JP2023167552A - 貯水構造、及び貯水量の調整方法 - Google Patents

Abstract

【課題】容易かつ迅速に設置することができるとともに、集中豪雨時等における水害の発生を効果的に防止することが可能な貯水構造、及び貯水量の調整方法を提供する。【解決手段】互いに距離を置いて地中に埋設される繊維補強セメント材等を主体として構成された第一貯水槽２１，３１及び第二貯水槽２２，３２と、地中に埋設されるとともに、第一貯水槽２１，３１と第二貯水槽２２，３２とを互いに連通させるように接続する金属樹脂複合管等からなる貯水管２３，３３と、前記第一貯水槽２１に水を供給する給水部４と、前記第二貯水槽３２内に貯留された水を外部に排出する排水部５と、を備えた貯水構造。【選択図】図２

Description

本発明は、集中豪雨時等における水害の発生を防止するために設置される貯水構造、及び貯水量の調整方法に関する。

従来、集中豪雨時等に、多量の雨水が路面上に溢れたり、河川が氾濫したりする等の水害を防止することを目的として、コンクリートにより全体形状が略四角筒状に形成され少なくとも前後左右に対向する側壁部を配置し、上方および下方には開放された開口部を設けたブロック本体と、隣接して敷設される該ブロック本体相互の重合する所望の前記側壁部に相互に連通可能に設けられる流水孔部と、前記ブロック本体の上方に位置する前記開口部を必要に応じて被閉可能になすように載置される蓋板部と、前記ブロック本体の下方に位置する前記開口部を被閉する床板とから形成される地下埋設用雨水貯留ブロックが提案されている（例えば、特許文献１を参照）。

実用新案登録第３０６１５１９号公報

特許文献１に開示された地下埋設用雨水貯留ブロックでは、各ブロック本体を相互に連通させる流水孔部を設けたため、集中豪雨時に路面を流れる雨水等を各ブロック本体内に順次流入させて貯留させることができる。しかし、上述のように地中に埋設された多数のブロック本体同士を適正に連通させるためには、各ブロック本体の設置高さを均一に揃えるとともに、隣接するブロック本体の側壁部に形成された流水孔部を正確に位置合わせした状態でぴったりと密着させる必要があり、その作業が煩雑化することが避けられないという欠点があった。

また、地震等の発生時に、各ブロック本体が破損したり、各流水孔部の位置がずれたりするのを防止するためには、ブロック本体の板厚を大きくして、その強度を十分に確保するとともに、各ブロック本体の相対変位を抑制する必要がある。この結果、各ブロック本体の重量が過大になることが避けられず、施工現場において多数のブロック本体を設置する作業を迅速かつ容易に行うことが困難であった。

本発明の目的は、容易かつ迅速に設置することができるとともに、集中豪雨時等における水害の発生を効果的に防止することが可能な貯水構造、及び貯水量の調整方法を提供することである。

本発明に係る貯水構造は、互いに距離を置いて地中に埋設される第一貯水槽及び第二貯水槽と、地中に埋設されるとともに、前記第一貯水槽と第二貯水槽とを互いに連通させるように接続する貯水管と、前記第一貯水槽に水を供給する給水部と、前記第二貯水槽内に貯留された水を外部に排出する排水部と、を備えたものである。

この構成によれば、地中に埋設される第一，第二貯水槽の設置高さを調節したり、両貯水槽の連通部を位置合わせしたりする等の煩雑な作業を要することなく、貯水構造を容易に構築することができる。しかも、地震等の発生時に作用する振動エネルギーを貯水管により効果的に吸収することができるため、第一，第二貯水槽に伝達される振動エネルギーを大幅に低減して、貯留構造の耐震性能を効果的に向上させることができる。

また、前記第一貯水槽及び前記第二貯水槽は、繊維補強セメント材を主体として構成されていることが好ましい。

この構成によれば、貯水部となる第一貯水槽及び第二貯水槽を軽量かつ高強度に形成して、その搬送作業や、設置作業等を容易に行うことができる。

また、前記貯水管は、螺旋状に延びる補強用凸部が外周面に設けられた合成樹脂製管体と、前記補強用凸部の内周面に設けられた金属製補強板と、を有する金属樹脂複合管であることが好ましい。

この構成によれば、補強用凸部の肉厚を大きくすることなく、優れた補強効果が得られるため、貯水管の重量が過大になるのを防止するとともに、その耐圧強度を確保しつつ、貯水管の口径を大きくして、その貯水量を十分に確保することができる。

また、前記排水部は、前記第一貯水槽及び前記第二貯水槽の少なくとも一方に貯留された水を外部に排出する排水ポンプを有していることが好ましい。

この構成によれば、所定のタイミングで排水ポンプを作動させることにより、第一，第二貯水槽及び貯水管内に貯留された水を効率よく外部に排出して、これらをそれぞれ貯水待機状態とすることができる。

また、前記給水部は、集水管により集められた水を貯留する集水貯留槽と、該集水貯留槽に設けられた溢出口から溢れ出た水を前記第一貯水槽に導出する導出管と、平時において前記集水貯留槽内に貯留された水を外部に排出する平時排水部と、を有していることが好ましい。

この構成によれば、降雨量がそれほど多くない平時において、集水管から集水貯留槽に雨水等を供給して一時的に貯留するとともに、平時排水部を介して順次、側溝等に排水することにより、各貯水槽及び貯水管を貯水待機状態に維持することができる。そして、降雨量の多い非常時には、集水貯留槽内の水を第一貯水槽に導出して、各貯水槽及び貯水管内にそれぞれ貯水させることができる。

また、前記第一貯水槽、前記第二貯水槽、及び前記貯水管を有する貯水ユニットが、地中の上下方向及び／若しくは水平方向に複数配列され、相隣接する前記貯水ユニット同士を互いに連通させる連通部を有していることが好ましい。

この構成によれば、限られた面積の土地を有効に利用して、十分な貯水量を確保することができる。しかも、単一の給水部から複数の第一貯水槽に水を供給するとともに、単一の排水部を介して複数の第二貯水槽内の水を外部に排出することが可能であり、給水部及び排水部の構成を簡略化できるという利点がある。

また、地中に埋設される繊維補強セメント材を主体とした補強用床材を備え、最下層に位置する前記第一貯水槽、前記第二貯水槽、及び前記貯水管が、前記補強用床材上にそれぞれ載置される構成としてもよい。

この構成によれば、貯水部となる各貯水槽及び貯水管を、補強用床材上に安定して設置できるという利点がある。

また、前記繊維補強セメント材中に気泡が混錬されることにより比重が０．４～０．６の範囲内に形成された軽量の下部床板と、比重が前記下部床板よりも大きい値である０．９～１．１の範囲内に形成された上部床板と、を有する構成とすることが好ましい。

この構成によれば、貯水部となる各貯水槽及び貯水管を、比重の大きい上部床板上に安定して設置することができるとともに、その下方に設置された比重の小さい下部床板に浮力を作用させることにより、貯水構造の設置部が軟弱な地盤である場合等においても、貯水構造の設置状態を安定して維持できるという利点がある。

また、前記補強用床材が、地中に埋設された防水性シート上に敷設される構成とすることが好ましい。

この構成によれば、貯水構造の設置部に水が滲出することに起因した地盤の軟弱化を効果的に防止して、貯水構造の設置状態を安定させることができる。

上述の貯水構造を使用した貯水量の調整方法において、集中豪雨時等の非常時に、前記給水部から前記第一貯水槽に供給された水を、該第一貯水槽、前記第二貯水槽、及び前記貯水管内に順次貯留させる貯水工程と、該貯水工程で貯留された水を、前記非常時後の平時に、前記排水部を介して外部に排出する排水工程と、を備えたものである。

この構成によれば、貯水工程において各貯水槽及び貯水管内に貯水された水を、排水工程において外部に排出することにより、次に集中豪雨が発生した際における貯留可能な水量を十分に確保できるという利点がある。

また、上述の平時排水部を使用した貯水量に調整方法において、集中豪雨時等の非常時に、前記給水部から前記第一貯水槽に供給された水を、該第一貯水槽、前記第二貯水槽、及び前記貯水管内に順次貯留させる貯水工程と、該貯水工程で貯留された水を、前記非常時後の平時に、前記排水部を介して外部に排出する排水工程と、前記集水貯留槽に貯留された水を前記平時排水部により外部に排出する平時排水工程と、を備えていることが好ましい。

この構成によれば、降雨量がそれほど多くない平時において、集水管により集められた雨水等を、集水貯留槽に一時的に貯留するとともに、平時排水部を介して順次、側溝等に排出する平時排水工程が実行されることにより、貯水部となる各貯水槽及び貯水管を貯水待機状態に維持することができる。

本発明に係る貯水構造、及び貯水量の調整方法によれば、貯水構造を容易かつ迅速に設置することができるとともに、集中豪雨時等における水害の発生を防止する可能であるという効果を奏する。

本発明に係る貯水構造の実施形態を示す正面図である。 貯水構造の正面視における配列状態を示す断面図である。 貯水構造の平面視における配列状態を示す平面図である。 上部貯水ユニットの構成を示す分解斜視図である。 下部貯水ユニットの構成を示す分解斜視図である。 貯水管の具体的構成を示す断面図である。 補強用床材の具体的構成を示す断面図である。 貯水管の変形例を示す斜視図である。 複数の単位貯水管を連結した状態を示す斜視図である。 給水部の変形例を示す断面図である。 貯水構造の平面視における配列状態の変形例を示す平面図である。

以下、本発明に係貯水構造の実施形態を図面に基づいて説明する。なお、各図において同一の符号を付した構成は、同一の構成であることを示し、その説明を省略する。

図１～図７は、本発明の第一実施形態に係る貯水構造１を示している。この貯水構造１は、図１及び図２に示すように、地中に埋設される上部貯水ユニット２及び下部貯水ユニット３と、上部貯水ユニット２の第一貯水槽２１に水を供給する給水部４と、下部貯水ユニット３の第二貯水槽３２内に貯留された水を外部に排出する排水部５と、貯水構造１の基礎となる補強用床材７と、を備えている。この補強用床材７は、下部貯水ユニット３の下方、具体的には最下層に位置する第一貯水槽３１、第二貯水槽３２、及び貯水管３３の下方と、後述の集水貯留槽４２の下方と、にそれぞれ配置されるように構成されている。

上部貯水ユニット２は、図２に示すように、互いに距離を置いて地中に埋設される第一貯水槽２１及び第二貯水槽２２と、この第一貯水槽２１と第二貯水槽２２とを互いに連通させるように接続する貯水管２３と、を有している。下部貯水ユニット３は、上部貯水ユニット２と同様に、互いに距離を置いて地中に埋設される第一貯水槽３１及び第二貯水槽３２と、この第一貯水槽３１と第二貯水槽３２とを互いに連通させるように接続する貯水管３３と、を有している。

上部貯水ユニット２の第一貯水槽２１、第二貯水槽２２、及び貯水管２３と、下部貯水ユニット３の第一貯水槽３１、第二貯水槽３２、及び貯水管３３と、はそれぞれ上下方向に重ねられるように配列されている。また、図３に示すように、上部貯水ユニット２及び下部貯水ユニット３は、それぞれ水平方向に並べられた状態で複数配列されている。

上部貯水ユニット２の第一貯水槽２１及び第二貯水槽２２は、図４に示すように、それぞれ上端部が開口した矩形の箱状体からなる貯水槽本体２４と、この貯水槽本体２４の上端開口部を覆う蓋体２５と、を有している。また、下部貯水ユニット３の第一貯水槽３１及び第二貯水槽３２は、図５に示すように、それぞれ上端部が開口した矩形の箱状体からなる貯水槽本体３４と、この貯水槽本体３４の上端開口部を覆う蓋体３５と、を有している。

上述の貯水槽本体２４，３４及び蓋体２５，３５は、例えばセメント、水、補強繊維を混練した混練物を成形型内に充填して、養生固化することで生成される繊維補強コンクリート材を主体として形成されたものである。この繊維補強コンクリート材は、従来の鉄筋コンクリートよりも小さい値である０．９～２．０程度の比重と、高強度コンクリートと略同等の強度と、を有している。前記セメントの材質は、特に限定されず、普通ポルトランドセメント、早強ポルトランドセメント、超早強ポルトランドセメント等、各種セメントを使用できる。また、前記補強繊維としては、ポリビニルアルコール繊維（ビニロン繊維）、ポリプロピレン繊維やポリエチレン繊維等のポリオレフィン系繊維、アラミド繊維、炭素繊維、鋼繊維、ガラス繊維、バサルト繊維等が挙げられる。

上部貯水ユニット２の第一貯水槽２１及び第二貯水槽２２の側壁部には、貯水管２３の端部が接続される開口部２６がそれぞれ形成されている（図４参照）。そして、図２に示すように、貯水管２３の端部が、第一貯水槽２１及び第二貯水槽２２の開口部２６にそれぞれ挿入された状態で、この開口部２６の内周面と貯水管２３の外周面との間に、接合剤２７が充填されることにより、第一貯水槽２１の側壁と貯水管２３の一端部とが一体に接合されるとともに、第二貯水槽２２の側壁と貯水管２３の他端部とが一体に接合されるようになっている。

また、下部貯水ユニット３の第一貯水槽３１及び第二貯水槽３２の側壁部には、貯水管３３の端部が接続される開口部３６がそれぞれ形成されている（図５参照）。そして、図２に示すように、貯水管３３の端部が、第一貯水槽３１及び第二貯水槽３２の開口部３６にそれぞれ挿入された状態で、この開口部３６の内周面と貯水管３３の外周面との間に、接合剤２７が充填されている。これにより、貯水管３３の一端部が、第一貯水槽３１の側壁に対して一体に接合されるとともに、貯水管３３の他端部が、第二貯水槽３２の側壁に対して一体に接合されるようになっている。

前記接合剤２７としては、ポリオールを主成分とする基剤と、ポリイソシアネートを主成分とする硬化剤と、適宜の発泡剤等と、を混合して発泡させた硬質発泡体ポリウレタンが好適に使用される。硬質ポリウレタン発泡体からなる端末処理剤を用いた場合は、これを早期に硬化させることができるとともに、一定の保形性が得られるために、地震時等に発生する振動を良好に吸収して、第一貯水槽２１，３１及び第二貯水槽２２，３２の側壁部と貯水管２３，３３の端部との接合部分に割れやヒビが入ること等を効果的に回避することができる。なお、硬質ポリウレタン発泡体に代えて、硬質発泡ポリスチレンや、その他の合成樹脂材、もしくは合成ゴム材等、またはモルタル等のコンクリート材を使用してもよい。

図２、図４、及び図５に示すように、上部貯水ユニット２の第一貯水槽２１の底壁部及び下部貯水ユニット３の第一貯水槽３１の蓋体３５には、両貯水槽２１，３１の連通部となる相対応した連通孔３７が形成されている。また、上部貯水ユニット２の第二貯水槽２２の底壁部及び下部貯水ユニット３の第二貯水槽３２の蓋体３５には、両貯水槽２２，３２の連通部となる相対応した連通孔３８が形成されている。

なお、前記連通孔３７に代え、上部貯水ユニット２の第一貯水槽２１と下部貯水ユニット３の第一貯水槽３１とを連通させる連通管と、上部貯水ユニット２の第二貯水槽２２と下部貯水ユニット３の第二貯水槽３２とを連通させる連通管と、を設けた構成としてもよい。また、上部貯水ユニット２の第一，第二貯水槽２１，２２の底壁部と、下部貯水ユニット３の第一，第二頂水槽３１，３２の蓋体３５と、を省略することにより、上方の第一，第二貯水槽２１，２２と下方の第一，第二頂水槽３１，３２とを連通させるように構成してもよい。

上部貯水ユニット２の貯水管２３及び下部貯水ユニット３の貯水管３３は、図２及び図６に示すように、螺旋状に延びる補強用凸部６１が外周面に設けられた円筒形状の合成樹脂製管体６２と、補強用凸部６１の内周面に設けられた金属製補強板６３と、を有する金属樹脂複合管からなっている。また、合成樹脂製管体６２及び金属製補強板６３の内周面側には、合成樹脂製裏打ち層６４が設けられている。

合成樹脂製管体６２及び合成樹脂製裏打ち層６４は、例えばポリエチレン、ポリプロピレン等のポリオレフィン系や塩化ビニル系等の合成樹脂により成形されるが、合成ゴムや軟質樹脂等により形成することも可能である。また、金属製補強板６３は、例えば板面に多数の小孔が貫設されたパンチング板もしくは小孔のない金属板からなり、その材料として、ステンレス薄板や鋼薄板等が使用される。そして、金属製補強板６３の表面に設けられた合成樹脂製の被覆層（図示せず）を介して前記補強用凸部６１の内周面に金属製補強板６３が一体に接合されている。なお、図略の被覆層は、接合性の観点から合成樹脂製管体６２と同様の素材で構成することが好ましいが、何ら限定されず、例えばポリエチレン樹脂、ポリプロピレン樹脂等のポリオレフィン系樹脂からなるものであってもよい。

図２及び図３に示すように、給水部４は、地中に埋設された集水管４１と、この集水管４１により集められた水を貯留する集水貯留槽４２と、該集水貯留槽４２内に貯留された水を上部貯水ユニット２の第一貯水槽２１に導出する導出管４３と、有している。集水管４１は、透水性を有するパイプ材からなり、地中に浸透した雨水等を集水して集水貯留槽４２に供給する機能を有している。

集水貯留槽４２は、第一貯水槽２１及び第二貯水槽２２と同様の素材により形成された貯留槽本体４４と蓋体４５とを有している。貯留槽本体４４の一側壁には、その上部に前記集水管４１が接続されるとともに、その下方に集水貯留槽４２に貯留された水を外部に排出する平時排水部となる排水管４６が接続されている。また、貯留槽本体４４の他側壁の上部に導出管４３が接続され、この導出管４３の先端開口部により集水貯留槽４２内の水を第一貯水槽２１に向けて導出する溢出口４７が形成されている。

降雨量がそれほど多くない平時において、集水管４１により集められた雨水等は、集水貯留槽４２に供給されて一時的に貯留されるとともに、前記排水管４６を介して順次、側溝等に排出される。そして、排水管４６の排水能力を超える多量の雨水等が集水貯留槽４２に供給される非常時において、集水貯留槽４２内の水位が前記溢出口４７の設置部に到達した時点で、この溢出口４７から溢れ出た水が導出管４３を介して上部貯水ユニット２の第一貯水槽２１に導出されることになる。

第一貯水槽２１内に導出された水は、連通孔３７からなる連通部を通って下部貯水ユニット３の第一貯水槽３１内に流下するとともに、この第一貯水槽３１に接続された貯水管３３及び第二貯水槽３２に順次供給されて、それぞれ貯留される。また、下部貯水ユニット３の第一貯水槽３１、第二貯水槽３２、及び貯水管３３がそれぞれ満水状態になると、上部貯水ユニット２の第一貯水槽２１から貯水管２３及び第二貯水槽２２に順次供給されて、それぞれ貯留される。

排水部５は、図２に示すように、上部貯水ユニット２の第二貯水槽２２の蓋体２５から上方に向けて突設された排出管５１と、この排出管５１の上端開口部を開閉可能に覆う鉄蓋５２と、この鉄蓋５２を開放した状態で排出管５１及び前記連通孔３８を介して下部貯水ユニット３の第二貯水槽３２内に設置される水中ポンプからなる排水ポンプ５３と、を有している。この排水ポンプ５３を作動させることにより、上部貯水ユニット２及び下部貯水ユニット３内に貯留された水が、排水ホースを介して側溝、河川又は池等に効率よく排出されるようになっている。

下部貯水ユニット３及び給水部４の下方に配置される補強用床材７は、図７に示すように、上下二段の下部床板７１と、その上に並べられて配置される複数枚の上部床板７２と、相隣接する上部床板７２を互いに連結する連結具８と、を備えている。また、下部床板７１の下方には、適度の強度及び柔軟性と優れた防水性とを有する素材、例えばポリエチレン、ポリプロピレン、塩化ビニル樹脂、ポリスチレン等の合成樹脂製シートからなる防水性シート７０が敷設されている。

下部床板７１は、例えばセメント、水、補強繊維及び起泡剤をプレフォームした泡を混練した混練物をセメント用成形型内に充填し、これを養生固化することで得られる多孔質成形体からなる繊維補強軽量セメントにより構成されている。前記セメントは特に限定されず、普通ポルトランドセメント、早強ポルトランドセメント、超早強ポルトランドセメント等、各種セメントを使用できる。このセメントと水との配合割合は、セメント１００重量部に対して水が２ ～１００重量部、更には２０～５０重量部の範囲内であることが好ましい。また、補強繊維としては、ポリビニルアルコール繊維（ビニロン繊維）、ポリプロピレン繊維やポリエチレン繊維等のポリオレフィン系繊維、アラミド繊維、炭素繊維、鋼繊維、ガラス繊維等が挙げられる。これらの繊維のなかでも、ビニロン繊維は、耐久性が高く、しかもセメントとの親和性に優れているので好ましい。

前記起泡剤は、特に限定されないが、セメント用、コンクリート用の起泡剤、又はタンパク質系、界面活性剤系、樹脂系等からなる公知の起泡剤が用いられる。さらに、前記起泡剤とともに、アルミニウム粉等の金属系発泡剤を使用することもできる。起泡剤の添加量や添加方法は特に限定されないが、通常はセメント１００重量部に対して０．１～３重量部の範囲内とされ、これにより得られる下部床板７１の比重は、上部床板７２よりも小さい値である０．９以下となるように適宜調整され、例えば０．４～０．６の範囲内とすることが好ましい。

上部床板７２は、例えばセメント、水、補強繊維を混練した混練物を成形型内に充填し、これを養生固化することで得られる繊維補強コンクリート材を主体としたパネル材からなっている。この繊維補強コンクリート材を構成するセメントの材質は、特に限定されず、普通ポルトランドセメント、早強ポルトランドセメント、超早強ポルトランドセメント等、各種セメントを使用できる。これらのなかでも、生産性、強度等の点から早強ポルトランドセメントを使用することが好ましい。

前記補強繊維としては、ポリビニルアルコール繊維（ビニロン繊維）、ポリプロピレン繊維やポリエチレン繊維等のポリオレフィン系繊維、アラミド繊維、炭素繊維、鋼繊維、ガラス繊維等が挙げられる。補強繊維の繊維長は特に限定されないが、４～３５ｍｍの範囲内であることが好ましい。補強繊維の繊維長が４ｍｍ未満では補強効果が不足する傾向がみられる。補強繊維の繊維長が長い方が補強効果の点では有利であるが、その一方で、繊維長が長くなるほど分散性が低下し、成形体内で補強繊維が偏在して、却って上部床板７２の強度を低下させる場合もある。また、補強繊維の太さにも特に限定はないが、通常、１０μｍ～１００μｍのものが用いられる。

補強繊維の配合量は、セメント１００重量部に対して０．５～５重量部とすることが好ましい。補強繊維の配合量が少ないと、補強効果も低く、上部床板７２の強度も低くなり、補強繊維の配合量が多いほど強度的には有利である。しかし、補強繊維の配合量が過剰であるとセメント混練物中での分散性が悪くなり、補強繊維が偏在して、上部床板７２の強度が不均一になり、却って上部床板７２の強度を低下させるおそれがある。このような観点から、補強繊維の配合量の好ましい範囲は、セメント１００重量部に対して０．５～３重量部である。

上部床板７２の強度及び剛性を十分に確保するためには、その比重を、上述の下部床材７１（比重０．４～０．６）よりも大きい値である０．９～１．１の範囲内とすることが好ましい。これにより、第一貯水槽２１、第二貯水槽２２、及び貯水管２３を有する上部貯水ユニット２と、第一貯水槽３１、第二貯水槽３２、及び貯水管３３を有する下部貯水ユニットと、が上下方向に積み重ねられている場合においても、これらが安定して支持されることになる。

連結具８は、相隣接する上部床板７２の縁部を挟持するように配設される金属製プレート等からなる上下一対の接合部材８１，８２と、両接合部材８１，８２を一体に締結する締結ボルト８３とを有している。上方側の接合部材８１には、締結ボルト８３が挿通される挿通孔が形成され、下方側の接合部材８２には、締結ボルト８３のねじ部が螺着されるねじ孔が形成されている。そして、締結ボルト８３を回動操作して、そのねじ部を下方側の接合部材８２のねじ穴に螺着することにより、相隣接する上部床板７２の縁部が、上下の接合部材８１，８２により挟持された状態で一体に連結されるようになっている。

なお、図７において、符号８４は、上部床板７２の縁部上面に設けられた凹部と接合部材８１との間に形成された隙間部（目地部）を埋める充填材を示している。この充填材８４としては、高強度の接合力と優れた防水性とを備えた樹脂モルタル、例えばエポキシ樹脂、ウレタン樹脂、不飽和ポリエステル樹脂またはポリエレア樹脂等からなる合成樹脂と、砂等の細骨材とが混合された樹脂モルタルが好適に使用される。なお、前記充填材８４として、通常のモルタル材や、弾性ゴム等を使用することも可能である。

本発明の貯水構造１を設置する際には、まず水害の発生を防止し、又は低減するために要求される上部貯水ユニット２及び下部貯水ユニット３の貯水容量、具体的には第一貯水槽２１，３１及び第二貯水槽２２，３２の容積及び個数と、貯水管２３，３３の口径及び長さ等を、計算により求める。そして、上部貯水ユニット２、下部貯水ユニット３、給水部４、排水部５、及び補強用床材７等を構成する各部材を、製造工場等において製造した後、これらを貯水構造１の設置現場に搬送する。

また、上部貯水ユニット２及び下部貯水ユニット３を埋設可能な範囲の土壌を掘削した後、この掘削部の必要個所に防水性シート７０を敷設するとともに、その上に下部床板７１，７１及び上部床板７２を順次載置する。次いで、相隣接する上部床板７２の縁部を連結具８により着脱可能に連結した後、その上に上部貯水ユニット２及び下部貯水ユニット３を上下に重ねた状態で設置し、これらを埋設する。このようにして、集中豪雨時に降った多量の雨水等を貯留可能な貯水構造１を、容易かつ迅速に設置することができる。

すなわち、本発明に係る貯水構造１は、互いに距離を置いて地中に埋設される第一貯水槽２１，３１と第二貯水槽２２，３２とを貯水管２３，３３を介して互いに連通させることにより、これらを貯水部をとして利用するように構成したため、例えば特許文献１に開示された地下埋設用雨水貯留ブロックのように、多数のブロック本体の設置高さを揃えたり、隣接するブロック本体の流水孔部を正確に位置合わせしたりする等の煩雑な作業を要することがなく、十分な貯水量有する貯水構造１を容易に構築することができる。しかも、地震等の発生時に作用する振動エネルギーが貯水管２３，３３により吸収され、互いに距離を置いて地中に埋設された第一貯水槽２１，３１及び第二貯水槽２２，３２に伝達される振動エネルギーが大幅に低減されるため、貯水構造１の耐震性能を効果的に向上させることができる。

また、当実施形態では、第一貯水槽２１，３１と第二貯水槽２２，３２とを、従来の鉄筋コンクリートよりも軽量で高強度コンクリートと略同等の強度とを有する繊維補強セメント材を主体として構成したため、その搬送作業や設置作業等を容易に行うことができるとともに、優れた耐震強度が得られるという利点がある。例えば、第一貯水槽２１，３１と第二貯水槽２２，３２とを上下に二段積みした状態で、１ｍの土被りと、５０ｋＮの上載荷重を加えた状態で、地震動レベル１及び地震動レベル２に相当する振動を与えて、ＦＥＭ（有限要素法）解析を行ったところ、第一貯水槽２１，３１及び第二貯水槽２２，３２は壊れることはなく、安全であることが確認された。

しかも、繊維補強コンクリート材は、優れた耐中性化性能を有し、促進中性化試験において５２週で中性化深さが０ｍｍであった。この試験結果は、屋外の自然環境下において繊維補強コンクリートの中性化が１００年以上、発生しないことを証明するものである。さらに、繊維補強コンクリート材を浸透した水の深さを測定するインプット法に透水試験を、０．５ＭＰａの圧力で行ったところ、１５０年間は水漏れを生じることがないという試験結果が得られた。

当実施形態では、螺旋状に延びる補強用凸部６１が外周面に設けられた合成樹脂製管体６２と、補強用凸部６１の内周面に設けられた金属製補強板６３と、を有する金属樹脂複合管により、前記貯水管２３，３３を構成したため、これらを効果的に軽量化しつつ、十分な耐圧強度を確保できるという利点がある。すなわち、合成樹脂製管体６２の補強用凸部６１の内周面に金属製補強板６３を設けることにより、補強用凸部６１の肉厚を大きくすることなく、優れた補強効果が得られることになる。したがって、貯水管２３，３３の重量が過大になるのを防止するとともに、その耐圧強度を確保しつつ、貯水管２３，３３の口径を大きくすることにより、その貯水量を十分に確保することができる。

なお、上述の実施形態では、互いに距離を置いて地中に埋設される第一貯水槽２１，３１と第二貯水槽２２，３２とを、一本の貯水管２３，３３により互いに連通させるように構成しているが、図８に示すように、長さ方向に連設される複数本の単位貯水管３０，３０を分割型の鉄製継手９により連結してなる貯水管２３，３３を用いてもよい。この場合、図９に示すように、単位貯水管３０，３０の連結部を覆うようにコンクリートを打設することが好ましい。この構成によれば、単位貯水管３０が長尺になるのを防止して、その搬送作業及び設置作業を容易化できるとともに、貯水管２３，３３の全長を必要に応じて容易に増減できるという利点がある。

また、上述の実施形態では、上部貯水ユニット２に設けられた排出管５１及び連通孔３８を介して下部貯水ユニット３の第二貯水槽３２内に水中ポンプからなる排水ポンプ５３を設置するように構成したため、この排水ポンプ５３を適正なタイミングで作動させることにより、各貯水槽２１，２２，３１，３２及び貯水管２３，３３内に貯留された水を効率よく外部に排出して、それぞれ貯水量０の貯水待機状態とする貯水量の調整方法を実践することができる。

例えば集中豪雨時等の非常時において、給水部４から上部貯水ユニット２の第一貯水槽２１に供給された水を、各貯水槽２１，２２，３１，３２及び貯水管２３，３３内に貯水する貯水工程と、この貯水工程で貯水された水を、例えば集中豪雨等が去った直後等からなる非常時後の平時において、前記排水部５を介して側溝、河川又は池等外部に排出する排水工程と、を備えた貯水量の調整方法を実践することができる。これにより、貯水工程において各貯水槽２１，２２，３１，３２及び貯水管２３，３３内に貯水された水を、排水工程において効率よく排出して、これらをそれぞれ貯水待機状態とすることができる。この結果、次に集中豪雨が発生した際に、各貯水槽２１，２２，３１，３２及び貯水管２３，３３内に貯留可能な水量を十分に確保することができる。

なお、排水工程は、集中豪雨等が去った直後に限られず、前回の貯水工程後であって、例えば天気予報等に応じて非常時が再来する可能性が高いと管理者が判断した時点で実行し、あるいは梅雨時もしくは台風シーズンが到来する前の季節を適宜選択して実行するようにしてもよい。この場合、前回の貯水工程から上述の排水工程が開始されるまでの間、各貯水槽２１，２２，３１，３２及び貯水管２３，３３内に水が貯留された状態に維持され、この水を必要に応じて有効に利用できるという利点がある。しかも、次回の非常時が到来する前に、排水工程を開始して、各貯水槽２１，２２，３１，３２及び貯水管２３，３３をそれぞれ貯水待機状態とすることにより、貯水可能な水量を十分に確保することができる。

下部貯水ユニット３の第二貯水槽３２内に排水ポンプ５３を設置してなる上述の実施形態に代え、下部貯水ユニット３の第一貯水槽３１内に排水ポンプ５３を設置し、又は下部貯水ユニット３の第一貯水槽３１及び第二貯水槽３２の両方に排水ポンプ５３を設置した構成としてもよい。また、前記水中ポンプからなる排水ポンプ５３に代え、バキュームカー等を用いて各貯水槽２１，２２，３１，３２及び貯水管２３，３３内に貯留された水を外部に排出することも可能である。

上述の実施形態では、集水管４１により集められた水を貯留する集水貯留槽４２と、この集水貯留槽４２に設けられた溢出口４７から溢れ出た水を前記第一貯水槽２１に導出する導出管４３と、平時において前記集水貯留槽４２内に貯留された水を外部に排出する排水管４６からなる平時排水部と、を給水部４に設けた構成としている。この構成によれば、降雨量がそれほど多くない平時排水工程において、集水管４１により集められた雨水等を集水貯留槽４２に一時的に貯留するとともに、排水管４６を介して順次、側溝等に排出することにより、上部貯水ユニット２及び下部貯水ユニット３を貯水待機状態に維持することができる。そして、排水管４６の排水能力を超える多量の雨水等が集水貯留槽４２に供給される集中豪雨時等の非常時に、貯水工程を開始することにより、各貯水槽２１，２２，３１，３２及び各貯水管２３，３３内にそれぞれ多量の水を貯水させることができる。

なお、前記集水貯留槽４２、導出管４３、及び排水管４６等を省略し、図１０に示すように、上部貯水ユニット２の第一貯水槽２１の蓋体２５から地表に向けて突設された導水管４８と、この導水管４８の上端開口部を覆うグレーチング蓋４９と、を有する給水部４を設けた構成としてもよい。この構成によれば、導水管４８の上端部が冠水するような非常時に、グレーチング蓋４９の開口部から導水管４８を介して第一貯水槽２１内に水を流入させることにより、各貯水槽２１，２２，３１，３２及び貯水管２３，３３内に貯水させることができる。

図１及び図２に示すように、第一貯水槽２１、第二貯水槽２２、及び貯水管２３を有する上部貯水ユニット２と、第一貯水槽３１、第二貯水槽３２、及び貯水管３３を有する下部貯水ユニット３と、を上下二段に配列し、上下に相隣接する貯水ユニット２，３同士を互いに連通させる連通孔３７，３８等からなる連通部を設けた構成とした場合には、限られた面積の土地を有効に利用して、十分な貯水量を確保することが可能である。なお、上部貯水ユニット２及び下部貯水ユニット３の段数は、二段に限られず、三段以上であってもよく、あるいは一段だけの構造としてもよい。

また、上部貯水ユニット２及び複数の下部貯水ユニット３を、それぞれ水平方向に並べた状態で複数配列する場合において、例えば図１１に示すように水平方向に相隣接する上部貯水ユニット２同士等を互いに連通させる連通孔または連通管等からなる連通部２８，２９を設けた構成としてもよい。この構成によれば、単一の給水部４から複数の上部貯水ユニット２等に水を供給することができるとともに、単一の排水部５を介して複数の下部貯水ユニット３等内に貯留された水を外部に排出することが可能であり、給水部４及び排水部５の構成を簡略化できるという利点がある。

上述の実施形態では、最下層に位置する下部貯水ユニット３の第一貯水槽３１、第二貯水槽３２、及び貯水管３３等を、地中に埋設された繊維補強セメント材を主体とした下部床板７１及び上部床板７２からなる補強用床材７上に設置するように構成したため、施工現場において、基礎用のコンクリート材を打設したり、掘削部を突き固めたりする等の煩雑な整地作業を行うことなく、下部貯水ユニット３の設置状態を効果的に安定させることができる。

なお、下部床板７１及び上部床板７２の一方もしくは両方を省略することも可能であるが、上述実施形態に示すように、繊維補強セメント材中に気泡が混錬されることにより比重が０．４～０．６の範囲内に形成された軽量の下部床板７１と、比重が下部床板７１よりも大きい値である０．９～１．１の範囲内に形成された上部床板７２と、を用いた場合には、比重の大きい上部床板７２上に下部貯水ユニット３を安定して載置することができるとともに、上部床板７２の下方に比重の小さい下部床板７１を配置することにより浮力を生じさせることができる。したがって、補強用床材７の設置部が軟弱な地盤である場合等においても、補強用床材７が沈下するのを防止し、貯水構造１の設置部を安定して維持できるという利点がある。

さらに、上述の実施形態に示すように、地中に敷設された防水性シート７０上に補強用床材７を載置するように構成した場合には、貯水構造１の設置部の下方から滲出した水分に応じて地盤が軟弱化するのを防水性シート７０により防止することができるために、貯水構造１の設置状態を、さらに安定させることができる。

１ 貯水構造
２ 上部貯水ユニット
３ 下部貯水ユニット
４ 給水部
５ 排水部
７ 補強用床材
２１，３１ 第一貯水槽
２２，３２ 第二貯水槽
２３，３３ 貯水管
２４，３４ 貯水槽本体
２５，３５ 蓋体
２６，３６ 開口部
３７，３８ 連通孔（連通部）
４１ 集水管
４２ 集水貯留槽
４３ 導出管
４４ 貯留槽本体
４５ 蓋体
４６ 排水管
４７ 溢出口
５１ 排出管
５２ 鉄蓋
５３ 排水ポンプ
６１ 補強用凸部
６２ 合成樹脂製管体
６３ 金属製補強板
６４ 合成樹脂製裏打ち層
７０ 防水性シート
７１ 下部床板
７２ 上部床板

Claims (11)

1. 互いに距離を置いて地中に埋設される第一貯水槽及び第二貯水槽と、
   地中に埋設されるとともに、前記第一貯水槽と第二貯水槽とを互いに連通させるように接続する貯水管と、
   前記第一貯水槽に水を供給する給水部と、
   前記第二貯水槽内に貯留された水を外部に排出する排水部と、を備える貯水構造。
2. 前記第一貯水槽及び前記第二貯水槽は、繊維補強セメント材を主体として構成されている請求項１に記載の貯水構造。
3. 前記貯水管は、螺旋状に延びる補強用凸部が外周面に設けられた合成樹脂製管体と、前記補強用凸部の内周面に設けられた金属製補強板と、を有する金属樹脂複合管である請求項１に記載の貯水構造。
4. 前記排水部は、前記第一貯水槽及び前記第二貯水槽の少なくとも一方に貯留された水を外部に排出する排水ポンプを有する請求項１に記載の貯水構造。
5. 前記給水部は、集水管により集められた水を貯留する集水貯留槽と、
   該集水貯留槽に設けられた溢出口から溢れ出た水を前記第一貯水槽に導出する導出管と、
   平時において前記集水貯留槽内に貯留された水を外部に排出する平時排水部と、を有する請求項１に記載の貯水構造。
6. 前記第一貯水槽、前記第二貯水槽、及び前記貯水管を有する貯水ユニットが、地中の上下方向及び／若しくは水平方向に複数配列され、
   相隣接する前記貯水ユニット同士を互いに連通させる連通部を有している請求項１に記載の貯水構造。
7. 地中に埋設される繊維補強セメント材を主体とした補強用床材を備え、
   最下層に位置する前記第一貯水槽、前記第二貯水槽、及び前記貯水管が、前記補強用床材上にそれぞれ載置される前記請求項１に記載の貯水構造。
8. 前記補強用床材は、前記繊維補強セメント材中に気泡が混錬されることにより比重が０．４～０．６の範囲内に形成された軽量の下部床板と、
   比重が前記下部床板よりも大きい値である０．９～１．１の範囲内に形成された上部床板と、を有する請求項７記載の貯水構造。
9. 前記補強用床材が、地中に敷設された防水性シート上に載置される請求項７又は８に記載の貯水構造。
10. 前記請求項１に記載の貯水構造を使用した貯水量の調整方法であって、
    集中豪雨時等の非常時に、前記給水部から前記第一貯水槽に供給された水を、該第一貯水槽、前記第二貯水槽、及び前記貯水管内に順次貯留する貯水工程と、
    該貯水工程で貯留された水を、前記非常時後の平時に、前記排水部を介して外部に排出する排水工程と、を備えている貯水量の調整方法。
11. 前記請求項５に記載の貯水構造を使用した貯水量の調整方法であって、
    集中豪雨時等の非常時に、前記給水部から前記第一貯水槽に供給された水を、該第一貯水槽、前記第二貯水槽、及び前記貯水管内に順次貯留する貯水工程と、
    該貯水工程で貯留された水を、前記非常時後の平時に、前記排水部を介して外部に排出する排水工程と、
    前記平時において、前記集水貯留槽に貯留された水を前記平時排水部により外部に排出する平時排水工程と、を備えている貯水量の調整方法。

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