(57)【要約】【課題】湖沼といった水が滞留する閉鎖性水域において、夏場の水温上昇に伴うあおこなどの汚染物質の発生を効果的に抑制するとともに、安価で提供することができ、汚染物質の発生を効果的に、かつ容易に抑制することを可能にするシステムおよび方法を提供する。【解決手段】本発明の水の汚染抑制システムは、閉鎖性水域１の貯留水の表層部に配置され、表層部に流路４を形成する少なくとも１つの浮体２と、浮体２から離間した表層部に浸漬させて配置され、浮体２により形成された流路４に水流を発生させる複数の水流発生手段３とを含み、水流により浮体２に向けて流れを生じさせ、浮体２に衝突することにより水底方向への流れを発生させることを特徴とする。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
閉鎖性水域において貯留水に水流を発生させて該貯留水の汚染を抑制するシステムであって、
前記貯留水の表層部に配置され、前記表層部に流路を形成する少なくとも１つの浮体と、
前記浮体から離間した前記表層部に浸漬させて配置され、前記浮体を配置することにより形成された前記流路に水流を発生させる複数の水流発生手段とを含み、
前記水流により前記浮体に向けて流れを生じさせ、前記浮体への衝突により水底方向への流れを発生させることを特徴とする、水の汚染抑制システム。
【請求項２】
前記浮体は、前記閉鎖性水域の中央部に配置され、前記複数の水流発生手段は、前記閉鎖性水域の縁部に配置されていて、前記水流により前記縁部から前記中央部に向けて流れを生じさせる、請求項１に記載の水の汚染抑制システム。
【請求項３】
前記浮体は、植栽基盤を備えた浮島であり、水中の栄養分を吸収して除去するとともに、前記閉鎖性水域の前記浮体で覆われた水域を遮光することを特徴とする、請求項１または２に記載の水の汚染抑制システム。
【請求項４】
前記浮体は、水面に浮かぶフロート部と、前記フロート部から水底に向けて延びる隔壁部と、前記隔壁部の下部に配設される重り部とから構成されるシルトフェンスである、請求項１または２に記載の水の汚染抑制システム。
【請求項５】
前記フロート部は、所定水域を包囲する形状とされていて、前記所定水域の水面を覆うように配置される遮光部材をさらに含む、請求項４に記載の水の汚染抑制システム。
【請求項６】
前記システムは、滞留部における汚染物質を除去するために分解除去装置をさらに含む、請求項１〜５のいずれか１項に記載の水の汚染抑制システム。
【請求項７】
閉鎖性水域において貯留水に水流を発生させて該貯留水の汚染を抑制する方法であって、
前記貯留水の表層部に少なくとも１つの浮体を配置し、該表層部に流路を形成するステップと、
前記浮体から離間した前記表層部に複数の水流発生手段を浸漬させて配置し、前記浮体を配置することにより形成された前記流路に水流を発生させるステップとを含み、
前記水流により前記浮体に向けて流れを生じさせ、前記浮体への衝突により水底方向への流れを発生させることを特徴とする、水の汚染抑制方法。
【請求項８】
前記浮体は、前記閉鎖性水域の中央部に配置され、前記複数の水流発生手段は、前記閉鎖性水域の縁部に配置されていて、前記水流により前記縁部から前記中央部に向けて流れを生じさせる、請求項７に記載の水の汚染抑制方法。
【請求項９】
前記浮体は、植栽基盤を備えた浮島であり、水中の栄養分を吸収して除去するとともに、前記閉鎖性水域の前記浮体で覆われた水域を遮光することを特徴とする、請求項７または８に記載の水の汚染抑制方法。
【請求項１０】
前記浮体は、水面に浮かぶフロート部と、前記フロート部から水底に向けて延びる隔壁部と、前記隔壁部の下部に配設される重り部とから構成されるシルトフェンスであり、前記隔壁部に沿って前記流れを発生させることを特徴とする、請求項７または８に記載の水の汚染抑制方法。
【請求項１１】
前記フロート部は、所定水域を包囲する形状とされていて、遮光部材を配置することにより前記所定水域の水面を覆うことを特徴とする、請求項１０に記載の水の汚染抑制方法。
【請求項１２】
分解除去装置により滞留部における汚染物質を除去するステップをさらに含む、請求項７〜１１のいずれか１項に記載の水の汚染抑制方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、水の汚染抑制システムおよび抑制方法に関し、より詳細には、池や沼といった水の流れのない閉鎖性水域において、あおこの発生を抑制し、水の汚染を防止するシステムおよび方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
農業用水として使用されている貯水池やため池といった閉鎖性水域では、富栄養化、水温上昇、滞留、充分な採光といった環境要因が複合的に作用し、好適な増殖条件が整うことで、あおこが大量に発生する。このようなあおこの大量発生は、農業灌漑設備の不具合を引き起こすばかりでなく、景観上の問題も引き起こしている。また、上水源地におけるあおこの発生は、飲料水の異臭味が問題となるばかりでなく、浄水処理する際に実施される凝集沈殿の効果を妨げることになり、施設のメンテナンス費用の高騰を招くことにつながっている。また、親水公園でのあおこの発生は、異臭や水辺の景観阻害の発生や、水域内の生態系のバランスの崩壊など、水辺の親水性そのものの機能を阻害することになる。
【０００３】
あおこは、水温の上昇、生活雑排水の流入および底質からの溶出に起因する水域内での栄養塩の高濃度化、水域の停滞化によって、浮遊性藍藻類が水面に集積し、集積した藍藻類が太陽光により光合成を行うことにより、水域における問題が生じるほどに大量に発生するものである。
【０００４】
上述したことから、あおこを除去するための数多くの技術が提案されている。例えば、バキュームによる回収技術、栄養塩による除去技術、遮光技術、薬剤散布によるもの、対抗生物を利用した技術、水循環によるものなどが挙げられる。バキュームによる回収技術は、バキュームを使用してあおこを吸引回収するもので、回収効率が低く、産業廃棄物処理として処理しなければならないといった問題があり、回収したあおこを肥料として使用する場合であっても、回収後に脱水処理をしなければならず、採算が合わないといった問題がある。また、栄養塩による除去技術としては、吸着、濾過、生物膜を使用した接触酸化技術を挙げることができ、この接触酸化技術を用いてあおこの栄養源を除去することにより、あおこの増殖を防止することができる。この接触酸化技術は、外部から流入のない池や比較的栄養塩の流入が少ない池において有効であるものの、吸着、濾過によって回収容量が飽和した場合、フィルターの交換などのメンテナンスが必要となり、生物膜処理においては、汚泥処理が必要になるといった問題がある。遮光技術は、水面を覆うことであおこの光合成活動を抑制する技術で、あおこの発生を抑制することは可能であるものの、水域内の植物の育成を阻害するといった問題がある。
【０００５】
また、薬剤散布においては、強制的に汚染物質の凝集沈澱させることができ、即効性があるものの、急速に水質環境が変化し、他の生態系へ影響を与えるといった問題がある。対抗生物利用技術は、捕食性プランクトン、大型水生植物を利用するものであるが、あおこに変わって優占種を創造するため、生態系に影響を与え、動物プランクトンの大量増殖においては、水道水源池などでのろ過障害を引き起こす要因となる。したがって、一般に、水循環技術が使用されている。
【０００６】
例えば、台船に揚水ポンプを設置し、深層水を吸い込み、表層水に混合させる浄化装置が提案されている（特許文献１参照。）。この装置はさらに、インペラーと散気管とを有し、インペラーの回転により下向流を作り、散気管で発生させた気泡を下向流に乗せて強制的に下方に送り、曝気させることができるものである。また、貯留水を、遮光板によって仕切られた水面側区画と水底側区画との間で循環させる方法および設備が提案されている（特許文献２参照。）。
【０００７】
あおこは、滞留時間が２日〜４日で２倍程度増殖することが知られており、滞留水全体の水循環を連続して行う必要があり、この場合、大型の装置が必要であり、ランニングコストもかかり、メンテナンスも容易に行うことができないといった問題があった。したがって、簡単なシステムで、容易にメンテナンスを行うことができ、効果的に水循環してあおこの発生を抑制することができるシステムおよび方法が望まれている。
【０００８】
【特許文献１】
特開平８−０３３８９９号公報（第１頁−第３頁、第１図）
【特許文献２】
特開平１０−２２５６９７号公報（第１頁−第４頁、第１図）
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、湖沼といった水が滞留する閉鎖性水域において、夏場の水温上昇に伴うあおこなどの汚染物質の発生を効果的に抑制するとともに、安価で提供でき、メンテナンスも容易に行うことができる水の汚染抑制システム、汚染物質の発生を効果的に、かつ容易に抑制することを可能にする汚染抑制方法を提供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明の上記目的は、本発明の水の汚染抑制システムおよび汚染抑制方法を提供することにより達成される。
【００１１】
すなわち、本発明の請求項１の発明によれば、閉鎖性水域において貯留水に水流を発生させて該貯留水の汚染を抑制するシステムであって、
前記貯留水の表層部に配置され、前記表層部に流路を形成する少なくとも１つの浮体と、
前記浮体から離間した前記表層部に浸漬させて配置され、前記浮体を配置することにより形成された前記流路に水流を発生させる複数の水流発生手段とを含み、
前記水流により前記浮体に向けて流れを生じさせ、前記浮体への衝突により水底方向への流れを発生させることを特徴とする、水の汚染抑制システムが提供される。
【００１２】
本発明の請求項２の発明によれば、前記浮体は、前記閉鎖性水域の中央部に配置され、前記複数の水流発生手段は、前記閉鎖性水域の縁部に配置されていて、前記水流により前記縁部から前記中央部に向けて流れを生じさせる水の汚染抑制システムが提供される。
【００１３】
本発明の請求項３の発明によれば、前記浮体は、植栽基盤を備えた浮島であり、水中の栄養分を吸収して除去するとともに、前記閉鎖性水域の前記浮体で覆われた水域を遮光することを特徴とする水の汚染抑制システムが提供される。
【００１４】
本発明の請求項４の発明によれば、前記浮体は、水面に浮かぶフロート部と、前記フロート部から水底に向けて延びる隔壁部と、前記隔壁部の下部に配設される重り部とから構成されるシルトフェンスである水の汚染抑制システムが提供される。
【００１５】
本発明の請求項５の発明によれば、前記フロート部は、所定水域を包囲する形状とされていて、前記所定水域の水面を覆うように配置される遮光部材をさらに含む水の汚染抑制システムが提供される。
【００１６】
本発明の請求項６の発明によれば、前記システムは、滞留部における汚染物質を除去するために分解除去装置をさらに含む水の汚染抑制システムが提供される。
【００１７】
本発明の請求項７の発明によれば、閉鎖性水域において貯留水に水流を発生させて該貯留水の汚染を抑制する方法であって、
前記貯留水の表層部に少なくとも１つの浮体を配置し、該表層部に流路を形成するステップと、
前記浮体から離間した前記表層部に複数の水流発生手段を浸漬させて配置し、前記浮体を配置することにより形成された前記流路に水流を発生させるステップとを含み、
前記水流により前記浮体に向けて流れを生じさせ、前記浮体への衝突により水底方向への流れを発生させることを特徴とする、水の汚染抑制方法が提供される。
【００１８】
本発明の請求項８の発明によれば、前記浮体は、前記閉鎖性水域の中央部に配置され、前記複数の水流発生手段は、前記閉鎖性水域の縁部に配置されていて、前記水流により前記縁部から前記中央部に向けて流れを生じさせる水の汚染抑制方法が提供される。
【００１９】
本発明の請求項９の発明によれば、前記浮体は、植栽基盤を備えた浮島であり、水中の栄養分を吸収して除去するとともに、前記閉鎖性水域の前記浮体で覆われた水域を遮光することを特徴とする水の汚染抑制方法が提供される。
【００２０】
本発明の請求項１０の発明によれば、前記浮体は、水面に浮かぶフロート部と、前記フロート部から水底に向けて延びる隔壁部と、前記隔壁部の下部に配設される重り部とから構成されるシルトフェンスであり、前記隔壁部に沿って前記流れを発生させることを特徴とする水の汚染抑制方法が提供される。
【００２１】
本発明の請求項１１の発明によれば、前記フロート部は、所定水域を包囲する形状とされていて、遮光部材を配置することにより前記所定水域の水面を覆うことを特徴とする水の汚染抑制方法が提供される。
【００２２】
本発明の請求項１２の発明によれば、分解除去装置により滞留部における汚染物質を除去するステップをさらに含む水の汚染抑制方法が提供される。
【００２３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を図面を参照して詳細に説明するが、本発明の水の汚染抑制システムおよび水の汚染抑制方法は、以下の実施の形態に限定されるものではない。図１は、本発明の水の汚染抑制システムを用いて汚染物質の発生を抑制する第１の実施の形態を示した図である。図１（ａ）は、本発明の水の汚染抑制システムを湖沼といった水の流れのない閉鎖性水域１に配置したところを示した図であり、図１（ｂ）は、図１（ａ）において切断線Ａ−Ａに沿って切断した断面図であり、図１（ｃ）は、図１（ａ）において切断線Ｂ−Ｂに沿って切断した、浮体により形成された流路の断面を示した図である。本発明の水の汚染抑制システムは、閉鎖性水域１の中央部で、かつ貯留水の表層部に配置される浮体２と、閉鎖性水域１の縁部で、貯留水の表層部に浸漬させて配置される水流発生手段３とを含む構成とされていて、浮体２を配置することにより流路４を形成し、水流発生手段３により水流を発生させることにより、流路４を通して水流を発生させることができるものである。また、本発明のシステムは、水流発生手段３を閉鎖性水域１の縁部に配置し、浮体２を閉鎖性水域１の中央部に配置しており、これにより、縁部から中央部に向けて水流を発生させることができ、この水流により、浮体２に水が衝突し、水底に向けて水流を生じさせることができる。したがって、閉鎖性水域１の貯留水の表層部のみならず、水中または水底部においても水の流れを生じさせることができる。このようにして、本発明の水の汚染抑制システムは、閉鎖性水域１全体において常に水の流れを生じさせた状態にすることができるものである。閉鎖性水域１において水流を発生させることにより、水温の上昇を抑制し、所定領域における栄養分の高濃度化を抑制し、浮遊性藍藻類の水面の集積および光合成の活発化による大量増殖を抑制することを可能にする。なお、本発明において表層部とは、水面からの深さがおよそ１ｍまでの領域をいう。
【００２４】
図１（ａ）、（ｂ）に示す実施の形態では、浮体２が浮島とされており、浮島は、フレーム５と図示しない植栽基盤とから構成されている。図１（ａ）、（ｂ）に示すフレーム５は、上記水生植物の根が水中に浸漬させることができるように複数の穴６が設けられている。本発明においては、閉鎖性水域１の占有面積を維持し、フレーム５の材料を少なくするために、穴６の大きさを大きくすることができる。この大きくした穴６には、植栽基盤を据付けることができる。植栽基盤に植えられる植物としては、野菜や観葉植物などいかなる植物であっても良く、例えば、トチカガミ、アサザ、ガガブタ、コウホネ、マコモ、マリンゴールド、サルビア、ホテイアオイ、ケナフ、パピルス、ヒメスイレン、ウォータークローバー、オモダカ、カキツバタ、ガマ、コガマ、ツルヨシ、ヒメガマ、クワイ、ショウブ、セリ、センニンモ、フトイ、ミクリ、ミズバショウ、ミソハギ、アシカキ、イヌホタルイ、イボクサ、アオウキクサ、ウキアゼナ、ウキクサ、エビモ、オオカナダモ、オモダカ、アシ、ヨシ、水蓮、蓮、空心菜といった水生植物、トマト、きゅうり、ほうれんそう、サラダ菜、バラ、チューリップなどを挙げることができる。本発明においては、水中の燐や窒素といった栄養分を吸収し、閉鎖性水域１における富栄養化の抑制を促進するために水生植物が好ましい。
【００２５】
本発明の水の汚染抑制システムに使用することができる浮体２のフレーム５としては、植栽基盤を設置し、水に浮かせることができるものであればいかなる材質のものであってもよく、具体的には、繊維強化プラスチック（ＦＲＰ）、発泡スチロール、塩化ビニル、コンクリート、木材を挙げることができる。本発明においては、フレーム５を使用することなく、水に浮き、耐久性があり、植栽基盤としても使用することが可能なヤシ繊維を用いることもできる。また、植栽基盤としては、上記ヤシ繊維のほか、ウレタンフォーム、漁網、発泡スチロールビーズ、土壌、またはこれらを組み合わせたものを使用することができる。
【００２６】
図１（ａ）、（ｂ）に示すフレーム５は、アンカー７およびアンカーワイヤ８といった係留部材を使用して閉鎖性水域１の中央部に配置されるように係留されている。本発明においてフレーム５は、閉鎖性水域１全体に水の流れを生じさせることができればいかなる大きさのものであってもよいが、例えば、２００ｍ×１５０ｍの大きさの閉鎖性水域１であれば、８０ｍ×３５ｍ〜１２０ｍ×６０ｍの大きさのフレーム５とすることができる。なお、閉鎖性水域１の水面が低下または上昇する場合には、上記アンカーワイヤ８の長さを調節することで、フレーム５を閉鎖性水域１の中央部に配置することができる。
【００２７】
図１（ａ）、（ｂ）に示す水流発生手段３は、閉鎖性水域１の縁部で、かつ表層部に浸漬されるように複数配置される。本発明においては、水流発生手段３により発生させる水流が大きい場合、発生した水流の進行方向両側の表層部において渦を生じ、水の流れがほとんどない渦を中心に、あおこの発生および集積が起こる可能性があるため、水流発生手段３により発生させる水流は、この渦を生じない緩流であることが好ましい。本発明において水流発生手段３は、水面から所定深さに設置した水中ポンプを用いることができる。水中ポンプは、上述した水に浮く材質から形成されたフレーム上に設置して浮かせることができ、上述した係留部材と同様のものを使用することにより所定深さに設置することができる。また、係留部材の長さを調節することにより、水面の上昇および低下が起こった場合においても所定深さに設置することができる。なお、水中ポンプの設置深さは、表層部であればいかなる深さであってもよく、吐出口を、例えば、水面から０．１ｍ〜１ｍの深さ位置に配置することができる。また、吐出量としては、閉鎖性水域１の水量、大きさ、設置するポンプの台数を考慮し、かつ上述した渦が発生しないように適宜設定することができる。
【００２８】
本発明において使用される水流発生手段３は、２４時間連続稼働する必要はなく、水温や日照時間などにより適宜稼働することができる。例えば、冬期においては水温が低く、日照時間も短く、あおこの発生がないため、稼働なしとし、春期および秋期においては、日中のみ半数の水流発生手段３の稼働とし、夏期においては、日中は全数の稼働、夜間は半数の稼働といったように制御することにより、ランニングコストを抑制するとともに、適切に水の汚染も抑制することができる。また、本発明において水流発生手段３は、上述したように、また、図１に示すように閉鎖性水域１の縁部のみならず、必要に応じて閉鎖性水域１の中央部や、中央部と縁部との間に配置することもできる。さらに、水流発生手段３は、遠隔操作することができるようになっており、適宜、稼働操作および停止操作をすることができる。なお、水流発生手段３は、水流を発生させる吐出口が水の循環方向に沿った向きになるように配置される。
【００２９】
図１（ａ）に示す実施の形態では、複数の水流発生手段３が閉鎖性水域１の縁部に沿って、かつ浮体２によって形成された流路４において水の流れが一定方向となるように配置されている。水流発生手段３の稼働により、流路４に水の流れを生じ、水が循環する。この場合、水は、循環方向のほか、中央部に配置された浮体２に向けて流れ、浮体２に衝突した水は、浮体２の側面に沿って水底方向に流れる。
【００３０】
図１（ｃ）に示すように、浮体２の側面に衝突し、水底方向に流れた水は、水底において再び閉鎖性水域１の縁部に向けて流れる。これにより、流路４の断面においても水の循環が生じることとなる。具体的に説明すると、浮体２に向けて流れる水は、連続して供給されるため、浮体２に衝突した水が閉鎖性水域１の縁部に向けて戻ることはなく、水底に向けて流れることとなる。また、水底に向けて流れた水は、浮体２の下部方向である矢線Ｃおよび縁部方向である矢線Ｄに向けて流れるものの、矢線Ｃに向けて流れた水は、浮体２を介した反対側の流路４ａにおいても同様の流れを生じているため、矢線Ｅに示す流れにより押し戻され、結果的に矢線Ｄの方向に向けて流れる。矢線Ｄの方向に向けて流れた水は、岸に衝突し、水流発生手段３が配置されている表層部に向けて流れる。
【００３１】
図１に示す第１の実施の形態の汚染抑制システムは、上述した閉鎖性水域１の滞留水を循環するとともに、水中の栄養分を水生植物などの植物に吸収させ、浮体２で水面を覆って遮光することにより、効果的にあおこの発生を抑制することができる。また、水に浸漬した植物の根、水面に隣接する植栽基盤またはフレーム５においては、水の流れが遅く、水中の栄養分が捕捉しやすい環境であるため、微生物が生息し、この微生物を増殖させるにより水中の汚染物質の除去を促進することができる。
【００３２】
図２は、本発明の汚染抑制システムの第２の実施の形態を示した図である。図２（ａ）は、閉鎖性水域の中央部に浮体を配置し、縁部に複数の水流発生手段を配置したところ示した図であり、図２（ｂ）は、切断線Ｆ−Ｆに沿って切断した断面図である。図２（ａ）では、浮体２として一方向に連続して延びるフロート部９を有するシルトフェンスが用いられている。シルトフェンスは、フロート部９のほか、図２（ｂ）に示すように水底に向けて延びる隔壁部１０と、水流によって隔壁部１０がまくれないように隔壁部１０の下部に設けられる重り部１１とにより構成されていて、閉鎖性水域１の中央部から移動しないようにアンカー７およびアンカーワイヤ８により係留されている。シルトフェンスは、一般に、拡散する汚濁水を滞留させ、滞留させた汚濁粒が自然に凝固して沈降し、拡散の範囲を大幅に縮小させるために使用されるものである。
【００３３】
図２（ａ）に示すフロート部９は、例えば、防水シートの内部に発泡スチロールを充填し、一方向に長くされた構造とすることができ、上述した大きさの閉鎖性水域１であれば、フロート部９の長さを８０ｍ〜１２０ｍとすることができる。本発明においては、適切に流路４を形成することができ、水流発生手段３により水を循環することができるのであれば、これらの長さに限定されるものではない。また、水に浮く材料であれば、上述した発泡スチロールに限らず、いかなる材質のものであってもよい。単に、内部に空気を供給して膨張させたゴム製の浮きであってもよい。
【００３４】
図２（ｂ）に示す隔壁部１０は、閉鎖性水域１の深さに応じて適切な大きさのものを使用することができ、その大きさが適宜変更できるものを使用することができる。本発明において隔壁部１０は、流路４を形成するために使用され、水底方向に向いた長さが１ｍ以上とされる。これは、浮体２の下部を通り、浮体２を介した反対側の流路４への流れをなくし、隔壁部１０に衝突した水を適切に水底方向に流し、循環させるためである。本発明において隔壁部１０は、流路４を形成し、衝突した水を水底方向に流すことができるものであれば、板、シートなどいかなるものであってもよく、材質も、鋼材、コンクリート、ポリエチレンやポリエステルといった樹脂など腐食しないものであればいかなるものでもあってもよい。
【００３５】
図２（ｂ）に示す重り部１１は、水流により隔壁部１０がまくれあがらないようにするために使用される重りであり、例えば、鋼製のチェーンを用いることができる。また、水流発生手段３としては、上述した水中ポンプを用いることができる。なお、図２に示す実施の形態における水の循環は、上述した図１に示す実施の形態と同様である。
【００３６】
図３は、本発明の水の汚染抑制システムの第３の実施の形態を示した図である。図３（ａ）は、閉鎖性水域の中央部に浮体を配置し、縁部に複数の水流発生手段とあおこ分解除去装置とを配置したところ示した図であり、図２（ｂ）は、切断線Ｇ−Ｇに沿って切断した断面図である。図３（ａ）、（ｂ）に示す浮体２は、図２に示した浮体２と同様のものであり、また、水流発生手段３も同様のものである。さらには、水の循環も同様とされている。図３（ａ）、（ｂ）に示す実施の形態では、閉鎖性水域１の角部である滞留部１２において発生するあおこを除去するために分解除去装置１３がさらに配置されている。分解除去装置１３としては、例えば、電気分解装置を使用することができる。この装置は、電気分解によって酸素や水素の細かい泡を発生させ、この泡によりアオコを水面に浮上させて回収する装置である。本発明においては、あおこを除去することができるものであればいかなる装置であってもよく、ろ過装置などを使用することもできる。しかしながら、捕捉した後の処理が課題となるため、上述した分解除去装置１３が好ましい。分解除去装置１３は、必要に応じて設けることができる。
【００３７】
本発明においては、さらに、燐吸着剤を使用し、閉鎖性水域１の燐濃度を低下させたり、紫外線ランプを使用し、紫外線を照射して殺菌したりすることもできる。本発明においては、必要に応じて上述した燐吸着剤や紫外線ランプを適用することができ、また、これら以外の必要な装置やものを使用することができる。
【００３８】
図４は、本発明の水の汚染抑制システムの第４の実施の形態を示した図である。図４（ａ）は、閉鎖性水域の中央部に浮体を配置し、縁部に複数の水流発生手段を配置したところ示した図であり、図４（ｂ）は、切断線Ｈ−Ｈに沿って切断した断面図である。図４（ａ）に示す実施の形態では、閉鎖性水域１の中央部に所定水域を包囲するように形成されたフロート部１４を有する浮体２が配置され、所定水域を覆うように遮光部材１５が配置され、縁部に複数の水流発生手段３が配置されている。図４（ａ）に示す浮体２は、図２および図３に示す浮体２が、所定領域を包囲するように一端と他端とが接合され、所定水域を包囲する形状とされたフロート部１４と、図４（ｂ）に示すフロート部１４から水底に向けて延びる隔壁部１６と、隔壁部１６の下部に配設される重り部１７とから構成されている。図４（ｂ）に示す隔壁部１６は、フロート部１４に沿って所定水域の表層部を包囲するように連続した構造とされている。また、フロート部１４により包囲された所定水域の水面上には、その所定水域の水面を覆うように遮光部材１５が配置されている。
【００３９】
図４に示すフロート部１４は、上述した水に浮く材質で製造されていて、所定の長さのものを一端と他端とを接着または溶着するなどして接合し、製造することができる。所定水域は、隔壁部１６によって流路４から遮断され、流れがないため、あおこが発生しやすくなる。そこで、あおこの発生および増殖に必要とされる光を遮断するべく、所定水域の水面を覆うように遮光部材１５が水面上に配置される。遮光部材１５としては、遮光することができればいかなるものであってもよく、本発明においては、隔壁部１６と同じ材質のものを遮光部材１５として用いることができる。また、遮光部材１５は、フロート部１４に接着または溶着するなどしてシルトフェンスと一体化させたものを用いることもできる。
【００４０】
再び図１を参照して本発明の水の汚染抑制方法について説明する。閉鎖性水域１の中央部で、かつ貯留水の表層部に植栽基盤を載置したフレーム５からなる浮体２を配置する。浮体２は、水面に浮いた状態とされていて、角部の４箇所に配設されたアンカーワイヤ８を水底に向けて張り、水底に設置されたアンカー７に留め、浮体２を係留させる。この際、植栽基盤に水生植物を植えることができる。閉鎖性水域１の縁部で、かつ貯留水の表層部に所定間隔で複数の水流発生手段３を配置する。水流発生手段３は、フレーム５と同様の浮部材上に設置されていて、アンカーおよびアンカーワイヤといった係留部材により所定位置に水流発生手段３を係留させる。浮体２を配置することにより形成された流路４において、一定方向に水が循環するように個々の水流発生手段３を配置する。具体的には、循環方向に水中ポンプの吐出口１８が向くように配置する。
【００４１】
次に、水流発生手段３を稼働させ、水流を発生させ、流路４において表層部の水を循環させる。この循環により、閉鎖性水域１の縁部から中央部に配置される浮体２に向けて流れを発生させて、浮体２に衝突させる。衝突した水は、順次押し寄せてくる水流により、縁部に向けて戻ることも、浮体２に向いた両側方向にも流れないようにされており、浮体２の側部に沿って水底方向に流れる。水底方向に向いて流れた水は、図１（ｃ）に示すように拡散し、矢線Ｃまたは矢線Ｄに向けて流れる。上述したように、矢線Ｃに向けて流れた水は、浮体２を介した反対側の流路４ａにおいても同様の流れを生じているため、矢線Ｅに示す流れにより押し戻され、結果的に矢線Ｄの方向に向けて流れることとなり、流路４の断面においても水の循環が形成される。
【００４２】
また、閉鎖性水域１の水の循環のほか、水生植物による水中の燐や窒素といった栄養分の吸収も行われる。水生植物は、水中に浸漬された根からこれらの栄養分を吸収し、自己の成長のために栄養分を使用する。また、水中に浸漬された根や植栽基盤の水面に隣接した部分は、水の流れがほとんどなく、栄養分の捕捉が容易なことから、微生物が繁殖する環境が形成され、この繁殖した微生物により水中の汚染物質が除去される。さらには、浮体２により覆われた水域は、遮光されるため、その水域ではあおこの発生が抑制される。
【００４３】
本発明のシステムは、上述したように浮体２を閉鎖性水域１の中央部に１つ配置し、閉鎖性水域１の縁部に複数の水流発生手段３を配置した構成が、閉鎖性水域１全体に適切な流れを生じさせる上で好ましいが、これに限られるものではなく、図５および図６に示す構成とすることもできる。なお、図５および図６に示す実施の形態では、浮体２を２つおよび３つ配置した構成としているが、本発明においては浮体２が４つ以上配置された構成であってもよい。
【００４４】
図５は、本発明の水の汚染抑制システムの第５の実施の形態を示した図である。図５に示す実施の形態では、図１に示す浮体２と同様のものが２つ配置されており、浮体２に離間した表層部に浸漬させて図１に示す水流発生手段３と同様のものが複数配置されている。浮体２ａが配置されている側の水域１９ａと浮体２ｂが配置されている側の水域１９ｂとにおいて複数の水流発生手段３はそれぞれ、所定方向に水流を発生させるように吐出口１８を所定方向に向けて配置されている。図５に示す実施の形態では、それぞれ矢線Ｉおよび矢線Ｊの方向に沿って水流発生手段３が配置されている。水流は、上記矢線Ｉおよび矢線Ｊで示される方向に生じる。浮体２ａと浮体２ｂとの間には、それぞれから離間して、水流発生手段２０が配置されており、上記矢線Ｉおよび上記矢線Ｊで示される方向に流れる水は合流し、水流発生手段２０へ向けて流れる。また、水流発生手段２０により発生した水流は、閉鎖性水域１の岸部に衝突し、水域１９ａおよび水域１９ｂに分岐する。図５に示す実施の形態では、上述したようにして、水域１９ａと水域１９ｂとにおいて、浮体２ａ、２ｂの周りを循環する流れを形成している。なお、水流発生手段３、２０は、浮体２ａ、２ｂから離間して配置されているため、発生させた水流により、浮体２ａ、２ｂに向けた流れも生じている。図５に示す実施の形態では、浮体２ａ、２ｂに向けた流れにより、水を浮体２ａ、２ｂに衝突させ、水底方向に向いた流れを生じさせて、水中および水底に滞留する水を循環させている。
【００４５】
図６は、本発明の水の汚染抑制システムの第６の実施の形態を示した図である。図６に示す実施の形態は、図５に示す実施の形態と同様の浮体２および水流発生手段３を用いて構成されているが、浮体２が３つとされ、さらに、水域１９ａと水域１９ｂとの間、水域１９ｂと水域１９ｃとの間に閉鎖性水域１の岸部から突出する堤防部２１ａ、２１ｂが設けられている。堤防部２１ａ、２１ｂは、水流同士が衝突するのを低減させ、水域１９ａ、水域１９ｂおよび水域１９ｃのそれぞれにおいて水循環を適切に行うために設けられる。堤防部２１ａ、２１ｂは、略三角形とされていて、コンクリートにより構築することができる。また、堤防部２１ａ、２１ｂは、両岸に対向するように、浮体２の配置数に応じて構築することができる。図６に示す実施の形態では、各水域１９ａ、１９ｂ、１９ｃにおいて適切に水循環を行うことができるように複数の水流発生手段３が適切な方向に向けて配置されている。図６において水流はそれぞれ、矢線Ｉ、矢線Ｊ、矢線ｋで示される方向とされている。なお、浮体２に衝突した水の流れは、図１に示す流れと同様である。
【００４６】
これまで本発明を図面に示した実施の形態に基づいて説明してきたが、本発明は上述した実施の形態に限定されるものではなく、閉鎖性水域に浮体を配置して閉鎖性水域に流路を形成し、浮体から離間して水流発生装置を配置し、表層部分のみに水流を生じさせる構成とされていれば、浮体および水流発生装置がいかなる構造、形状、材質のものであっても適用することができるものである。また、本発明は、この構成以外に必要とされる装置などを付加することができるものである。さらに、図５および図６で示した実施の形態では、図１に示した浮体２が用いられているが、本発明においては、図２〜図４に示した浮体２を２以上使用した構成とすることもできるものである。
【００４７】
【発明の効果】
上述したように、本発明の水の汚染抑制システムは、湖沼といった水が滞留する閉鎖性水域において、夏場の水温上昇に伴うあおこなどの汚染物質の発生を効果的に抑制するとともに、安価で提供することができる。また、本発明の水の汚染抑制方法は、汚染物質の発生を効果的に、かつ容易に抑制することを可能にする。
【００４８】
また、本発明の水の汚染抑制システムは、遠隔操作することができ、湖沼やため池などの水質管理が容易となり、さらには装置構成が簡単なため、メンテナンスが容易である。さらには、必要な時期、必要な時間にのみ、水流を発生させて閉鎖性水域全体に流れを生じさせることができるため、ランニングコストを抑制することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の水の汚染抑制システムの第１の実施の形態を示した図。
【図２】本発明の水の汚染抑制システムの第２の実施の形態を示した図。
【図３】本発明の水の汚染抑制システムの第３の実施の形態を示した図。
【図４】本発明の水の汚染抑制システムの第４の実施の形態を示した図。
【図５】本発明の水の汚染抑制システムの第５の実施の形態を示した図。
【図６】本発明の水の汚染抑制システムの第６の実施の形態を示した図。
【符号の説明】
１…閉鎖性水域
２…浮体
３…水流発生手段
４、４ａ…流路
５…フレーム
６…穴
７…アンカー
８…アンカーワイヤ
９…フロート部
１０…隔壁部
１１…重り部
１２…滞留部
１３…分解除去装置
１４…フロート部
１５…遮光部材
１６…隔壁部
１７…重り部
１８…吐出口
１９ａ、１９ｂ、１９ｃ…水域
２０…水流発生手段
２１ａ、２１ｂ…堤防部
【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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