WO2013084487A1 - 貯水構造 - Google Patents

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WO2013084487A1
WO2013084487A1 PCT/JP2012/007795 JP2012007795W WO2013084487A1 WO 2013084487 A1 WO2013084487 A1 WO 2013084487A1 JP 2012007795 W JP2012007795 W JP 2012007795W WO 2013084487 A1 WO2013084487 A1 WO 2013084487A1
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WO
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water
layer
storage structure
pavement
water storage
Prior art date
Application number
PCT/JP2012/007795
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English (en)
French (fr)
Inventor
脇田　由実
山田　修
美濃　規央
田尾本　昭
Original Assignee
パナソニック株式会社
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Publication date
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Priority to US14/067,221 priority patent/US9604777B2/en

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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B65—CONVEYING; PACKING; STORING; HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL
    • B65D—CONTAINERS FOR STORAGE OR TRANSPORT OF ARTICLES OR MATERIALS, e.g. BAGS, BARRELS, BOTTLES, BOXES, CANS, CARTONS, CRATES, DRUMS, JARS, TANKS, HOPPERS, FORWARDING CONTAINERS; ACCESSORIES, CLOSURES, OR FITTINGS THEREFOR; PACKAGING ELEMENTS; PACKAGES
    • B65D88/00—Large containers
    • B65D88/02—Large containers rigid
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E01—CONSTRUCTION OF ROADS, RAILWAYS, OR BRIDGES
    • E01C—CONSTRUCTION OF, OR SURFACES FOR, ROADS, SPORTS GROUNDS, OR THE LIKE; MACHINES OR AUXILIARY TOOLS FOR CONSTRUCTION OR REPAIR
    • E01C11/00—Details of pavings
    • E01C11/22—Gutters; Kerbs ; Surface drainage of streets, roads or like traffic areas
    • E01C11/224—Surface drainage of streets
    • E01C11/225—Paving specially adapted for through-the-surfacing drainage, e.g. perforated, porous; Preformed paving elements comprising, or adapted to form, passageways for carrying off drainage
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E01—CONSTRUCTION OF ROADS, RAILWAYS, OR BRIDGES
    • E01C—CONSTRUCTION OF, OR SURFACES FOR, ROADS, SPORTS GROUNDS, OR THE LIKE; MACHINES OR AUXILIARY TOOLS FOR CONSTRUCTION OR REPAIR
    • E01C3/00—Foundations for pavings
    • E01C3/003—Foundations for pavings characterised by material or composition used, e.g. waste or recycled material
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E01—CONSTRUCTION OF ROADS, RAILWAYS, OR BRIDGES
    • E01C—CONSTRUCTION OF, OR SURFACES FOR, ROADS, SPORTS GROUNDS, OR THE LIKE; MACHINES OR AUXILIARY TOOLS FOR CONSTRUCTION OR REPAIR
    • E01C3/00—Foundations for pavings
    • E01C3/06—Methods or arrangements for protecting foundations from destructive influences of moisture, frost or vibration
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E03—WATER SUPPLY; SEWERAGE
    • E03F—SEWERS; CESSPOOLS
    • E03F1/00—Methods, systems, or installations for draining-off sewage or storm water
    • E03F1/002—Methods, systems, or installations for draining-off sewage or storm water with disposal into the ground, e.g. via dry wells

Definitions

  • the present invention relates to a water storage structure that stores water therein.
  • Patent Document 1 Japanese Patent Application Laid-Open No. 2006-291706 proposes a water permeable block and a water permeable pavement capable of preventing the temperature of the pavement surface from increasing.
  • FIG. 16 shows the structure of the water-permeable block of Patent Document 1.
  • a storage container 52 for storing water is embedded in a water permeable body 51 formed of a water permeable material in a porous shape. Rainwater or the like is held in the storage container 52 through the permeable body 51, and the block surface is kept moist by the held water, thereby preventing a high temperature.
  • Patent Document 2 discloses a creation ground structure in which the periphery of a water-permeable layer is surrounded by a water-impermeable layer and the water-permeable pipe that penetrates the water-impermeable layer connects the water-permeable layer and the outside of the water-impermeable layer.
  • Patent Document 2 discloses that the amount of water accumulated in the permeable layer is adjusted by draining the water accumulated in the permeable layer with a drain pipe.
  • a drain pipe to adjust the amount of water stored in the permeable layer in order to prevent water from overflowing from the pavement surface.
  • Patent Documents 1 and 2 efficiently use the limited water stored to cool the surface, and when there is a large amount of supplied water, the overflow of water is moderately reduced. It has a structure in which it is difficult to carry out drainage at the same time. Accordingly, an object of the present invention is to solve the above-mentioned problem, and when the stored water is efficiently used to cool the surface and the supplied water is large, the water overflows. This is to provide a water storage structure capable of appropriately draining water.
  • the present invention is configured as follows to achieve the above object.
  • an impermeable layer composed of a plurality of hydrophobic particles; A water retention layer formed on the impermeable layer and capable of holding a predetermined volume of liquid; A pavement layer that is formed on top of the water retention layer and has a pipe that penetrates from the first surface to the second surface; The impermeable layer has a water infiltration pressure smaller than a pressure corresponding to a thickness of the pavement layer and a thickness of the water retention layer.
  • the above aspect of the present invention efficiently cools the surface by using the limited water that is stored, and reduces the amount of water overflowing when the amount of supplied water is large. It can be performed.
  • FIG. 1 is a longitudinal sectional view of a water storage structure according to the first embodiment.
  • FIG. 2A is a longitudinal sectional view of a water storage structure of a modification of the first embodiment
  • FIG. 2B is a longitudinal sectional view of the local soil
  • FIG. 2C is a longitudinal sectional view of the local soil
  • FIG. 2D is a longitudinal sectional view of the water storage structure of the first embodiment
  • FIG. 2E is a longitudinal sectional view of the water storage structure of the first embodiment
  • FIG. 3 is a diagram showing a water-repellent treatment procedure for sand according to the first embodiment.
  • FIG. 4 is a diagram showing the cooling effect of the water storage structure of the first embodiment and the comparative example
  • FIG. 5A is a longitudinal sectional view of the water storage structure of the first embodiment
  • FIG. 5B is a top view of the water storage structure of the first embodiment
  • FIG. 5C is a longitudinal sectional view of the water storage structure of the first comparative example
  • FIG. 5D is a top view of the water storage structure of the first comparative example
  • FIG. 6 is a diagram showing experimental specifications for examining the relationship between the particle diameter of water-repellent sand and the water infiltration pressure in the first embodiment
  • FIG. 7 is a diagram showing the relationship between the particle diameter of water-repellent sand and water intrusion pressure in the first embodiment
  • FIG. 8A is a longitudinal sectional view showing the flow of water in the water storage structure of the first embodiment
  • FIG. 8B is a longitudinal sectional view showing the flow of water in the water storage structure of the first embodiment
  • FIG. 8C is a longitudinal sectional view showing the flow of water in the water storage structure of the first embodiment
  • FIG. 8D is a longitudinal sectional view showing the flow of water in the water storage structure of the first embodiment
  • FIG. 8E is a longitudinal sectional view showing the flow of water in the water storage structure of the first embodiment
  • FIG. 8F is a longitudinal sectional view showing the flow of water in the water storage structure of the first embodiment.
  • FIG. 9 is a diagram illustrating the relationship between the water repellent sand and the normal sand mixing ratio and the water intrusion pressure in the first embodiment.
  • FIG. 10 is a longitudinal sectional view of a water storage structure including a drain hole portion of the first embodiment
  • FIG. 11 is a longitudinal sectional view of the water storage structure of the second embodiment
  • FIG. 12 is a longitudinal sectional view showing a state in which the water storage structure of the second embodiment is arranged in a portion from which a part of the local soil is removed
  • FIG. 13A is a longitudinal sectional view for explaining the construction structure of the water storage structure of the second embodiment
  • FIG. 13B is a longitudinal sectional view for explaining the construction structure of the water storage structure of the second embodiment
  • FIG. 13C is a longitudinal sectional view for explaining the construction structure of the water storage structure of the second embodiment
  • FIG. 13A is a longitudinal sectional view for explaining the construction structure of the water storage structure of the second embodiment
  • FIG. 13B is a longitudinal sectional view for explaining the construction structure of the water storage structure of the second embodiment
  • FIG. 13C is a longitudinal sectional view for explaining the construction structure of the water storage structure of the second embodiment
  • FIG. 13D is a longitudinal sectional view for explaining the construction structure of the water storage structure of the second embodiment
  • FIG. 13E is a longitudinal sectional view for explaining the construction structure of the water storage structure of the second embodiment
  • FIG. 14A is a longitudinal sectional view showing the flow of water in the water storage structure of the second embodiment
  • FIG. 14B is a longitudinal sectional view showing the flow of water in the water storage structure of the second embodiment
  • FIG. 14C is a longitudinal sectional view showing the flow of water in the water storage structure of the second embodiment
  • FIG. 14D is a longitudinal sectional view showing the flow of water in the water storage structure of the second embodiment
  • FIG. 14E is a longitudinal sectional view showing the flow of water in the water storage structure of the second embodiment
  • FIG. 14A is a longitudinal sectional view showing the flow of water in the water storage structure of the second embodiment
  • FIG. 14B is a longitudinal sectional view showing the flow of water in the water storage structure of the second embodiment
  • FIG. 14C is a longitudinal sectional view
  • FIG. 14F is a longitudinal sectional view showing a flow of water in the water storage structure of the second embodiment
  • FIG. 15 shows a case where water having a water penetration pressure or higher is supplied to a water-repellent sand layer obtained by subjecting sea sand to water-repellent treatment, water is passed through the water-repellent sand layer, and the water-repellent sand layer is dried until dry. It is a table of the change of the water intrusion pressure when the trial to measure the water infiltration pressure of the water repellent sand layer is repeated many times.
  • FIG. 16 is a diagram showing the prior art of Patent Document 1. In FIG.
  • an impermeable layer composed of a plurality of hydrophobic particles; A water retention layer formed on the impermeable layer and capable of holding a predetermined volume of liquid; A pavement layer that is formed on top of the water retention layer and has a pipe that penetrates from the first surface to the second surface; The impermeable layer has a water infiltration pressure smaller than a pressure corresponding to a thickness of the pavement layer and a thickness of the water retention layer.
  • the stored water is efficiently used to cool the surface, and when there is a large amount of supplied water, it is possible to reduce the overflow of water to the surface, and to appropriately drain the water. It can be carried out.
  • the hydrophobic particles are particles whose surface is water-repellent treated with a chlorosilane-based material or an alkoxysilane-based material.
  • a water storage structure according to a first aspect is provided.
  • the water repellent treatment using the present material can surface-repellent a large amount of hydrophobic particles with a small amount of material (for example, 100 g of material can surface 1 ton of sand on the surface). Since it can be water-repellent, the material can be transported easily.
  • the water retention layer is a particle having hydrophilicity or an aggregate of particles whose surface is covered with a hydrophilic material, and has voids between the particles.
  • the section from the upper surface to the lower surface of the impermeable layer is provided with a drain hole formed of a water repellent sand layer having a lower water infiltration pressure than the impermeable layer.
  • a water storage structure according to the aspect of claim 1 is provided.
  • the supplied water becomes more than a certain level and drainage is required, it is not drained from any place of the impermeable layer as in the first aspect.
  • the drainage is always limited to the drainage hole, so that maintenance for storing water again after drainage is not performed on the entire surface of the impermeable layer, but only on the drainage hole. By applying, it becomes possible to operate efficiently.
  • the pavement layer has a void continuously connected to the inside, and has a function of sucking water from the bottom surface to the surface of the pavement layer.
  • a water storage structure according to any one of the first to fourth aspects is provided.
  • the pipe of the pavement layer is a pipe that moves liquid by capillary action.
  • a water storage structure according to any one of the first to fourth aspects is provided.
  • the effect of the first aspect can be guaranteed without specially absorbing the pavement layer.
  • FIG. 1 the structure of the water storage structure (water storage system) 100 of 1st Embodiment is shown.
  • the water storage structure 100 includes a pavement layer 1, a water retention layer 2, and an impermeable layer 3. Hereinafter, each component will be described.
  • the water storage structure 100 stores a liquid.
  • liquid includes water, water containing aerosols or the like, or water containing a small amount of soil or the like.
  • An example of the liquid is rainwater.
  • the pavement layer 1 is formed on the water retention layer 2.
  • the pavement layer 1 has a first surface 1 a that contacts the external space and a second surface 1 b that contacts the water retention layer 2.
  • the pavement layer 1 has a fine inner diameter and has a pipe 1c penetrating from the first surface 1a to the second surface 1b.
  • the pipe 1c of the pavement layer 1 has a function of moving the liquid toward the first surface 1a.
  • the pipe 1c of the pavement layer 1 moves the liquid by a so-called capillary phenomenon.
  • the pavement material constituting the pavement layer 1 is a block, concrete, brick, or asphalt in which sand or gravel is hardened.
  • the inner diameter of the pipe 1c of the pavement layer 1 depends on the thickness of the pavement layer 1 and the like and is within a predetermined range.
  • h is the height (m) of the liquid level rise of the liquid in the pipe 1c.
  • T is the surface tension (N / m) of the liquid surface.
  • ⁇ is the contact angle of the liquid level.
  • ⁇ is the density (kg / m 3 ) of the liquid.
  • g is a gravitational acceleration (m / s 2 ).
  • r is the inner diameter (m) of the tube 1c.
  • the pavement layer 1 has an inner diameter r of the pipe 1c in which the height (h) of the liquid level rise is larger than the thickness of the pavement layer 1.
  • the inner diameter r of the pipe 1c of the pavement layer 1 is smaller than the first water intrusion pressure (threshold) so that the effect of increasing the liquid level becomes larger than the thickness of the pavement layer 1. Further, the inner diameter r of the pipe 1c of the pavement layer 1 is larger than a second water infiltration pressure (threshold value) that is smaller than a size that allows liquid to pass through.
  • the predetermined range means a range that is larger than the second threshold and smaller than the first threshold.
  • a method for confirming that the paving layer 1 has a function of moving the liquid from the second surface 1b toward the first surface 1a will be described.
  • the second surface 1b of the dry pavement layer 1 is placed on the wet object. If the first surface 1a of the pavement layer 1 is wet after a predetermined time has elapsed, it can be confirmed that the pavement layer 1 has a function of moving the liquid from the second surface 1b toward the first surface 1a. .
  • An example of a wet object is a water retention layer 2 containing a liquid described later.
  • a substance that is a candidate material for the pavement layer 1 is disposed on the water retention layer 2 containing a liquid described later.
  • a tissue paper is placed on the substance that is a candidate material for the pavement layer 1.
  • the substance as a material candidate for the pavement layer 1 has a function of moving the liquid from the second surface 1b toward the first surface 1a. .
  • the pavement layer 1 is composed of an aggregate of a plurality of particles, for example. It can be considered that the inner diameter r of the pipe 1c of the pavement layer 1 depends on the size of the particle diameter.
  • the pipe 1c of the pavement layer 1 corresponds to a gap between the particles. It is considered that the inner diameter r of the pipe 1c of the pavement layer 1 is determined by the particle diameter of the particles, the contact state between the particles and the like. However, a sufficiently large number of particles are present in any contact state in the layer that is an aggregate of particles. Therefore, it is considered that the contact state between the particles has a small influence on the inner diameter r of the tube 1c. Therefore, it can be considered that the inner diameter r of the pipe 1c of the pavement layer 1 depends on the size of the particle diameter.
  • the diameter of the capillary in the pavement layer 1 depends on the size of the particle.
  • the pavement layer 1 is composed of an aggregate of particles having a particle diameter of 0.3 mm or less.
  • the pavement layer 1 is composed of an aggregate of particles having a particle diameter of 0.005 mm or more.
  • Particles include gravel, sand, silt, and clay.
  • Gravel is a particle having a particle diameter of 2 mm to 75 mm.
  • Sand is a particle having a particle diameter greater than 0.075 mm and 2 mm or less.
  • Silt is a particle having a particle diameter of greater than 0.005 mm and 0.075 mm or less.
  • Clay is a particle having a particle size of 0.005 mm or less.
  • the pavement layer 1 made of sand has higher water permeability than the pavement layer 1 made of silt or clay.
  • the pavement layer 1 is made of sand.
  • a pavement layer having a thickness of 6 cm is composed of particles having a particle diameter of 0.005 mm or more and 0.3 mm or less.
  • the pavement layer 1 keeps the first surface 1a wet by moving the liquid contained in the water retention layer 2 from the second surface 1b of the pavement layer 1 to the first surface 1a.
  • the temperature drop at the top of the pavement layer 1 or the temperature rise at the top of the pavement layer 1 can be reduced.
  • FIG. 2A shows a sectional view of a modified example of the water storage structure 100 as the water storage structure (water storage system) 101. 2A is different from the water storage structure 100 shown in FIG. 1 in the shape of the pavement layer 1.
  • the pavement layer 1 of the water storage structure 100 shown in FIG. 1 is disposed on the entire upper surface of the water retention layer 2.
  • the pavement layer 1 of the water storage structure 101 shown in FIG. 2 is disposed on a part of the upper portion of the water retention layer 2.
  • the through-hole part 1d is formed in the pavement layer 1 as a part where the pavement layer 1 does not exist.
  • the water storage structure 101 shown in FIG. 2A also has the same effect as the water storage structure 100 shown in FIG.
  • Water is stored between the inner wall surface of the through hole 1d and the water retaining layer 2 in the through hole 1d, which is a portion where the pavement layer 1 does not exist on the water retaining layer 2.
  • This portion for storing water (through hole portion 1d) is referred to as a water storage portion 1d.
  • water is sucked up not only from the second surface 1b of the pavement layer 1 but also from its side surface (inner wall surface of the through hole 1d).
  • the surface of the water storage portion 1d can be cooled more efficiently.
  • the water retention layer 2 of the water storage structure 100 is formed between the pavement layer 1 and the impermeable layer 3.
  • the water retention layer 2 is composed of an aggregate of a plurality of particles.
  • the material of the water retention layer 2 is, for example, a particle having hydrophilicity or a particle whose surface is covered with a hydrophilic material.
  • hydrophilic means a property that is easily combined with water or easily mixed with water.
  • the particles having hydrophilicity are, for example, metal or ceramic. Further, the particles having hydrophilicity include soil or rocks in nature.
  • the particles covered with the hydrophilic material covering the surface of the particles constituting the water retention layer 2 are, for example, particles covered with a polymer material such as polytetrafluoroethylene such as Teflon (registered trademark) or cupra. means.
  • the water retention layer 2 has voids between the particles.
  • the water retention layer 2 can hold a liquid in the space between the particles.
  • “holding a liquid” means that it can be maintained in a state containing a predetermined volume of liquid.
  • the predetermined capacity depends on, for example, the hydrophilicity of the material constituting the water retention layer 2 and the size of the voids of the water retention layer 2.
  • the material of the water retention layer 2 may include hydrophobic particles described later as long as it includes at least particles having hydrophilicity or particles covered with a hydrophilic material on the surface thereof. .
  • an aggregate that holds water is required to hold 0.15 g of water per volume. That is, an aggregate that retains water that is generally used has a water content of 15% or more.
  • the water retention layer 2 of the first embodiment also has a moisture content of 15% or more, for example. However, even the water retention layer 2 smaller than 0.15 g / cm 3 does not necessarily lose the effect based on the knowledge described later.
  • the impermeable layer 3 is formed under the water retaining layer 2.
  • the impermeable layer 3 is composed of an aggregate of hydrophobic particles.
  • “Hydrophobic particles” include particles having a surface that is water-repellent, or particles that are hydrophobic.
  • the water repellent treatment means the property of repelling water.
  • hydrophobic means a property that hardly binds to water or is hardly soluble in water.
  • it refers to a particle having a water droplet contact angle of 90 ° or more on the particle surface.
  • the hydrophobic particles are, for example, hydrophobic polymer materials.
  • the particles whose surface is subjected to water repellent treatment are particles whose surface is subjected to water repellent treatment with, for example, a chlorosilane-based material or an alkoxysilane-based material.
  • chlorosilane-based material is peptadecafluoro-1,1,2,2-tetrahydrodecyltrichlorosilane or normal octadecyldimethylchlorosilane.
  • alkoxysilane-based material are normal octadecyltrimethoxysilane or nonafluorohexyltriethoxysilane.
  • the material of the water repellent treated particles is, for example, soil and glass beads.
  • the soil includes inorganic substances, colloidal inorganic substances, coarse organic substances, or organic substances generated by alteration due to decomposition action of microorganisms and the like.
  • the pressure applied to the impermeable layer 3 by the liquid is equal to or lower than the water infiltration pressure, the liquid does not pass through the impermeable layer 3.
  • the maximum value of the water pressure applied to the impermeable layer 3 corresponds to the height of the pavement layer 1 and the water retention layer 2.
  • the liquid When the liquid is supplied from the first surface 1a of the pavement layer 1, the liquid enters the place where the gas contained in the pavement layer 1 and the water retention layer 2 was present. As the liquid permeates, the height of the liquid level changes according to the amount of gas present at that location. It is considered that pressure is applied to the impermeable layer 3 according to the height of the liquid surface.
  • the pressure applied to the impermeable layer 3 by the liquid is larger than the water infiltration pressure, the liquid passes through the impermeable layer 3.
  • the passage of liquid through the impermeable layer 3 is also referred to as “breakdown”.
  • the pressure at which the impermeable layer 3 starts to break down due to the liquid is referred to as “infiltration pressure”.
  • the water-impervious layer 3 may have a reduced water intrusion pressure that prevents passage of liquid after it has once broken. Details will be described later with reference to FIGS. 8A to 8F. Furthermore, it discovered that the water infiltration pressure of the impermeable layer 3 returned to the original by the impermeable layer 3 drying. That is, in the water storage structure 100 of the first embodiment, the water infiltration pressure of the impermeable layer 3 is the original by forming the water retaining layer 2 on the upper portion of the impermeable layer 3 after the impermeable layer 3 broke down. The pressure applied to the impermeable layer 3 can be reduced until the state returns. Therefore, the water storage structure 100 can obtain time for the impermeable layer 3 to dry.
  • the liquid storage effect is reduced as long as the liquid is supplied after the impermeable layer 3 is broken once, and the liquid supplied to the pavement layer 1 is impermeable layer 3. Will pass through.
  • the water storage structure 100 has the water retention layer 2 between the pavement layer 1 and the impermeable layer 3, so that a predetermined volume of liquid is retained in the water retention layer 2 even after the impermeable layer 3 breaks down. Can do.
  • the water storage structure 100 removes a part of the soil where the water storage structure 100 is to be arranged, and arranges it in the removed part.
  • a part of the local soil 4 is removed from the state of the local soil 4 shown in FIG. 2B as an example of a portion where the water storage structure 100 is to be arranged.
  • the water storage structure 100 is disposed in a portion where the local soil 4 is partially removed while leaving the surrounding area of the local soil 4.
  • the water storage structure 100 is located, for example, in a state surrounded by the local soil 4. Or you may form all the side surfaces of the water storage structure 100 with the frame 5, as shown to FIG. 2E.
  • the local soil 4 formed under the water storage structure 100 should just be a material which can pass a liquid.
  • the frame 5 may be composed of the local soil 4 or may be composed of a material other than the local soil 4 instead. That is, the local soil 4 or the frame 5 formed on the side surface of the water storage structure 100 may be a substance through which liquid or gas can pass or a substance through which liquid or gas cannot pass. It is sufficient if there is a substance that surrounds at least a part of the bottom surface and side surface of the water storage structure 100.
  • ⁇ Configuration example of water storage structure 100> A specific example of the water storage structure 100 will be described. An example in which a part of a sidewalk of 5 m ⁇ 5 m is a water storage structure 100 will be described. The section of 5m x 5m is also described as the enforcement location. Hereinafter, a method for forming the water storage structure 100 will be described.
  • a 5 m ⁇ 5 m site of the construction site is dug up to a depth of 20 cm. This depth corresponds to the total thickness of the impermeable layer 3, the water retaining layer 2 and the pavement layer 1.
  • the hydrophobic particles have a particle diameter in the range of 0.425 mm or more and 0.85 mm or less, and water repellent sand obtained by subjecting sea sand to water repellent treatment is used.
  • the impermeable layer 3 may have an arbitrary thickness.
  • the impermeable layer 3 has a thickness in the range of 5 cm to 7 cm as an example.
  • the water retaining layer 2 is formed on the impermeable layer 3.
  • the water retention layer 2 having a thickness of 7 cm is formed.
  • water retention blocks have a volumetric water content in the range of 15% to 30% when saturated.
  • the water retention layer 2 of the first embodiment uses Toyoura sand having a volumetric water content of 38% when saturated.
  • Toyoura sand is sand collected on the Toyoura beach in Yamaguchi Prefecture.
  • Toyoura sand has a particle size in the range of 0.1 mm to 0.4 mm.
  • Step S004> the pavement layer 1 having water absorption is formed on the water retention layer 2.
  • the pavement layer 1 having a thickness of 6 cm is formed.
  • the pavement layer 1 has a large number of pipes 1c having a fine inner diameter that penetrate from the pavement upper surface (first surface) 1a to the pavement lower surface (second surface) 1b.
  • the liquid existing in the pipe 1c having a fine inner diameter has a function of rising from the pavement lower surface 1b to the pavement upper surface 1a.
  • the pavement layer 1 sucks up the liquid contained in the water retention layer 2 or the liquid contained in the pavement layer 1 to the pavement upper surface 1a.
  • the liquid sucked up on the pavement upper surface 1a evaporates.
  • sea sand having a particle size in the range of 0.425 mm to 0.85 mm is dried.
  • forced drying in a drying room or a dryer, or natural drying using solar heat or the like can be used.
  • the sea sand contained in the container is stirred and dried. And drying is complete
  • the sea sand is dried with sunlight.
  • An amount of sea sand corresponding to a height of several centimeters (for example, 3 cm) of the container is placed in the container. Place a container with sea sand on the weight and leave it outdoors.
  • the dried sea sand is immersed in the surface treating agent solution.
  • the surface treating agent solution for example, a fluorine-based solvent or a hydrocarbon-based solvent is used.
  • the solution is allowed to stand for about 1 day, and then the solution is filtered.
  • Step S103> After filtration, the sea sand is washed with a detergent for surface treatment.
  • a fluorinated solvent such as florinate or Novec is used as the cleaning liquid.
  • a hydrocarbon solvent used as the surface treatment agent
  • a mixed liquid of hexane or hexadecane and chloroform is used as a cleaning liquid.
  • Step S104 After washing, a part of the sea sand is taken out and it is confirmed whether or not the water repellent treatment of the sea sand is completed. For example, if it can be observed with the naked eye that sea sand is repelling the cleaning agent, it can be determined that the water-repellent treatment has been completed. If wetting of the cleaning agent is observed on the surface of the sea sand, it is determined that the water repellent treatment of the sea sand has not been completed, and step S102 and step S103 are performed again.
  • FIG. 4 shows the results of a demonstration experiment of the water storage structure (water storage system) 102 of the first example of the first embodiment and the water storage structure (water storage system) 200 of the comparative example. 4 indicates the water storage structure 102, the alternate long and short dash line indicates the water storage structure 200, and the thin line indicates the air temperature.
  • FIG. 5A is a cross-sectional view of the water storage structure 102 of the first embodiment.
  • FIG. 5B is a top view of the water storage structure 102 of the first embodiment.
  • the water retention layer 2 of the water storage structure 102 is made of Toyoura sand without water repellent treatment.
  • the impermeable layer 3 of the water storage structure 102 is composed of sea sand whose surface is water-repellent.
  • the water storage structure 102 is surrounded by a wooden frame 5.
  • FIG. 5C is a cross-sectional view of the water storage structure 200 of the first comparative example.
  • FIG. 5D is a top view of the water storage structure 200 of the first comparative example.
  • the water storage structure 102 and the water storage structure 200 are both installed in a wooden frame 5 having an internal size of 5 m ⁇ 5 m. That is, in the first embodiment, the water storage structure 102 and the water storage structure 200 are installed in the wooden frame 5. This is because the wooden frame 5 reduces the liquid supplied to the surfaces of the pavement layer 1 and the water retention block 9 from the side surfaces of the water storage structure 102 and the water storage structure 200, respectively. However, even if the water storage structure 102 and the water storage structure 200 are surrounded by the wooden frame 5, the respective functions are not greatly affected, and the water storage structure 102 and the water storage structure 200 are surrounded by some configuration instead of the wooden frame 5. If so, it is clear that similar results can be obtained.
  • water repellent sand corresponding to the impermeable layer 3 having a height of 6 cm is laid in a wooden frame 5 having a height of 18 cm.
  • a Toyoura sand layer corresponding to the water retention layer 2 having a height of 6 cm is laid thereon.
  • a red brick corresponding to the pavement layer 1 having a depth of 6 cm is laid thereon.
  • each of the water storage structure 102 and the water storage structure 200 water is stored in the outer frame impermeable layer 3 a by filling water-repellent sand in the gap between the Toyoura sand or the brick and the wooden frame 5 so that liquid does not leak from the wooden frame 5. Water was prevented from leaking out of the wooden frame 5.
  • the water-repellent sand may be packed into a bag and the bag filled with water-repellent sand may be packed into the gap.
  • the water storage structure 200 of the comparative example lays Toyoura sand 7 having a height of 12 cm on the same wooden frame 5. On top of that, a water retaining block 9 having a height of 6 cm is installed.
  • the water retention block 9 uses a heat island countermeasure water retention block having an optimal water content ratio of 18%.
  • the total depth of the Toyoura sand 7 and the water retention block 9 of the water storage structure 200 is the same as the total depth of the pavement layer 1, the water retention layer 2, and the impermeable layer 3 of the water storage structure 102.
  • the red brick 1 and the water retaining block 9 are not spread over the entire surface.
  • the red brick 1 and the water retaining block 9 are 50 cm ⁇ 470 cm surrounded by the red brick 1 and the water retaining block 9. The space was opened and it was set as the water storage tanks 1a and 8, respectively.
  • the water storage structure 200 shown in FIG. 5C and FIG. 5D overflowed from the surface of the water retention block 9 at the stage where about 50 mm of water was given.
  • the water storage structure 102 shown in FIGS. 5A and 5B was stored in the gap between the red bricks provided in the pavement layer 1 and did not overflow from the surface.
  • the water storage structure 200 using the water-repellent sand impervious layer 3 can be obtained in the morning as compared with the case where the surface of the water storage structure 200 of the water retaining block 9 dries in the morning and the surface temperature rises. It was proved that the surface temperature of the glass was kept all day long and the surface was kept wet all day long.
  • the water intrusion pressure of the impermeable layer 3 of the water repellent sand used above is measured.
  • Fig. 6 shows the configuration used for the permeability test.
  • the aluminum plate 12 provided with a plurality of holes having a diameter of 5 mm is fixed to the cylinder 10.
  • the material of the cylinder 10 is glass.
  • a non-woven fabric 11 having a texture of 0.01 mm is disposed on the aluminum plate 12.
  • An impermeable layer 13 is formed on the nonwoven fabric 11. Water is supplied onto the impermeable layer 13.
  • Fig. 7 shows the conditions used for the experiment.
  • the water-impermeable layer 13 (1) a water-repellent glass sphere having a particle diameter of 0.03 mm, (2) a water-repellent Toyoura sand having a particle diameter of 0.1 mm to 0.4 mm, and (3) 0.425 mm or more.
  • Water permeation experiments were conducted using water repellent sea sand having a particle diameter of 0.85 mm or less and (4) Toyoura sand having a particle diameter of 0.1 mm or more and 0.4 mm or less and having no water repellency.
  • Sieve analysis is a method of measuring the mass of a sample remaining on each sieve by passing the samples through sieves having different sieving sizes in descending order or in ascending order.
  • a method for extracting water-repellent Toyoura sand having a particle diameter of 0.1 mm to 0.4 mm will be described.
  • the water-repellent Toyoura sand is separated from the water-repellent Toyoura sand having a particle size larger than 0.4 mm through a sieve having a mesh size of 0.4 mm.
  • the water-repellent Toyoura sand having a particle diameter of 0.4 mm or less is passed through a sieve having a size of 0.1 mm, and the water-repellent Toyoura sand having a particle diameter of less than 0.1 mm; To separate.
  • water-repellent Toyoura sand having a particle diameter of 0.1 mm to 0.4 mm was extracted.
  • a water-impermeable layer 13 is formed on the nonwoven fabric 11 with any of the materials (1) to (4).
  • a fixed amount of water 14 is supplied to the upper part of the impermeable layer 3 per unit time. Specifically, an amount of water of 10 mm was supplied every 5 minutes.
  • the water penetration pressure of the water-repellent glass having an average particle diameter of 0.03 mm corresponding to the material (1) was 100 cm.
  • the water infiltration pressure of water-repellent Toyoura sand having an average particle diameter of 0.15 mm corresponding to the material of (2) was 21 cm.
  • the water infiltration pressure of water repellent sand (sea sand) having an average particle diameter of 0.8 mm corresponding to the material of (3) was 10 cm.
  • the water intrusion pressure of Toyoura sand having an average particle diameter of 0.15 mm which is not water repellent and corresponds to the material of (4) was 2 cm.
  • the water infiltration pressure of the water-repellent sea sand used for the impermeable layer 3 of the first example was 10 cm.
  • the water-impermeable layer 3 formed of the water-repellent sea sand has water stored on the water-repellent sea sand on the surface of the pavement layer 1. Before reaching, the impermeable layer 3 breaks down.
  • the impermeable layer 3 further breaks down, so that the water surface is maintained in a situation where there is no rise in the water surface, and the water surface is lowered when the supply of water is lost.
  • the thickness of each layer is, for example, the thickness of the water-retaining layer 2 in the first embodiment is set to 7 cm, and the thickness of the pavement layer 1 thereon is a standard frequently used block thickness. If the water-repellent sand of the water-impermeable layer 3 breaks down at 10 cm when the construction is performed with a length of 6 cm, the water surface may break up before reaching the surface of the pavement layer 1, and the water may overflow from the surface of the pavement layer 1. When the water supply is low or stops, the water surface begins to drop.
  • Water storage structure 100 The operation of the water storage structure 100 as a representative example of the first embodiment for storing a liquid will be described with reference to FIGS. 8A to 8F. This operation is the same in the water storage structures 101 and 102.
  • water impermeable layer 3 has hydrophobicity, so that the water does not pass through the impermeable layer 3 and the pavement layer 1 Water accumulates inside.
  • water depth the length from the surface where the water retaining layer 2 and the impermeable layer 3 are in contact to the water surface.
  • the pavement layer 1 sucks up the water of the water retention layer 2 onto the surface of the pavement layer 1. Therefore, the surface of the pavement layer 1 is in a wet state. When the water contained in the wet surface evaporates, the temperature of the environment near the wet surface can be lowered.
  • the water penetration pressure of the impermeable layer 3 corresponds to the water penetration pressure.
  • the water depth corresponding to the pressure of the water infiltration pressure of the impermeable layer 3 is indicated by a dotted line 22 in FIGS. 8A to 8D.
  • the speed at which water is stored in the pavement layer 1 and the water retention layer 2 is reduced. Or, the water depth begins to decrease and the water surface begins to drop.
  • the water supplied to the impermeable layer 3 is easily passed again. That is, even if the amount of water contained in the pavement layer 1 and the water retention layer 2 is less than the water infiltration pressure, there is a possibility that the water will break again. Therefore, even if water is supplied to the pavement layer 1, the water may not be stored in the supplied pavement layer 1 and the water retention layer 2, and may be discharged from the broken portion 20.
  • the water storage structure 100 can hold time until the water supply dries by having the water retention layer 2 that can hold a certain amount of water. Therefore, the broken part 20 of the impermeable layer 3 can be dried.
  • the impermeable layer 3 can store water even if the pavement layer 1 and the water retention layer 2 contain a smaller amount of water than the water infiltration pressure. That is, the water storage structure 100 can store water having a water content higher than that of the water retention layer 2.
  • a mixture of hydrophobic particles, hydrophobic particles, and non-hydrophobic particles may be used.
  • the water penetration pressure can be adjusted by changing the mixing ratio.
  • FIG. 9 shows the experimental results of the relationship between the mixing ratio (mixing ratio) of sea sand that has not been subjected to water repellent treatment and sea sand that has been subjected to water repellent treatment, and the water intrusion pressure (limit water level).
  • Sand including sea sand that has not been subjected to water repellent treatment and sea sand that has been subjected to water repellent treatment is also referred to as “mixed sand”.
  • sand obtained by mixing sand that has not been subjected to water repellent treatment and sand that has been subjected to water repellent treatment at a ratio of 1: 7 has a water intrusion pressure of 8 cm in height.
  • the same effect as described above can be obtained by designing the water retaining layer 2 to be 2 cm thin.
  • the water storage structure 100 of the first embodiment holds the liquid in the water retention layer 2 and the pavement layer 1 when a certain amount of liquid is supplied. Therefore, it becomes possible to keep the surface of the pavement layer 1 in a wet state. When a certain amount or more of liquid is supplied, the impermeable layer 3 breaks down, so that no more liquid is stored. Therefore, the problem that the liquid overflows from the surface of the pavement layer 1 to other portions or the strength of the water storage structure 100 is reduced by supplying an excessive amount of liquid can be prevented.
  • the impermeable layer 3 breaks down and the liquid in the pavement layer 1 is discharged, the liquid is retained in the water retaining layer 2. Until the water of the water retaining layer 2 evaporates, the wet state of the pavement layer 1 can be maintained.
  • the water storage structure 100 is a structure in which materials are stacked in a simple layer shape, and has an advantage that excessive water can be discharged without requiring a special bag or complicated construction work as in the past.
  • a water-repellent sand layer formed of an aggregate of sand subjected to water-repellent treatment as an example of hydrophobic particles is arranged in the ground as an impermeable layer 3.
  • Store water. Therefore, the water storage structure 100 can suppress the temperature rise of the pavement upper surface 1a using the stored water, and can store the water without reducing the strength of the water storage structure 100 even if excessive water is supplied. It is possible to reduce the overflow of water on the surface of the structure 100, that is, the ground surface.
  • the water-impermeable layer 3 is formed by a layer that is an aggregate of hydrophobic particles and that contains air in the gaps between the particles.
  • a water retaining soil or a water retaining block is disposed on the impermeable layer 3 disposed in the ground as an example of the water retaining layer 2 capable of retaining a certain amount of water.
  • a water absorbing block is disposed as an example of the pavement layer 1 thereon.
  • the water-retaining soil or water-retaining block of the water-retaining layer 2 and the water-absorbing block of the pavement layer 1 are formed on the impermeable layer 3.
  • the total thickness of the layers is set so as to be larger than the water penetration pressure of the impermeable layer 3.
  • the water-impermeable layer 3 allows water to pass through when the water pressure is equal to or higher than the water intrusion pressure while maintaining a water amount below the water infiltration pressure in the ground. Therefore, it is possible to reduce the overflow of water on the surface of the water storage structure 100.
  • a gap (through hole portion) 1d is provided between the water absorbing blocks, and the gap 1d is designed to be a water storage space. It has the same effect as the second example, and the supplied water can further reduce the surface temperature rise of the water storage structure 100 more efficiently.
  • the water storage structure 100 of the first embodiment even when the amount of water supplied wetly is small, the water is vaporized on the surface of the water storage structure 100, that is, the surface of the ground surface. Furthermore, even when a large amount of water is supplied, the water-impermeable layer 3 is formed of an aggregate of hydrophobic particles, so that water can be drained appropriately without overflowing the surface. Regardless of the amount of water supply, the surface of the surface can be efficiently cooled by constantly maintaining the surface of the surface in a suitable wet state.
  • the impermeable layer 3 of the first embodiment is composed of an aggregate of hydrophobic particles, and the impermeable layer 3 breaks when the water pressure exceeds a certain level. Therefore, by appropriately designing the heights of the pavement layer 1, the water retaining layer 2, and the impermeable layer 3, water can be drained by rupture before the water overflows.
  • the water storage structure 100 of the first embodiment is provided with a water retention layer 2 between the pavement layer 1 and the impermeable layer 3. Therefore, until the water supply of the impermeable layer 3 dries, the water of the water retaining layer 2 can be supplied to the pavement layer 1, and the breaks in time for cooling the surface temperature can be reduced.
  • the impermeable layer 3 uses one type of material (sea sand in the first example). However, as a modification, a part of the impermeable layer 3 is replaced by another part. You may comprise by the hydrophobic particle
  • FIG. 10 shows a water storage structure 103 when water-repellent sand having a particle diameter larger than sea sand is used as part of the impermeable layer 3.
  • a portion of the water-repellent sand having a particle diameter larger than the sea sand in a part of the impermeable layer 3 is referred to as a drain hole portion 6.
  • the drain hole 6 breaks down and the liquid flows. Therefore, it is possible to specify a place where water is intentionally drained. Therefore, after the construction of the water storage structure 103, when it becomes necessary to adjust the amount of water storage, only the drain hole portion 6 is dug up, and the drain hole conditions (for example, particle diameter, mixing with non-water-repellent sand) By changing the rate, adjustment work can be easily performed.
  • the structure of the water storage structure (water storage system) 210 of 2nd Embodiment different from 1st Embodiment is shown.
  • the water storage structure 210 has a pavement layer 201, a water retention layer 202, a water impermeable layer 203, and a drain hole 204 in a part of the water impermeable layer 203.
  • the water storage structure 210 having the above configuration will be described.
  • the pavement layer 201 or the water retention layer 202 is the same as that described in the first embodiment.
  • the impermeable layer 203 may be composed of the hydrophobic particles described in the first embodiment, or may be composed of other water-impermeable materials.
  • the other water-impermeable material may be formed of ultrafine particles such as silt or clay, or may be formed of a solid material formed of a hydrophobic material, or hydrophilic. The surface of the material may be coated with a hydrophobic material.
  • the drain hole 204 is installed in a part of the impermeable layer 203 so as to penetrate the impermeable layer, and is composed of hydrophobic particles having a water infiltration pressure lower than the water infiltration pressure of the impermeable layer 203. .
  • the water intrusion pressure of the hydrophobic particle layer constituting the drain hole portion 204 varies depending on the size of the particle size of the hydrophobic particles, dispersion of the particle size, and the like.
  • the drain hole 204 is formed of Toyoura sand. It may be formed of water repellent sand obtained by performing water repellent treatment on sand having a larger diameter, for example, sea sand having a particle diameter of 0.425 mm or more and 0.85 mm or less.
  • the pressure applied to the impermeable layer 203 by the liquid is equal to or lower than the water infiltration pressure of the drain hole 204, the liquid does not pass through the drain hole 204.
  • the maximum value of the pressure of water applied to the impermeable layer 203 corresponds to the height of the liquid.
  • the drain hole 204 Water infiltrated and the water stored in the pavement layer 201 or the water retention layer 202 is discharged downward from the drain hole 204. While water remains in the drain hole 204, the drain hole 204 has no water shielding effect against the water pressure up to the conventional water intrusion pressure and cannot store water in the water retention layer 202. . However, by drying the drain hole 204, the drain hole 204 can maintain the conventional water infiltration pressure again.
  • the water storage structure 210 of the second embodiment removes a part of the soil and arranges it in the removed part.
  • the water storage structure 210 is arranged in a portion where a part of the local soil 205 is removed.
  • a specific example of the water storage structure 210 will be described.
  • a 5 m ⁇ 5 m section of a part of the sidewalk is the water storage structure 210, for example, a 5 m ⁇ 5 m site of the construction site is dug 20 cm. This depth corresponds to the total thickness of the impermeable layer 203, the water retaining layer 202, and the pavement layer 201. This is also the same as in the first embodiment.
  • an impermeable layer 203 and a drain hole portion 204 made of an aggregate of hydrophobic particles are formed.
  • the hydrophobic particles used in the water-impermeable layer 203 water-repellent sand obtained by water-repellent treatment of Toyoura sand having a particle diameter of 0.1 mm to 0.4 mm is used.
  • the hydrophobic particles used for the drain holes 204 water-repellent sand obtained by water-repellent treatment of sea sand having a particle diameter in the range of 0.425 mm to 0.85 mm is used.
  • the impermeable layer 203 and the drain hole 204 may have any thickness. Here, the thickness is in the range of 5 cm to 7 cm.
  • the impermeable layer 203 and the drain hole 204 have the same thickness.
  • the drain hole 204 is formed in a part of the impermeable layer 203, and the periphery of the drain hole 204 is surrounded by the impermeable layer 203.
  • a cylindrical mold 251 having a through hole for forming a drain hole 204 is disposed on the bottom surface (surface of the local soil 205) 205b of the depression 205a formed by digging up the local soil 205 (see FIG. 13A).
  • the drain hole portion mold 251 is a cylindrical tube having a diameter of 20 cm and a height of 5 cm. The thinner the cylinder, the more convenient the gap after it is pulled out, and it is more convenient.
  • the thickness of the cylinder that can be bent to form a cylinder may be 1 mm.
  • the drain hole mold 251 is not limited in material, but may be made of plastic, for example.
  • a drain hole part mold 251 is placed at a position where the drain hole part 204 is to be formed, and the water repellent sand by the previous sea sand is placed in each drain hole part mold 251. (See FIG. 13B).
  • the drain hole 204 is formed by this water repellent sand.
  • water repellent sand from the Toyoura sand is placed on the bottom surface 205b of the depression 205a formed by digging up, except for the portion where the drain hole portion mold 251 is disposed, up to the same height as the drain hole portion mold 251. It arrange
  • the drain hole mold 251 at the boundary between the drain hole 204 and the impermeable layer 203 is extracted (see FIG. 13D). Thereafter, the water retaining layer 202 and the pavement layer are formed on the impermeable layer 203.
  • the part which forms 201 is the same as that of 1st Embodiment (refer FIG. 13E).
  • FIG. 14A to FIG. 14F show time-series changes.
  • water depth when water is supplied to the water storage structure 210 beyond the capacity of the water that can be retained by the water retention layer 202, the water impermeable layer 203 and the drain hole 204 are both hydrophobic, so that the water passes through the impermeable layer 203. Without water, water accumulates in the pavement layer 201.
  • the length from the surface where the water retaining layer 202 and the impermeable layer 203 are in contact to the water surface is expressed as “water depth”.
  • the pavement layer 201 sucks up the water of the water retention layer 202 onto the surface of the pavement layer 201. Therefore, the surface of the pavement layer 201 is in a wet state. When the water contained in the wet surface evaporates, the temperature of the environment near the wet surface can be lowered.
  • FIG. 14B When the pressure corresponding to the amount of water stored in the pavement layer 201 and the water retaining layer 202 exceeds the water intrusion pressure of the drain hole 204, the drain hole 204 is broken (see reference numeral 220 in FIG. 14B). After the drainage hole portion 204 broke down, the water stored in the pavement layer 201 and the water retention layer 202 flows to the local soil 205 through the drainage hole portion 204 (the local soil containing water indicated by reference numeral 221 in FIG. 14B). (See section 205). The passage of water through the drain hole 204 is referred to as “drainage”. A portion through which water flows when the drain hole portion 204 is broken is referred to as a “broken portion” (refer to a portion denoted by reference numeral 220 in FIG. 14B).
  • the speed at which water is stored in the pavement layer 201 and the water retention layer 202 decreases. Or, the water depth begins to decrease and the water surface begins to drop.
  • the water content ratio capable of retaining water means the ratio between the volume of the gap in the water retaining layer 202 and the volume of water capable of retaining water, and is referred to as the optimum water content ratio.
  • the water supplied to the drain hole portion 204 is again in a state where it can easily pass. That is, even if the amount of water contained in the pavement layer 201 and the water retention layer 202 is less than the water infiltration pressure, there is a possibility that the water will break again. Even if water is supplied to the pavement layer 201, the water may not be stored in the supplied pavement layer 201 and the water retention layer 202 and may be discharged from the drain hole 204.
  • water can be stored in the pavement layer 201 and the water retaining layer 202 again. This is a mechanism for storing water again after waiting for the water repellent sand layer to dry while keeping the surface moist by the water stored in the water retaining layer.
  • the surface of the water retaining layer 202 In relation to the time taken to dry the drain hole 204 and the time to reach the lower limit of the amount of water sufficient to supply water to the surface of the water retaining layer 202, if the former is early, the surface can be re-supplied by supplying water again. Will always be moist.
  • FIG. 15 shows a case where water having a water penetration pressure or higher is supplied to a water-repellent sand layer obtained by subjecting sea sand to water-repellent treatment, water is passed through the water-repellent sand layer, and the water-repellent sand layer is dried until dry.
  • This is a change in the water intrusion pressure when trials for measuring the water infiltration pressure of the water repellent sand layer are repeated many times.
  • the table shows the number of times water was passed and the water intrusion pressure after drying.
  • the table shows that the water infiltration pressure after the first time is maintained even after 50 trials have passed, and once the water repellent sand layer through which water has passed is dried, it returns to the original water infiltration pressure.
  • the water storage structure 210 of the second embodiment holds the liquid in the water retention layer 202 and the pavement layer 201 when a certain amount of liquid is supplied. It becomes possible to keep the surface of the layer 201 in a wet state. When the liquid of a certain level or more is supplied, the drain holes 204 are destroyed, so that an excessive amount of liquid is supplied, so that the liquid overflows from the surface of the pavement layer 201 to other parts, and the strength of the water storage structure 210 is increased. The problem of falling can be prevented.
  • drain hole portion 204 By installing the drain hole portion 204, it is possible to intentionally designate the breakage place as the drain hole portion 204. As a result, there is no need for time and effort to dry the whole impermeable layer when drying the rupture site, or when it becomes necessary to adjust the water storage due to climate change, etc. where there is more rainfall than expected.
  • water-repellent sand conditions for example, particle diameter, mixing ratio with non-water-repellent sand
  • the water storage structure according to the present invention is useful for roads, sidewalks, or rooftop greening systems.

Abstract

複数の疎水性の粒子で構成されている不透水層（３）と、不透水層の上部に形成されており、所定の容量の液体を保持することができる保水層（２）と、保水層の上部に形成されており、第１の面（１ａ）から第２の面（１ｂ）まで貫通する管（１ｃ）を有する舗装層（１）とを具備する貯水構造（１００）である。

Description

貯水構造
　本発明は、その内部に水を貯める貯水構造に関する。
　近年、ヒートアイランド現象の抑制を目的に、道路、歩道、又はビルの屋上の地表温度を抑制する機能を有する舗装構造が提案されている。特許文献１（特開２００６－２９１７０６号公報）では、舗装面の高温化を防止可能な透水性ブロック及び透水性舗装を提案している。図１６は特許文献１の透水性ブロックの構造を示す。透水性ブロックは、透水性材料で多孔質な形状で形成された透水体５１の中に、水を貯留する貯留容器５２を埋設されている。雨水などは透水体５１を経て貯留容器５２に保持され、保持された水によりブロック表面を湿潤に保つことで、高温化を防止する。
　また、特許文献２には、透水層の周囲が不透水層で囲まれ、不透水層を貫通する水抜きパイプで透水層と不透水層の外部とを連結する造成地盤構造が開示されている。
特許第４１７８５２５号公報 特許第３４５０４８９号公報
　特許文献１の構成は、一旦、雨水は貯留容器に保持され、保持された水がブロック内の熱を奪って蒸気となることで、周辺温度を下げることが可能となる。しかしながら、水分の気化は、基本的にはブロック内に埋め込まれた貯留容器内の水表面で行われるため、貯留容器から地表面までの距離が深い場合には、地表面付近での冷却効率が悪い。これを解決するために、ブロックの高さを浅くして貯留容器を表面近くに設定すると、表面が湿潤に保たれるトレードオフとして、排水性が落ちる。このため、大雨が降った際など、過剰な水が供給された場合に、舗装表面から水が溢れ出す問題が生じる。
　一方、特許文献２には、透水層内に溜まった水を水抜きパイプで排水することにより、透水層内に溜まった水の貯水量を調整することが開示されている。しかしながら、大雨が降った際など、過剰な水が供給された場合に、舗装表面から水が溢れ出すのを防止すべく、透水層内の貯水量を調整しようとすると、水抜きパイプに配置したゲートバルブを開閉する必要があり、構造が複雑でかつ操作が煩雑であり、コストがかかるといった課題があった。
　このように特許文献１及び２は、貯留された限られた水を効率良く利用して表面を冷却し、かつ、供給された水が多い場合に、水を溢れることを低減して、適度に排水を行うことを、両立して行うことが困難な構造になっている。　従って、本発明の目的は、前記問題を解決することにあって、貯留された限られた水を効率良く利用して表面を冷却し、かつ、供給された水が多い場合に、水を溢れることを低減して、適度に排水を行うことができる貯水構造を提供することにある。
　本発明は、前記目的を達成するため、以下のように構成している。
　本発明の１つの態様によれば、複数の疎水性の粒子で構成されている不透水層と、
　前記不透水層の上部に形成されており、所定の容量の液体を保持することができる保水層と、
　前記保水層の上部に形成されており、第１の面から第２の面まで貫通する管を有する舗装層とを備えるとともに、
　前記不透水層は、前記舗装層の厚み及び前記保水層の厚みに対応する圧力よりも小さい水浸入圧を有する、
貯水構造を提供する。
　本発明の前記態様は、貯留された限られた水を効率良く利用して表面を冷却し、かつ、供給された水が多い場合に、水が表面に溢れることを低減して、適度に排水を行うことができる。
　本発明のこれらと他の目的と特徴は、添付された図面についての実施形態に関連した次の記述から明らかになる。この図面においては、
図１は、第１実施形態の貯水構造の縦断面図であり、 図２Ａは、第１実施形態の変形例の貯水構造の縦断面図であり、 図２Ｂは、現地土壌の縦断面図であり、 図２Ｃは、現地土壌の縦断面図であり、 図２Ｄは、第１実施形態の貯水構造の縦断面図であり、 図２Ｅは、第１実施形態の貯水構造の縦断面図であり、 図３は、第１実施形態の砂への撥水処理手順を示す図であり、 図４は、第１実施形態の貯水構造と比較例との冷却効果を示す図であり、 図５Ａは、第１実施例の貯水構造の縦断面図であり、 図５Ｂは、第１実施例の貯水構造の上面図であり、 図５Ｃは、第１比較例の貯水構造の縦断面図であり、 図５Ｄは、第１比較例の貯水構造の上面図であり、 図６は、第１実施形態における撥水砂の粒子径と水浸入圧との関係を調べるための実験仕様を示す図であり、 図７は、第１実施形態における撥水砂の粒子径と水浸入圧との関係を示す図であり、 図８Ａは、第１実施形態の貯水構造における水の流れを示す縦断面図であり、 図８Ｂは、第１実施形態の貯水構造における水の流れを示す縦断面図であり、 図８Ｃは、第１実施形態の貯水構造における水の流れを示す縦断面図であり、 図８Ｄは、第１実施形態の貯水構造における水の流れを示す縦断面図であり、 図８Ｅは、第１実施形態の貯水構造における水の流れを示す縦断面図であり、 図８Ｆは、第１実施形態の貯水構造における水の流れを示す縦断面図であり、 図９は、第１実施形態における撥水砂と通常砂の混合率と水浸入圧との関係を示す図であり、 図１０は、第１実施形態の排水孔部を含む貯水構造の縦断面図であり、 図１１は、第２実施形態の貯水構造の縦断面図であり、 図１２は、現地土壌の一部を除去した部分に、第２実施形態の貯水構造を配置した状態の縦断面図であり、 図１３Ａは、第２実施形態の貯水構造の構築構造を説明するための縦断面図であり、 図１３Ｂは、第２実施形態の貯水構造の構築構造を説明するための縦断面図であり、 図１３Ｃは、第２実施形態の貯水構造の構築構造を説明するための縦断面図であり、 図１３Ｄは、第２実施形態の貯水構造の構築構造を説明するための縦断面図であり、 図１３Ｅは、第２実施形態の貯水構造の構築構造を説明するための縦断面図であり、 図１４Ａは、第２実施形態の貯水構造における水の流れを示す縦断面図であり、 図１４Ｂは、第２実施形態の貯水構造における水の流れを示す縦断面図であり、 図１４Ｃは、第２実施形態の貯水構造における水の流れを示す縦断面図であり、 図１４Ｄは、第２実施形態の貯水構造における水の流れを示す縦断面図であり、 図１４Ｅは、第２実施形態の貯水構造における水の流れを示す縦断面図であり、 図１４Ｆは、第２実施形態の貯水構造における水の流れを示す縦断面図であり、 図１５は、海砂を撥水処理した撥水砂層に、水浸入圧以上の水を供給して撥水砂層に水を通した後、水の通った箇所が乾くまで乾燥させて、乾燥後の撥水砂層の水浸入圧を測定する試行を何度も繰り返した場合の、水浸入圧の変化の表であり、 図１６は、特許文献１の従来技術を示す図である。
　本発明の記述を続ける前に、添付図面において同じ部品については同じ参照符号を付している。
　以下、図面を参照して本発明における実施形態を詳細に説明する前に、本発明の種々の態様について説明する。
　本発明の第１態様によれば、複数の疎水性の粒子で構成されている不透水層と、
　前記不透水層の上部に形成されており、所定の容量の液体を保持することができる保水層と、
　前記保水層の上部に形成されており、第１の面から第２の面まで貫通する管を有する舗装層とを備えるとともに、
　前記不透水層は、前記舗装層の厚み及び前記保水層の厚みに対応する圧力よりも小さい水浸入圧を有する、
貯水構造を提供する。
　前記態様によれば、貯留された限られた水を効率良く利用して表面を冷却し、かつ、供給された水が多い場合に、水を表面に溢れることを低減して、適度に排水を行うことができる。
　本発明の第２態様によれば、前記疎水性の粒子は、クロロシラン系材料、又はアルコキシシラン系材料で表面を撥水処理されている粒子である、
第１の態様に記載の貯水構造を提供する。
　前記態様によれば、第１態様の効果に加え、本材料を用いた撥水処理は、少ない材料で大量の疎水性粒子を表面撥水加工できる（例えば、材料１００ｇで１トンの砂を表面撥水加工できる）ため、材料運搬などが手軽にできる効果がある。
　本発明の第３態様によれば、前記保水層は、親水性を有する粒子、又は表面を親水性の材料で覆われている粒子の集合体であり、かつ、前記粒子の間に空隙を有する、
第１に貯水構造を提供する。
　前記態様によれば、第１態様に加えて、わざわざ保水層のための材料を持ち込まなくても、（一般的に、土又は砂は親水性なので）現地土壌を用いて保水土壌を手軽に構築できる効果がある。
　本発明の第４態様によれば、前記不透水層の上面から下面に至るまでの区間に、前記不透水層より水浸入圧の低い撥水砂層で構成された排水孔部を備える、
請求項１の態様に記載の貯水構造を提供する。
　前記態様によれば、第１態様の効果に加え、供給する水が一定以上になり、排水が必要になる際に、第１態様のように不透水層の任意の場所から排水されるのではなく、第４態様の構造では、必ず、前記排水孔部に限定して排水されるため、排水後に再度貯水させるためのメンテナンスを、不透水層の全面に行わなくても、排水孔部のみに施すことで、効率良く運用する事が可能となる。
　本発明の第５態様によれば、前記舗装層は、内部に連続して繋がった空隙を有し、前記舗装層の底面から表面まで、水を吸い上げる機能を有している、
第１～４のいずれか１つの態様に記載の貯水構造を提供する。
　前記態様によれば、第１態様の効果に加え、貯水量が少量であっても、容易に蒸発できる効果がある。
　本発明の第６態様によれば、前記舗装層の前記管は、毛細管現象により液体を移動させる管である、
第１～４のいずれか１つの態様に記載の貯水構造を提供する。
　前記態様によれば、第１態様の効果に加え、特別に吸水するしくみを舗装層に施さなくても、第１態様の効果を保証できる。
　以下、図面を参照しながら、実施の形態を説明する。
（第１実施形態）
　図１に、第１実施形態の貯水構造（貯水システム）１００の構成を示す。
　貯水構造１００は、舗装層１と、保水層２と、不透水層３とを備える。以下、各構成要素を説明する。貯水構造１００は、液体を貯める。
　本明細書において、「液体」とは、水、エアロゾルなどの大気中の浮遊粒子または土壌等を少量含む水等を含む。液体の一例は、雨水である。
　＜舗装層１＞
　舗装層１は、保水層２の上に形成されている。舗装層１は、外部空間に接する第１の面１ａと、保水層２に接する第２の面１ｂとを有する。
　舗装層１は、微細な内径を有し、かつ、第１の面１ａから第２の面１ｂまで貫通する管１ｃを有する。舗装層１の管１ｃは、液体を第１の面１ａに向かって移動させる機能を有する。舗装層１の管１ｃは、いわゆる毛細管現象により液体を移動させる。
　舗装層１を構成する舗装材料は、砂又は礫を固めたブロック、コンクリート、レンガ、又は、アスファルトである。
　舗装層１の管１ｃの内径は、舗装層１の厚み等に依存して、所定の範囲に含まれる大きさとする。
　舗装層１の管１ｃの内径ｒは、ｈ＝２Ｔｃｏｓθ／ρｇｒ・・・・・・（式１）により決まる。ｈは、管１ｃ内の液体の液面上昇の高さ（ｍ）である。Ｔは液面の表面張力（Ｎ／ｍ）である。θは液面の接触角である。ρは液体の密度（ｋｇ／ｍ３）である。ｇは重力加速度（ｍ／ｓ２）である。ｒは管１ｃの内径（ｍ）である。舗装層１は、舗装層１の厚みより液面上昇の高さ（ｈ）が大きくなる管１ｃの内径ｒを有する。
　つまり、舗装層１の管１ｃの内径ｒは、液面上昇の効果が舗装層１の厚みより大きくなるように、第１の水浸入圧（閾値）よりも小さい。また、舗装層１の管１ｃの内径ｒは、液体が通過できる程度の大きさより小さい第２の水浸入圧（閾値）よりも大きい。前記の所定の範囲は、第２の閾値よりも大きく、第１の閾値よりも小さい範囲を意味する。
　舗装層１が液体を第２の面１ｂから第１の面１ａに向かって移動させる機能を有することを確認する方法を説明する。湿潤している物体の上に、乾燥している舗装層１の第２の面１ｂを配置する。所定時間経過後に、舗装層１の第１の面１ａが湿潤していれば、舗装層１が液体を第２の面１ｂから第１の面１ａに向かって移動させる機能を有することが確認できる。
　湿潤している物体の例は、後述する液体を含んだ保水層２である。例えば、舗装層１の材料候補となる物質を、後述する液体を含んだ保水層２の上に配置する。３０分経過後に、舗装層１の材料候補となる物質の上に、ティッシュペーパーを置く。ティッシュペーパーが濡れているのを確認できた場合には、舗装層１の材料候補となる物質が液体を第２の面１ｂから第１の面１ａに向かって移動させる機能を有することを確認できる。
　舗装層１は、例えば、複数の粒子の集合体で構成される。舗装層１の管１ｃの内径ｒは、粒子の径の大きさに依存すると考えることができる。舗装層１の管１ｃは、粒子と粒子との間の間隙に相当する。舗装層１の管１ｃの内径ｒは、粒子の粒子径と、粒子と粒子との接触の状態等とによって、決まると考えられる。ただし、粒子の集合体である層の中で、十分に多くの粒子数があらゆる接触状態で存在している。よって、粒子と粒子との接触状態は、管１ｃの内径ｒへの影響は小さいと考えられる。したがって、舗装層１の管１ｃの内径ｒは、粒子の径の大きさに依存すると考えることができる。
　例えば、舗装層１が、砂又は礫を含む粒子の集合体で構成され、かつ、液体が水の場合、舗装層１内の毛管の径は、粒子の径の大きさに依存する。
　例えば、舗装層１は、０．３ｍｍ以下の粒子径を有する粒子の集合体で構成する。また、例えば、舗装層１は、０．００５ｍｍ以上の粒子径を有する粒子の集合体で構成する。
　粒子とは、礫、砂、シルト、及び粘土を含む。礫とは、２ｍｍより大きく７５ｍｍ以下の粒子径を有する粒子である。砂とは、０．０７５ｍｍより大きく２ｍｍ以下の粒子径を有する粒子である。シルトとは、０．００５ｍｍより大きく０．０７５ｍｍ以下の粒子径を有する粒子である。粘土とは、０．００５ｍｍ以下の粒子径を有する粒子である。
　砂で構成された舗装層１は、シルト又は粘土で形成された舗装層１よりも、透水性が高い。一例として、舗装層１は、砂で構成される。
　例えば、６ｃｍの厚みを有する舗装層は、０．００５ｍｍ以上０．３ｍｍ以下の粒子径を有する粒子で構成する。式１からわかるように、舗装層１の厚みが大きいほど、舗装層１を構成する粒子は大きくても良い。
　０．００５ｍｍ以上０．３ｍｍ以下の粒子を有する細砂で構成されており、かつ、６ｃｍの厚みを有する舗装層１の候補材料で、実際に、舗装層１の所望の機能を発揮するか否かの確認を行った。０．１ｍｍ以上０．４ｍｍ以下の粒子径を有する粒子で構成された豊浦砂を飽和状態に水で満たし、その上に舗装層１の候補材料を配置した。３０分経過後に、舗装層１の候補材料の上に、ティッシュペーパーを置くと、ティッシュペーパーが濡れているのを確認できた。よって、０．００５ｍｍ以上０．３ｍｍ以下の粒子を有する細砂で構成されており、かつ、６ｃｍの厚みを有する舗装層１の候補材料は、舗装層１に適していると考えられる。
　舗装層１は、保水層２に含まれる液体を舗装層１の第２の面１ｂから第１面１ａに移動させることにより、第１の面１ａを湿潤状態に保つ。舗装層１の第１面１ａから液体が蒸発することにより、舗装層１の上部の温度低下、又は、舗装層１の上部の温度上昇を低減することができる。
　図２Ａに、貯水構造（貯水システム）１０１として、貯水構造１００の変形例の断面図を示す。図２Ａに示す貯水構造１０１は、図１に示す貯水構造１００とは、舗装層１の形状が異なる。
　図１に示す貯水構造１００の舗装層１は、保水層２の上部全面に配置されている。一方、図２に示す貯水構造１０１の舗装層１は、保水層２の上部の一部に配置されている。言い換えれば、舗装層１には、舗装層１が存在しない部分として貫通穴部１ｄが形成されている。図２Ａに示す貯水構造１０１も、図１に示す貯水構造１００と同様の効果を有する。
　保水層２の上に舗装層１が存在しない部分である貫通穴部１ｄには、貫通穴部１ｄの内壁面と保水層２との間に、水が貯水される。この水を貯水する部分（貫通穴部１ｄ）を、貯水部分１ｄと表記する。貯水部分１ｄに面した舗装層１は、舗装層１の第２の面１ｂのみではなく、その側面（貫通穴部１ｄの内壁面）からも水が吸い上げられる。また、貯水部分１ｄは、水面が外界と接しているため、より効率良く表面を冷却できる。
　次に、再び、貯水構造１００の構造の説明に戻る。
　＜保水層２＞
　貯水構造１００の保水層２は、舗装層１と不透水層３との間に形成されている。保水層２は、複数の粒子の集合体で構成されている。保水層２の材料は、例えば、親水性を有する粒子、又は、その表面に親水性を有する材料で覆われている粒子である。本明細書において、「親水性」とは、水と結合しやすい又は水と混ざりやすい性質を意味する。
　親水性を有する粒子は、例えば、金属、又はセラミックなどである。また、親水性を有する粒子は、自然界にある土又は岩石なども含む。
　保水層２を構成する粒子の表面を覆う親水性を有する材料で覆われている粒子は、例えば、テフロン（登録商標）などのポリテトラフルオロエチレン又はキュープラなどの高分子材料で覆われた粒子を意味する。
　また、保水層２は、粒子と粒子との間に空隙を有する。保水層２は、粒子と粒子の間の空隙に液体を保持することができる。本明細書において、「液体を保持する」とは、所定の容量の液体を含んだ状態で維持できることを意味する。所定の容量は、例えば、保水層２を構成する材料の親水性、及び保水層２が有する空隙の大きさに依存する。
　なお、保水層２の材料は、親水性を有する粒子、又は、その表面に親水性を有する材料で覆われている粒子を少なくとも含んでいれば、後述する疎水性の粒子を含んでいても良い。
　一般的に、水を保水する集合体は、体積あたり０．１５ｇの水を保持することが求められる。すなわち、一般的に用いられる水を保水する集合体は、１５％以上の含水率を有する。第１実施形態の保水層２も、例えば、１５％以上の含水率を有する。しかし、０．１５ｇ／ｃｍ３より小さい保水層２でも、後述する知見に基づく効果を必ず失うわけではない。
　＜不透水層３＞
　不透水層３は、保水層２の下に形成されている。不透水層３は、疎水性の粒子の集合体で構成されている。
　「疎水性の粒子」とは、表面が撥水処理されている粒子、又は、粒子自体が疎水性を有する粒子を含む。本明細書において、撥水処理とは、水を弾く性質を意味する。
　本明細書において、「疎水性」とは、水と結合しにくい、又は水に溶けにくい性質を意味する。例えば、粒子の表面において、水滴の接触角が９０°以上である粒子を言う。
　疎水性を有する粒子は、例えば、疎水性を有する高分子材料である。
　表面が撥水処理されている粒子は、例えば、クロロシラン系材料、又は、アルコキシシラン系材料などで表面を撥水処理されている粒子である。
　クロロシラン系材料の例は、ペプタデカフルオロ－１，１，２，２－テトラハイドロデシルトリクロロシラン、又は、ノルマルオクタデシルジメチルクロロシランである。アルコキシシラン系材料の例は、ノルマルオクタデシルトリメトキシシラン、又は、ノナフルオロヘキシルトリエトキシシランである。
　撥水処理されている粒子の材料は、例えば、土壌、及び、ガラスビーズである。土壌とは、無機物、コロイド状の無機物、粗大有機物、又は、微生物などの分解作用などによって変質して生じる有機物などを含む。
　液体によって不透水層３に加わる圧力が水浸入圧以下の場合、液体は不透水層３を通過しない。貯水構造１００において、不透水層３に加わる水の圧力の最大値は、舗装層１と保水層２の高さに対応する。
　舗装層１の第１の面１ａから液体が供給された場合、舗装層１及び保水層２に含まれていた気体が存在していた場所に液体が浸入する。液体が浸入することにより、その場所に存在していた気体の量に応じて、液体の液面の高さが変化する。液体の液面の高さに応じて不透水層３に圧力が加わると考えられる。
　液体によって不透水層３に加わる圧力が水浸入圧より大きい場合、液体が不透水層３を通過する。液体が不透水層３を通過することを「決壊」とも表記する。以下、液体によって不透水層３が決壊し始めるときの圧力を「浸入圧」と表記する。
　本願発明者らは、不透水層３は、一度決壊した後に、液体の通過を防ぐ水浸入圧が低下することがあるという知見を見出した。図８Ａから図８Ｆを用いて、詳細は後述する。さらに、不透水層３が乾燥することにより、不透水層３の水浸入圧は元に戻るという知見を見出した。つまり、第１実施形態の貯水構造１００は、不透水層３が決壊した後、不透水層３の上部に保水層２を形成していることにより、不透水層３の水浸入圧が元の状態に戻るまで、不透水層３に加わる圧力を低減することができる。よって、貯水構造１００は、不透水層３が乾燥する時間を得ることができる。
　貯水構造が保水層２を有さない場合、不透水層３が一度決壊した後、液体が供給されている限り、貯水の効果は低減され、舗装層１に供給された液体は不透水層３を通過していくことになる。
　したがって、貯水構造１００は、舗装層１と不透水層３との間に保水層２を有することにより、不透水層３が決壊した後でも、所定の容量の液体を保水層２で保持することができる。
　＜貯水構造１００の構成例＞
　貯水構造１００は、例えば、貯水構造１００を配置する予定の部分の土壌の一部を除去して、その除去した部分に配置する。
　例えば、貯水構造１００を配置する予定の部分の例としての図２Ｂに示す現地土壌４の状態から、図２Ｃに示すように、現地土壌４の一部を除去する。図２Ｄに示すように、現地土壌４の周囲残して現地土壌４の一部を除去した部分に、貯水構造１００を配置する。
　よって、貯水構造１００は、例えば、現地土壌４に周囲を囲まれた状態で位置している。又は、図２Ｅに示すように、貯水構造１００の全ての側面を枠５で形成しても良い。
　なお、貯水構造１００の下に形成されている現地土壌４は、液体が通過できる材料であれば良い。
　枠５は、現地土壌４で構成してもよいし、代わりに、現地土壌４以外の材料で構成してもよい。すなわち、貯水構造１００の側面に形成されている現地土壌４又は枠５は、液体又は気体が通過できる物質でも、液体又は気体が通過できない物質でも良い。少なくとも貯水構造１００の底面及び側面の一部を囲う物質があれば良い。
　＜貯水構造１００の構成例＞
　貯水構造１００の具体的な例を説明する。歩道の一部の５ｍ×５ｍの区間が、貯水構造１００である場合の例を説明する。５ｍ×５ｍの区間を施行場所とも表記する。以下、貯水構造１００の形成方法を説明する。
　＜ステップＳ００１＞
　図２Ｃに示すように、施工場所の５ｍ×５ｍの敷地を深さ２０ｃｍまで掘り返す。この深さは、不透水層３の厚さと保水層２の厚さと舗装層１の厚さとを合計した厚さに相当する。
　＜ステップＳ００２＞
　次に、現地土壌４の上に、疎水性の粒子の集合体で構成されている不透水層３を形成する。
　疎水性の粒子は、一例として、０．４２５ｍｍ以上０．８５ｍｍ以下の範囲の粒子径を有し、かつ、海砂を撥水処理した撥水砂を使用する。不透水層３は、任意の厚さで良い。ここで、不透水層３は、一例として、５ｃｍ以上７ｃｍ以下の範囲の厚みを有する。
　＜ステップＳ００３＞
　次いで、不透水層３上に、保水層２を形成する。一例として、７ｃｍの厚みを有する保水層２を形成する。
　一般に、市販の保水ブロックは、飽和時に、１５％以上３０％の範囲の体積含水率を有する。一例として、第１実施形態の保水層２は、飽和時に、３８％の体積含水率を有する豊浦砂を用いる。
　豊浦砂とは、山口県豊浦海岸で採取した砂である。一例として、豊浦砂は、０．１ｍｍ以上０．４ｍｍ以下の範囲の粒子径を有する。
　＜ステップＳ００４＞
　次いで、保水層２の上に、吸水性を有する舗装層１を形成する。一例として、６ｃｍの厚みを有する舗装層１を形成する。
　舗装層１は、舗装上面（第１の面）１ａから舗装下面（第２の面）１ｂまで貫通する、微細な内径を有する管１ｃを多数有する。一例として、微細な内径の管１ｃに存在する液体が、舗装下面１ｂから舗装上面１ａの方向に、上昇する機能を有する。
　舗装層１は、保水層２に含まれる液体、又は、舗装層１の内部に含まれる液体を、舗装上面１ａに吸い上げる。舗装上面１ａに吸い上げられた液体は、蒸発する。
　＜不透水層３の製造方法＞
　図３に、不透水層３の製造方法を示す。ここでは、不透水層３の材料として、海砂を用いた例を説明する。
　＜ステップＳ１０１＞
　一例として、０．４２５ｍｍ以上０．８５ｍｍ以下の範囲の粒子径を有する海砂を乾燥させる。海砂の乾燥には、乾燥室若しくは乾燥機での強制的な乾燥、又は、太陽熱などを利用した自然乾燥を用いることができる。
　海砂を乾燥して、海砂の重量を測定する。この工程を繰り返し、海砂の重量変化が所定値以下になった段階で乾燥を終了する。
　乾燥室内又は乾燥機内で海砂を乾燥させる場合、海砂を入れた容器と重量計とを乾燥室内又は乾燥機内に入れる。乾燥室内又は乾燥機内を高温に維持して乾燥している状態で、海砂の重量変化を確認する。
　例えば、乾燥室又は乾燥機内を約５０℃に設定した状態で、容器に入れた海砂をかき回しながら乾燥させる。そして、所定の値以上の重量変化が無くなった段階で乾燥を終了する。
　自然乾燥の場合は、例えば、太陽光で海砂を乾燥させる。容器の数センチ（例えば３ｃｍ）に高さに相当する量の海砂を容器に入れる。海砂を入れた容器を重量計上に置いて、屋外に放置しておく。
　単位時間当たりの重量変化を計測し、所定値以上の重量変化が無くなった段階で、一例として表面近傍周辺の厚さ３ｃｍ分の土の乾燥が完了したとみなす。乾燥した海砂を採取した後、その下層にある海砂を同様に自然乾燥させる。
　＜ステップＳ１０２＞
　次いで、乾燥させた海砂を表面処理剤溶液に浸す。表面処理剤溶液は、例えば、フッ素系溶媒、又は、炭化水素系溶媒を用いる。撹拌せずに静止して浸ける場合は、一例として約１日浸けたまま放置した後、溶液を濾過する。
　＜ステップＳ１０３＞
　次いで、濾過後、海砂を表面処理剤の洗浄剤にて洗浄する。例えば、表面処理剤としてフッ素系溶媒を用いた場合は、フロリナート又はノベックなどのフッ素系溶媒を洗浄液として用いる。
　また、表面処理剤として炭化水素系溶媒を用いた場合は、ヘキサン又はヘキサデカンとクロロホルムの混合液を洗浄液として用いる。
　＜ステップＳ１０４＞
　次いで、洗浄した後、海砂の一部を取り出し、海砂の撥水処理が完了しているか否かを確認する。例えば、肉眼などで海砂が洗浄剤を弾いていることが観察できれば、撥水処理が完了していると判断できる。海砂の表面に洗浄剤の濡れが観察された場合は、海砂の撥水処理が完了していないと判断し、ステップＳ１０２とステップＳ１０３とを再度行う。
　＜ステップＳ１０５＞
　次いで、海砂の表面が洗浄剤を弾いていることを確認した後に、海砂の乾燥を行う。
　前記の不透水層３の製造方法では、海砂の例を説明したが、現地土壌４への撥水処理又はガラスビーズを材料として用いる場合でも、同様な処理が可能である。
　図４に、第１実施形態の第１実施例の貯水構造（貯水システム）１０２と比較例の貯水構造（貯水システム）２００との実証実験の結果を示す。図４の太線は貯水構造１０２を示し、一点鎖線は貯水構造２００を示し、細線は気温を示す。
　＜第１実施例＞
　図５Ａは、第１実施例の貯水構造１０２の断面図である。図５Ｂに、第１実施例の貯水構造１０２の上面図である。
　貯水構造１０２の保水層２は、撥水処理の無い豊浦砂で構成されている。貯水構造１０２の不透水層３は、表面を撥水処理されている海砂で構成されている。貯水構造１０２の周囲を木枠５で囲んでいる。
　前記の貯水構造１０２の表面温度の冷却効果を確認するために、前記貯水構造１０２に水を供給した際の、表面温度の時間変化を調べた。比較例として、従来、ヒートアイランド現象を緩和するために開発された保水ブロック９による表面温度の時間変化と比較した。
　図５Ｃは、第１比較例の貯水構造２００の断面図である。図５Ｄは、第１比較例の貯水構造２００の上面図である。
　貯水構造１０２及び貯水構造２００は、一例として、どちらも内寸で５ｍ×５ｍの木枠５内に設置した。すなわち、第１実施例では、貯水構造１０２及び貯水構造２００を木枠５内に設置している。これは、舗装層１及び保水ブロック９の表面にそれぞれ供給される液体が、貯水構造１０２及び貯水構造２００の側面から流れることを木枠５で低減するためである。しかし、貯水構造１０２及び貯水構造２００を木枠５で囲む構成としても、それぞれの機能については大きな影響は受けず、木枠５の代わりにも何らかの構成で、貯水構造１０２及び貯水構造２００が囲まれていれば、同様の結果を得られることは明らかである。
　貯水構造１０２としては、１８ｃｍの高さを有する木枠５の中に、６ｃｍの高さを有する不透水層３に対応する撥水砂を敷く。その上に６ｃｍの高さを有する保水層２に対応する豊浦砂層を敷く。その上に深さ６ｃｍを有する舗装層１に対応する赤レンガを敷いている。
　貯水構造１０２及び貯水構造２００において、それぞれ、木枠５から液体が漏れないよう、豊浦砂又はレンガと木枠５との隙間に撥水砂を詰めて外枠用不透水層３ａとし、貯水された水が木枠５から外に漏れないようにした。この隙間に撥水砂を詰めて外枠用不透水層３ａを形成する際には、撥水砂を袋に詰め、撥水砂が詰まった袋を隙間に詰めてもよい。このようにすることで、撥水砂がブロックの隙間から漏れず、施工が簡素になる利点がある。ただし、撥水砂を隙間に詰めた場合でも、撥水砂を詰めない場合でも、貯水構造１０２及び貯水構造２００の差異は同様に得られる。
　比較例の貯水構造２００は、同じ木枠５に１２ｃｍの高さを有する豊浦砂７を敷く。その上に、６ｃｍの高さを有する保水ブロック９を設置する。この保水ブロック９は、最適含水比１８％のヒートアイランド対策用保水ブロックを用いている。
　貯水構造２００の豊浦砂７と保水ブロック９との合計の深さが、貯水構造１０２の舗装層１、保水層２、及び、不透水層３の合計の深さと同じである。
　図５Ａ及び図５Ｃに示すように、赤レンガ１及び保水ブロック９は全面に敷き詰めず、図５Ｂ及び図５Ｄに示したように、一例として、赤レンガ１及び保水ブロック９に囲まれた５０ｃｍ×４７０ｃｍの空間を明けて、それぞれ、貯水槽１ａ，８とした。
　実験内容を説明する。貯水構造１０２及び貯水構造２００のそれぞれの表面に同量の水を供給する。そして、単位時間ごとに舗装層１の表面及び保水ブロック９の表面の温度を測定する。そして、それぞれの表面温度の時間経過を比較する。
　実験は、一例として、実験前日の１８：００に、１時間で６０ｍｍの夕立が降った状況を想定して、水を供給した。
　すると、図５Ｃ及び図５Ｄに示した貯水構造２００は、約５０ｍｍの水を与えた段階で、保水ブロック９の表面から水が溢れた。
　一方、図５Ａ及び図５Ｂに示した貯水構造１０２は、舗装層１に設けた赤レンガの隙間に貯水され、表面から溢れ出ることはなかった。
　これらの状態で、翌日の６時から１８時まで、表面温度を連続的に測定した。気候は晴天であり、気温は図４の細線に示したように日中３０度を越える夏日であった。
　結果、保水ブロック９の貯水構造２００が午前中の段階で表面が乾燥し、表面温度が上昇したのに比して、撥水砂の不透水層３を用いた貯水構造１０２は、朝時点での表面温度を一日中保ち、表面が湿潤状態になる状況を一日中保つことを実証できた。
　さらに、多量の水を供給した際の貯水構造１０２における水の流れを推定するために、前記で用いる撥水砂の不透水層３の水浸入圧を測定する。
　図６に、透水実験に利用した構成を示す。
　シリンダー１０に、５ｍｍの直径を有する複数の穴が設けられているアルミニウム板１２が固定されている。シリンダー１０の材料は、ガラスである。アルミニウム板１２の上に、０．０１ｍｍの布目を有する不織布１１が配置されている。不織布１１の上に、不透水層１３を形成する。不透水層１３の上に、水を供給する。
　図７に、実験に利用した条件を示す。不透水層１３として、（１）０．０３ｍｍの粒子径を有する撥水ガラス球、（２）０．１ｍｍ以上０．４ｍｍ以下の粒子径を有する撥水豊浦砂、（３）０．４２５ｍｍ以上０．８５ｍｍ以下の粒子径を有する撥水海砂、（４）０．１ｍｍ以上０．４ｍｍ以下の粒子径を有する撥水性を有さない豊浦砂をそれぞれ利用して、透水実験を行った。
　粒子径は、ふるい分析を用いて測定した。ふるい分析とは、異なる大きさのふるい目を有するふるいを大きい順又は小さい順に試料を通過させ、各ふるいに残った試料の質量を測定する方法である。
　例えば、０．１ｍｍ以上０．４ｍｍ以下の粒子径を有する撥水豊浦砂の抽出方法を説明する。撥水豊浦砂を０．４ｍｍの目の大きさを有するふるいをかけて、０．４ｍｍより大きい粒子径の撥水豊浦砂と分離する。次に、残りの０．４ｍｍ以下の粒子径を有する撥水豊浦砂に対して、０．１ｍｍの目の大きさを有するふるいをかけ、０．１ｍｍより小さい粒子径を有する撥水豊浦砂と分離する。この結果、０．１ｍｍ以上０．４ｍｍ以下の粒子径を有する撥水豊浦砂を抽出した。
　次に、実験方法を説明する。
　不織布１１の上に、前記（１）～（４）のいずれかの材料で不透水層１３を形成する。不透水層３の上部に、単位時間に一定量の水１４を供給する。具体的には、５分ごとに１０ｍｍの量の水を供給した。
　次に、不透水層１３が決壊して、不透水層１３の下に水が抜け始めた際の水浸入圧を調べた。このような実験を、残りの材料で構成する不透水層１３に対しても、それぞれ、同様に行った。
　実験結果を説明する。前記（１）の材料に相当する平均０．０３ｍｍの粒子径を有する撥水ガラスの水浸入圧は、１００ｃｍであった。前記（２）の材料に相当する平均０．１５ｍｍの粒子径を有する撥水豊浦砂の水浸入圧は２１ｃｍであった。前記（３）の材料に相当する平均０．８ｍｍの粒子径を有する撥水砂（海砂）の水浸入圧は１０ｃｍであった。前記（４）の材料に相当する撥水していない平均粒子径０．１５ｍｍの豊浦砂の水浸入圧は２ｃｍであった。
　第１実施例の不透水層３に用いる撥水海砂の水浸入圧は１０ｃｍであった。撥水海砂で形成された不透水層３は、保水層２の厚さと舗装層１の厚さとの合計が１０ｃｍ以上のとき、撥水海砂上に貯水された水が舗装層１の表面に達する前に不透水層３は決壊する。
　舗装層１及び保水層２に含まれる水の水面が上昇するか低下するかは、供給される水の供給速度と、決壊部分から排出される排出速度との関係に依存する。水浸入圧以上の水圧に耐えることができない状況では、不透水層３はさらに決壊するので、水面の上昇が無い状況で水面は保たれ、水の供給が無くなった段階で、水面は低下する。
　したがって各層の厚さを、先に示したように、例えば、第１実施例における保水層２の厚さを７ｃｍとし、その上の舗装層１の厚さが標準頻繁に使用されるブロックの厚さ６ｃｍとして施工した場合、１０ｃｍで不透水層３の撥水砂が決壊するとすれば、水面が舗装層１の表面に達するまでに決壊が生じ、水が舗装層１の表面から溢れ出す可能性は少なく、水の供給が少なくなるか又は止まると、水面が低下し始める。
　＜貯水構造１００＞
　図８Ａから図８Ｆを用いて、第１実施形態の代表例としての貯水構造１００が液体を貯める動作を説明する。この動作は、貯水構造１０１及び１０２でも同様である。
　集中豪雨又はゲリラ豪雨により、貯水構造１００に雨水が供給される例を説明する。ここでは、貯水構造１００が保持可能な容量を超える量の雨水が供給されることにより、不透水層３から雨水を通過（決壊）する例を説明する。図８Ａから図８Ｆは、時系の変化を示している。
　＜図８Ａ＞
　舗装層１の表面に供給された水は、舗装層１を通過し、保水層２で保持される。
　さらに、保水層２が保持できる容量の水を超えて貯水構造１００に水が供給されると、不透水層３が疎水性を有するため、水は不透水層３を通過せず、舗装層１内に水が貯まる。ここで、保水層２と不透水層３とが接する面から水面までの長さを「水深」と表記する。
　また、舗装層１は、保水層２の水を舗装層１の表面に吸い上げる。よって、舗装層１の表面は湿潤状態となる。湿潤面に含まれる水が蒸発することにより、湿潤面付近の環境の温度を低下させることができる。
　＜図８Ｂ＞
　舗装層１及び保水層２に貯まる水の量に対応する圧力が、不透水層３の水浸入圧の圧力を超える場合、不透水層３は決壊する（図８Ｂの参照符号２０を参照）。不透水層３が決壊した後、舗装層１及び保水層２に貯まっていた水は、不透水層３を通過して、現地土壌４に流れる（図８Ｂの参照符号２１で示す水を含む現地土壌４の部分を参照）。不透水層３を水が通過することを「排水」と表記する。不透水層３が決壊することにより水が流れる部分を「決壊部分」と表記する（図８Ｂの参照符号２０の部分を参照）。
　不透水層３の水浸入圧の圧力は、水浸入圧に対応する。ここで、不透水層３の水浸入圧の圧力と対応する水深を、図８Ａ～図８Ｄにおいて点線２２で示している。
　現地土壌４に水が流れることにより、舗装層１に供給された水との関係に依存して、舗装層１及び保水層２に水が貯まる速度が低下する。又は、水深が減少して水面が下がり始める。
　＜図８Ｃ＞
　水深が減少して水浸入圧以下になっても、不透水層３から連続して水が排水される場合、決壊部分２０から下部への排水は止まらない。水面はさらに低下し、保水層２が保水可能な水量比になるまで、排水される。以下、保水可能な水量比を「最適含水比」とも表記する。保水可能な水量比とは、保水層２における間隙の体積と、保水可能な水の体積との比を意味する。また、保水層２を構成する材料と水との比で説明したが、不透水層３を構成する材料と保水可能な水量との比も同様に最適含水比と表記する。
　＜図８Ｄ＞
　保水層２に含まれる水の量が、最適含水比と同等になった場合に、不透水層３からの排水が止まる。例えば、不透水層３を構成する撥水豊浦砂の最適含水比は約１６％程度である。この最適含水比に至るまで、また、至った状況において、舗装層１は、保水層２に含まれる水をその表面に吸い上げ続けることで、表面を湿潤状態に保つ。
　＜図８Ｅ＞
　不透水層３を流れる水が一旦止まっても、再度、決壊を起こしやすくなっている。不透水層３の決壊部分２０は、水が流れた経路に相当する。以下、水が流れた経路を「水道」とも表記する。
　水道に水が残っている間は、再度、水が不透水層３に供給される水が通過しやすい状態になっている。つまり、舗装層１及び保水層２に含まれる水の量が、水浸入圧以下の水の量でも、再度、決壊する可能性がある。よって、舗装層１に水を供給しても、供給した舗装層１及び保水層２に貯水されず、決壊部分２０より排出される可能性がある。
　貯水構造１００は、一定の量の水を保持できる保水層２を有することにより、水道が乾燥するまでの時間を保持することができる。よって、不透水層３の決壊していた部分２０を乾燥させることができる。
　＜図８Ｆ＞
　決壊部分２０が乾燥されて水が無くなった場合、不透水層３は、水浸入圧より小さい水の量が舗装層１及び保水層２に含まれても、水を貯めることができる。つまり、貯水構造１００は、保水層２の含水量以上の水を貯水することが可能になる。
　水浸入圧を調整するため、疎水性の粒子と疎水性の粒子と疎水性を有さない粒子とを混合した粒子を用いても良い。その混合率を変えることで、水浸入圧を調整することできる。
　図９に、撥水処理していない海砂と撥水処理している海砂との混合割合（混合率）と、その水浸入圧（限界水位）との関係の実験結果を示す。撥水処理していない海砂と撥水処理している海砂と含む砂を「混合砂」とも表記する。
　例えば、撥水処理していない砂と撥水処理している砂とを１：７で混合した砂は、８ｃｍの高さの水浸入圧を有する。不透水層３に混合砂を用いた場合には、保水層２を２ｃｍ薄く設計すれば、前記と同じ効果を得ることができる。
　本第１実施形態の貯水構造１００は、一定以下の量の液体が供給された場合、保水層２と舗装層１とに液体を保持する。よって、舗装層１の表面を湿潤状態に保つことが可能となる。一定以上の液体が供給された場合、不透水層３が決壊するため、それ以上の液体は貯水されない。したがって、過多な液体が供給されることにより、舗装層１の表面から他の部分に液体が溢れたり、貯水構造１００の強度が落ちたりする問題を防ぐことができる。
　さらに、不透水層３が決壊し、舗装層１の液体が排出されても、保水層２には液体が保持される。保水層２の水が蒸散するまでは、舗装層１の湿潤状態を保持することができる。
　さらに、不透水層３は決壊すると、保水層２が保持可能な水量以上の水は排出される。排出後に一端水道が止まり、水道が乾燥すると、再度、空隙が空気で満たされ不透水性が再現する。そのため、特別な修理をしなくても、再び、保水層２及び舗装層１を貯水槽として水を貯水することが可能となる。
　貯水構造１００は、単純な層状に材料を積み重ねている構造であり、従来のように、特殊な袋又は複雑な施工の手間をかけずとも過多な水を排出できる利点も有する。
　第１実施形態の１つ目の例としては、疎水性の粒子の例として撥水処理を施した砂の集合体で形成された撥水砂層を、不透水層３として地中に配置して貯水する。よって、貯水構造１００は、貯水された水を用いて舗装上面１ａの温度上昇を抑制することを可能とし、かつ、過多な水が供給されても、貯水構造１００の強度を落とすことなく、貯水構造１００の表面すなわち地表面に水が溢れることを低減できる。
　第１実施形態の２つ目の例としては、疎水性粒子の集合体でありかつ粒子間の隙間には空気が含まれている状態の層にて、不透水層３を形成する。また、地中に配置された不透水層３の上に、一定の水を保持可能な保水層２の例として保水土壌あるいは保水ブロックを配置する。さらに、その上の舗装層１の例として吸水性ブロックを配置する。このように構成することにより、地中に一定以下の水量を保持しつつ、一定以上の水量になれば、貯水構造１００の強度を保ちながら、水が貯水構造１００の表面に溢れることを低減できる。
　第１実施形態の３つ目の例として様態は、１つ目の例において、不透水層３の上部に形成される保水層２の保水土壌又は保水ブロック、及び、舗装層１の吸水性ブロックの層の厚さの合計値が、不透水層３の水浸入圧よりも大きくなるように設定する。これにより、地中に水浸入圧よりも少ない水量を保持しつつ、水浸入圧以上になれば不透水層３が水を通す。そのため、水が貯水構造１００の表面に溢れることを低減できる。
　第１実施形態の４つ目の例として、２つ目の例において、吸水性ブロックの間に隙間（貫通穴部）１ｄを空け、この隙間１ｄが貯水空間となるように設計する。２つ目の例と同様の効果を持ち、さらに供給された水により、貯水構造１００の表面温度上昇をより効率良く低減できる。
　第１実施形態の貯水構造１００によれば、湿潤に供給された水が少ない場合でも、貯水構造１００の表面すなわち地表表面で水が気化するので、効率良く表面冷却が可能である。さらに、供給された水が多い場合にも、不透水層３が疎水性粒子の集合体で形成することにより、水を表面に溢れさすことなく、適度に排水を行うことが可能となる。水供給の多少にかかわらず、定常的に地表表面を適切な湿潤状態に保つことで、地表表面を効率良く冷却できる。
　これに対して、比較例として、保水層が無く、不透水層と舗装層とのみで構成される貯水構造を考えた場合、不透水層を地中全面に設置することで水を貯留することができる。貯留した水を舗装層の毛管により表面近くまで吸い上げ地表を湿潤状態に保つことで、地表表面で効率良く気化冷却を行う。
　しかしながら、このような構造の課題は、過剰に水が供給された場合に、全て排水してしまうことである。
　これに対して、第１実施形態の不透水層３は疎水性粒子の集合体で構成されており、一定以上の水圧になると不透水層３が決壊する。よって、舗装層１、保水層２、及び、不透水層３の高さを適切に設計することで、水が溢れ出す前に、決壊により水の排水が可能となる。
　さらに、前記比較例では、疎水性粒子で構成された不透水層３が一旦決壊して、水道ができてしまうと、水道となる間隙が乾くまでは遮水効果が無くなる。水の供給が無くなると、すぐに地表面が乾き、表面温度を冷却できないという課題が生じる。
　この課題を解決するために、第１実施形態の貯水構造１００は、舗装層１と不透水層３との間に保水層２を設けている。そのため、不透水層３の水道が乾くまでは、保水層２の水を舗装層１に供給でき、表面温度を冷却する時間の切れ目を低減することができる。
　＜変形例＞
　なお、第１実施形態では、不透水層３は、一種類の材料（第１実施例では海砂）を用いているが、変形例として、不透水層３の一部を、他の部分が有する水浸入圧より低い水浸入圧を有する疎水性の粒子で構成してもよい。
　図１０は、不透水層３の一部に、海砂よりも大きい粒子径を有する撥水砂を用いた場合の貯水構造１０３を示す。不透水層３の一部に、海砂よりも大きい粒子径を有する撥水砂の部分を、排水孔部６と表記する。
　貯水構造１０３は、過多な量の水を供給された場合、排水孔部６が決壊し、液体が流れる。よって、意図的に排水される場所を指定することが可能となる。したがって、貯水構造１０３を構築した後に、貯水量を調整する必要性が生じた場合に、排水孔部６の部分のみを掘り返し、排水孔条件（例えば粒子径、撥水していない砂との混合率）を変更することで、簡易に調整工事を行うことが可能となる。
（第２実施形態）
　図１１に、第１実施形態とは異なる別の第２実施形態の貯水構造（貯水システム）２１０の構成を示す。貯水構造２１０は、舗装層２０１と、保水層２０２と、不透水層２０３と、不透水層２０３の一部に排水孔部２０４を有する。
　前記の構成による貯水構造２１０について説明する。舗装層２０１又は保水層２０２は第１実施形態に記載のものと同じである。
　不透水層２０３は、第１実施形態に記載されている疎水性粒子で構成されていてもよいし、その他の水を通さない材料で構成されていても良い。
　その他の水を通さない材料とは、例えば、シルト又は粘土のように極細な粒子で形成されていても良いし、疎水性材料で形成される固形物で形成されていても良いし、親水性材料の表面を疎水性材料にてコーティングしたものでも良い。
　排水孔部２０４は、不透水層２０３の一部に不透水層を貫通するように設置されており、不透水層２０３が有する水浸入圧より低い水浸入圧を有する疎水性粒子で構成される。排水孔部２０４を構成する疎水性粒子層の水浸入圧は、疎水性粒子の粒子径の大きさや、粒子径の分散などにより異なる。例えば、不透水層２０３が、直径０．１ｍｍ以上０．４ｍｍ以下の粒子径を有する豊浦砂に撥水処理を行った撥水砂で形成されている場合は、排水孔部２０４は、豊浦砂よりも直径の大きな砂、例えば０．４２５ｍｍ以上０．８５ｍｍ以下の粒子径を有する海砂に撥水処理を行った撥水砂で形成しても良い。
　液体によって不透水層２０３に加わる圧力が排水孔部２０４の水浸入圧以下の場合、液体は排水孔部２０４を通過しない。実際には、不透水層２０３に加わる水の圧力の最大値が、液体の高さに対応する。舗装層２０１の第１の面２０１ａから液体が供給された場合、舗装層１及び保水層２に含まれていた気体が存在していた場所に液体が浸入する。液体が浸入することにより、不透水層２０３及び排水孔部２０４に圧力が加わると考えられる。ここでは、気体の量に応じて圧力が加わるわけではなく、あくまで水の高さに応じて圧力が加わる。
　舗装層２０１の第１の面１ａから供給された水量が一定値を超え、不透水層２０３及び排水孔部２０４にかかる圧力が排水孔部２０４の水浸入圧を越えると、排水孔部２０４に水が浸入し、舗装層２０１又は保水層２０２に貯められた水は、排水孔部２０４から下に排出される。排水孔部２０４内に水分が残存している間は、排水孔部２０４は従来の水浸入圧に至るまでの水圧に対しても遮水効果がなく、水を保水層２０２に蓄える事ができない。しかしながら、排水孔部２０４を乾燥させることにより、排水孔部２０４は、再び、従来の水浸入圧を保つことが可能となる。
　第２実施形態の貯水構造２１０は、例えば、土壌の一部を除去して、その除去した部分に配置する。
　例えば、図１２に示すように、現地土壌２０５の一部を除去した部分に、貯水構造２１０を配置する。例えば、貯水構造２１０の具体的な例を説明する。歩道の一部の５ｍ×５ｍの区間が、貯水構造２１０である場合、例えば、施工場所の５ｍ×５ｍの敷地を２０ｃｍ掘り返す。この深さは、不透水層２０３の厚さと保水層２０２の厚さと舗装層２０１の厚さとを合計した厚さに相当する。これも第１実施形態と同様である。
　現地土壌２０５の上に、疎水性の粒子の集合体で構成されている不透水層２０３と排水孔部２０４とを形成する。例えば、不透水層２０３に用いる疎水性の粒子は、０．１ｍｍ以上０．４ｍｍ以下の粒子径を有する豊浦砂を撥水処理した撥水砂を使用する。排水孔部２０４に用いる疎水性の粒子は、０．４２５ｍｍ以上０．８５ｍｍ以下の範囲の粒子径を有する海砂を撥水処理した撥水砂を使用する。不透水層２０３及び排水孔部２０４は、任意の厚さで良い。ここでは、５ｃｍ以上７ｃｍ以下の範囲の厚みとする。不透水層２０３及び排水孔部２０４は、同じ厚さである。排水孔部２０４は不透水層２０３の一部に形成され、排水孔部２０４の周囲が不透水層２０３で囲まれている。
　不透水層２０３及び排水孔部２０４の構築構造を説明する。まず、現地土壌２０５を掘り起こして形成した窪み２０５ａの底面（現地土壌２０５の表面）２０５ｂの上に、排水孔部２０４形成用の貫通穴を有する筒状の型２５１を配置する（図１３Ａ参照）。例えば、直径２０ｃｍの排水孔部２０４を配置する場合には、排水孔部型２５１は、直径２０ｃｍでかつ高さ５ｃｍの円筒の筒である。円筒の筒の厚さは、薄ければ薄いほど、型を抜いた後の隙間が薄くなるので好都合であり、例えば、折り曲げて円筒を形成できる薄さとして１ｍｍの厚さでも良い。排水孔部型２５１は、材質は問わないが、例えばプラスチックで製造したものでもよい。掘り起こして形成された窪み２０５ａの底面２０５ｂの上に、排水孔部２０４を形成すべき箇所に、排水孔部型２５１を置き、各排水孔部型２５１内に、先の海砂による撥水砂を入れる（図１３Ｂ参照）。この撥水砂により排水孔部２０４を形成する。
　次いで、掘り起こして形成された窪み２０５ａの底面２０５ｂのうちの、排水孔部型２５１を配置した部分以外の部分には、先の豊浦砂による撥水砂を、排水孔部型２５１と同じ高さまで配置して、不透水層２０３を形成する（図１３Ｃ参照）。
　不透水層２０３を形成後、排水孔部２０４と不透水層２０３の境界にある排水孔部型２５１を抜きとり（図１３Ｄ参照）、以降、不透水層２０３上に、保水層２０２と舗装層２０１とを形成する部分は、第１実施形態と同様である（図１３Ｅ参照）。
　図１４Ａから図１４Ｆを用いて、第２実施形態の貯水構造２１０が液体を貯める動作を説明する。
　集中豪雨又はゲリラ豪雨により、貯水構造２１０に雨水が供給される例を説明する。ここでは、貯水構造２１０が保持可能な容量を超える量の雨水が供給されることにより、不透水層２０３から雨水を通過（決壊）する例を説明する。図１４Ａから図１４Ｆは、時系列の変化を示している。
　＜図１４Ａ＞
　舗装層２０１の表面に供給された水は、舗装層２０１を通過し、保水層２０２で保持される。
　さらに、保水層２０２が保持できる容量の水を超えて貯水構造２１０に水が供給されると、不透水層２０３及び排水孔部２０４が共に疎水性を有するため、水は不透水層２０３を通過せず、舗装層２０１内に水が貯まる。ここで、保水層２０２と不透水層２０３とが接する面から水面までの長さを「水深」と表記する。
　また、舗装層２０１は、保水層２０２の水を舗装層２０１の表面に吸い上げる。よって、舗装層２０１の表面は湿潤状態となる。湿潤面に含まれる水が蒸発することにより、湿潤面付近の環境の温度を低下させることができる。
　＜図１４Ｂ＞
　舗装層２０１及び保水層２０２に貯まる水の量に対応する圧力が、排水孔部２０４の水浸入圧の圧力を超える場合、排水孔部２０４は決壊する（図１４Ｂの参照符号２２０を参照）。排水孔部２０４が決壊した後、舗装層２０１及び保水層２０２に貯まっていた水は、排水孔部２０４を通って、現地土壌２０５に流れる（図１４Ｂの参照符号２２１で示す水を含む現地土壌２０５の部分を参照）。排水孔部２０４を水が通過することを「排水」と表記する。排水孔部２０４が決壊することにより水が流れる部分を「決壊部分」と表記する（図１４Ｂの参照符号２２０の部分を参照）。
　現地土壌２０５に水が流れることにより、舗装層２０１に供給された水との関係に依存して、舗装層２０１及び保水層２０２に水が貯まる速度が低下する。又は、水深が減少して水面が下がり始める。
　＜図１４Ｃ＞
　水深が減少して水浸入圧以下になっても、排水孔部２０４から連続して水が排水される場合、決壊部分２２０から下部への排水は止まらない。水面はさらに低下し、保水層２０２が保水可能な水量比になるまで、排水される。以下、保水可能な水量比を「最適含水比」とも表記する。保水可能な水量比とは、保水層２０２における間隙の体積と、保水可能な水の体積との比を意味し、最適含水比と表記する。
　＜図１４Ｄ＞
　保水層２０２に含まれる水の量が、最適含水比と同等になった場合に、不透水層２０３からの排水が止まる。例えば、不透水層２０３を構成する撥水豊浦砂の最適含水比は約１６％程度である。この最適含水比を下回るまで、舗装層２０１は、保水層２０２に含まれる水をその表面に吸い上げ続けることで、表面を湿潤状態に保つ。
　＜図１４Ｅ＞
　排水孔部２０４を流れる水が一旦止まっても、再度、決壊を起こしやすくなっている。決壊部分２２０は、水が流れた経路に相当する。以下、水が流れた経路を「水道」とも表記する。
　水道に水が残っている間は、再度、水が排水孔部２０４に供給される水が通過しやすい状態になっている。つまり、舗装層２０１及び保水層２０２に含まれる水の量が、水浸入圧以下の水の量でも、再度、決壊する可能性がある。舗装層２０１に水を供給しても、供給した舗装層２０１及び保水層２０２に貯水されず、排水孔部２０４より排出される可能性がある。
　しかしながら、撥水砂層２０４の決壊部分２２０が乾燥すれば、再度、舗装層２０１及び保水層２０２に水を貯水する事が可能となる。保水層に蓄えられた水により、表面を湿潤に保ちながら、撥水砂層が乾くのを待って、再び、貯水するしくみである。
　排水孔部２０４が乾燥するに費やされる時間と、保水層２０２に表面に水を供給するに足る水量下限値に至る時間との関係で、前者が早ければ、水を再度供給する事で、表面は常に湿潤を保つ事となる。
　＜図１４Ｆ＞
　決壊部分２２０が乾燥すると、再び、排水孔部２０４は、水浸入圧の高さまで、水が舗装層２０１及び保水層２０２に水を貯めることができる。図１５は、海砂を撥水処理した撥水砂層に、水浸入圧以上の水を供給して撥水砂層に水を通した後、水の通った箇所が乾くまで乾燥させて、乾燥後の撥水砂層の水浸入圧を測定する試行を何度も繰り返した場合の、水浸入圧の変化である。水を通した回数と、乾燥後の水浸入圧とを表にしている。表では、前記の試行を５０回経過した後も１回目後の水浸入圧を保っており、一旦水が通った撥水砂層が乾燥すれば、元の水浸入圧に戻ることがわかる。
　第２実施形態の貯水構造２１０は、第１実施形態の貯水構造と同様に、一定以下の量の液体が供給された場合、保水層２０２と舗装層２０１とに液体を保持することにより、舗装層２０１の表面を湿潤状態に保つことが可能となる。一定以上の液体が供給された場合、排水孔部２０４が決壊するため、過多な液体が供給されることにより、舗装層２０１の表面から他の部分に液体が溢れたり、貯水構造２１０の強度が落ちたりする問題を防ぐことができる。
　さらに、排水孔部２０４を設置することで、意図的に決壊場所を排水孔部２０４に指定することができる。これにより、決壊場所を乾燥させる場合、又は、雨量が想定よりも多い気候変動などで貯水量を調整する必要性が生じた場合などに、不透水層全体を乾燥させる手間も時間も必要はなく、排水孔部２０４のみを部分的に乾燥させたり、排水孔部２０４を形成している撥水砂条件（例えば粒子径、撥水していない砂との混合率など）のみを変更することで、簡易に計画した量の水を貯水することが可能となる。
　なお、本発明を第１～第２実施形態及び変形例に基づいて説明してきたが、本発明は、前記の第１～第２実施形態及び変形例に限定されないのはもちろんである。以下のような場合も本発明に含まれる。
　なお、前記様々な実施形態又は変形例のうちの任意の実施形態又は変形例を適宜組み合わせることにより、それぞれの有する効果を奏するようにすることができる。
　本発明にかかる貯水構造は、道路、歩道、または屋上緑化システムなどに有用である。
　本発明は、添付図面を参照しながら実施形態に関連して充分に記載されているが、この技術の熟練した人々にとっては種々の変形又は修正は明白である。そのような変形又は修正は、添付した請求の範囲による本発明の範囲から外れない限りにおいて、その中に含まれると理解されるべきである。

Claims (6)

  1. 　複数の疎水性の粒子で構成されている不透水層と、
    　前記不透水層の上部に形成されており、所定の容量の液体を保持することができる保水層と、
    　前記保水層の上部に形成されており、第１の面から第２の面まで貫通する管を有する舗装層とを備えるとともに、
    　前記不透水層は、前記舗装層の厚み及び前記保水層の厚みに対応する圧力よりも小さい水浸入圧を有する、
    貯水構造。
  2. 　前記疎水性の粒子は、クロロシラン系材料、又はアルコキシシラン系材料で表面を撥水処理されている粒子である、
    請求項１に記載の貯水構造。
  3. 　前記保水層は、親水性を有する粒子、又は表面を親水性の材料で覆われている粒子の集合体であり、かつ、前記粒子の間に空隙を有する、
    請求項１に貯水構造。
  4. 　前記不透水層の上面から下面に至るまでの区間に、前記不透水層より水浸入圧の低い撥水砂層で構成され排水孔部を備える、
    請求項１に記載の貯水構造。
  5. 　前記舗装層は、内部に連続して繋がった空隙を有し、前記舗装層の底面から表面まで、水を吸い上げる機能を有している、
    請求項１～４のいずれか１つに記載の貯水構造。
  6. 　前記舗装層の前記管は、毛細管現象により液体を移動させる管である、
    請求項１～４のいずれか１つに記載の貯水構造。
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