(57)【要約】【課題】  地下水の水量及び性状に合わせて、地下水とスライム付着防止材の接触面積を構造上変更・調整できるようにすることで、スライム付着防止効果と耐久性を保つとともに、従来必要とされていた定期的なメンテナンスを要することなく地下水排除機能を維持することができる地下水排除施設用集水管用スライムの付着防止材を提供する。【解決手段】  このスライム付着防止材としてのマグネシウム金属管１１は、両端開口の中空管からなる外管と、該外管にスライド可能に配設された両端開口の中空管からなる内管と、を有し、この両管の前端開口部に栓体が装着されたマグネシウム合金からなる先頭管と、両端開口の中空管からなる外管と、該外管にスライド可能に配設された両端開口の中空管からなる内管と、を有し、この両管の前端開口部を前記先頭管の後端開口部に直列に接続可能なマグネシウム合金からなる後続管と、を備えている。先頭管と後続管は、紐状の連結手段で連結されている。【選択図】      図１
2019203326.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
地山の斜面に傾斜して埋設される地下水排除施設用の集水管内に配設され、前記集水管の周壁に穿設されたストレーナから集水する地下水によって集水管へスライムが付着するのを防止するスライム付着防止材であって、
両端開口の中空管からなる外管と、該外管にスライド可能に配設された両端開口の中空管からなる内管と、を有し、この両管の前端開口部に栓体が装着されたマグネシウム合金からなる先頭管と、
両端開口の中空管からなる外管と、該外管にスライド可能に配設された両端開口の中空管からなる内管と、を有し、この両管の前端開口部を前記先頭管の後端開口部に直列に接続可能なマグネシウム合金からなる後続管と、を備え、
前記先頭管と後続管は、紐状の連結手段で連結されていることを特徴とするスライム付着防止材。
【請求項２】
地山の斜面に傾斜して埋設される地下水排除施設用の集水管内に配設され、前記集水管の周壁に穿設されたストレーナから集水する地下水によって集水管へスライムが付着するのを防止するスライム付着防止材であって、
マグネシウム合金からなる棒状の先頭部材と、
この先頭部材の後端部に直列に接続可能なマグネシウム合金からなる棒状の後続部材と、を備え、
前記先頭部材と後続部材は、紐状の連結手段で連結されていることを特徴とするスライム付着防止材。
【請求項３】
先頭部材の後端部、及び該先頭部材の後端部と接続される後続部材の前端部は、相対向する端面に軸方向凹孔が形成され、これら凹孔間に接続体が挿入されて両部材が直列に接続されている請求項２に記載のスライム付着防止材。
【請求項４】
接続体は、その長さ方向中間部にリング状の突起が設けられ、この突起が先頭部材の後端部又は後続部材の前端部の端面に当接すると、先頭部材の後端部と後続部材の前端部との間に隙間が形成されている請求項３に記載のスライム付着防止材。
【請求項５】
地山の斜面に傾斜して埋設される地下水排除施設用の集水管内に配設される請求項１ないし４のいずれかに記載のスライム付着防止材を配設する前に集水管内に挿入され、前記集水管内に付着したスライムを除去するスライム除去材であって、
両端開口の中空管からなる管本体を有し、該管本体の周壁にストレーナが穿設されたマグネシウム合金からなる金属管を複数、直列に備え、
前記複数の管は、紐状の連結手段で連結されていることを特徴とするスライム除去材。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、地下水排除施設用集水管用スライム付着防止材に関し、特に地すべりの発生を防止するために地山の斜面に設置され、地山の地下水を集水して地表へ排出する集水管内におけるスライムの付着を防止して地下水排除施設の機能を維持するとともに、地下水の赤水対策等にも有効な技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
地すべりの発生を防止するために、地すべり斜面の地下水を排除するために数多くの地下水排除施設が設置されている。この地下水排除施設には集水管が配置されているが、鉄細菌により生成されたスライムが集水管に付着し閉塞することで施設の地下水排除機能が低下することが大きな問題になっている。
【０００３】
地すべり対策技術の１つに、ストレーナを施した集水管を地中に埋設し、この集水管を通じて地中に含まれた地下水を地表に排出して、地下水位を低下させ、地すべりの発生を抑制する方法が知られている。この集水管を用いた地すべり対策は、多数の地域において実施されている。しかし、集水管のストレーナが鉄細菌により生成されたスライムの付着により閉塞する場合が数多く認められ、この目詰まりによる地下水排除機能の低下が確認されており、地すべり防止効果への影響が危惧されている。なお、この目詰まりを生じさせている物質は、主に地下水中の鉄分を利用する鉄細菌（鉄バクテリア）が生成するスライムであることが確認されている。
【０００４】
低下した地下水排除機能を回復するために、これまでは、高水圧水により集水管の内壁を洗浄することで当該集水管内に付着・堆積したスライムの除去を行っている。この方法は、作業に大型のコンプレッサー等が必要になり、山間部で作業する場合は、搬入搬出作業に多くの労力を要する。また基本、地下水排除施設内の集水管全てを洗浄しており、スライムの付着している集水管のみを洗浄することはない。
【０００５】
また、スライムを生成している鉄細菌の増殖を抑制することで目詰まりを防止しようとする装置が提案されている（特許文献１，２）。特許文献１は、集水管にパイプを接続するとともに、このパイプ内への空気の侵入を阻止して組立てるようにした装置であり、特許文献２は、集水管に接続したパイプの排水端部である開口端を水面下に没するように配置した装置である。しかし、これらの装置では、充分な防止効果が認められない場合があった。このため、これまでは高水圧水によって地下水集水管の内壁を洗浄し、この集水管内に付着・堆積した目詰まり物質であるスライムの除去を行なって低下した地下水排除機能を回復させていた。しかしながら、高水圧水による洗浄では、地下水集水管の定期的なメンテナンスが必要となる。このため、これに起因して膨大な維持管理費用が生じており、合理的で低コスト化を図れる地下水集水管の機能維持管理技術を開発することが課題となっている。
【０００６】
そこで、発明者は集水管への鉄細菌によるスライムの付着を防止する方法を考案し、提案した（特許文献３）。その原理は、マグネシウム金属が地下水中の鉄細菌の増殖及びスライムの付着を防止するというものである。鉄細菌は地下水に含まれる二価鉄（無色透明）を取り込み、その二価鉄が三価鉄（赤褐色）になる際のエネルギーを得て増殖し、赤褐色のスライムを形成する。マグネシウム金属は、地下水中に含まれる二価鉄の酸化を阻害することで、鉄細菌の増殖とスライムの付着防止をするというものである。
【０００７】
しかしながら、それぞれの地下水排除施設集水管における地下水量は様々であり、画一的なマグネシウム金属からなるスライム付着防止材では、充分なスライム付着防止効果、並びにその持続性を確保することができない。
【０００８】
スライムの付着防止材であるマグネシウム金属は、地下水との接触により徐々に溶解し消耗する。そのことにより地下水中の二価鉄の酸化を抑制し、鉄細菌の付着防止効果を発揮するものと考えられる。従って地下水量の大小によっては、スライムの付着防止材の効果と持続性が異なってくる。水量が多くなるとマグネシウム金属の消耗量も多くなり、効果の持続性が低くなる。逆に地下水量が少ないと、金属の消耗量は少なくなるが、スライムの付着防止効果は限定的なものとなる。そこで、この発明者は、多様な地下水排除施設集水管における地下水の排水量から、それぞれの集水管のスライムの付着防止に適応できるスライム付着防止材を見いだすべく研究開発を重ねた結果、この発明を完成させるに至った。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開２００１−０９００９４号公報
【特許文献２】特開２００１−０４０６７３号公報
【特許文献３】特開２０１６−１８０２７４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
この発明は、地下水の水量及び性状に合わせて、地下水とスライム付着防止材の接触面積を構造上変更・調整できるようにすることで、スライム付着防止効果と耐久性を保つとともに、スライムの付着防止効果の持続性を最適にすることにより、従来必要とされていた定期的なメンテナンスを要することなく地下水排除機能を維持することができ、地下水排除施設における維持管理コストの縮減を図るとともに、様々な地下水環境においても適用することのできる地下水排除施設用集水管用スライム付着防止材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】
【００１１】
前記の目的を達成するために、請求項１に記載の発明は、地山の斜面に傾斜して埋設される地下水排除施設用の集水管内に配設され、前記集水管の周壁に穿設されたストレーナから集水する地下水によって集水管へスライムが付着するのを防止するスライム付着防止材であって、両端開口の中空管からなる外管と、該外管にスライド可能に配設された両端開口の中空管からなる内管と、を有し、この両管の前端開口部に栓体が装着されたマグネシウム合金からなる先頭管と、両端開口の中空管からなる外管と、該外管にスライド可能に配設された両端開口の中空管からなる内管と、を有し、この両管の前端開口部を前記先頭管の後端開口部に直列に接続可能なマグネシウム合金からなる後続管と、を備え、前記先頭管と後続管は、紐状の連結手段で連結されていることを特徴とする。
【００１２】
請求項２に記載の発明は、地山の斜面に傾斜して埋設される地下水排除施設用の集水管内に配設され、前記集水管の周壁に穿設されたストレーナから集水する地下水によって集水管へスライムが付着するのを防止するスライム付着防止材であって、マグネシウム合金からなる棒状の先頭部材と、この先頭部材の後端部に直列に接続可能なマグネシウム合金からなる棒状の後続部材と、を備え、前記先頭部材と後続部材は、紐状の連結手段で連結されていることを特徴とする。
【００１３】
請求項３に記載の発明は、請求項２において、先頭部材の後端部、及び該先頭部材の後端部と接続される後続部材の前端部は、相対向する端面に軸方向凹孔が形成され、これら凹孔間に接続体が挿入されて両部材が直列に接続されている。
【００１４】
請求項４に記載の発明は、請求項３において、接続体は、その長さ方向中間部にリング状の突起が設けられ、この突起が先頭部材の後端部又は後続部材の前端部の端面に当接すると、先頭部材の後端部と後続部材の前端部との間に隙間が形成されている。
【００１５】
請求項５に記載の発明は、地山の斜面に傾斜して埋設される地下水排除施設用の集水管内に配設される請求項１ないし４のいずれかに記載のスライム付着防止材を配設する前に集水管内に挿入され、前記集水管内に付着したスライムを除去するスライム除去材であって、両端開口の中空管からなる管本体を有し、該管本体の周壁にストレーナが穿設されたマグネシウム合金からなる金属管を複数、直列に備え、前記複数の管は、紐状の連結手段で連結されていることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１６】
この発明は、前記のようであって、請求項１に記載の発明によれば、両端開口の中空管からなる外管と、該外管にスライド可能に配設された両端開口の中空管からなる内管と、を有し、この両管の前端開口部に栓体が装着されたマグネシウム合金からなる先頭管と、両端開口の中空管からなる外管と、該外管にスライド可能に配設された両端開口の中空管からなる内管と、を有し、この両管の前端開口部を前記先頭管の後端開口部に直列に接続可能なマグネシウム合金からなる後続管と、を備え、前記先頭管と後続管は、紐状の連結手段で連結されているので、集水管内にスライム付着防止材を配設するというきわめて簡単な手法で、スライムの発生を抑制することができる。これにより、従来のような定期的なメンテナンスを要することなく集水管の地下水排除機能を維持することができ、維持管理コストの縮減を図ることができる。また、地下水とスライム付着防止材の接触面積を可変とすることで、スライム付着防止材の消耗を適宜に変更・調整してその持続性の最適化を図ることができる。さらに、先頭管と後続管が紐状の連結手段で連結されているので、スライム付着防止材をセットとして集水管への出し入れを容易に行うことができる。
【００１７】
請求項２に記載の発明によれば、マグネシウム合金からなる棒状の先頭部材と、この先頭部材の後端部に直列に接続可能なマグネシウム合金からなる棒状の後続部材と、を備え、前記先頭部材と後続部材は、紐状の連結手段で連結されているので、この場合も請求項１に記載の発明と同様な効果が期待することができる。
【００１８】
請求項３に記載の発明によれば、接続体によって簡単に先頭部材の後端部と後続部材の前端部を直列に接続することができる。
【００１９】
請求項４に記載の発明によれば、リング状の突起を設けることによって先頭部材の後端部と後続部材の前端部との間に隙間を形成して地下水との接触の増大化を図ることができる。
【００２０】
請求項５に記載の発明によれば、集水管内に付着したスライムを、スライム除去材を集水管内に挿入することにより除去することが可能となるので、その後にスライムの発生抑止のためにスライム付着部材を集水管内へ挿入する作業を円滑、かつ容易に行えてスライム付着防止を効果的に行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】一実施の形態に係る地下水排除施設の全体構成を示す模式断面図である。
【図２】マグネシウム金属多重管からなるスライム付着防止材の全体図である。
【図３】（Ａ）はその先頭管の正断面図、（Ｂ）は後続管の正断面図、（Ｃ）は先頭管の左側面図、（Ｄ）は先頭管の前端開口部に装着されるゴム栓の正面図、（Ｅ）は後続管の左側面図である。
【図４】（Ａ）〜（Ｅ）は同上の集水管内に占めるスライム付着防止材の外径形状と、集水管の内径で形成される流路の断面積の、先頭管及び後続管の外径で形成される断面積に対する比を説明するための図面である。
【図５】同上においてスライム付着防止材を撤去した直後の集水管孔口にスライム付着の無い状況の写真である。
【図６】同上においてスライム付着防止材が無い状態で集水管内にスライムが付着している状況を示す写真である。
【図７】別の例のマグネシウム金属丸棒からなるスライム付着防止材を示し、（Ａ）はその先頭棒の正断面図、（Ｂ）は後続棒の正断面図、（Ｃ）は先頭棒の左側面図、（Ｄ）は先頭棒の右側面図、（Ｅ）は隣接する棒同士を接続する接続棒の正面図である。
【図８】同上の先頭棒と後続棒が接続された一部省略の正断面図、及び接続部の拡大断面図である。
【図９】同上の先頭棒と後続棒が隙間をおいて接続された一部省略の正断面図、及び接続する際の接続棒の差し込み部の拡大断面図である。
【図１０】集水管内に付着したスライムを除去するためのスライム除去材の使用例を示す全体構成の模式断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
以下、この発明の一実施の形態に係る地下水排除施設を断面図で例示して説明する。
【００２３】
＜一実施例＞
図１は、地下水排除施設である横ボーリングの全体構成を示す模式断面図である。図１において、１は集水管で、この集水管１は、地山Ａの地下水面よりも下方位置に、その開口端を下向きにして傾斜した状態で埋設されている。集水管１は、内径が４０ｍｍ、長さが２〜３ｍ程度の中空円筒管からなる塩化ビニル製管本体２を有し、該管本体を複数繋ぎ合わせて全長が５０〜６０ｍ程度の長さからなっている。この集水管１は、その上端が閉塞され、上端から土砂が入らないようになっており、その開口した下端が、地山Ａの土壁面Ｂから突出されている。管本体２の長さ方向には、管本体２の周壁を貫通した孔であるストレーナ３が、軸方向に所定の間隔で複数個穿設されている。このようにストレーナ３が施された管本体２が、地山Ａに上端から下端に向け下向き傾斜の姿勢で埋設されているので、地山Ａからストレーナ３を介して管本体２内に集水された地下水が、土壁面Ｂから突出して開口された下端の排出口へと導かれる。
【００２４】
図１において、５は集水管１の管本体２の排出口に接続されたエルボ管である。このエルボ管５は、図示のように一端開口端部が管本体２の排出口に連通するように接続され、他端開口部がこの排出口の上端部よりも上方位置で外方へ開口する孔口となっている。すなわち、孔口は４５°の角度（θ）で立ち上がっている。したがって、管本体２の排出口へ導かれた地下水は、直ちに排水されることなく管本体２の排出口付近で一旦貯留され、その高さがエルボ管５の孔口の下端まで達すると、排水として排出される。上記孔口の傾斜角度は一例であり、これ以外の角度としてもよいし、エルボ管５の構造も別の設計としてもよい。
【００２５】
管本体２内にはスライム付着防止材としてのマグネシウム金属からなる多重管（以下、「マグネシウム金属管」という。）１１が配設されている。マグネシウム金属管１１は、図２に示すように、先頭管１２と、複数の後続管１３〜２０からなっている。先頭管１２と後続管１３〜２０は、内径が４０ｍｍの集水管１内に設置することから集排水の流れを阻害しないように、その外径が１４ｍｍ〜２３ｍｍ、特に好ましくは１８ｍｍ、長さが１ｍとなっている（図４）。
【００２６】
先頭管１２と後続管１３〜２０は、図３（Ａ）〜（Ｅ）に示すように、いずれも両端開口の中空円筒管からなる外管１２ａ，１３ａ〜２０ａと、該外管にスライド可能に嵌挿された両端開口の中空円筒管からなる内管１２ｂ，１３ｂ〜２０ｂと、を有している。外管１２ａ，１３ａ〜２０ａの外径と内径、及び内管１２ｂ，１３ｂ〜２０ｂの外径と内径は、それぞれ同じになっている。先頭管１２の前端開口部には外管１２ａの前端より内管１２ｂの前端が少し内側に凹んだ段差を利用してゴム栓２２が装着されている。また、先頭管１２の内管１２ｂの後端は外管１２ａの後端より少し外側に突出した状態になっており、該突出部が後続管１３の後述する接続部１３ｃと接続可能な接続部１２ｃになっている。ゴム栓２２には連結紐挿通用の孔２３が軸方向中心部に形成され、該孔を通した連結紐２４の一端が係止されている。連結紐２４の他端は後続管１３〜２０内を順次通り、後続管２０の他端から突出した状態となっている。連結手段としての連結紐２４はビニル製が好ましいが、アルミ線などで紐状にしたものでもよい。
【００２７】
後続管１５，１８の前端開口部にもゴム栓２２と同様なゴム栓２６，２７が装着されている。２８は隙間形成用リングであり、先頭管１２と後続管１３〜２０の各対向する端部間に連結紐２４を通して配置され、突出した内管内に地下水を導くスペースを確保できるようになっている。その結果、軸方向に互いに隣接する先頭管１２と後続管１３〜２０における外管と内管が接触しないで分離された状態となる。つまり、リング２８は隣接する前記管を分離する役割がある。この構成により、外管に内管が差し込まれなくとも前記隙間から地下水が入ることになる。なお、スペース確保が可能であればリング２８に代えてクリップを用いてもよいし、あるいは１本の針金（４ｃｍ位）の中央に小さな輪を作り、外管と内管の間の連結紐２４に通して配置すると、両端に突き出た針金が外管と内管を分離し、隙間を作るので、このような手段としてもよい。
【００２８】
リング２８の使い分けは次の通りである。すなわち、地下水量が少ない場合（３００ｍｌ／分以下）は、マグネシウム金属管１１の内部まで地下水を通してマグネシウムと接触させ、鉄細菌によるスライムの増殖防止を図る。一方、地下水量が多い場合（１０００ｍｌ／分以上）は、マグネシウム金属管１１の過剰な消耗を抑えるために全てのリング２８を外し、マグネシウム金属管同士を接続し地下水が内部に入らないようにしている。またその中間の地下水量（３００〜１０００ｍｌ／分）では、その水量に応じて必要数のリング２８を外し、一部のマグネシウム金属管同士を接続し地下水が一部のマグネシウム管の内部に入らないようにする。このように地下水の多寡により使い分けることにより、スライム増殖防止の有効活用を図るものである。
【００２９】
後続管１３〜２０も、先頭管１２とほぼ同様な構成になっており、後続管１３〜２０の外管１３ａ〜２０ａの前端より内管１３ｂ〜２０ｂの前端が少し内側に凹み、逆にそのぶん外管１３ａ〜２０ａの後端より内管１３ｂ〜２０ｂの後端が少し外側に突出した状態になっている。そして該凹み部と突出部が他の後続管との接続部１３ｃ〜２０ｃ，１３ｄ〜２０ｄとなっている。つまり、後続管１３の接続部１３ｄが後続管１４の接続部１４ｃに接続され、後続管１４の接続部１４ｄが後続管１５の接続部１５ｃに接続され、以下の後続管１６〜２０も順次、そのような接続方式で接続される。
【００３０】
前記のように構成された先頭管１２と後続管１３は、図２に示すように１本の先頭管１２と８本の後続管１３〜２０が１セット（全体としての長さが約９ｍ）となり、集水管１内に設置される。詳しくはゴム栓２２の有る先頭管１２と無い後続管１３，１４、ゴム栓２６の有る後続管１５と無い後続管１６，１７、ゴム栓２７の有る後続管１８と無い後続管１９，２０、がそれぞれ共通の連結紐２４で連結されて１つのパーツ（約３ｍ）となり、これらパーツが３つ連結されて１セットとなっている。前記１セットとなった先頭管１２と複数の後続管１３〜２０を集水管１内に設置するには、エルボ管５を取り外した状態で、隣接する管の接続部同士をリング２８を介在させて嵌合して接続するとともに、一端が先頭管１２のゴム栓２２に係止した連結紐２４の他端側を後続管１３〜２０のそれぞれ内部を通してこれら管を連結し、先頭管１２から順に集水管１内に挿入してやる。そして、後続管２０が図１に示すような位置となったところで再びエルボ管５を取り付ければ設置が終了する。設置した後は必要によりエルボ管５を取り外し、連結紐２４を利用して集水管１内から取り出し、その交換が可能になっている。マグネシウム金属管１１を構成する先頭管１２や後続管１３〜２０の形状および連結本数などは、一例でありこれに限定するものではない。
【００３１】
金属管１１の集水管１に設置した場合の両者の断面積比は、次のように設定されている。すなわち、図４に示すように集水管１の内径で形成される流路の断面積の、金属管１１の断面積に対する比が４倍、３．１倍程度と大きいと、金属管１１の持続性やスライムの付着防止効果は高まるが、集水管１内に占める金属管の断面積が大きくなり、地下水の流れを阻害してしまう。逆に６．３倍、８．２倍程度と小さいと、金属管１１の持続性が低くなり、スライムの付着防止効果も限定的になる。そのため、断面積の比としては４倍〜６．３倍の範囲が好ましく、４．９倍が最も好ましい。これを金属管１１側からみると、金属管１１の断面積の、集水管１の内径で形成される流路の断面積に対する比としては、１／４倍〜１／６．３倍の範囲が好ましく、１／４．９倍が最も好ましい、ということになる。なお、ここで金属管１１の断面積とは外管１２ａ，１３ａの外径で形成される断面積のことを称している。
【００３２】
前記のような構成において、集水管１内の地下水はマグネシウム金属管１１の内部に導入され、マグネシウム金属と水との接触効率が高まり、マグネシウム金属による鉄細菌の付着防止効果が高まる。マグネシウム金属管１１を構成する外管と内管は、自由にスライドさせることが可能になっていることから、後端側に突出した（５ｃｍほど）状態になっている内管をさらに引き出すと、金属管１１と地下水との接触効率は更に高まり、地下水量の少ない集水管等では、よりスライム付着防止効果は高まる。また、隣り合うマグネシウム金属管１１の間にあるリング２８を切断し、内管と外管を接続部同士の嵌合により接続することにより、集水管内の地下水がマグネシウム金属管の内部に流入することを防ぐことが可能となる。接続部をビニルテープやビニル管などで、補強・装着することにより、地下水の流入防止を確実にすることができる。地下水量が多い場合は、マグネシウム金属の消耗量が増すことから、できるだけ地下水との接触を抑えることでマグネシウム金属管１１の耐久性が増し、鉄細菌の付着防止効果の持続性を保つことができる。
【００３３】
先頭管１２は、ゴム栓２２により前端開口部が閉塞されているため地下水が通水することはなく、マグネシウム金属の消耗は一番遅くなる。ゴム栓２６，２７のある後続管１５，１８も同様である。通水することのできる後続管は１３，１４，１６，１７，１９，２０である。この６本の管で地下水量の大小に合わせて、内管と外管の接続の開閉を行い、マグネシウム金属管１１の消耗を適宜に変更・調整してマグネシウム金属管に対するスライムの付着防止とその持続性の最適化を図っている。
【００３４】
＜試験例＞
試験的に用いていたマグネシウム金属からなるスライム付着防止のための試験材（以下、「スライム付着防止試験材」という。）は、直径１８ｍｍ、肉厚２．０ｍｍ、長さ１ｍのマグネシウム金属管の両端をゴム栓で塞ぎ、ビニル紐で連結し試験材のスライム付着防止効果の試験に用いた。試験はスライム付着防止試験材を５本、７本、１０本と連結したものを異なる地下水排除施設の集水管に設置し、スライム付着防止効果の確認と、スライム付着防止試験材の主成分であるマグネシウム金属の消耗による、重量の減少量を確認した。尚、設置後の集水管の孔口には、塩ビ製エルボ管の開口部を上に向けて取付けた。その結果を集計し、まとめたものが表１である。表１においてＱは排水量を示す。
【００３５】
【表１】
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【００３６】
スライムの付着防止効果の判定基準は、試験終了時の集水管孔口のスライムの付着状況、貯留排水の排出時の状態と集水管から取り出したスライム付着防止試験材に、スライムが付着しているか否かにより、その効果の判定基準を示すのが表２である。
【００３７】
【表２】
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【００３８】
その結果、スライム付着防止材のマグネシウム金属の損耗量である減少重量（１年換算値）が多いほど、スライムの付着防止効果が高く、マグネシウム金属を年間約５７０グラム以上消耗した集水管は、スライムの付着が無く比較的きれいであった（図５参照）。
【００３９】
その他の水質測定データは、年間数点の測定値の平均であることから、本来の水質の性状を表しているとは言えないことから、スライムの付着防止との因果関係が明確ではなかった。また試験に供したマグネシウム金属の管の両端のゴム栓の密閉性が悪く、マグネシウム金属の管の中に地下水が流入したものなどは、著しく消耗が進んでしまったものもある。しかし、地下水量の大小により、マグネシウム金属の消耗とスライムの付着防止効果の有無が左右されるものと考えられる。このことから地下水量の少ない集水管では、５７０（ｇ／年）以上のマグネシウム金属を消耗するようにすることが、スライムの付着防止につながるものと考えられる。また、地下水量が多くマグネシウム金属の消耗の激しい集水管では、如何に消耗を抑え、スライムの付着防止効果の持続性を高めることが必要となる。
【００４０】
好気性の鉄細菌によるスライムの発生と付着は、排水が外気と接触する孔口付近で起こりやすい。エルボ管５の孔口の開口部は幾分高くなっていることから、その分集水管内の水位が上昇し、孔口付近の集水管１は貯留排水で満たされる（図１の状態）。貯留排水は、スライム付着防止材であるマグネシウム金属管の作用により、スライムの発生が抑制されているが、排水が外気に触れる際、僅かでも排水が滞留する水平部分があると、その水平部分でスライムが付着増殖し、スライム付着防止材の機能が十分に発揮されないことがある（図６参照）。しかしながら、前記のような４５°の角度で立ち上がったエルボ管５の孔口を用いることにより、排水は孔口を出た直後に落下するので、孔口内へのスライムの付着増殖が極力防止できる。
【００４１】
＜スライム付着防止材の交換時期の予想＞
また、マグネシウム金属管の消耗による交換時期の見極めとして、マグネシウム金属管１１の外管に相当する中空円筒管からなる単管（図示せず）に、カルシウム粉末（消石灰又は生石灰等）を封入（以下、「カルシウム封入マグネシウム金属短管」という。）したもの使用し、マグネシウム金属管の交換時期を予想する目印とすることも可能である。このカルシウム封入マグネシウム金属短管は、マグネシウム金属管１１を集水管１内に挿入した後に挿入して設置し、設置後に集水管１の排出口にエルボ管５を取り付ける。
【００４２】
カルシウム封入マグネシウム金属短管の腐食が進むと、封入したカルシウム粉末が析出してくる。集水管に取り付けたエルボ管孔口から白色のカルシウム粉末の析出を確認することによって、マグネシウム金属管の交換時期を推測することができる。エルボ管孔口付近に設置したマグネシウム金属管は、エルボ管孔口に貯留した排水に浸っているため、地下水の流速によるダメージを受けにくいことから、他のマグネシウム金属管に比べて幾分消耗スピードが遅い。つまり、マグネシウム金属の消耗は、ある程度流量がある場合（流速がある場合）、貯留排水に浸っているほうが少ない結果になる。そのことにより、集水管内に設置された他のマグネシウム金属管の外管が消耗し、マグネシウム金属管の内管のマグネシウム金属管が浸され始めた段階で、カルシウム封入マグネシウム金属短管のカルシウムの白色粉末が析出してくる。そのことにより、マグネシウム金属管による鉄細菌の付着防止資材の交換時期を予想することが可能となる。また、マグネシウム同様、環境影響に対する負荷要素は低く、カルシウム自体にもスライム付着防止効果があることが知られている。
【００４３】
＜別の実施例＞
図７，８は、スライム付着防止材の別の例を示し、このスライム付着防止材は、マグネシウム金属丸棒３１からなっている。マグネシウム金属は、地下水量（排水量）が多い（２０００ｍｌ／分以上）程、消耗が進むので、持続性を高めるのに中実の棒を使用する。これは排水量が少ない（数十ｍｌ／分〜２０００ｍｌ）場合には消耗が進まないのでマグネシウム金属管（多重管）を使うが、排水量が多い集水管では多重管同士を結合していても、表面側となる外管部分が消耗すると内管が浸水し、一気に消耗が進んでしまうためである。
【００４４】
マグネシウム金属丸棒３１は、図７（Ａ）〜（Ｅ）に示すように先頭棒３２と、複数の後続棒３３〜４０からなっている。先頭棒３２と後続棒３３〜４０は、内径が４０ｍｍの集水管１内に設置することから集排水の流れを阻害しないように、その外径が１４ｍｍ〜２２ｍｍ、特に好ましくは２０ｍｍ、長さが１ｍとなっている。
【００４５】
先頭棒３２の前端部にはゴム栓４１が嵌合して装着されている。また先頭棒３２の後端部には後続棒３３の前端部との接続部となる軸方向凹孔３２ａが後端面に開口してその中心部にくり抜かれた形で形成されている。後続棒３３〜４０の前端部と後端部にも同様な軸方向凹孔３３ａ〜４０ａ，３３ｂ〜４０ｂが形成されている。前端部の軸方向凹孔３３ａ〜４０ａが後端部の軸方向凹孔３３ｂ〜４０ｂよりやや長さが短くなっている。対向端部で相対向する軸方向凹孔には接続棒４２が両孔にわたって挿入され、隣接する両棒を接続できるようになっている。つまり、接続棒４２により先頭棒３２の後端部と後続棒３３の前端部が接続され、また別の接続棒４２により後続棒３３の後端部と後続棒３４の前端部が接続され、以下の後続棒３５〜４０も順次、そのような接続方式で接続される。
【００４６】
接続棒４２はその中間部にリング状の突起４３が設けられ、該突起の側面が対向端部の端面に当接する。接続棒４２の突起４３が設けられている位置が軸方向中央よりずれていることにより、通常では接続棒４２は図８のように軸方向凹孔３３ａ，３４ａにぴったり密着して挿入されるが、異なる方向で挿入すると図９のように一方の軸方向凹孔３３ａ側に小隙間を形成することにより先頭棒３２の後端部と後続棒３３の前端部との間、あるいは後続棒３３の後端部と後続棒３４の前端部との間に隙間４５を形成して、地下水を導き易くさせることが可能となっている。後続棒３５以下も同様である。
【００４７】
図８において４７は先頭棒３２と後続棒３３〜４０を連結するための細いビニル紐であり、各棒の接続部近くに固定して取り付けられている。この例では各棒の周方向に複数配置されている。ビニル紐４７は、前記実施例の連結紐２４と同様に集水管内からマグネシウム金属丸棒３１のセットを取り出す時などに利用するものである。ビニル紐４７に代えてアルミ線などで紐状にしたものでもよいことは前記実施例と同様である。
【００４８】
表１の集水管に試験用マグネシウム金属管を挿入し、一定期間経過観察した結果から、地下水量（４０００ｍｌ／分）の多い試験箇所Ｎのマグネシウム金属の消耗による減少量は、（１９００ｇ／年）と非常に多い。春先の雪解け時期は一時、集水管からの排水量は（１００００ｍｌ／分）以上にもなるものと予想され、このように地下水量の多い集水管では、全重量が約３３３０ｇ（マグネシウム金属管１本約３７０ｇ×９本）の図２のマグネシウム金属管の開口部を全て接続し、地下水との接触面積を少なくしても、耐用年数は２年に満たないことが推測されている。
【００４９】
前記のように排水量が多く、また鉄細菌によるスライムが多量に発生する集水管施設は、全体的に見れば少数ではあるが、こうした地下水排除機能の高い施設程、鉄細菌によるスライム付着防止を図っていく必要がある。そうした排水量の多い集水管に対応したスライム付着防止材を別途考案したのが前記マグネシウム金属丸棒３１である。構造は至ってシンプルであり、スライム付着防止材の部材を直径２０ｍｍのマグネシウム金属丸棒にすることで、その耐久性とスライム付着防止効果の持続性を維持するものである。先端部には、ゴム栓４１を装着することで、地下水の流水によるマグネシウム金属の消耗を防ぐ構造となっている。また隣り合うマグネシウム金属丸棒との接続は、マグネシウム金属丸棒に形成した軸方向凹孔３２ａ〜４０ａ，３３ｂ〜４０ｂに適合する接続棒４２（直径４ｍｍ、長さ８０ｍｍ）を差し込み密着させ、マグネシウム金属丸棒を任意の長さに連結し、集水管に挿入・設置する（図８参照）。マグネシウム金属丸棒１本は約５６０ｇである。接続部をビニルテープやビニル管などで、補強・装着することにより、密着性をより確実にすることができる。
【００５０】
マグネシウム金属丸棒３１を１０本連結すると、１０ｍの一体物のスライム付着防止材となり、４０００ｍｌ／分を超える地下水量の集水管においても長期（マグネシウム金属管１１の約２倍）のスライム付着防止効果が保たれると考えられる。
【００５１】
また接続棒４２には、その中間部（軸方向中央から１０ｍｍ程ずれた位置）にリング状の突起４３が設けられており、この接続棒４２の差し込み方向を図８の差し込み方向と逆にする（図９参照）ことで、隣り合うマグネシウム金属丸棒３１との間に隙間４５を作ることができる。このことにより、集水した地下水がマグネシウム金属丸棒３１と接触する際、その隙間で摩擦が生じ、マグネシウム金属丸棒の消耗が進むことになる。マグネシウム金属丸棒１０本からなる場合、９か所の隙間を作ることができ、このことによりマグネシウム金属管１１の適応排水量（数十ｍｌ／分〜２０００ｍｌ／分程度）と４０００ｍｌ／分の間をカバーしてスライムの付着防止に対応することが可能となる。したがって、マグネシウム金属管１１タイプとマグネシウム金属丸棒３１タイプを併用することで、排水量（数十ｍｌ／分）の集水管から排水量（１００００ｍｌ／分）の集水管まで、切れ目なくスライムの付着防止対策を施すことができる。
【００５２】
なお、接続棒４２の材質は同質のマグネシウム金属が望ましいが、木材やプラスチック等の材質でもよい。また、マグネシウム金属に対して貴金属の場合、アルミニウムや銅とマグネシウム金属との間で電位差が生ずることで、マグネシウム金属の腐食が進み、マグネシウム金属丸棒３１の適応水量の範囲を更に広くすることができる。また、前記においては接続棒４２を軸方向凹孔３２ａ〜４０ａ，３３ｂ〜４０ｂに挿入して接続する例を示したが、そのほかに軸方向凹孔を雌ねじに代えるとともに、接続棒に雄ねじを設け、両ねじを螺合することで接続するようにしてもよい。
【００５３】
＜集水管内に付着したスライムの除去＞
地下水排除施設用集水管１にスライム付着防止材としてのマグネシウム金属管１１又はマグネシウム金属丸棒３１を挿入・設置する場合、事前に集水管１内に付着したスライムの洗浄除去を行う必要がある。高水圧水で洗浄する場合は、高額な費用と労力が必要となる。また、長尺のブラシ等を使用して、人力で洗浄作業を行う場合でも、多大な労力が必要となる。このような場合、マグネシウム金属の還元力は、集水管１内に付着している水酸化鉄を主成分とするスライムを、粘性の少ない黒色の流動性の物質に変化させることができるので、この実施の形態では図１０に示すように、中空円筒管からなる単一のマグネシウム金属管５１をスライム除去用としてスライムで閉塞した集水管１に挿入して設置するようにしている。
【００５４】
スライム除去に使用するマグネシウム金属管５１は、一般的な集水管の内径（４０ｍｍ）の１／２を超える外径（２１ｍｍ以上）を有する必要がある。集水管１の内径の１／２以下の外径のマグネシウム金属管では、集水管内でマグネシウム金属管同士が重なり合ってしまい、スライム除去材の挿入ができなくなってしまうからである。また、スライムにより閉塞した集水管内に、スライム除去用のマグネシウム金属管５１を挿入する場合は、比較的強い力で押し込む必要がある。そのために、マグネシウム金属管５１として、両端開口の管本体を有し、内径２２ｍｍ・肉厚１ｍｍ・長さ１.０ｍであり、該管本体の周壁に十数個のストレーナ５２をあけたものを使用するのがよい。
【００５５】
すなわち、図示していないが細いビニル紐で１０本程度連結したマグネシウム金属管５１をスライムで閉塞した集水管１内に押し入れ、集水管１の排出口にはエルボ管５を設置する（図１０参照）。ストレーナ５２は、スライムや地下水との接触率を高め、還元を促すことでスライムの除去効果を高める働きをする。数ヶ月〜約１年経過後、集水管１内の付着スライムは、その大半が付着性のない黒色の泥状（四酸化三鉄：Ｆｅ３Ｏ４を多く含む）になっており、エルボ管孔口を取り外し、残存するマグネシウム金属管５１を引き出すと、泥状黒色物と黒赤褐色のスライムとの混合物が流れ出てくる。その集水管孔口には、赤褐色スライムの付着はほとんどなく、集水管孔口が黒く着色している程度である。このように事前にスライム除去処置をすることで、その後の洗浄作業に費やす労力が大幅に軽減されることと、マグネシウム金属管によるスライム付着防止効果が比較的早く表れ、早期に地下水排除機能が回復する。
【００５６】
上記のようであって、スライム除去材としてマグネシウム金属管５１を用いれば、集水管１内に付着しているスライムの除去を効率的に行うことができ、低下した集水管の地下水排除機能を回復するとともに、スライム付着防止材の機能を早期に発揮するための付帯設備としてきわめて有効である。
【００５７】
なお、図示したマグネシウム金属管５１を複数、接続部をビニル紐で固定して直列に接続したものに限らず、先頭のマグネシウム金属管５１の前端開口部に尖端がテーパ状に形成された樹脂製のパイプを接続し、これらパイプとマグネシウム金属管５１をビニル紐で接続したものとすることもでき、その設計は必要により一部変更することも可能である。
【００５８】
また、実施例で図示して説明したスライム付着防止材としてのマグネシウム金属管１１やマグネシウム金属丸棒３１は、好ましい一例を挙げたにすぎず、同効を発揮しその特許請求の範囲に含まれるものであれば、他の構成のものを使用したり、別設計としてもよいことは言うまでもない。また、マグネシウム金属管１１を構成する外管と内管として中空円筒管を示したが、中空管であれば必ずしも円筒管でなくともよい。
【符号の説明】
【００５９】
１  集水管
２  管本体
３  ストレーナ
４  地下水
５  エルボ管
１１  マグネシウム金属管（スライム付着防止材）
１２  先頭管
１３〜２０  後続管
２２，２６，２７  ゴム栓（栓体）
２４  連結紐（連結手段）
２８  隙間形成用リング
３１  マグネシウム金属丸棒（スライム付着防止材）
３２  先頭棒
３３〜４０  後続棒
３２ａ〜４０ｂ  軸方向凹孔
４１  ゴム栓（栓体）
４２  接続棒
４３  リング状の突起
４５  隙間
４７  ビニル紐（連結手段）
５１  マグネシウム金属管（スライム除去材）
５２  ストレーナ
Ａ  地山
Ｂ  土壁面
【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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【図１０】
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