(57)【要約】【課題】漏水検知領域の漏水を容易に検知すること。【解決手段】遮水シートや遮水層など遮水性を有する遮水面状体４と、遮水面状体４の少なくとも１面側に配置される光ファイバ１と、光ファイバ１に取り付けられ、水を検知すると光ファイバ１にひずみ及び曲げを発生する漏水検知センサ２と、を備え、漏水検知センサ２が水を検知すると、光ファイバ１にひずみ及び曲げを発生し、遮水面状体４２の漏水を検知する、漏水検知装置及び漏水検知方法。【選択図】　　　　図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
遮水シートや遮水層など遮水性を有する遮水面状体と、
遮水面状体の少なくとも１面側に配置される光ファイバと、
光ファイバに取り付けられ、水を検知すると光ファイバにひずみ又は曲げを発生する漏水検知センサと、を備え、
漏水検知センサが水を検知すると、光ファイバにひずみ又は曲げを発生し、遮水面状体の漏水を検知することを特徴とする、漏水検知装置。
【請求項２】
請求項１に記載の漏水検知装置において、
複数の遮水面状体を重ね、それらの間に光ファイバと漏水検知センサとを配置することを特徴とする、漏水検知装置。
【請求項３】
請求項１に記載の漏水検知装置において、
遮水面状体を遮水シートとし、重ね合わされた遮水シートの間に光ファイバを蛇行して、格子状、又は渦状に配置し、光ファイバの複数箇所に漏水検知センサを配置することを特徴とする、漏水検知装置。
【請求項４】
請求項２又は請求項３に記載の漏水検知装置において、
重ね合わされた遮水面状体を廃棄物処分場の遮水すべき領域に配置することを特徴とする、漏水検知装置。
【請求項５】
遮水シートや遮水層など遮水性を有する遮水面状体を漏水検知領域に配置し、
遮水面状体の少なくとも１面側に光ファイバを配置し、
水を検知すると光ファイバにひずみ又は曲げを発生する漏水検知センサを光ファイバに取り付け、
光ファイバに光を送信し、光ファイバから戻ってくる光を受信し、光ファイバのひずみ又は曲げ損失を測定し、漏水検知領域の漏水を検知することを特徴とする、漏水検知方法。
【請求項６】
蛇行し又は格子状に配置された光ファイバと該光ファイバに取り付けられた漏水検知センサとを重ね合わされた遮水シートの間に配置してなる漏水検知シートを、廃棄物処分場の漏水検知領域に配置し、
漏水検知センサが水を検知すると光ファイバにひずみ又は曲げを発生し、
光ファイバに光を送信し、光ファイバから戻ってくる光を受信し、光ファイバのひずみ又は曲げ損失を測定し、漏水検知領域の漏水を検知することを特徴とする、漏水検知方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、浸水を含めた漏水を検知する漏水検知装置、及び漏水検知方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、廃棄物最終処分場などにおいて使用される、遮水シートの漏水検知装置は、大別して物理的検知法、電気的検知法が知られている。物理的検知法は、下水集排水管法、区画集排水法、真空吸引法があり、また、電気的検知法は、電位測定法、電位・比抵抗法、電流測定法、インピーダンス（交流抵抗）法がある。また、この他に、光ファイバを使用して温度分布を測定し、漏水を検知する方法がある。
【０００３】
物理的検知法は、いずれにおいても地下水集排水設備を利用したもので、処分場などの構造を大きく変更せずに漏水を検知することができる。しかし、漏水を把握するまでに時間がかかり、また、漏水位置の特定ができない欠点がある。
【０００４】
電気的検知法は、遮水シートの絶縁性を利用したもので、遮水シートが破損したときに生じるシートを挟んだ２電極間の電位、電流などの分布を測定し、その漏水位置を検知する。この方法は、遮水シート材が絶縁性でないと検知できない。また、廃棄物最終処分場に導電性電極を敷設するので、落雷や誘導電流などの電気的な影響を受け易い欠点がある。また、検知のための電極の位置を設置時に測量しておく必要がある。また、電極からのケーブルは、一電極に一本以上必要とするため、電極の数が多い場合には、ケーブルの本数が多大となり、測定装置に近い部分では、ケーブルを集積するスペースが非常に大きくなる欠点がある。
【０００５】
光ファイバによる温度分布測定法は、漏水に基づく温度変化を測定し、また、漏水個所が地下のため、局部的に温度が変化し難く、正確な検知が困難となる。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
＜イ＞本発明は、漏水検知領域の漏水を容易に検知できるようにすることにある。
＜ロ＞また、本発明は、漏水検知領域の任意の位置で漏水を検知できるようにすることにある。
＜ハ＞また、本発明は、漏水の検知において、外部環境の影響を受け難くすることにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明は、遮水シートや遮水層など遮水性を有する遮水面状体と、遮水面状体の少なくとも１面側に配置される光ファイバと、光ファイバに取り付けられ、水を検知すると光ファイバにひずみ又は曲げを発生する漏水検知センサと、を備え、漏水検知センサが水を検知すると、光ファイバにひずみ又は曲げを発生し、遮水面状体の漏水を検知することを特徴とする、漏水検知装置にある。
本発明は、また、前記漏水検知装置において、複数の遮水面状体を重ね、それらの間に光ファイバと漏水検知センサとを配置することを特徴とする、漏水検知装置にある。
本発明は、また、前記漏水検知装置において、遮水面状体を遮水シートとし、重ね合わされた遮水シートの間に光ファイバを蛇行して、格子状、又は渦状に配置し、光ファイバの複数箇所に漏水検知センサを配置することを特徴とする、漏水検知装置にある。
本発明は、また、前記漏水検知装置において、重ね合わされた遮水面状体を廃棄物処分場の遮水すべき領域に配置することを特徴とする、漏水検知装置にある。
本発明は、また、遮水シートや遮水層など遮水性を有する遮水面状体を漏水検知領域に配置し、遮水面状体の少なくとも１面側に光ファイバを配置し、水を検知すると光ファイバにひずみ又は曲げを発生する漏水検知センサを光ファイバに取り付け、光ファイバに光を送信し、光ファイバから戻ってくる光を受信し、光ファイバのひずみ又は曲げ損失を測定し、漏水検知領域の漏水を検知することを特徴とする、漏水検知方法にある。
本発明は、また、蛇行し又は格子状に配置された光ファイバと該光ファイバに取り付けられた漏水検知センサとを重ね合わされた遮水シートの間に配置してなる漏水検知シートを、廃棄物処分場の漏水検知領域に配置し、漏水検知センサが水を検知すると光ファイバにひずみ又は曲げを発生し、光ファイバに光を送信し、光ファイバから戻ってくる光を受信し、光ファイバのひずみ又は曲げ損失を測定し、漏水検知領域の漏水を検知することを特徴とする、漏水検知方法にある。
【０００８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を説明する。
【０００９】
＜イ＞漏水検知装置
漏水検知装置は、漏水検知領域に配置して漏水してきた水を検知する装置であり、例えば、管理型処分場や最終処分場などの廃棄物処分場、貯水池、ビルの屋根など漏水を検知する漏水検知領域に使用することができる。
【００１０】
漏水検知装置は、遮水シートや遮水層など遮水性を有する遮水面状体と、遮水面状体の少なくとも一面側に配置される光ファイバと、光ファイバに取り付けられる漏水検知センサとを備え、光ファイバの端部にひずみ及び曲げ損失測定装置を取り付けて、漏水検知領域の漏水を検知するものである。なお、漏水とは、浸水の概念も含まれ、何等かの原因で水が生じることを意味している。
【００１１】
漏水検知領域４１として、例えば図１のような廃棄物処分場４を例に取ると、廃棄物処分場４の底部及び側部に光ファイバ１を敷設して漏水検知装置を配置する。廃棄物処分場４の底部及び側部には、上面に遮水面状体４２と下面に遮水面状体４２の多重の遮水面状体を配置し、廃棄物４３に含まれる水の漏水を防止している。上面と下面の遮水面状体４２の間に光ファイバ１を敷設し、その光ファイバ１に漏水検知センサ２を取り付ける。上面と下面の遮水面状体４２の間に漏水検知センサ２を配置するので、上下面の各遮水面状体４２に漏水個所記がない場合、廃棄物４３に含まれる水を遮断すると共に、地盤の地下水の浸入をも遮断することができる。光ファイバ１の端部には、ひずみ及び曲げ損失測定装置３を取り付ける。
【００１２】
＜ロ＞漏水検知センサ
漏水検知センサ２は、漏水の水を検知すると光ファイバ１にひずみ又は曲げを発生させるものである。漏水検知センサ２は、例えば図２に示すように、光ファイバ１にひずみ又は曲げを発生するセンサであり、容器２１内に光ファイバ１を通してある。容器２１は、凹部２２とシリンダ２３と水の通路２４を備えている。シリンダ２３内には、ピストンのように移動可能な凸部２６を有する押圧部材２５が配置されている。また、シリンダ２３内には、水に接して膨張する膨張体２７が、水の通路２４側に配置されている。水が通路２４からシリンダ２３内に浸入して、膨張体２７に接すると、膨張体２７は、膨張して押圧部材２５を容器の凹部２２側に押し付ける。その際、光ファイバ１は、容器２１の凹部２２と押圧部材２５の凸部２６の間に挟まれて、ひずみ又は曲げが発生する。
【００１３】
＜ハ＞漏水検知シート
漏水検知シート５は、遮水面状体４２である遮水シート５１と漏水検知センサ２を一体にしたものであり、複数枚の遮水シート５１、５１を重ね合わせ、その間に光ファイバ１と光ファイバ１に取り付けた漏水検知センサ２を配置したものである。漏水検知シート５は、例えば図３に示すように、複数枚の遮水シート５１の間に光ファイバ１を蛇行して配置し、光ファイバ１の複数箇所に漏水検知センサ２を取り付けてある。図３（Ｂ）は、図３（Ａ）の漏水検知シート５のＢ−Ｂの断面図である。なお、漏水検知シート５は、全面に亘って均一に漏水を検知する場合、光ファイバ１を全面に渡って配置するとよく、蛇行の形状の他に、格子状に配置したりする。また、光ファイバ１を渦状（円状、角状など）に配置する方法などもある。漏水検知シートは、現場で作成してもよいが、予め工場で製造し、現場では敷設すると作業能率が向上する。また、遮水のために別に遮水面状体を使用する場合、漏水検知シート５の遮水シート５１は、遮水性がなく、水を透過し、光ファイバ１を固定できる透水性面状体に置き換えても良い。漏水検知シート５の遮水シート５１の１枚を透水性面状体にしても、又は、適当な枚数を透水性面状体にしてもよい。
【００１４】
＜ニ＞ひずみ又は曲げ損失測定装置
ひずみ又は曲げ損失測定装置３は、光ファイバ１に発生したひずみ又は曲げ損失を測定するものである。ひずみ又は曲げ損失測定装置３は、ひずみ又は曲げ損失の有無を測定して、漏水の有無を検知することができ、更に、光ファイバ１のひずみ又は曲げ位置を測定して、漏水個所も検知することができる。
【００１５】
ひずみ又は曲げ損失測定装置３は、例えば図２に示す場合、光スイッチ３２、ひずみ又は曲げ損失測定器３１、計測用コンピュータ３３を含んでいる。光スイッチ３２は、複数本の光ファイバ１を配置した場合、それらの切換を行うスイッチであり、複数本の光ファイバに対して１台のひずみ又は曲げ損失測定器３１を兼用するためのものである。ひずみ又は曲げ損失測定器３１は、光ファイバ１に発生したひずみ量又は曲げによる光損失量とその位置を測定するものである。計測用コンピュータは、ひずみ又は曲げ損失測定器３１を制御したり、測定されたデータを加工するものである。
【００１６】
ひずみ及び曲げ損失測定器３１としては、ひずみ量を測定するひずみ測定器と、曲げ損失を測定する曲げ損失測定器がある。ひずみ測定器では光ファイバ１に発生したひずみによって生じる光伝播損失、ブリルアン散乱光の周波数の変移を測定して、ひずみ量を検知する（Ｂ−ＯＴＤＲ）。曲げ損失測定器では、光ファイバ１の後方散乱光と、光ファイバ１の曲げ損失を利用して測定する。光ファイバ１に局部的曲げ部が生じると透過光の漏洩が発生してファイバ１中の光の伝送損失が増加する。この損失発生位置と光損失量を図２のように光ファイバ１に接続したひずみ及び曲げ損失測定器３１で検出する（ＯＴＤＲ方式）。
【００１７】
以下に、図面を用いて漏水検知方法を説明する。
【００１８】
＜イ＞漏水検知装置の設置
廃棄物処分場４などの漏水検知領域４１に遮水可能な漏水検知シート５を敷設する。又は、漏水検知領域に遮水シート又は遮水層などの下部の遮水面状体４２を配置する。遮水面状体４２の面上付近に光ファイバ１を配置する。光ファイバ１の配置パターンは、漏水を検知する位置に配置し、例えば、蛇行して、格子状に、又は、渦状（円状、角状など）に配置する。漏水を検知する個所にある光ファイバ１に漏水検知センサ２を取り付ける。光ファイバ１の端部には、ひずみ又は曲げ損失測定装置３を接続する。光ファイバ１を挟むように上部の遮水面状体４２を配置する。２枚の遮水面状体４２、４２の端部から水が浸入しないように遮水する。なお、この例では、２枚の遮水面状体を使用したが、一方からのみ漏水がある場合、漏水のある側に遮水面状体４２を配置すればよく、その場合、１枚でよく、また、遮水強度を高めるために、複数枚重ね合わせてもよく、又は、より安全を確認できるように、複数枚の遮水面状体の複数の間に光ファイバと漏水検知センサを配置しても良い。
【００１９】
＜ロ＞漏水検知
漏水検知領域の漏水検知を検知する場合、先ず、光スイッチ３２で特定の光ファイバ１を選択する。選択された光ファイバ１にひずみ又は曲げ損失測定器３１から光を光ファイバ１内へ送出する。光は、漏水検知領域４にある上面の遮水面状体４２と下面の遮水面状体４２の間の光ファイバ１内を伝播する。光は、伝播の途中で一部反射してひずみ又は曲げ損失測定器３１に戻る。ひずみ又は曲げ損失測定器３１は、反射波を測定する。計測用コンピュータ３３は、ひずみ又は曲げ損失測定器３１が受信した反射波を処理して、データや波形を表示する。なお、ひずみ又は曲げ損失測定器３に計測用コンピュータ３３の機能を持たせても良い。
【００２０】
＜ハ＞漏水検知の測定（ＯＴＤＲ方式）
ひずみ又は曲げ損失測定装置３のＯＴＤＲ方式による測定において、光ファイバ１の曲げ損失による光損失量と距離との関係を図４に示す。距離が最小の位置の曲線Ｐ１の端部は、光ファイバ１の始点を示し、距離が最大の曲線Ｐ２、Ｑ２の端部は、光ファイバ１の終点を示している。遮水面状体４２に破損がない場合、光の伝播損失は少なく、図４に示すような漏水のない曲線Ｐ１、Ｐ２を表示する。図１において遮水面状体４２に破損があり、水が遮水面状体４２を通して浸入して光検知センサ２の膨張体２７が膨張すると、光ファイバ１が凹部２２と凸部２６で曲げられる。その結果、光ファイバ１に曲げ損失が発生する。その時、ひずみ又は曲げ損失測定装置３は、図４に示すような曲線Ｐ１、Ｑ１、Ｑ２を表示する。この光伝播損失量は、曲線Ｑ１で示され、これにより漏水の有無と漏水の位置を特定することができる。
【００２１】
＜ニ＞漏水検知の測定（Ｂ−ＯＴＤＲ方式）
ひずみ又は曲げ損失測定装置３のＢ−ＯＴＤＲ方式による測定において、光ファイバ１のひずみと距離との関係を図５に示す。図１において遮水面状体４２に破損があり、水が遮水面状体４２を通して浸入して光検知センサ２の膨張体２７が膨張すると、光ファイバ１が凹部２２と凸部２６で曲げられる。その結果、光ファイバ１にひずみが発生する。その時、ひずみ又は曲げ損失測定装置３は、図５に示すように、周波数のシフトと、それによるひずみの量を表示する。これにより漏水の有無と漏水の位置を特定することができる。
【００２２】
なお、以上の説明は、廃棄物処分場４を例にとって説明してあるが、水を検知する漏水検知領域ならどのような場所でも本発明を適用することができる。
【００２３】
【発明の効果】
本発明は、次のような効果を得ることができる。
＜イ＞本発明は、廃棄物処分場などの漏水検知領域の漏水を容易に検知できる。
＜ロ＞また、本発明は、光ファイバの任意の位置に漏水検知センサを配置できるので、任意の位置で、また、高精度で漏水を検知できる。
＜ハ＞また、本発明は、落雷、誘導電流などの外部環境の影響を受けない。
＜ニ＞また、本発明は、導電率の高い遮水シートでも設置可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】漏水検知領域として廃棄物処分場を例に取った漏水検知装置の説明図
【図２】光検知センサで漏水を検知する漏水検知装置の説明図
【図３】漏水検知シートの説明図
【図４】曲げ損失を測定した測定データの説明図
【図５】ひずみを測定した測定データの説明図
【符号の説明】
１・・・光ファイバ
２・・・漏水検知センサ
２１・・容器
２２・・凹部
２３・・シリンダ
２４・・水の通路
２５・・押圧部材
２６・・凸部
２７・・膨張体
３・・・ひずみ又は曲げ損失測定装置
３１・・ひずみ又は曲げ損失測定器
３２・・光スイッチ
３３・・計測用コンピュータ
４・・・廃棄物処分場
４１・・漏水検知領域
４２・・遮水面状体
４３・・廃棄物
５・・・漏水検知シート
５１・・遮水シート
【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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