JP3579809B2 - 岩盤地下水取水施設 - Google Patents
岩盤地下水取水施設 Download PDFInfo
- Publication number
- JP3579809B2 JP3579809B2 JP23566596A JP23566596A JP3579809B2 JP 3579809 B2 JP3579809 B2 JP 3579809B2 JP 23566596 A JP23566596 A JP 23566596A JP 23566596 A JP23566596 A JP 23566596A JP 3579809 B2 JP3579809 B2 JP 3579809B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- water
- groundwater
- tunnel
- rock
- intake facility
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
Images
Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02A—TECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE
- Y02A20/00—Water conservation; Efficient water supply; Efficient water use
- Y02A20/40—Protecting water resources
- Y02A20/406—Aquifer recharge
Landscapes
- Sewage (AREA)
Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、岩盤中を流れる岩盤地下水を好適に取水し、さらに得られた水資源を既存の水資源貯水施設を併わせて有効に活用する岩盤地下水取水施設に関する。
【0002】
【従来の技術】
現在、飲料水、工業用水、農業用水等に用いられる水資源は、主に、河川、湖沼等の自然水域からの取水、ダムからの取水、および土壌中の地下水揚水で賄われている。しかしながら、河川、湖沼からの取水施設や、ダムの建設に適した立地が減少してきており、また、土壌中の地下水揚水においても、土壌中の地下水位の低下や地盤沈下の問題から取水が制限される方向にある。したがって、水資源の確保が困難になってきている。
【0003】
そのため、これらに代わる水資源確保の方法が模索されており、そのひとつに海水淡水化プラントが挙げられる。この海水淡水化プラントによれば、海水から無尽蔵に水資源を確保することが可能であるが、その反面設備コストや運転コストが高く、一般には普及していないのが現状である。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
このような従来型の水資源開発施設の適地が減少する状況を考慮して、未だ活用されていない岩盤中を流れる地下水、すなわち岩盤地下水が、新たな水資源として注目を集めているが、その利用はなされておらず水資源として有効利用する特別な取水設備等は提案されていないのが現状である。
【0005】
例えば、トンネル構築後の坑内の湧水は単なる排水として処理されるのが一般的である。また、工事中の湧水対策に用いる水抜きボーリングは、それ自体が仮設の施設であって湧水を有効利用するというものではない。
【0006】
本発明は上記の事情に鑑みてなされたものであり、安定した取水量が見込める岩盤地下水を効率よく取水して利用することができる岩盤地下水取水施設を提供することを目的とする。
【0007】
【課題を解決するための手段】
上記の問題を解決するための手段として、請求項1に記載された岩盤地下水取水施設は、地表面に高低差を有する地山の岩盤中に、集水部に向けて下るように形成された集水トンネルと、この集水部から低位の地表に向けて下るように形成され、低位の地表に開口した送水トンネルとを備えてなり、集水部には、高位の地表に向けて形成され、該地表に貫通した集水坑と、この集水坑を集水トンネル側の空間と送水トンネル側の空間とに仕切り、且つ集水トンネル側の空間と送水トンネル側の空間との連通空間の高さを任意に設定可能な隔壁とが設けられていることを特徴としている。
【0008】
請求項2に記載された岩盤地下水取水施設は、請求項1に記載された岩盤地下水取水施設において、送水トンネルの途中位置に設けられ、集水された地下水を貯留する貯水空洞と、この貯水空洞から流出する地下水の流量を制御する送水量制御装置とを備えることを特徴としている。
【0009】
請求項3に記載された岩盤地下水取水施設は、請求項1または2に記載された岩盤地下水取水施設において、集水坑が貫通した地表よりも高位の水源から取水し、集水坑に向けて送水する送水路を備えることを特徴としている。
【0010】
請求項4に記載された岩盤地下水取水施設は、請求項1、2、3のいずれかに記載された岩盤地下水取水施設において、送水トンネルが低位の水資源貯水施設に連結されていることを特徴としている。
【0011】
【発明の実施の形態】
本発明に係る岩盤地下水取水施設の第1の実施形態を図1に示して説明する。図1に示す岩盤地下水取水施設は、丘陵地等の地表面に高低差を有する地山1に構築されており、地山1の岩盤2中に傾斜して掘削された集水トンネル10と、集水トンネル10の坑口に位置して地下水の集まる集水部11から高位の地表Hに向けて鉛直上方に掘削され、その高位の地表Hに貫通した立坑(集水坑)20と、集水部11から低位の地表Lに向けて傾斜して掘削され、その低位の地表Lに開口した送水トンネル30とを備えている。
【0012】
集水トンネル10の両側壁面および天井面には、岩盤2中を流れる地下水を集水する集水孔12が岩盤2中に向けて多数形成されている。また、集水トンネル10の底面には、湧き出した地下水を下方に向けて流す溝状の導水路13が形成されている。
【0013】
立坑20の内部には、この立坑20を集水トンネル10側の空間21と送水トンネル30側の空間22とに仕切る隔壁23が設けられており、この隔壁23には、所要の高さにそれぞれ離間して複数のバルブ24が設置されている。
【0014】
送水トンネル30の途中位置には、集水された地下水を貯留する貯水空洞40が設けられており、この貯水空洞40には、低位の地表Lに向けて流出する地下水の流量を制御する送水量制御装置として、開度が自在に調節できるバルブ41が設置されている。
なお、送水トンネル30のうち、貯水空洞40よりも上流側に位置する第1の送水トンネル31は貯水空洞40の天井部に開口されており、貯水空洞40よりも下流側に位置する第2の送水トンネル32は貯水空洞40の底部に開口されている。
【0015】
さらに、地山1には、立坑20が貫通した高位の地表Hよりもさらに高位に位置する河川(水源)Rから取水し、立坑20に向けて送水する送水路50が設けられている。送水路50の上端は河川Rの計画最高水位(H.W.L.)を越した位置に開口されている。また、送水路50の途中位置には、河川水中の懸濁物等を除去する濾過装置51が設けられている。
【0016】
上記のように構成された岩盤地下水取水施設においては、岩盤2中を流れる地下水が、地下水面の高低差から生れるエネルギーによって自然湧水として得られるので、次のような運転方法により有効な利水を図ることができる。
【0017】
岩盤2中を流れる地下水は、地下水面よりも低位に位置する集水トンネル10に向けて移動し、集水トンネル10の壁面および集水孔12から湧き出す。湧き出した地下水は、集水トンネル10を流れ下り、集水部11を満たし集水トンネル10側の空間21を満たす。この状態においても立坑20の水位は地下水面よりも低いため、地下水は集水トンネル10内に湧き出し続け、これによって空間21の水位は漸次高まる。
【0018】
各バルブ24をすべて閉じた状態であれば、空間21の水位が上昇し地下水面との差が縮まるにつれて集水トンネル10内の湧水量が抑えられ、空間21の水位が地下水面と同じ高さまで上昇したところで集水トンネル10内の湧水が止まる。そこで、各バルブ24を上方に位置するものから任意の数だけ開放し、それらのバルブ24から空間21を満たした地下水を送水トンネル30側の空間22に向けて放出する。このとき、開放するバルブ24の数を減らして空間21の水位を高めに設定すれば、集水トンネル10内の湧水量が少なくなってバルブ24から放出される水量も少なくなり、開放するバルブ24の数を増やして空間21の水位を低めに設定すれば、集水トンネル10内の湧水量が多くなってバルブ24から放出される水量も多くなるので、必要とされる取水量に応じて開放するバルブ24の数を調節する。
【0019】
放出された地下水は、第1の送水トンネル31を流れ下り、貯水空洞40を経て第2の送水トンネル32をさらに流れ下り、低位の地表Lに設けられた開口に向かうので、送水量制御装置としてのバルブ41の開度を適宜調節して貯水空洞40への貯蔵を図りながら計画的に外部への送水を行う。なお、地下空洞40にも周囲の岩盤2から地下水が湧き出すので、この湧水をも取水して有効に利用する。
【0020】
また、送水路50からは、河川Rの水位が計画最高水位を越した場合にその増水分の河川水を取水し、濾過装置51で懸濁物等を除去したうえで、立坑のうち送水トンネル30側の空間22に送水して有効に利用する。
【0021】
渇水期を見込んだ岩盤地下水取水施設の効果的な運転方法としては、まず、平年時には、空間21の水位を比較的高くして周辺環境へ影響が及ばない程度に取水量を少なく設定し、バルブ24から放出される地下水と、岩盤2から貯水空洞40へ湧き出す地下水とを貯水空洞40に貯蔵する。貯水空洞40の貯蔵量が最大となったら、バルブ24から放出される地下水の水量と貯水空洞40へ湧き出す地下水の水量とを合計した岩盤地下水量(平年時合計送水量)に相当する地下水を第2の送水トンネル32から放出して常時利用する。
【0022】
渇水時には、空間21の水位を低くして取水量を多く設定し、平年時合計送水量以上の地下水を利用する。加えて、貯水空洞40の貯蔵量を減らせば、岩盤2から貯水空洞40に湧き出す地下水の水量も増えるので、さらに多くの地下水を利用することが可能である。
【0023】
上記のように構成された岩盤地下水取水施設によれば、岩盤2中を流れる地下水を集水トンネル10の壁面からの自然湧水として得ることができ、この地下水を、集水トンネル10および集水部11に貯留させることができる。そして、隔壁23に設置された各バルブ24を上方に位置するものから任意の数だけ開放し、双方の空間21、22の連通空間の高さを任意に設定することで、集水部11から送水トンネル30に流入する地下水の流量を段階的に調節することができる。さらに、自然湧水として得た地下水を、送水トンネル30を通じて低位の地表Lから放出することで、揚水装置等の設備を使用せずに取水することができる。これによって、揚水装置等の建設コストや運転コスト等が不要となり、当該施設を建設し運用するうえで大幅なコスト削減が可能となる。
【0024】
岩盤地下水は気象等の影響を受けにくく安定した取水量が見込めるので、外部への送水を行いながらも貯水空洞40に地下水を貯蔵しておくことができ、渇水時等においてこの貯蔵しておいた地下水を放水することで、集水トンネル10から取水される地下水の水量以上の利水が可能となり、これによって渇水時にも安定した水の供給が可能となる。さらに、地下空洞40にも周囲の岩盤2から地下水が湧き出すので、この湧水も取水して利用することができる。
【0025】
さらに、送水路50を通じて水位が増した河川Rから取水し、送水トンネル30側の空間22に送水することで、他の水源から得た水をも利用して貯水空洞40の貯蔵量を増やすことができる。
【0026】
貯水空洞40に貯蔵された地下水を、水量に関わらず常時放水しておけば、貯水空洞40周辺の岩盤2中を流れる地下水は貯水空洞40に向かい、逆に貯蔵された地下水は岩盤2内に向かわないので、貯蔵水の漏洩が生じない合理的な貯蔵方式を実現できる。このため、貯水空洞40は漏洩防止を目的とした巻きたてコンクリートや鋼板ライニング等の技術が不要になり、施工コストの削減が可能である。
【0027】
なお、本実施形態においては、隔壁23に複数のバルブ24を設置しこれらの開閉によって集水部11から送水トンネル30に流入する地下水の流量を制御したが、これに代えて、立坑の高さ方向に伸縮自在な隔壁を採用してもよい。
【0028】
また、貯水空洞40の最高部から、第1の送水トンネル31、立坑20を経て空気抜き管を配設すれば、貯水空洞40のほぼ100%を地下水の貯蔵に充てることができる。
【0029】
次に、本発明に係る岩盤地下水取水施設の第2の実施形態を図2に示して説明する。
図2に示す岩盤地下水取水施設は、第1の実施形態とほぼ同様に、丘陵地等の地表面に高低差を有する地山1に構築されており、岩盤2中に掘削された集水トンネル10と、地下水の集まる集水部11から鉛直上方に掘削された立坑20と、集水部11から傾斜して掘削され低位の地表Lに開口した送水トンネル30とを備えてなるものである。
【0030】
しかしながら、この岩盤地下水取水施設には、送水トンネル30の途中位置に貯水空洞が設けられておらず、送水トンネル30が当該施設に隣接するダム貯水池(水資源貯水施設)Dに連結されている。しかも、当該施設の最深部にあたる送水トンネル30の先端は、ダム貯水池Dの利水容量水位(H.W.L.)と同等もしくは高位に位置している。
【0031】
上記のように構成された岩盤地下水取水施設においても、岩盤2中を流れる地下水が自然湧水として得られる。岩盤地下水は気象等の影響を受けにくく安定した取水量が見込めるので、例えば異常気象による長期間の降水量低下によってダム貯水池Dの貯水量が低下した場合にも、当該施設から得られた地下水をダム貯水池Dに放水することでその貯水量を回復させることができる。これによってダム貯水池Dの計画流量を賄い、異常気象に影響されず安定した水の供給が可能となる。
【0032】
【発明の効果】
以上説明したように、請求項1に記載された岩盤地下水取水施設によれば、岩盤中に集水トンネルを形成することにより、岩盤中を流れる地下水を集水トンネルの壁面からの自然湧水として得ることができ、この地下水を、集水トンネルおよび集水部に貯留することができる。また、集水部に、高位の地表に貫通した集水坑を形成し、この集水坑を集水トンネル側の空間と送水トンネル側の空間とに仕切る隔壁の高さを可変として双方の空間の連通空間の高さを任意に設定することで、集水トンネルから送水トンネルに流入する地下水の流量を自在に調節することができる。さらに、当該施設を地表面に高低差を有する地山に構築し、送水トンネルを集水部から低位の地表に向けて下るように形成して低位の地表に開口させることにより、自然湧水として得た地下水を、揚水装置等の設備を使用せずに取水することができる。これらのことから、揚水装置等の建設コストや運転コスト等が不要となり、当該施設を建設し運用するうえで大幅なコスト削減が可能である。
【0033】
請求項2に記載された岩盤地下水取水施設によれば、外部への送水を行いながらも貯水空洞に地下水を貯蔵しておき、渇水時等においてこの貯蔵しておいた地下水を放水することで、集水トンネルから取水される地下水の水量以上の利水が可能となり、これによって安定した水の供給が可能となる。さらに、地下空洞にも周囲の岩盤から地下水が湧き出すので、この湧水をも取水して利用することができる。
【0034】
請求項3に記載された岩盤地下水取水施設によれば、集水坑が貫通した地表よりも高位の水源から集水坑に向けて送水路を設けることにより、他の水源から得た水を利用して貯水空洞の貯蔵量を増やすことができる。
【0035】
請求項4に記載された岩盤地下水取水施設によれば、送水トンネルを低位の水資源貯水施設に連結することにより、岩盤地下水取水施設から得られた地下水を水資源貯水施設に放水することでその貯水量を回復させることができる。これによって水資源貯水施設の計画流量を賄い、異常気象等に影響されず安定した水の供給が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の岩盤地下水取水施設の第1の実施形態を示す縦断面図である。
【図2】本発明の岩盤地下水取水施設の第2の実施形態を示す縦断面図である。
【符号の説明】
1 地山
2 岩盤
10 集水トンネル
20 立坑(集水坑)
21 集水トンネル側の空間
22 送水トンネル側の空間
23 隔壁
24 バルブ
30 送水トンネル
40 貯水空洞
50 送水路
H 高位の地表
L 低位の地表
R 河川(水源)
D ダム貯水池(水資源貯水施設)
Claims (4)
- 地表面に高低差を有する地山の岩盤中に、集水部に向けて下るように形成された集水トンネルと、
該集水部から低位の地表に向けて下るように形成され、低位の地表に開口した送水トンネルとを備えてなり、
前記集水部には、高位の地表に向けて形成され、該地表に貫通した集水坑と、該集水坑を集水トンネル側の空間と送水トンネル側の空間とに仕切り、且つ集水トンネル側の空間と送水トンネル側の空間との連通空間の高さを任意に設定可能な隔壁とが設けられている
ことを特徴とする岩盤地下水取水施設。 - 請求項1に記載された岩盤地下水取水施設において、
前記送水トンネルの途中位置に設けられ、集水された地下水を貯留する貯水空洞と、
該貯水空洞から流出する地下水の流量を制御する送水量制御装置とを備えている
ことを特徴とする岩盤地下水取水施設。 - 請求項1または2に記載された岩盤地下水取水施設において、
前記集水坑が貫通した地表よりも高位の水源から取水し、集水坑に向けて送水する送水路を備えている
ことを特徴とする岩盤地下水取水施設。 - 請求項1、2、3のいずれかに記載された岩盤地下水取水施設において、
前記送水トンネルが低位の水資源貯水施設に連結されている
ことを特徴とする岩盤地下水取水施設。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP23566596A JP3579809B2 (ja) | 1996-09-05 | 1996-09-05 | 岩盤地下水取水施設 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP23566596A JP3579809B2 (ja) | 1996-09-05 | 1996-09-05 | 岩盤地下水取水施設 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH1082076A JPH1082076A (ja) | 1998-03-31 |
JP3579809B2 true JP3579809B2 (ja) | 2004-10-20 |
Family
ID=16989392
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP23566596A Expired - Fee Related JP3579809B2 (ja) | 1996-09-05 | 1996-09-05 | 岩盤地下水取水施設 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP3579809B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP5929089B2 (ja) * | 2011-10-20 | 2016-06-01 | 株式会社大林組 | 液状化対策構造及び液状化対策工法 |
CN110485508B (zh) * | 2019-08-12 | 2020-09-25 | 中建海峡建设发展有限公司 | 基于预测的海水顶托区江水源热泵取水调控方法及系统 |
-
1996
- 1996-09-05 JP JP23566596A patent/JP3579809B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPH1082076A (ja) | 1998-03-31 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US10577770B2 (en) | Self-starting negative pressure drainage system for draining groundwater in slope and construction method thereof | |
CN106193247B (zh) | 用于海绵城市的一体化雨水系统及其施工方法 | |
US6840710B2 (en) | Underground alluvial water storage reservoir and method | |
CN100469980C (zh) | 一种自流式地下水库的取水廊道 | |
CN210712879U (zh) | 一种破损山体的边坡生态修复结构 | |
JP6505832B2 (ja) | 潮汐力発電及び電力貯蔵システム並びにこのようなシステムの貯水池建設方法 | |
Stevanović | Damming underground flow to enhance recharge of karst aquifers in the arid and semi-arid worlds | |
JP3579809B2 (ja) | 岩盤地下水取水施設 | |
EP2725143B1 (de) | Pumpspeicherwerk zur Energiespeicherung | |
KR102036986B1 (ko) | 폐갱수 차단 시공방법 | |
CN101353892B (zh) | 重力场的三度空间排水方法及其结构 | |
CN109736408B (zh) | 一种内流盆地山前地下水调蓄系统及调蓄方法 | |
CN110663512B (zh) | 超采区地表节水灌溉与低压地下管网回灌补采耦合系统 | |
RU2244063C1 (ru) | Способ предотвращения образования оползней | |
DE2712869A1 (de) | Verfahren zum schutz von unterirdischen hohlraeumen gegen wassereinbrueche | |
CN111576334A (zh) | 河道截污岸墙结构 | |
CN206707761U (zh) | 高水压断裂破碎带隧道自带清理功能的应急智能排水系统 | |
CN105839584A (zh) | 防洪系统 | |
Dutta et al. | Artificial groundwater recharge: its prospect in West Bengal | |
CN216552029U (zh) | 一种用于含水层与隔水层缓倾互层的降水结构 | |
CN212561365U (zh) | 河道截污岸墙结构 | |
CN113777005A (zh) | 一种用于疏水孔或井的间歇自动抽吸渗流试验装置及方法 | |
CN115595942A (zh) | 低水头地下式引水构筑物及其施工方法 | |
CN112647486A (zh) | 挡墙泄水方法和挡墙泄水系统 | |
JPH1113042A (ja) | 補助ダムをそなえるダム装置 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20040615 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20040707 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130730 Year of fee payment: 9 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130730 Year of fee payment: 9 |
|
S531 | Written request for registration of change of domicile |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313531 |
|
R350 | Written notification of registration of transfer |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20140730 Year of fee payment: 10 |
|
LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |