JP2014184435A - 水質改善方法 - Google Patents

Abstract

【課題】水辺景観を損なうことなく低コストで水質を改善することができる水質改善方法を提供することである。
【解決手段】湖沼等の閉鎖性水域１１に植生浮島１２を係留し、これの外周に複数の遮光材１３を取り付ける。遮光材１３はポリスチレンやＥＶＡ、ウレタン等の水に浮く発泡材（部材）等の遮光機能を有するシート状に形成されており、その両側片部分において植生浮島１２のフレーム１５に取り付けられた骨組に取り付けられている。遮光材１３は水中の所定の深さに配置され、水中において太陽光を遮光する。これにより、水面に露出する面積を拡大することなく遮光面積を拡大して、水辺景観を損なうことなく遮光による植物プランクトンの増殖抑制効果を高める。
【選択図】図１

Description

本発明は、湖沼等の閉鎖性水域を遮光して植物プランクトンの増殖を抑制することにより当該閉鎖性水域の水質を改善するようにした水質改善方法に関する。

湖沼や池、農業用水池等の閉鎖性水域では、その水中の栄養塩の増加等により植物プランクトンが大量発生し、水質が汚濁される場合がある。

このような植物プランクトンの増殖による水質汚濁に対しては、従来から、閉鎖性水域の水中への太陽光の入射を遮断することにより、植物プランクトンの増殖を抑制する方法が行われている。

例えば特許文献１〜４には、発泡材や加圧ガスが注入された中空体等で形成された遮光材を閉鎖性水域の水面に浮かべ、これにより、水中への太陽光の入射を遮断して植物プランクトンの増殖を抑制するようにした技術が記載されている。

特開２００４−１８８３３０号公報 特開２００６−１６７７００号公報 特開２０００−２６３０３４号公報 特開平１０−３０９７６５号公報

しかしながら、水面に遮光板を浮かべて植物プランクトンの増殖を抑制する方法では、水面の３０％以上を遮光板で覆う必要があるので、多くの遮光板により水辺景観が損なわれることになる。したがって、水辺景観の保全が求められる場合には、この方法を適用することは困難である。また、遮光板を水面に浮かべると、風により水面に発生する吹送流が発生しにくくなるので、水の流れが停滞して生態系に悪影響が及び、生態系による水質浄化機能が低下することにもなる。

一方、少しでも水辺景観を良くするために、遮光材として植物を植生した植生浮島を用いる方法が知られている。しかしながら、この方法においても、多数の植生浮島を水面に浮かべると水辺景観の保全が困難となり、しかも、多数の植生浮島の設置には多くのコストがかかるという問題点がある。

本発明の目的は、水辺景観を損なうことなく低コストで水質を改善することができる水質改善方法を提供することにある。

本発明の水質改善方法は、閉鎖性水域の水質を改善する水質改善方法であって、前記閉鎖性水域に係留した植生浮島により前記閉鎖性水域の水面を遮光するとともに、前記植生浮島の外周に、全体が前記閉鎖性水域の水中に配置される骨組を設け、この骨組に遮光機能を有するシート状の遮光材を前記閉鎖性水域の水中に配置されるように取り付け、前記遮光材により遮光面積を拡大して、遮光による植物プランクトンの増殖抑制効果を高めることを特徴とする。

本発明の水質改善方法は、前記植生浮島のフレームに取り付けられた前記骨組に前記遮光材を取り付けたことを特徴とする。

本発明の水質改善方法は、前記骨組は前記植生浮島の前記フレームにボルトで着脱自在に取り付けられることを特徴とする。

本発明の水質改善方法は、前記骨組を前記植生浮島の前記フレームに対して下方に折り畳める構成としたことを特徴とする。

本発明の水質改善方法は、前記骨組を木材或いは中空パイプで形成したことを特徴とする。

本発明では、遮光効果を有する植生浮島の外周に、全体が閉鎖性水域の水中に配置される骨組が設けられ、この骨組に遮光機能を有するシート状の遮光材が前記閉鎖性水域の水中に配置されるように取り付けられるので、水上に露出する植生浮島の面積よりも大きな遮光面積を確保することができる。これにより、水辺の景観を損なうことなく遮光面積を拡大して、水質改善効果を高めることができる。また、骨組及び遮光材は水中に配置され、植生浮島の周りの水面付近の水の循環を妨げることがないので、植生浮島による水質浄化機能を確保するとともに遮光材による遮光効果を得ることにより、植物プランクトンの増殖を効率的に抑制して、水質改善効果を高めることができる。さらに、多数の植生浮島を設けることなく、シート状の遮光材で遮光面積を拡大するようにしたので、多数の植生浮島を設ける場合に比べてコストを低減することができる。

本発明の一態様では、遮光材が取り付けられる骨組が植生浮島にボルトで着脱自在に取り付けられるので、遮光材を備えた植生浮島の設置作業を容易にすることができる。

本発明の他の態様では、遮光材が取り付けられる骨組が植生浮島のフレームに対して下方に折り畳める構成とされるので、水上に設置された植生浮島の維持管理作業をする際に遮光材を下方に折り畳んで、その作業を容易にすることができる。

本発明の他の態様によれば、骨組が水に浮く木材或いは中空パイプで形成されるので、骨組に高い強度が不要なり、そのコストを低減することができる。

本発明の一実施の形態である水質改善方法の実施の様子を示す説明図である。 図１に示す遮光材の植生浮島への取り付け部分の詳細を示す図である。 図１に示す遮光材の植生浮島に対する配置を示す平面図である。 ２つの植生浮島を連結した場合の遮光材の配置の一例を示す平面図である。 本発明の水質改善方法による水質改善試験の結果を示す特性線図である。 本発明の水質改善方法による水質改善試験の結果を示す特性線図である。 本発明の水質改善方法による水質改善試験の結果を示す特性線図である。 本発明の水質改善方法による水質改善試験の結果を示す特性線図である。 図１に示す植生浮島への遮光材の取付け構造の変形例を示す説明図である。 図９に示す遮光材の植生浮島に対する配置を示す平面図である。 図９に示す変形例において２つの植生浮島を連結した場合の遮光材の配置の一例を示す平面図である。

以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。

本発明は、遮光により植物プランクトンの増殖を抑制して湖沼や池、農業用水池等の閉鎖性水域１１の水質を改善する水質改善方法であり、植生浮島１２を利用し、その外周にシート状の遮光材１３を取り付け、これを水中に配置することにより、水辺景観に配慮するとともに大きな遮光面積を確保して、遮光による植物プランクトンの増殖を効率よく抑制するものである。

この発明に用いられる植生浮島１２は、例えば、特許第４１６８０７４号の明細書や特許第４３２３７６９号の明細書に記載される植生浮島のように、植生基盤１４の外周をアングルやＦＲＰ（fiber reinforced plastics）等のフレーム１５で支持する構成のものが用いられる。

図１に示す場合では、中空のフロート１６を備えた植生浮島１２が用いられている。この植生浮島１２は、閉鎖性水域に打ち込まれた杭（不図示）等により閉鎖性水域１１の所定箇所に係留され、当該閉鎖性水域１１の水面に浮かべて用いられる。

植生浮島１２のフロート１６にはアングル形状のフレーム１５が固定され、このフレーム１５には高密度ポリエチレンで形成されたネット１７が取り付けられている。植生基盤１４はフレーム１５とネット１７に支持されて植生浮島１２に保持されている。この植生基盤１４としては、例えばポリエチレンや塩化ビニル等により形成された合成繊維マット、ヤシ繊維等により形成された天然繊維マットが用いられる。

なお、植生基盤１４の下方にも、フロート１６の浮力を補助するためのフロート１８が設けられている。

植生基盤１４の表面には、抽水植物などの水生植物２１が多数植え付けられている。水生植物２１の根は植生基盤１４を貫通して水中に延びており、これらの水生植物２１が植生基盤１４上で生育することにより、植生浮島１２は水質浄化機能を発揮するようになっている。また、植生浮島１２は遮光効果を有しており、この植生浮島１２により閉鎖性水域１１の所定の面積が遮光される。このように、植生浮島１２は、水中への太陽光の入射を遮蔽して植物プランクトンの増殖を抑制する機能を有している。

植生浮島１２の外周には、遮光面積を拡大するために、複数の遮光材１３が取り付けられている。遮光材１３はポリスチレンやＥＶＡ、ウレタン、木材等の水に浮く材料で遮光機能を有するシート状に形成されている。

なお、遮光材１３としては、遮光機能を有するシート状のものであれば、例えば、ネット、薄い繊維マット、ポリプロピレン等の樹脂製のシート等を用いるようにしてもよい。

図２に示すように、植生浮島１２のフレーム１５の下方を向く面にはコの字形の金物２３がボルト２４により固定され、この金物２３には、遮光材１３を取り付けるための骨組２５が固定されている。なお、金物２３はボルト２４による固定に限らず、溶接等によりフレーム１５に直接固定する構造でもよく、またはフレーム１５と一体の構造であってもよい。

骨組２５は、木材や中空パイプ等の水に浮く部材により棒状に形成されており、その一端においてボルト２６により金物２３に着脱自在に取り付けられている。骨組２５は、このボルト２６を軸心として、図１に示す略水平の状態から下方に向けて回動自在となっている。すなわち、骨組２５は、これを下方に回動させることにより、植生浮島１２のフレーム１５に対して下方に折り畳める構成となっている。

遮光材１３は、両側片部分が骨組２５に固定され、これにより骨組２５に支持された状態で植生浮島１２に取り付けられている。金物２３は植生浮島１２のフレーム１５の下面に固定されているので、図１に示すように、植生浮島１２を閉鎖性水域１１の水面に浮かべると、遮光材１３は閉鎖性水域１１の水中の所定の深さに略水平となって配置される。このとき、遮光材１３や骨組２５は水に浮く部材で形成されているので、遮光材１３は骨組２５とともにボルト２６を中心として上方に向けて浮力を生じるが、骨組２５がフレーム１５やボルト２４等に当たることにより、図１に示す状態よりも上に、つまり水面にまで浮き上がらないようになっている。

一方、植生浮島１２を水面に浮かべた状態で、植生基盤１４の水生植物２１の刈り取り等の維持管理作業を行う際には、骨組２５とともに遮光材１３を下方に折り畳むことで、作業員が容易に植生基盤１４に近づくことができる。

図３は図１に示す遮光材の植生浮島に対する配置を示す平面図である。

矩形に形成された植生浮島１２の各辺には、それぞれ３本の骨組２５が取り付けられ、これらの骨組２５により、植生浮島１２の各辺には遮光材１３が取り付けられている。また、植生浮島１２の各角部分には、三角形状の遮光材１３が取り付けられている。これにより、植生浮島１２の外周は遮光材１３により囲まれている。

この場合、例えば植生浮島１２としてその遮光面積が４ｍ２のものを用いた場合には、水中の遮光材１３の面積は約１６ｍ２となり、全体の遮光面積は植生浮島１２のみの場合に比べて約５倍に拡大することになる。また、遮光面積が５倍となっても、遮光材１３は水中に配置されているので、水上に露出する部分は植生浮島１２のみの４ｍ２であり、水辺の景観が損なわれることがない。

２つの植生浮島１２を連結して用いる場合には、遮光材１３は図４に示すような配置とされる。この場合、例えば植生浮島１２としてその遮光面積が４ｍ２のものを用いた場合には、植生浮島１２が２つ分で８ｍ２に対して、水中の遮光材１３の面積は約２４ｍ２となり、全体の遮光面積を植生浮島１２のみの場合に比べて約４倍に拡大することができる。この場合においても、遮光面積が４倍となっても、遮光材１３は水中に配置されているので、水上に露出する部分は植生浮島１２のみの８ｍ２であり、水辺の景観が損なわれることがない。

図５〜図８に、本発明の水質改善方法による水質改善試験の結果を示す。

これらの特性線図から解るように、閉鎖性水域１１の水面を、植生浮島１２と遮光材１３を用いて２０％以上の割合で遮光することにより、水面を遮光しない場合に比べて、ＳＳ（Suspended Solid）、Ｃｈｌ−ａ（クロロフィル−ａ）、Ｔ−Ｎ（全窒素）、Ｔ−Ｐ（全燐）濃度を、それぞれ低減させて水質を改善することができた。

このように、本発明では、遮光効果を有する植生浮島１２の外周にシート状の遮光材１３を取り付けて遮光面積を増加させるようにしたので、水質改善効果を高めることができる。また、これらの遮光材１３を水中に配置するようにしたので、遮光材１３により植生浮島１２の面積よりも大きな遮光面積を確保しても、水上に露出する部分を植生浮島１２だけとして、水辺の景観を確保することができる。これにより、水辺景観を損なうことなく遮光面積を拡大して、水質改善効果を高めることができる。

また、本発明では、遮光材１３を水中に配置するようにしたので、植生浮島１２の周りの水面付近の水の循環を妨げることがない。したがって、植生浮島１２による水質浄化機能を確保するとともに遮光材１３による遮光効果を得ることにより、植物プランクトンの増殖を効率的に抑制して、水質改善効果をさらに高めることができる。

さらに、本発明では、多数の植生浮島１２を設けることなく、シート状の遮光材１３で遮光面積を拡大するようにしたので、多数の植生浮島１２を設ける場合に比べて、水質改善方法の実施コストを低減することができる。また、遮光材１３を、ポリスチレンやＥＶＡ、ウレタン等の水に浮く発泡材（部材）や、ネット、薄い繊維マット、ポリプロピレン等の樹脂製のシート等の安価な部材で形成することにより、この水質改善方法の実施コストをさらに低減することができる。

さらに、本発明では、遮光材１３が取り付けられる骨組２５を植生浮島１２にボルト２６で着脱自在に取り付けるようにしているので、植生浮島１２を水に浮かべてから遮光材１３を取り付けるなど、遮光材１３を備えた植生浮島１２の設置作業を容易にすることができる。

さらに、本発明では、遮光材１３が取り付けられる骨組２５を植生浮島１２のフレーム１５に対して下方に折り畳める構成としたので、水上に設置された植生浮島１２の水生植物２１の刈り取り作業等の維持管理作業をする際には、遮光材１３を下方に折り畳んで、植生浮島１２に容易に近づくことができる。これにより、植生浮島１２の維持管理作業を容易にすることができる。

さらに、本発明では、骨組２５や遮光材１３を水に浮く部材で形成するようにしたので、骨組２５や遮光材１３を水中で浮いた状態とさせて高い強度を不要とすることができる。これにより、骨組２５や遮光材１３の材質として安価なものを用い、また、その構造を簡素化してコストを低減することができる。

図９は、図１に示す植生浮島への遮光材の取付け構造の変形例を示す説明図である。

図１に示す場合では、骨組２５は全て植生浮島１２のフレーム１５に取り付けられているが、図９に示す場合では、植生浮島１２のフレーム１５に取り付けられた骨組２５の先端を、連結用の骨組３１で連結するようにしている。この場合においても、連結用の骨組３１は、木材や中空パイプ等の水に浮く部材により棒状に形成されている。

図１０は図９に示す遮光材の植生浮島に対する配置を示す平面図である。

矩形に形成された植生浮島１２の各辺に、それぞれ遮光材１３が取り付けられるとともに植生浮島１２の各角部分に三角形状の遮光材１３が取り付けられて植生浮島１２の外周が遮光材１３に囲まれている。この場合、例えば植生浮島１２としてその遮光面積が４ｍ２のものを用いた場合には、水中の遮光材１３の面積は約１６ｍ２となり、全体の遮光面積を植生浮島１２のみの場合に比べて約５倍に拡大することができる。また、遮光面積が５倍となっても、遮光材１３は水中に配置されているので、水上に露出する部分は植生浮島１２のみの４ｍ２であり、水辺の景観が損なわれることがない。

一方、２つの植生浮島１２を連結して用いる場合には、遮光材１３は図１１に示すような配置とされる。この場合、例えば植生浮島１２としてその遮光面積が４ｍ２のものを用いた場合には、植生浮島１２が２つ分で８ｍ２に対して、水中の遮光材１３の面積は約２４ｍ２となり、全体の遮光面積を植生浮島１２のみの場合に比べて約４倍に拡大することができる。この場合においても、遮光面積が４倍となっても、遮光材１３は水中に配置されているので、水上に露出する部分は植生浮島１２のみの８ｍ２であり、水辺の景観が損なわれることがない。

なお、図９〜図１１においては、前述した部材に対応する部材には同一の符号を付してある。

本発明は前記実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能であることはいうまでもない。

１１ 閉鎖性水域
１２ 植生浮島
１３ 遮光材
１４ 植生基盤
１５ フレーム
１６ フロート
１７ ネット
１８ フロート
２１ 水生植物
２３ 金物
２４ ボルト
２５ 骨組
２６ ボルト
３１ 骨組

Claims (5)

1. 閉鎖性水域の水質を改善する水質改善方法であって、
   前記閉鎖性水域に係留した植生浮島により前記閉鎖性水域の水面を遮光するとともに、
   前記植生浮島の外周に、全体が前記閉鎖性水域の水中に配置される骨組を設け、この骨組に遮光機能を有するシート状の遮光材を前記閉鎖性水域の水中に配置されるように取り付け、
   前記遮光材により遮光面積を拡大して、遮光による植物プランクトンの増殖抑制効果を高めることを特徴とする水質改善方法。
2. 請求項１記載の水質改善方法において、前記植生浮島のフレームに取り付けられた前記骨組に前記遮光材を取り付けたことを特徴とする水質改善方法。
3. 請求項２記載の水質改善方法において、前記骨組は前記植生浮島の前記フレームにボルトで着脱自在に取り付けられることを特徴とする水質改善方法。
4. 請求項２または３記載の水質改善方法において、前記骨組を前記植生浮島の前記フレームに対して下方に折り畳める構成としたことを特徴とする水質改善方法。
5. 請求項２〜４のいずれか１項に記載の水質改善方法において、前記骨組を木材或いは中空パイプで形成したことを特徴とする水質改善方法。

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