JP3925743B2 - 水質浄化堤の構築方法 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、所望の浄化水域を取り囲むようにして設置される水質浄化堤の構築方法に関する。
【0002】
【従来の技術】
ウオーターフロントにおいてアメニティに富んだ親水空間を確保するためには、水質を浄化して良好な水環境を形成することが不可欠である。
【0003】
このような水質浄化手段として、いわゆる水質浄化堤が注目されている。
【0004】
水質浄化堤1は、図5に示すように礫や砕石からなる中詰め材2を海底3から台形状に積み上げ、これを所定の被覆石4で被覆したものであり、かかる水質浄化堤1を所定の水域を取り囲むようにして構築しておくと、外水域5の海水は、水質浄化堤1で浄化されて内水域6に流入する。
【0005】
すなわち、潮の干満や波の作用によって外水域5の海水が内水域6に移動する際、該海水は、水質浄化堤1の中詰め材2の間隙を通過するが、そのときに海水中に含まれるプランクトン等の汚濁成分は、中詰め材2の表面に付着形成された微生物群からなる生物膜によって付着あるいは捕捉され、さらに礫間に棲息する貝類や甲殻類によって摂取され除去される。
【0006】
このように、水質浄化堤1で囲まれた内水域6は、該浄化堤1を構成する中詰め材2の接触ろ材としての作用によって清浄な水質へと浄化されることがわかってきた。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、かかる水質浄化堤1を構築するには大量の中詰め材2が必要となり、採石場からの運搬コストとも併せて、全体の調達コストが高くなるという問題や、中詰め材2を台形状に積み上げてその上から被覆石4を載せるという作業が煩雑で長期間を要するという問題も生じていた。
【0008】
さらには、安定性の面からは水質浄化堤1の断面を台形状とせざるを得ず、その結果として下層側に多くの中詰め材2が使用されることとなるが、かかる状況では、ただでさえ溶存酸素濃度の低い底層水が、下層の中詰め材2に付着する生物群や礫間棲息生物によってさらに大量に酸素消費されて貧酸素化し、内水域の生息環境を悪化させるとともに、礫間棲息生物の環境も酸素濃度の低下によって悪化するという事態を招き、中詰め材を台形状に配置することが水質浄化機能の面からは必ずしも望ましいことではないという問題も生じていた。
【0009】
本発明は、上述した事情を考慮してなされたもので、中詰め材の調達コストの軽減、工期の短縮および底層での貧酸素化の防止が可能な水質浄化堤の構築方法を提供することを目的とする。
【0010】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、本発明に係る水質浄化堤の構築方法は請求項1に記載したように、内水域と外水域との間で水移動が可能な開口が形成された中空構造体を水底に設置するとともに、該中空構造体の中空内部に中詰め材を充填し、該中詰め材を、所定期間湿潤風乾処理されたコンクリート廃材で構成する水質浄化堤の構築方法であって、前記湿潤風乾処理工程は、風乾処理を行いつつ所定期間ごとに湿潤状態を形成するものである。
【0011】
また、本発明に係る水質浄化堤の構築方法は、前記コンクリート廃材を所定の籠体に収容した状態で前記中空構造体の中空内部に充填するものである。
【0013】
本発明に係る水質浄化堤の構築方法においては、潮の干満や波の作用を受けたとき、外水域の水は、中空構造体に形成された開口から該構造体の中空内部に入り、該中空内部に充填された中詰め材によって水質浄化作用を受けた後、反対側の開口を通って内水域に流入するが、かかる水質浄化堤を構築するにあたっては、中空構造体を陸上等で予め製作しておくことができるので、現場水域における工期は大幅に短縮される。また、中詰め材は、中空構造体によって安定的に保持されるため、従来のように台形状に積み上げる必要がなくなり、下層部分での過剰な酸素消費が回避される。
【0014】
ここで、所定期間風乾処理若しくは湿潤風乾処理されたコンクリート廃材を前記中詰め材とした場合、該処理中にコンクリート中のアルカリ成分が中和される。そのため、中詰め材として海水に浸漬した後で該コンクリートのアルカリ成分が堤内のpHを上昇させることはない。したがって、コンクリート廃材を従来の中詰め材に代わる代替材として利用することが可能となる。
【0015】
また、前記中詰め材を篭体に収容した状態で前記中空構造体の中空内部に充填した場合、該篭体を引き上げることによって中詰め材の洗浄、交換等のメンテナンス作業を容易に行うことができる。
【0016】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係る水質浄化堤の構築方法の実施の形態について、添付図面を参照して説明する。なお、従来技術と実質的に同一の部品等については同一の符号を付してその説明を省略する。
【0017】
図1は、本実施形態に係る水質浄化堤を示した断面図である。同図でわかるように、本実施形態の水質浄化堤11は、海底3の上に敷設された捨石12の上にコンクリート等で構成した中空構造体としてのケーソン13を据え付けるとともに、該ケーソン13の外壁14a、14bおよび内部を仕切る隔壁15a、15b、15cにそれぞれ海水移動が可能な開口としてのスリット16を形成し、さらにこれらの外壁及び隔壁で囲まれた各中空内部にはそれぞれ中詰め材としてのコンクリート廃材17を篭体としての蛇篭18に収容した状態で充填してある。
【0018】
コンクリート廃材17は、コンクリート構造物の解体工事や震災で生じたコンクリートがらをクラッシャ等の破砕機を用いて20cm乃至40cm程度、好ましくは20cm乃至30cm程度の大きさに粒度調整し、これを例えば岸壁に野積みして風乾したものを用いる。
【0019】
風乾の期間としては、風乾が終わってケーソン13内に投入充填したとき、海水と接触する時間(3〜6時間)内に海水のpH上昇が9程度に抑制されることを基準とし、具体的には、2週間、好ましくは5週間程度を目安とする。
【0020】
本実施形態に係る水質浄化堤11を構築するにあたっては、海底3に捨石12を敷設し、次いで、予めドックヤード等で製作されたケーソン13を現場水域まで曳航し、これを該捨石12の上に据え付ける。
【0021】
次に、風乾済みのコンクリート廃材17を蛇篭18に投入し、かかる蛇篭18をケーソン13の中空内部に吊り降ろす。
【0022】
このようにして構築された水質浄化堤11においては、潮の干満や波の作用を受けたとき、外水域5の海水は、ケーソン13の外壁14aに形成されたスリット16から該ケーソンの中空内部に入り、隔壁15a、15b、15cを順次通過しながら中空内部に充填されたコンクリート廃材17によって従来の堤体材と同様の水質浄化作用を受け、しかる後に、反対側の外壁14bに形成されたスリット16を通って内水域6に流入する。
【0023】
以上説明したように、本実施形態に係る水質浄化堤11によれば、コンクリート廃材17は、ケーソン13によって安定的に保持される。そのため、積上げ状態での安定性を確保するために中詰め材を台形状に積み上げていた従来とは違って、下層部分の堤体幅がずっと短くなり、海水と中詰め材であるコンクリート廃材17との接触距離が長くなることによる過剰な酸素消費を回避することができる。
【0024】
また、本実施形態に係る水質浄化堤11によれば、ケーソン13を陸上等で予め製作しておくことができるので、現場水域における工期を大幅に短縮することができる。
【0025】
また、風乾処理されたコンクリート廃材17を中詰め材としたので、コンクリート中のアルカリ成分(Ca(OH)2など)は、風乾中に空気中の二酸化炭素によって中和され、外水域5の海水がコンクリート廃材17の隙間を通って内水域6に流入する際、該コンクリート廃材のアルカリ成分によってpHが上昇することはない。
【0026】
そのため、堤内の海水を生物の棲息に適したpH環境に維持することが可能となり、かくして、コンクリート廃材を通常の砕石や礫に代わる接触ろ材として、水質浄化堤の中詰め材に利用することが可能となる。
【0027】
また、従来、中詰め材を採石場にて選別していたため、採石場が遠方にしかない場合には、運搬コストが高くつくことが少なくなかった。しかしながら、本実施形態の水質浄化堤によれば、該浄化堤の構築場所に近いコンクリート構造物を利用することができるので、中詰め材の運搬コストを軽減することが可能となる。特に、大規模なリゾート開発の一環として水質浄化堤を沖合に構築するようなケースでは、コンクリート廃材を現地にて調達することができるので、運搬コストはさらに軽減される。
【0028】
なお、コンクリート廃材を処分するという視点から考えれば、コンクリート構造物の解体や震災で生じたコンクリート廃材は、海底に積み上げるという形で最終処分されるため、陸上にて処分用地を確保する必要がなくなり、コンクリート廃材の処分コストを低減することが可能となるとともに、廃棄物処分場の規模を縮小して環境への影響を最小限にとどめることも可能となる。さらに、従来、産業廃棄物として処分されていたコンクリート廃材が水質浄化堤の中詰め材として再利用されることとなり、資源の有効利用に寄与する。
【0029】
また、コンクリート廃材17を蛇篭18に投入した状態でケーソン13の中空内部に充填するようにしたので、コンクリート廃材17が万一目詰まりした場合であっても、これを蛇篭18ごと引き上げるようにすれば、コンクリート廃材17の洗浄、交換等のメンテナンス作業を容易に行うことが可能となる。
【0030】
本実施形態では、中詰め材であるコンクリート廃材を蛇篭に投入するようにしたが、メンテナンス作業が必要ないのであれば、該コンクリート廃材をケーソンの中空内部に直接投入するようにしてもよい。
【0031】
また、本実施形態では、破砕機で粒度調整されたコンクリート廃材をすぐに風乾するようにしたが、コンクリート廃材を粒度調整した後に水道水、海水等で洗浄し、しかる後に風乾するようにしてもよい。かかる構成により、粒度調整工程においてコンクリート廃材表面に付着したアルカリ成分が除去されるので、風乾の期間を短縮することが可能となる。
【0032】
また、本実施形態では、コンクリート廃材を風乾処理するようにしたが、これに代えて湿潤風乾するようにしてもよい。なお、湿潤風乾の期間は、2週間程度を目安とすればよい。
【0033】
かかる構成においても、コンクリート中のアルカリ成分が中和されるので、風乾処理の場合と同様、海水が内水域に移動する際の海水のpH上昇を抑えることができるとともに、中詰め材の調達コストやコンクリート廃材の処分コストに関して上述したと同様の効果を奏するが、本変形例ではさらに、アルカリ成分の中和反応が風乾処理よりも促進されるという効果を奏し、したがって、風乾処理のときよりも養生期間を短縮することが可能となる。
【0034】
なお、かかる湿潤風乾の後にさらに通常の風乾処理を行うようにしてもよい。かかる構成により、コンクリート廃材のアルカリ分をより完全に中和させることが可能となる。
【0035】
次に、コンクリート廃材の海水投入によるpHの変動に関して以下の室内実験を行ったのでその概略を説明する。
【0036】
実験には、モルタルテストピースを破砕機で5〜20mm程度に粉砕してから所定の前処理を施して供試材とし、該供試材0.2リットルを2リットルの海水に密閉状態にて浸漬し、海水のpH変動およびアルカリ度の変動を観察した。
【0037】
ここで、供試材としては、粉砕しただけのもの(供試材1)、粉砕後表面を海水洗浄しただけのもの(供試材2)、粉砕後表面を水道水で洗浄して2週間風乾したもの(供試材3)、粉砕後表面を水道水で洗浄して5週間風乾したもの(供試材4)、粉砕後表面を水道水で洗浄し、その後2週間にわたって3日に1回霧吹きで湿潤風乾養生したもの(供試材5)、粉砕後表面を水道水で洗浄し、その後2週間にわたって3日に1回霧吹きで湿潤風乾養生し、その後さらに3週間風乾したもの(供試材6)の計6種類を作成した。
【0038】
実験結果を図2に示す。まず、図2(a)は、海水のアルカリ度の経時変化を示したグラフである。かかるグラフからわかるように、風乾を行わなかった供試材1および供試材2は、1.5ヶ月経過するとアルカリ度が25(meq /リットル)以上に上昇するのに対し、5週風乾した供試材4、2週湿潤風乾した供試材5および2週湿潤風乾後に3週風乾した供試材6はほとんど上昇しなかった。
【0039】
図2(b)は、供試材1m3 あたりのアルカリ溶出量を示したグラフである。かかるグラフからわかるように、風乾を行わなかった供試材1および供試材2に比べ、風乾若しくは湿潤風乾を行った供試材3、供試材4、供試材5および供試材6のアルカリ溶出量は少なく、特に供試材4〜6についてはその量はきわめて少なかった。
【0040】
図2(c)は投入初期の海水のpH変動を示したグラフである。同グラフでわかるように、風乾を行わなかった供試材1および供試材2は、浸漬時間が3時間を経過すると海水のpHが9.5以上に達し、5〜6時間経過するとpH10付近まで上昇したが、風乾若しくは湿潤風乾を行った供試材3、供試材4、供試材5および供試材6では、4時間経過してもpH9程度に抑制され、特に供試材4〜6については、6時間経過してもpH9以下であった。
【0041】
以上の実験結果から、風乾を2週間以上行えば海水のpH上昇は9程度に抑制され、特に5週風乾、あるいは2週湿潤風乾を行ったものは、9以下に抑制されることがわかった。
【0042】
なお、このように風乾若しくは湿潤風乾されたコンクリート廃材を従来の中詰め材の代替材として利用できることが実証されたが、従来のように礫や砕石を中詰め材として利用してもよい。かかる構成においても、上述した工期の短縮および底層での貧酸素化の防止を図ることができる。
【0043】
また、本実施形態では、スリット16を水平スリットとしたが、これに代えて鉛直スリットとしてもよいし、開口の形状としては、スリットでなくとも例えば円形状としてもよい。
【0044】
また、本実施形態では、ケーソン13を天井スラブがない構造としたが、図3(a)に示すように頂部にスラブ21を設けたケーソン22とするとともに、該スラブの両側方に手摺23を取り付けて、スラブ21上を例えば遊歩道として有効利用するようにしてもよい。また、図3(b)に示すようにスラブ21の上に土24を盛り、その上に遊歩道やベンチあるいは植栽25を施すようにしてもよい。
【0045】
また、図4に示すように、外水域5側に砕石31および被覆石32を積んで波打ち際を造成するとともにその先の海底に砕石やコンクリート廃材で浅場33を構築し、かかる波打ち際に降りることができる階段34を設置してもよい。かかる構成によれば、釣り等が可能な親水空間を創出することが可能となる。
【0046】
【発明の効果】
以上述べたように、本発明に係る水質浄化堤の構築方法によれば、風乾処理されたコンクリート廃材を中詰め材としたので、コンクリート中のアルカリ成分は、風乾中に空気中の二酸化炭素によって中和され、外水域の海水がコンクリート廃材の隙間を通って内水域に流入する際、該コンクリート廃材のアルカリ成分によってpHが上昇することはない。そのため、堤内の海水を生物の棲息に適したpH環境に維持することが可能となり、かくして、コンクリート廃材を通常の砕石や礫に代わる接触ろ材として、水質浄化堤の中詰め材に利用することが可能となる。
また、コンクリート廃材を処分するという視点から考えれば、コンクリート構造物の解体や震災で生じたコンクリート廃材は、海底に積み上げるという形で最終処分されるため、陸上にて処分用地を確保する必要がなくなり、コンクリート廃材の処分コストを低減することが可能となるとともに、廃棄物処分場の規模を縮小して環境への影響を最小限にとどめることも可能となる。さらに、従来、産業廃棄物として処分されていたコンクリート廃材が水質浄化堤の中詰め材として再利用されることとなり、資源の有効利用に寄与する。
【0047】
【図面の簡単な説明】
【図1】本実施形態に係る水質浄化堤を示した断面図であり、(a)は全体図、(b)は部分拡大図。
【図2】室内実験結果を示したグラフであり、(a)は海水のアルカリ度の変動、(b)はアルカリ溶出量、(c)は海水のpH変動をそれぞれ示したグラフ。
【図3】変形例に係る水質浄化堤を示した断面図であり、(a)は天井スラブを設けたケーソンを使用した場合、(b)はそのスラブの上に植栽を施した場合の図。
【図4】別の変形例に係る水質浄化堤を示した断面図。
【図5】従来の水質浄化堤を示した断面図。
【符号の説明】
3 海底(水底)
5 内水域
6 外水域
11 水質浄化堤
13、22 ケーソン
16 スリット(開口)
17 コンクリート廃材
18 蛇篭(篭体)
Claims (2)
- 内水域と外水域との間で水移動が可能な開口が形成された中空構造体を水底に設置するとともに、該中空構造体の中空内部に中詰め材を充填し、該中詰め材を、所定期間湿潤風乾処理されたコンクリート廃材で構成する水質浄化堤の構築方法であって、前記湿潤風乾処理工程は、風乾処理を行いつつ所定期間ごとに湿潤状態を形成することを特徴とする水質浄化堤の構築方法。
- 前記コンクリート廃材を所定の籠体に収容した状態で前記中空構造体の中空内部に充填する請求項1記載の水質浄化堤の構築方法。
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JP24879596A JP3925743B2 (ja) | 1996-08-30 | 1996-08-30 | 水質浄化堤の構築方法 |
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JPH1072816A JPH1072816A (ja) | 1998-03-17 |
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1996
- 1996-08-30 JP JP24879596A patent/JP3925743B2/ja not_active Expired - Lifetime
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