(57)【要約】      （修正有）【課題】地下水位が上昇したとしても浮き上がりを強固に防止できる雨水貯留構造を提供する。【解決手段】樹脂製パイプ状縦部材と、このパイプ状縦部材と組み立て可能な横部材とを接合することにより内部に空間を形成して雨水を貯留可能にする三次元構造体Ａを地面凹部に配置し、三次元構造体Ａが柔軟性を有する透水性材７に覆われていると共に、この透水性材７の周辺端部が少なくとも三次元構造体Ａの周辺の地面凹部を覆っていて、透水性材７の上面に、三次元構造体Ａの周辺の地面凹部を埋める砕石８を載置して三次元構造体Ａを透水性材７によって押圧・被覆する。【選択図】図１
2006336406.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
樹脂製パイプ状縦部材と、このパイプ状縦部材と組み立て可能な横部材とを接合することにより内部に空間を形成して雨水を貯留可能にする三次元構造体が地面凹部に配置されている雨水貯留構造物において、
前記三次元構造体が柔軟性を有する透水性材に覆われていると共に、この透水性材の周辺端部が少なくとも前記三次元構造体の周辺の前記地面凹部を覆っていて、前記透水性材の上面に、前記三次元構造体の周辺の地面凹部を埋める充填物が載置されることにより、前記三次元構造体が前記透水性材によって押圧・被覆されることを特徴とする雨水貯留構造物。
【請求項２】
柔軟性を有する前記透水性材が、不織布製あるいは樹脂製のネット材またはマット材、樹脂コーティングされたネット材から選ばれた１種からなり、前記充填物が前記三次元構造体の周辺の地面凹部を埋める石材である請求項１記載の雨水貯留構造物。
【請求項３】
前記三次元構造体の内部に貯留された前記雨水を対流させる対流生成機構が設けられると共に、堆積した固形物を回収可能な固形物回収装置が設けられており、更に、前記三次元構造体の内部に貯留された前記雨水を爆気させる複数の曝気装置が着脱自在に取り付け可能になっている請求項１又は２記載の雨水貯留構造物。
【請求項４】
前記パイプ状縦部材に前記横部材との接合を、接続治具を介して三次元構造体に組み立てるようになっていて、前記接続治具は、前記パイプ状縦部材に嵌合して装着されると共に前記横部材とは係止して連結されるようになっており、前記パイプ状縦部材と横部材と接続治具とによって形成された前記三次元構造体が、少なくとも１０８ｋＮ／ｍ2以上の圧縮強度を有する請求項１〜３のいずれか１項記載の雨水貯留構造物。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は雨水貯留構造物に関し、詳しくは、樹脂製パイプ状縦部材と、これらパイプ状縦部材と組み立て可能な横部材とを接合することにより、内部に空間を形成して雨水を貯留可能にする三次元構造体が地面凹部に形成されていると共に、前記三次元構造体の表面に被覆層を有する雨水貯留構造物に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、特に都市部で異常降雨や出水、あるいはその逆の異常乾燥といった問題が頻繁に生じており、その原因としてヒートアイランド現象が取り上げられている。かかる現象を緩和するため、雨水を利用する施設の構築が提案されており、雨水貯留構造物あるいは雨水貯留用充填材などの開発が進んでいる。
【０００３】
このような雨水貯留構造物として、例えば、地面にピットを堀り、その外表面に遮水シートを敷設して、その上面に複数の容器状部材を縦横および上下に積み上げ、更に最上部に覆土などを施して被覆し、雨水を貯留する構造物の発明がなされている（特許文献１）。
【０００４】
このような雨水貯留構造物を構築して、内部にかなりの量の水を貯水する場合、雨水貯留用充填材として軽量な樹脂部材を使用すると、搬送が容易で、組み立て作業が楽である利点に対して、地下水位の高い所での施工や、降雨時の施工などの場合は、浮力が大きいことに起因して、かえって作業がし難くなる。更に、雨水が貯留されている状態でのメンテナンス時には、作業が著しく行い難いという問題や、貯留されている雨水に加えて、長雨などによって地下水位が上昇するような場合には、地下貯水構造物が浮き上がるという問題がある。
【０００５】
そのような問題に対して、雨水を貯留する地下貯水構造物の上部に砕石を積み上げて浮力対策とすると共に、砕石積み上げ箇所も貯留空間とする方式が提案された。しかし、この方式は、地下構造物の埋没深度を深くする必要があると共に、多大な加重が構造物にかかり、構造物自体の耐久性を損なうという問題が生じて好ましくない。
【０００６】
また、地中に埋設した雨水槽の底板上に貯水用骨格体を設置し、この骨格体の上面を覆う透水性シートと、骨格体の四周側面を覆う被覆シートと、被覆シートを底板に固定する固定手段とを設けて浮力防止する提案がなされた（特許文献２）。
【０００７】
【特許文献１】特開昭６３−２６８８２３号公報
【特許文献２】特開２００４−２１１３１６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、この従来技術も底板に被覆シートを固定した箇所の強度が充分でないのみならず、水密性が確保できないという問題があり、実用的ではなく、採用できるものではない。
【０００９】
そこで、本発明の目的は、上記従来技術の有する問題点に鑑みて、主として樹脂成形体からなる雨水貯留構造用組立物を地面に埋設して雨水貯留構造物を構成した場合、たとえ地下水位が上昇したとしても、浮き上がりを強固に防止できる雨水貯留構造物を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記課題は、各請求項記載の発明により達成される。すなわち、本発明に係る雨水貯留構造物の特徴構成は、樹脂製パイプ状縦部材と、このパイプ状縦部材と組み立て可能な横部材とを接合することにより内部に空間を形成して雨水を貯留可能にする三次元構造体が地面凹部に配置されていて、前記三次元構造体が柔軟性を有する透水性材に覆われていると共に、この透水性材の周辺端部が少なくとも前記三次元構造体の周辺の前記地面凹部を覆っていて、前記透水性材の上面に、前記三次元構造体の周辺の地面凹部を埋める充填物が載置されることにより、前記三次元構造体が前記透水性材によって押圧・被覆されることにある。
【００１１】
この構成によれば、三次元構造体によって大きな貯水空間が形成されると共に、透水性材が三次元構造体の側面および上面に沿って強固に張りつけられ、三次元構造体を強く押さえつけるようになり、雨水貯留構造物内部に貯留されている雨水に加えて、長雨などによって地下水位が上昇するような場合であっても、三次元構造体が浮き上がるという事態を確実に防止できる。
【００１２】
その結果、主として樹脂成形体からなる雨水貯留構造用組立物を地面に埋設して雨水貯留構造物を構成した場合、たとえ地下水位が上昇したとしても、浮き上がりを強固に防止できる雨水貯留構造物を提供することができた。
【００１３】
柔軟性を有する前記透水性材が、不織布製あるいは樹脂製のネット材またはマット材、樹脂コーティングされたネット材から選ばれた１種からなり、前記充填物が前記三次元構造体の周辺の地面凹部を埋める石材であることが好ましい。
【００１４】
この構成によれば、不織布製あるいは樹脂製のネット材、または不織布製あるいは樹脂製のマット材が透水性、柔軟性に優れると共に、充填物によって載置され押圧されても充分な強度を有しているため耐久性があり、しかも比較的安価であるため、製造コストの高騰を避けることができる。同様に、樹脂コーティングされたネット材を使用することもできる。また、充填物としての石材は重量があるため、三次元構造体が不織布製あるいは樹脂製のネット材またはマット材、または樹脂コーティングされたネット材を介して強固に押さえつけられるので、貯留されている雨水の水位が高くなったとしても、浮力に対して大きな抵抗力を発揮し得る。のみならず、石材の配置される箇所に空隙が形成されて、この箇所にも貯水することができる。
【００１５】
前記三次元構造体の内部に貯留された前記雨水を対流させる対流生成機構が設けられると共に、堆積した固形物を回収可能な固形物回収装置が設けられており、更に、前記三次元構造体の内部に貯留された前記雨水を爆気させる複数の曝気装置が着脱自在に取り付け可能になっていることが好ましい。
【００１６】
この構成によれば、対流生成機構による対流を定期あるいは不定期に起こさせることにより、三次元構造体内を清浄にして、その貯水機能を常時高く維持でき、しかも曝気装置によって雨水の清浄化を図り、水質の悪化を防止でき、貯留している雨水の利用価値を高めることができる。
【００１７】
前記パイプ状縦部材に前記横部材との接合を、接続治具を介して三次元構造体に組み立てるようになっていて、前記接続治具は、前記パイプ状縦部材に嵌合して装着されると共に前記横部材とは係止して連結されるようになっており、前記パイプ状縦部材と横部材と接続治具とによって形成された前記三次元構造体が、少なくとも１０８ｋＮ／ｍ2以上の圧縮強度を有することが好ましい。
【００１８】
この構成によれば、最上部に覆土２ｍ程度を施工したとしても、土圧の３倍以上となる十分な強度を有することとなり、耐久性の高い雨水貯留構造物とすることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
本発明の実施形態を、図面を参照して詳細に説明する。図１は、本実施形態に係る雨水貯留構造物の概略正面断面構造を示し、図２，３は接続治具１と横部材２とパイプ状縦部材３とを組み合わせて形成し、内部に雨水貯留可能な三次元構造体であるジャングルジム状の雨水貯留構造用組立物Ａの部分正面断面構造、及び部分平面構造を示す。
【００２０】
雨水貯留構造物を形成するに当たり、まず地面に１〜５ｍ程度の地面凹部（以下、ピットということがある）を、傾斜した法面９ａを有する余掘部９が形成されるように掘削・形成すると共に、ピットの底面に砕石、砂などを敷設・施工し平準化して基礎を形成すると共に、余掘部９の法面９ａ、周辺９ｂも適度に平準化する。そして、その表面に遮水材である遮水シート４を敷設した後、樹脂製の各パイプ状縦部材３と接続治具１とから、図２，３に示すように、ピットの内容積に応じジャングルジム状の雨水貯留構造用組立物Ａを配置する。ピットの内容積が大きい場合には、ピット内で雨水貯留構造用組立物Ａを組み立ててもよいし、雨水貯留構造用組立物Ａをピット外で組み立てた後、ピット内に配置するようにしてもよい。このようにして組み立てた雨水貯留構造用組立物Ａは、樹脂製あるいは金属製などのベルトで締結・固定されることが好ましい。更に、雨水貯留構造用組立物Ａの側面外周部には、角形のパネルをパイプ間に嵌め込んで側面外周部での平坦性を確保すると共に、強度を高めるようにしてもよい。また、ピット周囲に側溝を形成して、雨水貯留構造物の内部に土砂などが流入するのを防止するため、流入する土砂などを予め溜めおくようにしてもよい。
【００２１】
遮水シート４上に雨水貯留構造用組立物Ａを配置した後、これを覆うようにして、柔軟性を有する透水性材である不織布製あるいは樹脂製のネット材、または不織布製あるいは樹脂製のマット材、または樹脂コーティングされたネット材（以下、単にマット材等ということがある）７を雨水貯留構造用組立物Ａの側面および上面にわたり被覆する。このマット材等７の周辺端部は、ピット周辺の幾分地面より低く掘削された余掘部周辺９ｂに配置されていて、その結果、マット材等７は、余掘部周辺９ｂと余掘部法面９ａ、及び雨水貯留構造用組立物Ａの側面と上面を覆うように配置される。もっとも、マット材等７の周辺端部は、余掘部周辺９ｂにまで配置されていることが好ましいが、必ずしも余掘部周辺９ｂにまで達していなくてもよく、少なくとも余掘部法面９ａに達していればよい。
【００２２】
その後、マット材等７の周辺部上面および全面が、ピットを埋める塊状の砕石や土石など石材からなる充填物８により、その自重によって押圧・被覆されると、マット材等７が雨水貯留構造用組立物Ａの側面および上面に沿って強固に張りつけられ、雨水貯留構造用組立物Ａを強く押さえつけるようになる。その結果、雨水貯留構造物内部に貯留されている雨水に加えて、長雨などによって地下水位が上昇するような場合であっても、雨水貯留構造用組立物Ａが浮き上がるという事態を確実に防止できる。この充填物８どうしに空隙が形成されており、この箇所にも雨水を貯留することが可能になるのみならず、雨水貯留構造用組立物Ａを覆うマット材等７と併せて、土砂や塵芥その他の異物が雨水貯留構造用組立物Ａ内に流入するのを防止する機能を有する。充填物８としては、塊状の砕石や土石など石材からなることが好ましいが、破砕されたコンクリートなどでもよく、主として石材からなっていればよい。
【００２３】
更に、ピットの一方の周辺に雨水を流入させるパイプ状をした流入口１０を設けると共に、他方にオーバーフローした雨水を排出可能なパイプ状をした流出口１１を設けておく。このようにすることにより、雨水を周囲からも確実に雨水貯留構造用組立物Ａ内に誘導して流入させ貯留させることができ、オーバーフローするようになれば、下水口などに向けて流出口より雨水を排出させ、雨水貯留構造用組立物Ａ内の貯水量を常時調整することができる。この場合、流入口１０および流出口１１を、雨水貯留構造用組立物Ａに直接接続する必要はなく、従って、この部分の構造を簡素にできる。これは余掘部９に充填された砕石８どうしの間隙箇所が、雨水貯留の機能をも果たすからである。
【００２４】
雨水貯留構造物上のマット材等７および砕石８の上から、０．５〜１ｍ程度の覆土６で被覆し、地面との高さ調整を行うと共に、目的に応じた表面に仕上げる。その場合、この雨水貯留構造物に適当位置に、点検孔を１又は複数箇所設けるようにしてもよい。そのような点検孔を設けることにより、例えば、雨水貯留構造用組立物Ａの内部に貯留された雨水を対流させる対流生成機構を点検孔から取り外し自在に挿入できるようにし、所定時間の対流を定期あるいは不定期に起こさせることにより、雨水貯留構造用組立物Ａ内を清浄にして、その貯水機能を常時高く維持できる。
【００２５】
対流生成機構としては、例えば、長尺の軸先端にスクリュー装置を設けて、別に取り付けた電動機などを動力源としてスクリュー装置を駆動する構成などとすることができる。そして、雨水貯留構造用組立物Ａの内部にこのスクリュー装置を挿入して駆動させ、貯留されている雨水を撹拌・対流させることにより、雨水貯留構造用組立物Ａに付着している土砂などの固形物を底部に落下させると共に、これらの土砂および底部に堆積している土砂などを他方側に向けて押しやる。雨水貯留構造用組立物Ａの配置されている他方側に、ピットの底部より低い凹所を形成しておき、スクリュー装置による貯留雨水の対流により、この凹所に土砂などを沈積させることができる。この場合、ピット底部を凹所に向けて傾斜状になるように構成してもよく、所定時間の間、スクリュー装置により対流を発生させた後は取り外してもよい。
【００２６】
凹所に沈積された土砂などの堆積物は、随時、点検孔を介して、長尺のホース等を有して凹所に挿入可能な、市販の各種バキューム装置などからなる減圧吸引装置を用いることにより、ピット外に排出させることができる。
【００２７】
更に、点検孔を介して雨水貯留構造用組立物Ａの内部に曝気装置を挿入可能に構成してもよい。そのようにすると、内部に貯留されている雨水に新鮮空気を取り入れて適宜曝気させ、酸化させることにより、雨水の清浄化を図り、水質の悪化を防止できる。この曝気装置も着脱自在とすることが好ましく、使用に際して適宜、ピット内に挿入し作動させることができ、曝気処理が終了すれば、取り外すことができるようにする。
【００２８】
上記対流生成機構、減圧吸引装置、曝気装置に用いる動力源としては、商用電源の他、可搬式の発電装置や、各種一次電池、二次電池などの電池を使用することができ、更には雨水貯留構造物の地上部に太陽電池発電装置や風力発電装置などを設けて、これから得られた電力を使用するようにしてもよい。特に、スクリュー装置と風力発電用プロペラとを直結し、スクリュー装置を回転させるようにしてもよい。
【００２９】
次に、雨水貯留構造用組立物Ａ、及びこれを構成する部材について説明する。図２，３に示す接続治具１は樹脂製であり、縦部材３に外嵌可能な筒状部１ａと、外周面の４箇所から突出して横部材２の端部と係合して両者を接続する突出部１ｂを有していて、突出部１ｂには、横部材２の端部突起２ａを受け入れて係合する貫通孔１ｃが４箇形成されている。更に、筒状部１ａ内部にも、やや小径の貫通孔１ｄが形成されて重量軽減が図られていると共に、雨水を下方に移動させて貯留させるようになっている。
【００３０】
横部材２は樹脂製であり、図２に示すように、接続治具１の貫通孔１ｃに挿入されて係合する端部突起２ａを両端部に下向きに形成していると共に、長手方向の途中２箇所に所定間隔を空けて補強用のリブ２ｂが設けられている。もっとも、補強用のリブ２ｂの数、位置、形状などは種々に変更可能である。
【００３１】
パイプ状縦部材３は樹脂製からなり、所定長さを有する円筒形をしており、接続治具１の筒状部１ａに内嵌可能になっている。
【００３２】
そして、立設された各パイプ状縦部材３の上端に接続治具１を嵌合して装着しておき、２本のパイプ状縦部材３に装着された各接続治具１どうしの内、互いに隣接する２個の接続治具１の貫通孔１ｃの夫々に、横部材２の端部突起２ａを挿入させて係合することにより、パイプ状縦部材３と横部材２とを接続し、これを繰り返えして、図２，３にその一部を示すように、ジャングルジム状に三次元構造体を構成する雨水貯留構造用組立物Ａを形成する。
【００３３】
三次元構造体である雨水貯留構造用組立物Ａは、少なくとも１０８ｋＮ／ｍ2以上の圧縮強度を有することが好ましい。このようにすれば、最上部に覆土２ｍ程度（負荷：約３６ｋＮ／ｍ2 ）を施工したとしても、土圧の３倍以上となる十分な強度を有する。具体的には、長さ約４０ｃｍのパイプ状部材を使用する場合、４本／ユニットで少なくとも２７ｋＮ／本の圧縮強度を有するものを使用し、長さ約４０ｃｍのパイプ状部材を用いる場合には、６．２５本／ｍ2 で少なくとも圧縮強度約１７．２８ｋＮ／本を有するパイプ状部材を用いる。
【００３４】
このようにすることにより、一旦雨水を貯留して、庭園などへの散水、洗浄水、非常用水など各種用途に利用したり、大量の雨水を徐々に放流できるような調整機能を備えさせたりすることができる。しかも、コンクリートで構成する場合に比べて、養生期間などが不要であることから、雨水貯留構造物の構築速度を格段に早くすることができる。
【００３５】
つぎに、本実施形態に係る雨水貯留構造用組立部材を組み立てた雨水貯留構造用組立物Ａを、雨水貯留構造物に用いた施工例について説明する。
【実施例】
【００３６】
外径約６０ｍｍ、肉厚約５．０ｍｍ、長さ約４００ｍｍのポリプロピレン製パイプ（富士化工社製。商品名：フジ・プロピレン−ＰＰ）及び接続治具を用い、図２，３にその一部を示すような、高さ約３ｍ、縦横約３ｍの雨水貯留構造組立物Ａを形成し、深さ約５ｍの所定内容積を有するピット内に配置し、雨水貯留構造物を構築した。このポリエチレン製パイプは、長さ方向の圧縮強度約１７．２８ｋＮ／本を有しており、１ｍ2当たり６．２５本を使用すると、圧縮強度１０８ｋＮ／ｍ2が得られ、覆土を２ｍ（負荷：約３６ｋＮ／ｍ2）とした場合でも、約３倍強の圧縮強度が得られるので、十分に実用的であることがわかる。
【００３７】
実際、１．２ｍ×１．２ｍ×１．２ｍの大きさで雨水貯留構造物を構築し、その上から２ｍの覆土に相当する重錘を載置して１年以上経過したが、使用上問題となる変形その他のトラブルは一切生じなかった。
【００３８】
〔別実施の形態〕
（１）雨水貯留構造用組立物Ａを被覆する透水性材としては、不織布などで構成されていることが好ましいが、特にこれに限定されるものではなく、覆土が雨水貯留構造用組立物Ａに容易に入り込まず、柔軟性があり、砕石などの加重に耐えられるものであればよい。
（２）上記実施形態の場合、樹脂製パイプ状部材の構成材料としてポリエチレン製を例示したが、これに限定されるものではなく、ポリプロピレン、ポリ塩化ビニル、ＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）等を使用してもよいし、必要な強度が得られれば、各種の熱可塑性樹脂を使用することができる。
（３）上記実施形態では、パイプ状部材３を接続治具１の筒状部１ａに内嵌可能に構成した例を示したが、接続治具１の筒状部１aの外径を小さくして、パイプ状部材３に内嵌させるようにしてもよい。
（４）パイプ状部材、横部材、接続治具とは、同じ材質の樹脂製としたが、異なる材質の樹脂製であってもよい。
（５）樹脂製パイプ状部材、横部材、接続治具の構成材料に、粉体状の炭酸カルシウム（炭カル）等を混入させるようにしてもよい。このようにすると、構成材料の比重を大きくすることができ、雨水を貯留する際に生じる浮力に抗することができ、浮力対策として特別な施工が不必要となり、小さいスペースでもより大きい貯水量が確保できて好ましい。具体的には、１３％程度の炭カルを樹脂に混入させることにより、比重を１．０以上にすることができる。
（６）上記構成材料に混入させる場合、炭カルに代えて、タルク、硫酸バリウムなどのウィスカーを混入させるようにしてもよい。これらは、炭カルに比べてアスペクト比が大きく、強度を高める効果が大きい。
更に、ガラス繊維を上記構成部材に混入させても良い。ガラス繊維は、構成部材の比重を高めるだけでなく、強度、寸法安定性をも高めることができて好ましい。例えば、ガラス繊維を４．６ｗｔ％添加（２０ｗｔ％マスターバッチ１００に対して３０部添加）すると、比重は０．０３高くなり、強度は１５％向上し、成型時に収縮率は０．４％改善する。
【産業上の利用可能性】
【００３９】
本発明に係る雨水貯留構造物は、雨水を貯留して利用するタンクとしての用途に止まらず、ビオトープ等として利用することもできる。
【図面の簡単な説明】
【００４０】
【図１】本発明の一実施形態に係る雨水貯留構造物の概略正面断面図
【図２】パイプ状縦部材と横部材と接続部材とからなる雨水貯留構造用組立物Ａの部分正面断面図
【図３】図２の雨水貯留構造用組立物Ａの部分平面図
【符号の説明】
【００４１】
１        接続治具
２        横部材
３        パイプ状縦部材
６        覆土
７        透水性材
８        充填物
Ａ        三次元構造体
【図１】
2006336406.tif 000003
【図２】
2006336406.tif 000004
【図３】
2006336406.tif 000005