JP4641670B2 - 水浄化構造 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は汚濁負荷の高い初期降雨の道路排水を確実に浄化するようにした水浄化構造に関する。
【０００２】
【従来の技術】
都市域では、河川や湖沼などへの汚濁負荷が増加しており、この汚濁負荷のうち、特に、降雨に伴う道路排水の影響が高いといわれている。
道路排水に伴う汚染源には次のようなものがある。
▲１▼自動車の排ガスが雨に吸収されて落ちてくるもの
▲２▼土粒子、タイヤ摩耗物、道路摩耗物、鳥の糞、その他の粉塵など
▲３▼自動車から漏れた油、吸い殻などのごみ
そして、近年の多くの調査事例により、上記の汚染源が降雨により流出する場合、初期の降雨、具体的には降水量が３〜５ｍｍまでの降雨の道路排水の汚濁負荷が高く、また、初期降雨以降の道路排水の汚濁負荷は低く、水質が清浄であることが知られている。
このような調査事例を図１４（Ａ）、（Ｂ）に示す。
図１４（Ａ）に示す調査事例は、ＴＯＣ（全有機炭素）とＴ−Ｎ（全窒素）について、降雨時間および累積降雨量との関係について測定し、図１４（Ｂ）に示す調査事例は、ＣｕとＮｉとＰｂについて、経過時間および累加降雨量との関係について測定したものである（水環境学会誌参照）。
本出願人は、河川や湖沼などへの汚濁負荷に対処するため、特願平８−２６９２２３号において、護岸または擁壁構造物を利用した植生浄化工法を提案している。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、先の出願では、流入する汚水を全て一律に土壌に浸透させて浄化しているため、浸透に時間が掛かり、単位時間あたりの降雨量が多い場合の道路排水を浄化するには、浄化施設の規模が大きくなったり、初期降雨の道路排水が浄化されずにそのまま流出してしまう可能性がある。
本発明は前記事情に鑑み案出されたものであって、本発明の目的は、汚濁負荷の高い初期降雨の道路排水を確実に浄化できる水浄化構造を提供することにある。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
前記目的を達成するため本発明は、道路上に降った雨水の道路排水を土壌層を通過させることで浄化するようにした水浄化構造において、前記雨水の道路排水が流入される貯留槽を設け、前記土壌槽を前記貯留槽に沿って設け、前記貯留槽は前記流入された道路排水をその底部から前記土壌層に流出させるように構成され、前記貯溜槽は、道路の計画集水面積上における３〜５ｍｍの降雨量の道路排水を貯溜するに足る容積の貯溜スペースを持って構成されていることを特徴とする。
【０００５】
本発明では、単位時間あたりの降雨量が少ない場合、初期降雨の道路排水も初期降雨以降の道路排水も全て土壌層を通過させ、浄化したのち河川や湖沼等に放流する。
また、単位時間あたりの降雨量が極めて多い場合、貯溜槽により初期降雨の道路排水を全て土壌層を通過させ、浄化したのち河川や湖沼等に放流する。初期降雨以降の道路排水は、土壌層を通過することなく貯溜槽外に速やかに排出させる。
【０００６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の水浄化構造を河川や湖沼の護岸構造に適用した実施の形態について図面を参照して説明する。なお、図１乃至図８では、貯溜槽の底面が土壌状の表面で構成されている実施の形態であり、図９では貯溜槽の底面がプレキャストコンクリートブロックの底壁により構成されている実施の形態である。
図１は水浄化構造が適用された護岸構造の断面側面図、図２は同正面図を示す。
河川や湖沼の水際に沿って護岸構造１２が延在し、護岸構造１２の側部には道路１４が護岸構造１２に沿って延在しており、護岸構造１２の上部で道路１４に隣接するように貯溜槽１６が設けられている。
護岸構造１２は多数のプレキャストコンクリートブロック（ＰＣブロック）１８が階段状に上下３段に積み重ねられることにより構成され、河川や湖沼の護岸強度の確保と水際の土壌の侵食の防止が図られている。
各ＰＣブロック１８は、例えば、前後壁と左右壁により上下端面が開放された矩形枠状に形成されている。なお、各ＰＣブロック１８の形状は任意であり、要するに、安定して上下に積み重ねることができる形状であればよい。
そして、最も下位の列を構成するＰＣブロック１８Ａと、中間の列を構成するＰＣブロック１８Ｂと、最も上位に位置するＰＣブロック１８Ｃは、図２に示すように、左右壁方向の長さが同一の寸法で形成され、また、図１に示すように、最も下位の列を構成するＰＣブロック１８Ａの前後壁の間隔が一番大きく、次に、中間の列を構成するＰＣブロック１８Ｂの前後壁の間隔が大きく、最も上位に位置するＰＣブロック１８Ｃの前後壁の間隔が最も小さく形成され、各ＰＣブロック１８Ａ、１８Ｂ、１８Ｃの後壁は、同一の鉛直面上に位置するように揃えて配設されている。
【０００７】
最も下位の列を構成するＰＣブロック１８Ａの上端面は、河川や湖沼の水面とほぼ同じ高さとなるように設けられ、各ＰＣブロック１８Ａの内部には比較的大きい岩石１９などが収容され、その上部に、上方の土壌の下方への流出を阻止するための粗砂や小粒径岩石などからなる土壌流出阻止材２０が収容されている。
中間の列を構成する各ＰＣブロック１８Ｂと、最も上位の列を構成する各ＰＣブロック１８Ｃの内部には、それぞれ土壌が収容されて土壌層２２が形成されると共に、土壌層２２の上に、上方の土壌の下方への流出を阻止するための土壌流出阻止材２０が収容されている。
各ＰＣブロック１８Ａ、１８Ｂ、１８Ｃの前部で上方が開放された部分には、葦やカヤ、ヨモギなどの植物２４が植えられている。
【０００８】
前記貯溜槽１６は、護岸構造１２と道路１４に沿って延在し、貯溜槽１６は、最も上位の列を構成する各ＰＣブロック１８Ｃの上に、各ＰＣブロック１８Ｃに収容された土壌層２２の表面を底面とし道路１４上に降った雨水の道路排水が流入され、貯溜されるように設けられている。なお、本実施の形態では、土壌層２２の上部に土壌流出阻止材２０が位置しているため、貯溜槽１６の底面は土壌流出阻止材２０で構成されている。
前記貯溜槽１６は、最も上位の列を構成する各ＰＣブロック１８Ｃの上に載置され、並べられた多数のプレキャストコンクリートブロック（ＰＣブロック）２６により構成され、ＰＣブロック２６は、ＰＣブロック１８Ｃの上に安定して載置できるような形状で形成されている。
【０００９】
前記ＰＣブロック２６は、内側に貯溜スペースが形成される形状で、また、雨水がこの貯溜スペースに流入されるように上端面が開放され直接道路排水が流入するか、または雨水桝などから雨水管を介して道路排水が流入するように構成されている。また、貯溜スペースの雨水が下位の土壌層２２に流入できるように下端面が開放されている。
このようなＰＣブロック２６を用いた貯溜槽１６の構成は種々考えられ、例えば、図３（Ａ）に示すもの、図３（Ｂ）に示すもの、図６（Ａ）に示すもの、図６（Ｂ）に示すものなどが挙げられ、以下、順次説明する。
【００１０】
図３（Ａ）に示す貯溜槽１６は、初期降雨の道路排水を最も上位の列のＰＣブロック１８Ｃ内の土壌層２２に流入させると共に、単位時間あたりの降雨量が多量な場合に、初期降雨以降の道路排水を配管３０により貯溜槽１６外に流出させるようにしたものである。
この場合の貯溜槽１６を、図４（Ａ）に側面図で、図４（Ｂ）に正面図で示す。
貯溜槽１６を構成するＰＣブロック２６は、河川や湖沼側に臨む前壁２６０２と、道路側に臨む後壁２６０４と、前後方向に延在しこれら前壁２６０２と後壁２６０４を接続する３つの接続壁２６０６とを備えている。
前記接続壁２６０６は、その上端が、貯溜スペースに初期降雨の道路排水を貯溜するに足る容積となるように決められた高さで形成されている。
【００１１】
そして、これら３つの接続壁２６０６上にわたりグレーチング（多数の孔が貫設されたステンレス板等）３２が載置され、この上に透水性シート３４が載せられている。本実施の形態では、透水性シート３４により、土砂や礫などのような粒子や固形物の貯溜スペースへの侵入を阻止する土砂侵入阻止材３６が構成され、接続壁２６０６やグレーチング３２により土砂侵入阻止材３６の支持手段が構成されている。
このような構成からなるＰＣブロック２６は、最も上位の列を構成する各ＰＣブロック１８Ｃの上に載置され、これにより、ＰＣブロック２６の内部で土砂侵入阻止材３６の下方に、ＰＣブロック１８Ｃの土壌層２２（土壌流出阻止材２０）の表面を底面とした貯溜スペース１６Ａが形成されることになる。
【００１２】
そして、この貯溜スペース１６は、道路１４上に降った初期降雨の道路排水を貯溜するに足る充分な大きさの容積で形成されている。より詳細に説明すると、道路の計画集水面積上における３〜５ｍｍの降雨量を貯溜するに足る容積で形成されている。
また、前記配管３０の基端は、土砂侵入阻止材３６よりも上方のＰＣブロック２６箇所に取着され、降雨量が多い場合に、初期降雨以降の道路排水を、最上位の列や中間の列を構成するＰＣブロック１８Ｃ、１８Ｂの前部の上方が開放された土壌層２２へ、あるいは、最下位の列を構成するＰＣブロック１８Ａの前部の上方が開放された箇所へ、あるいは、河川や湖沼に直接流出させるように構成されている。
【００１３】
次に、作用について説明する。
まず、単位時間あたりの降雨量が少ない場合から説明すると、道路１４上に降った雨は、貯溜槽１６に流入され、土砂侵入阻止材３６により雨水中の土砂や礫などのような粒子や固形物が取り除かれたのち貯溜スペース１６Ａを通り、最も上位の列を構成する各ＰＣブロック１８Ｃ内の土壌流出阻止材２０を経て土壌層２２に流入される。
土壌層２２に流入された雨水は、土壌層２２中を下方へと浸透していき、さらに、中間の列を構成する各ＰＣブロック１８Ｂ内の土壌層２２に流入され、やがて、土壌流出阻止材２０により土砂が取り除かれたのち、ＰＣブロック１８Ｂから河川や湖沼に流出される。
そして、ＰＣブロック１８Ｂ、１８Ｃ内の土壌層２２を通過する際に、土壌微生物や土壌による有機物、栄養塩類（窒素、リン）の除去、懸濁物質の濾過などによる道路排水の浄化がなされる。本実施の形態では、各土壌層２２で植物２４を植栽しているので、植物２４によっても雨水の道路排水の浄化がなされる。
したがって、初期降雨の道路排水も初期降雨以降の道路排水も全てＰＣブロック１８Ｂ、１８Ｃ内の土壌層２２を通過し、浄化されたのち河川や湖沼に流出される。
【００１４】
次に、単位時間あたりの降雨量が極めて多い場合について説明すると、雨水の土壌層２２中への浸透量よりも雨水の貯溜槽１６への流入量が多くなるため、道路の計画集水面積上における３〜５ｍｍの降雨量の道路排水が貯溜槽１６に貯溜され、貯溜槽１６に流入された道路排水の水位は土砂侵入阻止材３６近傍付近まで上昇する。この場合、道路の計画集水面積上における３〜５ｍｍの降雨の道路排水が汚濁負荷の高い初期降雨にあたる。
そして、引き続き単位時間あたりの降雨量が多い状態が続くと、貯溜槽１６内の雨水の水位は次第に上昇し、土砂侵入阻止材３６の上方箇所に至り、配管３０から貯溜槽１６外に流出される。
【００１５】
したがって、汚濁負荷が低く、水質が清浄な初期降雨以降の道路排水は、土壌層２２を通過することなく速やかに、最上位の列や中間の列を構成するＰＣブロック１８Ｃ、１８Ｂの前部の土壌層２２や、あるいは、最下位の列を構成するＰＣブロック１８Ａの前部の箇所、あるいは、河川や湖沼に直接流出される。
この場合、初期降雨の道路排水の大半は土砂侵入阻止材３６の下方に位置しているので、初期降雨以降の道路排水が貯溜槽１６内に流入しても、土砂侵入阻止材３６により初期降雨の道路排水とそれ以降の雨水の道路排水との攪拌が阻止され、初期降雨が確実に浄化されると共に初期降雨以降の道路排水のみが貯溜槽１６外に速やかに排出される。
したがって、本実施の形態によれば、単位時間あたりの降雨量が極めて多い場合であっても、汚濁負荷の高い初期降雨の道路排水を、河川や湖沼にそのまま流出させることはなくなり、確実に浄化したのち河川や湖沼に流出させることが可能となる。
【００１６】
つぎに、図３（Ａ）に示す貯溜槽１６を構成する他の実施の形態について、図４（Ｃ）、（Ｄ）を参照して説明する。
図４（Ｃ）は貯溜槽１６の側面図、図４（Ｄ）は貯溜槽１６の正面図を示す。
なお、以下の実施の形態では、前記実施の形態と同様な箇所、部材について同一の符号を付して説明する。
貯溜槽１６を構成するＰＣブロック２６は、前壁２６０２と、後壁２６０４と、これら前壁２６０２と後壁２６０４を接続する３つの接続壁２６０６とを備えている。
前記接続壁２６０６は、前後に延在する平板状に形成され、その下面が前壁２６０２および後壁２６０４の下面と同一面に位置するように設けられている。
【００１７】
また、前後壁２６０２，２６０４の段部に、グレーチング３２が載置され、この上に透水性シート３４が載せられ、これらグレーチング３２や透水性シート３４により土砂侵入阻止材３６が構成されている。
そして、ＰＣブロック２６は、最も上位の列を構成する各ＰＣブロック１８Ｃの上に載置され、これにより、ＰＣブロック２６の内部で土砂侵入阻止材３６の下方に、貯溜スペース１６Ａが形成され、前記配管３０の基端は、前記実施の形態と同様に、土砂侵入阻止材３６よりも上方のＰＣブロック２６箇所に取着されている。
このような実施の形態によっても前記実施の形態と同様な作用、効果が奏される。
【００１８】
図３（Ｂ）に示す貯溜槽１６は、貯溜スペース１６Ａの構成が、図３（Ａ）に示す貯溜槽１６と異なっている。
この場合の貯溜槽１６を、図５（Ａ）に側面図で、図５（Ｂ）に正面図で示す。
貯溜槽１６を構成するＰＣブロック２６は、図４（Ａ）に示すＰＣブロック２６と同様で、前壁２６０２と、後壁２６０４と、３つの接続壁２６０６とを備えている。
ＰＣブロック２６は、最も上位の列を構成する各ＰＣブロック１８Ｃの上に載置される。
そして、ＰＣブロック２６の内側でＰＣブロック１８Ｃの土壌層２２（土壌流出阻止材２０）の上に、粒径の大きい多数の塊体４０が収容され、その上に粒径の小さい多数の塊体４２が収容され、前記透水性シート３４はこの塊体４２の上に載せられている。
【００１９】
前記粒径の大きい多数の塊体４０は、前後壁２６０２、２６０４の高さの中間部に至る程度の深さとなるように収容され、粒径の小さい塊体４２は薄い深さで収容され、前記透水性シート３４により土砂侵入阻止材３６が構成され、粒径の小さい多数の塊体４２により土砂侵入阻止材３６の支持手段が構成されている。
前記粒径の大きい塊体４０として、砕石やコンクリートガラ、あるいは、軽石などのような多孔質性の石、あるいは、軽量な合成樹脂製のブロックなどを用いることができる。この場合、軽量な塊体４０を用いると、下方の土壌層２２の空隙率を確保する上で、また、塊体４０を取り扱う上で有利となる。
また、前記粒径の小さい塊体４２として、砂利や、あるいは、軽石などのような多孔質性の石、あるいは、軽量な合成樹脂製のブロックなどを用いることができる。この場合も、軽量な塊体４２を用いると、下方の土壌層２２の空隙率を確保する上で、また、塊体４２を取り扱う上で有利となる。
【００２０】
この実施の形態では、ＰＣブロック２６の内部で土砂侵入阻止材３６の下方、かつ、ＰＣブロック１８Ｃの土壌層２２（土壌流出阻止材２０）の表面の上方で、粒径の大きい塊体４０相互の空間により貯溜スペース１６Ａが形成されることになる。
本実施の形態によっても、図４（Ａ）、（Ｂ）に示す貯溜槽１６とほぼ同様な作用、効果が奏される。
ただし、図４（Ａ）、（Ｂ）の場合と同一の容積の貯溜スペース１６Ａを得ようとすると、塊体４０、４２を用いる関係上、ＰＣブロック２６が大型化する欠点を有する反面、塊体４０、４２により貯溜スペース１６Ａを通過する雨水の流れの勢いを減速できるので、ＰＣブロック１８Ｃの土壌層２２（土壌流出阻止材２０）の表面の雨水による攪拌を確実に防止できる利点を有している。
【００２１】
つぎに、図３（Ｂ）に示す貯溜槽１６を構成する他の実施の形態について、図５（Ｃ）、（Ｄ）を参照して説明する。
図５（Ｃ）は貯溜槽１６の側面図、図５（Ｄ）は貯溜槽１６の正面図を示す。
この実施の形態では、図５（Ａ）、（Ｂ）に示す貯溜槽１６と、３つの接続壁２６０６の形状のみが異なっている。
すなわち、前記接続壁２６０６は、前後に延在する平板状に形成され、その下面が前壁２６０２および後壁２６０４の下面と同一面に位置するように設けられている。
この実施の形態でも、図５（Ａ）、（Ｂ）に示す貯溜槽１６と同様な作用、効果が発揮される。
【００２２】
次に、図６（Ａ）に示す貯溜槽１６について説明する。
図６（Ａ）に示す貯溜槽１６は、初期降雨の道路排水を最も上位の列のＰＣブロック１８Ｃ内の土壌層２２に流入させると共に、単位時間あたりの降雨量が多量な場合に、初期降雨以降の道路排水を越流堰２６０２Ａにより貯溜槽１６外に流出させるようにしたものである。
この場合の貯溜槽１６を、図７（Ａ）に側面図で、図７（Ｂ）に正面図で示す。
貯溜槽１６を構成するＰＣブロック２６は、前壁２６０２の構成を除いて、また、配管３０が連結されていない点を除いて、全て図４（Ａ）、（Ｂ）に示すＰＣブロック２６と同一で、前壁２６０２の高さを後壁２６０４よりも低く形成して越流堰２６０２Ａとしたものであり、より詳細には、前壁２６０２の高さが、土砂侵入阻止材３６よりも上方に位置するように設定されている。
【００２３】
この貯水槽１６によっても、図４（Ａ）、（Ｂ）で示す実施の形態と同様に、単位時間あたりの降雨量が少ない場合には、初期降雨も初期降雨以降も全ての道路排水はＰＣブロック１８Ｂ、１８Ｃ内の土壌層２２により浄化されたのち河川や湖沼に流出される。
また、単位時間あたりの降雨量が極めて多い場合には、道路の計画集水面積上における３〜５ｍｍの降雨量の道路排水（初期降雨の道路排水）が貯溜槽１６に貯溜され、貯溜槽１６内の水位は土砂侵入阻止材３６近傍付近まで上昇する。
【００２４】
そして、引き続き単位時間あたりの降雨量が多い状態が続くと、貯溜槽１６内の水位は次第に上昇し、土砂侵入阻止材３６の上方箇所に至り、越流堰２６０２Ａを乗り越えて貯溜槽１６外に流出される。すなわち、水質が清浄な初期降雨以降の道路排水は、土砂侵入阻止材３６により初期降雨の道路排水とそれ以降の降雨の道路排水の攪拌が阻止され、土壌層２２を通過することなく速やかに、最上位の列や中間の列を構成するＰＣブロック１８Ｃ、１８Ｂの前部の土壌層２２や、あるいは、最下位の列を構成するＰＣブロック１８Ａの前部の箇所、あるいは、河川や湖沼に直接流出される。
したがって、本実施の形態によれば、単位時間あたりの降雨量が極めて多い場合であっても、汚濁負荷の高い初期降雨の道路排水を、河川や湖沼にそのまま流出させることはなくなり、確実に浄化したのち河川や湖沼に流出させることが可能となる。
【００２５】
つぎに、図６（Ａ）に示す貯溜槽１６を構成する他の実施の形態について、図７（Ｃ）、（Ｄ）を参照して説明する。
図７（Ｃ）は貯溜槽１６の側面図、図７（Ｄ）は貯溜槽１６の正面図を示す。
貯溜槽１６を構成するＰＣブロック２６は、前壁２６０２の構成を除いて、また、配管３０が連結されていない点を除いて、全て図４（Ｃ）、（Ｄ）に示すＰＣブロック２６と同一で、前壁２６０２の高さを後壁２６０４よりも低く形成して越流堰２６０２Ａとしたものであり、より詳細には、前壁２６０２の高さを、土砂侵入阻止材３６よりも上方に位置するように設定されている。
このような実施の形態によっても図７（Ａ）、（Ｂ）に示す貯溜槽１６と同様な作用、効果が奏される。
【００２６】
図６（Ｂ）に示す貯溜槽１６は、貯溜スペース１６Ａの構成が、図６（Ａ）に示す貯溜槽１６と異なっている。
この場合の貯溜槽１６を、図８（Ａ）に側面図で、図８（Ｂ）に正面図で示す。
貯溜槽１６を構成するＰＣブロック２６は、前壁２６０２の構成を除いて、また、配管３０が連結されていない点を除いて、全て図５（Ａ）、（Ｂ）に示すＰＣブロック２６と同一で、前壁２６０２の高さは、図７（Ａ）、（Ｂ）に示すＰＣブロック２６と同様に形成され、前壁２６０２は越流堰２６０２Ａとされている。
ＰＣブロック２６は、図５（Ａ）、（Ｂ）に示すＰＣブロック２６と同様に、最も上位の列を構成する各ＰＣブロック１８Ｃの上に載置され、ＰＣブロック２６の内側でＰＣブロック１８Ｃの土壌層２２（土壌流出阻止材２０）の上に、粒径の大きい多数の塊体４０が収容され、その上に粒径の小さい多数の塊体４２が収容され、前記透水性シート３４はこの塊体４２の上に載せられている。
【００２７】
前記粒径の大きい多数の塊体４０は、後壁２６０２の高さの中間部に至る程度の深さとなるように収容され、粒径の小さい塊体４２は薄い深さで収容され、前記透水性シート３４により土砂侵入阻止材３６が構成され、粒径の小さい多数の塊体４２により土砂侵入阻止材３６の支持手段が構成されている。
そして、貯溜スペース１６Ａが、ＰＣブロック２６の内部で土砂侵入阻止材３６の下方、かつ、ＰＣブロック１８Ｃの土壌層２２（土壌流出阻止材２０）の表面の上方で、粒径の大きい塊体４０相互の空間により形成されている。
【００２８】
本実施の形態によっても、図７（Ａ）、（Ｂ）に示す貯溜槽１６とほぼ同様な作用、効果が奏される。
ただし、図７（Ａ）、（Ｂ）に示す貯溜槽１６と同一の容積の貯溜スペース１６Ａを得ようとすると、塊体４０を用いる関係上、ＰＣブロック２６が大型化する欠点を有する反面、塊体４０により貯溜スペース１６Ａを通過する雨水の流れの勢いを減速できるので、ＰＣブロック１８Ｃの土壌層２２（土壌流出阻止材２０）の表面の雨水による攪拌を確実に防止できる利点を有している。
【００２９】
つぎに、図６（Ｂ）に示す貯溜槽１６を構成する他の実施の形態について、図８（Ｃ）、（Ｄ）を参照して説明する。
図８（Ｃ）は貯溜槽１６の側面図、図８（Ｄ）は貯溜槽１６の正面図を示す。
この実施の形態では、図８（Ａ）、（Ｂ）に示す貯溜槽１６と、３つの接続壁２６０６の形状のみが異なっている。
すなわち、前記接続壁２６０６は、前後に延在する平板状に形成され、その下面が前壁２６０２および後壁２６０４の下面と同一面に位置するように設けられている。
この実施の形態でも、図８（Ａ）、（Ｂ）に示す貯溜槽１６と同様な作用、効果が発揮される。
【００３０】
なお、前記の実施の形態では、貯溜槽１６の底面が土壌層２２の表面で構成されている場合について説明したが、次に、図９を参照して、貯溜槽１６の底面が土壌層２２の表面で構成されていない場合の実施の形態について説明する。
図９は水浄化構造が適用された護岸構造の断面側面図を示す。
前記貯溜槽１６は、護岸構造１２と道路１４に沿って延在するように並べられた多数のＰＣブロック２６の内部に設けられている。
前記ＰＣブロック２６は、河川や湖沼側に位置する前壁２６０２と、道路側に位置する後壁２６０４と、これら前後壁２６０２，２６０４の下端を接続する底壁２６２０からを断面が凹字状に形成され、この実施の形態では、貯溜槽１６の底面がＰＣブロック２６の底壁２６２０により構成されている。
前記ＰＣブロック２６は、その前壁２６０２を、最も上位の列を構成する各ＰＣブロック１８Ｃの後壁に合わせられて配置されている。そして、ＰＣブロック２６の前壁２６０２とＰＣブロック１８Ｃの後壁とが合わせられた箇所には、双方の壁を貫通する穴５０が形成されており、ＰＣブロック２６の前壁２６０２に形成された穴５０と、ＰＣブロック１８Ｃの後壁に形成された穴５０とが合致するように配設されている。
【００３１】
そして、ＰＣブロック２６の内部に、粒径の大きい多数の塊体４０が収容され、その上に粒径の小さい多数の塊体４２が収容され、前記透水性シート３４はこの塊体４２の上に載せられている。
前記透水性シート３４により土砂侵入阻止材３６が構成され、粒径の小さい多数の塊体４２により土砂侵入阻止材３６の支持手段が構成されている。
また、ＰＣブロック２６の内部で土砂侵入阻止材３６の下方に、粒径の大きい塊体４０相互の空間により貯溜スペース１６Ａが形成され、貯溜スペースは、初期降雨の道路排水を貯溜するに足る容積で形成されている。
なお、土砂侵入阻止材３６の上方のＰＣブロック２６箇所に、図３に示す実施の形態と同様に配管３０が配設され、降雨量が多い場合に、初期降雨以降の道路排水を、最上位の列や中間の列を構成するＰＣブロック１８Ｃ、１８Ｂの前部の上方が開放された土壌層２２へ、あるいは、最下位の列を構成するＰＣブロック１８Ａの前部の上方が開放された箇所へ、あるいは、河川や湖沼に直接流出させるように構成されている。
【００３２】
この貯水槽１６によっても、前記実施の形態と同様に、単位時間あたりの降雨量が少ない場合には、初期降雨も初期降雨以降も全ての道路排水は貯溜槽１６から穴５０を経て１８Ｃ内の土壌層２２中に流れ込み、ＰＣブロック１８Ｂ、１８Ｃ内の土壌層２２により浄化されたのち河川や湖沼に流出される。
また、単位時間あたりの降雨量が極めて多い場合には、道路の計画集水面積上における３〜５ｍｍの降雨量の道路排水（初期降雨の道路排水）が貯溜槽１６に貯溜され、貯溜槽１６内の水位は土砂侵入阻止材３６近傍付近まで上昇する。
【００３３】
そして、引き続き単位時間あたりの降雨量が多い状態が続くと、貯溜槽１６内の水位は次第に上昇し、土砂侵入阻止材３６の上方箇所に至り、配管３０から貯溜槽１６外に流出される。すなわち、水質が清浄な初期降雨以降の道路排水は、土砂侵入阻止材３６により初期降雨の道路排水とそれ以降の降雨の道路排水の攪拌が阻止され、貯溜槽１６や穴５０、土壌層２２を通過することなく速やかに、最上位の列や中間の列を構成するＰＣブロック１８Ｃ、１８Ｂの前部の土壌層２２の表面や、あるいは、最下位の列を構成するＰＣブロック１８Ａの前部の箇所、あるいは、河川や湖沼に直接流出される。
したがって、単位時間あたりの降雨量が極めて多い場合であっても、汚濁負荷の高い初期降雨の道路排水を、河川や湖沼にそのまま流出させることはなくなり、確実に浄化したのち河川や湖沼に流出させることが可能となる。
なお、土砂侵入阻止材３６の支持は、図４や図７に示されるように、接続壁２６０６や、前後壁２６０２、２６０４の段部で支持するようにしてもよく、また、図６乃至図８に示されるように、配管３０を設けずに前壁２６０２に越流堰２６０２Ａを設け、土砂侵入阻止材３６の上方に位置した道路排水を越流堰２６０２Ａにより貯溜槽１６外に流出させるようにしてもよい。
【００３４】
次に、道路排水が土壌層で浄化される測定例について説明する。
図１０は用いた水浄化構造の説明図で、水浄化構造は、プレキャストコンクリートブロックＰ１（１０００型）、Ｐ２（１８００型）、土壌層２２などで構成されている。
各プレキャストコンクリートブロックＰ１（１０００型）、Ｐ２（１８００型）の諸元を表１に示す。
【００３５】
【表１】
【００３６】
浄化すべき原水を、原水槽からローラーポンプにより上段のプレキャストコンクリートブロックＰ１の土壌層２２の表面に供給し、下段のプレキャストコンクリートブロックＰ２の下部の穴６０から採取して測定した。
【００３７】
図１１に１９９７年４月から１９９８年３月までのＴ−Ｎ（全窒素）の変化を示す。なお、三角印は土壌層２２をマサ土で構成した場合を、四角印は土壌層２２を黒ボク土で構成した場合を示している。
Ｔ−Ｎ＝５．９〜２３．１ｍｇ／リットル（平均１４．２ｍｇ／リットル）の原水に対してマサ土および黒ボク土系の土壌層２２の平均除去率はそれぞれ４４．３％、６７．９％になった。植栽面積当たりの平均除去量では、それぞれ０．５０ｇ／ｍ２／日、０．６５ｇ／ｍ２／日となり、いずれも黒ボク土系の土壌層２２の方が高かった。
【００３８】
図１２に１９９７年４月から１９９８年２月までのＴ−Ｐ（全リン）の変化を示す。なお、三角印は土壌層２２をマサ土で構成した場合を、四角印は土壌層２２を黒ボク土で構成した場合を示している。
いずれの土壌の場合も、Ｔ−Ｐ＝０．５９〜２．４８ｍｇ／リットル（平均１．４９ｍｇ／リットル）の原水に対して、年間を通じて９０％以上の除去率が得られた。植栽面積当たりのリン除去量では、マサ土と黒ボク土系の土壌層２２でそれぞれ０．１４１ｇ／ｍ２／日、０．１１３ｇ／ｍ２／日であった。
【００３９】
図１３に１９９７年４月から１９９８年３月までのＴＯＣ（全有機炭素）の変化を示す。なお、三角印は土壌層２２をマサ土で構成した場合を、四角印は土壌層２２を黒ボク土で構成した場合を示している。
ＴＯＣ約５ｍｇ／リットルの原水に対して、マサ土と黒ボク土系の土壌層２２のいずれによっても季節に関係なく８０％以上の除去率が得られた。
これらの測定例からも明らかなように、本発明によれば、汚濁負荷の高い初期降雨の道路排水を確実に浄化できることが明らかである。
【００４０】
なお、本実施の形態では、本発明の水浄化構造を護岸構造に適用した場合について説明したが、本発明の水浄化構造は護岸構造に限定されず、例えば、一般道路や高架道路、高速道路の擁壁や法面などに広く適用されるものである。
【００４１】
【発明の効果】
以上の説明で明らかなように本発明によれば、道路上に降った雨水の道路排水を土壌層を通過させることで浄化するようにした水浄化構造において、前記雨水の道路排水が流入される貯留槽を設け、前記土壌槽を前記貯留槽に沿って設け、前記貯留槽は前記流入された道路排水をその底部から前記土壌層に流出させるように構成され、前記貯溜槽は、道路の計画集水面積上における３〜５ｍｍの降雨量の道路排水を貯溜するに足る容積の貯溜スペースを持って構成されているので、単位時間あたりの降雨量が少ない場合は無論のこと、単位時間あたりの降雨量が多い場合であっても、汚濁負荷の高い初期降雨の道路排水を確実に浄化することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】水浄化構造が適用された護岸構造の断面側面図である。
【図２】水浄化構造が適用された護岸構造の正面図である。
【図３】（Ａ）、（Ｂ）はそれぞれ異なる構成の貯溜槽の正面図である。
【図４】（Ａ）、（Ｃ）は貯溜槽の側面図、（Ｂ）、（Ｄ）は貯溜槽の正面図である。
【図５】（Ａ）、（Ｃ）は貯溜槽の側面図、（Ｂ）、（Ｄ）は貯溜槽の正面図である。
【図６】（Ａ）、（Ｂ）はそれぞれ異なる構成の貯溜槽の正面図である。
【図７】（Ａ）、（Ｃ）は貯溜槽の側面図、（Ｂ）、（Ｄ）は貯溜槽の正面図である。
【図８】（Ａ）、（Ｃ）は貯溜槽の側面図、（Ｂ）、（Ｄ）は貯溜槽の正面図である。
【図９】水浄化構造が適用された護岸構造の断面側面図である。
【図１０】道路排水が土壌層で浄化されることを測定するために用いた水浄化構造の断面図である。
【図１１】Ｔ−Ｎ（全窒素）についての測定結果を示す図である。
【図１２】Ｔ−Ｐ（全リン）についての測定結果を示す図である。
【図１３】ＴＯＣ（全有機炭素）についての測定結果を示す図である。
【図１４】（Ａ）は、ＴＯＣ（全有機炭素）とＴ−Ｎ（全窒素）について、降雨時間および累積降雨量との関係についての測定結果を示す図、（Ｂ）は、ＣｕとＮｉとＰｂについて、経過時間および累加降雨量との関係についての測定結果を示す図である。
【符号の説明】
１２ 護岸構造
１６ 貯溜槽
１６Ａ 貯溜スペース
１８、２６ プレキャストコンクリートブロック
２０ 土壌流出阻止材
２２ 土壌層
２６０２Ａ 越流堰
３０ 配管
３６ 土砂侵入阻止材
【発明の属する技術分野】
本発明は汚濁負荷の高い初期降雨の道路排水を確実に浄化するようにした水浄化構造に関する。
【０００２】
【従来の技術】
都市域では、河川や湖沼などへの汚濁負荷が増加しており、この汚濁負荷のうち、特に、降雨に伴う道路排水の影響が高いといわれている。
道路排水に伴う汚染源には次のようなものがある。
▲１▼自動車の排ガスが雨に吸収されて落ちてくるもの
▲２▼土粒子、タイヤ摩耗物、道路摩耗物、鳥の糞、その他の粉塵など
▲３▼自動車から漏れた油、吸い殻などのごみ
そして、近年の多くの調査事例により、上記の汚染源が降雨により流出する場合、初期の降雨、具体的には降水量が３〜５ｍｍまでの降雨の道路排水の汚濁負荷が高く、また、初期降雨以降の道路排水の汚濁負荷は低く、水質が清浄であることが知られている。
このような調査事例を図１４（Ａ）、（Ｂ）に示す。
図１４（Ａ）に示す調査事例は、ＴＯＣ（全有機炭素）とＴ−Ｎ（全窒素）について、降雨時間および累積降雨量との関係について測定し、図１４（Ｂ）に示す調査事例は、ＣｕとＮｉとＰｂについて、経過時間および累加降雨量との関係について測定したものである（水環境学会誌参照）。
本出願人は、河川や湖沼などへの汚濁負荷に対処するため、特願平８−２６９２２３号において、護岸または擁壁構造物を利用した植生浄化工法を提案している。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、先の出願では、流入する汚水を全て一律に土壌に浸透させて浄化しているため、浸透に時間が掛かり、単位時間あたりの降雨量が多い場合の道路排水を浄化するには、浄化施設の規模が大きくなったり、初期降雨の道路排水が浄化されずにそのまま流出してしまう可能性がある。
本発明は前記事情に鑑み案出されたものであって、本発明の目的は、汚濁負荷の高い初期降雨の道路排水を確実に浄化できる水浄化構造を提供することにある。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
前記目的を達成するため本発明は、道路上に降った雨水の道路排水を土壌層を通過させることで浄化するようにした水浄化構造において、前記雨水の道路排水が流入される貯留槽を設け、前記土壌槽を前記貯留槽に沿って設け、前記貯留槽は前記流入された道路排水をその底部から前記土壌層に流出させるように構成され、前記貯溜槽は、道路の計画集水面積上における３〜５ｍｍの降雨量の道路排水を貯溜するに足る容積の貯溜スペースを持って構成されていることを特徴とする。
【０００５】
本発明では、単位時間あたりの降雨量が少ない場合、初期降雨の道路排水も初期降雨以降の道路排水も全て土壌層を通過させ、浄化したのち河川や湖沼等に放流する。
また、単位時間あたりの降雨量が極めて多い場合、貯溜槽により初期降雨の道路排水を全て土壌層を通過させ、浄化したのち河川や湖沼等に放流する。初期降雨以降の道路排水は、土壌層を通過することなく貯溜槽外に速やかに排出させる。
【０００６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の水浄化構造を河川や湖沼の護岸構造に適用した実施の形態について図面を参照して説明する。なお、図１乃至図８では、貯溜槽の底面が土壌状の表面で構成されている実施の形態であり、図９では貯溜槽の底面がプレキャストコンクリートブロックの底壁により構成されている実施の形態である。
図１は水浄化構造が適用された護岸構造の断面側面図、図２は同正面図を示す。
河川や湖沼の水際に沿って護岸構造１２が延在し、護岸構造１２の側部には道路１４が護岸構造１２に沿って延在しており、護岸構造１２の上部で道路１４に隣接するように貯溜槽１６が設けられている。
護岸構造１２は多数のプレキャストコンクリートブロック（ＰＣブロック）１８が階段状に上下３段に積み重ねられることにより構成され、河川や湖沼の護岸強度の確保と水際の土壌の侵食の防止が図られている。
各ＰＣブロック１８は、例えば、前後壁と左右壁により上下端面が開放された矩形枠状に形成されている。なお、各ＰＣブロック１８の形状は任意であり、要するに、安定して上下に積み重ねることができる形状であればよい。
そして、最も下位の列を構成するＰＣブロック１８Ａと、中間の列を構成するＰＣブロック１８Ｂと、最も上位に位置するＰＣブロック１８Ｃは、図２に示すように、左右壁方向の長さが同一の寸法で形成され、また、図１に示すように、最も下位の列を構成するＰＣブロック１８Ａの前後壁の間隔が一番大きく、次に、中間の列を構成するＰＣブロック１８Ｂの前後壁の間隔が大きく、最も上位に位置するＰＣブロック１８Ｃの前後壁の間隔が最も小さく形成され、各ＰＣブロック１８Ａ、１８Ｂ、１８Ｃの後壁は、同一の鉛直面上に位置するように揃えて配設されている。
【０００７】
最も下位の列を構成するＰＣブロック１８Ａの上端面は、河川や湖沼の水面とほぼ同じ高さとなるように設けられ、各ＰＣブロック１８Ａの内部には比較的大きい岩石１９などが収容され、その上部に、上方の土壌の下方への流出を阻止するための粗砂や小粒径岩石などからなる土壌流出阻止材２０が収容されている。
中間の列を構成する各ＰＣブロック１８Ｂと、最も上位の列を構成する各ＰＣブロック１８Ｃの内部には、それぞれ土壌が収容されて土壌層２２が形成されると共に、土壌層２２の上に、上方の土壌の下方への流出を阻止するための土壌流出阻止材２０が収容されている。
各ＰＣブロック１８Ａ、１８Ｂ、１８Ｃの前部で上方が開放された部分には、葦やカヤ、ヨモギなどの植物２４が植えられている。
【０００８】
前記貯溜槽１６は、護岸構造１２と道路１４に沿って延在し、貯溜槽１６は、最も上位の列を構成する各ＰＣブロック１８Ｃの上に、各ＰＣブロック１８Ｃに収容された土壌層２２の表面を底面とし道路１４上に降った雨水の道路排水が流入され、貯溜されるように設けられている。なお、本実施の形態では、土壌層２２の上部に土壌流出阻止材２０が位置しているため、貯溜槽１６の底面は土壌流出阻止材２０で構成されている。
前記貯溜槽１６は、最も上位の列を構成する各ＰＣブロック１８Ｃの上に載置され、並べられた多数のプレキャストコンクリートブロック（ＰＣブロック）２６により構成され、ＰＣブロック２６は、ＰＣブロック１８Ｃの上に安定して載置できるような形状で形成されている。
【０００９】
前記ＰＣブロック２６は、内側に貯溜スペースが形成される形状で、また、雨水がこの貯溜スペースに流入されるように上端面が開放され直接道路排水が流入するか、または雨水桝などから雨水管を介して道路排水が流入するように構成されている。また、貯溜スペースの雨水が下位の土壌層２２に流入できるように下端面が開放されている。
このようなＰＣブロック２６を用いた貯溜槽１６の構成は種々考えられ、例えば、図３（Ａ）に示すもの、図３（Ｂ）に示すもの、図６（Ａ）に示すもの、図６（Ｂ）に示すものなどが挙げられ、以下、順次説明する。
【００１０】
図３（Ａ）に示す貯溜槽１６は、初期降雨の道路排水を最も上位の列のＰＣブロック１８Ｃ内の土壌層２２に流入させると共に、単位時間あたりの降雨量が多量な場合に、初期降雨以降の道路排水を配管３０により貯溜槽１６外に流出させるようにしたものである。
この場合の貯溜槽１６を、図４（Ａ）に側面図で、図４（Ｂ）に正面図で示す。
貯溜槽１６を構成するＰＣブロック２６は、河川や湖沼側に臨む前壁２６０２と、道路側に臨む後壁２６０４と、前後方向に延在しこれら前壁２６０２と後壁２６０４を接続する３つの接続壁２６０６とを備えている。
前記接続壁２６０６は、その上端が、貯溜スペースに初期降雨の道路排水を貯溜するに足る容積となるように決められた高さで形成されている。
【００１１】
そして、これら３つの接続壁２６０６上にわたりグレーチング（多数の孔が貫設されたステンレス板等）３２が載置され、この上に透水性シート３４が載せられている。本実施の形態では、透水性シート３４により、土砂や礫などのような粒子や固形物の貯溜スペースへの侵入を阻止する土砂侵入阻止材３６が構成され、接続壁２６０６やグレーチング３２により土砂侵入阻止材３６の支持手段が構成されている。
このような構成からなるＰＣブロック２６は、最も上位の列を構成する各ＰＣブロック１８Ｃの上に載置され、これにより、ＰＣブロック２６の内部で土砂侵入阻止材３６の下方に、ＰＣブロック１８Ｃの土壌層２２（土壌流出阻止材２０）の表面を底面とした貯溜スペース１６Ａが形成されることになる。
【００１２】
そして、この貯溜スペース１６は、道路１４上に降った初期降雨の道路排水を貯溜するに足る充分な大きさの容積で形成されている。より詳細に説明すると、道路の計画集水面積上における３〜５ｍｍの降雨量を貯溜するに足る容積で形成されている。
また、前記配管３０の基端は、土砂侵入阻止材３６よりも上方のＰＣブロック２６箇所に取着され、降雨量が多い場合に、初期降雨以降の道路排水を、最上位の列や中間の列を構成するＰＣブロック１８Ｃ、１８Ｂの前部の上方が開放された土壌層２２へ、あるいは、最下位の列を構成するＰＣブロック１８Ａの前部の上方が開放された箇所へ、あるいは、河川や湖沼に直接流出させるように構成されている。
【００１３】
次に、作用について説明する。
まず、単位時間あたりの降雨量が少ない場合から説明すると、道路１４上に降った雨は、貯溜槽１６に流入され、土砂侵入阻止材３６により雨水中の土砂や礫などのような粒子や固形物が取り除かれたのち貯溜スペース１６Ａを通り、最も上位の列を構成する各ＰＣブロック１８Ｃ内の土壌流出阻止材２０を経て土壌層２２に流入される。
土壌層２２に流入された雨水は、土壌層２２中を下方へと浸透していき、さらに、中間の列を構成する各ＰＣブロック１８Ｂ内の土壌層２２に流入され、やがて、土壌流出阻止材２０により土砂が取り除かれたのち、ＰＣブロック１８Ｂから河川や湖沼に流出される。
そして、ＰＣブロック１８Ｂ、１８Ｃ内の土壌層２２を通過する際に、土壌微生物や土壌による有機物、栄養塩類（窒素、リン）の除去、懸濁物質の濾過などによる道路排水の浄化がなされる。本実施の形態では、各土壌層２２で植物２４を植栽しているので、植物２４によっても雨水の道路排水の浄化がなされる。
したがって、初期降雨の道路排水も初期降雨以降の道路排水も全てＰＣブロック１８Ｂ、１８Ｃ内の土壌層２２を通過し、浄化されたのち河川や湖沼に流出される。
【００１４】
次に、単位時間あたりの降雨量が極めて多い場合について説明すると、雨水の土壌層２２中への浸透量よりも雨水の貯溜槽１６への流入量が多くなるため、道路の計画集水面積上における３〜５ｍｍの降雨量の道路排水が貯溜槽１６に貯溜され、貯溜槽１６に流入された道路排水の水位は土砂侵入阻止材３６近傍付近まで上昇する。この場合、道路の計画集水面積上における３〜５ｍｍの降雨の道路排水が汚濁負荷の高い初期降雨にあたる。
そして、引き続き単位時間あたりの降雨量が多い状態が続くと、貯溜槽１６内の雨水の水位は次第に上昇し、土砂侵入阻止材３６の上方箇所に至り、配管３０から貯溜槽１６外に流出される。
【００１５】
したがって、汚濁負荷が低く、水質が清浄な初期降雨以降の道路排水は、土壌層２２を通過することなく速やかに、最上位の列や中間の列を構成するＰＣブロック１８Ｃ、１８Ｂの前部の土壌層２２や、あるいは、最下位の列を構成するＰＣブロック１８Ａの前部の箇所、あるいは、河川や湖沼に直接流出される。
この場合、初期降雨の道路排水の大半は土砂侵入阻止材３６の下方に位置しているので、初期降雨以降の道路排水が貯溜槽１６内に流入しても、土砂侵入阻止材３６により初期降雨の道路排水とそれ以降の雨水の道路排水との攪拌が阻止され、初期降雨が確実に浄化されると共に初期降雨以降の道路排水のみが貯溜槽１６外に速やかに排出される。
したがって、本実施の形態によれば、単位時間あたりの降雨量が極めて多い場合であっても、汚濁負荷の高い初期降雨の道路排水を、河川や湖沼にそのまま流出させることはなくなり、確実に浄化したのち河川や湖沼に流出させることが可能となる。
【００１６】
つぎに、図３（Ａ）に示す貯溜槽１６を構成する他の実施の形態について、図４（Ｃ）、（Ｄ）を参照して説明する。
図４（Ｃ）は貯溜槽１６の側面図、図４（Ｄ）は貯溜槽１６の正面図を示す。
なお、以下の実施の形態では、前記実施の形態と同様な箇所、部材について同一の符号を付して説明する。
貯溜槽１６を構成するＰＣブロック２６は、前壁２６０２と、後壁２６０４と、これら前壁２６０２と後壁２６０４を接続する３つの接続壁２６０６とを備えている。
前記接続壁２６０６は、前後に延在する平板状に形成され、その下面が前壁２６０２および後壁２６０４の下面と同一面に位置するように設けられている。
【００１７】
また、前後壁２６０２，２６０４の段部に、グレーチング３２が載置され、この上に透水性シート３４が載せられ、これらグレーチング３２や透水性シート３４により土砂侵入阻止材３６が構成されている。
そして、ＰＣブロック２６は、最も上位の列を構成する各ＰＣブロック１８Ｃの上に載置され、これにより、ＰＣブロック２６の内部で土砂侵入阻止材３６の下方に、貯溜スペース１６Ａが形成され、前記配管３０の基端は、前記実施の形態と同様に、土砂侵入阻止材３６よりも上方のＰＣブロック２６箇所に取着されている。
このような実施の形態によっても前記実施の形態と同様な作用、効果が奏される。
【００１８】
図３（Ｂ）に示す貯溜槽１６は、貯溜スペース１６Ａの構成が、図３（Ａ）に示す貯溜槽１６と異なっている。
この場合の貯溜槽１６を、図５（Ａ）に側面図で、図５（Ｂ）に正面図で示す。
貯溜槽１６を構成するＰＣブロック２６は、図４（Ａ）に示すＰＣブロック２６と同様で、前壁２６０２と、後壁２６０４と、３つの接続壁２６０６とを備えている。
ＰＣブロック２６は、最も上位の列を構成する各ＰＣブロック１８Ｃの上に載置される。
そして、ＰＣブロック２６の内側でＰＣブロック１８Ｃの土壌層２２（土壌流出阻止材２０）の上に、粒径の大きい多数の塊体４０が収容され、その上に粒径の小さい多数の塊体４２が収容され、前記透水性シート３４はこの塊体４２の上に載せられている。
【００１９】
前記粒径の大きい多数の塊体４０は、前後壁２６０２、２６０４の高さの中間部に至る程度の深さとなるように収容され、粒径の小さい塊体４２は薄い深さで収容され、前記透水性シート３４により土砂侵入阻止材３６が構成され、粒径の小さい多数の塊体４２により土砂侵入阻止材３６の支持手段が構成されている。
前記粒径の大きい塊体４０として、砕石やコンクリートガラ、あるいは、軽石などのような多孔質性の石、あるいは、軽量な合成樹脂製のブロックなどを用いることができる。この場合、軽量な塊体４０を用いると、下方の土壌層２２の空隙率を確保する上で、また、塊体４０を取り扱う上で有利となる。
また、前記粒径の小さい塊体４２として、砂利や、あるいは、軽石などのような多孔質性の石、あるいは、軽量な合成樹脂製のブロックなどを用いることができる。この場合も、軽量な塊体４２を用いると、下方の土壌層２２の空隙率を確保する上で、また、塊体４２を取り扱う上で有利となる。
【００２０】
この実施の形態では、ＰＣブロック２６の内部で土砂侵入阻止材３６の下方、かつ、ＰＣブロック１８Ｃの土壌層２２（土壌流出阻止材２０）の表面の上方で、粒径の大きい塊体４０相互の空間により貯溜スペース１６Ａが形成されることになる。
本実施の形態によっても、図４（Ａ）、（Ｂ）に示す貯溜槽１６とほぼ同様な作用、効果が奏される。
ただし、図４（Ａ）、（Ｂ）の場合と同一の容積の貯溜スペース１６Ａを得ようとすると、塊体４０、４２を用いる関係上、ＰＣブロック２６が大型化する欠点を有する反面、塊体４０、４２により貯溜スペース１６Ａを通過する雨水の流れの勢いを減速できるので、ＰＣブロック１８Ｃの土壌層２２（土壌流出阻止材２０）の表面の雨水による攪拌を確実に防止できる利点を有している。
【００２１】
つぎに、図３（Ｂ）に示す貯溜槽１６を構成する他の実施の形態について、図５（Ｃ）、（Ｄ）を参照して説明する。
図５（Ｃ）は貯溜槽１６の側面図、図５（Ｄ）は貯溜槽１６の正面図を示す。
この実施の形態では、図５（Ａ）、（Ｂ）に示す貯溜槽１６と、３つの接続壁２６０６の形状のみが異なっている。
すなわち、前記接続壁２６０６は、前後に延在する平板状に形成され、その下面が前壁２６０２および後壁２６０４の下面と同一面に位置するように設けられている。
この実施の形態でも、図５（Ａ）、（Ｂ）に示す貯溜槽１６と同様な作用、効果が発揮される。
【００２２】
次に、図６（Ａ）に示す貯溜槽１６について説明する。
図６（Ａ）に示す貯溜槽１６は、初期降雨の道路排水を最も上位の列のＰＣブロック１８Ｃ内の土壌層２２に流入させると共に、単位時間あたりの降雨量が多量な場合に、初期降雨以降の道路排水を越流堰２６０２Ａにより貯溜槽１６外に流出させるようにしたものである。
この場合の貯溜槽１６を、図７（Ａ）に側面図で、図７（Ｂ）に正面図で示す。
貯溜槽１６を構成するＰＣブロック２６は、前壁２６０２の構成を除いて、また、配管３０が連結されていない点を除いて、全て図４（Ａ）、（Ｂ）に示すＰＣブロック２６と同一で、前壁２６０２の高さを後壁２６０４よりも低く形成して越流堰２６０２Ａとしたものであり、より詳細には、前壁２６０２の高さが、土砂侵入阻止材３６よりも上方に位置するように設定されている。
【００２３】
この貯水槽１６によっても、図４（Ａ）、（Ｂ）で示す実施の形態と同様に、単位時間あたりの降雨量が少ない場合には、初期降雨も初期降雨以降も全ての道路排水はＰＣブロック１８Ｂ、１８Ｃ内の土壌層２２により浄化されたのち河川や湖沼に流出される。
また、単位時間あたりの降雨量が極めて多い場合には、道路の計画集水面積上における３〜５ｍｍの降雨量の道路排水（初期降雨の道路排水）が貯溜槽１６に貯溜され、貯溜槽１６内の水位は土砂侵入阻止材３６近傍付近まで上昇する。
【００２４】
そして、引き続き単位時間あたりの降雨量が多い状態が続くと、貯溜槽１６内の水位は次第に上昇し、土砂侵入阻止材３６の上方箇所に至り、越流堰２６０２Ａを乗り越えて貯溜槽１６外に流出される。すなわち、水質が清浄な初期降雨以降の道路排水は、土砂侵入阻止材３６により初期降雨の道路排水とそれ以降の降雨の道路排水の攪拌が阻止され、土壌層２２を通過することなく速やかに、最上位の列や中間の列を構成するＰＣブロック１８Ｃ、１８Ｂの前部の土壌層２２や、あるいは、最下位の列を構成するＰＣブロック１８Ａの前部の箇所、あるいは、河川や湖沼に直接流出される。
したがって、本実施の形態によれば、単位時間あたりの降雨量が極めて多い場合であっても、汚濁負荷の高い初期降雨の道路排水を、河川や湖沼にそのまま流出させることはなくなり、確実に浄化したのち河川や湖沼に流出させることが可能となる。
【００２５】
つぎに、図６（Ａ）に示す貯溜槽１６を構成する他の実施の形態について、図７（Ｃ）、（Ｄ）を参照して説明する。
図７（Ｃ）は貯溜槽１６の側面図、図７（Ｄ）は貯溜槽１６の正面図を示す。
貯溜槽１６を構成するＰＣブロック２６は、前壁２６０２の構成を除いて、また、配管３０が連結されていない点を除いて、全て図４（Ｃ）、（Ｄ）に示すＰＣブロック２６と同一で、前壁２６０２の高さを後壁２６０４よりも低く形成して越流堰２６０２Ａとしたものであり、より詳細には、前壁２６０２の高さを、土砂侵入阻止材３６よりも上方に位置するように設定されている。
このような実施の形態によっても図７（Ａ）、（Ｂ）に示す貯溜槽１６と同様な作用、効果が奏される。
【００２６】
図６（Ｂ）に示す貯溜槽１６は、貯溜スペース１６Ａの構成が、図６（Ａ）に示す貯溜槽１６と異なっている。
この場合の貯溜槽１６を、図８（Ａ）に側面図で、図８（Ｂ）に正面図で示す。
貯溜槽１６を構成するＰＣブロック２６は、前壁２６０２の構成を除いて、また、配管３０が連結されていない点を除いて、全て図５（Ａ）、（Ｂ）に示すＰＣブロック２６と同一で、前壁２６０２の高さは、図７（Ａ）、（Ｂ）に示すＰＣブロック２６と同様に形成され、前壁２６０２は越流堰２６０２Ａとされている。
ＰＣブロック２６は、図５（Ａ）、（Ｂ）に示すＰＣブロック２６と同様に、最も上位の列を構成する各ＰＣブロック１８Ｃの上に載置され、ＰＣブロック２６の内側でＰＣブロック１８Ｃの土壌層２２（土壌流出阻止材２０）の上に、粒径の大きい多数の塊体４０が収容され、その上に粒径の小さい多数の塊体４２が収容され、前記透水性シート３４はこの塊体４２の上に載せられている。
【００２７】
前記粒径の大きい多数の塊体４０は、後壁２６０２の高さの中間部に至る程度の深さとなるように収容され、粒径の小さい塊体４２は薄い深さで収容され、前記透水性シート３４により土砂侵入阻止材３６が構成され、粒径の小さい多数の塊体４２により土砂侵入阻止材３６の支持手段が構成されている。
そして、貯溜スペース１６Ａが、ＰＣブロック２６の内部で土砂侵入阻止材３６の下方、かつ、ＰＣブロック１８Ｃの土壌層２２（土壌流出阻止材２０）の表面の上方で、粒径の大きい塊体４０相互の空間により形成されている。
【００２８】
本実施の形態によっても、図７（Ａ）、（Ｂ）に示す貯溜槽１６とほぼ同様な作用、効果が奏される。
ただし、図７（Ａ）、（Ｂ）に示す貯溜槽１６と同一の容積の貯溜スペース１６Ａを得ようとすると、塊体４０を用いる関係上、ＰＣブロック２６が大型化する欠点を有する反面、塊体４０により貯溜スペース１６Ａを通過する雨水の流れの勢いを減速できるので、ＰＣブロック１８Ｃの土壌層２２（土壌流出阻止材２０）の表面の雨水による攪拌を確実に防止できる利点を有している。
【００２９】
つぎに、図６（Ｂ）に示す貯溜槽１６を構成する他の実施の形態について、図８（Ｃ）、（Ｄ）を参照して説明する。
図８（Ｃ）は貯溜槽１６の側面図、図８（Ｄ）は貯溜槽１６の正面図を示す。
この実施の形態では、図８（Ａ）、（Ｂ）に示す貯溜槽１６と、３つの接続壁２６０６の形状のみが異なっている。
すなわち、前記接続壁２６０６は、前後に延在する平板状に形成され、その下面が前壁２６０２および後壁２６０４の下面と同一面に位置するように設けられている。
この実施の形態でも、図８（Ａ）、（Ｂ）に示す貯溜槽１６と同様な作用、効果が発揮される。
【００３０】
なお、前記の実施の形態では、貯溜槽１６の底面が土壌層２２の表面で構成されている場合について説明したが、次に、図９を参照して、貯溜槽１６の底面が土壌層２２の表面で構成されていない場合の実施の形態について説明する。
図９は水浄化構造が適用された護岸構造の断面側面図を示す。
前記貯溜槽１６は、護岸構造１２と道路１４に沿って延在するように並べられた多数のＰＣブロック２６の内部に設けられている。
前記ＰＣブロック２６は、河川や湖沼側に位置する前壁２６０２と、道路側に位置する後壁２６０４と、これら前後壁２６０２，２６０４の下端を接続する底壁２６２０からを断面が凹字状に形成され、この実施の形態では、貯溜槽１６の底面がＰＣブロック２６の底壁２６２０により構成されている。
前記ＰＣブロック２６は、その前壁２６０２を、最も上位の列を構成する各ＰＣブロック１８Ｃの後壁に合わせられて配置されている。そして、ＰＣブロック２６の前壁２６０２とＰＣブロック１８Ｃの後壁とが合わせられた箇所には、双方の壁を貫通する穴５０が形成されており、ＰＣブロック２６の前壁２６０２に形成された穴５０と、ＰＣブロック１８Ｃの後壁に形成された穴５０とが合致するように配設されている。
【００３１】
そして、ＰＣブロック２６の内部に、粒径の大きい多数の塊体４０が収容され、その上に粒径の小さい多数の塊体４２が収容され、前記透水性シート３４はこの塊体４２の上に載せられている。
前記透水性シート３４により土砂侵入阻止材３６が構成され、粒径の小さい多数の塊体４２により土砂侵入阻止材３６の支持手段が構成されている。
また、ＰＣブロック２６の内部で土砂侵入阻止材３６の下方に、粒径の大きい塊体４０相互の空間により貯溜スペース１６Ａが形成され、貯溜スペースは、初期降雨の道路排水を貯溜するに足る容積で形成されている。
なお、土砂侵入阻止材３６の上方のＰＣブロック２６箇所に、図３に示す実施の形態と同様に配管３０が配設され、降雨量が多い場合に、初期降雨以降の道路排水を、最上位の列や中間の列を構成するＰＣブロック１８Ｃ、１８Ｂの前部の上方が開放された土壌層２２へ、あるいは、最下位の列を構成するＰＣブロック１８Ａの前部の上方が開放された箇所へ、あるいは、河川や湖沼に直接流出させるように構成されている。
【００３２】
この貯水槽１６によっても、前記実施の形態と同様に、単位時間あたりの降雨量が少ない場合には、初期降雨も初期降雨以降も全ての道路排水は貯溜槽１６から穴５０を経て１８Ｃ内の土壌層２２中に流れ込み、ＰＣブロック１８Ｂ、１８Ｃ内の土壌層２２により浄化されたのち河川や湖沼に流出される。
また、単位時間あたりの降雨量が極めて多い場合には、道路の計画集水面積上における３〜５ｍｍの降雨量の道路排水（初期降雨の道路排水）が貯溜槽１６に貯溜され、貯溜槽１６内の水位は土砂侵入阻止材３６近傍付近まで上昇する。
【００３３】
そして、引き続き単位時間あたりの降雨量が多い状態が続くと、貯溜槽１６内の水位は次第に上昇し、土砂侵入阻止材３６の上方箇所に至り、配管３０から貯溜槽１６外に流出される。すなわち、水質が清浄な初期降雨以降の道路排水は、土砂侵入阻止材３６により初期降雨の道路排水とそれ以降の降雨の道路排水の攪拌が阻止され、貯溜槽１６や穴５０、土壌層２２を通過することなく速やかに、最上位の列や中間の列を構成するＰＣブロック１８Ｃ、１８Ｂの前部の土壌層２２の表面や、あるいは、最下位の列を構成するＰＣブロック１８Ａの前部の箇所、あるいは、河川や湖沼に直接流出される。
したがって、単位時間あたりの降雨量が極めて多い場合であっても、汚濁負荷の高い初期降雨の道路排水を、河川や湖沼にそのまま流出させることはなくなり、確実に浄化したのち河川や湖沼に流出させることが可能となる。
なお、土砂侵入阻止材３６の支持は、図４や図７に示されるように、接続壁２６０６や、前後壁２６０２、２６０４の段部で支持するようにしてもよく、また、図６乃至図８に示されるように、配管３０を設けずに前壁２６０２に越流堰２６０２Ａを設け、土砂侵入阻止材３６の上方に位置した道路排水を越流堰２６０２Ａにより貯溜槽１６外に流出させるようにしてもよい。
【００３４】
次に、道路排水が土壌層で浄化される測定例について説明する。
図１０は用いた水浄化構造の説明図で、水浄化構造は、プレキャストコンクリートブロックＰ１（１０００型）、Ｐ２（１８００型）、土壌層２２などで構成されている。
各プレキャストコンクリートブロックＰ１（１０００型）、Ｐ２（１８００型）の諸元を表１に示す。
【００３５】
【表１】
浄化すべき原水を、原水槽からローラーポンプにより上段のプレキャストコンクリートブロックＰ１の土壌層２２の表面に供給し、下段のプレキャストコンクリートブロックＰ２の下部の穴６０から採取して測定した。
【００３７】
図１１に１９９７年４月から１９９８年３月までのＴ−Ｎ（全窒素）の変化を示す。なお、三角印は土壌層２２をマサ土で構成した場合を、四角印は土壌層２２を黒ボク土で構成した場合を示している。
Ｔ−Ｎ＝５．９〜２３．１ｍｇ／リットル（平均１４．２ｍｇ／リットル）の原水に対してマサ土および黒ボク土系の土壌層２２の平均除去率はそれぞれ４４．３％、６７．９％になった。植栽面積当たりの平均除去量では、それぞれ０．５０ｇ／ｍ２／日、０．６５ｇ／ｍ２／日となり、いずれも黒ボク土系の土壌層２２の方が高かった。
【００３８】
図１２に１９９７年４月から１９９８年２月までのＴ−Ｐ（全リン）の変化を示す。なお、三角印は土壌層２２をマサ土で構成した場合を、四角印は土壌層２２を黒ボク土で構成した場合を示している。
いずれの土壌の場合も、Ｔ−Ｐ＝０．５９〜２．４８ｍｇ／リットル（平均１．４９ｍｇ／リットル）の原水に対して、年間を通じて９０％以上の除去率が得られた。植栽面積当たりのリン除去量では、マサ土と黒ボク土系の土壌層２２でそれぞれ０．１４１ｇ／ｍ２／日、０．１１３ｇ／ｍ２／日であった。
【００３９】
図１３に１９９７年４月から１９９８年３月までのＴＯＣ（全有機炭素）の変化を示す。なお、三角印は土壌層２２をマサ土で構成した場合を、四角印は土壌層２２を黒ボク土で構成した場合を示している。
ＴＯＣ約５ｍｇ／リットルの原水に対して、マサ土と黒ボク土系の土壌層２２のいずれによっても季節に関係なく８０％以上の除去率が得られた。
これらの測定例からも明らかなように、本発明によれば、汚濁負荷の高い初期降雨の道路排水を確実に浄化できることが明らかである。
【００４０】
なお、本実施の形態では、本発明の水浄化構造を護岸構造に適用した場合について説明したが、本発明の水浄化構造は護岸構造に限定されず、例えば、一般道路や高架道路、高速道路の擁壁や法面などに広く適用されるものである。
【００４１】
【発明の効果】
以上の説明で明らかなように本発明によれば、道路上に降った雨水の道路排水を土壌層を通過させることで浄化するようにした水浄化構造において、前記雨水の道路排水が流入される貯留槽を設け、前記土壌槽を前記貯留槽に沿って設け、前記貯留槽は前記流入された道路排水をその底部から前記土壌層に流出させるように構成され、前記貯溜槽は、道路の計画集水面積上における３〜５ｍｍの降雨量の道路排水を貯溜するに足る容積の貯溜スペースを持って構成されているので、単位時間あたりの降雨量が少ない場合は無論のこと、単位時間あたりの降雨量が多い場合であっても、汚濁負荷の高い初期降雨の道路排水を確実に浄化することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】水浄化構造が適用された護岸構造の断面側面図である。
【図２】水浄化構造が適用された護岸構造の正面図である。
【図３】（Ａ）、（Ｂ）はそれぞれ異なる構成の貯溜槽の正面図である。
【図４】（Ａ）、（Ｃ）は貯溜槽の側面図、（Ｂ）、（Ｄ）は貯溜槽の正面図である。
【図５】（Ａ）、（Ｃ）は貯溜槽の側面図、（Ｂ）、（Ｄ）は貯溜槽の正面図である。
【図６】（Ａ）、（Ｂ）はそれぞれ異なる構成の貯溜槽の正面図である。
【図７】（Ａ）、（Ｃ）は貯溜槽の側面図、（Ｂ）、（Ｄ）は貯溜槽の正面図である。
【図８】（Ａ）、（Ｃ）は貯溜槽の側面図、（Ｂ）、（Ｄ）は貯溜槽の正面図である。
【図９】水浄化構造が適用された護岸構造の断面側面図である。
【図１０】道路排水が土壌層で浄化されることを測定するために用いた水浄化構造の断面図である。
【図１１】Ｔ−Ｎ（全窒素）についての測定結果を示す図である。
【図１２】Ｔ−Ｐ（全リン）についての測定結果を示す図である。
【図１３】ＴＯＣ（全有機炭素）についての測定結果を示す図である。
【図１４】（Ａ）は、ＴＯＣ（全有機炭素）とＴ−Ｎ（全窒素）について、降雨時間および累積降雨量との関係についての測定結果を示す図、（Ｂ）は、ＣｕとＮｉとＰｂについて、経過時間および累加降雨量との関係についての測定結果を示す図である。
【符号の説明】
１２ 護岸構造
１６ 貯溜槽
１６Ａ 貯溜スペース
１８、２６ プレキャストコンクリートブロック
２０ 土壌流出阻止材
２２ 土壌層
２６０２Ａ 越流堰
３０ 配管
３６ 土砂侵入阻止材
Claims (9)
- 道路上に降った雨水の道路排水を土壌層を通過させることで浄化するようにした水浄化構造において、
前記雨水の道路排水が流入される貯留槽を設け、
前記土壌槽を前記貯留槽に沿って設け、
前記貯留槽は前記流入された道路排水をその底部から前記土壌層に流出させるように構成され、
前記貯溜槽は、道路の計画集水面積上における３〜５ｍｍの降雨量の道路排水を貯溜するに足る容積の貯溜スペースを持って構成されている、
ことを特徴とする水浄化構造。 - 前記貯溜槽は前記土壌層の上に設けられ、その底面が前記土壌層の表面で構成されていることを特徴とする請求項１記載の水浄化構造。
- 前記土壌層は、道路の縁に沿って延在しており、前記貯溜スペースは、前記土壌層に沿って並べられた多数のプレキャストコンクリートブロックの内側空間により構成され、前記プレキャストコンクリートブロックには、前記貯溜スペースに流入された道路排水を前記土壌層中に流入させる穴が設けられていることを特徴とする請求項１記載の水浄化構造。
- 前記雨水が単位時間あたりに多量である場合には、初期降雨以降の道路排水を貯溜槽外に流出させるように構成されていることを特徴とする請求項１乃至３に何れか１項記載の水浄化構造。
- 前記土壌層は、道路の縁に沿って延在しており、前記貯溜スペースは、前記土壌層に沿って並べられた多数のプレキャストコンクリートブロックの内側空間により構成されていることを特徴とする請求項１、２または４記載の水浄化構造。
- 前記プレキャストコンクリートブロックは、前記道路の延在方向と直交する方向に間隔をおいて道路の延在方向に沿って延在する２つの側壁を有し、前記貯溜スペースは、これら２つの側壁の間にわたって配設され土砂の侵入を阻止する土砂侵入阻止材の下方に形成されていることを特徴とする請求項３または５に記載の水浄化構造。
- 前記２つの側壁の間で前記土砂侵入阻止材よりも上方の箇所には、前記土砂侵入阻止材の上方に溜まった雨水を前記貯溜槽の外部に導く管体が配設されていることを特徴とする請求項６記載の水浄化構造。
- 前記２つの側壁のうちの前記道路から離れた側の側壁の高さは、前記土砂侵入阻止材の上方に溜まった雨水を前記貯溜槽の外部に流出させるように、前記道路に近い側の側壁よりも低く形成されていることを特徴とする請求項６記載の水浄化構造。
- 前記２つの側壁の間で前記土砂侵入阻止材の下方には、多数の大きな粒径の塊体が収容され、前記貯溜スペースは、前記多数の塊体の相互の間の空間により形成されていることを特徴とする請求項６記載の水浄化構造。
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