(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
伏流水の存在する河川の河床に埋設され、かつ一方の河岸から他方の河岸に向けて延びる集水埋渠と、上記一方の河岸に設けられた取水槽と、上記集水埋渠の基端側と上記取水槽を接続する上記一方の河岸に埋設された取水路と、上記集水埋渠内に取水されて上記取水路を介して上記取水槽に流入した水を吸入し、供給側に吐出する揚水ポンプとを備え、上記集水埋渠の開口部は上記伏流水を取水するための複数の集水孔を設けたグレーチング板により閉鎖され、かつこのグレーチング板の上方に洗堀防止のための防護体が配設されている集水埋渠設備において、
上記集水埋渠に沿って上記河床に埋設され、かつ両端が閉鎖された洗浄水供給管と、
それぞれ上記洗浄水供給管から分岐して上記集水埋渠の内部まで延びる複数の分岐管と、
それぞれ上記分岐管の先端に設けられ、上記集水埋渠の底部に配置され、かつ上記集水埋渠の基端側を向いている複数の洗浄ノズルと、
上記洗浄水供給管と上記揚水ポンプを接続する管路と、
上記揚水ポンプを、上記供給側と上記管路のいずれか一方に切り換える切換手段と、
上記取水路と上記集水埋渠の接続部分に設けられた沈殿堆積物溜まりと、
この沈殿堆積物溜まりに収容され、かつその吐出管の先端の吐出口が上記河川の水面上に位置している除去ポンプを備え、
上記集水埋渠の底部は、その延在方向と直交する方向の断面形状が両側から中央に向けて傾斜し、
上記集水埋渠の洗浄時には、上記切換手段を上記管路側に切り換えて上記揚水ポンプから上記管路を介して上記洗浄水供給管に洗浄水を供給し、上記分岐管に設けた上記洗浄ノズルから上記一方の河岸側に向けて上記集水埋渠内で水流を噴射させ、上記洗浄ノズルが噴射した洗浄水により上記集水埋渠から運ばれた沈殿堆積物を上記沈殿堆積物溜まりに収集し、上記沈殿堆積物溜まりの沈殿堆積物を除去ポンプにより吸い上げて上記河川に廃棄するようにしていることを特徴とする集水埋渠設備。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、地中に埋設され、農業用水、上水道用水、工業用水等の各種用水を取水する、集水埋渠設備に関するものである。詳しくは、本発明は、集水埋渠の洗浄に関する。
【０００２】
【従来の技術】
集水埋渠設備は、伏流水又は自由水面を持つ地下水（自由地下水）の存在する地中、すなわち河床や旧河床に埋設され、複数の集水孔を介して上記伏流水又は自由地下水をその内部に取水する集水埋渠を備えている。また、集水埋渠設備は、集水埋渠内に取水された水を吸入し、農業用水、上水道用水、工業用水等として利用する水路や設備（供給側）に吐出する揚水ポンプとを備えている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
集水埋渠の底部には、土砂、ごみ等の沈殿物や堆積物（以下、「沈殿堆積物」という。）が溜まる。この沈殿堆積物の増加は、取水効率の低下や水質低下等の原因となる。従って、集水埋渠はある程度の期間毎に洗浄し、沈殿堆積物を除去することが望ましい。
【０００４】
しかし、従来、集水埋渠の洗浄の際には、集水埋渠の周囲の土砂を重機と人手で除去した後、すなわち集水埋渠を掘り出した後、集水埋渠内の沈殿堆積物を人手で除去していた。また、洗浄後には埋め戻しが必要であった。従って、従来の集水埋渠の洗浄作業は、大規模な作業にならざるを得ず、多大な時間、労力、及び費用を要していた。特に、集水埋渠が河床に埋設されている場合には、河川を堰き止める必要があり、洗浄作業は一層大規模なものとなっていた。
【０００５】
そこで、本発明は、集水埋渠内を簡単に洗浄して沈殿堆積物を除去可能とするすることを課題としている。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため、本発明は、伏流水の存在する河川の河床に埋設され、かつ一方の河岸から他方の河岸に向けて延びる集水埋渠と、上記一方の河岸に設けられた取水槽と、上記集水埋渠の基端側と上記取水槽を接続する上記一方の河岸に埋設された取水路と、上記集水埋渠内に取水されて上記取水路を介して上記取水槽に流入した水を吸入し、供給側に吐出する揚水ポンプとを備え、上記集水埋渠の開口部は上記伏流水を取水するための複数の集水孔を設けたグレーチング板により閉鎖され、かつこのグレーチング板の上方に洗堀防止のための防護体が配設されている集水埋渠設備において、上記集水埋渠に沿って上記河床に埋設され、かつ両端が閉鎖された洗浄水供給管と、それぞれ上記洗浄水供給管から分岐して上記集水埋渠の内部まで延びる複数の分岐管と、それぞれ上記分岐管の先端に設けられ、上記集水埋渠の底部に配置され、かつ上記集水埋渠の基端側を向いている複数の洗浄ノズルと、上記洗浄水供給管と上記揚水ポンプを接続する管路と、上記揚水ポンプを、上記供給側と上記管路のいずれか一方に切り換える切換手段と、上記取水路と上記集水埋渠の接続部分に設けられた沈殿堆積物溜まりと、この沈殿堆積物溜まりに収容され、かつその吐出管の先端の吐出口が上記河川の水面上に位置している除去ポンプを備え、上記集水埋渠の底部は、その延在方向と直交する方向の断面形状が両側から中央に向けて傾斜し、上記集水埋渠の洗浄時には、上記切換手段を上記管路側に切り換えて上記揚水ポンプから上記管路を介して上記洗浄水供給管に洗浄水を供給し、上記分岐管に設けた上記洗浄ノズルから上記一方の河岸側に向けて上記集水埋渠内で水流を噴射させ、上記洗浄ノズルが噴射した洗浄水により上記集水埋渠から運ばれた沈殿堆積物を上記沈殿堆積物溜まりに収集し、上記沈殿堆積物溜まりの沈殿堆積物を除去ポンプにより吸い上げて上記河川に廃棄するようにしていることを特徴とする集水埋渠設備を提供する。
【０００７】
本発明では、洗浄水供給管及び分岐管を介して供給された洗浄水が洗浄ノズルによって集水埋渠内で噴射される。そして、洗浄ノズルが噴射した洗浄水により運ばれた沈殿堆積物は、沈殿堆積物溜まりで除去ポンプにより排出される。従って、本発明では、地中に埋設された集水埋渠を、その周囲から土砂等を除去することなく洗浄することができる。
【０００９】
上記揚水ポンプを、上記供給側と上記洗浄水供給管のいずれか一方に切り換える切換手段を備え、上記集水埋渠の洗浄時には、上記切換手段を上記洗浄水供給管側に切り換えて、揚水ポンプから上記洗浄水供給管に洗浄水を供給する。よって、集水埋渠内の水を洗浄水として使用するため、洗浄水の供給源を別途設ける必要がない。従って、集水埋渠の構造が複雑化せず、設備の製造及び管理に要する費用が低減される。
【００１１】
上記集水埋渠の底部は、その延在方向と直交する方向の断面形状が両側から中央に向けて傾斜し、かつ上記洗浄ノズルは上記集水埋渠の底部の中央付近に配置されている。集水埋渠の底部をこのような断面形状とすることにより、集水埋渠内の沈殿堆積物が、上記集水埋渠の底部中央付近に集る。従って、沈殿堆積物は、底部の中央付近に配置された洗浄ノズルから噴射される洗浄水により、確実に沈殿堆積物溜まりに集められる。
【００１２】
【発明の実施の形態】
次に、図面に示す実施形態に基づいて、本発明を詳細に説明する。図１から図５は、本発明の実施形態に係る集水埋渠設備１を示している。
図１及び図２に示すように、集水埋渠設備１は、一方の河岸２ａから他方の河岸（図示せず）に向けて延びるように河床２ｂに埋設された集水埋渠３を備えている。この集水埋渠３は、ほぼ直線状に延びる鉄筋コンクリート製の構造物であり、上方が開口部３ａである溝３ｂを備えている。
【００１３】
図３に示すように、集水埋渠３の開口部３ａは、グレーチング板４により閉鎖されている。このグレーチング板４は多数の集水孔４ａが設けられた金属又は樹脂製の板であり、これらの集水孔４ａを介して河床に存在する伏流水が集水埋渠３の内部に取水される。また、グレーチング板４の上方には洗掘を防止するための防護体（ふとんかご）６が配設されている。この防護体６は、針金を編成してなる袋６ａと、この袋６ａに充填された多数の石６ｂとを備えている。
【００１４】
図４に示すように、上記集水埋渠３の溝３ｂの先端側は端部壁３ｃにより閉鎖されている。一方、集水埋渠３の基端側は、河岸２ａに埋設された水平方向に延びる取水路７を介して、取水槽８に接続されている。取水路７は鉄筋コンクリート製である両端開口の管状構造物である。また、取水路７と集水埋渠３の接続部分には後述する沈殿堆積物槽（沈殿堆積物溜まり）９が設けられている。一方、取水槽８は、河岸２ａに埋設された鉄筋コンクリート製の水槽であり、地表に位置している上部開口は蓋体８ａにより閉鎖されている。地上に設置された揚水ポンプ１１の吸入管１１ａがこの蓋体８ａを貫通して取水槽８内に延びている。吸入口を備える吸入管１１ａの先端は、取水槽８の底部近傍に位置している。一方、吸入管１１ａの基端は揚水ポンプ１１の本体に接続されている。揚水ポンプ１１の本体には主吐出弁１２を介して主吐出管１１ｂの一端が接続されている。この主吐出管１１ｂの他端側は、集水埋渠設備１により取水した水を農業用水、上水道用水、工業用水等として利用する水路や設備（供給側）に接続されている。なお、取水槽８及び揚水ポンプ１１は地上建造物１４内に収容されている。
【００１５】
上記防護体６の石６ｂの隙間及びグレーチング板４の集水孔４ａを介して集水埋渠３の溝３ｂ内に水が取水される。溝３ｂ内の水は沈殿堆積物槽９及び取水路７を介して取水槽８に流入し、取水槽８内に蓄積される。揚水ポンプ１１は取水槽８内の水を吸入管１１ａから吸入し、開弁状態にある主吐出弁１２及び主吐出管１１ｂを介して供給側に吐出する。
【００１６】
次に、この集水埋渠設備１が備える集水埋渠３の洗浄装置について説明する。まず、集水埋渠３の下側に、金属又は樹脂製の直管である洗浄水供給管１６が埋設されている。図１及び図３に示すように、洗浄水供給管１６は集水埋渠３の溝３ｂの底部３ｄの幅方向中央に配置され、かつ集水埋渠３に対して平行に延びている。図１及び図４に示すように、洗浄水供給管１６の基端は河岸２ａ付近に位置しており、先端は集水埋渠３の端部壁３ｃ付近に位置している。また、洗浄水供給管１６の先端及び基端は突合わせ溶接式のキャップ１７ａ，１７ｂにより閉鎖されている。さらに、図３に示すように、洗浄水供給管１６は、集水埋渠３の下側に設けられたコンクリート製の保護構造体１８内に収容されている。
【００１７】
洗浄水供給管１６から複数の分岐管１９が分岐している。本実施形態では、これらの分岐管１９は集水埋渠３の長手方向に一定間隔をあけて設けられている。各分岐管１９は、基端が洗浄水供給管１６に接続され、保護構造体１８を貫通して集水埋渠３の内部に延びており、先端が溝３ｂの底部３ｄより僅かに突出している。この分岐管１９の先端には洗浄ノズル２１が取り付けられている。図４及び図５に示すように、この洗浄ノズル２１向きは、集水埋渠３の先端から基端に向けて水流を噴射するように設定されている。
【００１８】
洗浄水供給管１６の長手方向中央よりも基端側には、揚水ポンプ１１と洗浄水供給管１６を接続するための金属又は樹脂製の管路（洗浄水供給管）２２が継手２３により接続されている。図１及び図２を参照してこの管路２２の配管構造を説明すると、管路２２は上記洗浄水供給管１６に接続された一端から平面視で洗浄水供給管１６に対して斜めに延びる。また、河岸２ａの傾斜に沿って平面視で洗浄水供給管１６に対し平行に延び、揚水ポンプ１１の補助吐出管１１ｃに接続されている。補助吐出管１１ｃは補助吐出弁２４を介して揚水ポンプ１１の本体に接続されている。ただし、管路２２の配管構造は特に限定されず、洗浄水供給管１６と揚水ポンプ１１が補助吐出弁２４を介して接続されていればよい。
【００１９】
上記集水埋渠３と取水路７の接続部分に設けられた沈殿堆積物槽９は、上部に開口９ａを備え、河岸２ａの傾斜面に埋設されている。地表に位置している開口９ａは蓋体９ｂによって閉鎖されている。また、沈殿堆積物槽９は、上記集水埋渠３の溝３ｂに接続された第１の連通口９ｃと、上記取水路７に接続された第２の連通口９ｄとを備えている。さらに、沈殿堆積物槽９には除去ポンプ２６が収容されている。除去ポンプ２６の吐出管２６ａは、上記蓋体９ｂを貫通して沈殿堆積物槽９の外部まで延び、吐出管２６ａの先端の吐出口は河川の水面３０上に位置している。
【００２０】
次に、集水埋渠３の洗浄作業について説明する。なお、洗浄開始時には集水埋渠３の溝３ｂ、沈殿堆積物槽９、取水路７、及び取水槽８には、取水された水がある程度の水位まで存在している。
【００２１】
まず、揚水ポンプ１１を運転したままで、主吐出弁１２を閉弁して供給側への用水の吐出を停止する一方、補助吐出弁２４を開弁する。また、除去ポンプ２６の運転を開始する。主吐出弁１２及び補助吐出弁２４の開閉を上記のように設定すると、吸入管１１ａから吸入された取水槽８内の水は、補助吐出弁２４、補助吐出管１１ｃ、管路２２、洗浄水供給管１６、及び個々の分岐管１９を介して個々の洗浄ノズル２１に供給される。そして、図において矢印Ｆで示すように、個々の洗浄ノズル２１から集水埋渠３の河岸２ａ側に向けて、すなわち沈殿堆積物槽９に向けて、水流が噴射される。この洗浄ノズル２１から噴射される水流により、集水埋渠３の溝３ｂの底部３ｄから沈殿堆積物が吹き上げられ、沈殿堆積物を含む濁った水が集水埋渠３の溝３ｂを沈殿堆積物槽９に向けて流れる。従って、沈殿堆積物は洗浄ノズル２１から噴射された水により沈殿堆積物槽９に運ばれる。
【００２２】
図３に示すように、集水埋渠３の溝３ｂの底部３ｄは、集水埋渠３の延在方向と直交する方向の断面形状において、両側部３ｅ，３ｆが平坦な中央部３ｇに向かって傾斜しており、沈殿堆積物は主として底部３ｄの中央部３ｇに存在している。従って、この中央部３ｇの幅方向のほぼ中央に配設された洗浄ノズル２１から噴射される水流により沈殿堆積物が確実に吹き上げられる。
【００２３】
上記沈殿堆積物槽９に収集された沈殿堆積物は洗浄ノズル２１から噴射された水と共に除去ポンプ２６により吸い上げられ、その吐出管２６ａを介して河川に廃棄される。洗浄終了時には、補助吐出弁２４を閉弁し、主吐出弁１２を開弁すると共に、除去ポンプ２６を停止する。
【００２４】
このように洗浄ノズル２１が噴射した洗浄水により運ばれた沈殿堆積物は、沈殿堆積物槽９から除去ポンプ２６により排出される。従って、本実施形態の集水埋渠設備１では、地中に埋設された集水埋渠３を、その周囲から土砂等を除去して掘り出すことなく洗浄することができる。
【００２５】
また、集水埋渠３の洗浄時には、主吐出弁１２及び補助吐出弁２４（切換手段）の開閉の設定により、取水槽８内の水を洗浄水として揚水ポンプ１１から洗浄水供給管１６に供給するため、洗浄水の供給源を別途設ける必要がない。従って、集水埋渠設備１の構造が複雑化せず、設備の製造及び管理に要する費用が低減される。
【００２７】
本発明は、上記実施形態に限定されず、種々の変形が可能である。
例えば、図６に示すように、集水埋渠３の側方に洗浄水供給管１６を配置してもよい。さらに、図７に示すように、複数本（図７では２本）の洗浄水供給管１６を設け、個々の洗浄水供給管１６から分岐する分岐管１９に洗浄ノズル２１を設けてもよい。さらにまた、図８で示すように、集水埋渠３の側壁に洗浄ノズル２１を配置してもよい。
【００２８】
上記実施形態では、すべての洗浄ノズル２１は集水埋渠３の基端（沈殿堆積物槽９側）を向いているが、これらのうち１個又は複数個の洗浄ノズル２１の向きを図９に示すように上向に設定してもよい。この上向の洗浄ノズル２１から噴射される水流により、グレーチング板４の集水孔４ａを閉塞している砂等の異物や、防護体６の石６ｂの間に存在する異物が河川の水流中に吹き上げられる。従って、この向きの洗浄ノズル２１を設けることにより、集水埋渠３の洗浄と同時に、グレーチング板４及び防護体６の洗浄を併せて行うことができる。
【００３０】
【発明の効果】
以上の説明から明らかなように、本発明の集水埋渠では、洗浄水供給管及び分岐管を介して供給された洗浄水が洗浄ノズルによって集水埋渠内で噴射される。そして、洗浄ノズルが噴射した洗浄水により運ばれた沈殿堆積物は、沈殿堆積物溜まりで除去ポンプにより排出される。従って、本発明の集水埋渠では、地中に埋設された集水埋渠を、その周囲から土砂等を除去することなく洗浄することができる。よって、集水埋渠の洗浄作業に要する時間が大幅に短縮され、設備の管理に要する労力及び費用が大幅に低減される。また、複数の洗浄ノズルから洗浄水が噴射されるため、比較的少量の洗浄水であっても集水埋渠内を洗浄することができる。さらに、集水埋渠の長さが長い場合でも、それに応じて洗浄ノズルの数を増やすことにより、確実に集水埋渠内を洗浄することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態に係る集水埋渠を示す平面図である。
【図２】本発明の実施形態に係る集水埋渠を示す縦断面図である。
【図３】図１のIII-III線での断面図である。
【図４】図２の部分IVの部分拡大図である。
【図５】図２の部分Vの部分拡大図である。
【図６】本発明の第１の変形例を示す断面図である。
【図７】本発明の第２の変形例を示す断面図である。
【図８】本発明の第３の変形例を示す断面図である。
【図９】本発明の第４の変形例を示す断面図である。
【符号の説明】
１  集水埋渠設備
２ａ  河岸
２ｂ  河床
３  集水埋渠
３ａ  開口部
３ｂ  溝
３ｃ  端部壁
３ｄ  底部
３ｅ，３ｆ  側部
３ｇ  中央部
４  グレーチング板
４ａ  集水孔
６  防護体
６ａ  袋
６ｂ  石
７  取水路
８  取水槽
８ａ  蓋体
９  沈殿堆積物槽
９ａ  開口
９ｂ  蓋体
９ｃ，９ｄ  連通口
１１  揚水ポンプ
１１ａ  吸入管
１１ｂ  主吐出管
１１ｃ  補助吐出管
１２  主吐出弁
１４  地上建造物
１６  洗浄水供給管
１７ａ，１７ｂ  キャップ
１８  保護構造体
１９  分岐管
２１  洗浄ノズル
２２  管路
２３  継手
２４  補助吐出弁
２６  除去ポンプ
２６ａ  吐出管
３０  水面
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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