JP3555128B2 - Water purification levee and method of withdrawing water from its inner water area - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、所望の浄化水域を取り囲むようにして構築される水質浄化堤及びその内水域からの取水方法に関する。
【0002】
【従来の技術】
ウオーターフロントにおいてアメニティに富んだ親水空間を確保するためには、水質を浄化して良好な水環境を形成することが不可欠であるが、その目的達成手段として水質浄化堤が注目されている。
【0003】
水質浄化堤1は、図4に示すように礫や砕石からなる堤体材2を海底3からほぼ台形状に積み上げ、これを所定の被覆石4で被覆したものであり、所定の水域を取り囲むようにして構築しておけば、自然生態系の水質浄化機能によって清浄な水質の内水域6を創出することができる。
【0004】
すなわち、干潮から満潮に移行する際は、外水域5の海水が水質浄化堤1の堤体材2の間隙を通って内水域6に移動するが、そのときに海水中に含まれるプランクトン等の汚濁成分は、堤体材2の表面に付着形成された微生物群からなる生物膜によって付着あるいは捕捉され、さらに礫間に棲息する貝類や甲殻類によって摂取され除去される。
【0005】
一方、満潮から干潮への逆方向の流れによって、人工的なメンテナンスを必要とすることなく、堤体材2の目詰まりが防止されるとともに、かかる往復流によって内水域6の水交換も可能となる。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】
このように水質浄化堤1が本来持っている自然の浄化機能を維持するためには、潮の干満を利用した往復流が不可欠となるが、浄化された海水を例えば工業用水として内水域6から取水する場合には、満潮から干潮に移行する際に、本来であれば図5(a)に示すように内水域6から外水域5へ流れるはずの海水が、取水量(取水速度)が大きすぎると、同図(b)に示すように外水域5には流れ出さず、内水域6に逆流するという問題を生じていた。
【0007】
かかる問題は、海水の流れが常時一方向となって堤体材2が目詰まりを起こし、水交換機能や自然の浄化機能が低下する原因となる。
【0008】
本発明は、上述した事情を考慮してなされたもので、内水域から取水する際にも海水の往復流を確保することが可能な水質浄化堤及びその内水域からの取水方法を提供することを目的とする。
【0009】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、本発明に係る水質浄化堤は請求項1に記載したように、両端を陸地につなげることで該陸地近傍に拡がる海域を外水域と内水域とに分離するように堤体材を積み上げて構築してなるとともに、前記内水域の水が取水利用される水質浄化堤であって、前記内水域からの時間あたりの取水量をQ、満潮から干潮までの時間をT、潮差をHとしたとき、内水域の面積Aが、A>Q・T/Hとなるように構築したものである。
【0010】
また、本発明に係る水質浄化堤は請求項2に記載したように、両端を陸地につなげることで該陸地近傍に拡がる海域を外水域と内水域とに分離するように堤体材を積み上げて構築してなるとともに、前記内水域の水が取水利用される水質浄化堤であって、前記内水域から取水可能な取水設備を備えてなり、該取水設備を、前記内水域の面積をA、満潮から干潮までの時間をT、潮差をHとしたとき、その時間あたりの取水量Qが、Q<A・H/Tとなるように構成したものである。
【0011】
また、本発明に係る水質浄化堤の内水域からの取水方法は請求項3に記載したように、両端を陸地につなげることで該陸地近傍に拡がる海域を外水域と内水域とに分離するように堤体材を積み上げて構築してなるとともに、前記内水域の水が取水利用される水質浄化堤の内水域の面積をA、満潮から干潮までの時間をT、潮差をHとしたとき、内水域からの時間あたりの取水量Qを、Q<A・H/Tに取水制限するものである。
【0012】
本発明に係る水質浄化堤及びその内水域からの取水方法においては、堤体材を積み上げて構成した水質浄化堤の内水域からの時間あたりの取水量をQ、満潮から干潮までの時間をT、潮差をH、内水域の面積をAとしたとき、これらが、A>Q・T/H、あるいはQ<A・H/Tなる関係を満足するように内水域の面積Aを確保し、あるいは時間あたりの取水量Qを制限する。
【0013】
このようにすると、満潮から干潮までの内水域における水位降下速度Q/Aは、外水域における水位降下速度H/Tを常に下回ることとなり、かかる時間帯において内水域から外水域へと向かう海水の流れが確保される。
【0014】
満潮から干潮までの時間Tについては、設計上概ね6時間と定めることができるが、起潮力は複雑に変動して完全な周期性を持たないので、かかる時間Tをどのように定めるかは任意である。
【0015】
潮差Hすなわち満潮と干潮の潮位の差についても、これをどのように設定するかは任意であるが、時期的変動及び地理的変動を考慮した上で最小値をとるようにすれば、年間を通して海水の往復流を確保することが可能となる。ちなみに、かかる最小値としては、月の起潮力が太陽の起潮力と打ち消し合って小さくなる上弦あるいは下弦のとき、すなわち小潮のときの潮差を用いることが考えられる。
【0016】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係る水質浄化堤及びその内水域からの取水方法の実施の形態について、添付図面を参照して説明する。なお、従来技術と実質的に同一の部品等については同一の符号を付してその説明を省略する。
【0017】
(第1実施形態)
【0018】
図1は、本実施形態に係る水質浄化堤11を示した全体平面図である。同図でわかるように、本実施形態に係る水質浄化堤11は、全体として円弧状に形成してあり、その両端を陸地12につなげることで、陸地12近傍に拡がる海域を外水域5と内水域6とに分離するように構築してある。
【0019】
ここで、水質浄化堤11は、任意の目的、例えば工業用水として利用すべく、内水域6の水を取水することを前提としているが、そのときの時間あたりの取水量をQ、満潮から干潮までの時間をT、潮差をHとしたとき、内水域6の面積AがA>Q・T/Hとなるように水質浄化堤11を構築してある。
【0020】
水質浄化堤11の断面構成については、図4で説明した従来の水質浄化堤1と同様、堤体材2を海底3からほぼ台形状に積み上げ、これを所定の被覆石4で被覆して構成してあり、堤体材2としては、生物膜が付着するとともに貝等の生物が棲息できるもの、例えば粒径が20cm〜30cm程度の礫や砕石あるいはコンクリート廃材などを使用することができる。
【0021】
ここで、満潮から干潮までの時間Tについては、設計上概ね6時間と定めることができる。また、潮差Hすなわち満潮と干潮の潮位の差としては、小潮のときの潮差を用いるのが望ましい。小潮のときの潮差を用いれば、年間を通して海水の往復流を常時確保することが可能となる。
【0022】
本実施形態に係る水質浄化堤11においては、内水域6からの時間あたりの取水量をQ、満潮から干潮までの時間をT、潮差をH、内水域の面積をAとしたとき、これらが、A>Q・T/Hなる関係を満足するように内水域6の面積Aを確保してある。
【0023】
このようにすると、満潮から干潮までの内水域における水位降下速度V2=Q/Aは、図2に示すように、外水域5における水位降下速度V1=H/Tを常に下回ることとなり、かかる時間帯での取水時においても、内水域6の海水は、外水域5へと流れ出す。
【0024】
以上説明したように、本実施形態に係る水質浄化堤11によれば、満潮から干潮までの内水域における水位降下速度V2=Q/Aが、外水域5における水位降下速度V1=H/Tを常に下回るので、満潮から干潮までの時間帯に時間あたりQだけ取水したとしても、内水域6の海水は、外水域5へと流れだす。一方、干潮から満潮までの時間帯は、取水の有無に関わらず外水域5から内水域6へと海水が流れ込む。
【0025】
したがって、水質浄化堤11の断面内において海水の往復流を確保することが可能となるとともに、その結果として堤体材2の目詰まりが未然に防止され、水交換機能や自然の浄化機能をメンテナンスフリーで維持することが可能となる。
【0026】
(第2実施形態)
【0027】
次に、第2実施形態に係る水質浄化堤及びその内水域からの取水方法について説明する。なお、上述の実施形態と実質的に同一の部品等については同一の符号を付してその説明を省略する。
【0028】
図3は、本実施形態に係る水質浄化堤21を示した全体平面図である。同図でわかるように、本実施形態に係る水質浄化堤21についても水質浄化堤11と同様、全体として円弧状に形成してあり、その両端を陸地12につなげることで、陸地12近傍に拡がる海域を外水域5と内水域6とに分離するように構築してある。
【0029】
ここで、水質浄化堤21には、任意の目的、例えば工業用水として利用すべく、内水域6から水を取水する取水設備22を設置してあり、該取水設備は、内水域6の面積をA、満潮から干潮までの時間をT、潮差をHとしたとき、その時間あたりの取水量QがQ<A・H/Tとなるように構成してある。
【0030】
本実施形態に係る水質浄化堤21及びその内水域からの取水方法においては、取水設備22を介して内水域6から取水する際、時間あたりの取水量QがQ<A・H/Tとなるように取水制限を行う。
【0031】
このように取水設備22の取水量Qを制限すると、満潮から干潮までの内水域における水位降下速度V2=Q/Aは、図2と同様、外水域5における水位降下速度V1=H/Tを常に下回ることとなり、かかる時間帯での取水時においても、内水域6の海水は外水域5へと流れ出す。
【0032】
以上説明したように、本実施形態に係る水質浄化堤21及びその内水域からの取水方法によれば、満潮から干潮までの内水域における水位降下速度V2=Q/Aが、外水域5における水位降下速度V1=H/Tを常に下回るので、満潮から干潮までの時間帯に時間あたりQだけ取水したとしても、内水域6の海水は、外水域5へと流れだす。一方、干潮から満潮までの時間帯は、取水の有無に関わらず外水域5から内水域6へと海水が流れ込む。
【0033】
したがって、水質浄化堤21の断面内において海水の往復流を確保することが可能となるとともに、その結果として堤体材2の目詰まりが未然に防止され、水交換機能や自然の浄化機能をメンテナンスフリーで維持することが可能となる。
【0034】
本実施形態では、内水域6からの取水を取水設備22で行うようにしたが、かかる恒久的な取水設備22を設置せずとも、例えば給水車のような浄化水搬送手段を介して内水域6から取水するようにしてもよい。かかる場合においても、上述したと同様に内水域6からの取水量を制限するようにすれば、やはり水質浄化堤21の断面内で海水の往復流を確保することが可能となる。
【0035】
【発明の効果】
以上述べたように、本発明に係る水質浄化堤及びその内水域からの取水方法によれば、満潮から干潮までの時間帯に取水したとしても、内水域の海水は、外水域へと流れだすので、水質浄化堤の断面内において海水の往復流を確保することが可能となり、その結果として堤体材の目詰まりが未然に防止され、水交換機能や自然の浄化機能をメンテナンスフリーで維持することが可能となる。
【0036】
【図面の簡単な説明】
【図1】第1実施形態に係る水質浄化堤の全体平面図。
【図2】第1実施形態に係る水質浄化堤の作用を示した断面図。
【図3】第2実施形態に係る水質浄化堤の全体平面図。
【図4】従来技術に係る水質浄化堤の断面図。
【図5】内水域から取水する場合の海水の流れを示した従来の水質浄化堤の断面図。
【符号の説明】
5 外水域
6 内水域
11、21 水質浄化堤
22 取水設備[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
TECHNICAL FIELD The present invention relates to a water purification levee constructed so as to surround a desired purified water area and a method of withdrawing water from an internal water area.
[0002]
[Prior art]
In order to secure a hydrophilic space full of amenities at the waterfront, it is essential to purify the water quality and form a favorable water environment, but a water purification wall has been attracting attention as a means for achieving the purpose.
[0003]
As shown in FIG. 4, the
[0004]
In other words, when shifting from low tide to high tide, the seawater in the
[0005]
On the other hand, the reverse flow from high tide to low tide prevents clogging of the
[0006]
[Problems to be solved by the invention]
As described above, in order to maintain the natural purification function of the
[0007]
Such a problem causes the flow of seawater to always be in one direction, causing clogging of the
[0008]
The present invention has been made in view of the above circumstances, and provides a water purification levee capable of securing a reciprocating flow of seawater even when taking water from an inland water area, and a method of withdrawing water from the inland water area. With the goal.
[0009]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, the water purifying embankment according to the present invention, as described in
[0010]
Further, as described in
[0011]
In addition, the method for withdrawing water from the inner water area of the water purification purifier according to the present invention is such that the sea area extending near the land is separated into an outer water area and an inner water area by connecting both ends to land. When the area of the inner water area of the water purification levee where the water of the inner water area is used is A, the time from high tide to low tide is T, and the tidal difference is H , The amount of water withdrawal Q per hour from the inland water area is limited to Q <A · H / T.
[0012]
In the water purification levee and the method of withdrawing water from the inner water area according to the present invention, the amount of water withdrawn from the inner water area of the water purification levee constructed by stacking the embankment materials per unit time is Q, and the time from high tide to low tide is T. Assuming that the tidal difference is H and the area of the inland water area is A, the area A of the inland water area is secured so that these satisfy the relationship of A> Q · T / H or Q <A · H / T. Or limit the amount of water withdrawal Q per hour.
[0013]
In this way, the water level descent speed Q / A in the inland water region from high tide to low tide is always lower than the water level descent speed H / T in the external water region, and in such a time zone, the seawater flowing from the internal water region to the external water region Flow is ensured.
[0014]
The time T from high tide to low tide can be determined to be approximately 6 hours in design, but since the tidal power fluctuates in a complex manner and does not have perfect periodicity, how to determine the time T is as follows. Optional.
[0015]
The tidal range H, that is, the difference between the high tide and the low tide, can be set arbitrarily, but if the minimum value is taken into account in consideration of the seasonal and geographical variations, the annual , It is possible to secure a reciprocating flow of seawater. Incidentally, as such a minimum value, it is conceivable to use a tide difference when the lunar tide rises or lowers when the lunar tide rises and negates the sun tide, that is, when the tide rises.
[0016]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of a water purification levee according to the present invention and a method of withdrawing water from an inner water area thereof will be described with reference to the accompanying drawings. In addition, the same reference numerals are given to components and the like that are substantially the same as those in the related art, and description thereof is omitted.
[0017]
(1st Embodiment)
[0018]
FIG. 1 is an overall plan view illustrating a water purification bank 11 according to the present embodiment. As can be seen from the figure, the water purification levee 11 according to the present embodiment is formed in an arc shape as a whole, and by connecting both ends thereof to the land 12, the sea area expanding near the land 12 is connected to the
[0019]
Here, the water purification levee 11 is premised on taking water from the
[0020]
Regarding the cross-sectional structure of the water purification levee 11, similarly to the conventional
[0021]
Here, the time T from the high tide to the low tide can be determined to be approximately 6 hours by design. As the tide difference H, that is, the difference between the high tide and the low tide, it is desirable to use the tide difference at the time of the ebb tide. By using the tidal range at the time of the ebb tide, it is possible to always maintain the reciprocating flow of seawater throughout the year.
[0022]
In the water purification levee 11 according to this embodiment, when the amount of water withdrawn from the
[0023]
In this way, the water level descent speed V 2 = Q / A in the inland water area from high tide to low tide is always lower than the water level descent rate V 1 = H / T in the
[0024]
As described above, according to the water purification levee 11 according to the present embodiment, the water level descent speed V 2 = Q / A in the inland water region from high tide to low tide is equal to the water level descent speed V 1 = H / in the
[0025]
Therefore, it is possible to secure the reciprocating flow of seawater within the cross section of the water purification levee 11, and as a result, the clogging of the
[0026]
(2nd Embodiment)
[0027]
Next, a water purification levee according to the second embodiment and a method of withdrawing water from the inner water area thereof will be described. It is to be noted that the same reference numerals are given to components and the like that are substantially the same as those in the above-described embodiment, and description thereof will be omitted.
[0028]
FIG. 3 is an overall plan view illustrating the
[0029]
Here, the
[0030]
In the
[0031]
When the water intake amount Q of the water intake equipment 22 is limited in this way, the water level descent speed V 2 = Q / A in the inland water area from high tide to low tide is the water level descent rate V 1 = H / in the
[0032]
As described above, according to the
[0033]
Therefore, it is possible to secure the reciprocating flow of seawater in the cross section of the
[0034]
In the present embodiment, the water intake from the
[0035]
【The invention's effect】
As described above, according to the water purification purifier and the method of withdrawing water from the inner water area according to the present invention, seawater in the inner water area flows to the outer water area even when water is withdrawn during the time from high tide to low tide. Therefore, it is possible to secure the reciprocating flow of seawater within the cross section of the water purification levee, thereby preventing clogging of the levee body material and maintaining the water exchange function and the natural purification function without maintenance. It becomes possible.
[0036]
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is an overall plan view of a water purification purifier according to a first embodiment.
FIG. 2 is a sectional view showing the operation of the water purification bank according to the first embodiment.
FIG. 3 is an overall plan view of a water purification purifier according to a second embodiment.
FIG. 4 is a cross-sectional view of a water purification bank according to the related art.
FIG. 5 is a cross-sectional view of a conventional water purification dike showing a flow of seawater when water is taken from an internal water area.
[Explanation of symbols]
5
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