JPH11131437A - ダム湖、湖沼、港湾等の底質改善方法及び装置 - Google Patents

ダム湖、湖沼、港湾等の底質改善方法及び装置

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JPH11131437A
JPH11131437A JP29540797A JP29540797A JPH11131437A JP H11131437 A JPH11131437 A JP H11131437A JP 29540797 A JP29540797 A JP 29540797A JP 29540797 A JP29540797 A JP 29540797A JP H11131437 A JPH11131437 A JP H11131437A
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JP
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water
lake
dam
sediment
lakes
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JP29540797A
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Hideo Nawata
秀夫 縄田
Hiroshi Kawane
浩 川根
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Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Original Assignee
Mitsubishi Heavy Industries Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 ダム湖、湖沼、港湾等において、少い動力で
効果的に底質を改善する方法と装置を提供する。 【解決手段】 ダム湖の底層に配置された取水口8から
ポンプ9によって底層水を吸い上げ、これをフィルタ1
0を通して浄化し、曝気装置11で酸素を溶存させ、そ
のあと熱交換装置12で2度程度温度を下げる。このよ
うに処理した底層水は、多孔パイプ13を通して水際か
ら低流速で放流する。こうして放流された底層水は底面
に沿って最深部に向って流れ込む。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、ダム湖、湖沼、港
湾等における底質を改善する方法及び装置に関する。
【0002】
【従来の技術】ダム湖、湖沼、港湾等には河川などから
生活排水や産業排水中の有機物、栄養塩類が流入し、そ
れらの一部は水底に沈降して有機汚泥となる。この有機
汚泥には多量の有機物や栄養塩類が含まれている。
【0003】これらの有機物が微生物によって分解され
る過程では水中の溶存酸素を消費するため、底泥と接す
る底層水への酸素供給が小さいと貧酸素状態となる。
【0004】底層水が貧酸素状態に陥ると、底泥中の有
機物は嫌気分解され、硫化物やメタンガス等の生物にと
って有害な物質が生成される。また、底泥が酸素不足に
なると底泥中の栄養塩が溶出しやすくなり、水中の栄養
塩濃度を高め、赤潮を引き起こす原因となる。
【0005】このように劣化した底質を改善する従来の
やり方として、曝気装置によるもの、水流発生装置によ
るもの、及び底生生物によるものなどの浄化技術があ
り、それらをまとめて図3に示してある。
【0006】まず、曝気装置による浄化技術について説
明する。図3の右側に示すように、ダム湖、湖沼、港湾
等において夏季は水深方向に温度躍層1が形成され、表
層付近の水中にある溶存酸素が下層の水まで供給されな
い。曝気装置はコンプレッサ2により水底まで空気を送
り、これを散気盤3から水底に放出するもので、底層の
溶存酸素増加、及び連行水4による温度躍層1の破壊に
よる上層からの溶存酸素を水底に供給するよう狙ったも
のである。
【0007】しかしながら、本浄化技術によって温度躍
層1が破壊できれば底層への酸素供給を行うことができ
るが、半無限大に近い大型ダムにおける温度躍層1を破
壊するには多大な動力を必要とする。
【0008】次に、水流発生装置による浄化技術につい
て説明する。図3の左側に示すように、この浄化技術に
おいては、水流発生装置を構成するポンプ5によって溶
存酸素の豊富な表層の水を吸い、二重円筒構造となった
中側の円筒6からこれをジェットで水底に放水すること
により周囲水を連行水4とし、下層水と混合させ、底層
へ溶存酸素供給を行うものである。
【0009】しかしながら、本装置によって供給される
溶存酸素は下層水と混合されるため、下層への十分な酸
素供給とはならない。
【0010】次に底生生物による浄化技術について説明
する。底生生物7を湖沼に散布すると、この底生生物7
は底泥の栄養塩を捕食するので底質改善が可能である。
【0011】しかしながら底生生物7が生息するには有
る程度の溶存酸素が必要であり、夏場に見られる無酸素
状態下では生息することができない。この点で、この浄
化技術にも限度がある。
【0012】
【発明が解決しようとする課題】前記したように、ダム
湖、湖沼、港湾等の底質改善のための従来技術はそれぞ
れ問題点や限界を有していた。従って、本発明は、ダム
湖、湖沼、港湾等において、少い動力で効果的に底質を
改善可能な底質改善方法と装置を提供することを課題と
している。
【0013】
【課題を解決するための手段】本発明は、前記課題を解
決するため、ダム湖、湖沼、港湾等の底層水を吸い上
げ、これを浄化し、酸素を溶存させ、温度を下げた後、
水際から低流速で放流することにより底質を改善するよ
うにしたダム湖、湖沼、港湾等の底質改善方法を提供す
る。
【0014】本発明のこの底質改善方法によると、底層
から吸い上げられた底層水は浄化と酸素溶存が行われた
あと温度を下げて水際から低流速で放流されるので、底
面に沿って最深部へと円滑に流下し、底層に酸素を効率
的に供給することができる。従って、底層における嫌気
分解を防ぐと共に底生生物の生息可能な環境をつくるの
で、底質改善が可能となる。
【0015】また、本発明は、前記課題を解決するた
め、ダム湖、湖沼、港湾等の底層に設けた取水口と、同
取水口を介して底層水を吸い上げるポンプと、同ポンプ
により吸い上げた底層水を浄化するフィルタと、酸素を
溶存させる曝気装置と、温度を下げる熱交換装置と、同
フィルタ、曝気装置、及び熱交換装置で処理された水を
水際から低流速で放流する放流手段を備えた底質改善装
置を提供する。この装置によれば、前記した本発明のダ
ム湖等の底質改善方法を効果的に実施することができ
る。
【0016】以上の構成をもつ本発明の底質改善装置を
浮体に設置すると、水面上を自由に移動できるのでこれ
を底質の悪化した場所に移動し底質の悪化しているとこ
ろを重点的、効率的に改善可能な装置となる。この場
合、本装置によって浄化するとともに温度を低下させた
水は、低流速で水深方向に向って放出させるのが好まし
い。
【0017】
【発明の実施の形態】以下、本発明を図1及び図2を用
いて実施の形態に基づいて具体的に説明する。
【0018】(第1実施形態)まず、図1により第1実
施形態について説明する。この第1実施形態は、比較的
面積の狭い(100,000m2以下程度)ダム湖の底質
改善を行う場合である。
【0019】このダム湖の底層付近に取水口8が設けら
れ、この取水口8から下層水を汲み上げるようポンプ9
が配設される。ポンプ9の吐出側にはフィルタ10、曝
気装置11、及び熱交換装置12が設けられ、汲み上げ
られた下層水は浄化、酸素溶存、冷却が行われる。
【0020】こうして2℃程度温度を下げられた水はダ
ム湖に戻される。ダム湖への放出は水際に設けた多孔パ
イプ13から低流速で放出するよう構成されている。
【0021】先に説明したように、ダム湖等では、夏場
に温度躍層が形成され、最下層が最も水温が低く溶存酸
素の少くない水塊となる。また、底泥表面には酸素消費
の大きい浮泥層14がみられる。
【0022】比較的面積の狭い(100,000m2以下
程度)ダム湖の場合、この浮泥層14のある最深部に取
水口8を設け、フィルタ10を通して浮泥除去、曝気装
置11による溶存酸素供給を行う。
【0023】次に熱交換装置12により水温を2℃程度
下げてダム湖の水際から低流速で放水すると密度差の関
係で底面に沿って最深部に向かって流れ込むことにな
る。
【0024】取水口8から底層水を汲み上げていること
から、熱交換装置12により水温を下げなくとも底面に
沿って流れていくが、水深方向の温度分布によっては密
度差が小さいと流下していく過程で上層と混合し、最深
部まで溶存酸素を多く含んだ水塊が到達しない可能性が
ある。
【0025】冷水塊が最深部へ移動する間に周囲水と混
合するのを防ぐためには、密度層の安定度合いの判定基
準であるリチャードソン数が1以上となるようにする必
要がある。低下温度を2℃とした場合、流速は1cm/s
程度の低流速で放水してやればリチャードソン数は1以
上となり安定層のままである。
【0026】底層の酸素消費速度は汚染状況にもよる
が、500〜2000mg・O2 /m2/day と思われる。
これに必要な水量は0.2m3/s以下程度である。
【0027】以上のことから本実施形態のような構造と
することにより、底面に沿って最深部に向かって流れ込
む過程で底泥に酸素を効率よく供給することができ、嫌
気分解により発生する硫化物を防止し、栄養塩の溶出を
防止するとともに、底生生物が生息可能な環境となるた
め、底質の改善が可能となる。
【0028】(第2実施形態)次に、図2に示す第2実
施形態について説明する。この第2実施形態は大型ダム
湖における底質改善に適用されるものである。
【0029】大型のダム湖になるとダム面積が広く浄化
して水温を下げた水塊を放出するための前記多孔パイプ
13の設置、循環水量も膨大なものとなる。また、広大
なダム湖でも底質が悪化している箇所は限られており、
ダム全体の改善を必要としない。図2は、このような大
型ダム湖に対応するものである。
【0030】図2において、15は浮体を示し、この浮
体15はダム湖の水面に浮べられて水面上を移動可能で
ある。浮体15にはポンプ9、フィルタ10、曝気装置
11、熱交換装置12を搭載した構造となっており、浮
体15に搭載されたこれらの機器は、第1実施形態にお
いて説明したものと変わらない。
【0031】このように構成された浮体15は、ダム湖
において底質の悪化した場所に移動し、部分的に底質改
善をはかるものである。現実的には、底質の悪化した1
00,000m2程度が対象領域となるであろう。この場
合、浄化して水温を下げた水塊の放出はダム湖の水際で
はなく、水面上に浮かせた多孔パイプ13から低流速で
水深方向に向かって放出する構造となっている。
【0032】取水口8から吸い上げられ浄化して水温を
下げられた水を多孔パイプ13から微流速で放水するこ
とによって周囲水との混合を防がれて、低温水塊は底面
に到達する。底面に到達した低温水塊は底面形状に沿っ
て最深部に向かい底質改善に寄与することとなる。
【0033】
【発明の効果】以上説明したように本発明は、ダム湖、
湖沼、港湾等の底層水を吸い上げ、これを浄化し、酸素
を溶存させ、温度を下げた後、水際から低流速で放流す
るようにしたダム湖、湖沼、港湾等の底質改善方法を提
供するもので、底層水は浄化と酸素溶存が行われたあと
温度を下げられて水際から低流速で放流されるので底面
に沿い最深部へ円滑に流下し底質を効果的に改善させる
ことができる。
【0034】また、本発明は、ダム湖、湖沼、港湾等の
底層に設けた取水口から底層水を吸い上げるポンプと、
同ポンプにより吸い上げた底層水を浄化するフィルタ
と、酸素を溶存させる曝気装置と、温度を下げる熱交換
装置と、同フィルタ、曝気装置、及び熱交換装置で処理
された水を水際から低流速で放流する放流手段とからな
る底質改善装置を提供するもので、これによれば前記し
た本発明のダム湖、湖沼、港湾等の底質改善方法を効果
的に実施できる。
【0035】また、前記した底質改善装置構成機器を浮
体に設置した構造とした本発明の底質改善装置によれ
ば、ダム湖等において底質の悪化した場所に浮体を移動
して、その場所の底質を部分的、重点的に改質すること
ができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1実施形態を説明するための説明
図。
【図2】本発明の第2実施形態を説明するための説明
図。
【図3】従来の底質改善技術を説明するための説明図。
【符号の説明】
1 温度躍層 2 コンプレッサ 3 散気盤 4 連行水 5 ポンプ 6 円筒 7 底生生物 8 取水口 9 ポンプ 10 フィルタ 11 曝気装置 12 熱交換装置 13 多孔パイプ 14 浮泥層 15 浮体

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 ダム湖、湖沼、港湾等の底層水を吸い上
    げ、これを浄化し、酸素を溶存させ、温度を下げた後、
    水際から低流速で放流することにより底質を改善するこ
    とを特徴とするダム湖、湖沼、港湾等の底質改善方法。
  2. 【請求項2】 ダム湖、湖沼、港湾等の底層に設けた取
    水口と、同取水口を介して底層水を吸い上げるポンプ
    と、同ポンプにより吸い上げた底層水を浄化するフィル
    タ、酸素を溶存させる曝気装置、及び温度を下げる熱交
    換装置と、同フィルタ、曝気装置、及び熱交換装置で処
    理された水を水際から低流速で放流する放流手段とから
    なることを特徴とするダム湖、湖沼、港湾等の底質改善
    装置。
  3. 【請求項3】 上記各構成機器、装置を浮体に設置して
    なることを特徴とする請求項2記載のダム湖、湖沼、港
    湾等の底質改善装置。
JP29540797A 1997-10-28 1997-10-28 ダム湖、湖沼、港湾等の底質改善方法及び装置 Withdrawn JPH11131437A (ja)

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Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100375172B1 (ko) * 2000-09-27 2003-03-06 한수그린텍 주식회사 수생식물과 제오라이트를 이용한 인공연못
JP2004290893A (ja) * 2003-03-27 2004-10-21 Chuden Gijutsu Consultant Kk 底泥改善・浄化方法及び装置
KR100651131B1 (ko) 2005-03-10 2006-11-30 레인보우스케이프주식회사 담수호의 온도 조정시스템
KR101635784B1 (ko) * 2015-05-22 2016-07-04 주식회사 지오그린21 강변여과수 현장 처리 시스템
JP2016158616A (ja) * 2015-03-02 2016-09-05 昇 田中 赤潮対策装置
CN107724330A (zh) * 2017-10-30 2018-02-23 郑州大学 一种提升河道自净能力的生态系统及其构建方法

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Effective date: 20050104