JP3888857B2 - 雨水流出抑制処理施設 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、道路や学校のグラウンドなどの公共用地に降った雨水や、個々の住宅や集合住宅、公共施設等（以下これらをまとめて「住宅等」という）に降った雨水の下水道への流出を抑制し、あわせて有効利用することによって通常宅地造成に伴って設置される調整池を代替することのできる雨水流出抑制処理施設に関する。
【０００２】
【従来の技術】
雨水の下水道への一時的な大量流出を抑制するため、一定規模以上の宅地の造成に関しては所定容量の調整池を設け、ここから下水道へ放流することが法令により義務付けられている。しかし宅地を造成しても一定面積を調整池に当てなければならないということは国土の有効利用の点からも好ましくない上、開発業者にとっても販売面積が減少し、また設置後も住人、特に幼児、児童等にとって事故の危険があるなどの問題点がある。また都市化の進展とともに道路や学校のグラウンドなどの公共用地を始めとして街は構造物やアスファルトで覆われ、雨は雨水本管から直接河川へ流されることによって土壌の保水力が極端に低下し、自然のサイクルが変化して気候変動による集中豪雨の多発や小雨傾向が顕著になり、都市型水害やヒートアイランド現象、湧き水の枯渇、地盤沈下等の原因となっていることも指摘されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
こうした問題点に対処するため、住宅等の雨樋の下流に浸透槽を設け、この浸透槽から雨水を地下に浸透させることにより下水道への流出を抑制することが一部で行われているが、従来の浸透槽はその底部から地中に浸透させる構造であるため、自然浄化がなされずに土壌内に浸透する等の問題点がある。
【０００４】
本発明はこの点を改善して、雨水を集水槽に貯留し、側面の開口から周囲の地盤内へ徐々に浸透させることにより下水道への流入を抑制し、かつ出来うる限り貯留水の再利用を図り上水の使用量を削減するとともに、再利用しきれない雨水についてはこれを抑制しながら排出して周囲の地下に浸透させることで屋根面の降雨水を敷地外に流出させない雨水流出抑制処理施設を実現することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明は、第１に道路等の集水溝に接続して地盤内に埋設される集水槽の前記の集水溝に接続していない側壁に横長の側面開口を設け、この側面開口に水を徐々に通過させる機能を有する通水ダクトを装着するとともに、前記通水ダクトの外側の集水槽の周囲の地盤内に、内部に砕石を充填してなる浸透室を配置した雨水流出抑制処理施設であって、前記通水ダクトが、集水槽側壁に設けた横長の開口をふさぐ形状で下部に開口を有する前板と、この前板の外方に突出する外板と、底部が前記外板の底部に接続し頂部が前記外板の頂部より低く前記外板の内側に配置される堰板とからなり、前記外板の底部に多数の小径の通水孔を設けるとともに前記外板と堰板との距離が堰板頂部側よりも堰板底部側がせまくなっていることを特徴とする雨水流出抑制処理施設
であり、第２に住宅等の敷地地盤内に埋設され、側壁に横長の側面開口を有する集水槽と、住宅等の雨樋に接続し、この集水槽内に開口する流入管と、集水槽内の水位を検出する水位センサと、集水槽内の水を再利用するためにくみ上げる取水管と、前記水位センサの信号により集水槽内に上水を補給する補給水配管とからなる雨水流出抑制処理施設において、前記集水槽側壁に設けられた側面開口に水を徐々に通過させる機能を有する通水ダクトを装着するとともに、集水槽側壁の前記側面開口よりも低い位置に水を徐々に通過させる機能を有する逆止弁付きオリフィス管を取り付け、前記通水ダクトの外側の集水槽の周囲の地盤内に、内部に砕石を充填してなる浸透室を配置して前記通水ダクトおよび前記逆止弁付きオリフィス管を開口させた雨水流出抑制処理施設であって、前記通水ダクトが、集水槽側壁に設けた横長の開口をふさぐ形状で下部に開口を有する前板と、この前板の外方に突出する外板と、底部が前記外板の底部に接続し頂部が前記外板の頂部より低く前記外板の内側に配置される堰板とからなり、前記外板の底部に多数の小径の通水孔を設けるとともに前記外板と堰板との距離が堰板頂部側よりも堰板底部側がせまくなっていることを特徴とする雨水流出抑制処理施設である。
【０００６】
【発明の実施の形態】
〔実施例１〕
図１は本発明の第１の実施例の雨水流出抑制処理施設を鉛直方向に切った断面図で、Ｐは舗装、Ｕはその周囲に配置されたＵ字溝、１はこのＵ字溝Ｕに接続して地盤内に埋設される集水槽、11は集水槽１のＵ字溝Ｕに接続していない側壁に設けた横長の側面開口、３はこの側面開口11に装着した水を徐々に通過させる機能を有する通水ダクト、４はこの通水ダクト３の外側の集水槽１の周囲の地盤内に配置され、内部に砕石41を充填してなる浸透室である。
【０００７】
一般に道路や学校のグラウンド等の舗装された用地の周囲にはＬ字形、あるいはＵ字形断面の側溝が設けられ、この側溝に所定間隔で溜め枡を配置して、溜め枡に集まった雨水を下水道へ流すようになっているが、本発明ではこの溜め枡に代えて集水槽１を設け、この集水槽１の側壁にある側面開口11から通水ダクト３を経由して浸透室４に水を流し、ここから周囲の地盤内へ徐々に水を浸透させるようにして、下水道への雨水の流入を抑制している。
【０００８】
集水槽１の大きさと設置する間隔は雨水の集められる面積、浸透させる地盤の地質等を勘案して適宜決定する。側面開口11は横長形状のものを集水槽１の下端から250 〜300 ｍｍの位置に水平に設ける。
一方、図３はこの実施例における通水ダクト３付近を示す部分断面斜視図である。通水ダクト３は円筒を水平に置いて中心軸で縦に半割りにした外形で、割り面に前板31が取り付けられ、前板31の下部には全長にわたってスリットを有する横長の開口311 が設けられている。半割り円筒状の外板32の底部付近には水が通る小径の通水孔321 が多数設けられている。外板32の内部には同じく半割り円筒状の堰板33が挿入されており、堰板33の頂部は前板31の開口311 よりも高い位置にあり、底部は通水孔321 の上部で前板31に接合されている。堰板33の半径は外板32のそれよりもやや小さく、堰板33と外板32との距離は堰板頂部側よりも堰板底部側がせまく、通水孔321 のところで最もせまくなっている。
【０００９】
集水槽１内の水位が堰板33の頂部を越えると、水は堰板33と外板32との間隙を流下して底部の通水孔321 から浸透室４内に浸入する。
前板31の下部の開口311 が集水槽１からの水の流出口となる。堰板33の頂部が前板31の開口311 よりも高いことにより、水面に浮遊するごみ等が堰板33を越えて流出することが防止されるとともに、常にこの高さの水頭圧を作用させることができる。図３において、平常時の水位は堰板33の頂部であり、図１、２においては通水ダクト３の高さまでは常時水が溜まっていて、底部には泥が沈殿しているから適宜これを排出することが望ましい。降雨時には水位は一時的に通水ダクト３の高さを越え、ダクト３から徐々に浸透室４内へ排出される間に水位がさらに上昇すれば、Ｕ字溝Ｕからの排出も行われる。
【００１０】
なお、通水ダクト３を図３のように集水槽１の側面開口11に嵌装するか、集水槽１の側面開口11にあてがうようにして外付けするか、装着方法は任意であるが、それに応じてフランジ等の取り付け構造を若干変更する必要がある。
浸透室４は、集水槽１のＵ字溝Ｕに接続していない面に対して、例えば高さ1200ｍｍ、奥行き800 ｍｍで設け、掘削面に石灰を散布した後、内部に砕石41を充填する。空間内に砕石を充填すると、通常およそ30％ほどの空隙が生じる。通水ダクト３を経て浸透室４内へ浸入した水は一時この空隙内に保持され、徐々に周囲の地盤内に浸透して排出される。浸透室４内に充填する砕石41のサイズを通水ダクト３の通水孔321 の径よりも大きいものとすれば、底部の通水孔321 から通水ダクト３の内部へ周囲の砕石が侵入するおそれはない。多少侵入した土砂も次に水が中から外に流れれば流し出されてしまうから、目詰まりしても簡単に回復できる。なお浸透室４の上部は土を埋め戻して歩道や一般の敷地として使用できる。
【００１１】
本発明の浸透室は集水槽の周囲に配置され、主としてその側面から地盤内に水を浸透させるので従来の底面のみの浸透に比べて浸透効率がよい。
Ｕ字溝Ｕから集水槽１に流入した雨水は、側面開口11から通水ダクト３を経由して徐々に浸透室４内に流出し、ここから周囲の地盤内に浸透して吸収される。その結果、下水道への流入が抑制されるとともに、地盤内に水が浸透することにより都市型水害やヒートアイランド現象、湧き水の枯渇、地盤沈下等の諸問題が解消される。
〔実施例２〕
図４は本発明の第２の実施例の雨水流出抑制処理施設を鉛直方向に切った断面図、図５はＡＡ矢視による同じく鉛直方向に切った断面図、図６は図４のＢＢ面による水平方向の断面図で、１はコンクリート等で作られ、住宅等の敷地地盤内に埋設された集水槽、11はその側壁に設けられた横長の側面開口、３はその側面開口11に装着され、水を徐々に通過させる機能を有する通水ダクト、21は同じく集水槽の側壁の前記側面開口11よりも低い位置に設けられ水を徐々に通過させる機能を有する逆止弁付きオリフィス管、12は住宅等の雨樋に接続し、集水槽１内に開口して屋根からの雨水を集水槽１に流入させる流入管、13は必要に応じて集水槽１内に上水を補給する補給水配管、14は集水槽１内の水位を検出する三極棒式等の水位センサ、15は集水槽１内の水を再利用するためにくみ上げる取水管、16は集水槽１を地中内に設置する際のレベルモルタル、Ｆはその下部に施工する割栗、クラッシャラン、杭等の地業、４は通水ダクト３および逆止弁付きオリフィス管21が開口し、集水槽１から排出された水が一時流入する浸透室、41はその内部に充填された砕石である。
【００１２】
集水槽１の大きさは住宅等の屋根面積から決定すればよいが、例えば平面形状は３ｍ×２ｍ、深さ1.5 ｍで、側面開口２は高さ100 ｍｍ、長さ1000ｍｍの横長形状のものが４面の中央で集水槽１の上端から700 ｍｍより上の位置に水平に設けられる。
浸透室４は集水槽１の１面を除く３方に、高さ1200ｍｍ、奥行き800 ｍｍで設けられ、浸透室４の上端付近に通水ダクト３を備えた側面開口２が開口し、それよりも低い位置に逆止弁付きオリフィス管21が開口している。
【００１３】
この例では、使用する敷地は正味3240×3840ｍｍ程度で、しかも設置後埋め戻しを行うことにより地上は芝生、花壇、駐車スペース等に有効利用できる。
図７はこの実施例の集水槽１の運転方法を説明する説明図である。
この集水槽１にはW.L.1 、W.L.2 、W.L.3 の３段階の管理水位がある。W.L.1 は最低レベルで、水位がこれ以下になると取水管15から取水することができないので、上水を補給しなければならない。また、水位が再利用分の容量が確保されたレベルW.L.2 に達し、なおも集水槽１に水が浸入してくる場合には、下方の逆止弁付きオリフィス管21を経由して浸透室４に排出させる。逆止弁は槽外の水が集水槽１に逆流しないために設けてある。一方、集水槽１の最大貯留量の高さに排出抑制レベルとしてW.L.3 を設定し、側面開口11をこの高さに開口させる。槽内の水位がW.L.2 以下であれば集水槽１内の水を適宜汲み上げて散水、 洗車、トイレの水洗等の雑用水として利用することができる。大雨などで槽内の水位がW.L.3 以上になるとW.L.3 を越える水は側面開口11から通水ダクト３を経て浸透室４内へ浸入し、さらに徐々に周囲の地盤内に浸透する。
【００１４】
浸透室４の容量の決め方は、設置しようとする地域の面積、 地形、 地質、 地下水位、土地利用、 造成計画等を総合的に検討し、計画降雨強度に対応できるものとすることが必要である。立地条件に応じて浸透室４を集水槽１の１方ないし４方の側面に設け、場合によっては集水槽１の下部にまで拡張させてもよい。
以上は集水槽１の容量をあまり大きくしないで浸透室４を充分とろうとする場合の実施例であったが、以下に説明するのは集水槽１の容量をこれよりも大きくして浸透室４の容量を少なくする他の実施例である。
【００１５】
つづいてこの実施例の変形例を説明する。
図８に示す集水槽１は、仕切り板18により水平方向に２分し、一方に取水管15を配置して再利用ゾーン1aとし、他方を流出抑制ゾーン1bとしている。降雨により再利用ゾーン1aが満水になると、通水ダクト３に接続されたオーバーフロー管22を通して排水され浸透室４に浸入する。浸透室４上部の地表に近い部分にはバクテリアが繁殖しているためその浄化力を利用して雨水を浄化し、地盤内に浸透させることができる。
【００１６】
通水ダクト３からの水が飽和状態になると、再利用ゾーン1aをオーバーフローした水は流出抑制ゾーン1bに浸入し、底部の開口から浸透室４を経て地盤内に浸透する。
図９は図８の場合と異なり、再利用ゾーン1aおよび流出抑制ゾーン1bを上下方向に設けた例である。再利用ゾーン1aの容量分確保された水位のところに逆止弁付きオリフィス管21が設けてあり、これ以上の水が流入した場合には逆止弁付きオリフィス管21から浸透室４に排出される。さらにこの排出で対処できずに水位が上昇した場合には通水ダクト３から浸透室４内に排出される。
【００１７】
さらに再利用ゾーン1aに仕切り板18を設けて内部を水平方向に２分し、一方に取水管15を配置して取水ゾーン1a' とする。取水ゾーン1a' には、フロート19によって常に水面のやや上に開口するホース20が設けられており、その末端は再利用ゾーン1aの残りの部分に連通している。これが逆止弁の役割をし、残りの部分よりも取水ゾーン1a' の水位が低い場合には水は取水ゾーン1a' に流入するが、残りの部分の水位が低い場合には取水ゾーン1a' から流出しない。したがって取水ゾーン1a' 内の水が確保され、補給水を正確に補給することができる。
【００１８】
図10は、実施例２において使用する補給水配管のつなぎ込み部分を示す部分断面図である。13は補給水配管、131 は水位センサにより作動する電動バルブ、132 は水を受けるじょうご、133 は金網、134 はじょうごに続く接続管である。すなわち、電動バルブ131 を経て集水槽１内に流入する補給水は、一旦大気圧中に開放されてじょうごに受けられ、接続管134 を経て集水槽１内に向かう。このような構成であるから、何らかのトラブルがあっても集水槽１内の水が補給水配管13に逆流することは絶対にない。補給水配管に対して特に減圧は行わないので、従来よく行われていたロータンクによる自然流下に比べて効率よく水が補給できる。
【００１９】
以上説明したように、本発明においては集中豪雨等の大量の降雨があってもその雨水を下水管に放流することなく、また調整池を設けることもなく、個々の住宅等の敷地内において雨水の処理ができる。
また実施例２に示した集水槽は住宅等の敷地地盤内に埋設されるので、その上部は庭園や駐車スペースとして有効に利用できる。
【００２０】
【発明の効果】
本発明によれば、雨水を地盤内に浸透させることにより土壌に補水すると同時に下水道への流入を抑制し、あるいは地下水を集めて有効利用することにより上水の使用量が削減されるなどのすぐれた効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施例の集水槽を鉛直方向に切った断面図である。
【図２】本発明の第１の実施例の集水槽付近を示す斜視図である。
【図３】本発明の第２の実施例の集水槽を鉛直方向に切った断面図である。
【図４】図３のＡＡ矢視による集水槽を鉛直方向に切った断面図である。
【図５】図３のＢＢ面による集水槽の水平方向の断面図である。
【図６】本発明の集水槽に取り付ける通水ダクト付近を示す部分断面斜視図である。
【図７】本発明の第２の実施例の集水槽の運転方法を説明する説明図である。
【図８】本発明の他の実施例の集水槽を鉛直方向に切った断面図である。
【図９】本発明のさらに他の実施例の集水槽を鉛直方向に切った断面図である。
【図１０】本発明の実施例における補給水配管部分を示す部分断面図である。
【符号の説明】
１ 集水槽
1a 再利用ゾーン
1a' 取水ゾーン
1b 流出抑制ゾーン
３ 通水ダクト
４ 浸透室
11 側面開口
12 流入管
13 補給水配管
14 水位センサ
15 取水管
16 レベルモルタル
17 蓋
18 （逆止弁付き）仕切り板
19 フロート
20 ホース
21 （逆止弁付き）オリフィス管
22 オーバーフロー管
31 前板
32 外板
33 堰板
41 砕石
131 電動バルブ
132 じょうご
133 金網
134 接続管
311 開口
321 通水孔
331 水抜き孔
Ｆ 地業
Ｐ 舗装
Ｕ Ｕ字溝

Claims (2)

1. 道路等の集水溝に接続して地盤内に埋設される集水槽（１）の前記の集水溝に接続していない側壁に横長の側面開口（11）を設け、この側面開口（11）に水を徐々に通過させる機能を有する通水ダクト（３）を装着するとともに、前記通水ダクト（３）の外側の集水槽（１）の周囲の地盤内に、内部に砕石（41）を充填してなる浸透室（４）を配置した雨水流出抑制処理施設であって、前記通水ダクトが、集水槽側壁に設けた横長の開口（２）をふさぐ形状で下部に開口（ 311 ）を有する前板（ 31 ）と、この前板（ 31 ）の外方に突出する外板（ 32 ）と、底部が前記外板（ 32 ）の底部に接続し頂部が前記外板（ 32 ）の頂部より低く前記外板（ 32 ）の内側に配置される堰板（ 33 ）とからなり、前記外板（ 32 ）の底部に多数の小径の通水孔（ 321 ）を設けるとともに前記外板（ 32 ）と堰板（ 33 ）との距離が堰板頂部側よりも堰板底部側がせまくなっていることを特徴とする雨水流出抑制処理施設。
2. 住宅等の敷地地盤内に埋設され、側壁に横長の側面開口（11）を有する集水槽（１）と、住宅等の雨樋に接続し、この集水槽内に開口する流入管（12）と、集水槽内の水位を検出する水位センサ（14）と、集水槽内の水を再利用するためにくみ上げる取水管（15）と、前記水位センサの信号により集水槽内に上水を補給する補給水配管（13）とからなる雨水流出抑制処理施設において、前記集水槽（１）側壁に設けられた側面開口（11）に水を徐々に通過させる機能を有する通水ダクト（３）を装着するとともに、集水槽（１）側壁の前記側面開口（11）よりも低い位置に水を徐々に通過させる機能を有する逆止弁付きオリフィス管（21）を取り付け、前記通水ダクト（３）の外側の集水槽（１）の周囲の地盤内に、内部に砕石（41）を充填してなる浸透室（４）を配置して前記通水ダクト（３）および前記逆止弁付きオリフィス管（21）を開口させた雨水流出抑制処理施設であって、前記通水ダクト（３）が、集水槽側壁に設けた横長の開口（２）をふさぐ形状で下部に開口（ 311 ）を有する前板（ 31 ）と、この前板（ 31 ）の外方に突出する外板（ 32 ）と、底部が前記外板（ 32 ）の底部に接続し頂部が前記外板（ 32 ）の頂部より低く前記外板（ 32 ）の内側に配置される堰板（ 33 ）とからなり、前記外板（ 32 ）の底部に多数の小径の通水孔（ 321 ）を設けるとともに前記外板（ 32 ）と堰板（ 33 ）との距離が堰板頂部側よりも堰板底部側がせまくなっていることを特徴とする雨水流出抑制処理施設。

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