JP4886347B2 - 水資源貯蔵器 - Google Patents
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Description
すなわち、水害によって大きな被害が発生する地域がある一方、大規模な干ばつによって農作物の生育に深刻な影響が及んでいる地域もある。
また、同一地域内であっても、季節によって降水量にバラツキが大きい場合には、水害と水不足を繰り返すこととなる。
地球温暖化やエルニーニョ現象等に起因する異常気象の影響で、水資源の偏在性は今後ますます深刻化していくことが予想される。
しかしながら、水には、(1)様々な物質が溶け込みやすい、(2)微生物等が繁殖しやすい、(3)流出や蒸発によって消失しやすい、といった特性があるため、品質や状態を維持したまま長距離を輸送したり長時間保管するには大きなコストが掛かることとなる。
また、現在行われている水の輸出は、大型タンカー等を利用して大きな水の塊として取り引きされているため、例え発展途上国に搬送されたとしても、個々の住民レベルまで行き渡らせるためには、上水道施設や給水車等を手配する必要があり、大きな資金が必要となる。
初めからペットボトルやポリタンク等に水を小分けして発展途上国に搬送すれば、通常の鉄道輸送やトラック輸送によって住民に届けることができるが、水を個々の容器に充填させる時点で大きな手間とコストが掛かることとなる。
さらに、内部の水を使用し終えた後には、大量の容器の処分問題が生じることとなり、不法投棄による環境破壊が懸念される。
しかも、筺体内に取り込まれた水は超吸水性樹脂よりなる中綿によって捕捉される構造であるため、移送中や保管中における蒸発、腐敗を有効に抑えることができる。
さらに、筺体、網状蓋部材は生分解性プラスティックよりなり、また中綿は有機性の超吸水性樹脂によって構成されているため、使用後には土中あるいは水中の微生物によって分解可能であり、環境に対する負荷を最小限に抑えることができる。
この第1の水資源貯蔵器10は、ほぼ直方体形状の筺体12を備えており、筺体12内には中綿14と水溶性の顔料16とが配置されている。
また、筺体12の上面12aには開口部18が形成されており、この開口部18には網状蓋部材20が装着されている。
この超吸水性樹脂は、例えばポリグルタミン酸高分子よりなり、蒸留水に対しては自重の約5,000倍もの保水性を備えている。このポリグルタミン酸高分子は、納豆の糸の主成分であるγ−ポリグルタミン酸にγ線を照射するか、エポキシ樹脂を用いて反応させることによって得られる。
現在、この生分解性プラスティックとして様々なものを選択し得るが、ここではポリ−L乳酸を用いている。この生分解性プラスティックはサトウキビを原料に作られるが、生ゴミに水を加えて細かく砕いた後に乳酸菌を添加して発酵させることによって生成することもでき、この場合には菌がゴミを分解して作り出す乳酸菌がプラスティックとして有効利用されるものである。
筺体の色彩について特に限定はないが、無色透明あるいは半透明であることが望ましい。
また、上記網状蓋部材20も生分解性プラスティックによって構成されている。
まず、水の充填段階においては、図示の通り開口部18を上向きにして屋外(例えばビルの屋上や空き地、ベランダ等)の地面21あるいは床面に載置する。
この際、各筺体の上面12aに他の筺体12を積み上げることもできるが、互いの開口部18を閉塞しないように配置される。
この状態で雨が降ると、各筺体12の開口部18から雨水22が内部に自然に注ぎ込まれ、中綿14に吸収される。雨水を吸収することによって中綿14は膨張し、やがて筺体12内に充満することとなるが、開口部18は網状蓋部材20によって閉塞されているため、外部に飛び出すことはない。
この際、雨水に溶けた顔料16が中綿14に染み込み、筺体12の内壁面に張り付くこととなる。上記のように筺体は透明あるいは半透明であるため、外部から筺体12内における中綿14の膨張度を認識することが可能となる。
まず、最もシンプルな利用法としては、そのまま充填場所に放置することが挙げられる。すなわち、内部に水が充満した第1の水資源貯蔵器10をビルの屋上等に敷き詰めておくだけで、気化潜熱による冷却効果が期待でき、夏場におけるエアコンの電力消費量を低減することが可能となる。
この第1の水資源貯蔵器10を乾燥地帯や農耕不適格地帯に運び込めば、これら不毛の土地で農作物を収穫するといったことも現実のものとなる。根が十分に生育・伸長したものは、荒地でも植生しやすい。
もちろん、ビルの屋上やベランダにおいて、鑑賞用の植物を植えることも可能である。
生分解性プラスティックは、空気に触れている限り分解しないため、筺体の他の部分は比較的長く原型が維持され、内部の水分が蒸発することを防止できる。
もちろん、最終的には筺体12及び網状蓋部材20は自然に分解されて後に残らない。中綿14も有機性素材よりなるため、土中で自然分解される。
水分の蒸発を最小限に抑えるため、開口部18に生分解性プラスティック製の密閉蓋を重ねるように構成してもよい。
結局、貯水池用のスペースに限りのある都市部においては、各戸に貯水槽を設置する等して広く薄く水を溜めることで河川への負荷を減らすことが最も有効な対策と考えられているが、この第1の水資源貯蔵器10を各家庭や職場に普及させることが有効な治水対策(都市型洪水予防策)となり得る。
また、図4に示すように、各筺体12の上面12aに水路としての溝部30を形成することもできる。この結果、最上層に位置する貯蔵器10内が満杯状態となり、開口部18から溢れ出た水は、いわゆる「ワイングラスタワー」と同様に溝部30を伝って下層の貯蔵器10に注がれ、最終的には全ての貯蔵器10内に水が充填される。
この第2の水資源貯蔵器60は、ほぼ球形状の筺体62を備えており、筺体62内には超吸水性樹脂よりなる中綿14と、水溶性の顔料16が収納されている。
筺体62は、多孔性の生分解性プラスティックより構成されている。
例えば、ビルの隙間や屋上に適当に並べて放置しておくだけで、雨水が筺体62の内部に浸透していく。あるいは、河川や湖沼に投入するだけで、周囲の水を吸収することができる。
そして、この水分を吸って中綿14が徐々に膨張していく。また、この際に顔料16が水に溶け出すため、中綿14が着色される。
したがって、筺体62を無色透明に形成しておけば、外部から内部における水分の充填具合を容易に視認することが可能となる。
(1) 土壌改良材
例えば、富栄養化の進んだ湖沼に多数の貯蔵器を投入して水分を内部に充填させた上で、痩せた土地に持ち込んで土中に埋設する。この結果、生分解性プラスティックよりなる筺体62が徐々に分解され、内部に封じ込められた栄養価の高い水分が土中に吸収されることとなる。
あるいは、酸性度の強い湖沼の水分を吸収させた貯蔵器60をアルカリ度の強い土地に運び、土中に埋設させることで中和を図ることもできる。
(2) 消火材
筺体62が球形であるため、比較的小型に形成した多数の貯蔵器60を消防車のホースで吸い込み、次々と射出することが可能となる。この目的に用いる場合には、筺体60の内部に予め消火効果を促進させる添加剤を充填させておくことが望ましい。
これまでは消防車によって放水することで消火が行われてきたが、水自体は液体であるため構造物の隙間から流出し易いという特性があり、消火手段としては手軽である反面、非効率的であった。また、放水によって周辺住宅に深刻な二次災害(消防水害)が発生するという問題もあった。
これに対し、この第2の水資源貯蔵器60にあっては、固体中に水分が封じ込められているため流出しにくく、また消防水害が発生する危険性もほとんどない。
なお、一旦内部に充填された水分は、超吸水性樹脂よりなる中綿14の分子構造中に取り込まれるため、開口部やスリットから漏出することはない。もちろん、生分解性プラスティック等よりなる封着テープによって、これらを液密に封止することもできる。
12 筺体
14 中綿
16 顔料
18 開口部
20 網状蓋部材
21 地面
22 雨水
24 腐葉土
26 球根
30 溝部
60 第2の水資源貯蔵器
62 筺体
Claims (2)
- 開口部を備えた筺体と、該筺体内に収納された中綿と、上記開口部を覆う網状蓋部材とを備え、上記筺体は生分解性プラスティックよりなり、上記中綿は有機性の超吸水性樹脂よりなる水資源貯蔵器であって、
さらに、上記筺体は相互に積層可能な形状を備えており、上層に配置された筺体の開口部から溢れ出た水を下層に配置された筺体の開口部に導くための水路を表面に備えていることを特徴とする水資源貯蔵器。 - 上記筺体は透明であり、内部に水溶性の顔料が収納されていることを特徴とする請求項1に記載の水資源貯蔵器。
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