(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
河川または排水路等に接続して設けられた導水路と、前記導水路下流に接続され地中に立設された立抗と、前記立抗下端部に接続され地中に設けられた地下水路と、前記地下水路下流に設けられたポンプ機場とを備え、河川または排水路等から前記導水路に取り入れた流入水を、前記立抗を介して前記地下水路に流入させ、さらに地下水路内の流入水を前記ポンプ機場のポンプで他の河川又は海等へ排水する地下排水システムにおいて、
前記導水路および立抗を２つに分離するとともに、分離した導水路のうち一方には高さの低い低越流堰を、他方には高さの高い高越流堰をそれぞれを設置し、
前記地下水路には地下水路を流入水の流れに沿って縦方向に２分割する仕切板を設けるとともに、前記２分割した地下水路に前記分離した立坑のそれぞれを接続し、
前記ポンプ機場では前記２分割した地下水路のそれぞれにポンプを設置するとともに、そのポンプの底盤レベルを、前記低越流堰設置側の導水路に連通する方の地下水路では低く、前記高越流堰設置側の導水路に連通する方の地下水路では高く設定したことを特徴とする地下排水システム。
【請求項２】
請求項１に記載の地下排水システムおいて、
前記低越流堰設置側の導水路には流入水の流れを遮断可能なゲートを設けたことを特徴とする地下排水システム。
【請求項３】
請求項１に記載の地下排水システムおいて、
前記ポンプ機場での前記仕切板の高さを、底盤レベルの高い方のポンプの羽根車の高さ以上としたことを特徴とする地下排水システム。
【請求項４】
河川または排水路等からの流入水を地下水路に導く導水路および立抗が２つに分離され、分離された導水路のうち一方には高さの低い低越流堰が、他方には高さの高い高越流堰がそれぞれ設置され、さらに前記低越流堰設置側の導水路には流入水の流れを遮断可能なゲートが設けられ、
前記分離された立抗の下端部には、流入水の流れに沿って縦方向に設けられた仕切板により内部が２分割された地下水路がそれぞれ接続され、
前記２分割された地下水路の下流側にはそれぞれポンプが設置され、そのポンプの底盤レベルは、前記低越流堰設置側の導水路に連通する方の地下水路では低く、前記高越流堰設置側の導水路に連通する方の地下水路では高く設定された地下排水システムにおいて、
小洪水の場合は、河川または排水路等からの流入水を、前記低越流堰設置側の導水路、その導水路に連通する立坑および地下水路を介して、前記底盤レベルの低いポンプまで導き、当該ポンプで他の河川又は海等へ排水し、
大洪水の場合は、前記ゲートにより前記低越流堰側導水路の流入水の流れを遮断して、河川または排水路等からの流入水を、前記高越流堰設置側の導水路、その導水路に連通する立坑および地下水路を介して、前記底盤レベルの高いポンプまで導き、当該ポンプで他の河川又は海等へ排水し、
更に大洪水の場合は、河川または排水路等からの流入水を、前記低越流堰設置側の導水路、その導水路に連通する立坑および地下水路を介して、前記底盤レベルの低い方のポンプまで導くとともに、前記高越流堰設置側の導水路、その導水路に連通する立坑および地下水路を介して、前記底盤レベルの高い方のポンプまで導き、前記流入水を前記両ポンプで他の河川又は海等へ排水することを特徴とする地下排水システムの運転方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、小河川等から導水路および立坑を介して流入する雨水等の流入水を地下水路に導き、この流入水を地下ポンプ機場に導いて河川又は海等に排水する地下排水システムおよび該システムの運転方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
都市においては、周辺地域の開発に伴って舗装面積が拡大して、地面に自然浸透する雨水の割合が低下したために、大雨が降ると河川または排水路等から地下排水施設に流入する流入水の水量が短時間のうちに増加する場合がある。このような流入水量の増大に対応するため、地下排水施設の地下水路の口径を大きくしたり、排水ポンプの台数や容量を増加させた構成の地下排水システムが知られている。
【０００３】
しかし、上記のような構成の地下排水システムにおいては、地下水路内への流入水の急激な増加には対処できるが、排水ポンプの台数や容量を増加させたために、排水ポンプの制御が難しくなるという欠点がある。
【０００４】
そこで、河川または排水路等からの流入水を取り入れる導水路に可動の越流堰を設けたり、流入水をいったん貯留しておく貯留池を地下に設けたりして、地下水路へ流入する流入水の量を調節できるようにした地下排水システムが提案されている（例えば、特開平５−２２２７６０号公報および特開平４−３６３４２７号公報など）。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来技術のうちの可動の越流堰を設けたものでは、降雨量に応じて越流堰を作動させることが非常に難しいという問題点がある。すなわち、大雨が降って複数の河川あるいは排水路の水位が急激に上がった場合には、河川あるいは排水路から越流堰を越えて大量の流入水が地下水路へ流入してしまう。そして、地下水路へ流入した流入水は、地下水路の下流側に設置されたポンプで他の河川や海等へ排出される訳であるが、このポンプを始動するのにも時間がかかり、そのために地下水路内の流入水を効率的に排水することが不可能となっている。
【０００６】
また、流入水をいったん貯留しておく貯留池を地下に設けたものでは、貯留池の深さの分だけ地下水路の埋設位置が深くなり、このためにポンプの必要揚程が高くなって、動力費や設備費の上昇、設備の大形化を招くといった経済的な問題点がある。
【０００７】
本発明の目的は、排水ポンプの運転を適切に行うことにより地下水路内の流入水を効率的に排水でき、かつ経済的にも優れた地下排水システムおよび該システムの運転方法を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために本発明は、河川または排水路等に接続して設けられた導水路と、前記導水路下流に接続され地中に立設された立抗と、前記立抗下端部に接続され地中に設けられた地下水路と、前記地下水路下流に設けられたポンプ機場とを備え、河川または排水路等から前記導水路に取り入れた流入水を、前記立抗を介して前記地下水路に流入させ、さらに地下水路内の流入水を前記ポンプ機場のポンプで他の河川又は海等へ排水する地下排水システムにおいて、
前記導水路および立抗を２つに分離するとともに、分離した導水路のうち一方には高さの低い低越流堰を、他方には高さの高い高越流堰をそれぞれを設置し、前記地下水路には地下水路を流入水の流れに沿って縦方向に２分割する仕切板を設けるとともに、前記２分割した地下水路に前記分離した立坑のそれぞれを接続し、
前記ポンプ機場では前記２分割した地下水路のそれぞれにポンプを設置するとともに、そのポンプの底盤レベルを、前記低越流堰設置側の導水路に連通する方の地下水路では低く、前記高越流堰設置側の導水路に連通する方の地下水路では高く設定したことを特徴としている。
なお、前記低越流堰設置側の導水路には流入水の流れを遮断可能なゲートを設けることができる。
【００１１】
【作用】
上記構成の地下排水システムによれば、小洪水時には、河川または排水路等からの流入水は低越流堰だけを越流し、高越流堰を越流できない。そして、低越流堰を越流した流入水は、低越流堰設置側の導水路、その導水路に連通する立坑および地下水路を介して底盤レベルの低いポンプまで導かれ、当該ポンプで他の河川又は海等へ排水される。
【００１２】
また、大洪水時には、河川または排水路等からの流入水は低越流堰と高越流堰の両方を越流する。そして、低越流堰を越流した流入水は、低越流堰設置側の導水路、その導水路に連通する立坑および地下水路を介して底盤レベルの低い方のポンプまで導かれ、高越流堰を越流した流入水は、高越流堰設置側の導水路、その導水路に連通する立坑および地下水路を介して底盤レベルの高い方のポンプまで導かれる。その後、流入水は前記両ポンプによって他の河川又は海等へ排水される。
【００１３】
なお、低越流堰設置側の導水路には流入水の流れを遮断可能なゲートを設けておけば、小洪水と大洪水の中間的な洪水時に、ゲートによって低越流堰側導水路の流入水の流れを遮断することができる。このようにゲートによって遮断すると、河川または排水路等からの流入水は高越流堰だけを越流し、その越流した流入水は、堰高越流堰設置側の導水路、その導水路に連通する立坑および地下水路を介して前記底盤レベルの高いポンプまで導かれ、当該ポンプで他の河川又は海等へ排水される。
【００１４】
【実施例】
以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明する。
図１は本発明の地下排水システムの概念構成図を示している。この地下排水システムは、取水システム、地下水路およびポンプ機場より構成されている。まず、取水システムには、河川１に接続して設けられた導水路２と、導水路２の下流側に接続され地中に立設された立抗３Ａ，３Ｂとが設けられている。導水路２が河川１と接する箇所には上下に移動可能な可動堰４が設置されている。そして、可動堰４を上下動させることにより、河川１から導水路２へ流入する流入水量を調節することができる。
【００１５】
導水路２は途中から導水路２Ａ，２Ｂの２つに分離しており、導水路２Ａには高さの低い低越流堰５Ａが、導水路２Ｂには高さの高い高越流堰５Ｂが設置されている。低越流堰５Ａと高越流堰５Ｂは、上下に移動はできず固定式の堰である。また低越流堰５Ａの上方には上下に移動可能なゲート６が設けられ、このゲート６を下方に移動させて低越流堰５Ａ上に載置させたときは、導水路２Ａの流入水の流れを遮断できる。導水路２Ａ，２Ｂの下流側は、地中に立設された立抗３Ａ，３Ｂにそれぞれ接続されている。
【００１６】
地中には地下水路７が埋設されている。この地下水路７の内部は、図２に示すように、仕切板８によって流入水の流れに沿って縦方向に２つに分割されており、流路７Ａ，７Ｂを形成している。また、立抗３Ａの下端部は流路７Ａに、立抗３Ｂの下端部は流路７Ｂにそれぞれ接続されている。なお、地下水路７には所々にマンホールにつながる立抗９（図１参照）が設けられている。
【００１７】
また、図１に示すように、ポンプ機場には、排水ポンプ１０Ａ，１０Ｂが設置されている。排水ポンプ１０Ａは地下水路７の流路７Ａに、排水ポンプ１０Ｂは地下水路７の流路７Ｂにそれぞれ設置され、排水ポンプ１０Ｂの底盤レベルは排水ポンプ１０Ａの底盤レベルよりも高く設定されている。さらに、排水ポンプ１０Ａ，１０Ｂの吐出側は河川（または海）１１につながっている。
【００１８】
上記構成の地下排水システムにおいて、可動堰４が下に移動した状態であると、河川１からは流入水が導水路２に流れ込む。一般の降雨などの影響による小洪水の場合は河川１の水位が低く、図３に示すように、高越流堰５Ｂでは河川水位が堰の高さよりも低いため流入水は高越流堰５Ｂを越流できない。一方、低越流堰５Ａでは河川水位が堰の高さよりも高くなるので、ゲ−ト６が開いていれば流入水は低越流堰５Ａを越流できる。この越流した流入水は、導水路２Ａ、立抗３Ａを通って地下水路７内の流路７Ａに流れ込み、自然流下により地下水路７最下流のポンプ機場に到達する。
【００１９】
ポンプ機場では、図４に示すように、底盤レベルの低い排水ポンプ（高揚程ポンプ）１０Ａが設けられた方の流路に流入水が流れ込み、その流路の水位上昇に伴い、排水ポンプ１０Ａが起動して流入水を河川１１に排出する。この時、排水ポンプ（低揚程ポンプ）１０Ｂは起動していない。なお、８Ａはポンプ機場に立設された仕切板で、この仕切板８Ａは地下水路７内の仕切板８に連続して設けられている。
【００２０】
次に、台風通過等の影響による大洪水の場合は、河川１の水位が上昇して越流堰５Ａおよび５Ｂの高さより高くなるため、導水路２Ａ，２Ｂおよび立抗３Ａ，３Ｂを介して地下水路７へ大量の流入水が流入することになる。これでは、地下水路７下流のポンプ機場に設置されたポンプ１０Ａ，１０Ｂの始動遅れ等の影響から、ポンプの効率的な排水運転が行えない。
【００２１】
そこでまず第１段階として、図５に示すようにゲ−ト６を閉じる。このようにすると、導水路２Ａ側の流入水の流れが遮断され、高越流堰５Ｂを越流できる導水路２Ｂ側のみの流入水が流れるようになる。そして、導水路２Ｂ側の流入水は立抗３Ｂを介して地下水路７の流路７Ｂ内に流れ込み、自然流下により地下水路７最下流のポンプ機場に到達する。
【００２２】
ポンプ機場では、図６に示すように、底盤レベルの高い排水ポンプ（低揚程ポンプ）１０Ｂが設けられた方の流路に流入水が流れ込み、その流路の水位上昇に伴い、排水ポンプ１０Ｂが起動して流入水を河川１に排出する。このとき、ポンプの始動遅れ等の影響から、ポンプ井に流れ込む流入量が排水ポンプ１０Ｂの吐出量よりも上回る場合には、同図（ｂ）のようにポンプ井の水位が上昇してくる。そして、仕切板８Ａの高さを水位が越えると、同図（ｃ）のように流入水は排水ポンプ１０Ａ側の流路に流れ込むようになる。これにより、排水ポンプ１０Ｂの排水運動をある一定水位に対する排水運動に維持することができる。なお、排水ポンプ１０Ａ側の流路に流れ込んだ流入水は、ある一定水位に達し貯留効果も無くなると、必要に応じて排水ポンプ１０Ａで排水される。
【００２３】
図５のように高越流堰５Ｂを越流させるだけでは河川１の水位が変化せず、さらに上昇する危険性があるときは、図７に示すように、低越流堰５Ａの上方に設置されたゲ−ト６を開いて、導水路２Ａ，２Ｂの両方の流入水を流入させる。この流入水はそれぞれ立抗３Ａ，３Ｂを介して流路７Ａ，７Ｂへ流れ込み、さらに自然流下により地下水路７最下流のポンプ井に到達する。この場合は、地下水路７の流路７Ａ，７Ｂ内の流入水すべてがポンプ井に流れ込むため、各々のポンプ井の水位は仕切板８Ａの高さより高くなっていることになる。よって、排水ポンプ１０Ａと１０Ｂの両方をフルに稼働させて排水運転を行う。
【００２４】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、導水路、立坑、地下水路および排水ポンプを２系統にしたので、河川または排水路等の水量に応じて適切なポンプ運転が可能となり、効率的なポンプ排水を行うことができる。
また、動力費や設備費の上昇、または設備の大形化を招くことがないので、極めて経済的である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の地下排水システムを示す概念構成図である。
【図２】取水部の詳細図である。
【図３】小洪水の場合における取水部の動作を示した図である。
【図４】小洪水の場合におけるポンプ機場の動作を示した図である。
【図５】大洪水の場合における取水部の動作を示した図である。
【図６】大洪水の場合におけるポンプ機場の動作を示した図である。
【図７】更に大洪水の場合における取水部の動作を示した図である。
【図８】更に大洪水の場合におけるポンプ機場の動作を示した図である。
【符号の説明】
１  河川
２，２Ａ，２Ｂ  導水路
３Ａ，３Ｂ，９  立坑
４  可動堰
５Ａ  低越流堰
５Ｂ  高越流堰
６  ゲート
７  地下水路
８，８Ａ  仕切板
１０Ａ，１０Ｂ  排水ポンプ
【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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