(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
貯水池を備える水資源貯水施設において、
前記貯水池に岩盤地下水を供給する岩盤地下水取水施設を有し、
岩盤地下水取水施設には、岩盤地下水を取水する取水設備と、該取水設備と前記貯水池の間に設けられた送水路とが備えられ、
前記取水設備には、岩盤中に形成され、その壁面に該岩盤中に向けて形成された集水孔を有する集水トンネルと、該集水トンネルに連通された立坑と、該立坑内に貯留された岩盤地下水の水位を測定する水位計と、前記立坑内に貯留された前記岩盤地下水を前記送水路に送り出す揚水装置とが備えられ、
前記集水トンネルは立坑に向けて下方に傾斜して形成されていることを特徴とする水資源貯水施設。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、水を安定供給するための貯水池を備える水資源貯水施設に係わり、特に、渇水期の貯水量の確保を容易にすることができる水資源貯水施設に関する。
【０００２】
【従来の技術】
飲料水、工業用水、農業用水等に用いられる水資源の安定的な確保においては、水資源貯水施設としてのダムが、重要な役割を担っている。このダムの容量は、１０年に一度程度の頻度で発生する渇水期に対応できるように設計されている。このため、ダムの取水制限による水不足は稀である。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、近年の異常気象の下では、設計時の予想を上回る渇水期が発生しており、その結果、水不足が起こり、社会生活にも深刻な影響を与えているという問題がある。また、ダムの容量を更に増すなどの対応では、異常小雨のような気象条件の影響を受け易いというダム本来の性質を改善することができないので、前記問題の根本的な解決を見出すことができない。
【０００４】
一方、気象条件に影響を受けにくい水資源としては、岩盤地下水がある。しかし、この岩盤地下水の取水は、湧き出る分量しか利用できないので、条件に応じて変化する必要量を、安定的に取水すること自体が難しい。
【０００５】
本発明は、上記事情に鑑み、渇水期の貯水量の確保を容易にすることができる水資源貯水施設を提供することを目的としている。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明の第一の発明は、貯水池を備える水資源貯水施設において、貯水池に岩盤地下水を供給する岩盤地下水取水施設を有し、岩盤地下水取水施設には、岩盤地下水を取水する取水設備と、該取水設備と前記貯水池の間に設けられた送水路とが備えられ、前記取水設備には、岩盤中に形成され、その壁面に該岩盤中に向けて形成された集水孔を有する集水トンネルと、該集水トンネルに連通された立坑と、該立坑内に貯留された岩盤地下水の水位を測定する水位計と、前記立坑内に貯留された前記岩盤地下水を前記送水路に送り出す揚水装置とが備えられ、前記集水トンネルは立坑に向けて下方に傾斜して形成されていることを特徴とする。
【０００７】
即ち、渇水期には、水位計で立坑内の水位を見ながら揚水装置を調整して立坑内の水位を下げ、気象条件に影響を受けにくい水資源である岩盤地下水の湧き出し量を増加させる。そして、この岩盤地下水を送水路を通じて貯水池に供給して、貯水池の貯水量を増す。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の一実施形態を図面に基づき説明する。
図１に示すように、本実施形態の水資源貯水施設１０００は、貯水池２を備えるダム１と、貯水池２に岩盤地下水Ｗａを供給する岩盤地下水取水施設５００とを備えている。
【００１１】
岩盤地下水取水施設５００は、ダム１の周囲の地盤５に設けられており、図２に示すように地盤５は、表層の土壌地盤６と土壌地盤６の下の岩盤７とからなっている。また、地下水位Ｈｏは、土壌地盤６に位置している。この地下水位Ｈｏの図中の位置は、岩盤地下水取水施設５００の建設前の位置であり、取水量に応じて岩盤地下水取水施設５００の周辺の地下水位Ｈｏは低下する。岩盤地下水取水施設５００は、図１に示すように、取水設備１００と、取水設備１００と貯水池２の間に設けられる送水路２００とからなっている。
【００１２】
図２に示すように取水設備１００は、岩盤７中に形成された集水トンネル１０と、集水トンネル１０の壁面１１に岩盤７中に向けて多数形成された集水孔２０と、集水トンネル１０の低い方の端部に連通され、集水トンネル１０より低い位置まで形成された立坑５０と、立坑５０内の岩盤地下水Ｗａの水位Ｈを測定する水位計６０と、立坑５０に貯留された岩盤地下水Ｗａを地上に揚げ、送水路２００に送り出す揚水装置７０とからなっている。
【００１３】
水位計６０は、例えば、地上から音波や光波で遠隔測定するものが好適である。
【００１４】
集水トンネル１０は、その底部１２が立坑５０に向けて若干下方に傾斜して形成されており、集水トンネル１０の断面形状は、本実施形態では略矩形であるが、アーチ形等であってもよい。集水トンネル１０の底部１２は、その両側縁に、溝状の導水路１２ａを有しており、導水路１２ａは、集水トンネル１０の一端から他端に渡って形成され、立坑５０に向けて若干下方に傾斜している。
【００１５】
集水トンネル１０の壁面１１に多数形成された集水孔２０は、本実施形態では略水平に形成されたものと、斜め上に向けて形成されたものとがある。この集水孔２０は、集水トンネル１０のトンネル軸に沿って多数連設形成されている。
【００１６】
図１の水資源貯水施設１０００は、以上のような構成を有している。
【００１７】
従って、まず、その岩盤地下水取水施設５００では、図２に示す集水孔２０と集水トンネル壁面１１から主に湧き出る岩盤地下水Ｗａの量は、地盤５中の地下水位Ｈｏに対して立坑５０内に貯留された岩盤地下水Ｗａの水位Ｈを下げるほど、地下水位Ｈｏと岩盤地下水Ｗａ全体に作用する立坑水位Ｈとの水頭差（Ｈｏ−Ｈ）の関係で多量となるので、必要量に応じて、立坑５０内の水位Ｈを調節して、立坑５０内に集まる岩盤地下水Ｗａの量を制御し、その湧き出る分量だけ取水することで、安定的に取水量を調整することができる。
【００１８】
この立坑５０内の水位Ｈの調節は、水位計６０で立坑５０内の水位Ｈを見ながら、揚水装置７０の揚水力（吸引力）を調整し、集水孔２０と集水トンネル壁面１１から主に湧き出る岩盤地下水Ｗａの量が必要量となる高さにする。尚、大まかに立坑５０内の水位Ｈを調整した後、流量計等で検知された実際の取水量に基づいて、立坑５０内の水位Ｈを微調整するようにすれば、より高精度に必要量の岩盤地下水Ｗａを得ることができる。
【００１９】
すると、立坑５０内からの取水量と岩盤地下水取水施設５００内への湧き水量とが、バランスした状態での取水となるので、むらのない、即ち、安定した取水ができる。
【００２０】
また、この岩盤地下水取水施設５００では、集水トンネル１０及び多数の集水孔２０で岩盤面の露出面積を増大させたので、岩盤地下水Ｗａの取水を大量に、より効率的に行なうことができる。尚、各集水孔２０の削孔作業は、その孔径が小さくてよいために容易である上、集水孔２０と集水トンネル壁面１１から主に得られる岩盤地下水Ｗａを、集水トンネル１０の拡径ないし延長により得られる岩盤地下水Ｗａとを同程度に増大させる場合に、岩盤７の掘削量が少なくて済むので、一層施工を容易とすることができ、施工コストの低減を図ることができる。
【００２１】
また、岩盤７中に形成された集水トンネル１０の壁面１１及び各集水孔２０に湧き出た岩盤地下水Ｗａは、重力で立坑５０側に集水トンネル１０の導水路１２ａ、１２ａを流れるので、岩盤地下水Ｗａの集水のための動力を省略することができ、運転コストが低減される。
【００２２】
さて、図１の水資源貯水施設１０００は、このような岩盤地下水取水施設５００を有しているため、以下のように渇水期の貯水量の確保を容易に行なうことができる。
【００２３】
即ち、まず、岩盤地下水Ｗａは、岩盤７中の地下水であるため、気象条件に影響を受けにくい水資源であり、渇水期においても取水可能である。
【００２４】
そこで、渇水期には、岩盤地下水取水施設５００の立坑５０内の水位Ｈを渇水時水位Ｈ１に下げて、岩盤地下水Ｗａの湧き出し量を増して取水し、この岩盤地下水Ｗａを送水路２００を通じて、図１に示す貯水池２に供給する。これにより、貯水池２の貯水量を増すことができる。また、上述したように、岩盤地下水取水施設５００は、岩盤地下水Ｗａの取水を大量に、より効率的に行なうことができると共に、安定供給できるので、渇水期の貯水量の確保を容易にすることができる。
【００２５】
また、渇水期以外では、岩盤地下水Ｗａの供給が全く不要であれば、図２の岩盤地下水取水施設５００の立坑５０内の水位Ｈを地下水位Ｈｏに合わせることで、岩盤地下水Ｗａの湧き出しを無くし、その供給を停止することができるため、渇水期の取水で地盤５中の地下水位Ｈｏが低下した場合も、早期に回復させることが可能である。また、岩盤地下水Ｗａの供給が若干必要であれば、その必要量に応じて、立坑５０内の水位Ｈを調節することで、所望の量の岩盤地下水Ｗａを継続的に安定供給することができる。この場合も立坑水位Ｈは、地下水位Ｈｏよりも若干低い程度であるため、渇水期の取水で低下した地下水位Ｈｏも概ね回復させることができる。
【００２６】
よって、水資源貯水施設１０００では、貯水池２の貯水量を気象条件に関係なく容易に確保できると共にその調整を容易にすることができる。
【００２７】
尚、上記実施形態では、岩盤地下水取水施設５００により取水された岩盤地下水Ｗａをダム１の貯水池２に供給する場合について記載したが、岩盤地下水取水施設５００により取水された岩盤地下水Ｗａは、ダム１に限らず、他の貯水池、貯水設備、給水設備に供給するようにしてもよい。
【００２８】
【発明の効果】
本発明の第一の発明の水資源貯水施設によれば、渇水期には、水位計で立坑内の水位を見ながら揚水装置を調整して立坑内の水位を下げ、気象条件に影響を受けにくい水資源である岩盤地下水の湧き出し量を増加させる。そして、この岩盤地下水を送水路を通じて貯水池に供給して、貯水池の貯水量を増すことができるので、渇水期の貯水量の確保を容易にすることができる。
また、渇水期以外では、岩盤地下水の供給が全く不要であれば、揚水装置を停止して岩盤地下水取水施設の立坑内の水位を地下水位に合わせることで、岩盤地下水の湧き出しを無くし、その供給を停止することができるため、渇水期の取水で地盤中の地下水位が低下した場合も、早期に回復させることが可能である。
また、岩盤地下水の供給が若干必要であれば、その必要量に応じて揚水装置を調整して、立坑内の水位を調節することで、所望の量の岩盤地下水を継続的に安定供給することができる。この場合も立坑水位は、地下水位よりも若干低い程度であるため、渇水期の取水で低下した地下水位も概ね回復させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の水資源貯水施設の一実施形態を示す簡略図である。
【図２】  図１の水資源貯水施設における岩盤地下水取水施設を示す断面図である。
【符号の説明】
２…貯水池
５０…立坑
５００…岩盤地下水取水施設
１０００…水資源貯水施設
Ｈ…立坑内の水位
Ｗａ…岩盤地下水
【図１】
0003648650.tif 000002
【図２】
0003648650.tif 000003