望ましいとされている。そして、観測井戸に溜まった地下水を一度取り出す作業（以下、説明の便宜上「前処理」という）において、ストレーナ部２１から絶えず水が流入してくるため、必要以上に地下水を採取してしまうことがある。
そして、上記のような前処理において、複数の連結管１０ｃだけで構成された管体１０を備える流入調整管１（流入調整連結管）を観測井戸２の井戸形成管体２０に挿入するようにすれば、ストレーナ部２１経由した地下水の流入を減少させることができる。これにより、前処理において、必要以上に地下水を汲み上げてしまうことを防止することができる。

また、本実施形態では、多孔管１０ｂの長さを調整できるため、調査に必要な地下水の量が取得できる長さに多孔管１０ｂを形成しておけば、必要以上に地下水を採取してしまうことを防ぐことができる。すなわち、本実施形態によれば、前処理の後に行う、分析用の地下水の採取作業においても、必要以上に地下水を汲み上げてしまうことを防止することができる。

なお、本発明は、上述した実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨の範囲内において種々の変形が可能である。
例えば、上記実施形態では、管体１０は、両端の開口を連通する連通孔１０ｄが形成されていることとしているが特にこれに限定されるものではない。管体１０の下端に底面が形成されていてもよい。

本発明の実施形態の観測井戸用の流入調整管の概略図である。本発明の実施形態の流入調整管１の管体１０を分解した概略側面図を示している。本発明の実施形態の流入調整管を観測井戸に挿入した状態を示した断面図である。複数の地下水層から地下水が流入してくる観測井戸の構成を示した断面図である。

符号の説明

１…流入調整管
２…観測井戸
１０…管体
１０ａ…多孔管
１０ｂ…蛇腹管
１０ｃ…連結管
１０ｄ…連通孔
１０ａ１、１０ｂ１、１０ｃ１…接続部
１０ａ２、１０ｂ２、１０ｃ２…雄ネジ
１０ａ３、１０ｂ３、１０ｃ３…雌ネジ
１４…孔
１５…押圧部
１５ａ…ハンドル
１５ｄ…連通孔
２０…井戸形成管体
２１…ストレーナ部
２２…連結管部
３０…採水手段
４０…第１地下水層
４１…第２地下水層

Claims

有底筒状の観測井戸に挿入され、該観測井戸内に流入する地下水の量を調整する流入調整管において、
両端が開口し、該両端の開口を連通する連通孔を有する筒状に形成された管体と、
前記管体の上端に取付けられ、該管体の軸方向に荷重を加える押圧部とを備え、
前記管体は、筒壁に複数の孔が開口された多孔部、および前記多孔部の両端に形成された蛇腹部を有し、前記観測井戸に挿入された際、該多孔部が所定の地下水層の深さに位置するように形成され、
さらに、前記管体は、前記押圧部からの荷重を受けると、前記多孔部の両端に形成された蛇腹部の筒壁が該管体の径方向に広がり、該蛇腹部の筒壁と、該観測井戸の内周側面とが密着することを特徴とする流入調整管。
前記管体は、前記蛇腹部に接続して該管体の長さを調整する連結部を有し、
前記多孔部、前記蛇腹部、および前記連結部は、所定の長さに形成され、夫々を任意に直結することにより、所望の長さの管体になすことを特徴とする請求項１に記載の流入調整管。