JP4077434B2 - 汚泥堆積量測定器 - Google Patents

Description

本発明は、河川、湖沼等に堆積しているヘドロ等の汚泥の堆積量を測定する汚泥堆積量測定器に関する。

土地造成、砕石等が頻繁に行われることで、土の表層が雨等に侵食されやすくなってきている。そして、河川の上流から流出した粘土粒子に、住宅からの生活排水、工場からの工場排水、藻類等の有機性物質が付着することにより、ヘドロ粒子が生成される。生成されたヘドロ粒子は、有機物質を含む軽い粘土粒子であり、河口近辺、湖岸等の底に堆積している。

ヘドロ等の汚泥は、多量の水分を含んで離さない性質と、水分子と反発して沈降しにくい性質を有し、相当の厚さで底に堆積している。そして、例えば湖底に堆積した厚さ数メートルのヘドロは、湖水を富栄養化し、水質汚染の元凶となっている。また、河口の底に堆積しているヘドロは、腐敗することにより水質汚濁を引き起こす。

斯かる弊害を解消するため、ヘドロ等の汚泥が堆積している流速の弱まった河川、河口部、湖岸等において、堆積しているヘドロ等の汚泥を浚渫する必要がある。それには、ヘドロ等の汚泥の堆積量を正確に把握する必要がある。

従来、ヘドロ等の汚泥の堆積量を把握する方法として、例えば円盤を目盛りのついたテープ、ロープ等で吊り降ろし、円盤をヘドロ層に着床させて、水面に接するテープ、ロープ等の目盛りを読み取る方法が良く用いられている。しかし、斯かる方法では円盤がヘドロ層に必要以上に沈み込むことが多く、ヘドロ等の汚泥の堆積量測定値の信頼度は測定者の熟練度に左右されるという問題があった。

そこで、特許文献１では、ヘドロ等の汚泥に突き通される透明なサンプリング用の筒体と、筒体の底部に取付けられ、筒体の底部を開閉する蓋手段とで構成した堆積量測定装置が開示されている。該堆積量測定装置は、筒体を筒体先端が底に当たるまで押し込み、筒体を引き上げた場合、蓋手段の自重及び筒体内に取り込まれたヘドロ等の汚泥の重量により蓋手段が降下する、又は下向きに回動することにより筒体内にサンプリングされているヘドロ等の汚泥の量を計測することによりヘドロ等の汚泥の堆積量を測定する。
特開２００２−９８５７２号公報

しかし、特許文献１で開示した堆積量測定装置では、ヘドロ等の汚泥の堆積量がどの程度か、事前に見当がついている場合、例えば沈殿槽の底部に堆積するヘドロ層等の堆積量を測定する場合、筒体を堆積量近傍に対応する位置に配置しておくことで正確に測定することができる。しかし、河川、河口部、湖岸等のように自然環境であるためヘドロ等の汚泥の堆積量の見当をつけることが困難である場合には、筒体をどの位置に配置しておけば良いのか試測定を行わない限り特定することができず、一回だけの測定では正確に汚泥の堆積量を測定することができないおそれがあるという問題点があった。

本発明は、斯かる事情に鑑みてなされたものであり、河川、河口部、湖岸等のように自然環境であるためにヘドロ等の汚泥の堆積量の見当をつけることが困難である場合であっても、測定者の熟練度に左右されることなく、ヘドロ等の汚泥の堆積量を正確に測定することができる汚泥堆積量測定器を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために第１発明に係る汚泥堆積量測定器は、堆積している汚泥の堆積量を測定する汚泥堆積量測定器において、堆積量測定の基準を定める基準棒と、該基準棒の一端がその中央部で固着されており、汚泥の表面に着床する汚泥着床体と、前記基準棒と平行的に摺動可能であり、汚泥の底に到達したときの前記基準棒に対する変位により汚泥の堆積量を測定する測定ロッドとを備え、前記汚泥着床体は、前記基準棒の長手方向に直交する断面における外周長が、前記基準棒の固着部分からの距離に応じて漸増する中空体であり、前記測定ロッドを挿通することが可能な一又は複数の孔部を有することを特徴とする。

また、第２発明に係る汚泥堆積量測定器は、第１発明において、前記汚泥着床体は、前記基準棒の長手方向に直交する断面形状が略環状であることを特徴とする。

また、第３発明に係る汚泥堆積量測定器は、第１又は第２発明において、前記汚泥着床体は、複数の孔部を前記基準棒の固着部分を中心として略均等に配置してあることを特徴とする。

第１発明に係る汚泥堆積量測定器では、基準棒の一端と略中央部にて固着し、ヘドロ等の汚泥の表面に着床する汚泥着床体と、基準棒と平行的に摺動可能であり、汚泥の底に到達したときの基準棒に対する変位により汚泥の堆積量を測定する測定ロッドとで構成してあり、汚泥着床体は、基準棒の長手方向に直交する断面における外周長が、基準棒の固着部分からの距離に応じて漸増する中空体であることから、汚泥着床体の最下面がヘドロ等の汚泥の表面に着床し、沈み込むにしたがって汚泥着床体内部に残っていた空気、又は汚泥が一又は複数の孔部から排出される。そして、特に押し込むことなくヘドロ等の汚泥層の所定の深さで汚泥着床体が停止する。その後、一の孔部へ挿通してある測定ロッドが、ヘドロ等の汚泥層と比較して堅固な河底、湖底等の汚泥の底に到達した時点の挿入量を基準棒に対する測定ロッドの変位に基づいて求め、汚泥の堆積量（深さ）を測定する。

第２発明に係る汚泥堆積量測定器では、汚泥着床体は、基準棒の長手方向に直交する断面形状が略環状であることから、汚泥着床体を沈めた場合、ヘドロ等の汚泥層に対して均等に荷重がかかり、汚泥着床体はヘドロ等の汚泥層の表面に略均等に沈み込む。

第３発明に係る汚泥堆積量測定器では、汚泥着床体は、複数の孔部を基準棒の固着部分を中心として略均等に配置してあることから、中空部分の内部に残っていた空気、又は汚泥層表面に堆積している汚泥が複数の孔部から略均等に排出される。

第１発明によれば、汚泥着床体が沈み込むにしたがって汚泥着床体の中空部分に残っていた空気、又は汚泥層表面の汚泥が一又は複数の孔部から排出されることにより、一種の緩衝材と同様の効果を生じ、特に押し込むことなくヘドロ等の汚泥層の所定の深さで汚泥着床体が停止する。したがって、ヘドロ等の汚泥の堆積量（深さ）の見当がつかない場合であっても、測定者の熟練度に左右されず、略一定の深さで汚泥着床体は停止する。これにより、測定者の熟練度に左右されることなく、一定の信頼度を維持しつつヘドロ等の汚泥の堆積量（深さ）を測定することが可能となる。

第２発明によれば、汚泥着床体を沈めた場合、ヘドロ等の汚泥層に対して均等に荷重がかかり、汚泥着床体はヘドロ等の汚泥層の表面に略均等に沈み込むことから、測定者の熟練度に左右されることなく、一定の信頼度を維持しつつヘドロ等の汚泥の堆積量（深さ）を測定することが可能となる。

第３発明によれば、汚泥着床体の中空部分の内部に残っていた空気、又は汚泥層表面に堆積している汚泥が複数の孔部から略均等に排出されることによる緩衝材と同様の効果が、略均等に汚泥着床体に作用することから、測定者の熟練度に左右されることなく、一定の信頼度を維持しつつヘドロ等の汚泥の堆積量（深さ）を測定することが可能となる。

以下、本発明をその実施の形態を示す図面に基づいて詳述する。図１は、本発明の実施の形態に係る汚泥堆積量測定器の構成を示す斜視図である。本実施の形態に係る汚泥堆積量測定器は、測定の基準となる基準棒１と、基準棒１の一端に固着され、外形が略円錐形状である中空体をなす汚泥着床体２と、汚泥着床体２に設けてある複数の孔部２、２、・・・のうちいずれかに挿通可能であり、基準棒１と略平行な方向に摺動可能に設けてある測定ロッド３とで構成されている。

基準棒１及び測定ロッド３は、それぞれ直径約２．５ｃｍ、約１ｃｍであるスチール製の円筒状の棒であり、表面に防錆処理を施すと共に、測定ロッド３の摺動変位を水面上で確認するための目盛り又は基準線を外周面に付してある。測定ロッド３は、一端をヘドロ等の汚泥に突き刺すことができるよう、端部が鋭角を有するよう切断された形状、あるいは矢尻状又は針状の凸部を設けている。測定ロッド３をヘドロ等の汚泥の底まで突き刺した時点での基準棒１との変位を測定することにより、ヘドロ等の汚泥の堆積深さ（堆積量）を測定することができる。

なお、ヘドロ等の汚泥層表面までの深さは、基準棒１に付してある目盛り又は基準線による目視計測に限定されるものではなく、例えば基準棒１の上部に光波測距儀用の反射プリズム５を設置し、図示しない光波測距儀（光波距離計）から発した光波を用いてヘドロ等の汚泥層表面までの深さを測定することが好ましい。

光波測距儀は、強度に変調した高周波変調光を、対する測点に設置した反射プリズム５（又は反射鏡）に向けて連続的に発射し、反射プリズム５（又は反射鏡）からの反射光との位相差（波長のずれ）を測定して距離を求める。したがって測定精度が高く、測定機器の軽量化を図ることができるとともに、ヘドロ等の汚泥を拡散することなく正確に汚泥層表面までの深さを測定することが可能となる。

汚泥着床体２は、略中央部で基準棒１に固着してあり、外形が略円錐状であるスチール製の中空体である。水中へ没することから、表面には防錆処理を施してある。着床部分の基準棒１に直交する平面における断面形状は、直径約１５乃至２０ｃｍである略環状である。なお、外形は、ヘドロ等の汚泥層で停止することが可能な形状であれば特に略円錐状に限定されるものではない。図２は、汚泥着床体２の基準棒１の中心線を含む平面における断面図である。図２（ａ）に示すように円錐状であっても良いし、図２（ｂ）に示すような、いわゆるお椀状であっても良い。

汚泥着床体２の本体部分の外面には、基準棒１の固着部分を中心として略均等な複数箇所に、測定ロッド３を挿通可能な孔部４、４、・・・を設けている。図３は、孔部４、４、・・・の配置を示す基準棒１側から見た平面図である。図３（ａ）では、略円錐状の本体部分に、基準棒1を中心として略均等な位置に４箇所、孔部４、４、・・・を設けている。もちろん、孔部４、４、・・・の個数は４個に限定されるものではなく、図３（ｂ）のように多数の孔部４、４、・・・を設けても良く、基準棒１を中心として略均等な位置に設けるものであれば、どのような位置に孔部４、４、・・・を設けても良い。孔部４、４、・・・を基準棒１を中心として略均等に設けることにより、汚泥着床体２を沈めた場合、ヘドロ等の汚泥層に対して均等に荷重がかかり、汚泥層表面の汚泥も均等に孔部４、４、・・・を介して均等に排出されることから、測定者の熟練度に左右されることなく、一定の沈下量で汚泥着床体２を汚泥層に着床することが可能となる。

上述した構成の汚泥堆積量測定器を用いた湖底に堆積する汚泥の堆積量の測定方法について説明する。測定者は、測定ロッド３を汚泥着床体２の一の孔部４に挿入し、挿入した状態のまま、汚泥着床体２を水中へ没する。汚泥着床体２の重量により、汚泥着床体２の中空部分の上部に空気が残存した状態で、沈下速度を抑制しつつ汚泥層の表面に着床する。

汚泥着床体２が汚泥層に着床した場合、測定ロッド３が挿入されている一の孔部４以外の孔部４、４、・・・を介して、表面に堆積している比較的軟弱な汚泥の一部が汚泥着床体２の外部へ排出され、その他の汚泥は汚泥着床体２の重量により押し込まれる。したがって、排出される汚泥及び残留空気が緩衝材と同様の機能を呈し、汚泥着床体２は汚泥層に緩やかに沈下し、比較的堅固な汚泥層にて沈下を停止する。

汚泥着床体２の沈下が停止した時点で、測定者は、測定ロッド３を湖底に到達するまで突き刺す。測定ロッド３が湖底に到達した時点の測定ロッド３の基準棒１の外面に付してある基準線からの変位を測定することにより、汚泥層の堆積深さを測定することが可能となる。

また、図示しない光波測距儀（光波距離計）から発した光波を用いて、基準棒１の反射プリズム５の設置位置から汚泥層表面までの距離を測定する。測定した距離から、水面上の基準棒１の長さを減算することにより、汚泥層表面までの深さも正確に測定することが可能となる。

なお、汚泥着床体２の基準棒１に垂直な平面での断面形状は、略環状であることが好ましいが、略環状であることに限定されるものではない。図４は、汚泥着床体２の基準棒１に垂直な平面での断面形状の例示図である。すなわち、汚泥着床体２の基準棒１に垂直な平面での断面形状は、図４（ａ）のように略楕円形状でも良く、また基準棒１を中心として略対象な形状であれば、例えば図４（ｂ）のように複雑な形状であっても良い。

以上のように本実施の形態によれば、汚泥着床体が沈み込むにしたがって汚泥着床体の中空部分に残っていた空気、又は汚泥層表面の汚泥が一又は複数の孔部から排出されることにより、一種の緩衝材と同様の効果を生じ、特に押し込むことなくヘドロ等の汚泥層の所定の深さで汚泥着床体が停止する。したがって、ドロ等の汚泥の堆積量（深さ）の見当がつかない場合であっても、測定者の熟練度に左右されず、略一定の深さで汚泥着床体は停止する。これにより、測定者の熟練度に左右されることなく、一定の信頼度を維持しつつヘドロ等の汚泥の堆積量（深さ）を測定することが可能となる。

なお、上述した実施の形態では、孔部４、４、・・・は略円形であり、孔部４、４、・・・を４個設ける場合、その直径は約６ｃｍである。孔部４、４、・・・の個数に応じて、その直径が変動することは言うまでもない。

本発明の実施の形態に係る汚泥堆積量測定器の構成を示す斜視図である。 汚泥着床体の基準棒の中心線を含む平面における断面図である。 孔部の配置を示す基準棒側から見た平面図である。 汚泥着床体の基準棒に垂直な平面での断面形状の例示図である。

符号の説明

１ 基準棒
２ 汚泥着床体
３ 測定ロッド
４ 孔部
５ 反射プリズム

Claims (3)

1. 堆積している汚泥の堆積量を測定する汚泥堆積量測定器において、
   堆積量測定の基準を定める基準棒と、
   該基準棒の一端がその中央部で固着されており、汚泥の表面に着床する汚泥着床体と、
   前記基準棒と平行的に摺動可能であり、汚泥の底に到達したときの前記基準棒に対する変位により汚泥の堆積量を測定する測定ロッドと
   を備え、
   前記汚泥着床体は、
   前記基準棒の長手方向に直交する断面における外周長が、前記基準棒の固着部分からの距離に応じて漸増する中空体であり、前記測定ロッドを挿通することが可能な一又は複数の孔部を有することを特徴とする汚泥堆積量測定器。
2. 前記汚泥着床体は、前記基準棒の長手方向に直交する断面形状が略環状であることを特徴とする請求項１記載の汚泥堆積量測定器。
3. 前記汚泥着床体は、複数の孔部を前記基準棒の固着部分を中心として略均等に配置してあることを特徴とする請求項１又は２記載の汚泥堆積量測定器。

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