JP6826495B2 - 漏水位置検出システム - Google Patents

Description

本発明は、廃棄物処分場などに敷設される遮水シートの漏水位置を検出するためのシステムに関する。

廃棄物処分場などでは、廃棄物中の液体が外部へ流れ出ること、廃棄物中の液体が地下水を汚染することなどを防ぐために、廃棄物が廃棄される窪地の上に遮水シートが敷設されることがある。このような遮水シートでは、亀裂などの破損が生じているとその役割を十分に果たせなくなるおそれがある。そのため、通常、破損の有無が定期的に検査され、遮水シートが破損している場合には破損が補修される。

遮水シートの破損の有無及び位置を検出するための漏水位置検出システムとして、例えば特許文献１に記載の漏水発生位置検出方式が提案されている。

特許文献１に記載の漏水発生位置検出方式は、遮水シートの上下どちらか一方の側に設けられた第１の電極と、遮水シートの他方の側に設けられ、複数の線状電極を格子状になるように配置するとともに、それらの交点部分には絶縁処理を施して成る第２の格子状の線状電極と、第１の電極に一端側を接続した電源と、電流検出回路と、電極切換器とを含む。

特許文献１に記載の電極切換器は、第２の格子状の線状電極における一本の線状電極のみを選択して電流検出回路に接続し、他の線状電極はすべて電源の他端側へ接続する。この電極切換器は、第２の格子状の線状電極の一端側にそれぞれ接続された複数のベース端子と、これら複数のベース端子に対応し電流検出回路に共通に接続された複数の第１の切換端子と、複数のベース端子に対応し電源の他方に共通に接続された複数の第２の切換端子とを有する。

選択された一本の線状電極の近傍で遮水シートが破損している場合、選択された一本の線状電極と第１の電極とは、遮水シートの破損個所から流れ出る液体を介して導通する。これにより、特許文献１に記載の漏水発生位置検出方式は、選択された一本の線状電極に流れる電流を検出して遮水シートにおける漏水の有無を検出する。また、漏水が検出されたときに選択されていた線状電極の位置に基づいて、漏水の位置が検出される。

そして、漏水が検出された場合、その検出された位置に対応する箇所の廃棄物などを掘り起こして、遮水シートが補修される。

特開平１１−２４８５９０号公報

一般的な廃棄物処分場などにおける遮水シートの検査の１つに、竣工時に遮水シートの破損を点検する竣工検査がある。竣工検査の時には廃棄物が廃棄されていないため、廃棄物処分場の施工中の雨などによる水気が遮水シート上にあるものの、廃棄物に含まれるほどの液体が遮水シート上にあることは稀である。

特許文献１に記載の漏水発生位置検出方式では、上述のように、破損個所から流れ出る液体を介して第１の電極と線状電極とが導通することを利用して破損の有無及び位置を検出する。そのため、特許文献１に記載の漏水発生位置検出方式を竣工検査に適用したとしても、遮水シート上の液体が通常乏しいため、破損の有無及び位置を検出できない可能性が高い。

本発明は、上述の事情に鑑みてなされたもので、竣工検査にて遮水シートの破損の有無及び位置を検出することが可能な漏水位置検出システムを提供することを目的とする。

上記目的を達成するため、本発明に係る漏水位置検出システムは、
電力を供給する電源と、
前記電源によって予め定められた電圧が印加される少なくとも１つの印加電極と、
液体の流通を遮るための遮水シートと、
前記遮水シートを介して前記印加電極と反対の領域に配置された複数の測定電極と、
前記複数の測定電極のうちの電気的に接続された測定電極に流れる電流値を測定する電流測定回路と、
前記複数の測定電極の各々と前記電流測定回路との電気的な接続と絶縁とを切り替える第１の切替器とを備え、
複数の測定電極の各々は、線状であり、他の少なくとも一部の測定電極と互いに交差するように設けられ、当該他の少なくとも一部の測定電極との交点にて互いに絶縁されており、
前記遮水シートは、絶縁性のシートである絶縁部と、当該絶縁部の一面に一体的に設けられた良導体とを有し、
前記良導体は、前記印加電極と前記複数の測定電極とのいずれかに電気的に接続されており、
前記印加電極は、線状の電極であって、互いに平行に複数設けられており、
前記漏水位置検出システムは、
前記複数の印加電極の各々と、前記電流測定回路、前記電源及び基準電圧のいずれかとの間で電気的な接続を切り替える第２の切替器と、
電気的に、前記第１の切替器及び前記第２の切替器と、前記電流測定回路との間に介在する第３の切替器とをさらに備え、
前記第３の切替器は、前記電流測定回路と、前記第１の切替器及び前記第２の切替器のいずれかの切替器との間で電気的な接続を切り替える。

本発明によれば、竣工検査にて遮水シートの破損の有無及び位置を正確に検出することが可能になる。

本発明の一実施の形態に係る漏水位置検出システムの構成を示す図である。 一実施の形態に係る上シートを上方から見た図である。 一実施の形態に係る上シートを前方から見た部分拡大図である。 一実施の形態に係る制御装置の機能的な構成を示す図である。 破損箇所の近傍を拡大した断面図である。 本発明の一実施の形態に係る漏水位置検出システムの施工方法の流れの一例を示す図である。 変形例１に係る漏水位置検出システムの構成を示す図である。 変形例１に係る漏水位置検出システムの施工方法の流れの一例を示す図である。 変形例２に係る漏水位置検出システムの構成を示す図である。

以下、本発明の一実施の形態について、図面を参照しつつ説明する。全図を通じて同一の要素には同一の符号を付す。また、前後上下左右の方向を示す用語は、説明のために用いるのであって、本発明を限定する趣旨ではない。

（漏水位置検出システムの構成）
本発明の一実施の形態に係る漏水位置検出システム１００は、廃棄物処分場などで、廃棄物が廃棄される窪地の上に敷設される上シート１０４の破損の有無及び位置を検出するためのシステムである。漏水位置検出システム１００は、図１に示すように、電源１０１と、複数の印加電極１０２＿１〜１０２＿３と、ベントナイトマット１０３と、上シート１０４と、複数の測定電極１０５＿Ａ１〜１０５＿Ａ５，１０５＿Ｂ１〜１０５＿Ｂ５と、下シート１０６と、電流測定回路１０７と、不織布１０８と、第１の切替器１０９と、第２の切替器１１０と、第３の切替器１１１と、制御装置１１２とを備える。

電源１０１は、交流の電力を供給する装置である。電源１０１から供給される電力の周波数、電圧の大きさなどは、例えば制御装置１１２を通じてユーザにより適宜設定される。なお、電源１０１は、コンセントなどから供給される商業電源などであってもよく、直流電源であってもよい。

複数の印加電極１０２＿１〜１０２＿３の各々は、予め定められた電圧が電源１０１によって印加される線状の電極である。複数の印加電極１０２＿１〜１０２＿３は、前後方向に向けて互いに平行に設けられている。印加電極１０２＿１〜１０２＿３の各々を特に区別しない場合、以下では、印加電極１０２とも表記する。

ベントナイトマット１０３は、複数の印加電極１０２の下に設けられるマットである。ベントナイトマット１０３は、ベントナイトを主たる材料としており、優れた吸水性を発揮する。

なお、ベントナイトマット１０３は、吸水性を有する部材の一例である。吸水性を有する部材の材料は、不織布、織布、砂などの土質材料などであってもよく、上面が複数の印加電極１０２を含む予め定められた領域を覆う程度に前後左右に広がっていれば厚みは適宜変更されてもよい。

上シート１０４は、液体の流通を遮るためのシートであって、窪地に廃棄された廃棄物中の液体が外部へ流れ出ることや廃棄物中の液体が地下水を汚染することなどを防ぐために設けられる。

上シート１０４は、絶縁性のシートである絶縁部１１３＿ａと、当該絶縁部の一面（本実施の形態では下面）に一体的に設けられた良導体１１３＿ｂとを有し、遮水シートに相当する。良導体１１３＿ｂは、上シート１０４の一面を実質的に等電位にできる導電性の層であり、例えば、カーボンやアルミニウム、銅などの金属の材料を片面に薄く混ぜ込むこと、金属の蒸着などによって設けられる。良導体１１３＿ｂには、複数の印加電極１０２に電気的に接続されており、これによって電圧が印加される。

本実施の形態に係る上シート１０４は、上方から見た図２に示すように、固定部ＦＰにて複数の帯状の上シート１０４を繋ぎ合わせて構成されている。固定部ＦＰは、図１の点線丸囲み部Ｃを拡大して図３に示すように、隣接する帯状の上シート１０４が互いに固定された部分である。すなわち、隣接する帯状の上シート１０４は、外縁近傍が互いに重なり合うように配置され、その重なり合った部分の少なくとも一部が、固定部ＦＰとして互いに固定されている。

隣接する帯状の上シート１０４は、すき間から液体が流通しないように、溶着、接着などによって固定部ＦＰにて固定されればよい。また、上シート１０４が、一枚のシートで構成されてもよいのは勿論である。

なお、良導体１１３＿ｂを印加電極１０２によって印加するには、印加電極１０２の少なくとも１つ又は一部と帯状の良導体１１３＿ｂの各々とが電気的に接続していればよい。また、印加電極１０２は、例えば蛇行した形状をなす１本の線状の電極であってもよい。

複数の測定電極１０５＿Ａ１〜１０５＿Ａ５，１０５＿Ｂ１〜１０５＿Ｂ５は、上シート１０４を介して複数の印加電極１０２と反対の領域に配置される電極である。複数の測定電極１０５＿Ａ１〜１０５＿Ａ５，１０５＿Ｂ１〜１０５＿Ｂ５の各々を特に区別しない場合、以下では、測定電極１０５とも表記する。

複数の測定電極１０５の各々は、線状であり、他の少なくとも一部の測定電極１０５と互いに交差するように設けられている。複数の測定電極１０５の各々は、他の測定電極１０５と交差する交点に絶縁部材１１４が固定されており、これによって、当該他の測定電極１０５と導通しないように互いに絶縁されている。

なお、測定電極１０５同士の交点における絶縁処理の方法は、絶縁部材１１４を固定する方法に限られず、例えば、交点近傍にのみ被覆処理を施すなどであってもよい。

詳細には、複数の測定電極１０５は、複数の第１電極１０５＿Ａ１〜１０５＿Ａ５と、複数の第２電極１０５＿Ｂ１〜１０５＿Ｂ５とを含んで、格子状に設けられている。

複数の第１電極１０５＿Ａ１〜１０５＿Ａ５の各々は、左右方向に延在する直線状の電極である。本実施の形態では、複数の第１電極１０５＿Ａ１〜１０５＿Ａ５は、前後に等間隔で設けられている。複数の第２電極１０５＿Ｂ１〜１０５＿Ｂ５の各々は、前後方向に延在する直線状の電極である。本実施の形態では、複数の第２電極１０５＿Ｂ１〜１０５＿Ｂ５は、左右に等間隔で設けられている。

また、本実施の形態では、第１電極１０５＿Ａ１〜１０５＿Ａ５同士の前後の間隔と、第２電極１０５＿Ｂ１〜１０５＿Ｂ５同士の左右の間隔とは、等しい。すなわち、複数の第１電極１０５＿Ａ１〜１０５＿Ａ５と複数の第２電極１０５＿Ｂ１〜１０５＿Ｂ５とは、等しい間隔Ｌで設けられている。

なお、複数の測定電極１０５は、他の少なくとも一部の測定電極１０５と互いに交差するように設けられていれば、本実施の形態の態様に限られない。例えば、第１電極１０５＿Ａ１〜１０５＿Ａ５同士が、互いに平行でなくてもよく、等間隔でなくてもよく、曲線状であってもよい。また例えば、第２電極１０５＿Ｂ１〜１０５＿Ｂ５同士も、互いに平行でなくてもよく、等間隔でなくてもよく、曲線状であってもよい。

下シート１０６は、ベントナイトマット１０３の下に敷かれるシートであり、良導体１１３＿ｂを有しないことを除いて上シート１０４と同様であってよい。下シート１０６と上シート１０４とは、外縁近傍が液体を流通させない（液密な）袋状に固着される。複数の印加電極１０２と第２の切替器１１０とを接続する配線を、下シート１０６と上シート１０４との間から導出する箇所には、下シート１０６と上シート１０４との間へ液体が浸入しないように防水処理が施される。これによって、ベントナイトマット１０３は、下シート１０６と上シート１０４とで形成される防水空間の中に密封される。

電流測定回路１０７は、複数の印加電極１０２及び複数の測定電極１０５のうち、後述する切替器１０９〜１１１を介して電流測定回路１０７に電気的に接続された電極１０２，１０５の間に流れる電流値を測定する。

第１の切替器１０９は、複数の測定電極１０５の各々と電流測定回路１０７との電気的な接続と絶縁とを切り替えるための切替器である。

本実施の形態では、第１の切替器１０９は、図１に示すように、複数の測定電極１０５＿Ａ１〜１０５＿Ａ５，１０５＿Ｂ１〜１０５＿Ｂ５のそれぞれに対応付けられた１０個のスイッチを有する。第１の切替器１０９の各スイッチは、検出用端子Ｓ１と、第１測定用端子Ｓ２と、第１基準端子Ｓ３と、を有し、検出用端子Ｓ１と第１基準端子Ｓ３とのいずれを第１測定用端子Ｓ２に接続するかを切り替える。

検出用端子Ｓ１は、測定電極１０５＿Ａ１〜１０５＿Ａ５，１０５＿Ｂ１〜１０５＿Ｂ５のいずれか１つに電気的に接続された端子である。第１測定用端子Ｓ２は、電流測定回路１０７に電気的に接続され得る配線Ｌ１が電気的に接続された端子である。第１基準端子Ｓ３は、基準電圧となる配線Ｌ２が電気的に接続された端子である。

第１の切替器１０９のスイッチが検出用端子Ｓ１を第１測定用端子Ｓ２に接続すると、後述する第３の切替器１１１が第１の切替器１０９を電流測定回路１０７に接続するように設定された状態である場合、当該スイッチに接続された測定電極１０５と電流測定回路１０７とが電気的に接続される。

第１の切替器１０９のスイッチが、第１基準端子Ｓ３を第１測定用端子Ｓ２に接続すると、当該スイッチに接続された測定電極１０５と電流測定回路１０７とが電気的に絶縁されて、測定電極１０５が基準電圧になる。

第２の切替器１１０は、複数の印加電極１０２の各々と、電流測定回路１０７、電源１０１及び基準電圧のいずれか１つとの間で電気的な接続を切り替えるための切替器である。

本実施の形態では、第２の切替器１１０は、図１に示すように、複数の印加電極１０２＿１〜１０２＿３のそれぞれに対応付けられた３個のスイッチを有する。第２の切替器１１０の各スイッチは、印加電極端子Ｔ１と、第２測定用端子Ｔ２と、電源端子Ｔ３と、第２基準端子Ｔ４と、を有し、第２測定用端子Ｔ２と電源端子Ｔ３と第２基準端子Ｔ４とのいずれを印加電極端子Ｔ１に接続するかを切り替える。

印加電極端子Ｔ１は、印加電極１０２＿１〜１０２＿３のいずれか１つが電気的に接続された端子である。第２測定用端子Ｔ２は、電流測定回路１０７に電気的に接続され得る配線Ｌ３が電気的に接続された端子である。電源端子Ｔ３は、電源１０１に接続されて印加される配線Ｌ４が電気的に接続された端子である。第２基準端子Ｔ４は、配線Ｌ２が電気的に接続された端子である。

第２の切替器１１０のスイッチが、第２測定用端子Ｔ２を印加電極端子Ｔ１に接続すると、後述する第３の切替器１１１が第２の切替器１１０を電流測定回路１０７に接続するように設定された状態である場合、当該スイッチに接続された印加電極１０２と電流測定回路１０７とが電気的に接続される。

第２の切替器１１０のスイッチが、電源端子Ｔ３を印加電極端子Ｔ１に接続すると、当該スイッチに接続された印加電極１０２と電源１０１とが電気的に接続される。

第２の切替器１１０のスイッチが、第２基準端子Ｔ４を印加電極端子Ｔ１に接続すると、当該スイッチに接続された印加電極１０２が基準電圧になる。

第３の切替器１１１は、電気的に、第１の切替器１０９及び第２の切替器１１０と、電流測定回路１０７との間に介在する。第３の切替器１１１は、電流測定回路１０７と、第１の切替器１０９及び第２の切替器１１０のいずれかの切替器との間で電気的な接続を切り替える。

本実施の形態では、第３の切替器１１１は、図１に示すように、第１切替用端子Ｕ１と、第２切替用端子Ｕ２と、測定器端子Ｕ３と、を有し、第１切替用端子Ｕ１と第２切替用端子Ｕ２とのいずれを測定器端子Ｕ３に接続するかを切り替える。

第１切替用端子Ｕ１は、配線Ｌ１が電気的に接続された端子である。第２切替用端子Ｕ２は、配線Ｌ２が電気的に接続された端子である。測定器端子Ｕ３は、電流測定回路１０７に電気的に接続された配線Ｌ５が電気的に接続された端子である。

第３の切替器１１１が、第１切替用端子Ｕ１を測定器端子Ｕ３に接続すると、電流測定回路１０７と第１の切替器１０９とが配線Ｌ１及びＬ５を通じて電気的に接続される。

第３の切替器１１１が、第２切替用端子Ｕ２を測定器端子Ｕ３に接続すると、電流測定回路１０７と第２の切替器１１０とが配線Ｌ３及びＬ５を通じて電気的に接続される。

不織布１０８は、複数の測定電極１０５を保護するため、複数の測定電極１０５の上に設けられるマットである。

制御装置１１２は、電源１０１、電流測定回路１０７、第１の切替器１０９、第２の切替器１１０及び第３の切替器１１１と通信可能に接続されており、これらの機器を制御する。それによって、制御装置１１２は、例えば、電流測定回路１０７によって測定された電流値を取得し、取得した電流値に基づいて上シート１０４の破損の検出及びその位置の推定を行う。

詳細には、制御装置１１２は、複数の測定電極１０５の各々に流れる電流値を取得する。このとき、制御装置１１２は、測定された測定電極１０５がいずれであるかを識別するための識別情報と、電流値を示す電流値情報とを対応付けて取得する。そして、制御装置１１２は、取得した電流値に基づいて、上シート１０４に破損があるか否かを判定し、破損がある場合には、その位置を推定する。

制御装置１１２は、機能的には図４に示すように、破損検出部１１５と、位置推定部１１６と、破損確認部１１７と、を有する。

破損検出部１１５は、すべての印加電極１０２と電源１０１とが電気的に接続されるように第２の切替器１１０を設定し、かつ、電流測定回路１０７と第１の切替器１０９とが電気的に接続されるように第３の切替器１１１を設定する。この状態（検出モード）で、破損検出部１１５は、測定電極１０５＿Ａ１〜１０５＿Ａ５，１０５＿Ｂ１〜１０５＿Ｂ５の各々を順次、電流測定回路１０７に電気的に接続するように、第１の切替器１０９を制御する。これによって、破損検出部１１５は、複数の測定電極１０５＿Ａ１〜１０５＿Ａ５，１０５＿Ｂ１〜１０５＿Ｂ５の各々に流れる電流値を取得する。破損検出部１１５は、取得した電流値の各々と第１閾値とを比較し、比較した結果に基づいて、上シート１０４の破損を検出する。

なお、第１〜第３の切替器１１１の設定は、ユーザなどが手動で行ってもよい。

詳細には例えば、破損検出部１１５は、取得した電流値に予め設定された第１閾値を超える値が含まれる場合に、上シート１０４に破損があると判定する。また、破損検出部１１５は、取得した電流値のすべてが第１閾値以下である場合に、上シート１０４に破損がないと判定する。

例えば、図２に二点鎖線で示すように、４本の測定電極１０５＿Ａ１，１０５＿Ａ２，１０５＿Ｂ２，１０５＿Ｂ３で囲まれた上シート１０４の領域に、穴が開いた破損箇所Ｂがあるとする。測定電極１０５＿Ａ１，１０５＿Ａ２，１０５＿Ｂ２，１０５＿Ｂ３の各々と破損箇所Ｂとの距離は、測定電極１０５＿Ａ１、測定電極１０５＿Ｂ２、測定電極１０５＿Ｂ３、測定電極１０５＿Ａ２の順で近いものとする。

この場合、検出モードで測定電極１０５＿Ａ１を電流測定回路１０７に電気的に接続すると、図５に示すように、印加電極１０２、良導体１１３＿ｂ、砂Ｓや不織布１０８に含まれる雨水などの水気を介して、測定電極１０５＿Ａ１に電流が流れる。

ここで、砂Ｓは、廃棄物処分場などにおいて上シート１０４の上に通常、数十センチ程度の厚さで敷かれるものである。また、図５では、図を分かり易くするため、各部の大きさの比率が実際とは異なることがある。

同様に、測定電極１０５＿Ａ２，１０５＿Ｂ２，１０５＿Ｂ３の各々についても、電流測定回路１０７に電気的に接続されると、電流が流れる。破損検出部１１５は、測定電極１０５＿Ａ１，１０５＿Ａ２，１０５＿Ｂ２，１０５＿Ｂ３の電流値に基づいて、破損があると判定する。

詳細には例えば、測定電極１０５＿Ａ１，１０５＿Ａ２，１０５＿Ｂ２，１０５＿Ｂ３の電流値に基づいて、測定電極１０５＿Ａ１，１０５＿Ａ２，１０５＿Ｂ２，１０５＿Ｂ３の各交点の電流値を求め、交点の電流値の少なくとも１つが第１閾値を超える場合に、破損があると判定する。交点の電流値は、その交点を通る前後方向及び左右方向の各測定電極の電流値を足し合わせることによって求められる。

位置推定部１１６は、破損検出部１１５によって破損があると判定された場合、すなわち、上シート１０４の破損が検出された場合、破損検出部１１５によって取得された電流値のうち値が大きい４つの電流値に基づいて、上シート１０４の破損の位置を推定する。

詳細には例えば、位置推定部１１６は、破損検出部１１５によって取得された電流値のうち値が大きい４つの電流値を取得する。そして、位置推定部１１６は、破損検出部１１５によって検出された破損が、４つの電流値の各々に対応する測定電極１０５で囲まれた上シート１０４の領域内にあると推定する。

通常、上シート１０４に破損がある場合、測定電極１０５を流れる電流の大きさは、破損している場所と測定電極１０５との距離が近い程、大きくなる。そのため、図２に二点鎖線で示す破損箇所Ｂの例では、位置推定部１１６は、測定電極１０５＿Ａ１，１０５＿Ａ２，１０５＿Ｂ２，１０５＿Ｂ３の電流値を取得する。これにより、位置推定部１１６は、破損検出部１１５によって検出された破損箇所Ｂが、４本の測定電極１０５＿Ａ１，１０５＿Ａ２，１０５＿Ｂ２，１０５＿Ｂ３で囲まれた上シート１０４の領域内にあると推定する。

さらに、位置推定部１１６は、破損があると推定された領域を囲む測定電極１０５の電流値に基づいて、破損があると推定された上シート１０４の領域内のどこが破損しているか、すなわち検出された破損のより詳細な位置を推定する。

例えば、測定電極１０５＿Ａ１、測定電極１０５＿Ａ２、測定電極１０５＿Ｂ２、測定電極１０５＿Ｂ３のそれぞれの電流値が、ａ、ｂ、ｃ、ｄであるとする。この場合、測定電極１０５或いはその交点を流れる電流値が、破損箇所Ｂからの距離に比例すると仮定して、位置推定部１１６は、破損箇所Ｂの位置を推定する。

破損確認部１１７は、破損検出部１１５によって破損が検出された場合に、隣接する印加電極１０２の各組み合わせについて、一方の印加電極１０２に印加し、他の印加電極１０２を電流測定回路１０７に電気的に接続するように、第２の切替器１１０及び第３の切替器１１１を設定する。この状態（確認モード）で、破損確認部１１７は、電流測定回路１０７によって測定された電流値が予め定められた第２閾値を超える場合に、当該処理対象となっている印加電極１０２の間に破損があると判定する。確認モードでは、処理対象となっている印加電極１０２の組み合わせに含まれない印加電極１０２は、基準電圧に接続されるとよい。

詳細には例えば、破損確認部１１７は、隣接する印加電極１０２＿１及び１０２＿２の組み合わせを処理対象とした場合、一方の印加電極１０２＿１に印加し、他の印加電極１０２＿２を電流測定回路１０７に電気的に接続する。このとき、印加電極１０２＿３は、基準電圧に接続されるとよい。なお、印加電極１０２＿２に印加し、印加電極１０２＿１を電流測定回路１０７に電気的に接続してもよい。

図２に二点鎖線で示す破損箇所Ｂが上シート１０４にある場合、破損箇所Ｂを通じて水気がベントナイトマット１０３に吸収されている。そのため、印加電極１０２＿１に印加した、印加電極１０２＿２を電流測定回路１０７に電気的に接続した確認モードでは、ベントナイトマット１０３に吸収された水気によって、隣接する印加電極１０２＿１及び１０２＿２の間で電流が流れる。その結果、電流測定回路１０７によって測定される電流値が第２閾値を超えると、破損確認部１１７は、隣接する印加電極１０２＿１及び１０２＿２の間に破損があると判定する。

次に、隣接する印加電極１０２＿２及び１０２＿３の組み合わせを処理対象とした場合、図２に二点鎖線で示す破損箇所Ｂが上シート１０４にある例では、隣接する印加電極１０２＿２及び１０２＿３は、乾燥している。そのため、電流測定回路１０７によって測定される電流値が第２閾値を超えず、破損確認部１１７は、隣接する印加電極１０２＿２及び１０２＿３の間に破損がないと判定する。

このように、破損検出部による検出の結果が誤りでないか否かを破損確認部１１７によってチェックすることができ、破損の検出の精度を向上させることが可能になる。

また、位置推定部１１６によって推定された破損箇所Ｂの位置が、破損確認部１１７により破損があると判定された印加電極１０２＿２及び１０２＿３の間に含まれているか否かによって、より正確に破損検出部による検出の結果をチェックすることができる。従って、破損の検出の精度をより向上させることが可能になる。

なお、制御装置１１２は、物理的には例えば、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）、ＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）、フラッシュメモリ、通信インタフェースなどから構成されるとよい。そして、上述の制御装置１１２が備える各機能又は制御装置１１２が実行する処理は、例えば、ＣＰＵが予めインストールされたソフトウェア・プログラム（単に、「プログラム」ともいう。）を、ＲＡＭをワークスペースとして実行することによって実現される。

これまで、本発明の一実施の形態に係る漏水位置検出システム１００の構成について説明した。ここから、本実施の形態に係る漏水位置検出システム１００の施工方法の一例を説明する。

（漏水位置検出システムの施工方法）
漏水位置検出システム１００は、例えば、廃棄物処分場などの構造物の建設地に、廃棄物を廃棄するための窪地が造成された後、その窪地を利用して施工される。図６は、本発明の一実施の形態に係る漏水位置検出システム１００の施工方法の一例である。

図６に示すように、漏水位置検出システム１００を構成する部品が準備される（工程１）。

ここで、漏水位置検出システム１００を構成する部品は、下シート１０６、ベントナイトマット１０３、複数の印加電極１０２＿１〜１０２＿３、上シート１０４、複数の測定電極１０５＿Ａ１〜１０５＿Ａ５，１０５＿Ｂ１〜１０５＿Ｂ５、不織布１０８、電源１０１、電流測定回路１０７、制御装置１１２、第１の切替器１０９、第２の切替器１１０、第３の切替器１１１、及び、配線Ｌ１〜Ｌ４を含む配線を含む。

下シート１０６が、造成された窪地（地面）の上に敷設される（工程２）。

ベントナイトマット１０３が、工程２にて敷設された下シート１０６の上に敷設される（工程３）。

複数の印加電極１０２＿１〜１０２＿３が、工程３にて敷設されたベントナイトマット１０３の上に配置される（工程４）。この工程によって、複数の印加電極１０２が、造成した窪地の上に配置される。

上シート１０４が、工程４にて配置された複数の印加電極１０２の上に敷設される（工程４）。この工程において、上シート１０４は、良導体１１３＿ｂを下方に向けて配置される。これによって、良導体１１３＿ｂと複数の印加電極１０２とが接触し、電気的に導通する。

本実施の形態では、上述のように、上シート１０４が複数の帯状の上シート１０４を接続して構成されており、良導体１１３＿ｂは、上シート１０４に設けられる。そのため、良導体１１３＿ｂは、複数の帯状の良導体１１３＿ｂから構成される。工程４では、良導体１１３＿ｂが設けられた上シート１０４は、複数の帯状の良導体１１３＿ｂの各々が複数の印加電極１０２の少なくとも１つと接触して電気的に導通するように、良導体１１３＿ｂを下方に向けて複数の印加電極１０２の上に敷設される。

下シート１０６と上シート１０４とは、各々の外縁近傍が液密に互いに固着され、これらのシート１０６，１０４の間に防水空間を形成するように密封される（工程６）。

このとき、複数の印加電極１０２と第２の切替器１１０とを接続する配線を外部へ導出しつつ、この導出する箇所から下シート１０６と上シート１０４との間へ液体が浸入しないように防水処理が施される。これによって、ベントナイトマット１０３は、液密な防水空間の中に収容される。そのため、上シート１０４の破損などがなければ、通常は濡れないようにベントナイトマット１０３は設置される。

複数の測定電極１０５＿Ａ１〜１０５＿Ａ５，１０５＿Ｂ１〜１０５＿Ｂ５が、工程５にて敷設された上シート１０４の上に配置される（工程７）。この工程によって、複数の測定電極１０５が、上シート１０４の上に配置される。

詳細には、複数の第２電極１０５＿Ｂ１〜１０５＿Ｂ５が、左右に並べて等間隔Ｌで配置される。その後、複数の第１電極１０５＿Ａ１〜１０５＿Ａ５が、前後に並べて等間隔Ｌで配置される。第２電極１０５＿Ｂ１〜１０５＿Ｂ５の各々と複数の第１電極１０５＿Ａ１〜１０５＿Ａ５の各々とが交差する交点には、ゴムなどの絶縁性の材料で作られた概ね正方形のシートである絶縁部材１１４が固定される。絶縁部材１１４は、例えば接着剤で固定されるとよい。

不織布１０８が、工程７にて設置された複数の測定電極１０５の上に敷設される（工程８）。

配線Ｌ１〜Ｌ４を含む配線が、複数の印加電極１０２、複数の測定電極１０５、電源１０１、電流測定回路１０７、制御装置１１２、第１の切替器１０９、第２の切替器１１０及び第３の切替器１１１に接続される（工程９）。

これによって、複数の印加電極１０２、複数の測定電極１０５、電源１０１、電流測定回路１０７、制御装置１１２、第１の切替器１０９、第２の切替器１１０及び第３の切替器１１１が、配線によって、図１に示すように電気的に接続される。

これによって、本実施の形態に係る漏水位置検出システム１００の施工が完了する。

本実施の形態によれば、上シート１０４の一面に良導体１１３＿ｂが設けられている。そのため、検出モードで印加電極１０２に印加すると、砂Ｓ及び不織布１０８に含まれた程度の比較的僅かな水気であっても、上シート１０４に破損が生じている場合、破損箇所の近傍の印加電極１０２及び測定電極１０５が、良導体１１３＿ｂを介して導通する。

これにより、上シート１０４の上の水気が比較的乏しいことが多い竣工検査であっても、検出モードで測定電極１０５の各々に流れる電流値を電流測定回路１０７により計測することによって、複数の測定電極１０５に電流が流れるか否かに基づいて、上シート１０４に破損が生じているか否かを判定することができる。また、電流が流れた測定電極１０５の位置関係に基づいて、上シート１０４のいずれの領域に破損が生じているかを推定することができる。従って、竣工検査にて上シート１０４の破損の有無及び位置を検出することが可能になる。

本実施の形態によれば、位置推定部１１６が、複数の測定電極１０５の各々に流れる電流値のうち値が大きい４つの電流値の比率に基づいて、上シート１０４の破損の位置を推定する。これにより、複数の測定電極１０５によって画される上シート１０４の領域内のどこが破損しているか、より精度の良い破損の位置を得ることができる。従って、竣工検査にて上シート１０４の破損のより精度の良い位置を検出することが可能になる。

本実施の形態によれば、線状の印加電極１０２が互いに平行に複数設けられている。また、印加電極１０２の各々の接続先を電流測定回路１０７と電源１０１と基準電圧とのいずれかに切り替えることができる第２の切替器１１０を備える。これにより、確認モードに設定して、検出処理によって検出された破損が誤りでないか否かを確認するための確認処理を行うことができる。従って、竣工検査にて上シート１０４の破損の有無をより正確に検出することが可能になる。

本実施の形態によれば、第３の切替器が設けられる。これにより、検出処理と確認処理とを容易に切り替えることが可能になる。

（変形例１）
図７に示すように、本変形例に係る漏水位置検出システム２００では、複数の印加電極１０２と複数の測定電極１０５とが、実施の形態に係るそれぞれとは上シート１０４を介して上下逆に設けられる。すなわち、本変形例では、複数の印加電極１０２が、上シート１０４の上に配置される。また、複数の測定電極１０５が、上シート１０４の下に配置されて、良導体１１３＿ｂに接触する。

本変形例によれば、上シート１０４に破損が生じると、破損箇所の近傍の印加電極１０２及び測定電極１０５が、実施の形態と同様に、砂Ｓ及び不織布１０８に含まれた水気と良導体１１３＿ｂとを介して導通する。

そのため、実施の形態と同様に、検出モードで複数の測定電極１０５に電流が流れるか否かに基づいて、上シート１０４に破損が生じているか否かを判定することができる。また、上シート１０４に破損が生じている場合、実施の形態と同様の方法で、検出モードで複数の測定電極１０５の各々に流れる電流値に基づいて、破損箇所の位置を推定することができる。なお、実施の形態によれば、良導体１１３＿ｂの全体を概ね等電位にできるので、良導体１１３＿ｂの抵抗値などの影響をあまり受けることなく、上シート１０４に破損を囲む測定電極１０５とその他の測定電極１０５とで、検出モードにおいて流れる電流値の差を容易に検出できる。そのため、実施の形態に係る漏水位置検出システム１００の方が、本変形例よりも竣工検査にて上シート１０４の破損の有無及び位置をより正確に検出することが可能になる。

本変形例に係る施工方法は、例えば、図８に示すように、実施の形態に係る施工方法工程４と工程７とを入れ替えたものとすればよい。

本変形例では、複数の測定電極１０５と第１の切替器１０９とを接続する配線が、下シート１０６と上シート１０４との間を通過し、下シート１０６と上シート１０４とで形成される防水空間の外へ導出されることになる。この配線が、防水空間の外へ導出される箇所は、実施の形態と同様に防水処理が施される。

一般的に、この防水処理は、通過させる配線が少ない方が容易であることが多い。また、通常、印加電極１０２の方が測定電極１０５よりも本数が少ないので、防水空間の外へ導出される配線の数は、防水空間内に測定電極１０５を配置した方が少なくてよい。そのため、実施の形態に係る漏水位置検出システム１００の方が、本変形例よりも容易に施工することが可能である。

（変形例２）
印加電極１０２は、図９に示す漏水位置検出システム３００のように、印加電極１０２＿１〜１０２＿４を含む４本以上であってもよい。漏水位置検出システム３００は、４本の印加電極１０２のうちの内側に配置された２本１０２＿２，１０２＿３の電圧値を測定するための電圧測定回路３１５と、第４の切替器３１６とをさらに備える。第４の切替器３１６は、電圧測定回路３１５を内側２本の印加電極１０２＿２，１０２＿３に電気的に接続するか否かを切り替える。

本変形例によれば、いわゆる四電極法によって、検出モードで測定電極１０５の各々に流れる電流値に基づいて検出された破損が誤りでないか否かを確認するための確認処理を行うことができる。詳細には例えば、左右に並ぶ複数の印加電極１０２のうち、外側に配置された２本１０２＿１，１０２＿４の間に電源１０１と電流測定回路１０７とを直列に電気的に接続した回路によって印加して、内側に配置された２本１０２＿２，１０２＿３の間の電圧を電圧測定回路３１５によって測定することによって、測定された印加した電圧と電流に基づいてインピーダンスを求める手法である。内側に配置された２本の印加電極１０２＿２，１０２＿３とは、言い換えると、外側（左端及び右端）に配置された２本の印加電極１０２＿１，１０２＿４以外の２本の印加電極１０２である。ベントナイトマット１０３が水分を含むか否かによってインピーダンスが変化するため、四電極法によって確認処理を行うことができる。

一般的に、上シート１０４の良導体１１３＿ｂの抵抗分布は概ね均一であるため、直線状の印加電極１０２間のインピーダンスは、ほぼ安定した値となる。しかし、良導体１１３＿ｂと印加電極１０２との接触抵抗が印加電極１０２の長さ方向の位置によって異なることで、印加電極１０２間のインピーダンスが変化することがある。

四電極法によれば、上述のように、電源１０１により制御された大きさの電圧を４本の印加電極１０２の外側２本の印加電極１０２に加えて電流値を測定し、内側２本の印加電極１０２の電圧値と、測定した電流値とに基づいて印加電極１０２間のインピーダンスを求める。この方法によれば、電源１０１では入力インピーダンスを大きくすることができるため、インピーダンスを求める際に、良導体１１３＿ｂと印加電極１０２との接触抵抗の影響を低減することができる。従って、本変形例によれば、検出処理によって検出された破損が誤りでないか否かを、実施の形態よりも正確に確認することが可能になる。

なお、変形例１では、上シート１０６と下シート１０６との間に挟まれた電極は、測定電極１０５である（図７参照）。この場合、前後方向を向く測定電極１０５＿Ｂ１〜１０１＿Ｂ５のいずれか４本、又は、左右方向を向く測定電極１０５＿Ａ１〜１０１＿Ａ５のいずれか４本を用いて、四電極法による確認処理を行うことができる。

（変形例３）
実施の形態では、上シート１０４が遮水シートに相当するものとして説明した。しかし、下シート１０６の上面に良導体１１３＿ｂが設けられてもよい。この場合、下シート１０６の下方に、印加電極１０２を配置することで、竣工検査にて下シート１０６の破損の有無及び位置を正確に検出することが可能になる。

以上、本発明の実施の形態及び変形例について説明したが、本発明は、これらに限られるものではない。例えば、本発明は、これまで説明した実施の形態及び変形例の一部又は全部を適宜組み合わせた形態、その形態に適宜変更を加えた形態をも含む。

１００，２００，３００ 漏水位置検出システム
１０１ 電源
１０２ 印加電極
１０３ ベントナイトマット
１０４ 上シート
１０５ 測定電極
１０６ 下シート
１０７ 電流測定回路
１０８ 不織布
１０９ 第１の切替器
１１０ 第２の切替器
１１１ 第３の切替器
１１２ 制御装置
１１３ 良導体
１１４ 絶縁部材
３１５ 電圧測定回路
３１６ 第４の切替器

Claims (4)

1. 電力を供給する電源と、
   前記電源によって予め定められた電圧が印加される少なくとも１つの印加電極と、
   液体の流通を遮るための遮水シートと、
   前記遮水シートを介して前記印加電極と反対の領域に配置された複数の測定電極と、
   前記複数の測定電極のうちの電気的に接続された測定電極に流れる電流値を測定する電流測定回路と、
   前記複数の測定電極の各々と前記電流測定回路との電気的な接続と絶縁とを切り替える第１の切替器とを備え、
   複数の測定電極の各々は、線状であり、他の少なくとも一部の測定電極と互いに交差するように設けられ、当該他の少なくとも一部の測定電極との交点にて互いに絶縁されており、
   前記遮水シートは、絶縁性のシートである絶縁部と、当該絶縁部の一面に一体的に設けられた良導体とを有し、
   前記良導体は、前記印加電極と前記複数の測定電極とのいずれかに電気的に接続されており、
   前記印加電極は、線状の電極であって、互いに平行に複数設けられており、
   前記複数の印加電極の各々と、前記電流測定回路、前記電源及び基準電圧のいずれかとの間で電気的な接続を切り替える第２の切替器と、
   電気的に、前記第１の切替器及び前記第２の切替器と、前記電流測定回路との間に介在する第３の切替器とをさらに備え、
   前記第３の切替器は、前記電流測定回路と、前記第１の切替器及び前記第２の切替器のいずれかの切替器との間で電気的な接続を切り替える
   ことを特徴とする漏水位置検出システム。
2. 前記印加電極は、前記良導体に電気的に接続される
   ことを特徴とする請求項１に記載の漏水位置検出システム。
3. 前記印加電極は、４本以上であり、
   前記漏水位置検出システムは、前記印加電極のうちの内側に配置された２本の印加電極の電圧値を測定するための電圧測定回路と、
   前記電圧測定回路を内側に配置された２本の印加電極に電気的に接続するか否かを切り替える第４の切替器とをさらに備える
   ことを特徴とする請求項１または２に記載の漏水位置検出システム。
4. 前記複数の測定電極の各々に流れる電流値のうち値が大きい少なくとも４つの電流値に基づいて、前記遮水シートの破損の位置を推定する位置推定部をさらに備え、
   前記複数の測定電極は、
   第１の方向に延在する直線状の複数の第１電極と、
   前記第１の方向と交差する第２の方向に延在する直線状の複数の第２電極とを含み、
   ことを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の漏水位置検出システム。

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