JP6621653B2 - 貯留浄化システム - Google Patents
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Description
まず、実施の形態の基本的概念について説明する。実施の形態は、集水枡へと送水される水を、当該水が集水枡に至る前段階において貯留して浄化する貯留浄化システムに関する。ここで、「水」とは、主には雨水であるが、これに限らず任意の事象に基づいて発生した水を含む概念である。また、「貯留」とは、水を留めることであって、留める期間や量は限定されない。また、「浄化」とは、水に含まれる不純物を水から除去することである。なお、「不純物」とは、水以外のあらゆる物を含む概念であり、例えば汚濁、植物、又は化学物質等を含む概念である。
次に、本実施の形態の具体的内容について説明する。
初めに、本実施の形態に係る貯留浄化システム1の構成について説明する。図1は、本実施の形態に係る貯留浄化システム1を概略的に示す断面図である。また、図2は、図1のA−A断面を中心とする断面斜視図である。これらの図1及び図2に示すように、貯留浄化システム1は、浸透貯留槽2、及び集水枡3を備えている。ここで、以下では、必要に応じて、各図におけるX−X’方向を「幅方向」と称し、特にX方向を「右方向」、X’方向を「左方向」と称する。また、Y−Y’方向を「奥行き方向」と称し、特にY方向を「前方向」、Y’方向を「後方向」と称する。また、Z−Z’方向を「高さ方向」、「深さ方向」、又は「厚み方向」と称し、特にZ方向を「上方向」、Z’方向を「下方向」と称する。また、地表面4よりも上方を「地上」、地表面4よりも下方を「地中」と称する。また、図示のように浸透貯留槽2及び集水枡3は地中に埋設されており、地中におけるこれらを除く部分には土壌が位置している。ここで、「土壌」とは、岩石の風化等で生成された無機物や、生物の死骸等の有機物や、この有機物が微生物等の作用で分解されて生成された有機物等を含み、粒子径は限定されない。なお、図1では水位を逆三角形で図示している。また、図2や後述する図5においては、水の流れを点線の矢印で図示している。
浸透貯留槽2は、集水枡3へと送水される水を、当該水が集水枡3に至る前段階において貯留して浄化する浸透貯留手段である。この浸透貯留槽2は、設置対象箇所を掘削して形成した凹部に設けられている。なお、この凹部の幅方向中央位置には、図2に示すような奥行き方向に沿った溝が掘削されており、この溝に沿うようにメッシュ管10が配置されている。また、浸透貯留槽2の深さは任意であり、例えば20cmから150cm程度の深さで形成できる。また、浸透貯留槽2の面積は任意であり、この浸透貯留槽2による集水対象となる土壌の面積と、浸透貯留槽2の面積との面積比を20:1から50:1程度になるように設計しても良い。ここで、この浸透貯留槽2は、概略的に、メッシュ管10、オーバーフロー管20、遮水シート30、下部層40、中間層50、上部層60、及び植物保護材70を備えている。
メッシュ管10は、浸透貯留槽2の底部に配設された送水管であって、浸透貯留槽2の内部に浸透した水を、当該メッシュ管10に設けられた導水孔11(後述する)を介して管内に導水して浸透貯留槽2の外部まで送水する送水管である。具体的には、このメッシュ管10は、図2に示すように浸透貯留槽2から集水枡3に至るように地中に埋設された管状体である。そして、浸透貯留槽2側の方が集水枡3側よりも高位置となるように角度をつけて配置されており、このことにより浸透貯留槽2から集水枡3へと水が流れる構成となっている。なお、浸透貯留槽2側においては、上述したように凹部の幅方向中央に形成された溝に沿うようにメッシュ管10が配置されている。ここで、メッシュ管10の径は浸透貯留槽2の大きさや、推定の降雨量等に基づいて適宜決定して構わないが、本実施の形態では直径100mmの管を用いる。
オーバーフロー管20は、浸透貯留槽2の内部の水が溢れてしまうことを防止するための溢水防止手段である。このオーバーフロー管20は、鉛直方向に沿って配置された円筒形状体であって、オーバーフロー管20の上端は地上に露出しており、下端の側面はメッシュ管10の端部に対して接続されている。そして、浸透貯留槽2に水が溢れた場合には、溢れた余剰の水がオーバーフロー管20の上端の開口からオーバーフロー管20の管内に浸入して、メッシュ管10の管内を通って集水枡3へと導水される。ここで、オーバーフロー管20の径は浸透貯留槽2の大きさや、推定の降雨量等に基づいて適宜決定して構わないが、本実施の形態では直径100mmの管を用いる。また、オーバーフロー管20の配置や形状は、溢水を防止可能な限り任意で、例えば斜め方向に沿って配置されていても構わないし、湾曲していても構わない。
遮水シート30は、地中における浸透貯留槽2の底面及び側面を被覆することにより、浸透貯留槽2の外枠を構成する遮水手段であって、浸透貯留槽2に浸透した水が、浸透貯留槽2の外部の地中に浸透してしまうことを抑制するための遮水手段である。具体的には、この遮水シート30は、浸透貯留槽2の底面及び側面に加えて、浸透貯留槽2の側方にも略水平に延設されており、この側方に延設された部分の上には土壌が被せられている。ここで、この遮水シート30の材料は、遮水可能な材料である限り任意で、例えばポリエチレン製のシートを用いても構わない。また、遮水シート30は、完全に遮水する構成に限らず、一部の水(浸透貯留槽2に貯留し得ない余剰の水)を地中に逃す構成としてもよく、例えば遮水シート30をメッシュ状にしても構わない。なお、浸透貯留槽2から外部の地中に水が浸透しても構わない場合には当該遮水シート30を設けなくても構わない。
下部層40は、メッシュ管10を覆うように構成された層であって、導水孔11の径よりも大きい径の粒子を含んで構成された砂礫である。この下部層40は、上述したように設置対象箇所を掘削して形成された凹部の最も下方に位置する層であり、メッシュ管10を覆うように配置されている。この下部層40の粒子は、導水孔11の径よりも大きい径の粒子を含む限り任意であるが、本実施の形態では径が1/16mm以上の砂礫を用いる。また、下部層40の厚みは任意であるが、メッシュ管10の全体を覆うことが出来る厚みであることが好ましく、本実施の形態においては100mm厚である。
中間層50は、下部層40の上方に積層された層であって、水を浄化可能な浄化土壌を含んで構成された層である。ここで、「浄化土壌」とは、水に含まれる不純物や汚染物質を軽減することが可能な土壌であって、材質等に限定はなく、例えば、バクテリア等の微生物を多く含む土壌であって、水に溶けた汚染物質等を微生物の増殖過程で浄化することが可能な土壌等を用いても構わない。
上部層60は、中間層50の上方に積層された層であって、中間層50よりも大きい径の粒子を含んで構成された層である。この上部層60は、植物が植栽される層であって、雑草の繁茂防止や中間層50への汚濁(後述する)5の流入防止のために形成されている。なお、植物は当該上部層60を超えて中間層50まで至るように植栽されていても構わないが、本実施の形態においては説明の便宜上、植物は上部層60に植栽されているものとして説明する。
植物保護材70は、浸透貯留槽2に植栽された植物を保護するための植物保護手段である。この植物保護材70は、上下に貫通する複数の孔を有するメッシュ状の板状体であって、植物が当該孔を通って植物保護材70の上方に突出するように植栽されている。このように植物保護材70を設置することにより、人や車等によって植物が踏まれて植物の生長点が傷つけられてしまうことを防止できる。なお、このような植物保護材70の具体的な構成については公知の構成を採用できるため、詳細な説明を省略する。
集水枡3は、浸透貯留槽2に貯留された水を集水する集水手段である。この集水枡3は、上述したメッシュ管10を介して浸透貯留槽2と接続されており、浸透貯留槽2に貯留された水が、メッシュ管10の管内を介して集水枡3に流入するように構成されている。例えば本実施の形態では、図示のようにコ字状で上側が開放されているコンクリート製の雨水側溝であるものとするが、これに限らず例えば公知の修景池や雨水枡であっても良い。なお、この集水枡3の大きさや形状は任意で、浸透貯留槽2から流入する水の量等に応じて任意に決定できる。ここで、集水枡3は、概略的に回収枡80と逆止弁90を備えている。
回収枡80は、浸透貯留槽2に流入した水を回収するための回収手段である。この回収枡80は集水枡3の内部に配置されており、回収枡80の内部には浸透貯留槽2と同一の水位まで水が流入している。なお、回収枡80の大きさや形状は任意であるが、本実施の形態では集水枡3に収まる大きさの直方体形状に形成されている。そして、浸透貯留槽2の内部に流入した水が、メッシュ管10を介して、この回収枡80の入口から回収枡80の内部に流入し、回収枡80の出口から集水枡3に至るように構成されている。なお、この回収枡80の出口には後述する逆止弁90が設けられており、この逆止弁90によって、集水枡3から回収枡80へと水が逆流することを防止している。
逆止弁90は、集水枡3の内部に設けられた制御手段であって、集水枡3からメッシュ管10を介して浸透貯留槽2へと水が逆流不可能な状態とする制御手段である。すなわち、集水枡3から浸透貯留槽2に水が逆流してしまうと、集水枡3の内部の水であって浸透貯留槽2によって浄化されていない水(すなわち、浸透貯留槽2を介さず直接集水枡3に流入した水等)がメッシュ管10を通ってしまい、メッシュ管10が詰まってしまう可能性がある。そこで、この逆止弁90を回収枡80の出口に設けて逆流を防止することにより、上記のような逆流を防止できる。
続いて、本実施の形態に係る貯留浄化システム1の施工方法について説明する。図4は施工方法のフローチャートである。なお、この施工方法に関与する者(実際に現場で施工を行う者や施工を管理する者を含む)を総称して以下では「施工者」と称して説明する。
B≧Q×0.2・・・・(1)
ここで、
Q=計画雨量[m3/sec]
B=保水可能量[m3]
Q=1/360×C×I×A・・・・(2)
ここで、
Q=計画雨量[m3/sec]
C=流出係数
I=降雨強度[mm/hr]
A=集水面積[ha]
B=V×α・・・・(3)
ここで、
B=保水可能量[m3]
V=浸透貯留槽2の下部層40、中間層50、及び上部層60の合計の体積[m3]
α=間隙率
B=A×t×v×100
ここで、
B=保水可能量[m3]
A=集水面積[m2]
t=想定降水時間[hr]
v=浸透速度[m/hr]
このような本実施の形態に係る貯留浄化システム1によれば、メッシュ管10、下部層40、中間層50、及び上部層60を有する浸透貯留槽2を備え、上部層60を中間層50よりも大きい径の粒子を含んで構成するので、水が集水枡3に至る前段階において水の貯留及び浄化を行うことができると共に、浸透貯留槽2の内部に入り込んだ汚濁5を容易に除去可能となる。
以上、本発明に係る実施の形態について説明したが、本発明の具体的な構成及び手段は、特許請求の範囲に記載した各発明の技術的思想の範囲内において、任意に改変及び改良することができる。以下、このような変形例について説明する。
まず、発明が解決しようとする課題や発明の効果は、上述の内容に限定されるものではなく、発明の実施環境や構成の細部に応じて異なる可能性があり、上述した課題の一部のみを解決したり、上述した効果の一部のみを奏することがある。例えば、各実施の形態に係る貯留浄化システム1によって、内部に入り込んだ汚濁5を従来技術と同程度しか容易に除去できない場合であっても、従来と異なる技術により水の貯留及び浄化を行うことが出来ている場合には、本願発明の課題が解決されている。
発明の詳細な説明や図面で説明した貯留浄化システム1の各部の寸法、形状、材料、比率等は、あくまで例示であり、その他の任意の寸法、形状、材料、比率等とすることができる。
本実施の形態においては逆止弁90により逆流が可能な状態と不可能な状態とを切換え可能としたが、これに限らない。例えば、逆止弁90の代わりに、電動制御可能な電磁弁を用いても構わない。なお、当該電磁弁を、浸透貯留槽2や集水枡3に設けられた各種センサーにて検出された情報に基づいて自動で制御しても構わない。例えば、浸透貯留槽2や集水枡3の水位を測定する水位計からの信号に応じて、自動で逆流可能な状態と逆流不可能な状態とを相互に切り換え可能としても構わない。また、上部層60に蓄積した汚濁5を検出するセンサーからの信号に基づいて、上部層60に蓄積した汚濁5が所定量を超えた場合に逆洗を行っても構わない。
本実施の形態においては、浸透貯留槽2から集水枡3へと水が流入する構成としたが、これに限らず、複数の浸透貯留槽2を設けて一の浸透貯留槽2から他の浸透貯留槽2へと水が流入する構成としても構わない。図5は、変形例に係る貯留浄化システム100を示す図である。この図5に示すように、本変形例に係る貯留浄化システム100は、第一浸透貯留槽110、第二浸透貯留槽120、第三浸透貯留槽130、及び集水枡140を備えて構成されている。
付記1の貯留浄化システムは、集水枡へと送水される水を、当該水が集水枡に至る前段階において貯留して浄化する浸透貯留槽を備え、前記浸透貯留槽は、前記浸透貯留槽の底部に配設された送水管であって、浸透貯留槽の内部に浸透した水を、当該送水管に設けられた導水孔を介して管内に導水して前記浸透貯留槽の外部まで送水する送水管と、前記送水管を覆うように構成された下部層であって、前記導水孔の径よりも大きい径の粒子を含んで構成された下部層と、前記下部層の上方に積層された中間層であって、水を浄化可能な浄化土壌を含んで構成された中間層と、前記中間層の上方に積層された上部層であって、前記中間層の粒子よりも大きい径の粒子を含んで構成された上部層と、を有する。
付記1に記載の貯留浄化システムによれば、送水管、下部層、中間層、及び上部層を有する浸透貯留槽を備え、上部層を中間層よりも大きい径の粒子を含んで構成するので、水が集水枡に至る前段階において水の貯留及び浄化を行うことができると共に、浸透貯留槽の内部に入り込んだ汚濁を容易に除去可能となる。
2 浸透貯留槽
3 集水枡
4 地表面
5 汚濁
10 メッシュ管
11 導水孔
20 オーバーフロー管
30 遮水シート
40 下部層
50 中間層
51 砂層
52 混合層
60 上部層
70 植物保護材
80 回収枡
90 逆止弁
100 貯留浄化システム
110 第一浸透貯留槽
120 第二浸透貯留槽
130 第三浸透貯留槽
140 集水枡
150 縦雨樋
160 横雨樋
V2 2階ベランダ
V3 3階ベランダ
W 歩道
Claims (4)
- 集水枡へと送水される水を、当該水が集水枡に至る前段階において貯留して浄化する浸透貯留槽を備え、
前記浸透貯留槽は、
前記浸透貯留槽の底部に配設された送水管であって、浸透貯留槽の内部に浸透した水を、当該送水管に設けられた導水孔を介して管内に導水して前記浸透貯留槽の外部まで送水する送水管と、
前記送水管を覆うように構成された下部層であって、前記導水孔の径よりも大きい径の粒子を含んで構成された下部層と、
前記下部層の上方に積層された中間層であって、水を浄化可能な浄化土壌を含んで構成された中間層と、
前記中間層の上方に積層された上部層であって、前記中間層の粒子よりも大きい径の粒子を含んで構成された上部層と、
前記集水枡の内部に設けられた制御手段であって、前記集水枡から前記送水管を介して前記浸透貯留槽へと水が逆流不可能な状態とする制御手段と、を有する、
貯留浄化システム。 - 前記浸透貯留槽は、第一浸透貯留槽及び第二浸透貯留槽を備え、
前記第一浸透貯留槽の前記送水管から前記第一浸透貯留槽の外部に送水された水が、前記第二浸透貯留槽に流入するように構成される、
請求項1に記載の貯留浄化システム。 - 前記第二浸透貯留槽は、前記第一浸透貯留槽と同一の建築物における、前記第一浸透貯留槽よりも下方の階に配置される、
請求項2に記載の貯留浄化システム。 - 前記制御手段は、前記集水枡から前記送水管を介して前記浸透貯留槽へと水が逆流可能な状態と、逆流不可能な状態とを相互に切り換え可能とする、
請求項1に記載の貯留浄化システム。
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