JP3068666B2 - 電流比による漏水位置検知方法 - Google Patents
電流比による漏水位置検知方法Info
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Description
場、その他の、遮水層を備えた遮水構造物における漏水
位置を、電気的に検知する方法の改良に関するものであ
る。
る場合に、遮水層を形成する遮水工の材料として合成樹
脂などの人工的不透水膜(ビニールシート、ゴムシート
など)を使用すると、コンクリート・ライニングにより
施工した場合に比較して、遮水性の高い構造物を低廉か
つ短期間に建設することができることから、最近では汚
染水の地中への漏洩を強く禁止している管理型終末処分
場の建設に当たっても1mm乃至2mmの薄い人工的不
透水膜(以下シートという)を使用する遮水工法が採用
される場合が増加する傾向にある。
て、何らかの原因によりシートに損傷が生じて、遮水構
造物に穴を発生した場合、シート自体が建設材料として
脆弱なものであるため遮水構造物からの漏水が次第に大
きくなるが、特に管理型終末処理場などにおいては、周
辺の環境に対する汚染を最小限に防止するために、シー
トに発生した穴すなわち遮水層の損傷位置を可及的早急
に発見して補修する必要があり、シートの損傷位置すな
わち漏水位置を正確に検知する技術が必要とされる。
ては、本願の出願人による、遮水構造物内の電位差の分
布状況を測定して漏水位置を把握する方法(特開平1−
178843号)や、遮水構造物内において電流を挿入
する電極を適当に移動させ、この電極から流れる電流の
方向から漏水位置を把握する方法(物理探査学会第81
回学術講演会論文集、平成1年11月)などが提案され
ている。
方法では、精度の高い測定を行おうとすると、電位の分
布を細かく捉えるため測定点が多くなる欠点がある。ま
た、後者の方法では、電流を挿入する電極を移動させる
必要があるため、遮水構造物に収容される電導性の媒体
物質が流動性の液体である場合は問題はないが、非流動
性の廃棄物などの場合には簡単に電極を移動できないた
め、測定対象施設に収容される媒体物質が廃棄物などの
固体である場合は使用できないという決定的な欠点があ
る。
水構造物に収容される電導性物質と大地間に基準電圧ま
たは基準電流を印加しておき、別に測定用電極を設けて
測定するようにしている。このため、測定用電極に発生
する電圧または流れる電流は基準電圧または基準電流の
一部であり、それだけノイズによる影響が大きく、信号
対ノイズ比を得にくくなる。
較的少ない測定個所により精度の高い漏水位置検知を可
能にすると共に、水のような流動性物質を収容する場合
でも廃棄物のような非流動性物質を収容する場合でも同
様に適用でき、信号対ノイズ比を高くすることができる
漏水位置検知方法を提供することである。
による遮水層を備えた遮水構造物の内部に複数の内部電
極を、前記遮水構造物の外部の地中に外部電極を、それ
ぞれ固定設置し、前記内部電極の内から所定の検知範囲
を囲む複数の内部電極を選択し、該内部電極と前記外部
電極との間に電圧を印加することによって前記各内部電
極に流れる電流をそれぞれ測定し、該電流の比から漏水
位置を検知するようにしている。
において、電導性物質を収容する遮水構造物の内部に固
定設置される内部電極と、遮水構造物の外部に固定設置
される外部電極との間に電圧を印加すると、遮水層であ
る電気絶縁物に穴が発生した場合は、この穴を通して内
部電極と外部電極との間に電流が流れるが、穴から各内
部電極までの電気抵抗は、電導性物質の比抵抗が一様で
あれば穴と内部電極との距離に比例するので、穴と内部
電極との距離に応じて各内部電極に流れる電流値が定ま
り、各内部電極と外部電極間に流れる電流の比率により
穴と各内部電極間との相対距離が求まるが、各内部電極
の位置は各内部電極が固定設置であって既知であること
から、穴の絶対位置を検知することができる。
方法を実施する場合の遮水構造物1の断面図であり、図
2は図1の遮水構造物1の上面図である。
掘削した矩形開口で垂直断面が台形の構造物として形成
され、その内面に電気的絶縁性の人工的不透水膜(以下
シートという)2が敷設されている。水或いは廃棄物な
どの電導性物質3が遮水構造物1に収容される。
シート2で覆われた電導性物質3と、その外側の電導性
物質(土壌)4との間に交流電源5により交流電圧を加
えた場合、内側の電導性物質3を覆っているシート2に
穴6が開いていなければ、シート2の表面を流れる皮相
電流以外の電流は流れず、印加した交流電圧の周波数が
低ければ皮相電流は殆ど流れないので、内部電極7と外
部電極8との間には電流は流れないと見做すことができ
るが、シート2に穴6が開いている場合はこの穴6を経
由して電流が流れる。この穴6を通った電流は内側の電
導性物質3を伝導して内部電極7に流れるので、電導性
物質3の比抵抗が一様であれば穴6から内部電極7まで
の電気抵抗、すなわち、穴6と内部電極7との距離に対
応して電流値が変化するから、複数の位置に配置された
内部電極7に対して求めた電流値の比率から穴6の位置
関係を求めることができる。
水構造物1内に適当な所定間隔で固定設置されており、
各内部電極7に接続される導線9はスイッチボックス1
0に収容され、各内部電極7と4つの計測回路である電
流計11とをそれぞれ任意に選択接続可能としている。
4つの電流計11の片側は商用電源とは周波数を異にす
る交流電源5に接続され、また、交流電源5の片側は地
面に固定設置される外部電極8に接続され、外部電極8
は遮水構造物1の近傍の地中に埋設されている。
演算回路12に入力され、演算回路12はスイッチボッ
クス10により指定された各内部電極7に対応する各測
定電流値をそれぞれ記憶すると共に、それらの各内部電
極7に対応する各測定電流値から遮水構造物1に発生し
た穴6すなわち漏水位置を演算により検知する。
る。先ず第1ステップとして、最初に遮水構造物1内の
最も端の内部電極7a,7b,7c,7dと外部電極8
間に交流電圧を印加し、4本の各内部電極7a,7b,
7c,7dと外部電極8との間に流れる電流値を測定
し、演算回路12によりこれらの電流の比率を演算して
大まかな漏水位置×印を推定する。
まかな漏水位置×印を含む内部電極7e,7f,7g,
7hを選択して同様の測定と演算による検知を行う。
略々*印の位置であると検知されると、さらに第3ステ
ップとして、内部電極7e,7i.7j,7kを指定し
て同様の測定と演算を行い、最終的な漏水位置●印を正
確に検知する。
を進め、最終的に最小単位の内部電極7の組合せによる
測定を行うことで高い検知精度を確保することができ
る。
ップにおける大まかな漏水位置を推定する方法として、
全ての各内部電極7を1本ずつ走査しつつ外部電極8と
の間に交流電圧を印加するようにして、各内部電極7と
外部電極8との間に流れる電流値を測定し、最も多くの
電流が流れる内部電極7を特定すれば、その内部電極7
が漏水位置に最も近いことになり、その次に多くの電流
が流れる内部電極7の特定と併せて、上述の最終的な漏
水位置●を検知する第3ステップの測定を行うべき内部
電極7を選択することもできる。
より説明する。図4(a)において、内部電極A,B,
C,Dに、それぞれ交流電流I1,I2,I3,I4 が流れて
いることが測定されたとする。各内部電極A,B,C,
Dから漏水位置●までの距離をそれぞれr1,r2,r3,r
4 とし、その間の電導性物質3の抵抗値をR1,R2,R3,
R4 とし、さらに、各内部電極A,B,C,Dと計測手
段である電流計11までの導線9の抵抗および電流計1
1の内部抵抗は十分小さいものとすると、各内部電極
A,B,C,D間の電位は等しいことから、(1)式が
成立する。
とすると(1)式は、(2)式に変換できる。
分をP、内部電極Dから内部電極B方向の漏水位置まで
の距離成分をQとし、電極間の距離A−B,B−C,C
−D,D−AをH、A−C,D−BをLとすると、
(2)式から、 I1 r1 =I3 r3 したがって、 r1:r3 =I3:I1 =P:L−P ・・・・(3) であるから、 P=I3 ×L/(I1 +I3 ) ・・・・(4) となる。同様にしてI4 r4 =I2 r2 から、 Q=I2 ×L/(I4 +I2 ) ・・・・(5) となるから、(4)式、(5)式より漏水位置の内部電
極Aからの水平座標Xおよび垂直座標Yは(6)式およ
び(7)式として求められる。[図4(b)] X=Rcos(θ+π/4) ・・・・(6) Y=Rsin(θ+π/4) ・・・・(7) ただし、 これらの演算は演算回路12に内蔵されるマイクロコン
ピュータ(不図示)により実施され、固定設置されてい
る内部電極7の何れか(上述の説明の場合は内部電極
A)からの絶対位置として漏水位置が検知される。
水を始めとする液体の場合は、比抵抗は一定であるが、
最終処分場の場合で比抵抗が異なる様々な物質から成る
廃棄物が収容されていても、一般的には廃棄物は焼却さ
れたり、細かく切り刻まれているので、全体的に見た比
抵抗はほぼ一様な状態と考えられることから、本発明の
方法により遮水構造物1の遮水層に発生した穴6すなわ
ち漏水位置●を正確に検知することができる。
1により常に4つの内部電極7を選択して構成される、
漏水位置●を含む正四角形を対象として測定する方法を
説明したが、測定する内部電極7の数を3つとし、漏水
位置を含む正三角形を対象として測定するようにしても
よい。
ともできるが、交流を使用し、かつ、その周波数として
は商用電源(50Hzまたは60Hz)から明確に隔離
された低周波を使用する場合には、大地に流れている地
電流の影響から逃れると共に、地中に迷走する商用電流
の影響をも避けることができる。
電極により直接受けることから、計測に必要な電流を確
保しやすく、従来の検知方式に比較して信号対ノイズ比
の点でも有利となり、正確な漏水位置の検知が可能とな
る。
電気的絶縁物による遮水層を備えた遮水構造物の内部に
複数の内部電極を、前記遮水構造物の外部の地中に外部
電極を、それぞれ固定設置し、前記内部電極の内から所
定の検知範囲を囲む複数の内部電極を選択し、該内部電
極と前記外部電極との間に電圧を印加することによって
前記各内部電極に流れる電流をそれぞれ測定し、該電流
の比から漏水位置を検知するようにしたから、比較的少
ない測定個所により精度の高い漏水位置の検知を可能に
すると共に、遮水構造物に水のような流動性物質を収容
する場合でも、廃棄物のような非流動性物質を収容する
場合でも、いずれも同様に適用でき、信号対ノイズ比を
高くすることができる。
する場合の遮水構造物の断面図である。
示す図である。
算式の符号を示す図である。
h,7i,7j,7k内部電極 8 外部電極 9 導線 10 スイッチボックス 11 電流計 12 演算回路 A,B,C,D 内部電極 H 電極間距離 I1,I2,I3,I4 交流電流 L 電極間距離 P,Q,R 距離成分 R1,R2,R3,R4 抵抗値 r1,r2,r3,r4 距離 θ 角度成分
Claims (1)
- 【請求項1】 電気的絶縁物による遮水層を備えた、水
或いは廃棄物などの電導性物質を収容する遮水構造物の
漏水位置を検知する方法であって、前記遮水構造物の内
部に複数の内部電極を、前記遮水構造物の外部の地中に
外部電極を、それぞれ固定設置し、前記内部電極の内か
ら所定の検知範囲を囲む複数の内部電極を選択し、該内
部電極と前記外部電極との間に電圧を印加することによ
って前記各内部電極に流れる電流をそれぞれ測定し、該
電流の比から漏水位置を検知するようにした、電流比に
よる漏水位置検知方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP3160780A JP3068666B2 (ja) | 1991-06-06 | 1991-06-06 | 電流比による漏水位置検知方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP3160780A JP3068666B2 (ja) | 1991-06-06 | 1991-06-06 | 電流比による漏水位置検知方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH04359130A JPH04359130A (ja) | 1992-12-11 |
JP3068666B2 true JP3068666B2 (ja) | 2000-07-24 |
Family
ID=15722293
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP3160780A Expired - Fee Related JP3068666B2 (ja) | 1991-06-06 | 1991-06-06 | 電流比による漏水位置検知方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP3068666B2 (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US6482386B2 (en) | 1999-12-02 | 2002-11-19 | Cabot Corporation | Carbon blacks useful in wire and cable compounds |
Families Citing this family (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP4104231B2 (ja) * | 1998-11-18 | 2008-06-18 | 大成建設株式会社 | 遮水シートの補修工法 |
JP7377156B2 (ja) * | 2020-04-24 | 2023-11-09 | 日本国土開発株式会社 | 廃棄物埋設処分場及び廃棄物埋設処分場の設計方法 |
-
1991
- 1991-06-06 JP JP3160780A patent/JP3068666B2/ja not_active Expired - Fee Related
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US6482386B2 (en) | 1999-12-02 | 2002-11-19 | Cabot Corporation | Carbon blacks useful in wire and cable compounds |
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---|---|
JPH04359130A (ja) | 1992-12-11 |
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