JP2582373B2

JP2582373B2 - 河川水の地下貯留施設

Info

Publication number: JP2582373B2
Application number: JP62171698A
Authority: JP
Inventors: 益二大井
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1987-07-09
Filing date: 1987-07-09
Publication date: 1997-02-19
Anticipated expiration: 2012-02-19
Also published as: JPS6423976A

Description

【発明の詳細な説明】［産業上の利用分野］本発明は、雨水等により増水した河川水を地下深部に
貯留するための施設に関するものである。

［従来の技術］現在の都市は舗装率が高いため、降雨は地表から地下
に浸透しにくく、降雨の大部分が下水道を通って河川に
流入する。しかし都市河川は流入してくる雨水に対して
相対的にその河川断面積が小さい。このため、多量の雨
が降った場合に雨水の全量を受け入れるものとすれば、
河川水が堤防を越流し破堤に至り、人命をも奪う甚大な
被害を発生し、またこのような状態を回避するために流
入水路から河川への排水を停止すれば、流入水路が溢
れ、その水路の流域の家屋等が浸水し、大きな被害を与
える。

この点を解決するために、河川沿いの地表に雨水調整
池を構築し、河川の容量を越える雨水をこの調整池に貯
留して河川堤防の決壊又は流域の浸水被害を未然に防止
している。

従来の雨水調整池は、河川底面とほぼ同高か、若干深
く掘り下げて池の底面とするため、池の水深は浅くな
り、池面積は大規模なものとなる。このため、新たにこ
の種の雨水調整池を構築するときには広い用地を必要と
し、その施工方法も地表面から池面積にほぼ相当する面
積を地表から順次地中に掘り下げていた。

また、新たな用地を要しない雨水調整池として市街地
の道路下に道路に沿って設けられた地下トンネル型の貯
水池が知られている。

［発明が解決しようとする問題点］しかし、都市のように高度に産業が発達した地域を流
れる河川の近くには空地が少なく、雨水調整池の構築用
に新しい土地を確保しようとすると、既設の建造物を撤
去する必要がある。このため、従来のような雨水調整池
を現在の都市に新しく構築することは、建設コストが高
価になり、施工期間が長期化する等の問題点があった。

また、地下トンネル型の貯水池は、その平面形状が細
長いため、施工空間が狭く施工作業性が低い。しかも土
圧、水圧等の荷重に抗するために設けられるトンネル壁
の面積が単位貯留量当り大きい。これらはいずれも建設
コストを押し上げる要因となる。また地下トンネル型の
貯水池は、施工場所が市街地道路であることから、交通
をはじめ周辺の環境に与える影響も大きく、その補償費
等も高額になると同時に補償交渉は早期に解決し難い。
これにより地下トンネル型の貯水池は単位貯留量当りの
建設コストが極めて高価で、短期に貯水効果を発現し難
い問題点があった。

加えて、貯留が長大なトンネル内で行われるため、貯
留した雨水の排出は容易であっても、雨水中に含まれる
土粒子等が沈降し、土砂として堆積し残置し易い。この
堆積土砂の除去は極めて困難でその維持管理には多大の
費用を必要とする欠点もあった。

本発明は、上記問題点を解決するもので、地表に広い用地を必要とせず、既存の建造物を移転する必要がなく、単位貯留量当りの建設コストが安価で、短期に貯留効果を発現でき、多大な維持管理費用を要することなく、水の貯留と排出を迅速に行うことができる河川水の地
下貯留施設を提供することにある。

［問題点を解決するための手段］上記目的を達成するための本発明の構成を第１図に基
づいて説明する。

本発明の河川水の地下貯留施設は、地表Ｇに設けられ
河川Ｒを流れる水を取水し又は河川Ｒに排水するための
流出入部11と、地下100m以上の深部Ｄに構築された卵形
耐圧密閉構造の貯水槽25と、地中を通って貯水槽25を貫
通して設けられ上端が流出入部11に接続され下端が貯水
槽25の底部に配置された流水管32と、地中を通って上端
が地上に延び下端が貯水槽内に連通するように貯水槽25
の頂部に接続された給気管33と、地中を通って上端が地
上の大気に連通し下端が貯水槽内に連通するように貯水
槽25の頂部に接続された排気管33と、給気管33の上端に
接続され貯水槽内に空気を圧送して前記貯水槽内の液体
を前記流水管32を通って流出入部11に排出する給気装置
38と、排気管33に設けられ給気装置38が空気を圧送する
とき排気管33を大気と遮断するバルブ37とを備える。

給気管及び排気管は単一の通気管33により形成され、
通気管33の上端には三方弁37が設けられ、前記三方弁37
の一方は給気装置38に接続され、三方弁37の他方は大気
に連通するように構成することもできる。

［作用］河川水を貯留するときには、排気管33のバルブ37を開
き、地上の河川水を流出入部11から流し込むと、水は流
水管32を通って貯水槽25に貯えられる。水が貯水槽25に
流入する容積分だけ貯水槽25内の空気は排気管33を通っ
て大気に排出される。

貯水槽25に貯えられた水を排出するときには、排気管
33のバルブ37を閉じ、給気装置38を作動させる。高圧空
気が給気管33を通って貯水槽25に送り込まれる。貯水槽
25内の空気圧が高まるため、貯水槽25内の水は流水管32
を通って上昇し、地上の流出入部11を介して河川Ｒに排
出される。

［実施例］次に本発明の一実施例を図面に基づいて詳しく説明す
る。

第２図及び第３図に示すように、この例は既設のポン
プ場と既設の吐水槽に設けられた雨水調整用の施設につ
いて説明する。

都市河川Ｒの沿岸にはポンプ場10と貯水槽25の流出入
部となる吐水槽11が設置されている。ポンプ場10のポン
プ13は流入水路Ｗから流れてくる水を汲上げて導水管14
及び15を介して吐水槽11に流込んだ後、排水樋管17を介
して河川Ｒに放流する。18は排水樋管17の制御ゲートで
ある。

吐水槽11の近傍には地中管20の開口部が設けられる。
この例では地中管20は鉛直管21及び水平管22からなる。
鉛直管21は100〜300m程度の長さを有し、地表Ｇから鉛
直に延び、軟岩Ｓを貫いてその下端は地下深部Ｄに達す
る。鉛直管21には図示しないが、管面に沿って螺旋階段
が設けられる。鉛直管21の下端は、ポンプ場10の真下に
貯水槽25を構築するために、長さ30〜50mの水平管22の
一端に接続される。水平管22の他端には円形ドーム23が
設けられる。この円形ドーム23は施工時の作業坑とな
る。

円形ドーム23の下部には貯水槽25が構築される。貯水
槽25は頂部から底部までの高さが100〜150mで、水平部
最大内径50mである。また貯水槽25は100,000〜150,000m
³の容積を有し、厚さが２〜3mの表面鋼張りコクリート
壁で囲まれた卵形の耐圧密閉構造をなす。貯水槽25は掘
削と同時にコンクリート吹付けにより仮覆工して地下空
間を保持しながら順次地下深部に施工される。貯水槽25
の底部には土砂貯留用の凹所25aが設けられる。また貯
水槽25の中心には頂部を貫通して底部近傍まで延びる支
軸31が設けられる。

第４図に示すように、支軸31内には流水管32と給気管
及び排気管を兼用した通気管33と地下階段34と資材通路
35が貫通して配設される。この例では流水管32は直径約
2mの鋼鉄製である。地下階段34と資材通路35の上部には
鉛直空間を密閉可能な扉が設けられる。

第２図に戻って、流水管32は円形ドーム23と水平管22
と鉛直管21を通って、その上端はバルブ36を介して吐水
槽11に接続される。また流水管32は下端のみ貯水槽25に
連通する。図示しないが、貯水槽25の凹所25aに小規模
な水中汚泥ポンプを設け、支軸31及び地中管20内に水中
汚泥ポンプから配管すれば、貯留した土砂を適宜地上に
排出することができる。

通気管33はこの例では直径約90cmの鋼鉄製であって、
貯水槽25の頂部には給気直後の貯水槽25の水の逆流を防
ぐ逆止弁33aが設けられる。この通気管33は流水管32と
同様に円形ドーム23と水平管22と鉛直管21を通る。通気
管33の上端には三方弁37が接続される。三方弁37の一方
にはエアコンプレッサからなる給気装置38が接続され、
他方には消音機、脱臭器、排気ダクト等からなる排気装
置39が接続される。

このような構成の地下貯留施設では、大雨により河川
Ｒが増水し河川水が堤防を越流する危険が生じたときに
は、制御ゲート18を図示するように閉じ、バルブ36を開
け、三方弁37を排気装置39側に切換え、排気装置39を作
動させる。この状態でポンプ13を作動させて流入水路Ｗ
の水を吐水槽11内に流し込む。これにより、流入水路Ｗ
の水は吐水槽11内に流入した後、流水管32を流れ落ち、
貯水槽25に貯えられる。貯水槽25に流入する水の容積分
だけ液体貯留槽25内の空気は通気管33及び排気装置39を
通って大気に排出される。

河川Ｒの水位が下れば、制御ゲート18を開け、三方弁
37を給気装置38側に切換え、給気装置38を作動させる。
高圧空気が通気管33を通って貯水槽25に送り込まれる。
貯水槽25内の空気圧が高まるため、貯水槽25内の水は流
水管32を通って上昇し、吐水槽11に３〜5m³/秒の速度で
流込み、排水樋管17を通って河川Ｒに排出される。

貯水槽25等の補修は支軸31内の地下階段34内を用いて
行われる。

なお、通気管33は給気管及び排気管を兼用した例を示
したが、第１図に示すように別個に配管してもよい。こ
の場合、給気管及び排気管をそれぞれ給気及び排気に適
した内径にすることにより、より迅速に水の貯留と排出
を行うことができる。

また、本発明の貯水槽を複数基以上構築するか、又は
一基の貯水槽の内部を複数に仕切り、多系列化すれば、
水の貯留と排出を同時に行うことが可能となり、連続的
に雨水を河川に放流することができる。これによりポン
プ場の機能を具備させることも可能となる。この場合、
貯水槽の給気管と排気管とを接続し、中間に加圧用コン
プレッサを配置すれば、排気管の高圧空気を給気管に送
り込むことができ、特別に給気装置を設けなくても、現
行のポンプ場のように水の貯留と排出を連続的に行うこ
ともできる。

［発明の効果］以上述べたように、本発明によれば、地下に貯水槽を
構築するため、地表に広い用地を必要とせず、かつ既設
の建造物を撤去する必要がない。既設の建造物の撤去が
ないため、建設コストが安価で、直ちに施工でき所望の
貯水効果を短期に発現できる。

また貯水槽を耐圧密閉構造にし、地上からの空気の圧
入により、槽内の液体を排出するため、機電設備を液中
に浸漬させることがなく、迅速に水の貯留と排出ができ
るばかりでなく、機電設備の寿命が長い等の優れた効果
がある。

特に液体貯水槽を卵形にすることにより、単位貯留量
当りの建設コストがより安価となり、かつ貯水槽内に残
置する堆積土砂もその分布面積が集約されるため、その
除去作業が容易かつ安全に行うことができ、貯水槽の内
壁の洗浄を行う場合にも貯水槽の水平断面が円形であ
り、洗浄装置も規格化した単純なものでよく、維持管理
費用が少なくて済む利点もある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明地下貯留施設の構成図。第２図は本発明一実施例地下貯留施設の要部拡大構成
図。第３図の第２図の概略平面図。第４図の第２図のIV−IV線要部断面図。 G:地表、D:地下深部、 11:吐水槽（水の流出入部）、14:地中管、25:貯水槽、3
2:流水管、33:通気管（給気管、排気管）、37:三方弁
（バルブ）、38:給気装置。

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】地表（Ｇ）に設けられ河川（Ｒ）を流れる
水を取水し又は前記河川（Ｒ）に排水するための流出入
部（11）と、地下100m以上の深部（Ｄ）に構築された卵形耐圧密閉構
造の貯水槽（25）と、地中を通って前記貯水槽（25）を貫通して設けられ上端
が前記流出入部（11）に接続され下端が前記貯水槽（2
5）の底部に配置された流水管（32）と、地中を通って上端が地上に延び下端が前記貯水槽内に連
通するように前記貯水槽（25）の頂部に接続された給気
管（33）と、地中を通って上端が地上の大気に連通し下端が前記貯水
槽内に連通するように前記貯水槽（25）の頂部に接続さ
れた排気管（33）と、前記給気管（33）の上端に接続され前記貯水槽内に空気
を圧送して前記貯水槽内の液体を前記流水管（32）を通
って前記流出入部（11）に排出する給気装置（38）と、前記排気管（33）に設けられ前記給気装置（38）が空気
を圧送するとき前記排気管（33）を大気と遮断するバル
ブ（37）とを備えた河川水の地下貯留施設。
【請求項２】給気管及び排気管が単一の通気管（33）に
より形成され、前記通気管（33）の上端には三方弁（3
7）が設けられ、前記三方弁（37）の一方は給気装置（3
8）に接続され、前記三方弁（37）の他方は大気に連通
するように構成された特許請求の範囲第１項に記載の河
川水の地下貯留施設。