JP3895575B2 - 漏水検知方法および漏水検知システム - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、漏水検知方法および漏水検知システムに関し、より詳細には、廃棄物処分場などに敷設される遮水シートの法面部の漏水を検知する漏水検知方法および漏水検知システムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
地下水や河川を汚染する恐れのある排水基準に満たない浸出水が発生する施設には、浸出水を処理するための処分場が設けられていて、この処分場は、近年、自然環境や生活圏への影響に対する関心の高まりから、安全を確実とするものが求められている。通常、処分場は、遮水シートを敷設し、砂層または覆土を設置した後に使用される。この遮水シート敷設時、砂層または覆土の設置時、または処分場として使用する操業時には、汚染された水が周辺環境に流れ出すのを検出するべく、遮水シートの破損の有無やその位置を精度良く検知する漏水検知装置や漏水検知方法が数多く提案されている。
【０００３】
従来、上述した漏水検知システムや漏水検知方法としては、遮水シートと遮水シートを敷設する地盤との間に導電性シートなどの下部電極を設置し、上部電極を用いて遮水シート上から電圧を印加させながら上部電極と下部電極との間の電流、電位または電気抵抗を測定することにより漏水箇所を検出する装置や方法が用いられている。
【０００４】
例えば、特開平０９−２４３５８１号公報に開示の遮水シート破損の検出方法では、保護マットにアルミシートや銅板などが挟まれて一体化された面電極を、遮水シートと地盤との間に敷設し、その上に遮水シートを敷設して、基準電極を用いてシートの破損箇所が検出できるようになっている。
【０００５】
また、特開２００１−０４１８４２号公報に開示の漏水箇所検出装置は、二重遮水シートの内部の定められた位置に並べられた検出電極板を用い、二重遮水シートの上部に設置された上層部入力電極板から供給される電流により漏水箇所を検出できるようになっている。
【０００６】
上述した方法および装置において処分場の法面部の漏水箇所を検知する場合、法面部に設置された面電極や検出電極板を使用して行われている。このように法面部に面電極や検出電極板を設置するには、傾斜面であるために安全性の問題や設置するための労力を要するといった問題があった。また、法面部の漏水箇所の検出を行うためには、面電極や検出電極板を法面部全体に設置する必要があり、面電極や検出電極板に用いる導電材が大量に必要となり、コストがかかるといった問題もあった。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
従って、本発明は、上述した問題に鑑み、廃棄物処分場の法面部の斜面に導電性材料または不織布といった透水材および複数の検知電極を設置することなく、法面部の斜面に敷設された遮水シートの漏水範囲を容易に特定することができる漏水検知方法および漏水検知システムを提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
すなわち、上記目的は、本発明の漏水検知方法および漏水検知システムを用いることで解決される。
【０００９】
本発明の請求項１の発明によれば、地盤の凹所と該凹所に沿った該地盤上に敷設され遮水構造が設けられた遮水部とを備える遮水構造物の法面部の漏水を検知するための漏水検知方法であって、該方法は、
前記法面部に設けられる小段に敷設された二重遮水シートの内部に導電性材料または透水材を設置し、前記導電性材料または透水材に隣接するように所定間隔で複数の検知電極を設置して該複数の検知電極に流れる電流を測定する段階を含む漏水検知方法が提供される。
【００１０】
本発明の請求項２の発明によれば、前記漏水検知方法は、漏水箇所からの漏水によって生じる水みちを通して前記検知電極に流れる電流を検出する段階を含むことを特徴とする漏水検知方法が提供される。
【００１１】
本発明の請求項３の発明によれば、前記漏水検知方法は、前記複数の検知電極に流れる電流の大きさおよび電流分布により漏水範囲を特定する段階を含むことを特徴とする漏水検知方法が提供される。
【００１２】
本発明の請求項４に発明によれば、地盤の凹所と該凹所に沿った該地盤上に敷設され遮水構造が設けられた遮水部とを備える遮水構造物の法面部の漏水を検知するための漏水検知システムであって、該システムは、
前記法面部に敷設される二重遮水シートと、
前記法面部に設けられる小段に敷設された前記二重遮水シートの内部に設置される導電性材料または透水材と、
前記導電性材料または透水材に隣接するように所定間隔で設置される複数の検知電極と、
前記二重遮水シート上に設置される基準電極と、
前記基準電極に電流を供給するための電源と、
前記複数の検知電極のそれぞれに接続され、前記複数の検知電極に流れる電流をそれぞれに測定するための複数の電流測定手段とを含む漏水検知システムが提供される。
【００１３】
本発明の請求項５の発明によれば、前記導電性材料は、鉄、銅、鉛、アルミニウム、パラジウムから選択される金属、ポリアニリン、ポリアセチレン、ポリピロール、ポリチオフェン、ポリアセン、ポリパラフェニレンから選択される導電性ポリマー、カーボンブラック、グラファイト、またはこれらの混合物を含んで形成され、前記導電性材料を通して前記複数の検知電極に電流を流すことを可能とする漏水検知システムが提供される。
【００１４】
本発明の請求項６の発明によれば、前記透水材は、不織布であり、法面部の斜面に沿って流れた漏水が前記透水材を通して水みちを形成し、前記水みちを通して前記複数の検知電極に電流が流れることを特徴とする漏水検知システムが提供される。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、図面をもって本発明の漏水検知方法および漏水検知システムについて詳細に説明する。図１は、本発明の漏水検知システムが適用される廃棄物処分場の概略的な断面を示した図である。本発明が適用される廃棄物処分場は、地盤１の凹所と、この凹所に沿って地盤１上に設置された遮水部２とから構成されている。地盤１の凹所は、地表から基礎地盤に向かって掘りこんで人工的に形成されていても良く、また、山間部等の沢や谷間を用いる場合には、その地形を用いることもできる。また、地盤１の凹所は、底面部３と法面部４とから構成されていて、法面部４には、所定位置に小段５が設けられている。このような凹所内には、遮水部２が設けられ、遮水部２内に廃棄物が投棄される。雨水等により発生する汚水は、遮水部２により遮水部２の外部へ浸出しないようになっている。図１に示す廃棄物処分場において遮水部２は、廃棄物に隣接する保護土または保護砂６と、保護土または保護砂６に隣接する二重遮水シート７と、二重遮水シート７の下側に設けられる保護土または保護砂８とから構成されている。図１において二重遮水シート７上の保護土または保護砂６は、廃棄物が投棄される際、二重遮水シート７を保護するために設置されている。
【００１６】
図１に示す二重遮水シート７としては、合成ゴムまたはプラスチック製のシート、具体的にはメタロセン系触媒で製造された線状低密度ポリエチレン（ＬＬＤＰＥ）、中密度ポリエチレン（ＭＤＰＥ）、またはチーグラー・ナッタ系触媒で製造された線状低密度ポリエチレン（ＬＬＤＰＥ）、中密度ポリエチレン（ＭＤＰＥ）などのオレフィン系樹脂などから形成される遮水シートが用いられる。また、その厚さや材質などは、必要な遮水性、耐久性が得られるものであればいかなるものであっても良い。図１に示す二重遮水シート７は、上部遮水シート７ａと下部遮水シート７ｂとから構成されていて、上部遮水シート７ａの端部と、下部遮水シート７ｂの端部とが接着剤などにより接合されている。こうすることにより、二重遮水シート７の端部の隙間を通して流れる電流を低減させることができる。また、図１に示す実施の形態では、二重遮水シート７の内部、すなわち上部遮水シート７ａと下部遮水シート７ｂとの間には、地盤１の凹所の底面部３と、法面部４に設けられる小段５に導電性材料または透水材および複数の検知電極９が設置されている。
【００１７】
図１に示す二重遮水シート７の下側に設けられる保護土または保護砂８は、敷設する二重遮水シート７の保護に加えて低透水性構造とすることも可能であり、この低透水性構造を、土質材料からなる土質遮水層またはアスファルトからなる遮水層とされており、具体的には、粘土質、アスファルト、コンクリートといった透水性の低い材料が用いられ、これらを適宜組み合わせて用いることも可能である。保護土または保護砂８は、必要に応じて設けることができ、底面部３および法面部４において二重遮水シート７を充分に保護できるのであれば、設けなくても良い。
【００１８】
図１を参照して本発明の漏水検知システムを詳細に説明する。本発明の漏水検知システムは、法面部４に敷設される二重遮水シート７と、法面部４に設けられる小段５に敷設された二重遮水シート７の内部に設置される導電性材料または透水材および複数の検知電極９と、底面部３の二重遮水シート７上に設置される基準電極１０と、図示しない導線により基準電極１０に接続され、基準電極１０に電流を供給するための電源１１と、複数の検知電極のそれぞれに接続され、複数の検知電極に流れる電流をそれぞれに測定するための複数の電流測定手段１２とを含んでいる。本発明においては、地盤１の凹所の底面部３は、いかなる漏水検知システムを用いた構造とされていても良い。また、基準電極１０は、法面部４に敷設された二重遮水シート７上に設けられていても良い。
【００１９】
図１に示す実施の形態においては、保護土または保護砂８上の凹所内の法面部４に下部遮水シート７ｂが敷設され、下部遮水シート７ｂ上の法面部４の斜面には、任意の材料が設置され、法面部４に設けられた小段５には、導電性材料または透水材および複数の検知電極９が設置される。また、任意の材料、導電性材料または透水材および複数の検知電極９上に上部遮水シート７ａが敷設される。さらに、図１に示す実施の形態では、上部遮水シート７ａの端部と下部遮水シート７ｂの端部とが接着材などを使用して接合されている。本発明においては、上部遮水シート７ａと下部遮水シート７ｂとが接しないように任意の材料を上部遮水シート７ａと下部遮水シート７ｂとの間に設置することができる。こうすることにより、上部遮水シート７ａと下部遮水シート７ｂとの間の隙間を通して漏水箇所から検知電極に電流を適切に流すことができる。本発明において任意の材料とは、上部遮水シート７ａと下部遮水シート７ｂとが接しないようにすることができるのであればいかなる材料でも良く、例えば、砂層といった透水層やデンプン−アクリロニトリルグラフト共重合体、デンプン−アクリル酸グラフト共重合体、デンプン−アクリルアミドグラフト共重合体、セルロース−アクリロニトリルグラフト共重合体、カルボキシメチルセルロース架橋体、ヒアルロン酸、ポリビニルアルコール架橋体、ポリビニルアルコール吸水ゲル凍結・解凍エラストマー、アクリル酸ナトリウム−ビニルアルコール共重合体、ポリアクリル酸ナトリウム架橋体、Ｎ−置換アクリルアミド架橋体、またはこれらの混合物から選択される高吸水性ポリマー、これら高吸水性ポリマーから形成したシートなどを用いることができる。本発明においては、任意の材料を用いなくても良い。
【００２０】
また、導電性材料は、鉄、銅、鉛、アルミニウム、パラジウムから選択される金属、ポリアニリン、ポリアセチレン、ポリピロール、ポリチオフェン、ポリアセン、ポリパラフェニレンから選択される導電性ポリマー、カーボンブラック、グラファイト、またはこれらの混合物を含んで形成することができ、例えば、アルミニウム板や銅板などをポリエチレンなどの合成樹脂により被覆したものや上述した導電性材料を蒸着したものを使用することができる。本発明において導電性材料は、漏水箇所を通して漏水が流れることにより水みちを生じ、この水みちと複数の検知電極とを接続するために用いられる。本発明においては、導電性材料に代えて透水材を使用することができる。本発明において透水材としては、不織布を用いることができる。また、本発明においては、上述した導電性材料および透水材に限らず、導電性を有するもの、透水性を有するものであればいかなるものでも用いることができる。
【００２１】
本発明に用いることができる検知電極としては、基準電極１０から供給される電流が二重遮水シート７の漏水箇所を通して流れるのを検出することができ、電流の大きさおよび電流分布から漏水範囲を特定することができるのであれば、いかなる間隔で設置されていても良い。また、本発明に用いることができる検知電極は、いかなる形状、大きさであっても良い。本発明に用いることができる検知電極としては、上部に廃棄物が投棄される場合には、耐腐食性の材料から製造されたものを用いることもできるが、竣工検査を目的とするような場合や腐食したとしても交換が容易であれば、耐腐食性の材料に限らず、電極として使用できるものであればいかなる材料であっても良い。また、検知電極は、小段５の長さに応じて適切な数の電極を設けることができる。
【００２２】
本発明に用いることができる基準電極１０としては、導電性ものであればいかなる材質でも良く、例えば、鉄、銅、鉛、アルミニウム、パラジウムなどの金属、ポリアニリン、ポリアセチレン、ポリピロール、ポリチオフェン、ポリアセン、ポリパラフェニレンといった導電性ポリマー、カーボンブラック、グラファイトなどのものを用いることができる。また、本発明に用いることができる基準電極１０は、平板、円柱状などいかなる形状であっても良い。さらに、基準電極１０は、保持性を向上させるために保護土または保護砂６に向く側に突起などが設けられていても良い。また、基準電極１０上に廃棄物が投棄されるため、耐腐食性の材料から製造されたものを用いることができる。
【００２３】
図１に示す基準電極１０は、図示しない導線を通して電流を供給するための電源１１に接続されている。また、複数の検知電極には、それぞれの検知電極に流れる電流を測定するためにそれぞれに電流測定手段１２が接続されている。本発明においては、１つの電流測定手段１２のみ設置され、複数の検知電極のそれぞれにスイッチを設けて個別に電流を測定することができるようにされていても良い。図１においては、電源１１から基準電極１０を通して各検知電極に同時に電流を流し、各電流測定手段１２において、それぞれの検知電極に流れる電流を測定することができる。また、本発明においては、各電流測定手段１２により得られた各電流を表示したり、各検知電極を流れる電流の分布から漏水範囲を特定していち早く補修を行うことができるように監視するコンピュータ・システムを装備した監視装置を設けていても良い。
【００２４】
本発明の漏水検知システムは、廃棄物処分場の法面部４の斜面に導電性材料または透水材および複数の検知電極９を設置することなく、法面部４の斜面に敷設された二重遮水シート７の漏水範囲を容易に特定することができる。また、法面部４の小段５にのみ導電性材料または透水材および検知電極９を設置するため、施工が容易であり、斜面に設置していた従来のシステムと比較して施工の安全性が高く、処分場の施工工程の短縮が可能となる。
【００２５】
図２〜図４を用いて本発明の漏水検知方法について詳細に説明する。図２は、法面部４に二重遮水シート７を敷設し、漏水箇所Ａを検知しているところを示した図である。図２に示す実施の形態では、地表から基礎地盤に向かって掘りこむなどして形成された廃棄物処分場の法面部４に保護土または保護砂８を設置した後、下部遮水シート７ｂが敷設されている。また、図２の実施の形態では、法面部４に設けられる小段５上に敷設された下部遮水シート７ｂ上に導電性材料または透水材１３が設置され、導電性材料または透水材１３上に複数の検知電極１４が設置されている。さらに、図２に示す実施の形態では、法面部４の斜面上に上述した任意の材料１５が設置され、導電性材料または透水材１３、複数の検知電極１４および任意の材料１５上に上部遮水シート７ａが敷設されている。図２に示す複数の検知電極１４は、図１に示す電流測定手段１２に接続されていて、それぞれの電流が測定できるようになっている。また、図１に示す底面部３の保護土または保護砂６上に基準電極１０が設置され、図１に示す電源１１から電流が供給されている。
【００２６】
本発明において電流は、直流電流、交流電流のいずれであっても良い。例えば、直流電流を用いて漏水検知を行う場合、上部遮水シート７ａに破損などがなければ、基準電極１０から供給される電流は、上部遮水シート７ａを通すことができないため、検知電極１４には所定量以上流れない。上部遮水シート７ａの端部と下部遮水シート７ｂの端部とを接合したとしても、導線など取り出し口などの隙間を生じるため、その隙間を通して少量の電流が流れる。上記所定量とは、この少量の電流を意味し、端部が接合されていないなど、場合に応じて変化する。したがって、上部遮水シート７ａに破損がなければ、検知電極１４に接続されている図１に示す電流測定手段１２において所定量以上の電流を検出することができない。図１に示す電流測定手段１２において所定量以上の電流を検出した場合には、上部遮水シート７ａに漏水箇所Ａが存在することがわかる。漏水箇所Ａが存在する場合、漏水箇所Ａにより近い検知電極１４により大きな電流が流れ、図１に示す電流測定手段１２を用いて測定した電流の大きさおよび電流分布により漏水範囲が特定される。
【００２７】
交流電流を用いて漏水検知を行う場合、上部遮水シート７ａに破損がない場合においても上部遮水シート７ａを通して電流が流れる。したがって、上部遮水シート７ａを通して流れる電流を予め測定しておく必要がある。図１に示す電流測定手段１２において予め測定した量以上の電流を検出した場合には、上部遮水シート７ａに漏水箇所Ａが存在することがわかる。直流電流を用いる場合と同様に、漏水箇所Ａが存在する場合、漏水箇所Ａにより近い検知電極１４により大きな電流が流れ、図１に示す電流測定手段１２を用いて測定した電流の大きさおよび電流分布により漏水範囲が特定される。
【００２８】
図２に示す実施の形態では、図１に示す地盤１の凹所の底面部３に設置された保護土または保護砂６上に基準電極１０が設置されていて、図１に示す電源１１から電流が供給されている。また、図２に示す実施の形態では、法面部４の斜面に敷設された上部遮水シート７ａが破損して漏水箇所Ａを生じ、漏水箇所Ａから漏水して小段５に向けて任意の材料１５内に水みちを形成している。また、小段５には、導電性材料または透水材１３が設置されていて、水みちと検知電極１４との間に電流が流れるようにされている。基準電極１０からの電流は、法面部４の斜面に生じた漏水箇所Ａを通り、水みち、導電性材料または透水材１３を通って検知電極１４へと流れ、図１に示す電流測定手段１２において測定される。本発明においては、水みちを形成しなくても漏水箇所Ａを通して導電性材料１３または検知電極１４に電流が流れるため、漏水を検知することができ、漏水範囲を特定することも可能である。図２に示す実施の形態では、上述したように特定された漏水範囲上の廃棄物を除去した後、上部遮水シート７ａの漏水箇所の補修を行うことができる。
【００２９】
図３および図４は、図２に示す法面部４の断面および平面を示した図である。図３においては、上部遮水シート７ａ上に生じた漏水箇所Ａから漏水し、任意の材料１５上に水みち１６を形成している。図３に示す水みち１６は、漏水箇所Ａに比較して低部の小段５に向けて漏水が流れることにより形成されている。また、図４は、理解し易くするために上部遮水シートが図示されておらず、上部遮水シート７ａに生じた漏水箇所Ａが破線で示されている。法面部４の斜面に生じた漏水箇所Ａからの漏水は、矢線Ｃに示すように漏水箇所Ａより低部に設けられている小段５に向けて流れる。漏水箇所Ａを通して流れる電流は、水みちを通り、小段５において導電性材料または透水材１３を通して矢線Ｄまたは矢線Ｅに示すように検知電極１４に流れる。漏水箇所Ａは、各検知電極１４に流れる電流を測定し、最も大きい電流値を示す検知電極１４付近に存在する。また、最も大きい電流値を示す検知電極１４において測定した電流値の大きさにより、その検知電極１４に近いのか、離れているのかを判断することができる。これらの判断は、データを数多く収集しておくことにより漏水範囲Ｂをさらに特定することが可能となる。本発明においては、上述したように電流値の大きさ、各検知電極１４に流れる電流の分布から漏水範囲Ｂを特定することができる。
【００３０】
本発明は、上述した実施の形態に限られるわけではなく、基準電極を地盤に設置し、下部遮水シートの漏水検知を行うことも可能である。また、電源は、適切な量の電流を流すことができるものを用いることができ、電流測定手段としては、電流計を用いることができる。
【００３１】
【発明の効果】
上述したように、本発明の漏水検知方法および漏水検知システムは、廃棄物処分場の法面部の斜面に導電性材料または不織布といった透水材および複数の検知電極を設置することなく、法面部の斜面に敷設された遮水シートの漏水範囲を容易に特定することができる。また、本発明の漏水検知方法および漏水検知システムを採用することにより、導電性材料または透水材および検知電極の設置に伴う労力および導電性材料または透水材といった材料コストを軽減することが可能となる。
【００３２】
本発明の漏水検知システムは、構成が簡単であるため、安価で提供することが可能である。また、法面部の小段にのみ導電性材料または透水材および検知電極を設置するため、処分場の施工工程を短縮することができ、施工管理も容易となる。さらに、従来問題とされていた斜面に電極を設置する際の安全性も確保できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の漏水検知システムが適用される廃棄物処分場の概略的な断面を示した。
【図２】 法面部に二重遮水シートを敷設し、漏水箇所を検知しているところを示した図。
【図３】 図２に示す法面部の断面を示した図。
【図４】 図２に示す法面部の平面を示した図。
【符号の説明】
１…地盤
２…遮水部
３…底面部
４…法面部
５…小段
６、８…保護土または保護砂
７…二重遮水シート
７ａ…上部遮水シート
７ｂ…下部遮水シート
９…導電性材料または透水材および複数の検知電極
１０…基準電極
１１…電源
１２…電流測定手段
１３…導電性材料または透水材
１４…検知電極
１５…任意の材料
１６…水みち
Ａ…漏水箇所
Ｂ…漏水範囲

Claims (5)

1. 地盤の凹所と該凹所に沿った該地盤上に敷設され遮水構造が設けられた遮水部とを備える遮水構造物の法面部の漏水を検知するための漏水検知方法であって、該方法は、
   前記法面部に設けられる小段に敷設された二重遮水シートの内部に導電性材料または透水材を設置し、前記導電性材料または透水材に隣接するように所定間隔で複数の検知電極を設置して該複数の検知電極に流れる電流を測定する段階を含み、
   前記電流を測定する段階は、前記二重遮水シートのうち上部遮水シートの損傷箇所からの漏水によって、該損傷箇所から前記小段上に設置される前記導電性材料または透水材へと前記法面部の傾斜に沿って下部遮水シート上に水みちを形成させ、該水みちおよび前記導電性材料または透水材を通して前記検知電極に流れる電流を検出する段階を含む、漏水検知方法。
2. 前記漏水検知方法は、前記複数の検知電極に流れる電流の大きさおよび電流分布により漏水範囲を特定する段階を含むことを特徴とする、請求項１に記載の漏水検知方法。
3. 地盤の凹所と該凹所に沿った該地盤上に敷設され遮水構造が設けられた遮水部とを備える遮水構造物の法面部の漏水を検知するための漏水検知システムであって、該システムは、
   前記法面部に敷設される二重遮水シートと、
   前記法面部に設けられる小段に敷設された前記二重遮水シートの内部に設置される導電性材料または透水材と、
   前記導電性材料または透水材に隣接するように所定間隔で設置される複数の検知電極と、
   前記二重遮水シート上に設置される基準電極と、
   前記基準電極に電流を供給するための電源と、
   前記複数の検知電極のそれぞれに接続され、前記複数の検知電極に流れる電流をそれぞれに測定するための複数の電流測定手段とを含み、
   前記二重遮水シートのうち上部遮水シートの損傷箇所からの漏水によって、該損傷箇所から前記小段上に設置される前記導電性材料または透水材へと前記法面部の傾斜に沿って下部遮水シート上に水みちを形成させ、該水みちおよび前記導電性材料または透水材を通して前記検知電極に流れる電流を検出することを特徴とする、漏水検知システム。
4. 前記導電性材料は、鉄、銅、鉛、アルミニウム、パラジウムから選択される金属、ポリアニリン、ポリアセチレン、ポリピロール、ポリチオフェン、ポリアセン、ポリパラフェニレンから選択される導電性ポリマー、カーボンブラック、グラファイト、またはこれらの混合物を含んで形成され、前記導電性材料を通して前記複数の検知電極に電流を流すことを可能とする、請求項３に記載の漏水検知システム。
5. 前記透水材は、不織布であり、前記法面部の斜面に沿って流れた漏水が前記透水材を通して水みちを形成し、前記水みちを通して前記複数の検知電極に電流が流れることを特徴とする、請求項３または４に記載の漏水検知システム。

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