JP2012072622A - 雨水の管理システムとその運転方法および管理方法 - Google Patents

Abstract

【課題】複数の流域系ａ〜ｄからの水路１〜７が上流から下流に向けて順次合流していく水路系において、より下流側での越流等による被害が生じるのを効果的に回避できる雨水の管理システムとその運転方法を開示する。
【解決手段】流域系ａ〜ｄには雨水を一時的に貯水することのできる雨水流出抑制施設Ｓが各水路に沿ってそれぞれ設置されており、各雨水流出抑制施設Ｓはピークカット貯水態様とベースカット貯水態様との切り替えが可能となっている。ある流域系で集中豪雨があり、当該流域での雨水流出抑制施設Ｓのいずれかの浸透槽Ｔａあるいは貯留槽Ｔｂに備えた水位計４５の測定データが予め設定した値を超えたときに、他の雨水流出抑制施設Ｓの貯水態様を常態のピークカット貯水態様からベースカット貯水態様に切り替える。
【選択図】図１

Description

本発明は、水路に沿って雨水を一時的に貯水することのできる雨水流出抑制施設の複数個が水路に沿って設置されてなる雨水の管理システムとその運転方法および管理方法に関する。

降雨時に車道や歩道に雨水が滞留しないように、道路に沿って側溝が設けられる。また、大量の降雨があったときに、側溝を越流して雨水が道路などに流出するのを抑制し、また、中小河川あるいは下水管などである水路に、その排水能力を上回る規模の雨水が流れ込むのを防止する等の目的で、側溝等に流入する雨水の一部を、地中に設置した浸透槽や貯留槽に一時的に流入させるようにした雨水流出抑制施設も、特許文献１あるいは２に記載されるようによく知られている。

上記した雨水流出抑制施設の貯水態様として、ピークカット貯水態様とベースカット貯水態様とが知られている（非特許文献１等参照）。ピークカット貯水態様とは、側溝等を流れる雨水が予め設定した値よりも多くなったときに、設定値を超えた量の雨水を雨水流出抑制施設の貯留浸透槽へ流入させるようにする貯水態様であり、ベースカット貯水態様とは、基本的に側溝等を流れる雨水の全体を雨水流出抑制施設の貯留浸透槽へ流入させるようにする貯水態様であって、雨水流出抑制施設が設置される環境に応じて、そのいずれかが選定されている。

ピークカット貯水態様では、大量の降雨により設計値を超えた量の雨水が発生したときに、設計値を超えた量の雨水のみが、雨水流出抑制施設の貯留浸透槽に流入する。従って、雨量が設計値内の場合には、貯留浸透槽内に雨水が流入することはなく、通常の状態では、貯留浸透槽はほぼカラの状態となっている。一方、ベースカット貯水態様では、降雨があるとその雨水は量の多寡を問わず貯留浸透槽内に案内される態様であり、ピークカット貯水態様の場合と比較して、貯留浸透槽内に流入する雨水の量は多くなり、かつ貯留浸透槽内に雨水が滞留している時間も長くなる。

一般に、雨水流出抑制施設の貯留浸透槽内には、雨水と共に土砂等の固形物が流入して槽内に堆積しがちであり、その堆積物を除去するために、貯留浸透槽内をバキューム等で掃除する作業、すなわち雨水流出抑制施設のメンテナンス作業が必要となるが、上記のことから、ピークカット貯水態様を採用している雨水流出抑制施設では、ベースカット貯水態様を採用している雨水流出抑制施設と比較して、メンテナンス作業の頻度を減らすことができる利点がある。

上記のような雨水流出抑制施設において、貯留槽の状態を監視し、異常を早期に発見、分析して、雨水貯留施設を安定して利水および治水に利用可能とする技術も提案されており、特許文献３には、雨水貯留施設に、貯留施設内の水位を計測する水位計測手段と、貯留施設内への流入雨水量を計測する流量計測手段とを設け、そこから得られる水位データと流量データをパラメータとして用いて、雨水貯留施設が正常に稼働しているかどうかを判断するようにしている。

特開２００７−１６９９０２号公報 特開２００９−２１６０号公報 特開２００９−１０８５３４号公報

「増補改訂 雨水浸透施設技術指針［案］調査・設計編」、平成１８年９月３０日増補改訂版発行、社団法人雨水貯留浸透技術協会、６６〜６９頁

近年、局所的に集中した豪雨が発生する頻度が多くなっており、また、集中豪雨発生時の雨量も設計値を超える量となることが多い。そのような集中豪雨が発生したときに、１つの水路系に沿って設置してある複数の雨水流出抑制施設のうちの幾つかが一時的に雨水を貯留することで、その水路系で越流が生じるのを回避することができる可能性は高い。しかし、複数の水路が合流する下流の流域系では、合流した雨水量が、その流域系に設置してある雨水流出抑制施設が処理できる量を超えた量となりがちであり、道路の冠水等、越流による被害が生じるのを否定できない。特許文献１あるいは２に記載されるような従来の雨水流出抑制施設は、１つ１つの雨水流出抑制施設についての考察であり、雨水流出抑制施設の複数個が水路に沿って設置されてなる場合での全体としての雨水の管理システムについては、十分な考察がなされていない。

特許文献３においても、１つ１つの雨水流出抑制施設において、貯留施設内の水位とそこに流れ込む雨水の流量を測定することで、雨水貯留施設が正常に稼働しているかどうかを判断するようにしているが、前記したように、雨水流出抑制施設の複数個が水路に沿って設置されてなる場合での全体としての管理については、特に考察がなされていない。

本発明は上記の観点からなされたものであり、雨水流出抑制施設の複数個が水路に沿って設置されてなる雨水の管理システムにおいて、下流側の水路で越流等による被害が生じるのを効果的に回避できるようにした雨水の管理システムとその運転方法および管理方法を開示することを課題とする。

上記の課題を解決すべく、本発明者は水路系の貯水態様について多くの考察と研究を行い、水路系においてその運転時に、前記した雨水流出抑制施設におけるピークカット貯水態様とベースカット貯水態様とを選択的に組み合わせて採用することにより、より下流で越流が発生するのを効果的に抑制できることを知見した。

本発明は、基本的に上記の知見に基づいており、第１の発明は、浸透槽または貯留槽に雨水を一時的に貯水することのできる雨水流出抑制施設の複数個が水路に沿って設置されてなる雨水の管理システムであって、各雨水流出抑制施設はピークカット貯水態様とベースカット貯水態様との切り替えが可能となっており、各雨水流出抑制施設は浸透槽または貯留槽の水位を測定できる水位測定手段を備えており、さらに各雨水流出抑制施設は前記水位測定手段の水位データをパラメータとして前記ピークカット貯水態様とベースカット貯水態様との切り替えを行う手段を備えていることを特徴とする。

第１の発明である雨水の管理システムの他の態様では、各雨水流出抑制施設は浸透槽または貯留槽へ流入する雨水の量を測定できる流量測定手段をさらに備えることを特徴とする。

第１の発明である雨水の管理システムの一態様では、各雨水流出抑制施設のピークカット貯水態様とベースカット貯水態様との切り替えを、当該水路系全体を一つの制御系として制御することのできる制御手段をさらに備えることを特徴とする。

第２の発明は、第１の発明による雨水の管理システムの運転方法であって、通常は各雨水流出抑制施設をピークカット貯水態様として運転し、水路系におけるいずれかのまたは複数の雨水流出抑制施設の前記水位測定手段の水位データが予め設定した値を超えたときに、当該設定値を超えた雨水流出抑制施設よりも上流側および下流側に位置する雨水流出抑制施設のいずれかまたは双方をピークカット貯水態様からベースカット貯水態様に切り替えて運転することを特徴とする。

第２の発明である雨水の管理システムの運転方法の他の態様では、各雨水流出抑制施設の水位測定手段の水位データをインターネットまたは通信回線網経由で入手し、それに基づき前記制御手段によって必要とされる雨水流出抑制施設の貯水態様の切り替えを行うことを特徴とする。

前記第１の発明での雨水の管理システムおよび第２の発明でのその運転方法において、大きな技術的特徴は、各水路系に設置される雨水流出抑制施設が、前記したピークカット貯水態様とベースカット貯水態様とに切り替え可能となっている点と、浸透槽または貯留槽の水位を測定できる水位測定手段を備えていることである。そして、雨水管理システムの運転に当たって、当該水路系がその設計値内の降雨量にあるときは、各雨水流出抑制施設をピークカット貯水態様に維持しておく。ピークカット貯水態様を維持することにより、各雨水流出抑制施設の浸透槽または貯留槽は、通常はほぼカラの状態に保持される。そして、降雨量が当該水路系の設計値内にあるときは、当該水路系において、水路から雨水が越流することはない。

局地的な集中豪雨等により、当該水路系における降雨量が多くなり、その雨水をそのまま下流に送り込んだ場合に、下流の水路において水量が設計値を超える量となる場合がある。本発明による雨水の管理システムの運転方法では、そのときに、当該水路系に設置してあるすべてのまたは選択されたいずれかの雨水流出抑制施設の運転態様を、ピークカット貯水態様からベースカット貯水態様に切り替える。

より具体的には、上記したピークカット貯水態様からベースカット貯水態様への切り替えは、当該水路系におけるいずれかのまたは予め設定した複数の雨水流出抑制施設に備えた水位測定手段の水位データ（測定値）が予め設定した値（設定値）を超えたときに行われる。ここで、予め設定した値（設定値）には、当該雨水流出抑制施設に備えた浸透槽または貯留槽の水位レベルを用いてもよく、単位時間での水位レベルの変化率を用いてもよい。後者の場合、実測される水位レベルが設定値に達する以前に、ピークカット貯水態様とベースカット貯水態様との切り替えを行うことができ、より安全性の高い雨水管理を行うことができる。いずれの場合も、ピークカット貯水態様からベースカット貯水態様への切り替えは、当該設定値を超えた雨水流出抑制施設よりも上流側および下流側に位置する雨水流出抑制施設のいずれか一方に対して行ってもよく、双方に対して行ってもよい。

ピークカット貯水態様からベースカット貯水態様に切り替えることにより、水路を流れる雨水の多くは、当該水路に沿って設置された雨水流出抑制施設のベースカット貯水態様に切り替えられた浸透槽または貯留槽に流入する。それらの浸透槽または貯留槽は、それまではピークカット貯水態様に維持されていたことからカラの状態となっている可能性が高く、浸透槽または貯留槽は多くの量の雨水（水路の水）を一時的に収容することができる。その結果、当該水路を流下する雨水、および、より下流の水路に流れ込む雨水は減少し、水路系で越流が生じるのを効果的に阻止することができる。

局所的な豪雨が収まったときに、ピークカット貯水態様からベースカット貯水態様に切り替えていた雨水流出抑制施設の運転態様を、再度、ピークカット貯水態様に戻す。その後、浸透槽または貯留槽内に一時的に収容されていた雨水は、時間と共に地中に浸透するか下水本管や近くの河川に流出する。それにより、浸透槽または貯留槽は再びほぼカラの状態、すなわち、次回の集中豪雨に対応できる状態となる。

本発明による雨水の管理システムの運転方法において、水路におけるいずれかのまたは予め選択しておいた複数の雨水流出抑制施設の前記水位測定手段の水位データが予め設定した値を超えたときに、水路系における他の幾つのあるいはどの位置にある雨水流出抑制施設をピークカット貯水態様からベースカット貯水態様に切り替えて運転するかは任意である。当該水路を含む領域での降雨場所あるいは降雨量に基づき、適宜選択する。すべての雨水流出抑制施設をピークカット貯水態様からベースカット貯水態様に切り替えることで、下流側での一時的貯水容量を大きくすることができ、上流側における増加方向への降雨量の変化に対して、水路系をより安全な方向に管理することができる。しかし、一方において、ベースカット貯水態様に切り替えた雨水流出抑制施設のメンテナンス作業が事後に必要となることから、それらを考慮しながら、適宜設定することが望ましい。

各雨水流出抑制施設のピークカット貯水態様とベースカット貯水態様との切り替えは、各雨水流出抑制施設の水位測定手段の水位データを電話等で相互に連絡しあい、個々の雨水流出抑制施設ごとにその担当者が切り替えを行うようにしてもよい。好ましくは、前記したように、当該水路系全体を一つの制御系として制御することのできる制御手段を備えるようにし、集中的にコントロールする。より好ましくは、制御手段が各雨水流出抑制施設の水位測定手段の水位データをインターネットまたは通信回線網経由で入手し、それに基づき、制御手段が必要とされる雨水流出抑制施設の貯水態様の切り替えを行うようにする。それにより水路系でのより完全な雨水管理が可能となる。

本発明において、雨水流出抑制施設が浸透槽を備える場合には、そこに一時的に貯留された雨水は、時間とともに周囲の地盤に浸透していく。貯留槽の場合には、オリフィスを備えた流出管を通して徐々に下水本管や河川に排水される。いずれであっても、時間の経過とともに雨水を貯留していない状態（カラの状態）となるので、次に起こり得る集中豪雨に備えることができる。貯留槽の場合には、排水ポンプを併設し、貯留された雨水を積極的に外部に排水するようにしてもよい。

本発明において、雨水流出抑制施設をピークカット貯水態様とベースカット貯水態様とに切り替える具体的な手段は、任意であってよい。一例として、浸透槽または貯留槽の雨水取り入れ口（集水桝）に設けた越流堰の高さを制御する態様、あるいは該越流堰を閉鎖状態と開放状態とに切り替える態様などが挙げられる。

本発明において、雨水流出抑制施設を構成する浸透槽または貯留槽はどのような形態のものであってもよいが、施工性がよいことから、積層させることにより内部に雨水を貯留するための空隙が確保できる樹脂製部材の多数個を立体状に積み上げて形成されてなる浸透槽または貯留槽は、好ましい。

本発明による第３の発明は、各雨水流出抑制施設が浸透槽または貯留槽へ流入する雨水の量を測定できる流量測定手段をさらに備える場合での雨水の管理システムの管理方法であって、当該雨水の管理システムは、前記流量測定手段で測定される雨水流量データと前記水位測定手段で測定される水位データとの相関から当該雨水流出抑制施設の排水能力を実測する排水能力測定手段と、該実測した排水能力値と設計値での排水能力値とを比較する比較手段とを備え、該比較手段の比較結果に基づき当該雨水流出抑制施設が正常に稼働しているかどうかを判断することを特徴とする。

通常、雨水流出抑制施設において、浸透槽の場合も、貯留槽の場合も、各槽は、流入する雨水量に対して所定の排水量(単位設計浸透量)を持つように予め設計されている。排水量の多寡は、浸透槽の場合には、周囲の地盤の浸透係数に依存する部分が多く、貯留槽の場合は、河川への流出口に設けられるオリフィス径に依存する部分が多い。浸透槽の場合に、周囲を覆う透水性シートに目詰まりが発生したとき、あるいは周囲の地盤の浸透係数が何らかの事情で変化したとき、などにおいて排水能力は所期の設計上の排水能力よりも低い値となる。また、貯留槽の場合に、オリフィスや河川への流出管に詰まりが生じたときなどにおいて排水能力は所期の設計上の排水能力よりも低い値となる。

本発明による雨水の管理システムの管理方法では、実測した排水能力値と設計値での排水能力値とを比較することで、早期にかつ確実に、排水能力の低下を検知することができ、雨水の管理システムの適正な維持管理が容易となる。なお、貯留槽の場合には、貯留槽の水位と河川への流出管を流れる流量とは相関があるので、水位測定手段で測定される水位データに代えて、河川への流出管を流れる流出量データを用い、そのデータと前記流量測定手段で測定される雨水流量データとの相関から当該雨水流出抑制施設が正常に稼働しているかどうかを判断することもできる。

なお、本発明において、水路とは雨水が流れ込むすべての水路を含むものとして用いている。従って、水路には、道路に沿って設けられる道路側溝からの雨水が流れ込む下水道の支管および本管も含まれる。当然に本当の川も含まれる。一部が雨水の流れる川であり、一部が雨水の流れ込む下水道の支管および本管である組み合わせ水路系も、本発明でいう「水路系」に含まれる。

本発明による雨水の管理システムを採用することにより、複数の流域系からの水路が上流から下流に向けて順次合流していく水路系などにおいて、当該水路およびより下流側の水路において、雨水の越流等によって被害が生じるのをより確実に回避することができるようになる。

本発明による雨水の管理システムとその運転方法を説明するための概略図。 本発明による雨水の管理システムに備えられる雨水流出抑制施設の一態様を示す平面図（ａ）と側面図（ｂ）。 雨水流出抑制施設における浸透槽または貯留槽がピークカット貯水態様にある状態とベースカット貯水態様にある状態とを説明するための図。 雨水流出抑制施設の他の態様を示す平面図（ａ）と側面図（ｂ）。 雨水流出抑制施設をピークカット貯水態様からベースカット貯水態様へ切り替えるための手段をいくつかの例を説明するための図。

以下、本発明の一実施の形態を説明する。図１は本発明における雨水の管理システムの一例を示す概略図である。ここで水路系は下水管の配管系であり、ａ〜ｄの４つの下水流域系からなっている。

流域系ａには下水支管１が地中に埋設されており、該下水支管１には道路に沿って配置されて道路側溝１ａから雨水が流入する。なお、図では、単に図示の煩雑さを避けるために下水支管１と道路側溝１ａとを同じ線で示しているが、実際は、位置の異なる路線となるのが普通である。もちろん、道路側溝１ａが下水支管１を兼ねていてもよい。そして、道路側溝１ａに沿うようにして適数個（図では２個）の雨水流出抑制施設Ｓが設置されており、各雨水流出抑制施設Ｓは浸透槽Ｔａまたは貯留槽Ｔｂを有しており、各浸透槽Ｔａまたは貯留槽Ｔｂは、後記する貯水態様切り替え手段２０（図１には示されない）を介して、道路側溝１ａと接続している。後記するように、貯水態様切り替え手段２０の切り替え操作により、雨水流出抑制施設Ｓはピークカット貯水態様とベースカット貯水態様とに選択的に切り替えられる。

流域系ｂには、２本の下水支管２、３が設けられており、下流において２本の下水支管２、３は一本に合流している。各下水支管２、３にも、流域系ａおけると同様に、道路に沿って配置された道路側溝２ａ、３ａから雨水が流入する。また、道路側溝２ａ、３ａに沿うようにして適数個（図では２個と３個）の雨水流出抑制施設Ｓ（浸透槽Ｔａまたは貯留槽Ｔｂ）が設置されており、同じように貯水態様切り替え手段２０を介して、道路側溝２ａ、３ａと接続している。

流域系ｃには、３本の下水支管４、５、６が設けられており、下流において３本の下水支管は一本に合流している。各下水支管４、５、６にも、流域系ａおけると同様に、道路に沿って配置された道路側溝４ａ、５ａ、６ａから雨水が流入する。道路側溝４ａ、５ａ、６ａに沿うようにして適数個（図では２個と１個と２個）の雨水流出抑制施設Ｓ（浸透槽Ｔａまたは貯留槽Ｔｂ）が設置されており、同じように貯水態様切り替え手段２０を介して、道路側溝４ａ、５ａ、６ａと接続している。

流域系ｄには、１本の下水支管７が設けられており、下水支管７にも道路に沿って配置された道路側溝７ａから雨水が流入する。道路側溝７ａに沿うようにして適数個（図では３個）の貯雨水流出抑制施設Ｓ（浸透槽Ｔａまたは貯留槽Ｔｂ）が設置されており、他の流域系と同じように、貯水態様切り替え手段２０を介して道路側溝７ａと接続している。

流域系ｃの３本の下水支管４、５、６は合流して下水支管８となり、該下水支管８は、流域系ｂからの下水支管とさらに合流して下水支管９となっている。さらに、前記下水支管９は、流域系ａからの下水支管１とさらに合流して下水支管１１となっている。そして、前記下水支管１１は、流域系ｄからの下水支管７と合流した後、下水本管１２となっている。それら合流後の下水支管８、９、１１および下水本管１２にも、道路側溝からの雨水が流入するようになっており、他の下水支管の場合と同様に、当該道路側溝に沿うようにしてやはり雨水流出抑制施設Ｓ（浸透槽Ｔａまたは貯留槽Ｔｂ）が設置されている。

この例において、すべての雨水流出抑制施設Ｓは集中制御手段（Ｃ．Ｃ．）１５と通信可能となっており、集中制御手段１５からの指令によって、各雨水流出抑制施設Ｓは前記したピークカット貯水態様とベースカット貯水態様とに選択的に切り替えられる。

次に、雨水流出抑制施設Ｓの一態様とその貯水態様について、図２、図３を参照して説明する。この例において、雨水流出抑制施設Ｓは、浸透槽Ｔａを備えており、該浸透槽Ｔａは、樹脂材料からなる貯水空間形成部材を多段に積み上げ、その周囲を透水シートで覆うことで浸透槽Ｔａとされている。この形態の浸透槽は、一例として特開２００９−２４４４７号公報等に記載されている。

この例において、雨水は道路側溝１ａ、２ａ・・等に流れ込み、そこから前記したように下水支管または下水本管に流入する。図２に示すように、一部の道路側溝は集水桝３０とされ、図３に示すように、そこには越流堰２１が備えられており、該越流堰２１は最上位の位置を変更可能とされている。この集水桝３０に備えられた越流堰２１が前記した貯水態様切り替え手段２０の一例を構成する。図３（ａ）に示す状態では、越流堰２１はその上端２２が集水桝３０の上端部に近い位置にあり、集水桝３０を流れる雨水は、その水位が越流堰２１の上端２２に達するまでは、そのまま集水桝３０内を下流に向けて流れて行き、さらに道路側溝を流下して下水支管または下水本管に流入する。

大量の降雨によって集水桝３０内を流れる雨水の水位が越流堰２１の上端２２を超えたときに、雨水は越流堰２１を越流して流入管３１側に流入する。そして、流入した雨水は流入管３１を通り、図２に示すように、流入桝４０に流入し、そこからさらに浸透槽Ｔａ内に流入して、そこで一時的に貯留される。すなわち、降雨量が水路系の設計値を下回っている通常の状態では、雨水は浸透槽Ｔａ内に流入することはなく、浸透槽Ｔａはほぼカラの状態に維持されている。そして、設計値を上回る降雨量があったときにのみ、上回った量の雨水（越流堰２１を越流した雨水）が浸透槽Ｔａ内に流入する。浸透槽Ｔａのこの使用態様が雨水流出抑制施設のピークカット貯水態様である。なお、流入桝４０については、後に詳しく説明する。

図３（ｂ）は、浸透槽Ｔａがベースカット貯水態様にあるときの越流堰２１の状態を示している。この状態では、越流堰２１はその上端２２が集水桝３０の底面レベルに達するまで下方に下げられており、そのために、集水桝３０内を流れる雨水は、そのほぼ全量が流入管３１を通って流入桝４０に流入し、そこから浸透槽Ｔａ内に流入する。そして、流入した雨水は、浸透槽Ｔａ内に一時的に貯留される。

図２に示す雨水流出抑制施設Ｓにおいて、前記した流入管３１には流量計３２が取り付けてあり、そこを流れる雨水の量を測定する。流量計３２は、測定データを外部に発信する送信手段を備えている。また、流入桝４０は全体として箱型をなしており、上面には管理口４１が形成されている。流入桝４０の一側面は開口部４２，４２を介して浸透槽Ｔａと接続しており、また、水位計４５が装着されている。水位計４５は、測定データを外部に発信する送信手段を備えている。流入桝４０と浸透槽Ｔａとは、前記したように開口部４２，４２を介して接続しているので、流入桝４０の水位レベルと浸透槽Ｔａ内の水位レベルは等しく変動する。そのために、流入桝４０に装着した水位計４５によって、浸透槽Ｔａ内の水位レベルを測定することができる。なお、上位の開口部４２は、浸透槽Ｔａ内への雨水の流入時に空気抜き孔として機能する。

前記流入管３１は、流入桝４０の側壁における浸透槽Ｔａの天面より上位の位置に開口しており、また、流入桝４０の底面は浸透槽Ｔａの底面よりも下位に位置している。流入桝４０の浸透槽Ｔａの底面よりも下位に位置する領域は、沈砂槽４３としての機能を果たす。

次に、図１で説明した水路系での雨水の管理システムおよびその運転方法について説明する。この例において、各雨水流出抑制施設Ｓ、すなわち集水桝３０と貯水態様切り替え手段２０と流入管３１と浸透槽Ｔａ等からなる各雨水流出抑制施設Ｓは、雨水の管理システムを構成する集中制御手段１５と通信回線を通して通信可能に接続しており、かつ前記切り替え手段２０を操作する操作手段を備えている。該操作手段は集中制御手段１５からの切り替え信号を受けて、各雨水流出抑制施設Ｓの貯水態様切り替え手段２０の切り替えを行う。すなわち、個々の雨水流出抑制施設Ｓは、集中制御手段１５からの指令により、その貯水態様が、前記したピークカット貯水態様とベースカット貯水態様のいずれかに選択され、その状態が次の指令を受けるまで維持される。

また、集中制御手段１５には、好ましくはインターネットまたは通信回線網を経由して、各雨水流出抑制施設Ｓにおける流量計３２が測定する雨水流量データと水位計４５が測定する浸透槽Ｔａの水位レベルデータが送られるようにされている。各流域系ａ〜ｄには、当該流域系の雨量を測定する雨量計が設置されていてもよく、雨量に関する情報を集中制御手段１５に送られるようにしてもよい。

雨水の管理システムの運用に当たり、各流域系ａ〜ｄでの雨量が水路系全体の設計値内にある場合には、集中制御手段１５は、すべての雨水流出抑制施設Ｓに対してピークカット貯水態様を選択する指令、すなわち図３に示す例では、集水桝３０に備えた越流堰２１が図３（ａ）の上昇した位置を保持する指令を発信する。その状態では、各雨水流出抑制施設Ｓにおける浸透槽Ｔａはほぼカラの状態を維持することとなる。

いずれかの流域系、例えば、図示の例では流域系ｃにおける雨量が増加して、側溝を流れる雨水の水位レベルが上昇し、集水桝３０内を流れる雨水の水位が、図３（ａ）に示すピークカット貯水態様にある越流堰２１の上端２２を超えたとする。越流堰２１を越流した雨水は、流入管３１側に流入し、流入管３１を通って浸透槽Ｔａ内に流入する。その状態が継続すると、浸透槽Ｔａ内の水位レベルが次第に上昇していく。変化する水位レベルは水位計４５によって測定され、水位データは送信手段により集中制御手段１５に送られる。

一般に浸透槽Ｔａは、主に周囲の地盤の浸透係数との関係で定められる単位時間当たりの地盤への雨水流出量（放水量）を有しており、一時的な大量の雨水の流入により浸透槽Ｔａ内の水位レベルがある高さまで上昇したとしても、それ以降での時間当たりの雨水流入量が浸透槽Ｔａからの放水量と等しいかそれよりも小さい値の場合には、浸透槽Ｔａ内の水位レベルはそれ以上に上昇しない。この状態では、側溝から雨水が溢れ出ることはない。

降雨量が大きくなり、時間当たりの浸透槽Ｔａへの雨水流入量が、浸透槽Ｔａからの排水量よりも大きくなったとき、浸透槽Ｔａ内の水位レベルはさらに上昇し、ついには、浸透槽Ｔａ内の雨水貯留空間はすべて雨水で満たされた状態となる。その状態となると、浸透槽Ｔａはそれ以降に流入しようとする雨水を処理することができなくなり、少なくとも当該雨水流出抑制施設Ｓの近傍における道路側溝からは雨水が道路上に溢れ出る。

それを防止するために、本発明による雨水の管理システムの運転方法においては、いずれか１つあるいは１つ以上の雨水流出抑制施設Ｓにおける浸透槽Ｔａ内の水位レベル、すなわち水位計４５によって測定される水位データから得られる水位レベルが、予め設定した設定値を超えたときに、関連する水路（この例では、流域系ｃにおける水路）に設置した他の雨水流出抑制施設Ｓのいずれかまたはすべてをピークカット貯水態様からベースカット貯水態様、すなわち、図３（ａ）に示す態様から図３（ｂ）に示す態様に切り替えて、運転を継続する。

具体的には、（ａ）設定値を超えた水位レベルが測定された雨水流出抑制施設Ｓよりも上流側にある雨水流出抑制施設Ｓのいずれかまたはすべてをピークカット貯水態様からベースカット貯水態様に切り替える態様、（ｂ）設定値を超えた水位レベルが測定された雨水流出抑制施設Ｓよりも下流側にある雨水流出抑制施設Ｓのいずれかまたはすべてをピークカット貯水態様からベースカット貯水態様に切り替える態様、（ｃ）設定値を超えた水位レベルが測定された雨水流出抑制施設Ｓの上流側および下流側にある雨水流出抑制施設Ｓのいずれかまたはすべてをピークカット貯水態様からベースカット貯水態様に切り替える態様、が挙げられる。いずれの態様においても、当該水路系での貯水量、すなわち、雨水流出抑制施設Ｓがピークカット貯水態様からベースカット貯水態様に切り替わることで、それぞれの雨水流出抑制施設Ｓの貯水量が大きくなり、当該水路系で道路側溝から雨水が越流して道路に溢れ出るのを阻止することができる。

雨水流出抑制施設Ｓをピークカット貯水態様からベースカット貯水態様に切り替える作業は、水位レベルが予め設定した設定値を超えた旨の情報（当該雨水流出抑制施設Ｓの水位計４５に備えられた送信手段が送信する信号）を通信回線で他の雨水流出抑制施設Ｓに送り、各雨水流出抑制施設Ｓごとに切り替え作業を行ってもよく、前記情報を前記した集中制御手段１５にインターネットまたは通信回線網経由で伝送し、それに基づき集中制御手段１５が、必要とされる雨水流出抑制施設Ｓに対して一律に貯水態様の切り替え指令を送るようにしてもよい。

流域系ｃ内のすべての雨水流出抑制施設Ｓによって吸収できる量を上回る降雨が予測される場合には、集中制御手段１５は、その雨量に対応して、より下流側の水路系内、図示の例では流域系ｃ内の下水支管が合流した下水支管８、９等に設置された雨水流出抑制施設Ｓに対して、さらには下水支管９に合流する流域系ｂに設置された雨水流出抑制施設Ｓに対して、ピークカット貯水態様からベースカット貯水態様に切り替える指令を発信する。それにより、合流後の各下水支管あるいは下水本管を流れる水量を、上流側の各雨水流出抑制施設Ｓにおける浸透槽Ｔａ内に流入した分だけ減少させることができ、それら下流側の水路系で越流が生じるのを抑制することができる。

集中豪雨が過ぎ去り、水路系全体の流水量が設計値以下となった時点で、集中制御手段１５は、選択的にまたは同時に、各雨水流出抑制施設Ｓの貯水態様をベースカット貯水態様からピークカット貯水態様に再度切り替える。その後、各浸透槽Ｔａ内に貯留された雨水は、時間とともに地中に浸透し、それにより、各浸透槽Ｔａはほぼカラの状態に復帰し、次の集中豪雨に備えることができる。

上記雨水の管理システムの運用に当たり、当該水路系に設置される複数の雨水流出抑制施設Ｓのうち、最も雨水が集中し易い場所あるいはその近傍に設置された１つあるいは２つ以上の雨水流出抑制施設Ｓから送信される水位データのみを制御手段１５が受信するように設定してもよい。また、隔離している２つ以上の雨水流出抑制施設Ｓから送信される水位データを制御手段１５が受信するように設定してもよい。それにより、システムの簡略化が可能となる。さらに、予め定めた２つ以上の雨水流出抑制施設Ｓの水位レベルが設定値を超えた時点で、制御手段１５は他の雨水流出抑制施設Ｓに対してピークカット貯水態様からベースカット貯水態様に切り替える信号を発信するようにしてもよい。

さらに、ピークカット貯水態様からベースカット貯水態様へ切り替えるときの予め設定した値（設定値）として、単位時間での水位レベルの変化率を用いることもできる。いずれの場合も、前記設定値を浸透槽Ｔａの水位で設定する場合には、満水状態となる前の段階での水位レベル、例えば８０％貯水での水位レベルに設定することが好ましい。

図４は、雨水流出抑制施設Ｓの他の態様を示す平面図（ａ）と側面図（ｂ）である。ここでは、貯留槽Ｔｂを用いている。なお、図２に基づき説明した雨水流出抑制施設Ｓと同じ機能を奏する部材には同じ符号を付している。図４に示す雨水流出抑制施設Ｓでは、貯留槽Ｔｂには流入出桝５０を介して雨水が流入する。貯留槽Ｔｂは任意であってよいが、一例として、特開２００９−２４４４７号公報等に記載されるような樹脂材料からなる貯水空間形成部材を多段に積み上げ、その周囲を遮水シートで覆った構成のものが挙げられる。

流入出桝５０は全体として箱型をなしており、上面には管理口５１，５１が形成されている。また、流入出桝５０の一側面は開口部５２，５２を介して貯留槽Ｔｂと接続している。前記開口部５２，５２を形成した側壁とほぼ平行に、流入出桝５０のほぼ中央を横断するようにして横断壁５３が立設されており、該横断壁５３の上端５４の高さは、上位の開口部５２の上端の高さとほぼ等しくされている。また、横断壁５３の前記した下位の開口部５２とほぼ等しい高さ位置にはオリフィス５５が形成されている。開口部５２，５２を形成した側壁の反対側の側壁には、流出管５６が取り付けられており、開口部５２，５２を形成した側壁と横断壁５３で区画される室に開口するようにして、上位の開口部５２よりも高い位置に前記した流入管３１が接続している。また、そこには、浸透槽Ｔａでの流入桝４０と同様にして、測定データを外部に発信する送信手段を備えた水位計４５が設けられている。さらに、流出管５６には流量計５７が取り付けられている。流入出桝５０の底面は貯留槽Ｔｂの底面よりも下位に位置しており、流入出桝５０の貯留槽Ｔｂの底面よりも下位に位置する領域は、沈砂槽５８としての機能を果たす。

この雨水流出抑制施設Ｓでは、流入管３１から流入する雨水は、最初に開口部５２，５２を形成した側壁と横断壁５３で区画される室に流入する。そしてオリフィス５５を通って反対側の室に流入し、流出管５６から河川等に流出する。流入管３１から流入する雨水の量がオリフィス５５が処理できる量を超えると、超えた量の雨水によって室内の水位が次第に高くなり、下位の開口５２から貯留槽Ｔｂ内に流入して、そこに貯留される。貯留槽Ｔｂが満水状態となると、流入管３１から流入する雨水は、横断壁５３を超えて反対側の室に流入し、流出管５６から河川等に流出する。流入管３１から流入する雨水が減少するまたはなくなると、貯留槽Ｔｂ内に貯留された雨水は、オリフィス５５を通って、徐々に流出管５６から河川等に排出される。

この雨水流出抑制施設Ｓでの水位計４５の果たす機能および雨水の管理システムとしての運転態様は、図２で説明した流入桝４０および雨水の管理システムと同様であり、説明は省略する。

なお、図示の例では、下水支管と下水本管とで構成される水路系を例として説明したが、前記したように水路のすべてまたは一部が河川であっても、当該河川に沿って前記した貯水態様切り替え手段２０を備えた雨水流出抑制施設Ｓを設置することで、本発明による雨水の管理システムおよびその運転方法を同様に実施できることは当然であり、この態様も本発明の範囲に含まれる。

図５は、雨水流出抑制施設Ｓでの貯水態様をピークカット貯水態様からベースカット貯水態様へ切り替える切り替え手段の他の例を示す、図３（ａ）（ｂ）に相当する図であり、図３（ａ）（ｂ）に示したものと同じ部材には同じ符号を付している。

図５（ａ）では、越流堰２１は上端部近傍を支点２５として回動できるようになっており、左図のように越流堰２１の下端が集水桝３０の底面に接した状態に置くことで、雨水流出抑制施設をピークカット貯水態様に維持することができ、右図のように越流堰２１を支点２５を中心に上方へ回動した位置に保持することで、雨水流出抑制施設Ｓをベースカット貯水態様に維持することができる。

図５（ｂ）では、越流堰２１は下方を開放した固定板２６とその開放部を閉鎖する可動板２７とで構成されている。左図のように可動板２７を下方に移動して前記開放部を閉鎖することで、雨水流出抑制施設をピークカット貯水態様に維持することができ、右図のように可動板２７を上方に移動して前記開放部を閉鎖することで、雨水流出抑制施設Ｓをベースカット貯水態様に維持することができる。

図５（ｃ）では、越流堰２１は下方を開放した固定板２６とその開放部に取り付けた回転バルブ２８とで構成されている。左図のように回転バルブ２８を開放部を閉鎖する位置とすることで、雨水流出抑制施設をピークカット貯水態様に維持することができ、右図のように回転バルブ２８を開放部を開放した位置とすることで、雨水流出抑制施設Ｓをベースカット貯水態様に維持することができる。

次に、本発明に係る雨水の管理システムの管理方法について説明する。図２で説明した浸透槽Ｔａを備えた雨水の管理システムの場合、浸透槽Ｔａは単位設計浸透量Ｑ１を有しており、流入管３１からの単位時間当たりの流入量Ｑ２が前記単位設計浸透量Ｑ１よりも少ない場合には、浸透槽Ｔａに雨水は貯留されない。流入量Ｑ２が次第に大きくなると、Ｑ３（＝Ｑ２−Ｑ１）の雨水が単位時間当たり貯留される。Ｑ３は浸透槽Ｔａの貯留量、すなわち水位レベルと比例関係にある値であり、浸透槽Ｔａが単位設計浸透量Ｑ１を維持している限り、雨水流出抑制施設Ｓは、設計時に設定したＱ３（＝Ｑ２−Ｑ１）の値を維持することとなる。

浸透槽Ｔａを覆っている透水性シートに目詰まりが生じると、あるいは周囲の地盤の浸透係数が設計時と比較して小さくなると、浸透槽Ｔａからの単位設計浸透Ｑ１が減少する。その結果、設計時に設定したＱ３（＝Ｑ２−Ｑ１）の値は、増加する方向に変化する。このことから、流量計３２で測定される雨水流量データＱ２と水位計４５で測定される水位データＱ３との相関を演算することで、雨水流出抑制施設Ｓの排水能力を実測することが可能となり、同時に、設計したときの設定排水能力と比較することで、当該雨水流出抑制施設が正常に稼働しているかどうかを判断することが可能となる。

より具体的には、流量測定手段(流量計３２)で測定される雨水流量データと水位測定手段(水位計４５)で測定される水位データとの相関から雨水流出抑制施設の排水能力を実測する排水能力測定手段と、実測した排水能力値と設計値での排水能力値とを比較する比較手段とを備えることにより、その比較結果に基づき当該雨水流出抑制施設Ｓが正常に稼働しているかどうかを判断することが可能となる。また、この比較結果は新たな雨水流出抑制施設Ｓを設置するときの一つの有効な設計データともなる。

上記のことは、図４で説明した貯留槽Ｔｂを備えた雨水の管理システムの場合も、同様に適用することできる。ただし、貯留槽Ｔｂでの単位設計浸透Ｑ１はオリフィス５５に依存した値となる。また、図示の例では、流出管５６にも流量計５７を備えているので、流入管３１に備えた流量計３２のデータと流出管５６に備えた流量計５７との差分を取り、その値を設計時の値と比較することでも、当該雨水流出抑制施設Ｓが正常に稼働しているかどうかを判断することが可能となる。すなわち、オリフィス５５の詰まりや流出管５６の詰まりを検出することができるようになる。

ａ〜ｄ…水路系を構成する複数の流域系、
１〜１１…水路の一例としての下水支管、
１２…水路の一例としての下水本管、
１ａ〜１２ａ…道路側溝、
１５…集中制御手段、
２０…雨水流出抑制施設の貯水態様切り替え手段、
２１…越流堰、
２２…越流堰の上端、
３０…集水桝、
３１…流入管、
３２…流量計、
４０…流入桝、
４５…水位計、
５０…流入出桝、
５５…オリフィス、
５６…流出管、
５７…流量計、
Ｔａ…雨水流出抑制施設を構成する浸透槽、
Ｔｂ…雨水流出抑制施設を構成する貯留槽、
Ｓ…雨水流出抑制施設。

Claims (7)

1. 浸透槽または貯留槽に雨水を一時的に貯水することのできる雨水流出抑制施設の複数個が水路に沿って設置されてなる雨水の管理システムであって、
   各雨水流出抑制施設はピークカット貯水態様とベースカット貯水態様との切り替えが可能となっており、各雨水流出抑制施設は浸透槽または貯留槽の水位を測定できる水位測定手段を備えており、さらに各雨水流出抑制施設は前記水位測定手段の水位データをパラメータとして前記ピークカット貯水態様とベースカット貯水態様との切り替えを行う切り替え手段を備えていることを特徴とする雨水の管理システム。
2. 各雨水流出抑制施設は浸透槽または貯留槽へ流入する雨水の量を測定できる流量測定手段をさらに備えることを特徴とする請求項１に記載の雨水の管理システム。
3. 各雨水流出抑制施設のピークカット貯水態様とベースカット貯水態様との切り替えを、当該水路系全体を一つの制御系として制御することのできる制御手段をさらに備えることを特徴とする請求項１または２に記載の雨水の管理システム。
4. 請求項１ないし３のいずれか一項に記載の雨水の管理システムの運転方法であって、通常は各雨水流出抑制施設をピークカット貯水態様として運転し、水路系におけるいずれかのまたは複数の雨水流出抑制施設の前記水位測定手段の水位データが予め設定した値を超えたときに、当該設定値を超えた雨水流出抑制施設よりも上流側および下流側に位置する雨水流出抑制施設のいずれかまたは双方をピークカット貯水態様からベースカット貯水態様に切り替えて運転することを特徴とする雨水の管理システムの運転方法。
5. 各雨水流出抑制施設の水位測定手段の水位データをインターネットまたは通信回線網経由で入手し、それに基づき前記制御手段によって必要とされる雨水流出抑制施設の貯水態様の切り替えを行うことを特徴とする請求項４に記載の雨水の管理システムの運転方法。
6. 予め定めた設定値として、当該雨水流出抑制施設に備えた浸透槽または貯留槽の水位レベルを用いるか、または単位時間での水位レベルの変化率を用いることを特徴とする請求項４または５に記載の雨水の管理システムの運転方法。
7. 請求項２に記載の雨水の管理システムの管理方法であって、前記雨水の管理システムは、前記流量測定手段で測定される雨水流量データと前記水位測定手段で測定される水位データとの相関から当該雨水流出抑制施設の排水能力を実測する排水能力測定手段と、該実測した排水能力値と設計値での排水能力値とを比較する比較手段とを備え、該比較手段の比較結果に基づき当該雨水流出抑制施設が正常に稼働しているかどうかを判断することを特徴とする雨水の管理システムの管理方法。

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