(57)【要約】【課題】流失、埋没などの危険を軽減でき、水質改善および治水に優れ、さらに水棲生物の生息に適した水質浄化ブロックおよび水質浄化構造物を提供する。【解決手段】水質浄化ブロック１は、内側に竹炭や木炭などの水質浄化材４が収納されるコンクリート製のブロック本体２と、蓋体３とからなる。ブロック本体２は、六角形の台座部２ａと、台座部２ａより径の小さい六角形断面の筒状側壁部２ｂとからなり、側壁部２ｂの上端部に蓋体３を設置する。ブロック本体２の側壁部２ｂの各面および蓋体３には、それぞれスリットが形成されており、スリットを通じてブロック内外への水流による攪拌効果が得られる。また、蓋体３の上面に形成した山状の突出部３ａによっても水流を拡散する。【選択図】    図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
平面形状が多角形の台座部と、前記台座部の外径より径が小さい筒状側壁部とからなり内側に水質浄化材が収納されるコンクリート製のブロック本体と、前記筒状側壁部の上端部に設置される蓋体とを有し、前記筒状側壁部には複数の開口部が形成され、かつ前記蓋体には上下方向に連通する複数の開口部が形成されていることを特徴とする水質浄化ブロック。
【請求項２】
前記筒状側壁部は平断面が六角形の六角柱を構成し、六角柱の各面に開口部が形成されていることを特徴とする請求項１記載の水質浄化ブロック。
【請求項３】
前記台座部の平面形状が六角形である請求項１または２記載の水質浄化ブロック。
【請求項４】
前記蓋体の上面には互いに異なる方向に延びる複数の山状または台地状の突出部が形成されている請求項１、２または３記載の水質浄化ブロック。
【請求項５】
前記水質浄化材はネット状の袋体に充填された竹炭、木炭または活性炭である請求項１、２、３または４記載の水質浄化ブロック。
【請求項６】
請求項１〜５の何れかに記載の水質浄化ブロックを、水中に多数、前記台座部どうしを近接させて設置してなることを特徴とする水質浄化構造物。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本願発明は、河川の水質浄化並びに水棲生物の生息を助長するための水質浄化ブロックおよびそれを用いた水質浄化構造物に関するものである。
【０００２】
特に、人工水流を形成することによって、浄化材部分に攪拌された水流をより多く接触させて浄化機能を高めるとともに、流速の変化を発生させることによって流れの一部によどみが生じ、水棲生物の生息ゾーンとなるようにするものである。
【０００３】
【従来の技術】
近年、河川環境に対する関心が高まり、自然形態の回復を目指した河川整備が推し進められるようになったが、河川水質の改善を目的とする工法は立ち遅れているのが現状である。
【０００４】
従来の河川等における水質の改善を図った技術として、例えば特許文献１には、透水性コンクリートによる枡型の容器と蓋体とを有し、バイオ種菌を埋め込んだ木炭等の炭類を容器内部に入れ、これをバイオ種菌内蔵透水性擬似岩として河川に設置し、水質保全を図るものが記載されている。
【０００５】
特許文献２には、より簡易な構造としてコンクリート製の枡型容器に浄化用濾過材としてのチップ炭を充填したものが記載されている。また、特許文献３には、金属製の網状体とコンクリートを組み合わせた容器内に木炭・竹炭等の炭化材を充填して河川に設置し水質の浄化を図ることが記載されている。
【０００６】
特許文献４や特許文献５には、コンクリート製の護岸用ブロックに孔を設け、その孔の内部に炭等を充填することで、河川の水質浄化が図れることが記載されている。
【０００７】
特許文献６には、コンクリートダム取水口に於ける水質浄化装置として、孔あき板または鉄筋網などからなる透水性筒体の内側に活性炭または木炭を収納し、外側に多数の石を配設したものが記載されている。
【０００８】
特許文献７や特許文献８には、コンクリートブロック自体にその成分として竹炭、木炭、活性炭等の粉粒状炭化物を混入させて魚巣ブロック、皮床ブロック等として利用することが記載されている。
【０００９】
【特許文献１】
特開平０４−２４７２９７号公報
【特許文献２】
特開平０９−３２７６９０号公報
【特許文献３】
特開２０００−３１７４４０号公報
【特許文献４】
特許第２７６０７３７７公報
【特許文献５】
特開平０８−１４４２３７号公報
【特許文献６】
特許第３０３５７５８号公報
【特許文献７】
特開２０００−２１１９６０号公報
【特許文献８】
特開２００１−２７０７６７号公報
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
上述した従来の技術のうち、特許文献１〜３に記載されたものは、コンクリート製の容器などに炭などの水質浄化材を詰めて、水質浄化材の作用により水質の改善を図ったものであり、容器に透水性あるいは透過性を持たせることで、水質浄化材と水流の接触を確保している。
【００１１】
しかし、単にこれらを川底等に設置しただけでは、水流との接触が限られ十分な水質浄化効果を得ることは難しい。また、形態を擬似岩とすることで、景観の維持を図っているものの積極的に魚類や水棲昆虫等の生息環境を造り上げようとするものではない。
【００１２】
また、これらを個々に設置した場合、設置環境によってはブロック等が流失したり、堆積砂中に埋没する恐れもある。
【００１３】
特許文献４〜６に記載されたものは、護岸ブロックその他の治水用の構造物を利用して、その内部に炭等を充填することで、河川の水質浄化を図ったものであり、これらも大きな水質浄化効果ば期待できず、また積極的に水棲生物の生息環境等の改善を図ったものではない。
【００１４】
特許文献７、８に記載された発明のように、コンクリートブロック自体に炭化物を混入させたものでは、効果が喪失した場合や所望の浄化機能が得られない場合に、炭化物のみを交換するといったことができず、設置したブロックを取り除いて新たなブロックを設置しなければならず、多大なコストを要することになる。また、これらの発明においては、炭化物がコンクリートの成分として含有されているため、水との接触が限定され、炭化物による浄化機能をフルに利用することができない。
【００１５】
本願発明は、流失、埋没などの危険性を軽減しつつ、人工水流の形成による水質改善と治水面での補強を主とし、さらに魚類や水棲昆虫等の水棲生物の生息環境を造り上げることができる水質浄化ブロックおよび水質浄化構造物を提供することを目的としたものである。
【００１６】
【課題を解決するための手段】
本願の請求項１に係る水質浄化ブロックは、平面形状が多角形の台座部と、前記台座部の外径より径が小さい筒状側壁部とからなり内側に水質浄化材が収納されるコンクリート製のブロック本体と、前記筒状側壁部の上端部に設置される蓋体とを有し、前記筒状側壁部には複数の開口部が形成され、かつ前記蓋体には上下方向に連通する複数の開口部が形成されていることを特徴とするものである。
【００１７】
台座部については、多数のブロックを台座部どうしを近接させて設置することで、ブロックどうしの移動を拘束する効果が得られ、かつ台座部より径の小さい筒状側壁間に隙間が生ずることで、水流に抵抗しつつ水流を遮断せずに上流からの流砂などの堆積を防止することができる。
【００１８】
また、筒状側壁間の隙間を通る水流に加え、筒状側壁部および蓋体に設けられた開口部を通じての内外への水流が発生し、拡散された人工水流による攪拌効果が得られることから、ブロック内部に収納された水質浄化材との接触効率も上がり、高い水質浄化効果が得られる。開口部の形状は特に限定されないが、できるだけブロック本体や蓋体の剛性を低下させない形態のスリットや孔が望ましい。
【００１９】
また、人工水流の形成により、水中に酸素をより取り込みやすくなり、溶存物質の酸化および該ブロック上に発生した生物膜上の微生物等の活性化をさらに促し、水質浄化材による吸着の効果と併せてより効果的に水質を浄化することができる。
【００２０】
さらに、ブロック間の隙間やブロック内部の隙間は、それぞれの隙間の大きさに応じた魚類その他の水棲生物の恰好の生息空間となり、自然保護の観点からも有効である。
【００２１】
水質浄化材としては、例えば従来から水質浄化機能が知られている木炭、竹炭あるいは麦飯石等が利用可能であり、例えばナイロン製のネット等に入れてブロック内に収納することができる。また、その場合、長期の使用により浄化作用が損なわれてきた場合には、ブロックの蓋体を外して新しいものと容易に交換することができる。
【００２２】
ブロック本体の材質については、必要な重量が得やすい一般的なコンクリート製のブロックの他、ポーラスコンクリート製のブロック等でもよい。また、蓋体も安定性が得やすいコンクリート製の蓋体が好ましいが、構造的に外れたり、ずれたりする心配がない場合には、金属製その他の材質からなる蓋体でもよい。なお、蓋体がブロック本体に対してずれないようにするためには、凹凸による嵌合構造を設けたり、別途、固定手段を取り付けることも考えられる。
【００２３】
請求項２は、請求項１に係る水質浄化ブロックにおいて、前記筒状側壁部は平断面が六角形の六角柱を構成し、六角柱の各面に開口部が形成されていることを限定したものである。
【００２４】
筒状側壁部を六角柱とすることで、水流に対して正面から受ける抵抗が小さくなり（例えば、正六角形の場合、１つの頂点を水流の方向に向けて設置した場合、水圧を１２０°の角度で受けることになる。）、耐流力が増し、ブロックが流失したり、流石などにより破損する危険性も小さくなる。
【００２５】
また、多数のブロックを近接させて設置した場合において、全体がハニカム構造になり、六角柱のブロック間を通る水流が拡散され、よどみが生じ、上述した人工水流による攪拌効果がさらに増し、水質浄化機能を高めることができる。
【００２６】
また、六角柱の各面の開口部がブロックの中心に対し放射状に形成されることによっても、人工水流の拡散効果が増し、さらに水質浄化機能を増すとともに水棲生物にとって最適の生息環境を造り出すことができる。
【００２７】
請求項３は、請求項１または２に係る水質浄化ブロックにおいて、前記台座部の平面形状が六角形である場合を限定したものである。
【００２８】
台座部も六角形とした場合には、ブロック台座部どうしを６面摩擦となる形で密接させて設置することができ、一体のハニカム構造として耐流力が増す。また、近接させた多数のブロック全体が一体的に機能するため、川底の浸食が防止され、ブロックの自重によりブロック下の地盤を保護することができる。
【００２９】
請求項４は、請求項１、２または３に係る水質浄化ブロックにおいて、前記蓋体の上面には互いに異なる方向に延びる複数の山状または台地状の突出部が形成されている場合を限定したものである。
【００３０】
蓋体の上面に凹凸を設けることで、ブロック上面位置においてさらに水を攪拌し、水質改善効果の向上が図れる。また、山状または台地状の突出部を擬石模様に形成することで、親水性に富んだものとすることもできる。
【００３１】
請求項５は、請求項１、２、３または４に係る水質浄化ブロックにおいて、前記水質浄化材はネット状の袋体に充填された竹炭、木炭または活性炭である場合を限定したものである。
【００３２】
水質浄化材として、特に竹炭、木炭等の炭類を用いる場合、長期間の使用により交換を行う場合、予めこれらをネット状の袋体に充填した状態でブロック内に収納するようにすれば、交換作業が非常に容易となる。
【００３３】
請求項６に係る水質浄化構造物は、請求項１〜５の何れかに係る水質浄化ブロックを、水中に多数、前記台座部どうしを近接させて設置してなることを特徴とするものである。
【００３４】
請求項１〜５に係る水質浄化ブロックは、単独で取り扱ったり、河川内に任意の配置で設置することができるが、多数、台座部どうしを近接させて設置することで、水質浄化機能、ブロックの流失回避機能、川底地盤の保護機能、魚巣ブロック的機能等を最大限に発揮させることができる。
【００３５】
なお、請求項３に係る発明のように台座部の平面形状を六角形とすることで、一体性の高い水質浄化構造物が形成されるが、請求項６に係る水質浄化構造物において、台座部の平面形状は六角形に限定されない。
【００３６】
その他、台座部が任意の平面形状（例えば正方形等）のブロックと間詰め石等をトレー状の枠体内に納めて吊り上げ、複数のブロックを同時に施工することもでき、その場合枠体も含めた水質浄化構造物が形成される。トレー状の枠体としては、鋼板製のもの、鋼材を格子状に組んだものなどが利用できる。
【００３７】
【発明の実施の形態】
図１は本願の水質浄化ブロック１を単独で示したもので、図４〜図９にそのブロック本体部分の詳細を、図１０〜図１３に蓋体部分の詳細を示している。
【００３８】
また、図２は水質浄化ブロック１を河川に多数近接させて設置した水質浄化構造物によって形成される人工水流の方向を平面的に示したものであり、図３は同様に鉛直断面における水流を概念的に示したものである。
【００３９】
水質浄化ブロック１は内側に水質浄化材４が収納されるコンクリート製のブロック本体２と、蓋体３とからなる。図示した実施形態において、ブロック本体２は平面形状が六角形の台座部２ａと、台座部２ａの外径より径が小さく平断面が六角形の六角柱を構成する筒状側壁部２ｂとからなり、ブロック本体２の側壁部２ｂの上端部に蓋体３が設置される。
【００４０】
ブロック本体２の側壁部２ｂの各面にはスリット２ｃが形成され、スリット２ｃを通じてブロック内外への水流による攪拌効果が得られる。また、図示した例では、蓋体３に上下方向に連通する３つのスリット３ａが形成されており、蓋体３のスリット３ｃを通じての水流によっても攪拌効果が得られる。なお、スリット２ｃ，３ａの代わりに、適当な径の貫通孔等を分散配置してもよい。
【００４１】
また、本実施形態においては、蓋体３の上面に３つの山状の突出部３ａがそれぞれ異なる方向に形成されており、水流が突出部３ａにぶつかることによっても拡散されるようになっている。
【００４２】
水質浄化材４は、例えば図１に示すようにネット状の袋体４ａ等に入れてブロック本体２内に設置され、蓋体３が被せられる。浄化材４としては竹炭や木炭等が用いられ、交換する必要が生じた場合には蓋体３の側方に形成した切欠き部３ａを利用して蓋体３を外し、浄化材４の交換を行うことができる。
【００４３】
このような水質浄化ブロック１を、多数、図２、図３に示すように六角形の台座部２ａどうしを近接させて、川底にハニカム状に配置することで、多数の水質浄化ブロック１が一体として作用する水質浄化構造物が形成される。なお、水質浄化ブロック１の周辺部には、安定のための砕石６等が施工される。
【００４４】
図２および図３には、そのときの水流を概念的に示しており、上流からの水流がブロック１にぶつかるとブロック１の側壁部２ｂ間の隙間を通過する形で人工水流が形成される。水流はブロック１の抵抗を受けつつ、ブロック本体２に設けられたスリット２ｃや蓋体３に設けられたスリット３ａからのブロック内外への水流を生じ、さらに蓋体３上面の突出部３ｂの抵抗も受けて攪拌されながら、ブロック１内に収納された浄化材４と接触して水質の浄化が行われる。
【００４５】
また、前述したように、人工水流の形成により、水中に酸素をより取り込みやすくなり、溶存物質の酸化およびブロック１上に発生した生物膜上の微生物等の活性化を促し、浄化材４による吸着の効果と併せてより効果的に水質を浄化することができる。
【００４６】
さらに、ブロック１周辺での水流の攪拌やよどみ、ブロック１の内部空間、ブロック１間の隙間などに、魚類や水棲昆虫などにとって絶好の生息環境が生じ、河川の自然を回復することができる。
【００４７】
図１４〜図１６は本願発明の水質浄化ブロックの他の実施形態について、蓋体３を含めたブロック１全体の詳細を示したものである。
【００４８】
本実施形態は、台座部２ａの平面形状を正方形としたものであり、その他の構造は図４〜図１３に示したものと同様である。台座部２ａが六角形の場合はハニカム状に配置して一体性を高めることができるが、複数の水質浄化ブロック１をトレー状の枠体等に納めた状態でまとめて施工する場合には、枠体による一体化の効果もあるため、台座部２ａを設置が容易な正方形等とする場合もある。
【００４９】
図１７はそのような複数の水質浄化ブロック１と砕石６を枠体５内に納めて河川に設置する場合の一例を示したものである。図示した例では枠体５として鋼材を格子状に組んだものを用いている。
【００５０】
【発明の効果】
本願発明の水質浄化ブロックおよび水質浄化構造物は、上述のような構成からなり、ブロックの形態により流失・破損の危険性を回避する効果、人工水流を形成し、ブロック本体や蓋体に設けた開口部を通じての攪拌も加わることで水質浄化機能を向上させる効果、さらに水棲生物のための良好な生息環境の提供する魚巣ブロック的な効果等が得られる。
【００５１】
また、請求項２、３のようにブロック本体の側壁部や台座部を六角形とすることで、人工水流をさらに効率よくコントロールすることができ、また多数のブロックが一体として機能することで、浸食防止効果やブロックの自重による地盤保護効果も得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本願の水質浄化ブロックの一実施形態を示す鉛直断面図である。
【図２】本願の水質浄化構造物の一実施形態における水流拡散効果を説明するための平面図である。
【図３】本願の水質浄化構造物の一実施形態における水流拡散効果を説明するための鉛直断面図である。
【図４】図１の実施形態におけるブロック本体の平面図である。
【図５】図１の実施形態におけるブロック本体の正面図である。
【図６】図１の実施形態におけるブロック本体の右側面図である。
【図７】図１の実施形態におけるブロック本体の底面図である。
【図８】図４のＡ−Ａ断面図である。
【図９】図５のＢ−Ｂ断面図である。
【図１０】図１の実施形態における蓋体の平面図である。
【図１１】図１の実施形態における蓋体の正面図である。
【図１２】図１の実施形態における蓋体の右側面図である。
【図１３】図１の実施形態における蓋体の底面図である。
【図１４】本願発明の水質浄化ブロックの他の実施形態を示す蓋体を含めたブロック全体の平面図である。
【図１５】図１４に対応する正面図である。
【図１６】図１４のＣ−Ｃ断面図である。
【図１７】複数の水質浄化ブロックと砕石を枠体内に納めて河川に設置する場合の斜視図である。
【符号の説明】
１…水質浄化ブロック、２…ブロック本体、２ａ…台座部、２ｂ…側壁部、２ｃ…スリット、３…蓋体、３ａ…スリット、３ｂ…突出部、３ｃ…切欠き部、４…浄化材、４ａ…袋体、５…枠体、６…砕石
【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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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
2004290941.tif 000017
【図１６】
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【図１７】
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