JP6496577B2 - 護岸壁用浸透取水システム - Google Patents

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Description

本発明は、護岸壁用浸透取水システムに関する。
従来、ろ過材収容部を含む構造物を備える浸透取水システムが知られている（たとえば、特許文献１参照）。
上記特許文献１には、砂ろ過層と、海底面上の海中に設置され、砂ろ過層が収容される箱状の筐体と、砂ろ過層を通過した水を海水淡水化プラントに供給するための取水配管とを備えた浸透取水ユニットが開示されている。なお、浸透取水ユニットの取水配管は、海中の筐体から陸上まで延びるように形成されている。
特開２０１３−７５２６８号公報
しかしながら、上記特許文献１に開示された浸透取水ユニットでは、筐体を海底面上の海中に設置するため、陸側から離れた位置での筐体の設置や海中での配管工事などを行う必要があり、その結果、浸透取水ユニットを設けるための設置工事が複雑化するという問題点があると考えられる。また、取水配管（導水部）を海中の筐体から陸上まで延ばすために取水配管を長くする必要があり、その結果、取水配管の構造が複雑化するという問題点もあると考えられる。
この発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、この発明の１つの目的は、浸透取水システムを設けるための設置工事を簡略化するとともに、導水部の構造を簡素化することが可能な浸透取水システムを提供することである。
上記目的を達成するために、この発明の第１の局面における護岸壁用浸透取水システムは、護岸壁の外壁面に設置され、ろ過材収容部を含む構造物と、構造物のろ過材収容部内に収容されたろ過材と、ろ過材を通過した処理水を護岸壁の内壁面側に導く導水部と、護岸壁の内壁面側に設置され、護岸壁の外壁面側の原水の水位よりも低い水位を有する取水井と、を備え、護岸壁の外壁面近傍の原水の水位と取水井の水位との水位差により、原水が、ろ過材を通過して導水部を介して取水井に流入されるように構成されている。
この発明の第２の局面における護岸壁用浸透取水システムは、護岸壁の外壁面に設置され、ろ過材収容部を含む構造物と、構造物のろ過材収容部内に収容されたろ過材と、ろ過材を通過した処理水を護岸壁の内壁面側に導く導水部と、を備え、護岸壁の外壁面に波や流れが入射した場合に、ろ過材収容部内に収容されたろ過材の表面に渦流が発生する位置に、ろ過材が配置されている。
この発明の第３の局面における護岸壁用浸透取水システムは、護岸壁の外壁面に設置され、ろ過材収容部を含む構造物と、構造物のろ過材収容部内に収容されたろ過材と、ろ過材を通過した処理水を護岸壁の内壁面側に導く導水部と、を備え、構造物は、護岸壁と一体的に形成されている。
この発明の第４の局面における護岸壁用浸透取水システムは、護岸壁の外壁面に設置され、ろ過材収容部を含む構造物と、構造物のろ過材収容部内に収容されたろ過材と、ろ過材を通過した処理水を護岸壁の内壁面側に導く導水部と、導水部側からろ過材側に向かって水を逆流させることによりろ過材を洗浄する逆洗機構部と、を備える。
この発明の第５の局面における護岸壁用浸透取水システムは、護岸壁の外壁面に設置され、ろ過材収容部を含む構造物と、構造物のろ過材収容部内に収容されたろ過材と、ろ過材を通過した処理水を護岸壁の内壁面側に導く導水部と、を備え、構造物は、上下方向に所定の間隔を隔てて護岸壁の外壁面に複数組設置されている。
なお、「原水」は、ろ過材によりろ過される前の水を意味する。
この発明の第１〜第５の局面による護岸壁用浸透取水システムでは、上記のように、ろ過材収容部を含む構造物を護岸壁の外壁面に設置する。これにより、護岸壁を設置するのに合わせて護岸壁の外壁面に構造物を設置することができるので、構造物を護岸壁とは別個に水底面上の水中に設置する場合と比べて、構造物を容易に設置することができる。また、処理水を、護岸壁の外壁面側のろ過材収容部内に収容されたろ過材から護岸壁の内壁面側に導くように導水部を構成することによって、構造物を水底面上の水中に設置する場合と比べて導水部を十分に短くすることができる。これにより、導水部を設けるための水中における工事の簡素化、または、水中における工事自体の削減をすることができるとともに、導水部の構造を簡素化することができる。これらの結果、浸透取水システムを設けるための設置工事を簡略化するとともに、導水部の構造を簡素化することができる。
さらに、上記第１の局面による護岸壁用浸透取水システムでは、原水の水位と取水井の水位との水位差を利用して、ポンプなどの動力源を用いることなく、処理水を護岸壁の内壁面側の取水井に導くことができる。
また、上記第２の局面による護岸壁用浸透取水システムでは、波や流れによって発生する渦流によりろ過材の表面を攪乱する（洗い流す）ことができるので、ろ過材に付着した微生物や浮遊物、懸濁物質などによるろ過材の目詰まりを効果的に抑制することができる。
また、上記第３の局面による護岸壁用浸透取水システムでは、護岸壁を設置するのに合わせて、さらに容易に構造物を護岸壁に設置することができる。
また、上記第４の局面による護岸壁用浸透取水システムでは、逆流された水により、ろ過材に付着した微生物や浮遊物、懸濁物質などをろ過材から原水側に排出することができるので、ろ過材に目詰まりが生じるのをより効果的に抑制することができる。
また、上記第５の局面による護岸壁用浸透取水システムでは、上下方向に構造物を複数組設置することにより、構造物を設置可能な護岸壁の長さが小さい場合であっても、必要な取水量を確実に確保することができる。
上記第１〜第５の局面のいずれかによる護岸壁用浸透取水システムにおいて、好ましくは、構造物のろ過材収容部は、護岸壁の外壁面に沿って水面と略平行に延びるように設けられている。このように構成すれば、ろ過材収容部の延伸が容易なため、ろ過材収容部が形成される領域を容易に大きくすることができる。これにより、護岸壁用浸透取水システムの取水量を容易に大きくして、必要な取水量を十分に確保することができる。
上記第１〜第５の局面のいずれかによる護岸壁用浸透取水システムにおいて、好ましくは、構造物は、構造物の内壁面と護岸壁の外壁面とがろ過材収容部の内壁面を構成するように、護岸壁の外壁面に設置されている。このように構成すれば、護岸壁の外壁面にろ過材を接触させた状態でろ過材をろ過材収容部に収容することができるので、護岸壁を貫通するように導水部を設けるだけで、ろ過材を通過した処理水を容易に護岸壁の内壁面側に導くことができる。また、４辺を有する矩形状の構造物を設置する必要がなく、３辺（護岸壁の外壁面に沿った１辺および外壁面と接続する２辺）を有する構造物を護岸壁の外壁面に設置すればよいので、構造物の構造を簡素化することができる。
本発明によれば、上記のように、浸透取水システムを設けるための設置工事を簡略化するとともに、導水部の構造を簡素化することが可能な浸透取水システムを提供することができる。
本発明の第１実施形態による浸透取水システムの構造物が設置される位置の一例を示した模式図である。 本発明の第１実施形態による浸透取水システムを示した断面斜視図である。 本発明の第１実施形態による浸透取水システムを示した断面図である。 本発明の第２実施形態による浸透取水システムを示した断面斜視図である。 本発明の第３実施形態による浸透取水システムを示した断面斜視図である。 本発明の第１変形例による護岸壁用浸透取水システムを示した断面斜視図である。 本発明の第２変形例による護岸壁用浸透取水システムを示した断面図である。 本発明の第３変形例によるろ過材収容部を拡大して示した断面斜視図である。
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
［第１実施形態］
図１〜図３を参照して、本発明の第１実施形態による浸透取水システム１００の全体構成について説明する。なお、浸透取水システム１００は、本発明の「護岸壁用浸透取水システム」の一例である。
（浸透取水システムの構成）
本発明の第１実施形態による浸透取水システム１００は、薬剤の注入などを行わずに、流木などの浮遊物や、ごみ、海洋生物・河川生息生物やプランクトンなどの微生物、懸濁物質（所定の粒径以下の不溶解性物質）などから構成される異物を海水や汽水などの水（原水）から除去して、清澄な水（処理水）を得るためのシステムである。この浸透取水システム１００は、図１に示すように、河口およびその周辺の護岸壁１に設けられており、海岸、沿岸および河川から水（原水）を取水するように構成されている。
ここで、第１実施形態では、浸透取水システム１００は、護岸壁１の外壁面１ａ（原水側）に設置された浸透取水構造物２と、護岸壁１の内壁面１ｂ側（処理水側）に設置された取水池３と、浸透取水構造物２と取水池３とを接続する導水部４（図２参照）とを備えている。浸透取水構造物２は、ろ過材２３が収容されることにより、原水をろ過して処理水にする機能を有している。取水池３は、浸透取水構造物２から送られた処理水を貯留する機能を有している。なお、浸透取水構造物２および取水池３は、それぞれ、本発明の「構造物」および「取水井」の一例である。
ここで、取水池３に貯留された処理水は、処理設備５に設けられたポンプ（図示せず）などにより取水管５ａを介して汲み上げられて、所望の水に処理される。たとえば、処理設備５が淡水化プラントである場合には、逆浸透膜法や蒸発法などによって、清澄な水（処理水）が飲料水などの生活用水に処理される。なお、処理設備５としては、処理水を冷却水として用いるプラントや、処理水を水槽の水として用いる水族館、処理水をプールの水として用いる海水プールおよび競艇場、処理水を養殖池の水として用いる養殖場などが挙げられる。
護岸壁１は、河川岸および海岸に沿うように形成されている。また、護岸壁１は、図２に示すように、水底面Ｂから原水の水面Ｓ１よりも上方（Ｚ１側）の高さ位置まで上下方向（Ｚ方向）に延びるように形成されている。これにより、護岸壁１は、外壁面１ａ側（Ｘ１側）の原水と、内壁面１ｂ側（Ｘ２側）の処理水とを仕切るように形成されている。なお、護岸壁１の上下方向の長さＬ１（図３参照）は、約１０ｍ以上約２０ｍ以下であるのが好ましい。
＜浸透取水構造物の構造＞
浸透取水構造物２は、護岸壁１の延びる方向（Ｙ方向）に沿って延びるように形成される第１壁部２０ａと、第１壁部２０ａの両端部から護岸壁１と接続（接合）するように護岸壁１に向かって延びる一対の第２壁部２０ｂ（図１参照）とを有する壁部２０を含んでいる。この壁部２０は、一対の第２壁部２０ｂが護岸壁１の外壁面１ａと接合されることによって、護岸壁１と一体的に形成されている。また、壁部２０は、水底面Ｂから原水の水面Ｓ１よりも下方（Ｚ２側）の高さ位置まで上下方向に延びるように形成されている。
また、浸透取水構造物２には、ろ過材収容部２１が設けられている。このろ過材収容部２１は、壁部２０の内壁面２０ｃと、護岸壁１の外壁面１ａと、スクリーン部２２の上面２２ａとによって区画された空間として設けられている。なお、第１壁部２０ａおよび一対の第２壁部２０ｂ（図１参照）の３辺の内壁面２０ｃと護岸壁１の一辺の外壁面１ａとによって、ろ過材収容部２１の４つの内壁面（内側面）が構成されているとともに、スクリーン部２２の上面２２ａによって、ろ過材収容部２１の底面が構成されている。
ろ過材収容部２１は、図１に示すように、壁部２０と同様に、護岸壁１の外壁面１ａの延びるＹ方向に沿って長さＬ２（図１において、破線）で延びるように形成されている。ここで、長さＬ２は、約１０ｍ以上約１００００ｍ以下であるのが好ましい。また、ろ過材収容部２１は、図２に示すように、水面Ｓ１と略平行に延びるように設けられている。また、ろ過材収容部２１の奥行き方向の距離（第１壁部２０ａの内壁面２０ｃと護岸壁１の外壁面１ａとの距離）Ｄ１（図３参照）は、約０．５ｍ以上約２ｍ以下である。
なお、ろ過材収容部２１では、浸透取水システム１００の希望する取水量に基づいて、長さＬ２および距離Ｄ１が設定される。たとえば、浸透取水システム１００において約５０００ｍ３／日の取水量が必要とされる場合で、かつ、浸透取水システム１００における平均の取水速度が約１０ｍ／日であるとすると、ろ過材収容部２１の水平面における面積は約５００ｍ２（＝５０００ｍ３／１０ｍ）に設定される。これにより、距離Ｄ１が約１ｍである場合には、長さＬ２は、約５００ｍ（＝５００ｍ２／１ｍ）に設定される。
また、第１実施形態では、浸透取水システム１００は、図２に示すように、ろ過材収容部２１に収容されたろ過材２３をさらに備えている。ろ過材２３は、原水を上方（Ｚ１側）から下方（Ｚ２側）に向かって上下方向に水をろ過するようにろ過材収容部２１に収容されている。このろ過材２３は、たとえば、上方から下方に向かって徐々に粒径が大きくなるように砂または砂利が配置されることによって形成されている。なお、ろ過材２３としては、砂、砂利、樹脂製もしくはセラミック製の球体、樹脂製もしくはセラミック製の多孔質体、不織布、繊維を束ねて球状もしくはペレット状に加工したものなどを一種類または複数種類使用することが可能である。
ここで、取水速度が約５ｍ／日以上である場合や、長期間に亘ってろ過材２３をろ過材収容部２１に収容し続けた場合には、ろ過材２３の表面２３ａに微生物や浮遊物、懸濁物質などによる異物が蓄積して、ろ過材２３が閉塞しやすい。そこで、第１実施形態では、図３に示すように、護岸壁１の外壁面１ａに波や流れ（原水の流れ）が入射した場合に、ろ過材収容部２１内に収容されたろ過材２３の表面２３ａ上に渦流Ｖが発生する深さ位置に、ろ過材２３が配置されている。なお、水面Ｓ１とろ過材２３の表面２３ａとの上下方向の距離（深さＤ２）は、約２ｍ以上約１０ｍ以下である。
ここで、護岸壁１の外壁面１ａに波や流れが入射した際に、外壁面１ａ近傍では、水面Ｓ１側では護岸壁１側に向かい、水中内では護岸壁１から離れる方向に向かう渦流Ｖが発生する。この際、渦流Ｖのうち、護岸壁１から離れる方向に向かう流れにより、渦流Ｖが発生する位置に配置されたろ過材２３の表面２３ａが攪乱される（洗い流される）。これにより、ろ過材２３の表面２３ａ近傍に付着した異物が巻き上げられて、ろ過材２３の目詰まり（閉塞）が抑制される。
なお、ろ過材収容部２１からのろ過材２３の流出を抑制するために、ろ過材２３は、渦流Ｖにより十分に攪乱される一方、ほとんど巻き上げられない程度の重量を有する材料からなるのが好ましい。また、水を通す一方、ろ過材２３は通さない網目を有する所定の大きさの袋にろ過材２３を収容することによって、ろ過材２３の流出を効果的に抑制することも可能である。
スクリーン部２２は、図２に示すように、ろ過材収容部２１の底部を構成するように、壁部２０の３辺の内壁面２０ｃと、護岸壁１の１辺の外壁面１ａとに固定されている。また、スクリーン部２２は、ろ過材２３が通過しないように、直上に配置されるろ過材２３の粒径よりも小さい網目状に形成されている。なお、スクリーン部２２は、ろ過材２３の粒径よりも小さいスリット状に形成されてもよい。
＜導水部の構造＞
導水部４は、ろ過材収容部２１の下方に形成された外壁面側導水部４ａと、護岸壁１を貫通するように護岸壁１に形成された導水口４ｂとを含んでいる。外壁面側導水部４ａは、外壁面１ａ側において、水底面Ｂと、ろ過材収容部２１の下方に位置する第１壁部２０ａおよび一対の第２壁部２０ｂの内壁面２０ｃ（図１参照）とにより形成される空間により構成されている。導水口４ｂは、護岸壁１の下端において護岸壁１を貫通することによって、外壁面側導水部４ａと取水池３とを接続するように設けられている。また、導水口４ｂは、護岸壁１に沿ったＹ方向に、所定の間隔を隔てて複数設けられている。
また、導水部４が護岸壁１および浸透取水構造物２の一部から形成されていることによって、導水部４を設けるための水中における工事自体を削減することが可能である。
＜取水池の構造＞
取水池３は、浸透取水構造物２（壁部２０）に対応するように、護岸壁１の内壁面１ｂ側に形成されている。また、取水池３に貯留された処理水の汲み上げ量（取水量）を調整することによって、原水の水面Ｓ１と取水池３の水面Ｓ２との水位差（Ｈ１またはＨ２）を生じさせることが可能である。
＜取水について＞
取水時においては、浸透取水システム１００では、水底面Ｂから取水池３の水面Ｓ２（図２において、実線）までの取水池３の水位を、水底面Ｂから原水の水面Ｓ１までの護岸壁１の外壁面１ａ近傍の原水の水位よりも、水位差Ｈ１だけ低い水位にする。これによって、水位差Ｈ１によりろ過材２３においてろ過材２３側（上方）から導水部４側（下方）への水圧が生じる。この水圧により、原水がろ過材２３内を上方から下方に向かって通過する。そして、スクリーン部２２および導水部４を介して、取水池３に処理水として流入する。
＜逆洗について＞
また、浸透取水システム１００では、渦流Ｖを用いてろ過材２３の洗浄を行うのに加えて、ろ過材２３内を導水部４側からろ過材２３側に向かって水を逆流させて、ろ過材２３を洗浄（逆洗）するように構成されている。具体的には、逆洗時においては、浸透取水システム１００では、水底面Ｂから取水池３の水面Ｓ２（図２において、二点鎖線）までの取水池３の水位を、原水の水位よりも水位差Ｈ２だけ高い水位にする。これによって、水位差Ｈ２によりろ過材２３において導水部４側からろ過材２３への水圧が生じる。この水圧により、処理水がろ過材２３内を下方から上方に向かって通過（逆流）する。そして、ろ過材２３内を通過した処理水は、ろ過材２３内の異物とともに、排水として、ろ過材２３の表面２３ａから上方に巻き上げられる。これにより、ろ過材２３が洗浄される。この結果、ろ過材２３に蓄積した異物の除去のために、ダイバーなどによる定期的な清掃を不要にすることが可能である。なお、取水池３は、本発明の「逆洗機構部」の一例である。
なお、水位差Ｈ１およびＨ２の大きさを調整して水圧の大きさを調整することによって、ろ過材２３を通過する水の速度（取水速度または逆洗速度）を調整することが可能である。ここで、取水速度は、約５ｍ／日以上であるのが好ましい。また、第１実施形態による浸透取水システム１００では、５０ｍ／日程度の取水速度であっても、十分に清澄な処理水を取水することが可能である。
（第１実施形態の効果）
第１実施形態では、以下のような効果を得ることができる。
第１実施形態では、上記のように、ろ過材収容部２１を含む浸透取水構造物２を護岸壁１の外壁面１ａに設置する。これにより、護岸壁１を設置するのに合わせて護岸壁１の外壁面１ａに浸透取水構造物２を設置することができるので、浸透取水構造物を護岸壁１とは別個に水底面Ｂ上の水中（原水中）に設置する場合と比べて、浸透取水構造物２を容易に設置することができる。また、処理水を、護岸壁１の外壁面１ａ側のろ過材収容部２１内に収容されたろ過材２３から護岸壁１の内壁面１ｂ側に導くように導水部４を構成することによって、浸透取水構造物を水底面Ｂ上の水中に設置する場合と比べて、導水部４を十分に短くすることができる。これにより、導水部４を設けるための水中における工事の簡素化または水中における工事自体の削減をすることができるとともに、導水部４の構造を簡素化することができる。これらの結果、浸透取水システム１００を設けるための設置工事を簡略化するとともに、導水部４の構造を簡素化することができる。
また、第１実施形態では、浸透取水構造物２のろ過材収容部２１を、護岸壁１の外壁面１ａに沿って水面Ｓ１と略平行に延びるように設ける。これにより、ろ過材収容部２１の延伸が容易なため、ろ過材収容部２１が形成される領域を容易に大きくすることができる。これにより、浸透取水システム１００の取水量を容易に大きくして、必要な取水量を十分に確保することができる。
また、第１実施形態では、浸透取水構造物２の壁部２０を、浸透取水構造物２の内壁面２０ｃと護岸壁１の外壁面１ａとがろ過材収容部２１の内壁面を構成するように、護岸壁１の外壁面１ａに設置する。これにより、護岸壁１の外壁面１ａにろ過材２３を接触させた状態でろ過材２３をろ過材収容部２１に収容することができるので、護岸壁１を貫通するように導水部４の導水口４ｂを設けるだけで、ろ過材２３を通過した処理水を容易に護岸壁１の内壁面１ｂ側に導くことができる。また、４辺を有する矩形状の浸透取水構造物を設ける必要がなく、３辺（護岸壁１の外壁面１ａに沿った１辺（第１壁部２０ａ）および外壁面１ａと接続する２辺（一対の第２壁部２０ｂ））を有する浸透取水構造物２の壁部２０を護岸壁１の外壁面１ａに設置すればよいので、浸透取水構造物２の構造を簡素化することができる。
また、第１実施形態では、護岸壁１の外壁面１ａ近傍の原水の水位と取水池３の水位との水位差Ｈ１により、原水が、ろ過材２３を通過して導水部４を介して取水池３に流入されるように構成する。これにより、原水の水位と取水池３の水位との水位差Ｈ１を利用して、ポンプなどの動力源を用いることなく、処理水を護岸壁１の内壁面１ｂ側の取水池３に導くことができる。
また、第１実施形態では、護岸壁１の外壁面１ａに波や流れが入射した場合に、ろ過材収容部２１内に収容されたろ過材２３の表面２３ａ上に渦流Ｖが発生する位置に、ろ過材２３を配置する。これにより、波や流れによって発生する渦流Ｖによりろ過材２３の表面２３ａを攪乱する（洗い流す）ことができるので、ろ過材２３に付着した微生物や浮遊物、懸濁物質などによるろ過材２３の目詰まりを効果的に抑制することができる。
また、第１実施形態では、浸透取水構造物２の壁部２０を護岸壁１と一体的に形成することによって、護岸壁１を設置するのに合わせて、さらに容易に浸透取水構造物２の壁部２０を護岸壁１に設置することができる。
また、第１実施形態では、水底面Ｂから取水池３の水面Ｓ２までの取水池３の水位を、原水の水位よりも水位差Ｈ２だけ高い水位にすることによって、導水部４側からろ過材２３側に向かって水を逆流させることによりろ過材２３を洗浄するように取水池３を構成する。これにより、逆流された水により、ろ過材２３に付着した微生物や浮遊物、懸濁物質などをろ過材２３から原水側に排出することができるので、ろ過材２３に目詰まりが生じるのをより効果的に抑制することができる。
また、第１実施形態では、水位差Ｈ１の大きさを調整して水圧の大きさを調整することによって、ろ過材２３を通過する水の速度（取水速度）を調整するように浸透取水システム１００を構成する。これにより、所定の大きさに浸透取水構造物２を設置した場合であっても、取水速度を調整することによって、取水量を容易に調整することができる。
また、第１実施形態では、ろ過材収容部２１に、原水を上方から下方に向かって上下方向にろ過するようにろ過材２３を収容する。これにより、水平方向にろ過するようにろ過材がろ過材収容部に水平方向に収容されている場合と比べて、ろ過材２３をろ過材収容部２１に固定して収容するためのネットなどを用いなくとも、ろ過材２３の自重を利用して、ろ過材２３を容易にろ過材収容部２１内に収容することができる。
［第２実施形態］
次に、図４を参照して、本発明の第２実施形態による浸透取水システム２００について説明する。この浸透取水システム２００では、上記第１実施形態の導水部４に代えて、複数のスクリーン管１０４が設置される例について説明する。なお、上記第１実施形態と同様の構成は、第１実施形態と同じ符号を付して図示するとともに説明を省略する。また、浸透取水システム２００は、本発明の「護岸壁用浸透取水システム」の一例であり、スクリーン管１０４は、本発明の「導水部」の一例である。
（浸透取水システムの構成）
本発明の第２実施形態による浸透取水システム２００は、図４に示すように、護岸壁１０１の外壁面１ａ（原水側）に設置された浸透取水構造物１０２と、取水池３と、浸透取水構造物１０２と取水池３とを接続する複数のスクリーン管１０４とを備えている。
＜浸透取水構造物の構造＞
浸透取水構造物１０２は、第１実施形態の浸透取水構造物１と同様の壁部２０を有している。また、浸透取水構造物１０２には、ろ過材２３が収容されたろ過材収容部１２１が設けられている。このろ過材収容部１２１は、図１に示した第１実施形態と同様の壁部２０の第１壁部２０ａおよび一対の第２壁部２０ｂの内壁面２０ｃと、護岸壁１０１の外壁面１ａ（図４参照）と、水底面Ｂとによって区画された空間として設けられている。
＜スクリーン管の構造＞
複数のスクリーン管１０４は、ろ過材収容部１２１（ろ過材２３）の下部において、護岸壁１０１に沿ったＹ方向に所定の間隔を隔てて配置されている。また、スクリーン管１０４は、護岸壁１０１を貫通するように、護岸壁１０１に対して直交するＸ方向に延びている。これにより、スクリーン管１０４の取水池３側（Ｘ２側）の端部は、護岸壁１０１の内壁面１ｂ側に露出している。
また、スクリーン管１０４は、多数のスリット１０４ａを有している。これにより、取水時にろ過材２３を上方から下方に通過した水は、スリット１０４ａを介してスクリーン管１０４内に流入することによって、取水池３に処理水が取水される。また、逆洗時にスクリーン管１０４を逆流する水は、スリット１０４ａを介してろ過材２３を下方から上方に通過することによって、ろ過材２３内の異物とともに、排水として、ろ過材２３の表面２３ａから上方に巻き上げられる。
また、複数のスクリーン管１０４は、護岸壁１０１を貫通するように設けられた孔部に挿入されることによって配置されている。この結果、スクリーン管１０４を配置するための水中における工事自体を削減することが可能である。なお、第２実施形態のその他の構成は、上記第１実施形態と同様である。
（第２実施形態の効果）
第２実施形態では、以下のような効果を得ることができる。
第２実施形態では、上記のように、ろ過材収容部１２１を含む浸透取水構造物１０２を護岸壁１０１の外壁面１ａに設置する。これにより、上記第１実施形態と同様に、浸透取水システム２００を設けるための設置工事を簡略化することができるとともに、スクリーン管１０４の構造を簡素化することができる。
また、第２実施形態では、複数のスクリーン管１０４を用いることによって、上記第１実施形態の外壁面側導水部４ａとは異なり、ろ過材収容部１２１の下方に空間を確保する必要がないので、浸透取水構造物１０２を上下方向に小型化することができる。なお、第２実施形態のその他の効果は、上記第１実施形態と同様である。
［第３実施形態］
次に、図５を参照して、本発明の第３実施形態による浸透取水システム３００について説明する。この浸透取水システム３００では、上記第２実施形態の浸透取水システム２００に、２つの浸透取水構造物１０２および２０２を上下方向に設けて２段構造にした例について説明する。なお、上記第１および第２実施形態と同様の構成は、第１および第２実施形態と同じ符号を付して図示するとともに説明を省略する。また、浸透取水システム３００は、本発明の「護岸壁用浸透取水システム」の一例であり、浸透取水構造物２０２は、本発明の「構造物」の一例である。
（浸透取水システムの構成）
本発明の第３実施形態による浸透取水システム３００は、図５に示すように、護岸壁２０１の外壁面１ａ（原水側）に設置され、ろ過材２３が収容される２つの浸透取水構造物１０２および２０２と、取水池３と、浸透取水構造物１０２または２０２と取水池３とを接続する複数のスクリーン管１０４とを備えている。
＜浸透取水構造物の構造＞
浸透取水構造物１０２および２０２は、上下方向（Ｚ方向）に所定の間隔を隔てて形成されることによって、２段構造に形成されている。また、下側（Ｚ２側）の浸透取水構造物１０２は、第２実施形態の浸透取水構造物１０２と同様の構成を有している。一方、上側（Ｚ１側）の浸透取水構造物２０２の壁部２２０は、第２実施形態の浸透取水構造物１０２の壁部２０の構成に加えて、水平面内で延びる底部２２０ｄを含んでいる。この壁部２２０は、護岸壁２０１と一体的に形成されている。また、上側の浸透取水構造物２０２の壁部２２０は、原水の水面Ｓ１よりも下方の高さ位置まで形成されている。
また、浸透取水構造物２０２には、ろ過材２３が収容されるろ過材収容部２２１が設けられている。ろ過材収容部２２１は、底部２２０ｄを含む壁部２２０の内壁面２０ｃと、護岸壁２０１の外壁面１ａとによって区画された空間として設けられている。また、浸透取水構造物２０２のろ過材収容部２２１（ろ過材２３）の下部に、複数のスクリーン管１０４が配置されている。
また、第３実施形態では、浸透取水構造物１０２および２０２（ろ過材収容部１２１および２２１）のろ過材２３は、略同時に逆洗が行われるように構成されている。これにより、上側の浸透取水構造物２０２（ろ過材収容部２２１）からの排水が、下側の浸透取水構造物１０２（ろ過材収容部１２１）から取水されるのを抑制することが可能である。なお、第３実施形態のその他の構成は、上記第１および第２実施形態と同様である。
（第３実施形態の効果）
第３実施形態では、以下のような効果を得ることができる。
第３実施形態では、上記のように、ろ過材収容部１２１および２２１をそれぞれ含む浸透取水構造物１０２および２０２を護岸壁２０１の外壁面１ａに設置する。これにより、上記第１実施形態と同様に、浸透取水システム３００を設けるための設置工事を簡略化することができるとともに、スクリーン管１０４の構造を簡素化することができる。
また、第３実施形態では、浸透取水構造物１０２および２０２を、上下方向に所定の間隔を隔てて護岸壁２０１の外壁面１ａに設置することによって、浸透取水構造物１０２および２０２を設置可能な護岸壁２０１の長さが小さい場合であっても、必要な取水量を確実に確保することができる。なお、第３実施形態のその他の効果は、上記第１および第２実施形態と同様である。
［変形例］
なお、今回開示された実施形態は、すべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した実施形態の説明ではなく特許請求の範囲によって示され、さらに特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更（変形例）が含まれる。
たとえば、上記第１〜３実施形態では、本発明の護岸壁用浸透取水システムを、海水や汽水などの水（原水）から清澄な水（処理水）を得るためのシステムとして用いた例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明の護岸壁用浸透取水システムは、原水の種類や原水の取水位置に拘わらず、原水から異物が除去された処理水を必要とするすべての設備に適用可能である。たとえば、ろ過材収容部を含む構造物を湖畔などの護岸壁の外側面に設置するとともに、ろ過材を通過した処理水を護岸壁の内壁面側に導く導水部を設けることによって、本発明の護岸壁用浸透取水システムを、湖畔などからの水（原水）から清澄な水（処理水）を得るためのシステムとして用いてもよい。
また、上記第１〜第３実施形態では、水位差Ｈ１またはＨ２を利用して、取水時にろ過材２３内を原水側から処理水側に向かって水を通過させ、逆洗時にろ過材２３内を処理水側から原水側に向かって水を逆流させた例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、取水時にろ過材内を原水側から処理水側に向かって水を通過させ、逆洗時にろ過材内を処理水側から原水側に向かって水を逆流させることが可能なように構成されていればよい。たとえば、図６に示す第２実施形態の変形例（第１変形例）の浸透取水システム４００のように、取水池３ではなく、導水管３０３ａに接続されたポンプ３０３を用いて、取水時にろ過材２３内を原水側（上方）から処理水側（下方）に向かって水を通過させることが可能なように構成してもよい。なお、浸透取水システム４００では、ポンプ３０３を用いてろ過材２３内を下方から上方に向かって水を逆流させることによって、ろ過材２３を洗浄（逆洗）することも可能である。また、導水管３０３ａは、スクリーン管１０４に接続されている。また、浸透取水システム４００およびポンプ３０３は、それぞれ、本発明の「護岸壁用浸透取水システム」および「逆洗機構部」の一例である。
また、図７に示す第２変形例の浸透取水システム５００のように、上記第１実施形態の構成に加えて、波や流れにより発生する渦流や逆洗時の排水により巻き上げられたろ過材２３がろ過材収容部２１から流出するのを抑制するための流出抑制部４０１ｃを設けてもよい。流出抑制部４０１ｃは、ろ過材収容部２１の上方にろ過材収容部２１に対向するように形成されているとともに、護岸壁４０１から離れる方向に向かって斜め上方に傾斜するように、護岸壁４０１に一体的に設けられている。これにより、ろ過材２３が巻き上げられたとしても、巻き上げられたろ過材２３は流出抑制部４０１ｃに当たることによってその勢いが減衰される。この結果、巻き上げられたろ過材２３は沈降して、再度ろ過材収容部２１内に戻る。したがって、軽量のろ過材２３を用いた場合であっても、波や流れにより発生する渦流や逆洗時の排水に起因するろ過材２３の流出を抑制することが可能である。
さらに、流出抑制部４０１ｃを護岸壁４０１から離れる方向に向かって斜め上方に傾斜するように形成することによって、排水をろ過材収容部２１から離れる方向に導くことができるので、排水が取水されるのを抑制することが可能である。なお、この際、流出抑制部４０１ｃと壁部２０との間の開口部を、上部開口部４０６ａと下部開口部４０６ｂとに区切る壁部４０７を新たに設けてもよい。これにより、排水を上部開口部４０６ａからろ過材収容部２１から離れる方向に効率的に排出することが可能である。なお、浸透取水システム５００は、本発明の「護岸壁用浸透取水システム」の一例である。
また、上記第１実施形態では、ろ過材収容部２１の底部をスクリーン部２２により構成した例を示したが、本発明はこれに限られない。たとえば、図８に示す第３変形例のろ過材収容部５２１のように、上記第３実施形態の浸透取水構造物２０２の底部２２０ｄと同様に、壁部５２０および護岸壁５０１と一体的に設けられた底部５２０ｄをろ過材収容部５２１に設けてもよい。この底部５２０ｄには、底部５２０ｄを上下方向に貫通する複数の孔部５２０ｅが形成されている。また、側面に開口が設けられた複数の蓋部材５２２が、複数の孔部５２０ｅのろ過材収容部５２１側（上側）の端部を各々覆うように配置されている。これにより、孔部５２０ｅと蓋部材５２２の側面の開口とを介して、ろ過材２３と導水部４との間の水の流通が行われる。
また、上記第１〜第３実施形態では、逆洗時にろ過材内を下方から上方に向かって水を逆流させた例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、空圧機器などを用いて逆洗時にろ過材内を下方から上方に向かって空気を逆流させることによって、空気の流れに伴うようにろ過材内の水と異物とを排水として構造物の外部に排出してもよい。なお、図６に示した第１変形例に示す浸透取水システム４００では、導水管３０３ａに空気を逆流させて逆洗を行うことができるので、別個に逆洗のための配管を設ける必要がない。
また、上記第１および第２実施形態では、１つの浸透取水構造物を護岸壁に設置した例を示し、上記第３実施形態では、２段構造の浸透取水構造物１０２および２０２を護岸壁２０１に設置した例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、護岸壁に３つ（３段）以上の多段化された構造の浸透取水構造物を設置してもよい。
また、上記第２および第３実施形態では、ろ過材内に複数のスクリーン管を配置した例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、スクリーン管の代わりに、ろ過材が略通過しない程度の穴径を有する穴が複数形成された穴あき（多孔）パイプや、ろ過材が略通過しない程度の大きさの網目を有するとともに、枝管とろ過材との間を仕切る網状のスクリーンを用いてもよい。
また、上記第１〜第３実施形態では、護岸壁の外壁面をろ過材収容部の内壁面を構成するようにした例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、護岸壁の外壁面を用いずに、４辺を有する矩形状の浸透取水構造物の４つの内壁面により、ろ過材収容部の内壁面（内側面）を構成するようにしてもよい。
また、上記第１〜第３実施形態では、浸透取水構造物を護岸壁と一体的に形成した例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、浸透取水構造物を護岸壁と別個に形成した後、護岸壁の外壁面に設置するようにしてもよい。
１、１０１、２０１、４０１、５０１ 護岸壁
１ａ 外壁面
１ｂ （護岸壁の）内壁面
２、１０２、２０２、５０２ 浸透取水構造物（構造物）
３ 取水池（取水井、逆洗機構部）
４ 導水部
２０ｃ （構造物の）内壁面
２１、１２１、２２１、５２１ ろ過材収容部
２３ ろ過材
２３ａ 表面
１００、２００、３００、４００、５００ 浸透取水システム（護岸壁用浸透取水システム）
１０４ スクリーン管（導水部）
３０３ ポンプ（逆洗機構部）

Claims (7)

  1. 護岸壁の外壁面に設置され、ろ過材収容部を含む構造物と、
    前記構造物の前記ろ過材収容部内に収容されたろ過材と、
    前記ろ過材を通過した処理水を前記護岸壁の内壁面側に導く導水部と、
    前記護岸壁の内壁面側に設置され、前記護岸壁の外壁面側の原水の水位よりも低い水位を有する取水井と、を備え、
    前記護岸壁の外壁面近傍の原水の水位と前記取水井の水位との水位差により、原水が、前記ろ過材を通過して前記導水部を介して前記取水井に流入されるように構成されている、護岸壁用浸透取水システム。
  2. 護岸壁の外壁面に設置され、ろ過材収容部を含む構造物と、
    前記構造物の前記ろ過材収容部内に収容されたろ過材と、
    前記ろ過材を通過した処理水を前記護岸壁の内壁面側に導く導水部と、を備え、
    前記護岸壁の前記外壁面に波や流れが入射した場合に、前記ろ過材収容部内に収容された前記ろ過材の表面に渦流が発生する位置に、前記ろ過材が配置されている、護岸壁用浸透取水システム。
  3. 護岸壁の外壁面に設置され、ろ過材収容部を含む構造物と、
    前記構造物の前記ろ過材収容部内に収容されたろ過材と、
    前記ろ過材を通過した処理水を前記護岸壁の内壁面側に導く導水部と、を備え、
    前記構造物は、前記護岸壁と一体的に形成されている、護岸壁用浸透取水システム。
  4. 護岸壁の外壁面に設置され、ろ過材収容部を含む構造物と、
    前記構造物の前記ろ過材収容部内に収容されたろ過材と、
    前記ろ過材を通過した処理水を前記護岸壁の内壁面側に導く導水部と、
    前記導水部側から前記ろ過材側に向かって水を逆流させることにより前記ろ過材を洗浄する逆洗機構部と、を備える、護岸壁用浸透取水システム。
  5. 護岸壁の外壁面に設置され、ろ過材収容部を含む構造物と、
    前記構造物の前記ろ過材収容部内に収容されたろ過材と、
    前記ろ過材を通過した処理水を前記護岸壁の内壁面側に導く導水部と、を備え、
    前記構造物は、上下方向に所定の間隔を隔てて前記護岸壁の外壁面に複数組設置されている、護岸壁用浸透取水システム。
  6. 前記構造物の前記ろ過材収容部は、前記護岸壁の外壁面に沿って水面と略平行に延びるように設けられている、請求項１〜５のいずれか１項に記載の護岸壁用浸透取水システム。
  7. 前記構造物は、前記構造物の内壁面と前記護岸壁の外壁面とが前記ろ過材収容部の内壁面を構成するように、前記護岸壁の外壁面に設置されている、請求項１〜６のいずれか１項に記載の護岸壁用浸透取水システム。
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