JP4726675B2 - 浸透堤 - Google Patents
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Description
このような方法の一つとして、例えば特許文献1がある。これは、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礫、砕石等の中詰め材を充填した水質浄化堤とするものである。また、同文献には、礫、砕石等の中詰め材を海底から台形状に積み上げて、これを被覆石で被覆する水質浄化堤とする構成も開示されている。
河川、湖沼などの停滞水域では、窒素(N)やリン(P)などの過剰な栄養塩の除去が問題であり、また海水域では、いわゆる磯枯れを改善するために、ケイ酸など栄養塩の不足を補うことが問題となる。つまり、河川、湖沼、海水域に至るまであらゆる水域の水質を改善するためには、バランスのとれた栄養塩のコントロールが必要になる。
しらすは、水に触れると固まりやすいので、しらすの固化を防止するために沈木チップを混合するものである。
本発明の浸透堤は、上記のように透水性を有する堤体部の内部に、流入側に面して沈木チップのろ過層を、流出側に面してしらすと沈木チップの混合物のろ過層を配設したものであるので、汚水が本浸透堤を通過する過程において、前段の沈木チップのろ過層では、沈木チップに付着している微生物により有機物や窒素等の除去が行われ、後段のしらすと沈木チップの混合物のろ過層では、おもにしらすからのケイ酸の溶出が行われる。
したがって、停滞水域などの水域のバランスのとれた栄養のコントロールが可能となり、水質の改善が可能となる。しかも、本浸透堤に使用されるろ材は、自然界の存在する物質、材料をほとんどそのまま使用するものであるから、低コストで施工することができる。
水域の有機物や窒素の除去が主目的である場合には、しらすと沈木チップの混合物のろ過層を堤長方向に断続的に設けることにより、沈木チップのろ過層の占める割合を多くすることで、目的を達成することができる。
図1は本発明の実施の形態1における浸透堤の設置例を示す平面図、図2はその浸透堤の断面図、図3は図2のA−A断面図である。
この浸透堤10は、図1に示すように、例えば池などの停滞水域20の一部分、すなわち流入側の部分を区切って設置されている。なお、図1において、21は流入水路、22は流出水路である。
沈木チップろ過層2は、上記の沈木チップのみを例えばネットなどの網体4の中に充填したものである。
しらすと沈木チップの混合物のろ過層(以下、しらすチップろ過層と称する)3は、しらすだけでは水によって固化してしまい目詰まりを生じるため、しらすに上記の沈木チップを混合したものを使用する。しらすの固化を防ぐためには沈木チップが最適であることを実験により確認している。また、上記網体4よりもメッシュの小さい網体5の中にしらすと沈木チップの混合物を充填するのがよい。しらすと沈木チップの混合割合は、重量比で1:1程度、体積比で5:1程度が良好である。
また、この浸透堤10を通過する水の流速が0.6cm/min以上になるように流入側と流出側とで水位差が設けられている。つまり、水域20の水位コントロールを行っている。
浸透堤10の浸透流速vは、透水係数k=1×10-1cm/s、動水勾配i=0.1とすると、v=k×i=1×10-1×0.1=0.6cm/minとなる。
実験は、pH7の河川水500mlの中に、しらすを100g、またはしらす50gと沈木チップ50gのしらすチップを投入し、分光分析計によりケイ酸溶出量を測定した。
しらす単独では、図5に示すように、しらす投入後5分間経過したときに最大のケイ酸溶出量を示すが、その後次第にケイ酸溶出量は低下する。投入時から15分を経過すると投入時よりも低くなっている。これは、しらす単独では固化が進行して水との接触が少なくなることによるものと考えられる。
一方、しらすと沈木チップを重量比で1:1の割合で混合したしらすチップの場合は、図6からわかるように、時間経過とともにケイ酸溶出量が増加する傾向にある。
したがって、沈木チップはしらすの固化を防止するとともにケイ酸溶出量を増加させる効果がある。
実験は、500mlの容器に試料を入れ、上から水を流した。実験に使用した水はすべて同一の水道水(pH=7.23)である。また、砂浜の砂は宮城県石巻市渡波の海浜から採取したものである。砂浜しらすはこの砂浜の砂としらすを重量比で1:1の割合で混合したものである。しらすチップはしらすと沈木チップを重量比で1:1の割合で混合したものである。
これらの図からわかるように、しらすチップのほうが他の試料(水道水、砂浜、砂浜しらす)のどれよりも高いケイ酸濃度変化、T−N変化、T−P変化を示すことがわかる。
したがって、しらすチップはケイ酸、窒素およびリンの供給に高い効果があることがわかる。よって、栄養塩の不足している水域にはしらすチップろ過層3を通して水を供給することにより、水質を改善することができる。
図10は本発明の実施の形態2における浸透堤の横断面図で、図2のA−A断面に相当するものである。
本実施の形態の浸透堤は、流出側に配設されるしらすチップろ過層3を堤長方向に断続的に設けたものである。
窒素除去を主目的にする場合は、このようにしらすチップろ過層3を断続的に設け、沈木チップろ過層2の占める割合を多くすることで、窒素を効率よく除去することができる。
2 沈木チップろ過層
3 しらすチップろ過層
4 網体
5 網体
6 基礎地盤
7 底部支承部
10 浸透堤
20 停滞水域
21 流入水路
22 流出水路
Claims (4)
- 所定の水域の一部分を区切る浸透堤であって、透水性を有する堤体部と、該堤体部内に埋設され、流入側に面して配設された沈木チップのろ過層と、流出側に面して配設された火山ガラスを主成分とするしらすと沈木チップの混合物のろ過層とを備えることを特徴とする浸透堤。
- 前記沈木チップのろ過層を堤長方向に連続的に設け、前記しらすと沈木チップの混合物のろ過層を堤長方向に断続的に設けたことを特徴とする請求項1記載の浸透堤。
- 前記沈木チップのろ過層と前記しらすと沈木チップの混合物のろ過層とは、ほぼ同じ高さであり、かつ、前記2つのろ過層を通過する水の動水勾配によって、流入側と流出側との間に所定の水位差を設けたことを特徴とする請求項1または2記載の浸透堤。
- 請求項1〜3のいずれかに記載の浸透堤による水質浄化方法であって、火山ガラスを主成分とするしらすと沈木チップの混合物に栄養塩の不足している処理対象水よりケイ酸濃度の低い水を通過させ、pHを上げずにケイ酸を水中に溶出することを特徴とする水質浄化方法。
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