(57)【要約】【課題】閉鎖性水域内に流入する水が汚染されている場合に雨水排水を直接的に浄化処理し、閉鎖性水域に健康関連微生物等を含む雨水排水が流入するのを防止可能な、閉鎖性水域の汚染防止システム及び汚染防止施設並びにそれらを用いた汚染防止方法を提供する。【解決手段】閉鎖性水域５と外部水域６との間で相互に水が流通する流出入口５２の近傍に設置され、外部水域６から閉鎖性水域５内に流入する水Ａが汚染されている場合に、この水Ａを浄化処理し、処理水Ｂを閉鎖性水域に流入させる浄化処理部１１を備える。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
閉鎖性水域と外部水域との間で相互に水が流通する流出入口の近傍に設置され、前記外部水域から前記閉鎖性水域内に流入する水が汚染されている場合に該流入水を浄化処理し、その処理水を閉鎖性水域に流入させる浄化処理部を備えることを特徴とする、閉鎖性水域の汚染防止システム。
【請求項２】
さらに、前記外部水域における水質の変化を検出する水質検出部と、
前記水質検出部による水質変化の検出結果に基づいて、前記浄化処理部による前記流入水の浄化処理を開始又は停止する制御を行う浄化制御部と、が備えられていることを特徴とする、請求項１に記載の閉鎖性水域の汚染防止システム。
【請求項３】
前記浄化制御部は、前記水質検出部による水質変化の検出結果に基づき、汚染された水塊が前記流出入口に到達するまでの予測時間を演算し、該予測時間に基づいて前記浄化処理部による前記流入水の浄化処理を開始する制御を行うことを特徴とする、請求項２に記載の閉鎖性水域の汚染防止システム。
【請求項４】
前記水質検出部は、前記外部水域の水に含まれる健康関連微生物数を測定し、該健康関連微生物数に基づいた微生物検出信号を前記浄化制御部に送出し、
前記浄化制御部は、前記微生物検出信号に基づき、前記外部水域の水に含まれる健康関連微生物数が所定値を超えた場合に、汚染された水塊が前記流出入口に到達するまでの予測時間を演算し、該予測時間に基づいて前記浄化処理部による前記流入水の浄化処理を開始する制御を行うことを特徴とする、請求項３に記載の閉鎖性水域の汚染防止システム。
【請求項５】
さらに、前記流出入口が、前記外部水域における上流側及び下流側の各々に設けられている場合において、前記水質検出部が前記外部水域における上流側及び下流側のそれぞれに配置されるとともに、前記各々の流出入口の間で移動可能な移動運搬手段が備えられており、
前記浄化制御部は、前記外部水域における上流側及び下流側にそれぞれ設けられた前記水質検出部の検出結果に基づき、前記浄化処理部を、前記移動運搬手段によって、前記各々の流出入口のうち、前記汚染された水塊が流入する側の流出入口の近傍に配置させることを特徴とする、請求項１〜請求項４の何れか一項に記載の閉鎖性水域の汚染防止システム。
【請求項６】
前記浄化制御部は、さらに、前記外部水域に流入する水の上流域における降雨情報に基づき、該降雨によって生じる汚染された水塊が前記流出入口に到達するまでの予測時間、及び、前記汚染された水塊の前記流出入口への流れ込みが終了するまでの予測時間を演算し、これらの予測時間に基づいて前記浄化処理部による前記流入水の浄化処理を開始又は停止する制御を行うことを特徴とする、請求項２〜請求項５の何れか一項に記載の閉鎖性水域の汚染防止システム。
【請求項７】
前記浄化処理部は、前記流入水のうち、表層水を集中的に浄化処理し、その処理水を前記閉鎖性水域に流入させることを特徴とする請求項１〜請求項６の何れか一項に記載の閉鎖性水域の汚染防止システム。
【請求項８】
前記浄化処理部は、各種汚染物質を含む流入水を浄化処理するのに対応するための交換可能な浄化ユニットを備えることを特徴とする請求項１〜請求項７の何れか一項に記載の閉鎖性水域の汚染防止システム。
【請求項９】
請求項１〜請求項８の何れか一項に記載の汚染防止システムを備えてなることを特徴とする、閉鎖性水域の汚染防止施設。
【請求項１０】
請求項１〜請求項８の何れか一項に記載の汚染防止システム、又は、請求項９に記載の汚染防止施設を用いて、外部水域から閉鎖性水域内に流入する水が汚染されている場合に該流入水を浄化処理し、処理水を閉鎖性水域に流入させることを特徴とする、閉鎖性水域の汚染防止方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、閉鎖性水域の汚染防止に係る技術に関し、特に、湖沼、内湾、内海等の閉鎖性水域に流入する、健康関連微生物を含む汚染された水塊を浄化するための汚染防止システム、及び、汚染防止施設、並びに、それらを用いた汚染防止方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、健康関連微生物の処理に関しては、下水処理場からの放流水中における大腸菌群数が日間平均で３０００個／ｃｍ３以下に定められていることから、下水処理設備及び処理方法として、例えば、塩素添加による消毒や、オゾン注入、紫外線照射による消毒等が適用されている。このような設備又は方法としては、例えば、大腸菌群等の健康関連微生物の群数を迅速に測定し、最適な消毒条件を用いて処理するシステムがいくつか提案されている。
【０００３】
例えば、特許文献１には、下水二次処理水の再利用処理施設と処理水利用設備とを連結する導水渠の中途部にオゾン処理装置を配備した下水再利用システムにおいて大腸菌群数測定装置を付設するとともにオゾン処理装置の下流側に溶存オゾン濃度計を配備し、大腸菌群数測定装置で測定された上流側の大腸菌群数と、溶存オゾン濃度計で測定されたオゾン処理水の溶存オゾン濃度からオゾン処理装置に対する注入オゾン率を適宜変更するような制御を実施することが記載されている。
【０００４】
また、特許文献２には、大腸菌群数、有機物濃度、アンモニア自動測定装置の値から、データ処理装置においてあらかじめ設定した演算式により塩素注入量を決定していることが記載されている。
【０００５】
さらに、特許文献３には、処理対象水を消毒するオゾン発生装置と、オゾン発生装置の下流側の処理対象水内の微生物数を測定する測定装置とを備え、測定装置により処理対象水を測定した測定値から記憶装置に記憶したデータに基づいて微生物数の予測最大値を求め、この予測最大値と微生物数の許容基準値とを比較して、予測最大値が許容基準値を超える場合はオゾン発生装置によりオゾンを発生させて消毒を行い、超えない場合はオゾンの発生を停止する消毒システムが記載されている。
【０００６】
ところで、合流式下水道が整備された地域においては、降雨時の雨水及び汚水の全てを下水処理施設で処理することは、下水処理場の処理能力（簡易処理を含む）上、困難な場合がある。このため、豪雨による大量の雨水が下水道管渠に浸入した際、下水処理場の処理能力や下水道管渠の排水能力を超える下水は、通常、合流式下水道雨天時越流水として、未処理のままで河川や海等の公共水域に排出せざるを得なくなることがある。
【０００７】
それゆえ、上述の合流式下水道雨天時越流水に由来する健康関連微生物を含む汚染物質は、排出された河川等の下流域において汚染が拡大するおそれもあることから、人が汚染された水塊に接触することに伴う健康被害も心配される。特に、閉鎖性水域においては、その構造上、一度、汚染された水塊が流入すると、その汚染が無くなるまでには長い期間を要することとなり、人が立ち入る親水空間としての利用が困難になるという問題がある。
【０００８】
ここで、上述した閉鎖性水域とは、湖沼、内湾、内海等、自然あるいは人工的に形成された物理的な形状ゆえに、外部水域（外域）との間で水の出入りが少ない水域のことである。このような閉鎖性水域においては、一般に、環境汚染に対して脆弱で水質汚濁が進行しやすいため、生態系への悪影響が生じる可能性が高く、また、水際公園等としての親水利用が困難になる等の問題も生じやすい。
【０００９】
通常、健康関連微生物による汚染への対策としては、汚染源である放流（排出）側において消毒等の対策を施すことが一般的である。また、閉鎖性水域における直接的な汚染防止対策としては、例えば、シルトフェンスによる流入規制や、浄化処理水の放流による希釈浄化等の方法が提案されている。しかしながら、これらの閉鎖性水域における汚染対策は、健康関連微生物を直接処理する方法ではないことから、例えば、豪雨時等においては対策能力に対する負荷が大きすぎ、その効果を十分に発揮できない場合もあった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
【特許文献１】特開平０７−２０４６７１号公報
【特許文献２】特開２０００−０７９３９６号公報
【特許文献３】特開２００３−３２６２７５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
本発明は上記課題に鑑みてなされたものであり、閉鎖性水域内に流入する水が汚染されている場合に流入水を直接的に浄化処理し、閉鎖性水域に健康関連微生物やその他の汚染物質を含む汚染された水塊が流入するのを防止可能な汚染防止システム、及び、汚染防止施設、並びに、それらを用いた汚染防止方法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】
【００１２】
まず、本発明における第一の発明は、閉鎖性水域の汚染防止システムであって、閉鎖性水域と外部水域との間で相互に水が流通する流出入口の近傍に設置され、前記外部水域から前記閉鎖性水域内に流入する水が汚染されている場合に該流入水を浄化処理し、処理水を閉鎖性水域に流入させる浄化処理部を備えることを特徴とする。
【００１３】
このような構成の閉鎖性水域の汚染防止システムによれば、流出入口の近傍に設置され、流入水を浄化処理して閉鎖性水域に流入させる浄化処理部を備えているので、例え、上流側から外部水域に汚染された水塊が流れ込んだ場合でも、閉鎖性水域への流出入口において直接的に流入水を浄化処理し、処理水として閉鎖性水域に流入させる。これにより、汚染された水塊が閉鎖性水域に流入するのを抑制できるので、閉鎖性水域内において、合流式下水道雨天時越流水に由来する健康関連微生物やその他の汚染物質による汚染が拡大することがなく、生態系への影響を最小限に抑制でき、さらに、各種作業場や、人が水と触れ合う水際公園等として親水利用が可能になる。
【００１４】
なお、本発明において説明する閉鎖性水域とは、上述したように、湖沼、内湾、内海等、自然あるいは人工的に形成された物理的な形状ゆえに、外部水域（外域）との間で水の出入りが少ない水域のことであり、環境汚染に対して脆弱で水質汚濁が進行しやすい水域のことである。本発明は、このような閉鎖性水域における水質汚染等を防止し、生態系への影響を抑制しながら、水際公園等における親水利用を可能にするものである。
【００１５】
また、本発明における第二の発明は、上記構成とされた閉鎖性水域の汚染防止システムにおいて、さらに、前記外部水域における水質の変化を検出する水質検出部と、前記水質検出部による水質変化の検出結果に基づいて、前記浄化処理部による前記流入水の浄化処理を開始又は停止する制御を行う浄化制御部と、が備えられていることを特徴とする。
【００１６】
このような構成の閉鎖性水域の汚染防止システムによれば、外部水域に設けられる水質検出部による水質変化の検出結果に基づいて、浄化制御部において浄化処理部による流入水の浄化処理を開始又は停止するように制御することができる。これにより、浄化処理部を、外部水域の汚染状況に基づいて無駄なく効率的に稼働させながら、汚染された水塊を効率的に浄化処理して閉鎖性水域に流入させることが可能になる。
【００１７】
また、本発明における第三の発明は、上記構成とされた閉鎖性水域の汚染防止システムにおいて、前記浄化制御部が、前記水質検出部による水質変化の検出結果に基づき、前記汚染された水塊が前記流出入口に到達するまでの予測時間を演算し、該予測時間に基づいて前記浄化処理部による前記流入水の浄化処理を開始する制御を行うことを特徴とする。
【００１８】
このような構成の閉鎖性水域の汚染防止システムによれば、水質検出部による水質変化の検出結果に基づき、浄化制御部において演算された汚染された水塊が流出入口に到達するまでの予測時間に基づいて、浄化処理部による流入水の浄化処理を開始するように制御することにより、浄化処理部を、当該流出入口に汚染された水塊が到達する時間に合わせて無駄なく効率的に稼働させながら、流入水を効果的に浄化処理して閉鎖性水域に流入させることが可能になる。
【００１９】
また、本発明における第四の発明は、上記構成とされた閉鎖性水域の汚染防止システムにおいて、前記水質検出部が、前記外部水域の水に含まれる健康関連微生物数を測定し、該健康関連微生物数に基づいた微生物検出信号を前記浄化制御部に送出し、前記浄化制御部が、前記微生物検出信号に基づき、前記外部水域の水に含まれる健康関連微生物数が所定値を超えた場合に、汚染された水塊が前記流出入口に到達するまでの予測時間を演算し、該予測時間に基づいて前記浄化処理部による前記流入水の浄化処理を開始する制御を行うことを特徴とする。
【００２０】
このような構成の閉鎖性水域の汚染防止システムによれば、水質検出部で検出された外部水域の水に含まれる健康関連微生物数に基づいて、汚染された水塊が流出入口に到達するまでの予測時間を演算し、この予測時間に基づいて浄化処理部による流入水の浄化処理を適宜開始することができる。これにより、上記同様に、浄化処理部を、健康関連微生物を含む汚染された水塊が流出入口に到達する時間に合わせて無駄なく効率的に稼働させながら、流入水を効果的に浄化処理して閉鎖性水域に流入させることが可能になる。
【００２１】
また、本発明における第五の発明は、上記構成とされた閉鎖性水域の汚染防止システムにおいて、さらに、前記流出入口が、前記外部水域における上流側及び下流側の各々に設けられている場合において、前記水質検出部が前記外部水域における上流側及び下流側のそれぞれに配置されるとともに、前記各々の流出入口の間で移動可能な移動運搬手段が備えられており、前記浄化制御部は、前記外部水域における上流側及び下流側にそれぞれ設けられた前記水質検出部の検出結果に基づき、前記浄化処理部を、前記移動運搬手段によって、前記各々の流出入口のうち、前記汚染された水塊が流入する側の流出入口の近傍に配置させることを特徴とする。
【００２２】
このような構成の閉鎖性水域の汚染防止システムによれば、外部水域における上流側及び下流側に配置された水質検出部における検出結果に基づき、移動運搬手段により、浄化処理部を、各々の流出入口のうちの汚染された水塊が流入する側の流出入口の近傍に適宜配置させることができる。これにより、例えば、１台の浄化処理部を準備しておくことで、複数の流出入口において流入水の浄化処理を行うことができることから、全ての流出入口に浄化処理部を配置する必要が無いので、設置に係るコストやメンテナンスのコストを低減できる。また、外部水域の水質変化に基づき、汚染された水塊の流入が予測される流出入口に合わせて、浄化処理部を無駄なく効率的に配置しながら、流入水を効果的に浄化処理して閉鎖性水域に流入させることが可能になる。
【００２３】
また、本発明における第六の発明は、上記構成とされた閉鎖性水域の汚染防止システムにおいて、前記浄化制御部が、さらに、前記外部水域に流入する水の上流域における降雨情報に基づき、該降雨によって生じる汚染された水塊が前記流出入口に到達するまでの予測時間、及び、前記汚染された水塊の前記流出入口への流れ込みが終了するまでの予測時間を演算し、これらの予測時間に基づいて前記浄化処理部による前記流入水の浄化処理を開始又は停止する制御を行うことを特徴とする。
【００２４】
このような構成の閉鎖性水域の汚染防止システムによれば、降雨情報に基づき、降雨によって生じた合流式下水道雨天時越流水由来の汚染された水塊が流出入口に到達するまでの予測時間、及び、流れ込みが終了するまでの予測時間を求め、各予測時間に基づいて浄化処理部による流入水の浄化処理を開始又は停止する制御することにより、上記同様、浄化処理部を、当該流出入口に汚染された水塊が到達する時間に合わせて無駄なく効率的に稼働させながら、流入水を効果的に浄化処理して閉鎖性水域に流入させることが可能になる。
【００２５】
また、本発明における第七の発明は、上記構成とされた閉鎖性水域の汚染防止システムにおいて、前記浄化処理部が、前記流入水のうち、表層水を集中的に浄化処理し、その処理水を前記閉鎖性水域に流入させることを特徴とする。
【００２６】
このような構成の閉鎖性水域の汚染防止システムによれば、流入水のうち、特に、健康関連微生物等による汚染が顕著となる表層水を集中的に浄化処理することで、より効果的且つ効率的な浄化処理が可能になる。
【００２７】
また、本発明における第八の発明は、上記構成とされた閉鎖性水域の汚染防止システムにおいて、前記浄化処理部が、各種汚染物質を含む流入水を浄化処理するのに対応するための交換可能な浄化ユニットを備えることを特徴とする。
【００２８】
このような構成の閉鎖性水域の汚染防止システムによれば、交換可能な浄化ユニットを備えた構成なので、上述した健康関連微生物のみならず、浄化ユニットを交換することで他の汚染物質の浄化にも対応可能となる。例えば、災害等における緊急時には、浄化ユニットを、除濁、脱塩、消毒可能なユニットに交換することで、処理水を飲料水として提供することも可能になる。
【００２９】
また、本発明における第九の発明は、閉鎖性水域の汚染防止施設であって、上記した何れかの汚染防止システムを備えてなることを特徴とする。
【００３０】
このような構成の閉鎖性水域の汚染防止施設によれば、上記の閉鎖性水域の汚染防止システムを備えてなる、例えば、建造物等の施設なので、上記同様、上流側から外部水域に汚染された水塊が流れ込んだ場合でも、閉鎖性水域への流出入口において直接的に流入水を浄化処理し、処理水として閉鎖性水域に流入させることにより、汚染された水塊が閉鎖性水域に流入するのを抑制できる。これにより、閉鎖性水域内において、合流式下水道雨天時越流水に由来する健康関連微生物を含む汚染物質による汚染が拡大することがないので、生態系への影響を最小限に抑制でき、さらに、各種作業場や水際公園等としての親水利用が可能になる。
【００３１】
また、本発明における第十の発明は、閉鎖性水域の汚染防止方法であって、上記した何れかの汚染防止システム、又は、汚染防止施設を用いて、外部水域から閉鎖性水域内に流入する水が汚染されている場合に該流入水を浄化処理し、処理水を閉鎖性水域に流入させることを特徴とする。
【００３２】
このような構成の閉鎖性水域の汚染防止方法によれば、上記の閉鎖性水域の汚染防止システム又は汚染防止施設を用いて、外部水域からの流入水を浄化処理して、処理水として閉鎖性水域に流入させる方法なので、上記同様、汚染された水塊が閉鎖性水域に流入するのを抑制でき、閉鎖性水域内において、合流式下水道雨天時越流水に由来する健康関連微生物を含む汚染物質による汚染が拡大することがない。これにより、閉鎖性水域及びその周辺領域において、生態系への影響を最小限に抑制できるとともに、親水利用が可能になる。
【発明の効果】
【００３３】
本発明に係る閉鎖性水域の汚染防止システムによれば、閉鎖性水域と外部水域との間で相互に水が流通する流出入口の近傍に設置され、前記外部水域から前記閉鎖性水域内に流入する水が汚染されている場合に該流入水を浄化処理し、処理水を閉鎖性水域に流入させる浄化処理部を備えた構成を採用している。これにより、例え、上流側から外部水域に汚染された水塊が流れ込んだ場合でも、閉鎖性水域への流出入口において直接的に流入水を浄化処理し、処理水として閉鎖性水域に流入させるので、汚染された水塊が閉鎖性水域に流入するのを抑制でき、閉鎖性水域内において合流式下水道雨天時越流水に由来する健康関連微生物を含む汚染物質による汚染が拡大するのを防止できる。
【００３４】
また、本発明に係る閉鎖性水域の汚染防止施設によれば、上記の閉鎖性水域の汚染防止システムを備えてなる施設なので、上記同様に、閉鎖性水域への流出入口において直接的に流入水を浄化処理して閉鎖性水域に流入させることにより、汚染された水塊が閉鎖性水域に流入するのを抑制でき、閉鎖性水域内において、合流式下水道雨天時越流水に由来する健康関連微生物を含む汚染物質による汚染が拡大するのを防止できる。
【００３５】
さらに、本発明に係る閉鎖性水域の汚染防止方法によれば、上記の閉鎖性水域の汚染防止システム又は汚染防止施設を用いて、外部水域からの流入水を浄化処理して閉鎖性水域に流入させる方法なので、上記同様、汚染された水塊が閉鎖性水域に流入するのを抑制でき、閉鎖性水域内において、合流式下水道雨天時越流水に由来する健康関連微生物を含む汚染物質による汚染が拡大するのを防止できる。
【００３６】
従って、本発明に係る閉鎖性水域の汚染防止システム及び汚染防止施設、並びに、それらを用いた汚染防止方法によれば、閉鎖性水域及びその周辺領域において、生態系への影響を最小限に抑制できるとともに、例えば、各種作業場や、人が水と触れ合う水際公園等として親水利用が可能になるという優れた効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００３７】
【図１】本発明の一実施形態である閉鎖性水域の汚染防止システム及び汚染防止施設、並びに汚染防止方法を模式的に説明する図であり、河川から水が流れ込む内湾に設けられた閉鎖性水域、外部水域及び流入河川の各々の間の位置関係を示す概略図である。
【図２】本発明の一実施形態である閉鎖性水域の汚染防止システム及び汚染防止施設、並びに汚染防止方法を模式的に説明する図であり、図１に示す河川から水が流れ込む内湾に設けられた閉鎖性水域に本発明を適用した概略図で、閉鎖性水域と外部水域との間の流出入口に浄化処理部を配置するとともに、外部水域における上流側及び下流側に水質検出部を配置した例を説明する図である。
【発明を実施するための形態】
【００３８】
以下、本発明の実施形態である閉鎖性水域の汚染防止システム、及び、汚染防止施設、並びに、それらを用いた汚染防止方法の一例を挙げ、その構成について図１及び図２を参照しながら詳述する。
【００３９】
本実施形態においては、図１及び図２に示すような、河川８から水が流れ込む内湾７に設けられた閉鎖性水域５に本発明を適用した例を挙げて説明する。本実施形態で説明する閉鎖性水域５とは、上述したように、湖沼、内湾、内海、あるいは運河等の、自然あるいは人工的に形成された物理的な形状ゆえに、外部水域（外域）６との間で水の出入りが少ない水域である。図示例の閉鎖性水域５は、内湾７内において平面視Ｌ字状に設置された人工壁５１によって区切られた水域であり、外部水域６との間で水が流通する流出入口５２が２箇所に設けられている。また、図１及び図２においては、閉鎖性水域５の２箇所の流出入口５２のうち、流出入口５２ａが河川８側の上流側に設けられており、流出入口５２ｂが、河川８とは反対側の下流側に設けられている。また、図１及び図２中には、河川８の河口８１よりも上流域に設けられた下水処理場９を示している。
【００４０】
また、図１及び図２中に矢印で示すように、内湾７内においては、図示略の外湾からの潮の満ち引きに伴い、上げ潮Ｕ、及び、下げ潮Ｄが発生する。
【００４１】
本実施形態の汚染防止システム１及び汚染防止施設、並びに、汚染防止方法は、特に、親水空間等に利用される閉鎖性水域５に侵入しようとする、健康関連微生物を含む汚染された水塊に対して、直接的に浄化処理を実施するものである。即ち、従来は、例えば下水処理場等の汚染物質を排出する施設において浄化処理が行われるのみで、合流式下水道雨天時越流水は、放流後、下流に流れ込み、そのまま閉鎖性水域５に流入していたのに対し、本実施形態においては、閉鎖性水域５に侵入しようとする汚染された水塊（流入水）に対して直接的に浄化処理を行うものである。
【００４２】
なお、本発明に係る汚染防止施設は、以下に詳述するような本発明に係る汚染防止システム１を備えてなる建造物等の各種施設なので、本実施形態においては、その詳細な説明を省略する。
【００４３】
［汚染防止システム（汚染防止施設）］
以下に、本実施形態の閉鎖性水域の汚染防止システム１について詳述する。
本実施形態の汚染防止システム１は、閉鎖性水域５と外部水域６との間で相互に水が流通する流出入口５２（５２ａ，５２ｂ）の近傍に設置され、外部水域６から閉鎖性水域５内に流入する水Ａが汚染されている場合に、この水（流入水）Ａを浄化処理し、処理水Ｂを閉鎖性水域に流入させる浄化処理部１１を備えて構成される。
【００４４】
また、図２に示す例においては、汚染防止システム１は、外部水域６における水質の変化を検出する水質検出部１２と、水質検出部１２による水質変化の検出結果に基づいて、浄化処理部１１による流入水の浄化処理を開始又は停止する制御を行う浄化制御部１３とが備えられている。さらに、図示例においては、水質検出部１２が、外部水域６における上流側及び下流側のそれぞれに配置され、水質検出部１２ａが上流側の河口８１付近に配置されるとともに、水質検出部１２ｂが流出入口５２ｂよりも下流側に配置されている。
【００４５】
さらに、図２に示す例の汚染防止システム１は、例えば、船舶等で構成され、流出入口５２ａと流出入口５２ｂとの間で移動可能であるとともに、浄化処理部１１を運搬可能に構成される移動運搬手段１４が備えられている。
また、本実施形態の汚染防止システム１は、上述の浄化処理部１１、水質検出部１２（１２ａ，１２ｂ）、及び、移動運搬手段１４との間で、各種制御信号等を例えば無線通信等によって送受信しながら、健康関連微生物等の汚染された水塊を含む水Ａを浄化処理する際の各種制御を行う浄化制御部１３が備えられている。
【００４６】
浄化処理部１１は、例えば、健康関連微生物等で汚染された水塊を含む水Ａの浄化処理を行うものである。浄化処理部１１としては、従来から汚染水浄化用途に用いられている消毒手段等を何ら制限無く適用することができ、例えば、塩素や二酸化塩素、過酸化水素等の添加による消毒の他、紫外線照射やオゾン処理等、水Ａの汚染状況に合わせて適切な方法を採用することができる。
なお、図２に示す例においては、説明の都合上、流出入口５２ａ，５２ｂの両方の近傍に浄化処理部１１を示しているとともに、船舶からなる移動運搬手段１４上にも浄化処理部１１が搭載された例を示している。
【００４７】
図２に示すように、本実施形態の浄化処理部１１は、閉鎖性水域５の流出入口５２（５２ａ，５２ｂ）の近傍に設置され、外部水域６から閉鎖性水域５に侵入しようとする水Ａを直接的に浄化処理する。これにより、例え、上流側の河川８等から外部水域６に健康関連微生物等の汚染された水塊が流れ込んだ場合であっても、閉鎖性水域５への流出入口５２において直接的に汚染された水塊を含む水Ａを浄化処理し、処理水Ｂとして閉鎖性水域５に流入させることができる。従って、環境汚染に対して脆弱で水質汚染等が進行しやすい閉鎖性水域５内においては、合流式下水道雨天時越流水に由来する健康関連微生物等による汚染が拡大するようなことがなく、例えば、例えば、万が一、外部水域６に大腸菌等による汚染された水塊が入り込んだ場合であっても、汚染された水塊が閉鎖性水域５内に流入するのを抑制できる。即ち、浄化処理部１１で浄化処理された処理水Ｂを閉鎖性水域５に流入させることで、閉鎖性水域５及びその周辺領域における生態系への影響を最小限に抑制できるとともに、各種作業場や公園等として親水利用が可能になる。
【００４８】
なお、浄化処理部１１は、外部水域６から閉鎖性水域５に向けて流入する水Ａのうち、特に、健康関連微生物等による汚染が顕著となる表層水を集中的に浄化処理することが、より効果的且つ効率的な浄化処理が可能となる観点から好ましい。
【００４９】
水質検出部１２（１２ａ，１２ｂ）としては、従来から河川等の水質汚染の検出に用いられているセンサ等を何ら制限無く用いることができる。このような水質検出部１２としては、例えば、上記特許文献３（特開２００３−３２６２７５号公報）に記載のような、リアルタイムで健康関連微生物等の濃度を測定することが可能な微生物測定手段や、従来公知の濁度、アンモニア測定手段等を用いることができる。
【００５０】
浄化制御部１３は、水質検出部１２による水質変化の検出結果に基づいて、浄化処理部１１による水（流入水）Ａの浄化処理を開始又は停止する制御を行うものであり、上述したように、水質検出部１２等との間で有線あるいは無線通信等によって各種制御信号等を送受信できる構成とされている。
【００５１】
本実施形態の汚染防止システム１によれば、外部水域６に設けられる水質検出部１２によって水Ａの急激な水質変化を検出する。浄化制御部１３は、水質検出部１２の検出結果に基づき、外部水域６内の水Ａが汚染されていると判断した場合には、浄化処理部１１による流入水（水Ａ）の浄化処理を開始する一方、外部水域６内の水Ａが汚染されていないと判断された場合には、浄化処理部１１の稼働を停止させる制御を行う。これにより、浄化処理部１１を、外部水域６の汚染状況に基づいて無駄なく効率的に稼働させながら、汚染された水塊を効率的に浄化処理して、処理水Ｂとして閉鎖性水域５に流入させることが可能になる。
【００５２】
また、浄化制御部１３は、水質検出部１２による水質変化の検出結果に基づき、汚染された水塊が流出入口５２（５２ａ，５２ｂ）に到達するまでの予測時間を演算し、この予測時間に基づいて浄化処理部１１による水Ａの浄化処理を開始する制御を行う構成とすることも可能である。これにより、浄化処理部１１を、流出入口５２に汚染された水塊が到達する時間に合わせて無駄なく効率的に稼働させながら、流入水（水Ａ）を効率的に浄化処理して、処理水Ｂを閉鎖性水域５に流入させることが可能になる。
【００５３】
ここで、降雨時に閉鎖性水域５に流入する汚染された水塊の流入形態は、通常、河川８等による上流側からの流入と、上げ潮時の下流側（海洋側）からの流入の２通りがある。このため、本実施形態においては、図２に示す例のように、水質検出部１２ａが流出入口５２ａよりも上流側の河口８１付近に配置されるとともに、水質検出部１２ｂが流出入口５２ｂよりも下流側に配置された構成を採用することが好ましい。このように、外部水域６における上流側及び下流側のそれぞれに水質検出部１２ａ，１２ｂを設け、それぞれの位置における水質の急変を検出することで、浄化制御部１３において、上流側あるいは下流側の何れの場所で汚染が拡大しているかを判断することができる。そして、浄化制御部１３は、外部水域６の上流側の汚染が確認された場合には、閉鎖性水域５の流出入口５２ａ側において浄化処理部１１による浄化処理を行い、下流側の汚染が確認された場合には、流出入口５２ｂ側において浄化処理部１１による浄化処理を行うことで、閉鎖性水域５に処理水Ｂを流入させることが可能となる。
【００５４】
一般に、河川８等の上流側から外部水域６に流入した汚染された水塊の、閉鎖性水域５への流入位置は、図１中に示す上げ潮時（符号Ｕ参照）と下げ潮時（符号Ｄ参照）とで異なる場合がある。即ち、内湾７や閉鎖性水域５の平面視形状等や、各流出入口５２ａ，５２ｂの位置にも左右されるが、例えば、図１中に示す上げ潮Ｕが発生している場合には、図２に示す下流側の流出入口５２ｂから汚染された水塊が閉鎖性水域５内に流入する可能性が高まる一方、下げ潮Ｄが発生している場合には、上流側の流出入口５２ａから汚染された水塊が閉鎖性水域５内に流入する可能性が高まる。この際、本実施形態の汚染防止システム１は、上流側に設けられた水質検出部１２ａ、あるいは、下流側に設けられた水質検出部１２ｂで水質の急激な変化を検出することで、外部水域６における上流側又は下流側の何れの場所で汚染が進行しているのかを判断する。そして、水質検出部１２ａ，１２ｂの検出結果に基づき、上流側の流出入口５２ａ及び下流側の流出入口５２ｂのうち、汚染された水塊が流入する可能性のある側において、浄化処理部１１を用いた水Ａの浄化処理を行い、処理水Ｂを閉鎖性水域５内へ流入させる。
【００５５】
なお、水Ａの健康関連微生物による汚染の度合いは、上流域における降雨量との関係が大きいと考えられる。また、例えば、河川８の流域において雨が降った後、汚染された水塊が外部水域６に流れ込み続ける日数等は、ある程度予測できる。このため、浄化制御部１３において、上記の水質検出部１２の検出結果に加え、さらに、外部水域６に汚染された水塊が流れ込む日数等のシミュレーションを行い、この結果に基づいて浄化処理部１１における浄化処理を開始又は停止させるよう、制御することも可能である。
【００５６】
この場合には、浄化制御部１３において、まず、水質検出部１２の検出結果と併せて、例えば、下水処理場周辺における降雨データや、閉鎖性水域５の周辺地域を含めた上流域における降雨量及び降雨時間等の気象データに基づいてシミュレーションを行う。このシミュレーションにより、降雨によって生じた合流式下水道雨天時越流水由来の汚染された水塊が外部水域６に流れ込む予測日時（予測時間）、及び、この流れ込みが終了する予測日時（予測時間）を算出し、閉鎖性水域５の流出入口５２ａ、５２ｂに到達するまでの予測時間、及び、流れ込みが終了するまでの予測時間を求める。そして、この結果に基づいて浄化処理部１１における浄化処理の開始／停止を制御することができる。
【００５７】
また、本実施形態においては、水質検出部１２が、外部水域６の水Ａに含まれる健康関連微生物数を測定し、この健康関連微生物数に基づいた微生物検出信号を浄化制御部１３に送出し、浄化制御部１３が、微生物検出信号に基づき、外部水域６の水Ａに含まれる微生物数が所定値を超えた場合に、汚染された水塊が流出入口５２に到達するまでの予測時間を演算し、この予測時間に基づいて浄化処理部１１による汚染された水塊を含む水Ａの浄化処理を開始する制御を行う構成を採用することができる。これにより、例えば、外部水域６の水Ａに含まれる健康関連微生物数が所定値を超えた場合に、汚染された水塊が流出入口５２に到達する予測時間に基づいて浄化処理部１１による浄化処理を適宜開始することができるので、多くの微生物を含む汚染された水塊が流出入口５２に到達する時間に合わせて無駄なく効率的に稼働させることが可能になる。
【００５８】
移動運搬手段１４は、上述したように、閉鎖性水域５に設けられる流出入口５２ａと流出入口５２ｂとの間で移動可能とされ、これら各流出入口５２ａ，５２ｂの間で浄化処理部１１を運搬するものである。このような移動運搬手段１４としては、例えば、閉鎖性水域５内や外部水域６を航行可能な船舶や、陸地１０を走行可能な車両、あるいは、各流出入口５２ａ，５２ｂの間で直接往復可能なレール走行手段等を採用することができる。本実施形態によれば、このような移動運搬手段１４を備えた構成を採用することで、浄化制御部１３が、外部水域６における上流側及び下流側にそれぞれ設けられた水質検出部１２ａ，１２ｂの検出結果に基づき、浄化処理部１１を、移動運搬手段１４によって、各々の流出入口５２ａ，５２ｂのうち、汚染された水塊が流入する側の流出入口の近傍に配置させるように移動させることができる。この場合、移動運搬手段１４を、例えば、レール上を走行する自動運転手段等から構成することにより、汚染防止システム１を無人施設に適用することも可能となる。
【００５９】
本実施形態では、上述のような移動運搬手段１４が備えられることにより、例えば、１台の浄化処理部１１を準備しておけば、複数の流出入口５２において流入水の浄化処理を行うことができるので、全ての流出入口５２に浄化処理部１１を配置する必要が無く、設置に係るコストやメンテナンスのコストを低減できるという効果が得られる。従って、外部水域６の水質変化に基づき、汚染された水塊の流入が予測される流出入口５２に合わせて、浄化処理部１１を無駄なく効率的に配置しながら、流入水を効果的に浄化処理して処理水Ｂを閉鎖性水域５に流入させることが可能になる。
【００６０】
ここで、閉鎖性水域５への流入水の浄化処理を迅速且つ確実に行う観点からは、閉鎖性水域５の全ての流出入口５２に浄化処理部１１を設置することが好ましいが、設置場所をとることや、設置コストの制約等の問題がある。このため、本実施形態では、上述のような移動運搬手段１４により、複数の流出入口５２ａ，５２の間で、必要に応じて浄化処理部１１を移動させる構成を採用することが、上記の設置場所やコスト等の面からより好ましい。
【００６１】
さらに、本実施形態では、浄化処理部１１が、各種汚染物質を含む流入水を浄化処理するのに対応するための交換可能な浄化ユニットを備える構成を採用することができる。即ち、浄化処理部１１を、適宜交換可能なユニット形式で構成することが、上述した健康関連微生物のみならず、浄化ユニットを交換することで他の汚染物質の浄化にも対応可能になる観点からより好ましい。この場合、例えば、災害等における緊急時には、浄化処理部１１に備えられる図示略の浄化ユニットを、除濁、脱塩、消毒可能なユニットに交換することで、処理水Ｂを飲料水として提供することも可能になるという付加的効果が得られる。
【００６２】
また、本実施形態の汚染防止システム１においては、太陽電池パネル等を備えた構成を採用することが、汚染防止システム１の非稼働時において太陽光発電による蓄電を行い、その電気を汚染防止システム１の稼働用電源に用いることが可能になり、省エネルギー等の観点から好ましい。
【００６３】
［汚染防止方法］
本実施形態の閉鎖性水域５の汚染防止方法は、上述したような汚染防止システム１、又は、汚染防止システム１が備えられた汚染防止施設を用いて、外部水域６から閉鎖性水域５内に流入する水Ａが汚染されている場合に、汚染された水塊を浄化処理し、処理水Ｂを閉鎖性水域に流入させる方法である。
このような閉鎖性水域の汚染防止方法について、図２に示すような、上記にて詳述した各構成を備える汚染防止システム１を用いた一例を挙げて説明する。
【００６４】
まず、河川８等の上流側から、健康関連微生物等の含有量が高い汚染された水塊が内湾７の外部水域６に流入すると、外部水域６の上流側に設置された水質検出部１２ａ、あるいは、下流側に設置された水質検出部１２ｂの何れかにおいて、水質の急激な変化が検出される。
次に、水質検出部１２ａ，１２ｂにおける検出結果は、浄化制御部１３に送信され、この浄化制御部１３は上記検出結果に基づいて、外部水域６における上流側又は下流側の何れの場所において汚染が拡大しているのかを判断する。
【００６５】
次に、浄化制御部１３は、例えば、水質検出部１２ａにおいて水質の急激な変化が検出され、外部水域６の上流側において汚染が拡大していると判断した場合には、閉鎖性水域５の流出入口５２ａ，５２ｂのうち、上流側の流出入口５２ａ近傍において、浄化処理部１１による水Ａの浄化処理を開始する。この際、浄化処理部１１の稼働による浄化処理開始のタイミングは、水質検出部１２ａにおける検出結果に基づき、汚染された水塊が流出入口５２ａに到達するまでの予測時間を演算し、この予測時間に基づいて設定される。
【００６６】
また、汚染防止システム１に備えられる浄化処理部１１が１台である場合には、例えば、船舶や車両等からなる移動運搬手段１４を用いて、浄化処理部１１を、汚染された水塊の流入が想定される側の流出入口５２ａに配置する。なお、上述したように、図２中においては、説明の都合上、流出入口５２ａ，５２ｂの両方の近傍に浄化処理部１１を配置するとともに、船舶からなる移動運搬手段１４上にも浄化処理部１１が搭載された例を示している。
【００６７】
そして、流出入口５２ａ近傍に流れ着いた汚染された水塊を含む水Ａは、浄化処理部１１によって浄化処理され。処理水Ｂとして閉鎖性水域５に流入する。この際、下流側の流出入口５２ｂからは、閉鎖性水域５内の水が流出し、流出入口５２ｂから汚染物質が浸入することはない。
【００６８】
本実施形態の汚染防止方法によれば、上記の汚染防止システム１又は該汚染防止システム１を備えた汚染防止施設によって閉鎖性水域５への流入水を浄化処理する方法なので、上記同様、閉鎖性水域５内において、合流式下水道雨天時越流水に由来する健康関連微生物や汚染物質による汚染が拡大するのを防止できる。
【００６９】
［作用効果］
以上説明したように、本実施形態の閉鎖性水域の汚染防止システム１によれば、閉鎖性水域５と外部水域６との間で相互に水が流通する流出入口５２の近傍に設置され、外部水域６から閉鎖性水域５内に流入する水Ａが汚染されている場合にこの流入水を浄化処理し、処理水Ｂを閉鎖性水域５に流入させる浄化処理部を備えた構成を採用している。これにより、例え、河川８等の上流側から外部水域６に汚染された水塊が流れ込んだ場合でも、閉鎖性水域５への流出入口５２において直接的に汚染された水塊を浄化処理し、処理水として閉鎖性水域５に流入させるので、汚染された水塊が閉鎖性水域５に流入するのを抑制でき、閉鎖性水域５内において合流式下水道雨天時越流水に由来する健康関連微生物や汚染物質による汚染が拡大するのを防止できる効果が得られる。
【００７０】
また、本発明に係る閉鎖性水域の汚染防止施設によれば、上記の閉鎖性水域の汚染防止システムを備えてなる施設なので、上記同様、閉鎖性水域５への流出入口において直接的に流入水を浄化処理して閉鎖性水域５に流入させることにより、汚染された水塊が閉鎖性水域５に流入するのを抑制でき、閉鎖性水域５内において、合流式下水道雨天時越流水に由来する健康関連微生物や汚染物質による汚染が拡大するのを防止できる効果が得られる。
【００７１】
さらに、本発明に係る閉鎖性水域の汚染防止方法によれば、上記の閉鎖性水域の汚染防止システム又は汚染防止施設を用いて、外部水域６の汚染された水塊を浄化処理して閉鎖性水域５に流入させる方法なので、上記同様、汚染された水塊が閉鎖性水域５に流入するのを抑制でき、閉鎖性水域５内において、合流式下水道雨天時越流水に由来する健康関連微生物や汚染物質による汚染が拡大するのを防止できる効果が得られる。
【００７２】
従って、本発明に係る閉鎖性水域の汚染防止システム１及び汚染防止施設、並びに、それらを用いた汚染防止方法によれば、閉鎖性水域５及びその周辺領域において、生態系への影響を最小限に抑制できるとともに、例えば、各種作業場や水際公園等として親水利用が可能になるという優れた効果を奏するものである。
【産業上の利用可能性】
【００７３】
本発明の閉鎖性水域の汚染防止システム及び汚染防止施設、並びに、それらを用いた汚染防止方法によれば、上記構成を採用することで、特に、湖沼、内湾、内海等の閉鎖性水域に未消毒のまま流入する、健康関連微生物や汚染物質を含む流入水を直接的に浄化処理し、閉鎖性水域に健康関連微生物や汚染物質を含む汚染された水塊が流入するのを防止することができる。これにより、例えば、海辺の親水公園や、各種作業場所等の閉鎖性水域における環境保全が可能になり、環境保全への寄与度が高いものである。
【符号の説明】
【００７４】
１…汚染防止システム、
１１…浄化処理部、
１２…水質検出部、
１２ａ…水質検出部（上流側）、
１２ｂ…水質検出部（下流側）、
１３…浄化制御部、
１４…移動運搬手段、
５…閉鎖性水域、
５１…人工壁、
５２…流出入口、
５２ａ…流出入口（上流側）、
５２ｂ…流出入口（下流側）、
６…外部水域、
７…内湾、
８…河川、
８１…河口、
９…下水処理場、
１０…陸地、
Ａ…水
Ｂ…処理水、
Ｕ…上げ潮、
Ｄ…下げ潮。
【図１】
2015223544.tif 000003
【図２】
2015223544.tif 000004