(57)【要約】【課題】漏水位置の測定時間を短縮させ、コスト高を低減させることができる漏水位置検出装置を提供する。【解決手段】水膜を２重もしくは１重に敷設して造成された遮水工構造物１に設けられ、前記遮水工構造物１内に発生した漏水の位置を検出する漏水位置検出装置において、前記遮水工構造物１を線状電極ａ１〜ａ１２の複数範囲に分けておき、前記範囲毎に範囲内の漏水の有無を検出し、前記漏水が存在する前記範囲を特定する範囲特定手段と、前記範囲内で前記漏水の位置を特定する漏水位置特定手段と、を備えたことを特徴とする。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
遮水膜を２重もしくは１重に敷設して造成された遮水工構造物に設けられ、前記遮水工構造物内に発生した漏水の位置を検出する漏水位置検出装置において、
前記遮水工構造物を複数範囲に分けておき、前記範囲毎に範囲内の漏水の有無を検出し、前記漏水が存在する前記範囲を特定する範囲特定手段と、
前記範囲内で前記漏水の位置を特定する漏水位置特定手段と、を備えたことを特徴とする漏水位置検出装置。
【請求項２】
前記範囲特定手段は、
前記２重に敷設された遮水膜の中間層に、等間隔に固定設置された複数の線状電極と、
前記線状電極に電気を供給する電源と、
前記複数の線状電極のうち１本を選択し、選択した線状電極を前記電源の一方の接続端子に接続し、前記一方の接続端子に接続された電極を除く同じ側の線状電極はすべて前記電源の他方の接続端子に接続する電極切替手段と、
前記電源の他方の接続端子に接続し、前記遮水工構造物の範囲に対応して配置した複数の移動式点電極と、
前記固定式線状電極と前記移動式点電極に流れる電流の大きさを測定する電流測定回路と、
を有し、前記電流測定回路によって測定される電流の大きさから前記漏水が存在する範囲を特定することを特徴とする請求項１に記載の漏水位置検出装置。
【請求項３】
前記漏水位置特定手段は、
前記電源の他方の接続端子に全線状電極もしくは漏水が存在すると判断された前記範囲に設けられた前記線状電極を接続し、前記遮水工構造物の範囲を移動自在に設けられた移動式点電極と、
前記移動式点電極から等距離に設けられた２個の電位差測定電極と、
この２個の電位差測定電極間の電位差を測定する差動回路と、を有し、前記差動回路によって測定される電位差の大きさと極性から前記範囲内で漏水の位置を特定することを特徴とする請求項２に記載の漏水位置検出装置。
【請求項４】
前記漏水位置特定手段は、
前記電源の他方の接続端子に全線状電極もしくは漏水が存在すると判断された前記範囲に設けられた前記線状電極を接続し、前記遮水工構造物の範囲を移動自在に設けられた移動式点電極を、
前記電源の一方の接続端子に接続し、前記移動式点電極を囲んで配置された電場制御電極と、を有し、前記電流測定回路によって測定される前記移動式点電極の電流の大きさから前記範囲内で漏水の位置を特定する
ことを特徴とする請求項２に記載の漏水位置検出装置。
【請求項５】
前記電場制御電極は、前記移動式点電極を円形状に囲む円形枠電極、四角形状に囲む四角形枠電極、あるいは前記移動式点電極を囲む複数の点電極の集合体の電極であることを特徴とする請求項４に記載の漏水位置検出装置。
【請求項６】
前記電流測定回路あるいは前記差動回路は、前記電源の印加電圧と同波長および同位相の電流成分を抽出する位相検波回路を有する請求項２〜５の何れかに記載の漏水位置検出装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、合成樹脂や合成ゴムなどの電気的絶縁性を有する材料からなる遮水膜を敷設して人工的に造られた貯水池、水路、或いは管理型一般廃棄物最終処分場及び管理型産業廃棄物最終処分場などの遮水工構造物に関し、遮水膜が２重もしくは１重に敷設された廃棄物処分場又は溜池であって、遮水工構造物の遮水膜に生じる漏水の発生位置を検出する漏水位置検出装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
貯水池、水路、或いは管理型一般廃棄物最終処分場及び管理型産業廃棄物最終処分場などの遮水工構造物は、合成樹脂や合成ゴムなどの電気的絶縁性を有する材料からなる遮水膜（遮水シートともいう）を地盤の窪みに敷設して人工的に造られている。
【０００３】
かかる遮水膜を用いた人工的な管理型終末処理場においては、遮水膜に亀裂などの破損が生じて処分場内の汚染液が漏水することがある。漏水が発生すると地下水汚染や公害問題が発生するため、定期的に遮水膜の点検を行い、遮水膜に破損が生じていれば漏水箇所を検出して適当な補修を行う必要がある。
【０００４】
従来このような遮水膜の漏水部の検出方法として、従来は、図４に示すように、２重に敷設された遮水膜２ａ，２ｂの中間に設置した電極Ｔａと遮水工構造物１（処分場）内部に設置した固定された点電極Ｔｂ間に電圧を印加し、遮水工構造物１内部もしくは外部に設置した基準電極Ｔｃと、遮水工構造物１内部に設置した移動式点電極Ｔｂ間の電位差を測定し、測定電位の異常（測定値が通常の値よりも上昇する等）から漏水位置を特定する（たとえば、特許文献１参照）。
【０００５】
【特許文献１】
特開平０７−１５１６３３号公報
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、従来の方法によっても、漏水位置を特定することが可能であるが、この方法では、処分場全体を漏水の存在の有無に関わらず、同じ精度で測定することとなり、作業時間が多大となるためコストが高い。
【０００７】
以上から本発明は、前記問題点に鑑みてなされたものであり、漏水位置の測定時間を短縮させ、コスト高を低減させることができる漏水位置検出装置を提供することを技術的課題とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
前記課題を達成するために、本発明の漏水位置検出装置は、以下に示す手段を採用した。
【０００９】
すなわち、本発明の漏水位置検出装置は、遮水膜を２重もしくは１重に敷設して造成された遮水工構造物に設けられ、前記遮水工構造物内に発生した漏水の位置を検出する漏水位置検出装置において、前記遮水工構造物を複数範囲に分けておき、前記範囲毎に範囲内の漏水の有無を検出し、前記漏水が存在する前記範囲を特定する範囲特定手段と、前記範囲内で前記漏水の位置を特定する漏水位置特定手段と、を備えたことを特徴とする。
【００１０】
また、本発明の漏水位置検出装置において、前記範囲特定手段は、前記２重敷設された遮水膜の中間層もしくは１重に敷設された遮水膜の下に、等間隔に固定設置された複数の線状電極と、記線状電極に電気を供給する電源と、前記複数の線状電極のうち１本を選択し、選択した線状電極を前記電源の一方の接続端子に接続し、前記一方の接続端子に接続された電極を除く同じ側の線状電極はすべて前記電源の他方の接続端子に接続する電極切替手段と、前記電源の他方の接続端子に接続し、前記遮水工構造物の範囲に対応して配置した複数の移動式点電極と、前記固定式線状電極と前記移動式点電極に流れる電流の大きさを測定する電流測定回路と、を有し、前記電流測定回路によって測定される電流の大きさから前記漏水が存在する範囲を特定することを特徴とする。
【００１１】
更に、本発明の漏水位置検出装置において、前記漏水位置特定手段は、前記全線状電極を前記電源の他方の接続端子に接続した条件で、前記電源の他方の接続端子に接続し、前記遮水工構造物の範囲を移動自在に設けられた移動式点電極と、前記移動式点電極から等距離に設けられた２個の電位差測定電極と、この２個の電位差測定電極間の電位差を測定する差動回路と、を有し、前記差動回路によって測定される電位差の高低と極性から前記範囲内で漏水の位置を特定することを特徴とする。
【００１２】
更にまた、本発明の漏水位置検出装置において、前記漏水位置特定手段は、前記全線状電極を前記電源の他方の接続端子に接続した条件で、前記電源の他方の接続端子に接続し、前記遮水工構造物の範囲を移動自在に設けられた移動式点電極と、前記電源の一方の接続端子に接続し、前記移動式点電極を囲んで配置された電場制御電極と、を有し、前記電流測定回路によって測定される前記移動式点電極の電流の大きさから前記範囲内で漏水の位置を特定することを特徴とする。
【００１３】
本発明は、２重遮水膜の中間層に等間隔にワイヤー電極を複数設置しておき、その中の１本を電源の一方に接続し、他のワイヤー電極と遮水工構造物内の点電極を電源の他の一方に接続し、複数の点電極に接続した電流測定装置によって電流を測定する（範囲特定手段）。
【００１４】
また、本発明は、おおよその漏水発生の範囲を特定した後、電場制御回路（電流測定）もしくは差動回路（電位差測定）によって、この部分を詳細に測定する（漏水位置特定手段）。
【００１５】
なお、本発明の漏水位置検出装置において、前記電場制御電極は、前記移動式点電極を円形状に囲む円形枠電極、四角形状に囲む四角形枠電極、あるいは前記移動式点電極を囲む複数の点電極の集合体の電極である。
【００１６】
また、前記電流測定回路あるいは前記差動回路は、前記電源の印加電圧と同波長および同位相の電流成分を抽出する位相検波回路を有する。
【００１７】
更に、本発明は、１重ならびに２重遮水膜に対して適用でき、１重の場合には、遮水膜直下に線状電極を設置すればよい。
以上の構成は、可能な限り互いに組み合わせることができる。
【００１８】
（本発明の作用）
先の電流測定装置で測定された電流は、選択した１本の線状電極の周辺に漏水が存在する場合には、点電極に流れる電流が大きくなり、線状電極以外の線状電極を選択した場合には、点電極に流れる電流が小さくなるため、線状電極の周辺（範囲）における漏水の存在を確認することができる（範囲特定手段）。
【００１９】
この遮水膜の中間層に設置した線状電極に沿って、漏水の存在がわかるため、この線状電極部分だけ詳細な測定を行えば、少ない労力で漏水位置を確認できる（漏水位置特定手段）。
【００２０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の一実施の形態に係る漏水位置検出装置を図面に基づいて詳細に説明する。この実施の形態では遮水工構造物１は管理型廃棄物最終処分場の場合として説明する。また、遮水工構造物１は、合成樹脂や合成ゴムなどの電気的絶縁性を有する材料からなる遮水膜（遮水シートともいう）２を２重にして地盤の窪みに敷設して造られている。
【００２１】
本発明の漏水位置検出装置は、遮水工構造物１に設けられ、遮水工構造物１内に発生した漏水の位置を検出する装置である。この漏水位置検出装置は、遮水工構造物１を複数範囲に分けておき、前記範囲毎に範囲内の漏水の有無を検出し、前記漏水が存在する前記範囲を特定する範囲特定手段と、前記範囲内で前記漏水の位置を特定する漏水位置特定手段と、を備えている。
【００２２】
［範囲特定手段］
以下、範囲特定手段を、図１に基づき説明する。図１は、漏水位置のおおよその範囲（位置）を特定するための漏水位置検出装置のブロック回路図を示したものである。
【００２３】
２重遮水膜２ａ，２ｂの中間層に線状電極（以下、ワイヤー状電極という）ａ１〜ａ１２を等間隔に設置し、図中の電極切替装置４によって、電源３の一方の接続端子３ａにワイヤー状電極（たとえば、ａ５）の１本だけ選択して接続し、残りのワイヤー状電極と遮水工構造物１内の複数の点電極（図１では６点；ｂ１〜ｂ６）を他の一方の電源の他方の接続端子３ｂに接続する。なお、この実施の形態では、遮水工構造物１を例えばそれぞれの点電極ｂ１〜ｂ６を６箇所に分けて処分場の漏水から流れる電流を遺漏なく測定できるようにしておき、ａ１〜ａ１２のワイヤー状電極を選択して３ａに接続した条件で点電極ｂ１〜ｂ６に流れる電流を検出し、漏水が存在する範囲を特定する。
【００２４】
図１において、計測器５と表記しているのは電流測定回路で、これは、図１の点電極ｂ１〜ｂ６に接続されている。この６点の電極ｂ１〜ｂ６は、遮水工構造物１内の遮水膜上の保護層の電気伝導度が小さい場合には点電極の数を増やし、電気伝導度が高い場合には点電極の数を減らす。
【００２５】
従って、図１の漏水位置検出装置において、遮水膜２ａの線状電極ａ５の周辺に漏水が存在すると、遮水工構造物１内に設置した点電極ｂ１〜ｂ６に電流が流れることとなり、電流検出回路５で漏水に流れる電流が測定される。
【００２６】
しかし、この電流は先の電極切替装置４で１本だけ選択したワイヤー状電極（たとえば、ａ５）の周辺に漏水がある条件でのみ測定される。
【００２７】
これにより、電極切替装置４で選択した１本のワイヤー状電極を電源の接続端子３ａに接続した条件でｂ１〜ｂ６に流れる電流の測定値をよりどころに、漏水が存在するおおよその範囲を特定することが可能になる。
【００２８】
［漏水位置特定手段］
図２は、図１の範囲特定手段でおおよその漏水が存在する範囲（位置）が特定された後に、漏水の正確な位置を特定する漏水位置特定手段を示したものである。なお、図２の実施の形態では、電位差測定（差動回路）方式を示す。
【００２９】
（電位差測定（差動回路）方式）
電位差測定（差動回路）方式は、遮水膜２ａ，２ｂの中間層に配置したワイヤー状電極ａ１〜ａ１２と移動式点ｃ電極間に電圧を印加し、漏水周辺に生ずる電位異常を検知することにより正確な漏水位置を特定する方式である。
【００３０】
すなわち、図２の概略図に示すように、２重に敷設された遮水膜２ａ，２ｂの中間層に、等間隔で設置された複数の線状電極ａ１〜ａ１２を電源３の一方の接続端子３ａに接続し、遮水工構造物１内部の電流測定回路５を接続した移動式点電極ｃを電源３の他方の接続端子３ｂに接続し、移動式点電極ｃから等距離に有る２点の点電極間ｄ１，ｄ２の電位差を測定する電位差計（差動回路）６の出力から漏水位置を検知する。
【００３１】
図５は、電位差測定（差動回路）方式を実施するためのブロック回路を示したものである。
【００３２】
電源３は、例えば交流電源であり、電力増幅装置３１と発振器３２などにより構成される。そして、電力増幅回路３１は発振器３２の信号電圧を増幅して出力する回路である。
【００３３】
図５に示す差動回路１１は、図２における電位差計６に相当するものである。この差動回路１１を使用することにより、移動式点電極（印加電極）ｃから等距離に有る２点の点電極（電位測定電極）間ｄ１，ｄ２のどちらの電位が高いかについて極性（＋−）で知ることができる。
【００３４】
また、電位差測定（差動回路）方式では、図５に示すように、高周波ノイズや自然電流の成分の影響を除去するために、電源３の印加電圧と同波長および同位相の電流成分を抽出する位相検波回路１２を採用している。
【００３５】
図５において、位相検波回路１２と電力増幅回路３１を結ぶ回路は、測定対象に印加する電流の電力増幅回路３１の位相信号を位相検波回路１２に送ることを示している。
【００３６】
なお、位相検波１２は、ｄ１とｄ２の電極間で測定される電位差に自然電位や高調波ノイズによる測定誤差成分を除去する機能を有する。
【００３７】
電位差測定（差動回路）方式において、測線（移動式点電極ｃの移動測線；例えば、図７の測線Ａ，測線Ｂ，測線Ｃ）に沿って移動式点電極ｃを移動させると共に、通過ポイント（ポイントＰ１〜Ｐ１５）毎に作動回路１１で電位差を測定する（図７（ａ）参照）。
【００３８】
すなわち、漏水が存在する遮水工構造物１の範囲に対して、移動式点電極ｃを移動させ、図７では、移動式点電極ｃの移動軌跡である測線Ａ，測線Ｂ，測線Ｃの３測線に沿ってそれぞれ１５ポイントＰ１〜Ｐ１５において測定した。なお、測線Ａ，測線Ｂ，測線Ｃの３測線それぞれに対して電位差測定電極ｄ１，ｄ２が直交するように配置して測定した。
【００３９】
図７では、測線Ａに関して、Ｐ４で電位差測定電極ｄ２側に、Ｐ８で電位差測定電極ｄ１側に電位の変化が検知された。また、測線Ｂに関して、Ｐ４で電位差測定電極ｄ１側に、Ｐ１３で電位差測定電極ｄ２側に電位の変化が検知された。さらに、測線Ｃに関して、Ｐ７で電位差測定電極ｄ２側に、Ｐ１３で電位差測定電極ｄ１側に電位の変化が検知された。これら検知データはデータ収録装置１３に記録される。これら検知結果から、漏水１，２，３，４の位置が詳しく特定できる。
【００４０】
図７（ｂ）の電位差の変化グラフによれば、極性によって漏水が測線（測線Ａ，測線Ｂ，測線Ｃ）に対して左右どの方向にあるか知ることができ、すなわち、電位差測定電極ｄ１，ｄ２のどちら側に漏水があるか判断することができ、検知精度の向上につながる。
【００４１】
［別の実施の形態］
前述の実施の形態では、漏水位置特定手段として電位差測定（差動回路）方式を示したが、次に、漏水位置特定手段の別の実施の形態として電場制御電流測定方式のものを説明する。
【００４２】
（電場制御電流測定方式）
図３は、図１の範囲特定手段でおおよその漏水が存在する範囲（位置）が特定された後に、漏水の正確な位置を特定する電場制御電流測定方式（漏水位置特定手段）を示したものである。
【００４３】
また、図３は、遮水膜２ａ，２ｂの中間層のワイヤー状電極ａ１〜ａ１２と移動式点電極ｃ間に電圧を印加し、点電極ｃ周辺にワイヤー状電極ａ１〜ａ１２と同じ電源３に接続した電場制御電極（例えば、四角形の枠電極）ｅを設け、ワイヤー状電極ａ１〜ａ１２に流入する電流を電流計５で測定する。電場制御電流測定方式の電源は、電位差測定方式の場合と同様に、発振装置３２で生じさせた信号波形を電力増幅回路３１で増幅して遮水工構造物１の移動式電極ｃと電場制御電極ｅならびに遮水膜２ａ下の複数の線状電極間に印加する。遮水工構造物１下の線状電極に流れる電流は、電流検出回路５によって電圧に変換され、電力増幅回路３１からの波形および位相信号を用いて、位相検波回路１２で漏水を経由して流れる電流のみ抽出して測定する。位相検波回路１２は、遮水膜２ａを介して流れる電流成分が、遮水膜２ａが有する静電容量成分のため、印加電圧の信号と比較して９０°進み位相であることから除去できるだけでなく、自然電流や高調波電流など測定精度を低下させる電流成分を波長や位相の違いによって除去することができる。
【００４４】
なお、この別の実施の形態において電場制御電極ｅは、移動式点電極ｃを四角形状に囲む四角形枠電極として説明するが、電場制御電極ｅは、円形状に囲む円形枠電極、あるいは移動式点電極ｃを囲む複数の点電極の集合体の電極であってもよい。
【００４５】
図８は、漏水が存在すると判明した後の詳細な検知測定の結果を示したものであり、電場制御を併用した電流測定による測定結果を示したものである。
【００４６】
電場制御電流測定方式において、測線（移動式点電極ｃの移動測線；例えば、図８の測線Ａ，測線Ｂ，測線Ｃ）に沿って移動式点電極ｃを移動させると共に、通過ポイント（ポイントＰ１〜Ｐ１５）毎に電流検出回路５を測定する（図８（ａ）参照）。
【００４７】
すなわち、漏水が存在する遮水工構造物１の範囲に対して、移動式点電極ｃを移動させ、図８では、移動式点電極ｃの移動軌跡である測線Ａ，測線Ｂ，測線Ｃの３測線に沿ってそれぞれ１５ポイントＰ１〜Ｐ１５において測定した。
【００４８】
図８では、測線Ａに関して、Ｐ４で電場制御電極ｅが電場を制御するために、漏水１の周辺だけで大きな電流が測定される（図８（ｂ）参照）。このため、その周辺に漏水が存在することがわかる。同様に、Ｐ８で大きな電流が検知された。また、測線Ｂに関して、Ｐ４で大きな電流が検知され、Ｐ８で中程度の電流の変化が検知され、Ｐ１３で大きな電流が検知された。さらに、測線Ｃに関して、Ｐ４で中程度の電流の変化が検知され、Ｐ７で大きな電流が検知され、Ｐ１３で中程度の電流の変化が検知された。これら検知データはデータ収録装置１３に記録される。
【００４９】
図８（ｂ）の位差の変化グラフによれば、隣り合う測線の測定結果を参照することによって、漏水１，２，３，４の位置が詳しく特定でき、漏水の位置を確認することができる。電場制御電流測定方式によれば、電場を制御するために、漏水の周辺だけで大きな電流が測定されるため、その周辺に漏水が存在することがわかる。
【００５０】
【発明の効果】
本発明によれば、範囲特定手段により、先の電流測定回路で測定された電流は、選択した１本の線状電極の周辺に漏水が存在する場合には、点電極に流れる電流が大きくなり、線状電極以外の線状電極を選択した場合には、点電極に流れる電流が小さくなるため、線状電極の周辺（範囲）における漏水の存在を確認することができる。
【００５１】
また、漏水位置特定手段により、この遮水膜の中間層に設置した線状電極に沿って、漏水の存在がわかるため、この線状電極部分だけ詳細な測定を行えば、少ない労力で漏水位置を確認できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態の範囲特定手段の構成を示すブロック図である。
【図２】本発明の実施の形態の漏水位置特定手段の概略構成図である。
【図３】別の実施の形態の漏水位置特定手段の概略構成図である。
【図４】従来の漏水位置検出装置の構成を示すブロック図である。
【図５】実施の形態の漏水位置特定手段の構成を示すブロック図である。
【図６】別の実施の形態の漏水位置特定手段の構成を示すブロック図である。
【図７】図７（ａ）は漏水位置特定手段（電位差測定（差動回路）方式）による検知手順の説明図であり、図７（ｂ）は検知測定結果を示すグラフである。
【図８】図８（ａ）は漏水位置特定手段（電場制御電流測定方式）による検知手順の説明図であり、図８（ｂ）は検知測定結果を示すグラフである。
【符号の説明】
１  遮水工構造物
２ａ，２ｂ  遮水膜（遮水シート）
ａ１〜ａ１２  線状電極（ワイヤー状電極）
ｂ１〜ｂ８  固定式点電極
ｃ  移動式点電極
ｄ１，ｄ２  電位差測定電極
ｅ  電場制御電極
３  電源
４  電極切替装置
５  電流検出回路（電流計）
６  電位差計（差動回路）
１２  位相検波回路
１３  データ収録装置
３１  電力増幅装置
３２  発振器
【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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