JPH035532A - 地下水利用システムの沈澱池 - Google Patents

Abstract

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

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、地下ダムに貯えた地下水を冷熱源として利用
する地下水利用システムに組み込み、地上側で集水した
融雪水、雨水を一時貯留し、泥砂を除去した上で地下ダ
ムへ注入して地下水を湯養する沈澱池に関する。

〔従来の技術〕

主として豪雪地帯を対象に、その地域の地下帯水層を利
用して地下ダムを作り、ここに貯えた地下水を冷熱源と
して地上側で各種目的に利用する地下水利用システムが
研究者により提唱され、例えば雑誌「水Ｊ　１９８７年
７月号「雪解は水活用の試み一地下水と組合せて−」　
（著者：深見浩司氏）、（財）エンジニアリング振興協
会発行の昭和５７年度研究開発委員会研究部会報告書「
第３章　地下ダムを利用したローカルエネルギー（雪の
冷熱）の長期貯蔵」などで報告されている。

すなわち、豪雪地帯における地下の帯水層には、山間部
に降った雪の雪解は水などで自然渦養された地下水（７
〜１４°Ｃ程度の冷水）が豊富に貯えられている。そこ
で、前記の地下水利用システムは、地下の帯水層に貯え
られている地下水を水資源として活用するようにその地
域に地下ダムを作り、夏期には地下ダムから地上に汲み
上げた地下水を地域の建屋、茸類の植物栽培、米穀低温
倉庫などの空調に利用し、また冬期の降雪時には建屋の
屋根、市街地の道路、あるいは特定な集雪広場に地下水
を導いて融雪に利用し、さらに年間を通じて地下水をそ
の地域のごみ処理発電プラントなどで使用する冷却水と
して利用するようにしたものである。

一方、年間を通じて見ると地下ダムの水量は春先の雪解
は期、降雨期には増量するがそれ以外は地下水の自然渦
養が少なくなる。そこで、前記の研究報告では、地下水
利用システムの運用に当たり地下ダムから汲み上げて地
上側で利用した水などを回収して再び地下ダムへ戻す人
工渦養の必要性にフいても述べており、さらに地下ダム
への人工渦養の際には、泥砂による渦養井の百詰まりを
防止するために、地表側で集水した水を沈澱池に導いて
泥砂を除去し、その上で涵養井を通じて地下ダムへ注入
する必要性についても言及している。

〔発明が解決しようとする課題〕 ところで、前記のように地下水利用システムに沈澱池を
組合せて実運用する場合には、決起のような解決すべき
課題が残る。すなわち、（１）地域の市街地に降り積も
った雪を水を流した側溝などに投入して融雪する場合に
は、その下流側で大きな沈澱池、並びに沈澱池から地域
内に点在する渦養井までの送水系が必要であり、そのた
めに大損りな公共設備の投資を必要とする。

（２）また、仮に地域内に融雪水を処理する大形の沈澱
池を設備したとしても、融雪処理に使用する期間は年間
を通じて冬期のみで残りの期間は設備が遊休状態となり
、このままでは投資効率が低い。

本発明は上記の点にかんがみなされたものであり、前記
の地下水利用システムに組合せて地下水の人工涵養に用
いる沈澱池について、融雪水の集水、処理のみならず、
腎雨期に発生する都市型洪水を防止する遊水池としての
機能を持たせ、さらに降雪、降雨期を除く渇水期には沈
澱池を例えば茸の栽培などにも゛活用できるように構成
して投資効率の向上を図った多目的利用の沈澱池を提供
することを目的とする。

〔課題を解決するための手段］ 上記課題を解決するために、本発明による沈澱池では、
沈澱池を地表側で地下式に構築し、かつその付帯設備と
して泥砂排除を含む水処理手段。

および沈澱池に集めた雪を地下水を利用して融雪する融
雪処理手段に加え、さらに渇水期に沈澱池の内部空間を
植物栽培などに適した環境に保つ環境保全手段を備えて
構成するものとする。

〔作用〕

上記の構成で、沈澱池は地域内の公園、空き地などを利
用してその地下式に構築されたものである。また、沈澱
池の付帯設備として備えた水処理手段は泥砂の排出ポン
プ、および水が貯留中に嫌気性になって下水臭を発する
のを防止する曝気装置であり、また融雪処理手段は地下
ダムから汲み上げた水（１４℃程度）を熱源として沈澱
池に集めた雪を解かす融雪用熱交換器であり、さらに環
境保全手段としては沈澱池の内部の換気装置、および採
光窓などが設備されている。

かかる構成で、冬期の降雪時（１２〜３月）には市街地
の道路などから集めた雪を沈澱池まで運搬した上で沈澱
池内に投入し、ここで融雪処理装置を稼働して雪を解か
す。また融雪水は沈澱池の貯留中に泥砂が分離され、そ
の沈澱処理後の水が地下ダムに通じる揃養井に注入され
る。また、降雨期（６〜９月）に豪雨などで一時的に下
水道がら溢れるた雨水も同様に沈澱池に集められ、ここ
で水を泥砂を取り除いた後にその処理水が渦養井を通じ
て地下ダムへ人工涵養される。さらに、降雪期、陣雨期
を除いた渇水期には沈澱池の内部空間が空の状態になる
ので、この時期には換気、採光、さらに前記の融雪処理
用熱交換器を活用した空調により沈澱池の内部空間を植
物栽培（人間の作業環境も含む）に適した環境に維持し
、茸類などの栽培、バイオテクノロジー利用の種苗育成
などに利用する。これにより沈澱池が年間を通じて多目
的に稼働できることになる。

（実施例〕 第１図、第２図はそれぞれ本発明の異なる実施例の構成
図である。

図において、１は地下の帯水層に遮水壁１ａを設けて作
った地下ダム、２．３は地下ダム１に通じるように設け
た取水井、涌養井、４が本発明による沈澱池であり、該
沈澱池４は地域内の公園、空き地などを利用して地下式
に構築されている。

ここで、沈澱池４はその内部が融雪処理槽部４ａ。

沈殿槽部４ｂ、貯水槽部４ｃに区分されており、融雪処
理槽部４ａの上面には市街地などから集めて運搬されて
来た雪を投入するホッパ４ｄが開口し、かつその槽内に
は融雪処理手段としての融雪用熱交換器５．撹拌器６が
収設されている。また、沈澱種部４ｂには水処理手段と
して底部側に配した泥砂排出用の泥砂ポンプ７、および
給気ブロア８ａと散気板８ｂを組合せた曝気装！８が設
けてあり、さらに環境保全手段として天井壁に設けた採
光窓９．および換気用ブロア１０が設備されている。な
お、１１は換気ブロア１０の吐出側に接続した例えばオ
ゾン処理方式の脱臭器である。

一方、前記の取水井２には取水ポンプＩ２が備えてあり
、該ポンプ１２で汲上げた地下水は冷水源として先述の
うように地域内の各所に配水される他、前記の融雪用熱
交換器５に給水される。また、地域内で使用した地下水
の戻り水と合流して、融雪用熱交換器５からの流出水、
前記の貯水槽部４ｃの貯留水が湯養井３を通じて地下ダ
ム１に注入されるように配管されており、これらで沈澱
池４を含む地下水利用システムを構成している。

かかる地下水利用システムの構成で、地下ダムｌに貯え
られた冷水が年間を通じて地域内の各種目的に利用され
る。また、冬期の降雪時には市街地などから集めて運搬
されてきた雪が沈澱池４のホッパ４ｄを通じて融雪処理
槽部４ａ内に投入され、ここで熱交換器５に地下水（水
温１４°Ｃ程度）を流して雪を融雪する。なお、この場
合に撹拌器６で水を撹拌して融雪を促進させる。また、
融雪水は整流壁４ｅを通じて沈澱種部４ｂに移り、ここ
で泥砂が除去された上で貯水槽部４ｃヘオーバーフロー
し、ここから融雪用熱交換器５からの水とともに合流し
て漏養井３に注入される。なお、沈澱種部４ｂの底部に
溜った泥砂は適宜に泥砂ポンプ７で外部に排出される。

また泥砂の沈澱を促進させるためには必要に応じて凝集
側が添加される。

一方、沈澱池外での融雪水、および降雨期に豪雨などで
下水溝などから溢れた雨水も沈澱池４に流れ込んで集水
され、沈澱種部４ｂで浄化された後に貯水槽部４ｃを経
て涵養井３に注入される。また、気温の高い時期に沈澱
池４に集水された雨水などが長い時間滞留していると、
水が嫌気性になって下水臭を発するようになるので、こ
れを防止するために曝気装置８および換気ブロア１０．
脱臭器１１を適宜運転し、周囲に及ぼす悪臭公害の防止
を図るようにする。

さらに、降雪期、降雨期を除く渇水時期には、沈澱池４
への集水がなく、その内部空間が殆ど空の状態になる。

そこで、この時期に曝気装置８゜換気ブロア１０を運転
して新鮮な外気を内部空間に導入し、かつ必要により融
雪用熱交換器５に地下水を流して空調を行い、さらに採
光窓９から明りを取り込んで沈澱池１の内部空間を人間
の作業を含む各種作業に適した環境に保持し、この環境
下で例えば茸類の栽培１種苗育成などを行うものとする
。なお、この期間には先記した雪投入ホッパ４ｄに石、
土を盛り上げて土石による奥の吸着効果を生かしながら
、ここに植物などを植えて花壇として活用することもで
きる。

第２図は応用実施例を示すものであり、第１図と比べて
、沈澱池４が上下２段構造に構築されており、その上段
側が融雪処理槽部４ａと沈澱池槽部４ｂとを兼ね、下段
側を貯水槽部４ｃとしたものであり、また融雪用熱交換
器５が雪投入ホッパ４ｄの開口部に配備されており、さ
らにその上方には貯水槽部４ｃから取水した水を散水し
て融雪を助成する散水装置１３が追加装備されている。

このような上下２段式構造の沈澱池では、沈澱池の敷地
面積が少なくて済み、空き地が少ない市街地での沈澱池
として有利である。

〔発明の効果〕

本発明による沈澱池は、以上説明したように構成されて
いるで、決起の効果を奏する。

すなわち、地下ダムへの人工ｉｔを主目的として地下水
利用システムに組み込んだ沈澱池につぃて、当該沈澱池
を地表側で地下式に構築し、かつその付帯設備として混
抄排除を含む水処理手段。

および沈澱池に集めた雪を地下水を利用して融雪する融
雪処理手段に加え、さらに渇水期に沈澱池の内部空間を
植物栽培などに適した環境に保つ環境保全手段を備えた
ことにより、 （１）地域に降った雪を沈澱池で集中的に融雪処理し、
さらに沈砂を除去した上でその近傍の渦養井より地下ダ
ムに注入することができ、長い配水管路を不要にしてシ
ステムの簡略化が図れる。

（２）同じ沈澱池で融雪処理のみならず、降雨期に多量
に降った雨水を沈澱池に集水して都市型洪水を防止する
遊水池としてのｍ能を持たせることができる。

（３）さらに渇水時期には沈澱池の内部空間を生かしつ
つ、良環境条件の下で植物栽培などに利用することがで
き、これにより年間を通じての沈澱池の稼働が可能とな
り、その設備投資効率の向上化が図れる。

【図面の簡単な説明】

第１図、第２図はそれぞれ本発明の異なる実施例の構成
図である６図において、 ｌ：地下ダム、３：湯養井、４：沈澱池、５：融雪用熱
交換器、７：混抄ポンプ、８：曝気装置、９：採光窓、
１０：換気ブロア。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １）地下ダムに貯えた地下水を冷熱源として利用する地
   下水利用システムに組み込んだ沈澱池であり、地上側で
   集水した融雪水、雨水を一時貯留し、泥砂を除去した上
   で地下ダムへ注入して地下水を涵養するものにおいて、
   当該沈澱池を地表側で地下式に構築し、かつその付帯設
   備として泥砂排除を含む水処理手段、および沈澱池に集
   めた雪を地下水を利用して融雪する融雪処理手段に加え
   、さらに渇水期に沈澱池の内部空間を植物栽培などに適
   した環境に保つ環境保全手段を備えたことを特徴とする
   地下水利用システムの沈澱池。