JPS6133972A - 海中貯水槽 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［発明の分野］ この発明は、河川等の地上の水を海中に貯え、貯えられ
た水を必要に応じて海水と真水の比重差を利用して地上
に供給する海中貯水槽に関する。

［先行技術の説明コ 我国は南西から北東へと延びた島国であり、その中央部
を山地が背骨のように走っている。このため降雨による
雨水は、山間部を伝って河川に集められ、短い平地部を
通って海に流入する。したがって我国においては、雨水
が地上に留まっている期間は非常に短い。言い換えれば
、供給される水資源の大半が、利用されることなく海へ
廃棄されている。このことは特に降水量の少ない地域、
降雨の多くが年間の一時期に集中している地域では、水
不足の深刻な問題を生じる。さらにそれ以外の地域でも
、天候の異・変により降雨が長期間途絶えれば、同様に
水不足の問題が生じる。このため従来から、貯水ダムや
溜め池等が各地に設けられて、水不足の問題が十分では
ないにせよ解決されてぎた。一般的に水事情が比較内患
まれていると言われている我国においてさえ貯水にこの
ような人為的手段を必要とするのが実情であり、我国よ
りも水事情の悪い国においてはさらに強力な水＊源活用
のための方策が求められるのは自明である。

貯水ダムや溜め池は、降雨によって与えられた水資源の
一部を後の必要のために一時的に地上に貯えておくもの
である。地上に相当量の水を貯え、るためには、広大な
土地が必要である。したがって新たにそのような貯水手
段を設ける場合には、必然的に土地確保の困難さが伴う
。さらには、環境破壊や人家の移転等に伴う補償のよう
な困難な問題を生じるかもしれない。また相当量の水を
地上に貯えておくには頑強な構造を必要とし、そのよう
な頑強な構造を構築するためには莫大な手間と費用とを
要する。貯えられた水は、広い表面を通して大地と接触
する。したがって乾燥した暑い気候の中では、蒸発によ
って無駄に消費される水の邑も無視し得ないものと思わ
れる。

［発明の概要コ この発明は上述のような観点からなされたものであり、
水資源の確保を地上において行なうという従来の貯水手
段の発想を転ａすることによって、上述の種々の問題点
を解決した従来にはなかった新しい形態の貯水手段を提
供しようとするものである。

この発明によれば、河川等の地上の水を貯えるための貯
水槽は海中に設けられる。貯水槽は、海面下の第１部分
と海面上の第２部分とからなる貯水部と、該貯水部に連
結された給水管および排水管とを備える。前記第１部分
は海中から遮断された貯水室を形成し、前記第２部分は
前記第１部分および大気と連通して、海水と真水の比重
差により該第１部分の水深に応じた水位を保つ。

［好ましい実施例の説明］ 第１図は、この発明による海中貯水槽の好ましい一実施
例を示す説明図である。図示のごとく、陸地１の内陸部
から海２へと向かって、１１１３が流れている。）１１
３の上流の適当な海抜の地点には、川の水を取り込むた
めの給水場４が設けられている。取り込まれた水は、給
水管５を通じて運ばれる。

給水場４は、川ａの水を給水管５に導入し得るものであ
れば、どのような形態のものであってもよい。たとえば
単純に、川３を給水管５の入口（給水点）にまで分流し
たものであってもよい。

しかし望ましくは、円滑な給水のため、水中のごみ処理
のための手段や水量調節のための手段が設けられるであ
ろう。

給水管５は、陸地１の部分ではたとえば金属製の管６か
らなり、海２の部分ではたとえばフレキシブルな布また
はプラスチック製の管７がらなっている。管６は、地中
に埋設されてもよく、地面に接して置かれてもよく、ま
た地上の一定高さに維持されてもよい。管７は、最も簡
単には、海面上に自然に浮か４くようにされる。浮力を
与えるために、管７の適当な箇所に、フロートが取付け
られてもよい。もちろん管７は、適当な支持手段によっ
て、海中の一定深さまたは海上の一定高さに維持される
こともできる。管６および７の材質には、金属や布また
はプラスナック以外の適当なものが選択されてもよい。

一般的には、給水管５の材質、太さ、設置方法等のファ
クタは、給水の距離、量、環境等を考慮して、現在利用
可能なものの′うちから最も適当なものが選択される。

給水管５によって運ばれてきた水は、入水管８を通じて
、貯水タンク９に供給される。貯水タンク９の詳細は第
２図に示されており、これについては後述する。貯水タ
ンク９に貯えられた水は、必要に応じて、出水管１０を
通じて排水管１１に供給されて運ばれる。排水管１１は
、給水管５と同様に、海２の部分の管１２と陸地１の部
分の管１３とからなっている。その材質、太さ、設置方
法等のファクタの選択は、給水管５に関して上述したの
と同様である。

排水管１１によって運ばれてきた水は、陸地１の適当な
海抜の地点に設けられた排水量１４において排水される
。排水量を８節するための手段が、排水量１４に設けら
れてもよい。排水された水は、所望用途に応じてそのま
ままた・は水処理されて、利用に供される。たとえば排
水量１４は、中水道または」−水道のための水源として
利用され得る。

第１図の排水量１４は、中水道の水源として示されてお
り、工業地帯に設けられた排水量１４からは、分岐した
工業用水バイブ１５を通じて、各工場に工業用水が供給
される。また排水ＪＪｉ１４は、農業用？ＩＲ水源とし
て利用されることもできる。

この場合には、排水量１４からは、分岐したａ業用、水
路が各農作地へと延びることになろう。もちろん上述の
用途は一例であって、この発明の海中貯水槽は、水源と
してのどのような用途にも利用可能である。また排水量
１４において一旦排水が行なわれる必要はなく、たとえ
ば排水管１１自体が所望の各場所まで分岐してもよい。

第２図は、貯水タンク９の好ましい一実施例を示す模式
的斜袂図である。図において海面は、１点鎖線によって
示されている。貯水タンク９は、海面下の第１部分１６
と、海面上の第２部分１７とからなっている。第１部分
１６と第２部分１７との境界部分には、貯水タンク９に
適当な浮力を与えるためのフロート板１８が設けられて
いる。

第１部分１６と第２部分１７とは連通しており、第１部
分１６に貯えられた水の一部は、海水と真水の比重差に
よって第２部分１７へ押し上げられる。

海面上の第２部分１７は適当な厚みの中空円筒１つによ
り構成され、その両端は開いている。フロート板１８は
、適当な厚みの円板形状をしており、ぞの中心部には円
形の開口が設けられて、そこに円筒１９が嵌合する。

円筒１９は、図示のごと（その内部に、海面下の第２部
分から押し上げられてきた水２４を成る程度の水位にま
で貯えることができるものでなければならない。しかも
設置される環境は海上である。このにうなことを考慮し
て、円ｍ１９を形成する月利としては、強度および耐蝕
性に優れたものが選択される。たとえば表面に耐蝕性の
塗料を塗布した金属管が用いられてもよい。

フロート板１８は、貯水タンク９に適当な浮力をちえる
ためのものである。しかも常に海水と接している。した
がってフロート板９を形成する材料には、耐蝕性に優れ
かつ海水よりも十分に軽いものが選択される。たとえば
プラスチックが利用可能であり、強度を向上させるため
他の材料と合板にされてもよい。また浮力を大ぎくする
ために、中空にすることも考えられる。フロート板１８
の下側は袋２０に貯えられた水と常に接している。

したがって海面の波などにかかわらず、フロート板１８
は下側に貯えられた水から均一な力を受け、力の不均一
による破壊から保護される。

第１部分１６は、水を溜めるフレキシブルな円筒形状の
袋２０と、その外周を覆う同じく円筒形のネット２１と
からなる。袋２０の下端は閉じており、上端はフロート
板１８の下面外周付近に海水が入り込まないように固着
される。円筒形のネット２１の上端は、袋２０の固着部
分を取り囲んで、フロート板１８の下面外周付近または
外側面上に固定される。ネット２１の下端は閉じられて
もよく、または開かれてもよい。ネット２１は、好まし
くは、複数の環状の横糸２２を複数の縦糸２３で連結し
たものが使用される。ネット２１の目的は袋２０の横方
向の広がりを規制することにあり、その目的は環状の横
糸２２の働きによって達成される。すなわち袋２０は、
環状の横糸２２によって規制されて、その直径以上に横
方向に広がることができない。

袋２０は、中に貯えられる水の量に応じてその容積を変
化するよう、フレキシブルでなければならない。さらに
、貯蔵される水を海水から遮断し得るものでなければな
らない。しかし袋２０は、内側から水の圧力、外側から
は海水の圧力を受けて平衡状態に保たれるので、材料自
体の強度はそれほど要求されない。このような点を考慮
して、袋２０の材料としては、フレキシブルでかつ耐水
性に優れたものが選択される。たとえばテント地のよう
に防水加工を施された布やビニール等が利用可能である
。ネット２１は、成る程度の強度と耐水性を備えておれ
ばよく、たとえばビニールが利用可能である。

フロート板１８の外周付近の適当な所には、入水管８が
表面に垂直に貫通して固定されている。

入水管８の出口は、フロート板１８の下側で、第１部分
１６に向かって開いている。したがって管７および入水
管８を通じて供給される地上からの水は、袋２０に注入
される。袋２０は、水の注入に応じて、海面下でフレキ
シブルにその容積を変化する。海水と真水とは比重が異
なっているので、袋２０内の水の一部は、袋２０の水深
に応じて、円筒１９内へと押し上げられる。

円筒１９の露出側面の最下部付近には、出水管１０が側
面に垂直に貫通しかつ固定されている。

したがって第２部分１７内の水２４は、出水管１０およ
び管１２を通じて地上へと供給される。

第３図は、第２図に示された実施例における給水の原理
を示す模式的断面図である。図において海面は、１点鎖
線により示されている。給水場４は、海抜１３メートル
の高度に設けられている。

水は位置エネルギにより、給水管５を通って袋２０に供
給される。袋２０は水の供給に応じて、゛フレキシブル
に容積を変化する。金貸２０の水深がｈ２メートルであ
ったとし、円筒１９内に押し上げられた水の水位が１１
メートルであったとする。

簡単のため水の比重を１とし、海水の比重を１゜１とす
れば、圧力の釣り合いより次式が成立する。

１ｘ　　（ｈ　　１＋ｈ　　２）＝１．　１Ｘｈ　　２
したがって円筒１９内の水位ｈ１は、次式で表わされる
。

ｈ　１＝０．ＩＸｈ　２ このように円筒１９内には、袋２ｏの水深の１／１０の
水位まで水が押し上げられる。原理的には、ｈ３＞ｈｌ
である限り、水の自然供給は可能である。

第４図は、第２図に示された実施例における排水の原理
を示づ模式的断面図である。第３図と同様、海面は１点
鎖線により示されている。排水場１４は、海抜６４メー
トルの高度に存在する。円筒１９内の水位は、１１メー
トルまで押し上げられている。今ｈ１＞ｈ４であことす
れば、円筒１９内の水２４は、位置エネルギのみにより
、排水管１１を通じて排水場１４に供給される。原理的
には、ｈｌ＞ｈ４である限り、自然排水は可能である。

排水によりｈｌは小さくなるが、それに応じてフレキシ
ブルな袋２０が収縮し、ｈ２も小さくなる。最終的には
、ｈ　１＝ｈ　４．ｈ　２−１０ｈ　４の時点で、位置
エネルギによる自然排水は不可能となる。したがって以
後の排水は、ポンプを使用する必要がある。

第５図は、第４図の実施例の改良を示す模式的断面図で
ある。この実施例においては、排水場の設けられる高度
にかかわらず、貯水タンク９内の水２４がすべて自然排
水される。排水場１４は、第４図と同様に、貯水タンク
９の水位１１１よりも低い位置に設けられている。した
がって上述したように、成る程度の自然排水は可能であ
る。

この実施例では、さらに自然排水を可能にするように、
排水場１４において、排水管１１の排水点２５は、地中
に掘り下げられた排水井戸２６内に設けられている。た
とえば図示のように排水点２５が海面と同じ高さに存在
すれば、貯水タンク９内の水２４はすべて自然排水可能
である。

このことを利用すれば、ｈｌよりも高い所にある排水１
１４−においても、自然排水が可能となる。すなわち排
水井戸２７を設けて、排水管１１の排水点２８をｈｌよ
りも小さい適当な高さに設定すればよい。図示のように
排水点２８を海面と同じ高さに設ければ、上述したよう
に完全な自然排水が可能となる。

なお、上述の実施例においては、自然給水および自然排
水についてのみ述べた。しかし必要に応じて、給排水の
ためのポンプが設けられてもよい。

第２図に示された貯水タンク１９は、説明のための単な
る例示であることを理解されたい。たとえば、入水管８
および出水管１０の取付位置は、適宜変更されもよい。

また各部材の形状として、円形以外の適当な形状が選択
されてもよい。第２部分１７の断面積は、水の蒸発を少
なくづるように小さくされてもよい。また第２部分１７
は、第１部分１６と同一断面を有してつながってもよい
。

この場合において、連続した第１および第２部分の側面
に硬質材料を用い、その底が貯水化に応じて自由に上下
するピストンとされてもよい。さらには円筒１９の上端
に、水の蒸発やごみの混入を防ぐための簡便な蓋が設け
られてもよい。

この発明による海中貯水槽は、上述の用途に限らず、多
目的に使用することができる。たとえばフロート板１８
の上面を利用して、海上レジャーランドを什ることがで
きる。貯えられた真水は、たとえば淡水プールとして利
用できる。淡水魚の養殖を行なうことも可能であり、さ
らに淡水および海水の両方が存在することを利用して、
サケ等の養殖が可能かもしれない。浄水設備を備え付け
れば、船舶の給水場として利用することも可能である。

袋２０の底部に取出口を設ければ、河砂が集められるか
もしれない。このような用途は、上述の各種水源として
の用途の副次的なものとして実現されるであろうと考え
られる。

［発明の効果］ 以上のようにこの発明によれば、従来にはな゛かった新
しい形態の貯水手段が実現される。

この発明によれば、降雨によってもたらされた水資源は
、後の利用のために海中に貯えられる。

海中に貯水するものであるため、ダムや溜め池などのよ
うに、土地確保の困難な問題、環境破壊や人家の移転に
伴う補償のような困難な問題を生じることがない。貯水
タンクは内外からの水圧を受けるため、構造としてはダ
ムのように強力なものは要求されない。したがって構築
が比較的容易であり、経済性も優れている。この発明に
よれば貯えられた水と大気との接触面積を容易に小さく
することができ、貯えられた水資源が蒸発によって無駄
に消費されることがない。

この発明は上述のように種々の優れた効果を有するもの
であり、降雨量が少なくかつ乾燥した暑い気候の地方に
おいては特に有効であろう。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明による海中貯水槽の好まし・い一実施
例を示す説明図、第２図は貯水タンク９の好ましい一実
施例を示す模式的斜視図、第３図は第２図の実施例の給
水の原理を示す模式的断面図、第４図は第２図の実施例
における排水の原理を示す模式的断面図、第５図は第４
図の実施例の改良を示す模式的断面図である。 図において、１は陸地、２は海、３は川、４は給水場、
５は給水管、９は貯水タンク、１１は排水管、１４は排
水場、１６は第１部分、１７は第２部分、１８はフロー
ト板、１９は円筒、２ｏは袋、２１はネットをそれぞれ
示す。

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. （１）海水から遮断された貯水のための海面下の第１部
   分と、前記第１部分および大気と連通し、海水と真水の
   比重差により該第１部分の水深に応じた水位を保つ海面
   上の第２部分とからなる貯水部と、 一端が前記貯水部と連結され、他端が地上の給水点へと
   延びて、前記給水点から前記貯水部へと給水する給水管
   と、 一端が前記貯水部と連結され、他端が地上の排水点へ延
   びて、前記貯水部から前記排水点へと排水する排水管と
   を備え、 前記第１部分は前記給水および排水に応じて海面下でそ
   の容積を変化し、 前記給水点は海面よりも高い位置にあり、前記排水点は
   前記給水点よりも低い位置にある、海中貯水槽。
2. （２）前記第１部分はフレキシブルな材料を用いて形成
   される、特許請求の範囲第１項記載の海中貯水槽。
3. （３）前記フレキシブルな材料を用いて形成された前記
   第１部分の海中での横方向の広がりを規制するための規
   制手段をさらに含む、特許請求の範囲第２項記載の海中
   貯水槽。
4. （４）前記第１部分と前記第２部分の境界部分に設けら
   れ、前記貯水部に対して浮力を与えるフロートをさらに
   含む、特許請求の範囲第１項記載の海中貯水槽。
5. （５）前記給水管および排水管として共通の導管が使用
   される、特許請求の範囲第１項記載の海中貯水槽。