JP3976605B2 - 合流式下水道における流量制御方法 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、生活排水等の汚水と雨水とが合流して流れる合流式下水道における流量制御方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、合流式下水道の幹線管路は支線管路から流入する下水が下水処理場へ流れる流路をなすものであり、晴天時には下水として主に生活排水等の汚水が流れており、雨天時には生活排水と雨水が合流して下水として流れる。この際に、支線管路、幹線管路の堆積物がファーストフラッシュとして流れるので、支線管路から流れ込んだ雨水によって増量した下水がそのまま幹線管路から下水処理場へ送水されると、下水処理場の処理に支承を来たすとともに、処理能力を超えてしまうので、過剰な下水は未処理のそのままで公共水域（河川や海等）へ排出していた。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、下水を未処理のままで公共水域へ排出すると、公共水域の水質が未処理の下水の汚濁によって低下する恐れがある。この問題の対策として、幹線管路とは別途に滞水池や貯留管等を設け、降雨によって増量した下水を一時的に滞水池や貯留管に貯留して後に、徐々に滞水池や貯留管から下水処理場へ送水することが行われている。しかし、近年においては、滞水池や貯留管といった一時貯留のための特別な施設の建設には、特に都市部において建設用地の確保が困難である問題や、その建設に膨大な費用を要するといった問題がある。
【０００４】
本発明は上記した課題を解決するものであり、滞水池や貯留管といった特別な貯留施設を別途に設けることなく、降雨時に増加する下水の増加量を幹線管路に滞留し、処理可能な流量で下水処理場へ供給することができる合流式下水道における流量制御方法を提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記した課題を解決するために請求項１に係る本発明の合流式下水道における流量制御方法は、合流式下水道において、降雨量、降雨時に幹線管路を流れる下水の流量もしくは水位の何れかを指標として幹線管路の途中に設けた流量制御手段の開度を制御するものであって、少降雨時は流量制御手段の扉体を閉位置に配置するとともに、扉体に設けた小開口を通して下流側の幹線管路へ少量通水し、降雨時は設定降雨量以下、幹線管路を流れる下水の流量が設定流量以下もしくは水位が設定水位以下の何れかの時に扉体の上流側の幹線管路を貯留域として幹線管路へ流入する下水を貯留しながら、小開口を通して下流側の幹線管路へ少量通水し、設定降雨量以上、幹線管路を流れる下水の流量が設定流量以上もしく水位が設定水位以上の何れかの時に扉体を全開位置に配置して全量通水するか、降雨量、流量、水位の増加に追従して漸次に開度を増加させるものである。
【０００７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明における実施の形態を図面に基づいて説明する。図１において、地中に形成された合流式下水道の幹線管路１は支線管路から流入する下水が下水処理場へ流れる流路をなすものであり、晴天時には下水として主に生活排水等の汚水が流れ、雨天時には生活排水と雨水が合流して下水として流れる。
【０００８】
幹線管路１の途中には適当間隔で立坑式の特殊人孔２が形成されており、各特殊人孔２には幹線管路１を流れる下水の流量を制御するゲート３、水位検出計（水位計）４、流量検出計（流量計）５を設けており、ゲート３はその扉体に常時開状態の小開口を設けることも可能である。特殊人孔２の外部には降雨量測定装置６を設けており、水位検出計（水位計）４、流量検出計（流量計）５、降雨量測定装置６はその何れかを設ける構成でも良い。
【０００９】
制御装置７はゲート３の開度を制御するものであり、水位検出計（水位計）４、流量検出計（流量計）５、降雨量測定装置６の測定値の何れかを指標として開度制御を行う。各制御装置７は通信回線を通して中央管理センター８との間でデータや制御信号の送受信を行う。
【００１０】
上記した構成により、非降雨時、少降雨時に幹線管路１を流れる下水は、主に生活排水等の汚水が少流量で流れ、水位検出計（水位計）４、流量検出計（流量計）５、降雨量測定装置６の測定値の何れもが設定値以下となる。
【００１１】
このため、制御装置７は、小開口を有しないゲート３においては扉体を小開度位置に配置して上流から流れて来る下水を下流側の幹線管路１へ少量通水し、小開口を有するゲート３においては扉体を全閉位置に配置して上流から流れて来る下水を小開口を通して下流側の幹線管路１へ少量通水する。
【００１２】
雨天の降雨時に幹線管路１を流れる下水は、生活排水に雨水が合流して増流する。このため、制御装置７は降雨量測定装置６、流量検出計（流量計）５、水位検出計（水位計）４の測定値が設定値以下である状態において、小開口を有しないゲート３においては扉体を小開度位置に保持し、小開口を有するゲート３においては扉体を全閉位置に保持し、支線管路から幹線管路１へ流入する下水や上流から流れて来る下水をゲート３の扉体より上流側の幹線管路１を貯留域として貯留し、小開口を有しないゲート３においては小開度の開口から下水を下流側の幹線管路１へ少量通水し、小開口を有するゲート３においては小開口を通して下流側の幹線管路１へ少量通水する。
【００１３】
このことにより、降雨初期時にファーストフラッシュとして流れる支線管路、幹線管路１の堆積物および増量した下水が一度に下水処理場へ流れることを防止する。
【００１４】
制御装置７は降雨量測定装置６、流量検出計（流量計）５、水位検出計（水位計）４の測定値の何れかが設定降雨量以上、設定流量以上、設定水位以上の時にゲート３の扉体を全開位置に配置して全量通水するか、測定値に追従して漸次に開度を増加させる。
【００１５】
以上に述べた操作は各制御装置７が自立的に行う場合について説明したが、各測定値に基づいて中央管理センター８から遠隔操作によって行うことも可能である。
【００１６】
以下に、本発明のより具体的な実施例を示す。図２〜図４に示すように、地中に形成された合流式下水道の幹線管路１は途中に立坑式の特殊人孔２を設けており、特殊人孔２はコンクリート製の地下構造物１３からなり、上部に地上に連通する出入り用の人孔１４（マンホール）を設けている。
【００１７】
地下構造物１３は上流側の壁１３ａに流入口１５が形成され、下流側の壁１３ｂに排出口１６が形成されており、排出口１６より下流の幹線管路１が下水処理場（図示省略）に連通している。
【００１８】
特殊人孔２の内部には開閉自在な扉体１７を有するフラップゲート３を設置している。扉体１７は特殊人孔２の左右方向（幅方向）に設けた支軸１９で回動自在に支持されている。
【００１９】
扉体１７は中央部の下縁部に四角形の小開口２０が形成され、小開口２０を流れる下水Ｗの流量を調整する小扉体２１を複数のボルト２２で上下移動可能に支持している。
【００２０】
油圧シリンダ装置２３は地下構造物１３の上流側の壁１３ａに取付けられている。油圧シリンダ装置２３のピストンロッド２４の先端は、支軸１９の一端部に設けられたクランクアーム２５に連結されている。図５に示すように、ピストンロッド２４を突出させることにより、支軸１９と共に扉体１７が閉位置Ｓまで回動してほぼ下向き姿勢となり、図６に示すように、ピストンロッド２４を退入させることにより、支軸１９と共に扉体１７が全開位置Ｏまで回動してほぼ水平姿勢となる。支軸１９には、扉体１７を開方向へ付勢するカウンターウェイト２６がリンク機構２７を介して取付けられている。
【００２１】
以下、上記構成における作用を説明する。非降雨の通常時には、油圧シリンダ装置２３のピストンロッド２４が突出して扉体１７が閉位置Ｓまで回動する。この状態で下水は小開口２０を通して流れる。
【００２２】
降雨時に下水Ｗが増量する場合には、扉体１７が堰の役割を果たして扉体１７の上流側の幹線管路１に貯留域Ａを形成し、この貯留域Ａに下水Ｗを一時貯留し、小開口２０を通して下流側の排出口１６へ通水する。
【００２３】
豪雨等によって、降雨量測定装置６、流量検出計（流量計）５、水位検出計（水位計）４の測定値の何れかが設定降雨量以上、設定流量以上、設定水位以上の時にフラップゲート３の扉体１７を全開位置に配置して全量通水するか、測定値に追従して漸次に開度を増加させる。
【００２４】
扉体１７を閉じた状態で、停電、故障等により油圧シリンダ装置２３が作動不能となった場合には、油圧シリンダ装置２３をフリーな状態にすることで、扉体１７がカウンターウェイト１６の付勢力によって緊急に開かれ、ストッパー２８に当接して全開位置Ｏに規制される。
【００２５】
したがって、豪雨等によって下水Ｗの流量が増加している時に異常事態に陥っても、扉体１７の上流側の生活施設が浸水することを防止できる。
【００２６】
【発明の効果】
以上のように本発明によれば、降雨量、降雨時に幹線管路を流れる下水の流量もしくは水位の何れかを指標として幹線管路の途中に設けた流量制御手段の開度を制御することで、通常時は下流側の幹線管路へ少量通水し、降雨時は扉体の上流側の幹線管路を貯留域として下水を貯留しながら、下流側の幹線管路へ少量通水することができ、滞水池や貯留管といった特別な貯留施設を別途に設けることなく、降雨時の下水の増加に対処することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態における合流式下水道における流量制御方法を示す模式図である。
【図２】同合流式下水道の特殊人孔の断面図である。
【図３】同特殊人孔の正面図である。
【図４】同特殊人孔の平面図である。
【図５】同特殊人孔のフラップゲートの扉体を閉じた状態を示す拡大図である。
【図６】同特殊人孔のフラップゲートの扉体を全開した状態を示す拡大図である。
【符号の説明】
１ 幹線管路
２ 特殊人孔
３ ゲート
４ 水位検出計（水位計）
５ 流量検出計（流量計）
６ 降雨量測定装置
７ 制御装置
８ 中央管理センター
１３ 地下構造物
１４ 人孔
１５ 流入口
１６ 排出口
１７ 扉体
１９ 支軸
２０ 小開口
２１ 小扉体
２２ ボルト
２３ 油圧シリンダ装置
２４ ピストンロッド
２５ クランクアーム
２６ カウンターウェイト
２７ リンク機構
２８ ストッパー

Claims (1)

1. 合流式下水道において、降雨量、降雨時に幹線管路を流れる下水の流量もしくは水位の何れかを指標として幹線管路の途中に設けた流量制御手段の開度を制御するものであって、少降雨時は流量制御手段の扉体を閉位置に配置するとともに、扉体に設けた小開口を通して下流側の幹線管路へ少量通水し、降雨時は設定降雨量以下、幹線管路を流れる下水の流量が設定流量以下もしくは水位が設定水位以下の何れかの時に扉体の上流側の幹線管路を貯留域として幹線管路へ流入する下水を貯留しながら、小開口を通して下流側の幹線管路へ少量通水し、設定降雨量以上、幹線管路を流れる下水の流量が設定流量以上もしく水位が設定水位以上の何れかの時に扉体を全開位置に配置して全量通水するか、降雨量、流量、水位の増加に追従して漸次に開度を増加させることを特徴とする合流式下水道における流量制御方法。

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