JP6447046B2 - 地下水の揚注水管理システム及び地下水の揚注水工法 - Google Patents

地下水の揚注水管理システム及び地下水の揚注水工法 Download PDF

Info

Publication number
JP6447046B2
JP6447046B2 JP2014235488A JP2014235488A JP6447046B2 JP 6447046 B2 JP6447046 B2 JP 6447046B2 JP 2014235488 A JP2014235488 A JP 2014235488A JP 2014235488 A JP2014235488 A JP 2014235488A JP 6447046 B2 JP6447046 B2 JP 6447046B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
water injection
water
well
groundwater
pumping
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
JP2014235488A
Other languages
English (en)
Other versions
JP2016098540A (ja
Inventor
祐樹 山田
祐樹 山田
義彦 森尾
義彦 森尾
山本 彰
山本  彰
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Obayashi Corp
Original Assignee
Obayashi Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Obayashi Corp filed Critical Obayashi Corp
Priority to JP2014235488A priority Critical patent/JP6447046B2/ja
Publication of JP2016098540A publication Critical patent/JP2016098540A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP6447046B2 publication Critical patent/JP6447046B2/ja
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Landscapes

  • Investigation Of Foundation Soil And Reinforcement Of Foundation Soil By Compacting Or Drainage (AREA)

Description

本発明は、地下水低下工法にて揚水した地下水を地盤に注水して還元する地下水の揚注水管理システム及び地下水の揚注水工法に関する。
地中構造物の構築等を伴う施工現場において、ドライワークで地盤掘削を行うべく施工現場領域内に揚水井戸を設置し地下水を揚水するとともに、施工現場領域の周辺に注水井戸を設置し、揚水した地下水を地盤へ注水して還元するリチャージ工法が広く採用されている。
たとえば特許文献1には、リチャージ工法に用いる地下水の揚水及び還元排水装置において、揚水井戸に設置する揚水用保護管および還元井戸に設置する還元用保護管の両者に密閉部を設け、揚水した地下水の酸化を防止するとともに集水効率及び注水効率を高める構成が開示されている。
特開平06−146257号公報
しかし、特許文献1に示すようなリチャージ工法は、施工現場領域内に設置する揚水井戸と施工現場領域の周辺に設置する注水井戸とがそれぞれ1対1の関係にあるから、注水井戸の注水能力と揚水井戸の揚水流量とのバランスをとることが難しい。
このため、たとえば、揚水井戸の運転中に揚水流量が増大し注水井戸の注水能力を超えた場合や、継続使用により注水井戸の目詰まりが進行し注水能力が低下した場合、揚水した地下水を地盤中に注水しきれず、その余剰水を下水施設等場外へ排水するなどしていたために膨大なコストを費やしていた。
また、注水井戸の注水能力を維持させるべく井戸内水位を常時モニタリングし、目詰まりの進行状況を把握する方法が検討されている。しかし、目詰まりを検出して洗浄を実施した後、洗浄により注水井戸の目詰まりがどの程度回復しているのかを把握する手段がない。
このため、目詰まりが十分回復しないままに集水井戸の使用を再開すると、ますます目詰まりは進行することとなり、注水井戸のさらなる能力低下を招いていた。一方、目詰まりが十分除去され、注水井戸の注水能力が向上する場合であっても、洗浄後に再度注水試験を実施するには手間がかかることから注水流量を再設定することは行われておらず、注水井戸の注水能力を最大限に発揮されることがなかった。
本発明は、かかる課題に鑑みなされたものであって、その主な目的は、揚水井戸を介して揚水した地下水を、注水井戸を介して対象領域周辺地盤に効率よく注水して還元する地下水の揚注水管理システム及び地下水の揚注水工法を提供することである。
かかる目的を達成するため本発明における地下水の揚注水管理システムは、揚水井戸と、該揚水井戸を介して揚水した地下水を貯留する集水タンクと、集水タンクに貯留した地下水を地盤中に注水し還元する注水井戸とを備える地下水の揚注水管理システムであって、前記注水井戸の井戸内水位を検出する注水井戸水位計と、前記集水タンクから前記注水井戸に送水される地下水の送水量を制御する調整弁と、前記注水井戸内の地下水を吸い上げる逆洗浄用水中ポンプと、該調整弁の開度を調整する流量制御手段とを有してなり、該流量制御手段は、前記逆洗浄用水中ポンプにより前記注水井戸の周囲にて地下水を脈動させて目詰まりを回復させる洗浄が開始される、定期管理時刻を迎えた時点及び前記注水井戸の井戸内水位があらかじめ設定した上限許容水位に達した時点で、前記注水井戸水位計にて検出される井戸内水位に基づき、前記注水井戸の設定注水流量を増減させ前記洗浄が開始される時点の前記注水井戸の注水能力に見合った注水流量に補正し、補正した設定注水流量を維持するよう前記調整弁の開度を調整して、集水タンクから洗浄後の洗浄後の前記注水井戸に向けた送水量を制御することを特徴とする。
上記の地下水の揚注水管理システムによれば、定期管理時刻毎に注水井戸の井戸内水位を検出することで注水能力を把握するとともに、検出した井戸内水位に基づいて設定注水流量を補正する。これにより、たとえば長期運転による目詰まりの発生等により注水井戸の注水能力が変動する場合にも、設定注水流量は常に、変動する注水能力に追従してその時点の注水能力に見合った注水流量とすることができ、注水井戸を健全な状態に保持しながら、効率的な注水作業を行うことが可能となる。
また、前記揚水井戸と前記注水井戸との間に前記集水タンクを介在させるから、揚水井戸による揚水流量や注水井戸による注水流量が経時的に変動する場合であっても、その差分を集水タンクで補完することができる。このため、たとえば揚水流量が急激に増大して注水流量を上回る事態が生じてもその過剰な揚水を集水タンクで貯留でき、地盤中に注水しきれない余剰水の発生を抑制することが可能となる。
本発明における地下水の揚注水管理システムは、前記揚水井戸と前記注水井戸がそれぞれ複数設置されるとともに、前記調整弁が複数の注水井戸各々に対応して設置されており、前記流量制御手段は、複数の前記調整弁各々の開度を一括して調整することを特徴とする。
上記の地下水の揚注水管理システムによれば、複数の揚水井戸より揚水される地下水を集約して前記集水タンクに一旦貯留するから、揚水した地下水を集水タンクにて一元管理できるため、注水井戸に向けて送水する地下水を安定して供給することが可能となる。
また、複数の注水井戸各々に対応して設置される調整弁各々の開度を前記流量制御手段にて一括して調整するから、集水タンクに集水した地下水を複数の注水井戸に対して各々が有する注水能力に応じて効率よく分配することができる。このため、地下水の揚注水管理システム全体としての注水効率を大幅に向上することが可能となる。
本発明における地下水の揚注水管理システムは、前記注水井戸に前記上限許容水位とともに下限許容水位をあらかじめ設定しておき、前記注水井戸の井戸内水位が定期管理時刻より早く前記上限許容水位に達する場合には前記設定注水流量に対して低減する補正をし、一方、前記注水井戸の井戸内水位が前記定期管理時刻において前記下限許容水位に達しない場合には前記設定注水流量に対して増加する補正をすることを特徴とする。
上記の地下水の揚注水管理システムによれば、定期管理時刻毎に注水井戸の注水能力を把握し、注水井戸が注水限界に達していない場合には設定注水流量を増加するよう補正するから、注水井戸の注水能力を最大限にまで発揮させることが可能となる。
上記の地下水の揚注水管理システムによれば、定期管理時刻毎に注水井戸に対して洗浄による定期的なメンテナンスを施すことができるため、注水井戸の注水能力の低下を未然に防ぐことが可能となる。
また、洗浄によるメンテナンス後の注水井戸における注水能力の変化を、その後の定期管理時刻時における井戸内水位により把握することができるため、注水井戸の健全性を経時的に把握することが可能となる。
本発明の地下水の揚注水工法は、地下水の揚注水管理システムを用いて、揚水した地下水を地盤へ注水する地下水の揚注水工法であって、前記揚水井戸を地下水低下対象領域内に設置し、前記注水井戸を前記地下水低下対象領域の周辺に設置することを特徴とする。
上記の地下水の揚注水管理システムによれば、地下水低下対象領域より揚水した地下水を、効率よく地下水低下対象領域の周辺の地盤内に注水できるから、下水施設等場外へ排水するような余剰水を大幅に削減でき、排水に係るコストを大幅に削減することが可能となる。
本発明によれば、定期管理時刻毎に注水井戸における井戸内水位を検出することで注水能力を把握するとともに、検出した井戸内水位に基づいて設定注水流量を増減する補正する。このため、注水井戸の注水能力に変動が生じても、設定注水流量は常に注水能力に見合った注水流量に補正されるため、注水井戸を健全な状態に保持しながら、効率よく注水作業を行うことが可能となる。
地下水の揚注水管理システムの基本構成を示す図である。 注水井戸の井戸内水位の時間変化を示す図である。 地下水の揚注水管理システムに複数の揚水井戸および注水井戸を適用した事例を示す図である。
以下に、本発明における地下水の揚注水管理システム1を、図1〜図3を用いて説明する。
本発明における地下水の揚注水管理システム1は、図1に示すように、地下水位低下対象領域Aに設置した揚水井戸2を介して地盤から揚水した地下水を集水タンク3にて一旦貯留した後、地下水位低下対象領域の周辺地盤Bに注水井戸4を介して注水し還元するにあたり、注水井戸4の井戸内水位をモニタリングする。
そして、定期管理時刻毎で検出した井戸内水位に基づき、注水井戸4への設定注水流量を増減する補正をし、補正した設定注水流量を維持するよう、集水タンク3から注水井戸4に向けて送水する地下水の送水量を、流量制御手段111にて流量制御する。これにより、注水井戸4の注水能力が経時的に変化しても、常にその時点の注水能力に見合った最適な注水流量で注水作業を行えるようにするものである。
なお、注水井戸4を運転するにあたり、あらかじめ井戸内水位の上限値である上限許容水位H1と初期注水流量Q0を設定しておき、運転開始時はこの初期注水流量Q0を注水井戸4の設定注水流量に採用し、初期注水流量Q0を維持するよう集水タンク3からの送水量を流量制御する。
上限許容水位H1及び初期注水流量Q0は、たとえば、注水井戸4の運転前に実施する段階注水試験にて設定することができる。段階注水試験は一般に広く知られた注水試験の1つであり、注水井戸4における注水流量と井戸内水位との関係を求めるべく、一定時間ごとに注水流量を変化させて注水を行う試験である。
この段階注水試験により、注水井戸4の井戸内水位が急激に上昇する直前の井戸内水位を検出し、これを注水井戸4における上限許容水位H1として設定するとともに、この時の注水流量を初期注水流量Q0として設定すればよい。
これと併せて、初期注水流量Q0を採用する井戸内水位の下限値を、下限許容水位H2として設定しておく。そして、定期管理時刻毎で検出した井戸内水位が下限許容水位H2を下回る場合には、初期注水流量Q0に対して注水流量を増加する補正を行うものである。なお、下限許容水位H2の設定方法は特に限定されるものではなく、先に実施した段階注水試験の結果等を勘案し適宜設定すればよい。
図1に示すように、地下水の揚注水管理システム1は、地盤中の地下水を揚水するための揚水井戸2、揚水井戸2より揚水した地下水を貯留するための集水タンク3、集水タンク3に貯留された地下水を地盤に注水して還元するための注水井戸4を備えている。
揚水井戸2は、地下水位を低下させたい対象領域内に配置され、その内方には揚水井戸水位計21及び揚水ポンプ22が設置されており、揚水井戸2内に流入する地下水を揚水ポンプ22にて揚水する、いわゆるディープウェル工法が採用されている。なお、揚水井戸2による地下水位低下方法は、必ずしもディープウェル工法に限定されるものではなくいずれの方法を採用してもよい。
また、本実施の形態では、揚水井戸2を施工対象領域内に1本設置しているがその数量はいずれでもよく、後に述べるが図3に示すように複数本設置してもよい。当該揚水井戸2内に設置した揚水ポンプ22にて揚水した地下水は、集水タンク3に貯留される。
集水タンク3は、密閉式のタンクにより構成されており、余剰な地下水を下水施設等場外へ排水するための排水管14と、タンク内の空気を開放する図示しない空気抜き弁を備えている。このように密閉式のタンクを採用すると、集水タンク3に貯留した地下水は空気に触れて酸化することがない。
なお、集水タンク3は必ずしも密閉式のタンクに限定されるものではなく、たとえばノッチタンクのような大気圧下で貯留するタンクを採用してもよい。当該集水タンク3に貯留された地下水は、注水井戸4に向けて送水される。
注水井戸4は、地下水位を低下させたい施工対象領域の周辺に配置されており、集水タンク3より送水された地下水を地中に注水するものであり、その内方には、目詰まりが生じた際の洗浄に用いる逆洗浄用水中ポンプ41が設置されている。本実施の形態では、注水井戸4を施工対象領域の周辺に1本設置しているがその数量はいずれでもよく、後に述べるが図3に示すように複数本設置してもよい。
そして、地下水位低下対象領域A内には、観測水位計51を備えた観測井戸5が設置されており、観測井戸5の井戸内水位を目標の水位以下に保持するように揚水井戸2から揚水を行う。そして、揚水した地下水は、集水タンク3を介して注水井戸4に向けて送水され、地下水位を低下させたい対象領域の周辺地盤Bに注水される。
<注水井戸に着目した地下水の揚注水管理システム1の詳細>
以下に、注水井戸4に着目して地下水の揚注水管理システム1の詳細を述べる。
本発明における地下水の揚注水管理システム1は、上記の構成に加え、注水井戸4の井戸内水位を検出する注水井戸水位計42、集水タンク3から注水井戸4に向けて地下水を送水する際の送水量を制御する送水調整弁6、送水調整弁6を介して注水井戸4に注水される地下水の、注水流量を検出する注水流量計7、及び送水調整弁6の開度を調整する流量制御手段111を備えている。
流量制御手段111は、施工対象現場の工事事務所等に設置される施工業者端末10の情報処理装置11に備えられており、情報処理装置11は演算処理装置及び記憶装置等のハードウェアと、該ハードウェア上で動作するソフトウェアとで構成されている。
施工者端末装置10は、情報処理装置11のほかに少なくとも情報処理装置11に種々のデータを入力する通信装置やキーボード等の入力装置12と、情報処理装置11で行われた演算処理結果を出力するディスプレイ及び記憶装置等からなる出力装置13とを備えている。
そして、送水調整弁6、注水流量計7及び注水井戸水位計42は、入力装置12を介して施工者端末装置10と通信接続されている。これにより、施工管理者は施工者端末装置10における出力装置13の一つである出力モニタを介して、注水井戸水位計42にて検出された注水井戸4の井戸内水位実測値s、注水流量計7にて検出された注水井戸4に注水される注水流量実測値q、および流量制御手段111にて調整される送水調整弁6の開度を常時モニタリングすることができる。
また、施工者端末装置10の情報処理装置11は、流量制御手段111に加えて、注水井戸水位計42にて検出される井戸内水位を監視する井戸内水位監視手段112と、注水井戸4の逆洗浄用水中ポンプ41の動作を制御する注水井戸洗浄手段113と、注水井戸4の井戸内水位に基づき設定注水流量の補正値を算出する設定注水流量算出手段114を備えている。
井戸内水位監視手段112には、あらかじめ設定した注水井戸4における上限許容水位H1と、定期管理時刻T1、T2・・が格納されている。
そして、図2におけるL1のように、注水井戸水位計42にて検出される井戸内水位実測値sが上限許容水位H1に達した場合に、出力装置13にその時刻t1とともに警告信号を出力する。また、定期管理時刻T1、T2・・を検出した場合にも、注水井戸水位計42にて検出される井戸内水位実測値sを定期管理時刻T1、T2・・とともに出力装置13に出力する。
定期管理時刻T1、T2・・は、注水井戸4の井戸内水位を定期的に検出する時刻を設定したものであり、本実施の形態では図2に示すように、定期管理時刻を注水井戸4の定期洗浄開始時刻と同一時刻に設定している。
なお、本実施の形態では、定期管理時刻T1、T2・・の時間間隔ΔTを24時間としているが、必ずしもこれに限定されるものではない。定期管理時刻T1、T2・・は、施工管理者が任意の時刻および時間間隔ΔTを設定すればよい。これら時刻や時間間隔ΔTは、施工管理者が施工者端末装置10の入力装置12を介して、井戸内水位監視手段112に適時入力することも可能である。
注水井戸洗浄手段113は、逆洗浄用水中ポンプ41の動作を制御し、注水井戸4の周辺地盤に生じる目詰まりを回復させるものであり、洗浄を終了すると、出力装置13に洗浄終了信号を出力する。
具体的には、井戸内水位監視手段112が出力した定期管理時刻T1、T2・・を検出すると、図2におけるL2のように、逆洗浄用水中ポンプ41を作動させて注水井戸4内の地下水を吸い上げ、所定時間の経過後に逆洗浄用水中ポンプ41を停止させる動作を、複数回繰り返す制御を行う。
このようにして注水井戸4の周囲にて地下水を脈動させることで地盤の土粒子間隙に詰まった細粒分の運動を促し、土粒子間隙を緩めて目詰まりを効率的に回復させることができるものである。
なお、後に述べるが、洗浄中は集水タンク3から注水井戸4に向けた送水は制限される。また、本実施の形態では、図2に示すように、逆洗浄用水中ポンプ41の運転を3回繰り返したが、その回数はいずれに設定してもよく、その設定回数は、あらかじめ注水井戸洗浄手段113に格納しておくが、施工管理者が施工者端末装置10の入力装置12を介して注水井戸洗浄手段113に適時入力することも可能である。
また、注水井戸洗浄手段113は定期管理時刻T1、T2・・のみでなく、図2におけるL1のように、時刻t1において井戸内水位が上限許容水位H1に達したことが検出され出力装置13に警告信号が出力された場合にも、この警告信号を検出して直ちに上記の動作を開始する。
設定注水流量算出手段114には、あらかじめ算定された注水井戸4における上限許容水位H1、下限許容水位H2及び初期注水流量Q0が格納されている。そして、定期管理時刻T1、T2・・毎に井戸内水位監視手段112より出力された注水井戸4の井戸内水位実測値sを検出すると、これと下限許容水位H2とを比較する。比較した結果、図2におけるL2のように、井戸内水位実測値sが下限許容水位H2以上にある時は、最適な注水流量が初期注水流量Q0と判断し、出力装置13に設定注水流量を初期注水流量Q0として出力する。
一方、図2におけるL3のように、井戸内水位実測値sが下限許容水位H2以下にある時は、注水能力に余裕があるものと判断し、初期注水流量Q0に注水流量ΔQ2だけ増加させた増加注水流量Q2を設定注水流量の補正値として出力装置13に出力する。
なお、初期注水流量Q0に追加する注水流量ΔQ2は、たとえば、井戸内水位実測値sが下限許容水位H2より低くなるに従ってその量を増大させるとよい。これら追加する注水流量ΔQ2はいずれの量に設定してもよく、過去の実績や先に実施した段階注水試験等を勘案し施工管理者が適宜設定すればよい。また、追加する注水流量ΔQ2の数量は、あらかじめ設定注水流量算出手段114に格納しておくか、もしくは施工管理者が施工者端末装置10の入力装置12を介して設定注水流量算出手段114に適時入力してもよい。
また、図2におけるL1のように、定期管理時刻T1、T2・・となる前に注水井戸4の井戸内水位実測値sが上限許容水位H1に達したことが検出され、警告信号が出力された場合には、設定注水流量算出手段114はこの警告信号を検出し、注水井戸4の注水能力が低下したものと判断する。そして、初期注水流量Q0から注水流量ΔQ1だけ低減させた低減注水流量Q1を設定注水流量の補正値として出力装置13に出力する。
初期注水流量Q0から差し引く注水流量ΔQ1は、たとえば、定期管理時刻間隔ΔTに対する運転開始時刻T1から警告信号が出力される時刻t1までの時間間隔Δtの比率に応じて、その量を低減させるとよい。これら差し引く注水流量ΔQ1はいずれの量に設定してもよく、過去の実績や先に実施した段階注水試験等を勘案し施工管理者が適宜設定すればよい。また、差し引く注水流量ΔQ1は、あらかじめ設定注水流量算出手段114に格納しておくか、もしくは施工管理者が施工者端末装置10の入力装置12を介して設定注水流量算出手段114に適時入力してもよい。
最後に、流量制御手段111には、初期運転開始時の設定注水流量として初期注水流量Q0が格納されている。
流量制御手段111は、初期運転開始時に送水調整弁6を開放した後、注水流量計7にて検出される注水流量実測値qをモニタリングしながら、注水流量実測値qが初期注水流量Q0を維持するよう、たとえばPID制御にて送水調整弁6の開度を調整し、集水タンク3より注水井戸4に向けて送水される地下水の送水量を流量制御する。
また、井戸内水位監視手段112が出力した定期管理時刻T1、T2・・を検出すると、設定注水流量を維持する制御を一旦停止して送水調整弁6の開度を最小値に絞り、注水井戸4の洗浄に備える。その後、注水井戸洗浄手段113が出力した洗浄終了信号を検知すると、再度送水調整弁6を開放し注水井戸4に向けて送水を開始する。
この時、流量制御手段111が、設定注水算出定手段114にて出力された設定注水流量の補正値を検出した場合には、設定注水流量を初期注水流量Q0から設定注水流量の補正値である増加注水流量Q2もしくは低減注水流量Q1に置き換える。そして、注水流量計7にて検出される注水流量実測値qをモニタリングしながら、注水流量実測値qが増加注水流量Q2もしくは低減注水流量Q1を維持するよう、送水調整弁6の開度を調整し集水タンク3より送水される地下水の送水量を流量制御する。
なお、送水調整弁6の開度を調整し、集水タンク3より注水井戸4に向けて送水される地下水の送水量を流量制御する手段は、必ずしも流量制御手段111に限定されるものではない。たとえば、施工管理者が出力装置13の一つである出力モニタに出力される種々の情報をモニタリングしながら、施工者端末装置10の入力装置12を介して送水調整弁6の開度を手動で適時調整することも可能である。
以下に、注水井戸4が一本の場合を事例として、本発明における地下水の揚注水管理システム1にて集水タンク3に貯留した地下水を注水井戸4に注水する手順を詳述する。
まず、井戸内水位監視手段112にて井戸内水位を監視しながら、流量制御手段111にて送水調整弁6を開放し、集水タンク3より注水井戸4に向けて地下水の送水を開始する。このとき、注水流量計7にて検出される注水流量実測値qが初期注水流量Q0を維持するよう、流量制御手段111にて集水タンク3より送水される地下水の送水量を流量制御する。
井戸内水位監視手段112が上限許容水位H1を検出し警告信号を出力すると、この警告信号を流量制御手段111、注水井戸洗浄手段113及び設定注水流量算出手段114が検出する。
そして、流量制御手段111は、送水調整弁6を最小値に絞って送水量の流量制御を停止する。注水井戸洗浄手段113は逆洗浄用水中ポンプ41を作動させ、注水井戸4の洗浄作業を開始する。さらに、設定注水流量算出手段114は、警告信号が出力された時刻を特定し、上述した方法にて低減注水流量Q1を出力装置13に出力する。この時、洗浄作業中も揚水井戸2にて揚水作業は行われており、集水タンク3にて貯留しきれない余剰水は、集水タンク3に設置した排水管14を介して下水施設等場外へ排水する。
注水井戸洗浄手段113より洗浄終了信号が出力された後、流量制御手段111は出力装置13より低減注水流量Q1を検出し、設定注水流量を初期注水流量Q0から設定注水流量の補正値である低減注水流量Q1に置き換え、送水調整弁6を開放する。その後、注水流量計7の送水流量実測値qが低減注水流量Q1を維持するよう送水調整弁6の開度を調整し、集水タンク3より注水井戸4に向けて送水される地下水の送水量を流量制御する。
一方、井戸内水位が上限許容水位H1に達することのないまま、定期管理時刻T1、T2・・を迎えると、井戸内水位監視手段112は定期管理時刻T1、T2・・とともに注水井戸水位計42にて検出された井戸内水位実測値sを出力する。すると、この井戸内水位実測値sを流量制御手段111、注水井戸洗浄手段113及び設定注水流量算出手段114が検出する。
そして、流量制御手段111は、送水調整弁6を最小値に絞って送水量の流量制御を停止する。注水井戸洗浄手段113は逆洗浄用水中ポンプ41を作動させ、注水井戸4の洗浄作業を開始する。さらに、設定注水流量算出手段114は、井戸内水位実測値sと下限許容水位H2とを比較し、上述した方法にて初期注水流量Q0または増加注水流量Q2を出力装置13に出力する。また、洗浄作業中に継続されている揚水井戸2の揚水作業により、集水タンク3にて貯留しきれない余剰水は、集水タンク3に設置した排水管14を介して下水施設等場外へ排水する。
注水井戸洗浄手段113より洗浄終了信号が出力された後、流量制御手段111は、出力装置13より初期注水流量Q0を検出した場合には設定注水流量をそのまま、増加注水流量Q2を検出した場合には設定注水流量を初期注水流量Q0から設定注水流量の補正値である増加注水流量Q2に置き換え、送水調整弁6を開放する。その後、注水流量計7の注水流量実測値qが初期注水流量Q0もしくは増加注水流量Q2を維持するよう送水調整弁6の開度を調整し、集水タンク3より送水される地下水の送水量を流量制御する。
このように、本実施の形態では、注水井戸4の井戸内水位が上限許容水位H1に達した時点、及び定期管理時刻T1、T2・・を迎えた時点の両者のタイミングで注水井戸4の井戸内水位を検出し、検出した井戸内水位に基づいて設定注水流量を補正することから、設定注水流量は常に、変動する注水能力に追従してその時点の注水能力に見合った注水流量とすることができ、注水井戸を健全な状態に保持しながら、効率的な注水作業を行うことが可能となる。
さらに、定期管理時刻T1、T2・・毎に注水井戸4の井戸内水位を検出し、井戸内水位が下限許容水位H2に達していない場合には注水能力に余裕があるものと判断し、設定注水流量を増加するよう補正するから、注水井戸4の注水能力を最大限にまで発揮させることが可能となる。
一方、定期管理時刻T1、T2・・毎に注水井戸4に対して洗浄による定期的なメンテナンスを施すことができるため、注水井戸4における注水能力の低下を未然に防ぐことが可能となる。
また、洗浄によるメンテナンス後の注水井戸4における注水能力の変化を、その後の定期管理時刻T1、T2・・時における井戸内水位により把握することができるため、注水井戸4の健全性を経時的に把握することが可能となる。
次に、図3に示すように、地下水の揚注水管理システム1が複数本の注水井戸4を備える場合について詳述する。
注水井戸4が複数本の場合にも、地下水の揚注水管理システム1にて集水タンク3に貯留した地下水を注水井戸4に注水する手順は基本的に同様であるが、以下の点が異なる。
注水井戸4の注水能力は、構築する際の構築方法や配置された位置の地盤状況、井戸の深さ等の影響を大きく受けて変動が生じやすい。このため、複数の注水井戸4を構築すると、その大きさを同じくしても複数の注水井戸4各々でその集水能力は均一とはならずバラツキを生じる。
したがって、地下水の揚注水管理システム1に注水井戸4を複数採用する場合、あらかじめ設定する上限許容水位H1、下限許容水位H2及び初期注水流量Q0は、注水井戸4各々に対して個別に設定しておく。そして、図3に示すように、注水井戸4各々に対応して送水調整弁6を設けておき、これら送水調整弁6を流量制御手段111にて一括して調整する。
こうすると、集水タンク3に貯留した地下水を複数の注水井戸4に対して各々が有する注水能力に見合った設定注水流量で分配することができるため、複数の注水井戸4各々を健全な状態に保持しながら、揚注水管理システム1全体としての注水効率を大幅に向上することが可能となる。
また、定期管理時刻T1、T2・・つまり定期洗浄開始時刻を注水井戸4各々で異なる時間に設定し、注水井戸4に注水される地下水に対して流量制御手段111による流量制御が実施されていない時間帯を、注水井戸4各々でずらしておく。
こうすると、複数の注水井戸4のうちいずれか1つの注水井戸4では注水流量が大幅に低減されるものの、その他の注水井戸4では流量制御手段111による流量制御がなされている注水作業が継続されることとなる。このため、揚水井戸2による地下水位低下工法を継続しても、集水タンク3に貯留しきれない余剰水の発生を抑制することができ、下水施設等場外への排水を削減することが可能となる。
このように、地下水の揚注水管理システム1に複数の注水井戸4を適用すると、注水井戸4各々についてメンテナンスを定期的に行いながら、地下水の揚注水管理システム1全体は、常時稼働している状態とすることができる。
<揚水井戸に着目した地下水の揚注水管理システム1の詳細>
以下に、図3に示すように、地下水の揚注水管理システム1が複数本の揚水井戸2を備える場合を事例とし、揚水井戸2に着目して地下水の揚注水管理システム1の詳細を述べる。
揚水井戸2の運転を開始するにあたり、あらかじめ観測井戸5の目標井戸内水位H3、揚水井戸2における揚水により井戸内水位を下降させる際の下限許容水位H4及び限界揚水流量を設定しておく。
ここで、揚水井戸2も注水井戸4と同じように、構築方法や井戸が配置されている地盤状況等の影響を受けてその揚水能力が均一とならずバラツキを生じる。また、揚水井戸2に設置される揚水ポンプ22も同一機種を採用してもそれぞれ性能が異なり、揚水能力にバラツキを生じる場合が多い。
このため、複数の揚水井戸2を採用する場合には、揚水井戸2各々について使用する揚水ポンプ22による揚水試験を行い、揚水井戸2の水位が急激に低下し始める限界揚水流量および下限許容水位H4を複数の揚水井戸2各々に対して個別に設定する。
図3に示すように、地下水の揚注水管理システム1は上述する構成に加えて、観測井戸5の井戸内水位を検出する観測井戸水位計51、揚水井戸2の井戸内水位を検出する揚水井戸水位計21、地下水を揚水する揚水ポンプ22、揚水ポンプ22により揚水される地下水の揚水流量を検出する揚水流量計8、揚水ポンプ22により揚水される地下水の揚水流量を制御する揚水調整弁9、及び揚水調整弁9の開度を調整する揚水流量制御手段115をさらに備える。
そして、観測井戸水位計51、揚水井戸水位計21、揚水ポンプ22、揚水流量計8及び揚水調整弁9は、入力装置12を介して施工者端末装置10と通信接続されている。これにより、施工管理者は施工者端末装置10における出力装置13の一部である出力モニタを介して、観測井戸水位計51にて検出された観測井戸5の井戸内水位、揚水井戸水位計21にて検出された揚水井戸2の井戸内水位、揚水ポンプ22の入り切り、揚水流量計8にて検出された揚水井戸2より揚水される揚水流量、および揚水流量制御手段115にて調整される揚水調整弁9の開度を常時モニタリングすることができる。
揚水流量制御手段115には、観測井戸5の目標井戸内水位H3、揚水井戸2各々の下限許容水位H4及び限界揚水流量を格納しておく。
そして、揚水流量制御手段115は、観測井戸5の井戸内水位が目標井戸内水位H3以下を保持するよう観測井戸水位計51をモニタリングし、複数の揚水井戸2を介して地下水を揚水する。
このとき、揚水流量計8にて揚水流量をモニタリングし、揚水流量実測値が限界揚水流量を超えることがないよう、揚水調整弁9の開度を調整して揚水流量を制御する。また、揚水井戸2各々において揚水井戸水位計21をモニタリングし、井戸内水位が下限許容水位H4に達した場合には、揚水ポンプ22の作動を停止する。
これにより、揚水井戸2各々が有する揚水能力に応じて効率よく地下水を揚水することが可能となる。
また、複数の揚水井戸2より揚水される地下水を集約して集水タンク3に一旦貯留するから、揚水した地下水を集水タンク3にて一元管理できるため、注水井戸4に向けて送水する地下水を安定して供給することが可能となる。
本発明の地下水の揚注水管理システム1は、上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々の変更が可能である。
例えば、揚水井戸2と注水井戸4の関係は、図1に示すような一本の揚水井戸2と一本の注水井戸、図3に示すような複数本の揚水井戸2と複数本の注水井戸の組み合わせのほかに、複数本の揚水井戸2と一本の注水井戸、一本の揚水井戸2と複数本の注水井戸等、現場の状況等に応じて適宜の組み合わせが可能である。
また、流量制御手段111、井戸内水位監視手段112、注水井戸洗浄手段113、設定注水流量算出手段114、揚水流量制御手段115にて出力される出力値は、いずれも施工者端末装置10の出力装置13にて出力することが可能である。したがって、出力装置13にディスプレイを備えていれば、施工管理者はディスプレイを介して上記の出力値を工事事務所等にてモニタリングすることが可能である。
さらに、施工者端末装置10は、揚水井戸2、集水タンク3および注水井戸4の各々に設けた各種計器類との接続を無線としたが、必ずしもこれに限定されるものではなく有線としてもよい。
本発明によれば、定期管理時刻毎に注水井戸4における井戸内水位を検出することで注水能力を把握するとともに、検出した井戸内水位に基づいて設定注水流量を増減する補正する。このため、注水井戸4の注水能力に変動が生じても、設定注水流量は常に注水能力に見合った注水流量に補正されるため、注水井戸4を健全な状態に保持しながら、効率よく注水作業を行うことが可能となるものである。
1 地下水の揚注水管理システム
2 揚水井戸
21 揚水井戸水位計
22 揚水ポンプ
3 集水タンク
4 注水井戸
41 逆洗浄用水中ポンプ
42 注水井戸水位計
5 観測井戸
51 観測井戸水位計
6 送水調整弁
7 注水流量計
8 揚水流量計
9 揚水調整弁
10 施工者端末装置
11 情報処理装置
111 流量制御手段
112 井戸内水位監視手段
113 注水井戸洗浄手段
114 設定注水流量算出手段
115 揚水流量制御手段
12 入力装置
13 出力装置
14 排水管
A 地下水位低下対象領域
B 地下水位低下対象領域の周辺地盤

Claims (4)

  1. 揚水井戸と、該揚水井戸を介して揚水した地下水を貯留する集水タンクと、集水タンクに貯留した地下水を地盤中に注水し還元する注水井戸とを備える地下水の揚注水管理システムであって、
    前記注水井戸の井戸内水位を検出する注水井戸水位計と、
    前記集水タンクから前記注水井戸に送水される地下水の送水量を制御する調整弁と、
    前記注水井戸内の地下水を吸い上げる逆洗浄用水中ポンプと、
    該調整弁の開度を調整する流量制御手段とを有してなり、
    該流量制御手段は、前記逆洗浄用水中ポンプにより前記注水井戸の周囲にて地下水を脈動させて目詰まりを回復させる洗浄が開始される、定期管理時刻を迎えた時点及び前記注水井戸の井戸内水位があらかじめ設定した上限許容水位に達した時点で、前記注水井戸水位計にて検出される井戸内水位に基づき、前記注水井戸の設定注水流量を増減させ前記洗浄が開始される時点の前記注水井戸の注水能力に見合った注水流量に補正し、補正した設定注水流量を維持するよう前記調整弁の開度を調整して、集水タンクから洗浄後の前記注水井戸に向けた送水量を制御することを特徴とする地下水の揚注水管理システム。
  2. 請求項1に記載の地下水管理システムであって、
    前記揚水井戸と前記注水井戸がそれぞれ複数設置されるとともに、前記調整弁が複数の注水井戸各々に対応して設置されており、
    前記流量制御手段は、複数の前記調整弁各々の開度を一括して調整することを特徴とする地下水の揚注水管理システム。
  3. 請求項1または請求項2に記載の地下水の揚注水管理システムであって、
    前記注水井戸に前記上限許容水位とともに下限許容水位をあらかじめ設定しておき、
    前記注水井戸の井戸内水位が前記定期管理時刻より早く前記上限許容水位に達する場合には前記設定注水流量に対して低減する補正をし、一方、前記注水井戸の井戸内水位が定期管理時刻において前記下限許容水位に達しない場合には前記設定注水流量に対して増加する補正をすることを特徴とする地下水の揚注水管理システム。
  4. 請求項1から3のいずれか1項に記載の地下水の揚注水管理システムを用いて、揚水した地下水を地盤へ注水する地下水の揚注水工法であって、
    前記揚水井戸を地下水低下対象領域内に設置し、前記注水井戸を前記地下水低下対象領域の周辺に設置することを特徴とする地下水の揚注水工法。
JP2014235488A 2014-11-20 2014-11-20 地下水の揚注水管理システム及び地下水の揚注水工法 Active JP6447046B2 (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2014235488A JP6447046B2 (ja) 2014-11-20 2014-11-20 地下水の揚注水管理システム及び地下水の揚注水工法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2014235488A JP6447046B2 (ja) 2014-11-20 2014-11-20 地下水の揚注水管理システム及び地下水の揚注水工法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2016098540A JP2016098540A (ja) 2016-05-30
JP6447046B2 true JP6447046B2 (ja) 2019-01-09

Family

ID=56075403

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2014235488A Active JP6447046B2 (ja) 2014-11-20 2014-11-20 地下水の揚注水管理システム及び地下水の揚注水工法

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP6447046B2 (ja)

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP7359413B2 (ja) 2019-04-12 2023-10-11 東邦地水株式会社 逆洗システム、逆洗方法、及び逆洗プログラム
JP2020176745A (ja) * 2019-04-16 2020-10-29 三菱マテリアルテクノ株式会社 ジオ ハイブリッド システム(Geo Hybrid System)
CN110094189A (zh) * 2019-05-21 2019-08-06 深圳市新爱达自动化仪表有限公司 油田注水间机械手智能配注装置及其控制方法
JP7351206B2 (ja) * 2019-12-13 2023-09-27 株式会社大林組 井戸設備の評価方法及び井戸設備の評価装置

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3158168B2 (ja) * 1992-12-25 2001-04-23 株式会社竹中工務店 リチャージ工法
BE1011446A3 (nl) * 1997-06-10 1999-09-07 Applic Of Cleaning Tech On Soi Inrichting voor het onttrekken van vloeistof, o.m. voor het verlagen van het grondwaterniveau of voor drijflaagverwijdering.
JP4743355B2 (ja) * 2000-05-15 2011-08-10 株式会社竹中工務店 揚水管理システム
JP4140733B2 (ja) * 2004-08-12 2008-08-27 東日本旅客鉄道株式会社 リチャージ工法、その注水制御方法及び注水制御システム
JP2013019159A (ja) * 2011-07-11 2013-01-31 Shimizu Corp リチャージ工法
JP6043165B2 (ja) * 2012-11-19 2016-12-14 鹿島建設株式会社 地下水位上昇システム、地下水位上昇方法

Also Published As

Publication number Publication date
JP2016098540A (ja) 2016-05-30

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP6447046B2 (ja) 地下水の揚注水管理システム及び地下水の揚注水工法
US10876383B2 (en) Method and system for maximizing production of a well with a gas assisted plunger lift
JP4682675B2 (ja) 地下水の管理システム及び地下水の管理方法
RU2760417C1 (ru) Модуль мониторинга и способ определения рабочего сценария на насосной станции сточных вод
CN104100241B (zh) 一种确定低渗透油井合理间抽制度的方法
JP6043165B2 (ja) 地下水位上昇システム、地下水位上昇方法
SE469434B (sv) Foerfarande foer oevervakning av en avloppsvattenpumpstation
US10920546B2 (en) Apparatus and methods for operating gas lift wells
JP6947152B2 (ja) 検知装置、検知方法、及び検知プログラム
JP6347972B2 (ja) 地下水位低下工法及び地下水位低下システム
SE1150548A1 (sv) Metod för styrning av åtminstone en del av en pumpstation
KR101600603B1 (ko) 지하수 펌핑 제어장치
KR20110097342A (ko) 배수지의 지능화 운전 시스템 및 방법
JP2008052508A (ja) 水処理プラントの制御システム
JP2003254245A (ja) 給配水システム
CN107632622B (zh) 一种防倒灌污水处理井及防倒灌控制方法
KR101321349B1 (ko) 펌프 성능 추정 방법 및 시스템
JP2022048501A (ja) リチャージ計測管理システム
KR101665514B1 (ko) 방사형 집수정 유량제어시스템 및 운영방법
US20230114592A1 (en) Method for transferring sediment in a body of water
JP2011021393A (ja) 貯水施設のゲート制御方法および装置
JP6839041B2 (ja) ポンプ設備及びその運転支援方法
JP2003013436A (ja) 地下水位制御システム及び制御方法
JP2013019159A (ja) リチャージ工法
JP7103087B2 (ja) 揚水装置

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20171020

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20180703

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20180629

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20180830

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20181106

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20181119

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 6447046

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150