JP2788943B2

JP2788943B2 - ラグーンの水質浄化方法

Info

Publication number: JP2788943B2
Application number: JP1134878A
Authority: JP
Inventors: 千明丹羽
Original assignee: Shimizu Construction Co Ltd
Current assignee: Shimizu Construction Co Ltd
Priority date: 1989-05-29
Filing date: 1989-05-29
Publication date: 1998-08-20
Anticipated expiration: 2013-08-20
Also published as: JPH03181A

Description

【発明の詳細な説明】「産業上の利用分野」この発明は、大都市近辺の海浜に造成されるラグーン
および湖沼等のラグーンの水質を浄化する場合に好適な
ラグーンの水質浄化方法に関するものである。

「従来の技術」近年、大都市近辺の港湾は埋め立てが進み、水辺は人
工的な直立護岸で囲われ、産業優先、機能優先の海辺が
形成されてきた。

例えば東京湾などでは、海岸線のうち直立護岸が占め
る割合が全体の65％にも達し、自然の干潟は僅か１〜２
ヶ所を留めるに過ぎない。一方、こうした背景下で自然
を取り戻し、水と親しめる親水空間、アメニティーゾー
ン（快適で、生活を楽しくするような地域）を造成して
生活に潤いを取り戻そうといった社会ニーズは日増しに
高まりつつある。そうした中で、水と親しみ、かつ自然
環境で生息する魚介類と身近に接することのできる海浜
のラグーン（水溜まり）は、近年特にその重要性が高ま
ってきている。そして、このようなラグーン内では、魚
介類が棲息可能で、しかもそのラグーン内の水で人が遊
ぶことのできる程度に水質が清浄に保たれている必要が
ある。

「発明が解決しようとする課題」しかしながら、従来は、海浜の地形と潮位との関係か
ら自然に形成されたラグーンは存在したが、このような
ラグーンの場合、周辺の海域の汚染された海水が流入し
たり、たとえ周辺海域が汚染されていなくてもラグーン
内へ水の交換が悪かったりして、干潟のように種々の生
物が生息してそれらの生物によりラグーン内の水質が浄
化されるというようなことはあまり期待することができ
ず、一般にその水質浄化機能は極めて低い。このため、
そのラグーン内の海水を長期間滞留させたままにしてお
くとプランクトンの増殖等により水質が悪化していくと
いう問題がある。

また、ラグーン内の海水を周辺海域の海水と周期的に
交換することによってそのラグーン内の水質改善を図ろ
うとしても、当然のことながらラグーン内の水質は周辺
海域の水質以上には改善されない。このため、周辺海域
の水質が悪い場合には、単にラグーンに海水交換機能を
持たせただけではそのラグーン内の水質を適正な水質に
改善することができない場合があり、その場合にはラグ
ーンの存在が周辺環境の改善に貢献することにはならな
い。

そこで、この発明では、大都市近辺の海浜に造成され
るラグーンおよび湖沼等のラグーンの水質を浄化する場
合に好適なラグーンの水質浄化方法を提供することを目
的としている。

「課題を解決するための手段」本発明は、複数のラグーンの底部どうしを導水管およ
び透水層を介して通水可能に連通させておき、少なくと
も一つのラグーン内の水を送水手段により他の一つ以上
のラグーン内へ送水してそのラグーン内の水位を上昇さ
せることによって、そのラグーン内の水を他のラグーン
との水位差による位置エネルギーを利用して前記導水管
を通して前記透水層へ浸透させかつ該透水層から他のラ
グーンへ湧出させることで該ラグーン内の水を浄化する
に際し、前記透水層を前記ラグーンの下方に設けておく
とともに、該透水層の下方に前記導水管の先端部を設け
ておいて、該導水管の先端部から流出させた水を前記透
水層内を上昇せしめて前記ラグーンの底部からその内部
に湧出せしめるようにしたものである。

「作用」本発明では、浄化対象のラグーンの水が導水管の先端
部より透水層に流出し、その透水層内を上昇して他のラ
グーンの底部からその内部に湧出することになり、その
際に透水層により浄化作用を受ける。

この場合、ラグーン内の水が透水層を通過する際に浄
化される理由は、上記透水層に、有機物の分解作用を有
する微生物膜が付着固定化されているため、および貝な
どの大型生物が生息するためであり、この透水層に水が
浸透した場合、その水が微生物膜と十分に接触する程度
の速度で透水層を通過することによって、単にろ過され
るだけでなく、微生物膜の有機物分解作用により効果的
に浄化されていくことによる。

そして、このようにして各ラグーン内の水が透水層を
上昇して通過する際に浄化されながら他の各ラグーン内
の底部から湧き上がるように湧出していき、さらにそれ
らのラグーンのうち少なくとも一つのラグーン内の水が
上記送水手段により他のラグーン内へ送水されることに
よって、互いに透水層を介して連通する全てのラグーン
内の水が低いランニングコストで効率良く浄化されるこ
ととなる。

「実施例」以下、この発明のラグーンの水質浄化方法を適用した
一例として、海浜に造成されたラグーンの水質を浄化す
る方法について第１図ないし第５図を参照して説明す
る。

この方法を実施する場合には、ラグーン内の水（海
水）の水質浄化に先立って、予め、第１図に示すよう
に、水質を浄化すべきラグーン１の近隣に、底部に透水
層２が設けられているラグーン３を造成しておくと共
に、ラグーン１の底部に、上記透水層２の下部まで延設
された導水管４を連結しておき、かつこの導水管４に、
導水した水を下方から上記透水層２の各部へ均等に浸透
させる複数の流出孔５が形成された配水部６を設けてお
く。そして、上記ラグーン１とラグーン３の間の砂地７
上には送水ポンプ８が設置され、この送水ポンプ８に
は、この送水ポンプ８によりラグーン３内から汲み上げ
た水を上記ラグーン１内（またはラグーン１の周囲）の
起伏をなす岩場９の表面へ流出させる送水管10が連結さ
れている。

上記透水層２は、ラグーン３の底部に多数の材を充
填して、そのラグーン３底部の適当な深さまでの地層を
透水性の高い層に代えているものであって、その周囲の
砂地７より二桁以上も透水係数が小さくなるように構成
されている。そして、上記材としては、礫、抗火石、
カキ殻またはこれらを破砕したもの、あるいはセラミッ
クスなどを適当な大きさの塊状または粒状に成形してな
る成形体、またはプラスチックなどを比表面積の大きな
形状（例えば中空の球に一つまたは複数の穴をあけたよ
うな形状）に成形してなるものが用いられる。そして、
これらのうちから選択されて用いられる材は、その比
表面積が10〜2000m²/m³もあるため、その表面に有機物
の分解作用を有する微生物膜を付着固定化させるための
大きな表面積を有している。また、この実施例の透水層
２では、充填される材の大きさを上の方ほど細かくし
ていることによって、下方から浸透してくる水を効果的
に浄化することができる。

また、上記配水部６は、水平方向に延在して上記透水
層２の下部に位置する導水管４の先端部と一体化して設
けられているものであって、第２図に示すように、該導
水管４の先端部に、複数（図では三つ）の配水管11を水
平面上において等間隔で同心円状に配されるようにして
連結し、これら各配水管11の上部に、上記導水管４によ
り導水された水を流出させる複数の流出孔５を等間隔で
形成してなるものである。このような配水部６を導水管
４の先端部に設けたことにより、浄化対象の水は配水部
６から透水層２全体にわたって分散せしめられ、したが
って透水層２の全体が浄化に寄与し得るものとなる。ま
た、水が透水層２全体にわたって通過することから、局
所的に通過してしまう場合に比較してその通過流速は自
ずと低下し、透水層２に対する水の接触時間を十分に確
保することができる。

次に、この水質浄化方法によってラグーン１内の水質
浄化を行なう際の作用について、第１図を参照して説明
する。

このラグーン１内の水を浄化するに際しては、まず、
送水ポンプ８によりラグーン３内の水を汲み上げ、その
水を送水管10により送水してラグーン１内の起伏をなす
岩場９の表面へ流出させる。このようにすると、ラグー
ン３内の水が岩場９の表面を流下してラグーン１内に流
入することによってそのラグーン１内が増水すると共
に、その水が岩場９の表面を伝って流下する際に、その
水に空気中の酸素が溶け込んで溶存酸素が増加すること
により好気性微生物による水質の浄化が促進される。

このようにしてラグーン３内の水をラグーン１内に流
入させることによりラグーン１内の水位を上昇させる
と、このラグーン１とラグーン３との水位差による位置
エネルギーによって、ラグーン１内の水が導水管４を通
ってラグーン３底部の透水層２の下部へ導かれ、かつそ
の水が配水部６の各流出孔５からその上方の透水層２全
体へ均等に浸透していく。そして、この透水層２に浸透
してきた水は、上昇して透水層を通過する際に効果的に
浄化され、さらにその上方のラグーン３の底部から該ラ
グーン３内へ湧出していく。

この場合、ラグーン１内の水が透水層２を通過する際
に浄化される理由は、上記透水層２に、有機物の分解作
用を有する微生物膜が付着固定化されているため、およ
び貝などの大型生物が生息するためであり、この透水層
２に水が浸透した場合、その水が微生物膜と十分に接触
する程度の速度で透水層２を通過することによって、単
に過されるだけでなく、微生物膜の有機物分解作用に
より効果的に浄化されていくことによる。

そして、このようにして透水層２で浄化された水がラ
グーン３内に導入され、さらにこのラグーン３内の水が
上記送水ポンプ８により再びラグーン１内へ送水される
ことによって、各ラグーン１およびラグーン３内の水が
何度も透水層２を通過して効率良く浄化されることとな
る。

なお、この実施例では、ラグーン３から汲み上げた水
をラグーン１内へ送水する際に、その水を岩場９の表面
へ流下させて空気と接触させることにより水中の溶存酸
素を増加させるようにしているが、この発明のラグーン
の水質浄化方法では、溶存酸素を増加させる手段は必ず
しも必要なく、上記送水ポンプ８で汲み上げた水を単に
ラグーン１内に流出させるか、または第３図のように、
ラグーン１の水中に敷設した送水管10の内部に水中ファ
ンを設け、この水中ファン12によって送水するようにし
ても良い。但し、第３図に示した送水管10の場合には、
水の流出口13がラグーン１内の水面上へ向けられている
ため、その流出口13から水を流出させた時に水面上で水
しぶきが生じることにより若干の溶存酸素を増加させる
効果がある。但し、ラグーン１内の海水の汚濁負荷が小
さい場合には、水質浄化に際して溶存酸素の消費が少な
いため、流出口13を水面上に出す必要がなくなり、低揚
程の水中ファンなどを用いることができるので、経済的
になる。また、第４図に示すように、送水管10の内部に
エアリフトポンプ14の先端部を組み込むことによって、
その送水管14内の水に空気を混入させて水中の溶存酸素
を増加させるようにしても良く、さらに、第５図に示す
ように、ラグーン１内の水面とほぼ同一レベルないし若
干上位に上縁部が位置する潜り堰15を送水管10と連結
し、かつこの潜り堰15の内側で水面付近を掻き回しなが
ら回転する撹拌翼16を設けることによって、該ラグーン
１内の水面を曝気して水中の溶存酸素を増加させると同
時に海水の移送を行なうようにしても良い。

また、この実施例では、透水層２をラグーン３の底部
に設けておき、ラグーン１内の水を導水管４を通して透
水層４の下部へ導くようにしているが、上記透水層２を
ラグーン１の底部、またはラグーン１、３の両方の底部
に設けても差し支えない。

また、この実施例では、ラグーンが二つしか設けられ
ていないが、三つ以上のラグーンを設けることによっ
て、例えば一つのラグーン内の水を二つ以上のラグーン
へ導水して浄化するようにしても良く、また、二つ以上
のラグーンの水を一つのラグーンへ導水することによっ
て、一つのラグーンで複数のラグーンの水質を浄化する
ようにしても良い。そして、このようにラグーンの数を
増やす場合には、増加させるラグーンの数に応じて送水
ポンプの数を増加させれば良い。さらに、このラグーン
の水質浄化方法では、ラグーンに連結されたラグーンに
別のラグーンを連結することによって複数のラグーンを
直列に連結しても良く、その場合には、ラグーンの水質
をラグーンの数に応じて高度に浄化することができると
共に、水質の良好な多数のラグーンが形成されることに
より、それらのラグーンの周辺を良好なアメニティーゾ
ーンとすることもできる。

また、この実施例では、ラグーン１の内部に比較的深
い水深が確保されているが、このラグーン１内に礫など
を充填して水深を浅くしても差し支えなく、その礫の上
部を水面よりも高くして水面が全く見えなくなるように
しても差し支えない。そして、ラグーン１内に礫を充填
した場合には、そのラグーン１内の礫に付着固定化され
る微生物膜によって、ラグーン１内の水がそのラグーン
１内においても浄化されることとなり、効率良く浄化さ
れることとなる。但し、この場合は、外から見た目には
ラグーンとしての外観は失うことになるが、石を移すこ
とによりそこに清浄な水が湧出するラグーンを造成する
ことができる。

さらに、この実施例では、ラグーン３の内部にも比較
的深い水深が確保されているが、このラグーン３内に礫
などを充填して水深を浅くしても差し支えなく、その礫
の上部を水面よりも高くして水面が全く見えなくなるよ
うにしても差し支えない。そして、このラグーン３内ま
たは上記ラグーン１内に礫を充填して水面が見えなくな
るようにした場合には、それによって、そのラグーン１
の周辺地域を活用する場合にも用途の限定が最小限に抑
えられ、その周辺地域を親水施設としてのラグーン以外
の用途にも有効に活用することができる。

また、ラグーン１またはラグーン３内に礫を充填する
場合でも、その礫の上部を水面より若干低くなるように
して、礫の間から上方へ水が湧出してくるようにした場
合には、そのラグーン１またはラグーン３は、人が水と
親しめるという点で、アメニティーゾーンとして大きな
価値がある。

なおまた、この実施例では、海浜に造成されたラグー
ン１およびラグーン３の水質浄化を行なう場所について
説明したが、この発明のラグーンの水質浄化方法では、
海浜およびそれ以外の場合に人工的に造成されたラグー
ンのほか、湖沼等のように自然に形成された各種のラグ
ーンを浄化する場合にも適用することができ、また、浄
化対象となるラグーン内の水に関しても、海水、汽水、
淡水に拘わらず効果的に浄化することができる。

「発明の効果」本発明は、複数のラグーンの底部どうしを導水管およ
び透水層を介して通水可能に連通させておき、少なくと
も一つのラグーン内の水を送水手段により他の一つ以上
のラグーン内へ送水してそのラグーン内の水位を上昇さ
せることによって、そのラグーン内の水を他のラグーン
との水位差による位置エネルギーを利用して前記導水管
を通して前記透水層へ浸透させかつ該透水層から他のラ
グーンへ湧出させることで該ラグーン内の水を浄化する
に際し、前記透水層を前記ラグーンの下方に設けておく
とともに、該透水層の下方に前記導水管の先端部を設け
ておいて、該導水管の先端部から流出させた水を前記透
水層内を上昇せしめて前記ラグーンの底部からその内部
に湧出せしめるので、複数のラグーン内の水を効果的に
浄化することができる。

そして、このようにして各ラグーン内の水が透水層を
上昇して通過する際に浄化されながら他の各ラグーン内
の底部から湧き上がるように湧出していき、さらにそれ
らのラグーンのうち少なくとも一つのラグーン内の水が
上記送水手段により他のラグーン内へ送水されるので、
互いに透水層を介して連通する全てのラグーン内の水を
低いランニングコストで効率良く浄化することができ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図ないし第５図は、この発明のラグーンの水質浄化
方法を適用した一例を示す図であって、第１図はラグー
ンの周辺地域の概略構成図、第２図は配水部の平面図、
第３図はラグーンへの送水手段の一例を示す概略構成
図、第４図および第５図は、それぞれラグーンへの送水
時に水中の溶存酸素を増加させる手段の例を示す概略構
成図である。１、３……ラグーン、２……透水層、４……導水管、５……流出孔、６……配水部、７……砂地、８……送水ポンプ、９……岩場、 10……送水管、 11……配水管、、 12……水中ファン、 13……流出口、 14……エアリフトポンプ、 15……潜り堰、 16……撹拌翼。

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】複数のラグーンの底部どうしを導水管およ
び透水層を介して通水可能に連通させておき、少なくと
も一つのラグーン内の水を送水手段により他の一つ以上
のラグーン内へ送水してそのラグーン内の水位を上昇さ
せることによって、そのラグーン内の水を他のラグーン
との水位差による位置エネルギーを利用して前記導水管
を通して前記透水層へ浸透させかつ該透水層から他のラ
グーンへ湧出させることで該ラグーン内の水を浄化する
に際し、前記透水層を前記ラグーンの下方に設けておく
とともに、該透水層の下方に前記導水管の先端部を設け
ておいて、該導水管の先端部から流出させた水を前記透
水層内を上昇せしめて前記ラグーンの底部からその内部
に湧出せしめることを特徴とするラグーンの水質浄化方
法。