JP4774112B2 - 汚濁防止方法及び汚濁防止装置 - Google Patents

Description

本発明は、河川、湖水、海水等の水中において、所定領域からの汚濁の拡散を防止する汚濁防止方法及び汚濁防止装置に関する。

海水等の水中において、浚渫（しゅんせつ）領域等の所定領域からの汚濁水の拡散を防止する技術として、汚濁防止膜を用いたものが従来から知られている。これは、水中の所定領域を包囲するように、汚濁遮蔽性の膜を海面から垂下したり、海底に立設したりすることにより、当該領域内に発生する土砂等による汚濁水が領域外に拡散することを防止するものである。

しかし、汚濁防止膜の外側での汚濁の濃度（ＳＳ濃度）は、内側での濃度の２０％〜６０％であると言われる（非特許文献１）。ここでＳＳ濃度とは、水質汚濁の指標として用いられる項目の１つであり、２ｍｍ以下の水中浮遊物の濃度を意味する。すなわち非特許文献１は、領域内の汚濁の２０％〜６０％が領域外へ流出していることを示している。このため、領域外への汚濁の流出が特に問題視される場合には、汚濁防止膜を二重に設置するということも行われている。また汚濁防止膜は、領域内の汚濁が解消するまでは除去することができず、浚渫等の工事に伴い長期間にわたって設置し続ける必要がある。

しかし、汚濁防止膜は高価であり、しかも通例において月当たりの賃貸料金に基づいて費用が発生する。一例を挙げると、水深２０ｍ、延長１００ｍ、賃貸期間１５０日の場合の汚濁防止膜の賃貸料は、約８２０万円にのぼる（非特許文献２）。二重に設置すれば、その約２倍の費用を要することとなる。かかる費用の問題を解消するものとして、汚濁防止膜に代えて、水底より噴出する気泡により、所定領域を仕切る一種のエアカーテンを形成することにより、汚濁水の拡散を防止しようとする技術が知られている（特許文献１及び２）。しかしながら、かかるエアカーテンのみで、汚濁防止膜に匹敵するほどに汚濁拡散を防止するのは容易ではない。

特許文献３は、ダムの取水口の前に不透水性のフェンスと透水性のフェンスとを配置し、不透水性のフェンスの開口部を通過する水流に沈殿促進剤を注入し、同時に気泡を噴出させることにより沈殿促進剤を撹拌し、それにより汚濁の沈殿を促進する汚濁防止技術を開示している。しかしこの従来技術では、フェンスを透水性のものと不透水性のものと、二重に設置する必要があり、設置には相当の費用を要する。しかもこの従来技術は、ダムの取水口を通過するように流れのある水中で使用が可能であるに過ぎない。

特開２００３−８２７０２号公報 特開２００２−２５６５３７号公報 特公平０６−９８２４６号公報

国土交通省港湾局「港湾工事における濁り影響予測の手引き」平成１６年４月第４２頁 財団法人建設物価調査会「建設物価」２００８年９月号、第２５「賃貸料金」中の「汚濁水拡散防止フェンス賃貸料金」

本発明は上記の問題点に鑑みてなされたもので、水中の汚濁の拡散を効果的かつ安価に防止し得る汚濁防止方法及び汚濁防止装置を提供することを目的とする。

上記課題を解決し上記目的を達成するために、本発明のうち第１の態様に係るものは、汚濁防止方法であって、水中に汚濁防止膜を設置する設置工程と、凝集剤を含む溶液を供給することにより、前記汚濁防止膜の下端付近に沿って前記溶液を水中に噴出させる溶液噴出工程と、気体を供給することにより、前記汚濁防止膜の下端付近に沿って前記気体を気泡状に噴出させる気泡噴出工程と、を備えるものである。

この構成によれば、水中に溶液とともに噴出する凝集剤が、気泡状に噴出する気体により、効果的に撹拌され水中に拡散されると同時に、かつ気泡状の気体とともに汚濁防止膜の下端付近から水面へ上昇する。すなわち、気泡が有する浮力の作用により、汚濁防止膜の下端付近から上端までの広い範囲にわたって、凝集剤が撹拌され水中に拡散する。それにより汚濁防止膜付近の汚濁が効率よく沈殿するので、汚濁防止膜を二重に設置することなく、汚濁の拡散を効果的かつ安価に防止することができる。また、気泡状の気体は凝集剤を撹拌することができれば足り、それ自体で汚濁の拡散を防止することは要しない。それゆえ気体の供給に要する負荷は、エアカーテンを形成する場合に比べて軽いもので足りる。

本発明のうち第２の態様に係るものは、第１の態様に係る汚濁防止方法であって、前記気泡噴出工程が、前記溶液が噴出する部位の下方から前記気体を気泡状に噴出させるものである。

この構成によれば、水中に噴出する凝集剤が、その下方から気泡状に噴出する気体により、一層効果的に撹拌され水中に拡散される。それにより、汚濁の拡散をより効果的に防止することができる。

本発明のうち第３の態様に係るものは、第１の態様に係る汚濁防止方法であって、前記溶液と前記気体とを含む混合流体を生成する混合流体生成工程を、さらに備えている。そして、前記溶液噴出工程と前記気泡噴出工程とは、生成された前記混合流体を供給し、前記汚濁防止膜の下端付近に沿って当該混合流体を水中に噴出させることにより、前記溶液と前記気泡とを水中に噴出させるものである。

この構成によれば、溶液と気体とを含む混合流体を供給し、汚濁防止膜の下端付近に沿ってこの混合流体を噴出させることにより、溶液と気泡との噴出が同時に実現する。供給及び噴出を、溶液と気体との間で別個に行う必要がないので、溶液噴出工程と気泡噴出工程とが簡略なものとなる。

本発明のうち第４の態様に係るものは、第１ないし第３のいずれかの態様に係る汚濁防止方法であって、前記溶液噴出工程は、前記汚濁防止膜の少なくとも汚濁領域側の水中に前記溶液を噴出させるものであり、前記気泡噴出工程は、前記汚濁防止膜の少なくとも汚濁領域側の水中に前記気体を気泡状に噴出させるものである。

この構成によれば、溶液と気泡とが汚濁防止膜の少なくとも汚濁領域側の水中に噴出するので、汚濁の濃度が比較的高い領域で汚濁の沈殿が促進される。このため汚濁の拡散を、より効果的に防止することができる。また、水中を上昇する気泡により汚濁領域内の水中に発生する対流によって、汚濁領域内の汚濁が汚濁防止膜付近へ移動してその沈殿が速められる。それと同時に、凝集剤が対流によって汚濁領域内に広く拡散する。その結果、汚濁領域内の汚濁の解消が促進される。

本発明のうち第５の態様に係るものは、汚濁防止装置であって、汚濁防止膜と、前記汚濁防止膜の上端に取り付けられたフロートと、前記汚濁防止膜の下端に取り付けられたウェイトと、前記汚濁防止膜に取り付けられ、前記汚濁防止膜の下端付近に沿って流体を噴出する流体噴出手段と、を備えるものである。

この構成によれば、汚濁防止膜をフロート側が上、ウェイト側が下となるように水中に設置することができ、例えば、気体と凝集剤を含む溶液とを別個に流体噴出手段に供給したり、あるいは気体と前記溶液とを含む混合流体を流体噴出手段に供給したりすることにより、汚濁防止膜の下端付近に沿って溶液と気泡とを水中に噴出させることができる。その結果、溶液とともに水中に噴出する凝集剤が、気泡状に噴出する気体により、効果的に撹拌され水中に拡散されると同時に、かつ気泡状の気体とともに汚濁防止膜の下端付近から水面へ上昇する。すなわち、気泡が有する浮力の作用により、汚濁防止膜の下端付近から上端までの広い範囲にわたって、凝集剤が撹拌され水中に拡散する。それにより汚濁防止膜付近の汚濁が効率よく沈殿するので、汚濁防止膜を二重に設置することなく、汚濁の拡散を効果的かつ安価に防止することができる。また、気泡状の気体は凝集剤を撹拌することができれば足り、それ自体で汚濁の拡散を防止することは要しないので、気体の供給に要する負荷は、エアカーテンを形成する場合に比べて軽いもので足りる。

本汚濁防止装置は、汚濁防止膜を水面から垂下させる装置と、水底に自立させる装置とのいずれをも包含するものであり、フロートによる浮力とウェイトによる重量とに依存していずれかに定まる。また本汚濁防止装置は、汚濁防止装置の全高が水深以上であれば、汚濁防止膜が水底に自立しつつ、かつ水面にまで及ぶ装置として実施することも可能である。

本発明のうち第６の態様に係るものは、汚濁防止装置であって、前記流体噴出手段が、前記汚濁防止膜の下端付近に沿うように前記汚濁防止膜に取り付けられ、軸方向に沿って噴出口が配設されている少なくとも１本の配管を備えるものである。

この構成によれば、例えば、気体と凝集剤を含む溶液とを複数本の配管に個別に供給したり、あるいは気体と前記溶液とを含む混合流体を単一の配管に供給したりすることにより、汚濁防止膜の下端付近に沿って溶液と気泡とを水中に噴出させることができる。流体噴出手段が、少なくとも１本の配管を備えるものであるので、流体噴出手段を簡便かつ安価に構成することができる。

本発明のうち第７の態様に係るものは、第６の態様に係る汚濁防止装置であって、前記少なくとも１本の配管は複数本の配管であり、当該複数本の配管は、前記汚濁防止膜の下端付近に沿うように前記汚濁防止膜に取り付けられ、軸方向に沿って噴出口が配設されている溶液配管と、前記汚濁防止膜の下端付近に沿うように前記汚濁防止膜に取り付けられ、軸方向に沿って噴出口が配設されており、かつ当該噴出口が前記溶液配管の前記噴出口の下方に位置する気体配管と、を含んでいるものである。

この構成によれば、凝集剤を含む溶液を溶液配管に供給することにより、汚濁防止膜の下端付近に沿って溶液を水中に噴出させることができる。また、気体を気体配管に供給することにより、汚濁防止膜の下端付近に沿って、かつ溶液が噴出する部位の下方から気泡を水中に噴出させることができる。それにより水中に噴出する凝集剤を、その下方から噴出する気泡により、一層効果的に撹拌し水中に拡散させることができるので、汚濁の拡散をより効果的に防止することができる。

本発明のうち第８の態様に係るものは、第７の態様に係る汚濁防止装置であって、前記フロートが管状であり、前記汚濁防止装置は、前記汚濁防止膜の長手方向に配列し、前記フロートと前記気体配管とを連通させる複数の連通管をさらに備えるものである。

この構成によれば、気体を管状のフロートに供給することにより、あるいは管状のフロートと気体配管との双方に供給することにより、汚濁防止膜の下端付近に沿って気泡を水中に噴出させることができる。このように、管状に形成されたフロートを気体の流路として利用できるので、気体配管を小径のものとし、汚濁防止膜の下端付近に作用する浮力を低くすることができる。その分、ウェイトを軽量なものとすることができる。

本発明のうち第９の態様に係るものは、第６ないし第８のいずれかの態様に係る汚濁防止装置であって、前記少なくとも１本の配管の前記噴出口は、前記汚濁防止膜の表裏の少なくとも一方側に配設されているものである。

この構成によれば、汚濁領域側に噴出口が位置するように汚濁防止膜を水中に配置することにより、溶液と気泡とを汚濁防止膜の少なくとも汚濁領域側の水中に噴出することができる。それにより、汚濁の濃度が比較的高い領域で汚濁の沈殿が促進されるので、汚濁の拡散をより効果的に防止することができる。また、水中を上昇する気泡により汚濁領域内の水中に対流を発生させることができるので、汚濁領域内の汚濁が汚濁防止膜付近へ移動してその沈殿が速められる。それと同時に、凝集剤が対流によって汚濁領域内に広く拡散する。その結果、汚濁領域内の汚濁の解消が促進される。

以上のように本発明によれば、水中の汚濁の拡散を効果的かつ安価に防止することができる。

本発明の実施の形態による汚濁防止方法の概略を例示する工程図である。 本発明の実施の形態１による汚濁防止装置の構成を示す正面図である。 図２の汚濁防止膜同士の接続部分について２つの例を示す部分拡大図である。 図２のＡ−Ａ切断面に沿った汚濁防止装置の構造を示す断面図である。 図２のＢ−Ｂ切断面に沿った汚濁防止装置の一部の構造を示す断面図である。 図２のウェイトの中心軸を含む垂直切断面に沿ったウェイトとフランジの構造の一例を示す断面図である。 図２の汚濁防止装置の使用形態を例示する概略説明図である。 本発明の実施の形態２による汚濁防止装置の構成を示す正面図である。 本発明の実施の形態３による汚濁防止装置の構成を示す正面図である。 図９のＣ−Ｃ切断面に沿った汚濁防止装置の一部の構造を示す断面図である。

（実施の形態の概略）
図１は、本発明の実施の形態による汚濁防止方法の概略を例示する工程図である。本発明の汚濁防止方法は、湖水、池、河川、海域等に幅広く適用可能であるが、図１は本発明の汚濁防止方法がダム湖に適用され、かつダム湖の湖底を浚渫（しゅんせつ）するときに、汚濁の拡散を防止する方法として実施される形態を例示している。ダム５によって形成されたダム湖の湖底１の上に汚泥３が堆積しており、この汚泥３を湖面４に浮かぶ浚渫船８により浚渫する作業が行われる。

この方法では、まず図１（ａ）に示すように、浚渫作業に先立って汚濁防止膜１４が水中に設置される。汚濁防止膜１４は、浚渫すべき領域すなわち浚渫により汚濁が発生する汚濁領域６と、その外側領域すなわち汚濁の拡散を防止すべき非汚濁領域７とを画するように設置される。汚濁防止膜１４の上端にはフロート１５が取り付けられており、それにより汚濁防止膜１４が湖面４から湖水２中に垂下される。好ましくは図１に例示するように、汚濁防止膜１４の下端部が湖底３に達するように、汚濁防止膜１４の上下の幅が選択される。一方、汚濁防止膜１４の下端部には溶液と気体を噴出するための噴出口１６が設けられている。

次に図１（ｂ）に示すように、浚渫作業が行われる時に、例えば地上に設置された供給装置と配管を通じて、噴出口１６に溶液と気体が供給される。溶液は凝集剤を含むものであり、気体は例えば空気である。その結果、凝集剤を含む溶液が噴出口１６から湖水２中に噴出する（図示略）と同時に、気体が気泡１７となって噴出する。気泡１７によって凝集剤が効果的に撹拌され、湖水２中に拡散される。それと同時に、凝集剤が気泡１７とともに汚濁防止膜１６の下端から湖面４へ上昇する。すなわち、気泡１７が有する浮力の作用により、汚濁防止膜１４の下端から上端までの広い範囲にわたって、凝集剤が撹拌され湖水２中に拡散する。

浚渫作業にともなって、汚濁領域６内の湖水２中には、汚泥３が湖水２中に舞い上がり混じり合うことにより汚濁９が発生する。この汚濁９は、まず汚濁防止膜１４により非汚濁領域７への拡散が妨げられる。汚濁９はさらに、汚濁防止膜１４付近において湖水２に拡散する凝集剤と混じり合うことにより凝集し、沈殿が促進される。それにより、汚濁防止膜１４を二重に設置することなく、非汚濁領域７への汚濁９の拡散を効果的かつ安価に防止することができる。また、気泡１７は凝集剤を撹拌し、拡散させることができれば足り、それ自体でエアーカーテンを形成して汚濁の拡散を防止することまでは要しない。したがって、気体の供給に要する負荷は、エアカーテンを形成する場合に比べて軽いもので足りる。

また凝集剤と気泡１７とが、汚濁防止膜１４の汚濁領域６側に噴出するので、汚濁の濃度が比較的高い領域で汚濁の沈殿が促進される。また、湖水２中を上昇する気泡１７により汚濁領域６内の湖水２中には、図１（ｂ）に示すような対流１９が生じる。その結果、汚濁領域６内の汚濁９が汚濁防止膜１４の付近に移動し、凝集剤によって沈殿が促進される。さらに凝集剤も対流１９によって、汚濁領域６内に広く拡散し、汚濁９と混じり合う。双方が相まって、汚濁領域６内全体の汚濁９の沈殿が促進され、図１（ｃ）に示すように汚濁領域６内の非汚濁化が早く実現する。それにより、浚渫作業が終了した後に汚濁防止膜１４を早期に撤去し、次の浚渫すべき領域に移設したり、あるいはそのまま浚渫作業を終了したりすることができる。すなわち、浚渫の工期を短縮することができる。

さらに凝集剤と気泡１７とが、汚濁防止膜１４の汚濁領域６側だけでなく非汚濁領域７側にも噴出するので、汚濁防止膜１４を通過した汚濁９に対しても、湖水２中に拡散した凝集剤によって沈殿が促進される。それにより、非汚濁領域７への汚濁９の拡散をさらに効果的に防止することができる。

なお、噴出口１６には、凝集剤を含む溶液と気体とが別個に噴出可能なように、２種類の噴出口が設けられていても良く、双方を同時に噴出するように単一種類の噴出口が設けられていても良い。後者の場合には、溶液と気体とを含む混合流体を生成し、この混合流体を噴出口１６に供給して噴出させると良い。混合流体は、例えば気泡を大量に含んだ溶液である。

（実施の形態１）
図２は、本発明の実施の形態１による汚濁防止装置の構成を示す正面図である。この汚濁防止装置１０１は、湖水、池、河川、海域等に幅広く利用可能であるが、一例として図１と同様ダム湖に適用したものとして、湖水、湖面、湖底等の表現を用いる。汚濁防止装置１０１は、主要な構成要素として、汚濁防止膜２１、フロート２２、ウェイト３７、気体配管３１、及び溶液配管４１を有している。

汚濁防止膜２１は、水中の汚濁の透過を妨げる膜状のものであり、例えばポリエステル織物のシートである。フロート２２は、汚濁防止膜２１の上端に沿うように、汚濁防止膜２１に取り付けられ、浮力により汚濁防止膜２１を垂直方向に安定させるものである。フロート２２は例えば、棒状の発泡合成樹脂や長尺の袋状の合成樹脂である。汚濁防止膜２１及びフロート２２は、既に広く利用されている周知のものを利用することが可能である。フロート２２は、汚濁防止膜２１の上端に着脱可能に取り付けてもよく、あるいは固定的に取り付けても良い。いずれの取り付け機構も従来周知であるので、その詳細な説明は略する。

ウェイト３７は、汚濁防止膜２１の下端に沿うように、汚濁防止膜２１に取り付けられており、重力により汚濁防止膜２１を垂直方向に安定させるものである。汚濁防止装置１０１は、フロート２２に働く浮力と、ウェイト３７に働く重力との兼ね合いにより、汚濁防止膜２１を湖面４から湖水２中に垂下させて使用する装置とすることも、湖底１に自立させて使用する装置とすることも可能である。また、水深が汚濁防止装置１０１の全高より小さければ、汚濁防止装置１０１は、汚濁防止膜２１が湖底１に自立しつつ、かつ湖面４にまで及ぶ装置として使用することが可能となる。

気体配管３１は、汚濁防止膜２１の下端に沿うように、汚濁防止膜２１に取り付けられており、その軸方向に沿って噴出口３２が配設されている。気体配管３１は、空気などの気体の供給を受けることにより、噴出口３２から湖水２中に気体を気泡状に噴出させるものである。気体配管３１は、例えば合成樹脂管あるいは金属管である。合成樹脂管は可撓性を有するために、汚濁防止装置１０１を湾曲させて設置することを容易にする。気体配管３１は、合成樹脂製あるいは金属製などのバンド３３により汚濁防止膜２１の下端に取り付けられている。また、気体配管３１には、軸方向に間隔を置いてフランジ３６が取り付けられている。フランジ３６は例えば合成樹脂板あるいは金属板により形作られ、接着、溶接等により気体配管３１に固定されている。前述のウェイト３７は、直接にはフランジ３６に取り付けられており、フランジ３６及び気体配管３１を介して汚濁防止膜２１の下端に沿うように、汚濁防止膜２１に取り付けられている。

溶液配管４１は、汚濁防止膜２１の下端付近に沿うように、汚濁防止膜２１に取り付けられており、その軸方向に沿って噴出口４２が配設されている。溶液配管４１は、凝集剤を含む溶液の供給を受けることにより、噴出口４２から湖水２中に溶液を噴出させるものである。溶液配管４１は、例えば合成樹脂管あるいは金属管である。溶液配管４１は、ウェイト３７と同様に、直接にはフランジ３６に取り付けられており、フランジ３６及び気体配管３１を介して汚濁防止膜２１の下端付近に沿うように、汚濁防止膜２１に取り付けられている。

汚濁防止膜２１は、長手方向すなわち設置したときの湖面４に沿った方向に、ある長さ、例えば数十メートルの長さを有する。単一の汚濁防止膜２１の全長よりも長い範囲で使用を可能とするために、各汚濁防止膜２１は、別の汚濁防止膜２１と連結して使用できるように構成されている。すなわち、フロート２２同士がフロート継手２３で接続され、気体配管３１同士が気体配管継手３５で接続され、液体配管４１同士が液体配管継手４５で接続される。フロート継手２３としては、合成樹脂等の構造物を接続する従来周知の接続機構が使用可能である。また、気体配管継手３５及び液体配管継手４５として、従来周知の管継手を使用することができる。フロート２２が棒状のものであれば、フロート２３として管継手と同様のものを使用することも可能である。

図３は、汚濁防止膜２１同士の接続部分について２つの例を示す部分拡大図である。図３（ａ）の例では、汚濁防止膜２１の長手方向端部に形成された孔２８同士を重ねて、ロープ２９を通してロープ２９の輪を作り、ロープ２９の両端を結束することにより、汚濁防止膜２１同士が接続される。図３（ｂ）の例では、２つの孔２８と位置が合う孔を両端に有する金属製等の２枚の板７５で双方の汚濁防止膜２１を挟み、ボルト７６を孔２８と２枚の板７５の孔とに挿通し、座金７８を敷いてナット７７で締結することにより、汚濁防止膜２１同士が接続される。

図２に戻って、長手方向に直列に接続された気体配管３１の一端は、地上等に設置される設備から気体配管３１に気体を供給する気体供給管５１に接続される。気体配管３１と気体供給管５１とは、例えば気体配管継手３５により接続される。直列に接続された気体配管３１の他端は、同様に地上等に設置される別の設備から気体配管３１に気体を供給する気体供給管５１に接続されてもよく、キャップ（図示略）により封止されてもよい。

同様に、直列に接続された液体配管４１の一端は、地上等に設置される設備から液体配管４１に凝集剤を含む溶液を供給する溶液供給管５２に接続される。溶液配管４１と溶液供給管５２とは、例えば溶液配管継手４５により接続される。直列に接続された溶液配管４１の他端は、同様に地上等に設置される別の設備から溶液配管４１に溶液を供給する溶液供給管５２に接続されてもよく、キャップ（図示略）により封止されてもよい。

地上等に設置される設備は、気体ポンプ６１、溶液生成装置６５、及び液体ポンプ６６を含んでいる。気体ポンプ６１は、気体供給管５１を通じて気体配管３１に、例えば空気を圧送する。溶液生成装置６５は、凝集剤と溶媒との供給を受けて凝集剤を含む溶液を作る装置である。凝集剤は様々な種類のものが使用可能であるが、例えば代表的な凝集剤であるポリ塩化アルミニウム（ＰＡＣ）であり、溶媒は例えば水である。液体ポンプ６６は、溶液生成装置６５が生成した溶液を、溶液供給管５２を通じて溶液配管４１に送る。

次に汚濁防止装置１０１の各部の構造を詳細に説明する。図４は、図２のＡ−Ａ切断面に沿った汚濁防止装置１０１の構造を示す断面図であり、特に気体配管３１、噴出口３２、溶液配管４１、噴出口４２及びウェイト３７の配置を示している。図４に示すように、気体配管３１は、汚濁防止膜２１の下端に取り付けられており、噴出口３２は、気体配管３１の例えば横腹部に形成されている。図４の例では、汚濁防止膜２１の表側と裏側に位置する双方の横腹部に噴出口３２が形成されている。その結果、噴出口３２から噴出した気泡１７は、汚濁防止膜２１の表側と裏側との双方の湖水２中を上昇する。

気体配管３１にはフランジ３６が取り付けられている。このフランジ３６に溶液配管４１とウェイト３７が取り付けられている。溶液配管４１は、図４の例では汚濁防止膜２１の表側と裏側との双方に１本ずつ配設され、しかも双方共に気体配管３１の上方に位置している。噴出口４２は溶液配管４１の例えば天井部に形成されている。その結果、溶液１８が噴出口４２から汚濁防止膜２１の表側と裏側の双方の湖水２中に噴出する。溶液配管４１の噴出口４２は、気体配管３１の噴出口３２の上方に位置するので、湖水２中に噴出する溶液に含まれる凝集剤を、その下方から噴出する気泡１７により、効果的に撹拌し水中に拡散させることができる。ウェイト３７は、気体配管３１の下方に位置している。

図５は、図２のＢ−Ｂ切断面に沿った汚濁防止装置１０１の一部の構造を示す断面図であり、特に気体配管３１を汚濁防止膜２１に取り付ける機構を示している。バンド３３は、気体配管３１の外周を略一周するように気体配管３１を囲んでおり、その両端部は汚濁防止膜２１の下端部を挟むように配置されている。そして、当該両端部に形成されたボルト孔と、汚濁防止膜２１の下端部に形成されたボルト孔とにボルト３８を挿通し、ナット３９でボルト３８を締結することにより、配管３１がバンド３３に締め付けられるとともに、汚濁防止膜２１の下端部に取り付けられる。

図６は、ウェイト３７の中心軸を含む垂直切断面に沿ったウェイト３７とフランジ３６の構造の一例を示す断面図である。このウェイト３７では、合成樹脂製の容器３７１と蓋３７２とによって、重量物としての砂３７３が封じ込められている。ウェイト３７をフランジ３６に設置するには、まず容器３７１に砂を入れ、ゴムなどの弾性に富む材料で形成された内蓋３７４で、容器３７１の開口部を封じた状態で、フランジ３６に形成された孔に開口部から挿入する。蓋３７４と容器３７１とは互いに螺合するネジが切ってあり、蓋３７２を容器３７１に螺合させるように回転させることにより、容器３７１の開口端部と蓋３７２との間に内蓋３７４を挟み込み、同時にウェイト３７をフランジ３６に固定することができる。図６の例では、重量物として砂３７３が用いられるので、ウェイト３７を低コストとすることができ、さらに搬送、保存などの不使用時には、砂を廃棄することにより重量を軽くして、取り扱いを容易なものとすることができる。

図７は、汚濁防止装置１０１の使用形態を例示する概略説明図である。図７（ａ）は、河川、河口あるいは沿岸海域で汚濁防止装置１０１を使用する例を示している。図７（ａ）に例示するように、汚濁防止装置１０１を適用する水域に陸地９１が近接する場合には、車輌９２に気体ポンプ６１、液体ポンプ６６等の設備を搭載して、汚濁防止装置１０１を使用することが可能である。一方、図７（ｂ）に例示するように、船舶９５、９６に気体ポンプ６１、液体ポンプ６６等の設備を搭載することにより、汚濁防止装置１０１を使用することも可能である。この場合には、適用水域に陸地９１が近接することを要しない。

（実施の形態２）
図８は、本発明の実施の形態２による汚濁防止装置の構成を示す正面図である。この汚濁防止装置１０２は、フロート２５が気体配管の構造及び機能を有している点、及び気体配管を兼ねるフロート２５と気体配管３１とを連通させる連通管７１を有している点において、本発明の実施の形態１による汚濁防止装置１０１とは異なっている。フロート２５と連通管７１とは、管継手７２により接続されており、連通管７１と気体配管３１とは、管継手７３により接続されている。管継手７２及び７３として、従来周知の管継手を使用可能である。隣り合うフロート２５同士はフロート継手２６によって接続される。フロート継手２６は、フロート２５が気体配管としての機能を発揮できるように、管継手の構造を有する。フロート継手２６についても、従来周知の管継手を使用可能である。なお図８では、連通管７１は代表として１本のみが表されているが、１枚の汚濁防止膜２１の中に、長手方向に沿って間隔をおいて複数本の連通管７１が配列されている。

直列に接続された気体配管の機能を有するフロート２５の一端は、気体供給管５３を通じて地上等に設置される気体ポンプ６１に接続される。フロート２５と気体供給管５３とは、例えばフロート継手２６により接続される。直列に接続されたフロート２５の他端は、同様に別の気体供給管５３を通じて、地上等に設置される別の気体ポンプ６１に接続されてもよく、キャップ（図示略）により封止されてもよい。

気体ポンプ６１は、気体供給管５１を通じて気体配管３１に例えば空気を圧送すると同時に、気体供給管５３を通じてフロート２５にも供給する。フロート２５に供給された気体は、連通管７１を通じて気体配管３１に送られる。すなわち気体ポンプ６１が圧送する気体は、フロート２５を経由する流路と経由しない流路との２系統の流路を通じて気体配管３１へ供給される。このため、気体配管３１を小径のものとし、汚濁防止膜２１の下端に加わる浮力を低くすることができる。その分、ウェイト３７を軽量なものとすることができる。あるいは図８に例示するように、気体配管３１の径を汚濁防止装置１０１（図１）のものと同一とした場合には、各噴出口３２から噴出する気体の量を、より均一なものとすることができる。

なお、供給配管５１を外して、気体配管３１の両端をキャップにより閉塞し、もっぱらフロート２５を経由して気体配管３１へ気体を供給しても良い。この場合にも、連通管７１が複数本並んでいるため、気体配管３１の軸方向の複数箇所から気体が供給されるので、気体配管３１を小径のものとすることができる。

（実施の形態３）
図９は、本発明の実施の形態３による汚濁防止装置の構成を示す正面図である。この汚濁防止装置１０３は、溶液配管４１が除去され、気体配管３１が流体配管４６に置き換えられている点において、本発明の実施の形態１による汚濁防止装置１０１とは異なっている。流体配管４６には、その軸方向に沿って噴出口４７が配設されている。流体配管４６は、凝集剤を含む溶液と気体との混合流体の供給を受けることにより、噴出口４７から湖水２中に気体と溶液とを噴出させるものである。混合流体は、例えば気泡を大量に含む溶液、あるいは霧状の溶液を含む気体である。流体配管４６は、例えば合成樹脂管あるいは金属管であり、一例として汚濁防止装置１０１の気体配管３１と同一の構成であっても良い。隣り合う流体配管４６同士は流体配管継手４８によって接続される。流体配管継手４８は、汚濁防止装置１０１の気体配管継手３５と同一の構成であっても良い。

直列に接続された流体配管４６の一端は、流体供給管４９を通じて、地上等に設置される流体ポンプ６８に接続される。流体配管４６と流体供給管４９とは、例えば流体配管継手４６により接続される。直列に接続された流体配管４６の他端は、同様に別の流体供給管４９を通じて、地上等に設置される別の流体ポンプ６８に接続されても良く、キャップ（図示略）により封止されてもよい。地上等にはさらに混合流体生成装置６７が設置される。混合流体生成装置６７は、凝集剤を含む溶液と空気などの気体とを混合し、混合流体を生成するものである。流体ポンプ６８は、混合流体生成装置６７が生成する混合流体を流体供給管４９へ圧送する。

ウェイト３７は、流体配管４６に取り付けられるフランジ８６に取り付けられる。Ｃ−Ｃ切断面に沿った汚濁防止装置１０３の一部の断面図である図１０に示すように、フランジ８６は、例えばフランジ３６（図４）から液体配管４１を取り付ける部分を削除した形状とすることができる。流体配管４６へ混合流体の供給を受けることにより、噴出口４７から混合流体中の気体が気泡８７となって湖水２中に噴出するとともに、凝集剤を含む溶液が噴出する。このため凝集剤が気泡８７によって撹拌され、湖水２中に効果的に拡散する。このように汚濁防止装置１０３では、溶液と気体とを、同一経路を通じて供給し噴出させるので、溶液配管４１が無用であり、その分、構成が簡素なものとなる。

（その他の実施の形態）
（Ａ）上記実施の形態１〜３による汚濁防止装置１０１〜１０３では、気体配管３１や流体配管４６は、汚濁防止膜２１の下端に沿うように汚濁防止膜２１に取り付けられた。それにより、汚濁防止膜２１の下端から上端までの広い範囲で、凝集剤を気泡により撹拌し拡散させることができた。これに対して、これらの気体配管３１や流体配管４６を、汚濁防止膜２１の下端付近に沿うように、例えば下端よりも幾分上方に取り付けても良い。そうするによっても、相応の効果が得られる。

（Ｂ）上記実施の形態１〜３による汚濁防止装置１０１〜１０３では、気泡１７、８７及び溶液１８は、汚濁防止膜２１の両側に噴出するように、気体配管３１の噴出口３２、流体配管４６の噴出口４７、及び溶液配管４１が配置された。それによって、汚濁の拡散防止効果を高めることができた。これに対して、気泡１７、８７及び溶液１８が、汚濁防止膜２１の一方側にのみ噴出するように、気体配管３１の噴出口３２、流体配管４６の噴出口４７、及び溶液配管４１を配置することも可能である。この場合には、汚濁防止装置１０１〜１０３を使用する際には、気泡１７、８７及び溶液１８が汚濁領域６に噴出するように、汚濁防止膜２１の表裏の向きを選択するのが、汚濁拡散効果を高める上で望ましい。

（Ｃ）図１では、本発明の方法がダム湖の湖水の汚濁防止に適用される例を示したが、本発明の方法は、河川水、自然の湖水、海水の汚濁防止にも使用可能である。また本発明の方法は、必ずしも浚渫に伴って適用されるものでなくても良く、例えば、汚濁が流入する水域に適用して、汚濁の広範な拡散を防止するためにも使用することができる。

（Ｄ）上記実施の形態１〜３による汚濁防止装置１０１〜１０３は、本発明を低コストで実施するのに好ましい形態であるが、本発明は、これらの実施の形態に限定されるものではない。例えば、気体配管３１及び液体配管４１を使用することなく、汚濁防止膜２１の下端付近に沿ってノズルを配列し、各ノズルには気体ポンプ６１及び液体ポンプ６６から、個別の配管を通じて個別に気体及び溶液をそれぞれ供給してもよい。これらのノズルとして、気体と凝集剤を含む溶液とを噴出するノズルを、それぞれ別個に設けても良く、気体と溶液とが混合された混合流体を噴出するノズルを設けても良い。

（Ｅ）図６では、ウェイト３７として、合成樹脂製の容器３７１と蓋３７２とによって、重量物としての砂３７３が封じ込められている形態を例示した。それにより、ウェイト３７の製造コストを低くし、かつ不使用時の重量を軽減することを可能にした。これに対して、ウェイト３７として、例えば鉄などの金属塊を用いることも当然ながら可能である。また、例えば気体配管３１を厚肉の金属管として形成するなど、気体配管３１の重量を大きくすることにより、この気体配管３１にウェイト３７の機能を持たせることも可能である。本発明のウェイトは、かかる形態をも包含するものである。

６ 汚濁領域
７ 非汚濁領域
１７、８７ 気泡
１８ 溶液
２１ 汚濁防止膜
２２、２５ フロート
３１ 気体配管
３２、４２、４７ 噴出口
３７ ウェイト
４１ 溶液配管
４６ 流体配管
７１ 連通管
１０１、１０２、１０３ 汚濁防止装置

Claims (12)

1. 水中に汚濁防止膜を設置する設置工程と、
   凝集剤を含む溶液を供給することにより、前記汚濁防止膜の下端付近に沿って前記溶液を水中に噴出させる溶液噴出工程と、
   気体を供給することにより、前記汚濁防止膜の下端付近に沿って前記気体を気泡状に噴出させる気泡噴出工程と、を備える汚濁防止方法。
2. 前記気泡噴出工程は、前記溶液が噴出する部位の下方から前記気体を気泡状に噴出させるものである請求項１に記載の汚濁防止方法。
3. 前記溶液と前記気体とを含む混合流体を生成する混合流体生成工程を、さらに備え、
   前記溶液噴出工程と前記気泡噴出工程とは、生成された前記混合流体を供給し、前記汚濁防止膜の下端付近に沿って当該混合流体を水中に噴出させることにより、前記溶液と前記気泡とを水中に噴出させるものである請求項１に記載の汚濁防止方法。
4. 前記溶液噴出工程は、前記汚濁防止膜の少なくとも汚濁領域側の水中に前記溶液を噴出させるものであり、
   前記気泡噴出工程は、前記汚濁防止膜の少なくとも汚濁領域側の水中に前記気体を気泡状に噴出させるものである、請求項１ないし３のいずれかに記載の汚濁防止方法。
5. 汚濁防止膜と、
   前記汚濁防止膜の上端に取り付けられたフロートと、
   前記汚濁防止膜の下端に取り付けられたウェイトと、
   前記汚濁防止膜に取り付けられ、前記汚濁防止膜の下端付近に沿って流体を噴出する流体噴出手段と、を備え、
   前記流体噴出手段は、
   前記汚濁防止膜の下端付近に沿うように前記汚濁防止膜に取り付けられ、軸方向に沿って噴出口が配設されている溶液配管と、
   前記汚濁防止膜の下端付近に沿うように前記汚濁防止膜に取り付けられ、軸方向に沿って噴出口が配設されており、かつ当該噴出口が前記溶液配管の前記噴出口の下方に位置する気体配管と、を含んでいる汚濁防止装置。
6. 前記フロートは管状であって、
   前記汚濁防止装置は、
   前記汚濁防止膜の長手方向に配列し、前記フロートと前記気体配管とを連通させる複数の連通管をさらに備える請求項５に記載の汚濁防止装置。
7. 前記溶液配管と前記気体配管との前記噴出口は、前記汚濁防止膜の表裏の少なくとも一方側に配設されている請求項５又は６に記載の汚濁防止装置。
8. 汚濁防止膜と、
   前記汚濁防止膜の上端に取り付けられたフロートと、
   前記汚濁防止膜の下端に取り付けられたウェイトと、
   前記汚濁防止膜に取り付けられ、前記汚濁防止膜の下端付近に沿って流体を噴出する流体噴出手段と、
   前記流体噴出手段に気体と凝集剤を含む溶液とを供給する供給手段と、
   を備える汚濁防止装置。
9. 前記流体噴出手段は、前記汚濁防止膜の下端付近に沿うように前記汚濁防止膜に取り付けられ、軸方向に沿って噴出口が配設されている少なくとも１本の配管を備え、
   前記供給手段は、気体と凝集剤を含む溶液とを前記少なくとも１本の配管に供給するものである請求項８に記載の汚濁防止装置。
10. 前記少なくとも１本の配管は複数本の配管であって、
    当該複数本の配管は、
    前記汚濁防止膜の下端付近に沿うように前記汚濁防止膜に取り付けられ、軸方向に沿って噴出口が配設されている溶液配管と、
    前記汚濁防止膜の下端付近に沿うように前記汚濁防止膜に取り付けられ、軸方向に沿って噴出口が配設されており、かつ当該噴出口が前記溶液配管の前記噴出口の下方に位置する気体配管と、を含んでおり、
    前記供給手段は、凝集剤を含む溶液を前記溶液配管に供給し、気体を前記気体配管に供給するものである請求項９に記載の汚濁防止装置。
11. 前記フロートは管状であって、
    前記汚濁防止装置は、
    前記汚濁防止膜の長手方向に配列し、前記フロートと前記気体配管とを連通させる複数の連通管をさらに備える請求項１０に記載の汚濁防止装置。
12. 前記少なくとも１本の配管の前記噴出口は、前記汚濁防止膜の表裏の少なくとも一方側に配設されている請求項９ないし１１のいずれかに記載の汚濁防止装置。