JP4660720B2

JP4660720B2 - 漏水検知方法および漏水検知装置

Info

Publication number: JP4660720B2
Application number: JP2001208805A
Authority: JP
Inventors: 博明平岡; 啓一宮崎; 晋水野; 田中　　勉; 幸雄酒井; 茂三木
Original assignee: Nishimatsu Construction Co Ltd
Current assignee: Nishimatsu Construction Co Ltd
Priority date: 2001-07-10
Filing date: 2001-07-10
Publication date: 2011-03-30
Anticipated expiration: 2021-07-10
Also published as: JP2003021569A

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装置に関し、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漏水を検知する漏水検知方法および漏水検知装置に関する。
【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７−１２０３４３号公報に開示の漏水位置検知システムによれば、電気的絶縁物による遮水層に沿って、一定の間隔で縦横の網目状に配置された複数の線電極と、遮水構造物の外部に配置された外部電極とを用い、切換手段により順次選択された線電極と外部電極との間の電流を測定し、判定手段により電流値の大きい線電極の位置に基づいて漏水位置を判定することができるようになっている。
【０００５】
また、特開平８−２４０５０８号公報に開示の漏水検知方法では、一方の電極を遮水シートなどの遮水帯が敷設される地盤に埋設するか、または地盤と遮水帯との間に設け、他方の電極を可動型の電極としてこれら電極間に流れる電流値を電圧に変換し、電圧の変化により漏水位置が検知されるようになっている。
【０００６】
しかしながら、特開平７−１２０３４３号公報に開示の漏水位置検知システムにおいては、外部電極を用いることにより遮水シートといった電気的絶縁物の下部に複数の電極を設置する手間がかからないものの、線電極を電気的絶縁物上の所定位置に設置しなければならず、また線電極を製造するためのコストや労力がかかるといった問題があった。
【０００７】
また、特開平８−２４０５０８号公報に開示の漏水検知方法においては、検知電極が可動型とされているため、遮水帯上に設置する手間がかからないものの、遮水帯の下部に複数の電極を所定位置に設置する手間がかかるといった問題があった。また、遮水帯の下部に電極を設置する場合、遮水帯の下部に設置する電極、電極と接続するコードなどが破損または切断されると、交換や修理を容易に行うことが困難であった。また、これら電極を設置した後に遮水帯を敷設するのは、処分場の施工に時間を要するといった問題も生じていた。
【０００８】
【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、廃棄物処分場の凹所に遮水シートおよび保護砂層などを設置した後に、保護砂層など上に複数の検知電極と、遮水シートが敷設された遮水部の外部の地盤に基準電極とを設置するだけで容易に遮水シートの漏水を検知することができ、可動型の電極を用いることにより漏水箇所を精度良く特定することが可能な漏水検知方法および漏水検知装置を提供することを目的とする。
【０００９】
【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装置を用いることで解決される。
【００１０】
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、
前記遮水部に敷設された遮水シートの上部に複数の検知電極を配置する段階と、
前記地盤に基準電極を設置して電流を流す段階と、
前記複数の検知電極に流れる前記電流を合計することにより前記遮水シートの漏水を検知する段階と、を含む漏水検知方法が提供される。
【００１１】
本発明の請求項２の発明によれば、前記複数の検知電極は、所定位置に配設される少なくとも１以上の検知電極と、可動型の検知電極とから構成される漏水検知方法が提供される。
【００１２】
本発明の請求項３の発明によれば、前記可動型の検知電極により前記遮水シートの漏水箇所を特定することを特徴とする漏水検知方法が提供される。
【００１３】
本発明の請求項４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漏水を検知するための漏水検知装置であって、前記遮水部に敷設された遮水シートの上部に配置される複数の検知電極と、前記遮水部の外部の前記地盤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電源と、前記検知電極を通して流れた電流を測定する電流測定手段と、前記電流測定手段により得られた前記各検知電極を通して流れた前記電流を合計し、前記遮水シートの漏水を検知するコンピュータシステムと、を含む漏水検知装置が提供される。
【００１４】
本発明の請求項５の発明によれば、前記複数の検知電極は、所定位置に配設される少なくとも１以上の検知電極と、可動型の検知電極とから構成される漏水検知装置が提供される。
【００１５】
本発明の請求項６の発明によれば、前記可動型の検知電極により前記遮水シートの漏水箇所を特定することを特徴とする漏水検知装置が提供される。
【００１６】
【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について詳細に説明する。図１は、廃棄物処分場の概略的な断面を示すとともに、本発明に用いられる装置を設置したところを示した図である。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。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３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されている。
【００１７】
図１に示す遮水部２は、廃棄物３に隣接する砂層または覆土４と、この砂層または覆土４に隣接する遮水シート５と、遮水シート５の下側に設けられた保護土６とから構成されている。砂層または覆工４は、廃棄物３が投棄される際、遮水シート５を保護するために設置される。この砂層または覆土４は、必要とされる高さまで砂または土を設置することができる。遮水シート５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。
【００１８】
上述した保護土６は、敷設する遮水シート５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６は、必要に応じて設けることができ、地盤１の凹所において遮水シート５を充分に保護できるのであれば、設けなくても良い。
【００１９】
図１に示す実施の形態においては、本発明に用いられる装置として、砂層または覆土４上の凹所内の底面部に複数の検知電極７が配置され、遮水部２の外部の地盤１に基準電極８と、基準電極８に電流を供給する電源９と、検知電極７を通して流れた電流を測定する電流測定手段１０とが設けられている。本発明に用いることができる検知電極７としては、基準電極８から供給される電流が遮水シート５の漏水箇所を通して流れるのを検知することができるのであれば、どのような位置に設置されていても良い。また、検知電極７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７としては、砂層または覆土４上の凹所内の底面部に設置され、上部に廃棄物３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７は、いかなる数設けられていても良い。本発明においては、図１に示すように検知電極７の１つに可動型の検知電極７ａを設けることにより、漏水箇所を精度良く特定することが可能となっている。また、検知電極７は、保持性を向上させるために砂層または覆土４に向く側に突起などが設けられていても良い。
【００２０】
本発明に用いることができる基準電極８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８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８は、保持性を向上させるために地盤１に向く側に突起などが設けられていても良い。
【００２１】
図１に示す検知電極７、７ａおよび基準電極８は、各検知電極７に流れる電流を測定するために各電流測定手段１０および電流を供給するための電源９にそれぞれ接続されている。図１においては、電源９から各検知電極７、７ａに同時に電流を流し、各電流測定手段１０において、それぞれの検知電極７、７ａに流れる電流を測定することができる。本発明においては、電流測定手段１０を１つとし、スイッチを用いて所定位置に配置される検知電極７および可動型の検知電極７ａをそれぞれ切り替え、かつ各検知電極７、７ａに流れる電流を合計したものを測定できるようにされていても良い。また、本発明においては、各電流測定手段１０により得られた各電流を合計したり、各検知電極７、７ａおよび基準電極８を流れる電流および電圧などを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。
【００２２】
図２は、本発明に用いられる検知電極７、７ａを所定位置に配置した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に、図１に示す保護土６を設置した後、凹所内に遮水シート５が敷設され、遮水シート５上に砂層または覆土４が設置されている。また、砂層または覆土４を設置した凹所内の矩形の底面部１１の各角部に検知電極７が４つ配置されている。さらに、任意の位置に可動型の検知電極７ａが配置されている。これらの検知電極７、７ａは、図１に示す電流測定手段１０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、遮水シート５の外部の地盤１に基準電極８が設置され、図１に示す電源９から電流が供給されている。
【００２３】
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、遮水シート５に破損などがなければ、基準電極８から供給される電流は、遮水シート５を通すことができないため、検知電極７、７ａには流れない。したがって、検知電極７、７ａに接続されている図１に示す電流測定手段１０において電流を検知することができない。図１に示す電流測定手段１０において電流を検出した場合に、遮水シート５に漏水箇所が存在することがわかる。漏水箇所が存在する場合、漏水箇所は、可動型の検知電極７ａを用いて特定される。図２に示す実施の形態では、検知電極７ａは、矢線Ａに示す方向に向けて移動させることにより、電流が最も大きくなる箇所を走査している。走査して電流が最も大きくなる箇所が漏水箇所であり、砂層または覆土４を掘削して遮水シート５の漏水箇所の補修を行うことができる。
【００２４】
交流電流を用いて漏水検知を行う場合、遮水シート５に破損がない場合においても電流が流れる。したがって、遮水シート５を通して流れる電流を予め測定しておく必要がある。本発明においては、地盤１の凹所に遮水シート５を敷設し、砂層または覆土４を設置した後に各検知電極７、７ａに流れる電流を測定し、測定した電流の合計を求めても良いが、砂層または覆土４を設置する前に遮水シート５上に各検知電極７、７ａを配置して各検知電極７、７ａに流れる電流を測定し、測定した電流の合計を求めておくことが好ましい。これは、砂層または覆土４を設置することによって遮水シート５に破損を生じるおそれがあるためである。
【００２５】
測定した電流を合計した値は、可動型の検知電極７ａの位置によって変化することがないため、漏水が起こっていればこの合計した値が大きくなり、容易に漏水していることを検知することができる。遮水シート５が破損し、漏水している場合、漏水箇所を通してより多くの電流が流れる。（上述したように、漏水箇所のない遮水シート５を用いて、予め漏水箇所のない健全な遮水シート５を通して流れる電流値を測定しておいた場合には、電流の合計値が健全な場合よりも大きくなる。）また、遮水シート５に破損があり、漏水箇所から検知電極７、７ａに直接電流が流れる場合と破損がない場合とでは、測定した電流の位相と測定した電圧の位相とのずれが異なる。本発明においては、遮水シート５の破損の有無を判定する場合に、上記位相のずれを用いても良い。このように本発明においては、各検知電極７、７ａに流れる電流を合計することにより容易に漏水を検知することができる。また、本発明においては、交流電流を用いて漏水箇所を特定する場合においても、可動型の検知電極７ａを移動させ、図１に示す電流測定手段１０において最大の電流を示す箇所を走査することにより漏水箇所を特定することができる。
【００２６】
図３は、本発明に用いられる検知電極７および可動型の検知電極７ａを用いて漏水箇所を走査しているところを示した図である。図３に示す砂層または覆土４上の凹所内の矩形とされた底面部１１に検知電極７ｂ、７ｃが配設されている。また、可動型の検知電極７ａは、検知電極７ｂの近くに配置されていて、矢線Ｂの方向に向けて移動されている。図３には、遮水シート５の外部の地盤１に基準電極８が設置されている。図示しない電源から供給された電流は、基準電極８から漏水箇所Ｃを通して各検知電極７ａ、７ｂ、７ｃへ流れるようになっている。以下、直流電流を用いて漏水検知するものとして本発明の漏水検知方法についてより詳細に説明する。
【００２７】
図３に示す遮水シート５に破損など漏水箇所Ｃがない場合、電流は、上述したように遮水シート５を通して流れないため、各検知電極７ａ、７ｂ、７ｃに接続されている図１に示す電流測定手段１０において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１０において電流を検出した場合には、遮水シート５に漏水箇所Ｃが存在することがわかる。また、漏水箇所Ｃを特定する場合には、可動型の検知電極７ａを用いて矢線Ｂの方向に向けて移動させるなどして走査することができる。この場合、各検知電極７ａ、７ｂ、７ｃの電流の合計は、可動型の検知電極７ａの位置によらず同じとなるが、可動型の検知電極７ａを移動させ、可動型の検知電極７ａに接続されている図１に示す電流測定手段１０において最大の電流値を示す位置を漏水箇所Ｃとして特定することができる。以下に、漏水箇所Ｃを特定する方法について詳細に説明する。
【００２８】
図３に示す遮水シート５には、漏水箇所Ｃがあり、基準電極８から１０ｍＡの電流を供給し、漏水箇所Ｃを通して検知電極７ａ、７ｂ、７ｃに流れる電流を測定し、その電流の合計が１０ｍＡであったとする。この場合、漏水箇所Ｃを通して検知電極７ｂにおいて２ｍＡ、可動型の検知電極７ａにおいて３ｍＡ、検知電極７ｃにおいて５ｍＡを図示しない電流測定手段によって検出したとする。次に、可動型の検知電極７ａを矢線Ｂの方向へ向けて移動し、７ａ_１へ移動する。ここで各検知電極７ａ_１、７ｂ、７ｃに流れる電流を測定すると、検知電極７ｂにおいて２ｍＡ、検知電極７ａ_１において４ｍＡ、検知電極７ｃにおいて４ｍＡが検出される。ここで各検知電極７ａ_１、７ｂ、７ｃに流れる電流の合計は、１０ｍＡとなり、検知電極７ａが７ａ_１へ移動しても電流の合計が変化していないことがわかる。また、検知電極７ａ_１を移動させることによって検知電極７ａ_１を流れる電流が大きくなるため、漏水箇所Ｃに近づいていることを示している。
【００２９】
また次に、可動型の検知電極７ａ_１を矢線Ｂの方向へ向けて移動し、７ａ_２へ移動させる。ここで各検知電極７ａ_２、７ｂ、７ｃに流れる電流を測定すると、検知電極７ｂにおいて１ｍＡ、検知電極７ａ_２において８ｍＡ、検知電極７ｃにおいて１ｍＡが検出される。この場合も、検知電極７ａ_２、７ｂ、７ｃに流れる電流の合計は、１０ｍＡとなり、検知電極７ａ_１が７ａ_２へ移動しても電流の合計が変化していないことがわかる。また、検知電極７ａ_２を流れる電流がさらに大きくなるため、さらに漏水箇所Ｃに近づいたことを示している。
【００３０】
さらに次に、可動型の検知電極７ａ_３を矢線Ｂの方向へ向けて移動し、７ａ_３へ移動させる。ここで各検知電極７ａ_３、７ｂ、７ｃに流れる電流を測定すると、検知電極７ｂにおいて４ｍＡ、検知電極７ａ_３において４ｍＡ、検知電極７ｃにおいて２ｍＡが検出される。この場合、可動型の検知電極７ａに流れる電流が小さくなったため、漏水箇所Ｃから遠ざかったことを示している。このようにして、可動型の検知電極７ａを用いて電流が最大となる位置を走査する。図３に示す実施の形態においては、可動型の検知電極７ａ_２の位置において測定した電流が最大となり、可動型の検知電極７ａ_２の位置において遮水シート５が漏水していると特定することができる。
【００３１】
【発明の効果】
上述したように、本発明の漏水検知方法は、廃棄物処分場の凹所に遮水シートおよび保護砂層などを設置した後に、保護砂層など上に複数の検知電極と、遮水シートが敷設された遮水部外部の地盤に基準電極とを配置するだけで容易に漏水検知を行うことができ、可動型の検知電極を用いて迅速、かつ容易に漏水箇所を特定することができる。
【００３２】
本発明の漏水検知装置は、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、可動型の検知電極を用いることにより、遮水シートの漏水箇所を精度良く特定することが可能である。さらに、遮水シート下部に電極を設置する必要がなく、装置の設置も容易であるため、処分場の施工工程を短縮することができ、施工管理も容易であり、漏水検知装置が組み込まれていない処分場に後から設置することも可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】廃棄物処分場の概略的な断面を示すとともに、本発明に用いられる装置を設置したところを示した図。
【図２】本発明に用いることができる検知電極７、７ａを所定位置に配置したところを示した図。
【図３】本発明に用いることができる検知電極７、７ａを用いて漏水箇所を走査しているところを示した図。
【符号の説明】
１…地盤
２…遮水部
３…廃棄物
４…砂層または覆土
５…遮水シート
６…保護土
７、７ａ、７ｂ、７ｃ…検知電極
８…基準電極
９…電流測定手段
１０…電源
１１…底面部
Ｃ…漏水箇所

Claims

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、
前記遮水部に敷設された遮水シートの上部に複数の検知電極を配置する段階と、
前記地盤に基準電極を設置して交流電流を流す段階と、
前記複数の検知電極に同時に流れ、各前記検知電極につき測定される各電流を合計することにより前記遮水シートの漏水を検知する段階と、を含む漏水検知方法。
前記複数の検知電極は、所定位置に配設される少なくとも１以上の検知電極と、可動型の検知電極とから構成される、請求項１に記載の漏水検知方法。
前記可動型の検知電極により前記遮水シートの漏水箇所を特定することを特徴とする、請求項２に記載の漏水検知方法。
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漏水を検知するための漏水検知装置であって、
前記遮水部に敷設された遮水シートの上部に配置される複数の検知電極と、
前記遮水部の外部の前記地盤に設置される基準電極と、
前記基準電極に交流電流を供給する電源と、
前記複数の検知電極に同時に流れた前記電流を各前記検知電極につき測定する複数の電流測定手段と、
前記複数の電流測定手段により得られた前記各検知電極を通して流れた前記電流を合計し、前記遮水シートの漏水を検知するコンピュータシステムと、を含む漏水検知装置。
前記複数の検知電極は、所定位置に配設される少なくとも１以上の検知電極と、可動型の検知電極とから構成される、請求項４に記載の漏水検知装置。
前記可動型の検知電極により前記遮水シートの漏水箇所を特定することを特徴とする、請求項５に記載の漏水検知装置。